аршином общим не измерить – обзор измерительного оборудования Fluke
С внедрением высокопроизводительных приложений в корпоративную инфраструктуру существенно выросли требования со стороны активного оборудования к параметрам корпоративных сетей, основу которой составляют кабельные системы. При установлении соответствия рабочих характеристик компьютерной сети требованиям различных стандартов функции арбитра выполняет измерительное оборудование.
Жизнь корпоративной сети протекает в соответствии с тремя постулатами: сеть никогда не становится медленнее, никогда не уменьшается в размерах и, наконец, никогда не остается прежней. Иными словами, корпоративная сеть постоянно развивается в направлении все более высоких скоростей, большего трафика и объема ресурсов, а также гибкости управления. Значительные изменения претерпевает и физическая основа компьютерных сетей. Эволюция среды передачи данных, фундамент которой составляют структурированные кабельные системы, нашла отражение в появлении новых отраслевых стандартов. Вслед за созданием Категории 6 с рабочей полосой частот 250 МГц был опубликован стандарт ISO/IEC на Класс F с полосой пропускания 600 МГц, экранированными кабелями с индивидуальными экранами на каждой из четырех пар. Развитие и принятие стандартов отражают ужесточение требований к параметрам тракта передачи данных со стороны активного оборудования. Арбитром в установлении соответствия характеристик компьютерной сети требованиям различных стандартов (ISO, TIA, CENELEC и др.) служит измерительное оборудование.
По мере ужесточения требований к характеристикам СКС совершенствовались и методы проверки соответствия рабочих характеристик корпоративной сети допустимым значениям параметров стандарта, на который она сертифицируется. Безусловно, для измерения параметров СКС на Категорию 7 необходимы приборы с более широким динамическим диапазоном, чем, например, для Категории 5е или 6, поскольку рабочий диапазон частот измерительного прибора должен соответствовать рабочей полосе выбранного для сертификации стандарта.
Точность измерений зависит от характеристик устройств. С помощью тестеров с уровнем точности II-E можно было сертифицировать СКС Категории 5e до выхода новой группы стандартов, измерительными устройствами уровня III сейчас можно сертифицировать СКС Категории 5е и 6 и ниже, а приборы с уровнем точности IV предназначены для сертификации СКС Категории 6 и 7 и ниже, и есть основания предполагать, что со временем они вытеснят приборы, имеющие меньший уровень точности. Измерительное оборудование создается с учетом стандартов ANSI/TIA/EIA-568 и ISO/IEC 11801, где определяется и регламентируется процесс сертификационного тестирования установленных систем.
выявление проблем
Рассмотрим класс измерительного оборудования, предназначенный для сетевых администраторов, работающих с сетью под нагрузкой. Такие устройства выполняют диагностику сети: отслеживают подключение активного оборудования и пользователей, выявляют проблемы сетевого доступа и причины замедления работы сети, осуществляют сбор полной статистики. Недорогие приборы начального уровня позволяют выполнить верификацию участка сети. Кроме монтажников их используют и администраторы, отвечающие за эксплуатацию корпоративной сети.
В линейке Fluke Networks имеется несколько таких приборов. LinkRanner — самый простой индивидуальный тестер второго-третьего уровня сетевой модели OSI, необходимый для быстрого устранения неработоспособности сети. Помимо базовых функций в нем реализована возможность первичного анализа сети: команда Ping позволяет системному администратору проверить наличие связи с устройствами. Устройство снабжено также базовой функцией определения загрузки канала при подключении активного оборудования.
С помощью NetTool Pro можно измерить загрузку канала, уровень коллизий и ошибок, выявить их природу. Он поможет разобраться, почему нет доступа к серверу или какому-либо сервису, проверить работоспособность сетевой карты компьютера и порта концентратора или коммутатора, к которому подключен компьютер. Прибор включается в разрыв соединения между двумя сетевыми устройствами и позволяет увидеть сетевые конфигурации и настройки компьютера, согласование по скорости, по типу канала, а также способен обнаружить сетевые ресурсы и предоставить отчет об их доступности. На детальном уровне анализ протоколов не производится, но в случае проблемы с получением какого-либо сервиса устройство покажет, какой протокол не выполняется. При подключении нового пользователя с помощью NetTool Pro можно выполнить команду Ping и провести всю верификацию: элементарно протестировать кабель, проверить разводку жил и состояние шнура переключений.
Тестер EtherScope подсоединяется к сети в любом ее месте и позволяет собирать со всех коммутаторов и маршрутизаторов статистику обо всех пользователях, подключенных в пределах широковещательного домена. Он выясняет, способен ли данный сегмент поддерживать GigE, какой из источников сети рассылает спам или занимается отправлением широковещательных сообщений, кто более всех «разговаривает» в сети (функция Top Talker). Новый прибор CableIQ был представлен совсем недавно. Fluke Networks позиционирует его как продукт для системных администраторов, но, как и два предыдущих устройства, он не предназначен для сертификации СКС. Здесь реализованы те же функции, что и в LinkRanner, включая проверку целостности жил и наличия механических дефектов, а кроме того, этот тестер позволяет оценить, достаточна ли ширина полосы пропускания для внедрения ресурсоемких технологий (GigE, IP-телефонии и проч.). Таким образом, прибор реализует концепцию «квалификация», выясняя, в состоянии ли кабельная система поддерживать определенные приложения.
соответствие стандарту
Для тестирования и сертификации СКС на соответствие стандартам используются специальные сертификационные тестеры. В обиходе их называют также тестовыми анализаторами, хотя функции анализа в них практически не реализованы. Кроме основной задачи, которую решают эти устройства, многие из них обладают дополнительными функциями для принятия первичных мер по восстановлению сети.
Fluke Networks выпускает три серии сертификационных тестеров: DSP 4x00, OMNIScaner и DTX. Серия DSP 4x00 представлена моделями 4300 и 4000 для тестирования СКС Категории 5, 5е, 6. Эти приборы функционируют в диапазоне частот от 1 до 350 МГц. Прибор DSP 4300 имеет в комплекте специальную насадку, с помощью которой осуществляется мониторинг сетевого трафика. При подключении его к порту активного оборудования (коммутатора, концентратора и т. д.) можно измерить уровень загрузки в определенном канале или на определенном порту, а также уровень коллизий. Такое измерение не позволяет получить детальной картины трафика (ошибки не анализируются), однако по уровню загрузки канала и коллизий в процентном соотношении удастся точно сказать, где находится неисправность — в активном оборудовании или кабеле. Если уровень загрузки канала низкий, а количество коллизий высоко, с большой степенью вероятности можно утверждать, что проблема скрывается в кабеле. И наоборот, когда скорость прохождения сигнала падает, но при этом уровень коллизий невысок, то, скорее всего, сеть неправильно сконфигурирована.
Серия OMNIScaner включает устройства OMNIScaner2 и OMNIScanerLT для проведения измерений в диапазоне частот до 300 МГц и тестирования СКС вплоть до Категории 6. Однако в недалеком будущем OMNIScaner, по-видимому, уступит место приборам серии DTX (DTX LT, DTX 1200, DTX 1800). Модель DTX LT работает в частотном диапазоне до 350 МГц. DTX 1200 также поддерживает измерения в частотном диапазоне до 350 МГц, однако, в отличие от DTX LT с уровнем точности измерений III, обеспечивает уровень точности IV. DTX LT имеет ограниченный комплект поставки по сравнению с другими моделями: в частности, в нем отсутствует гарнитура для голосовой связи между основным и удаленным модулем тестирующего устройства как по меди, так и по оптике. Среди достоинств данной серии эксперты отмечают укороченное время сертификации кабельной системы Категории 6 с помощью всех моделей DTX — всего 10 с. В серии DTX, начиная с версии 1.1, предусмотрен интерфейс пользователя на русском языке.
В проекте стандарта на СКС Категории 7 специфицирован рабочий диапазон частот до 600 МГц. Модель DTX-1800 позволяет проводить измерения в диапазоне от 1 до 900 МГц, чем обеспечивается достаточный запас для проверки на возможность поддержки приложений широкополосного видео, которые по стандарту следует тестировать в диапазоне примерно 850+/-15 МГц. В DTX-1800 предусмотрена функция мониторинга внешних шумов (помех от магнитных полей, дросселя лампы дневного света, двигателя шахты лифта и т. п.). Используя этот прибор, уже на этапе прокладки кабеля можно оценить, каковы будут внешние помехи в помещении, и принять соответствующие меры.
Базовый штатный комплект DTX предназначен для тестирования витой пары. Тестирование оптической среды передачи данных (одномодовой, многомодовой) осуществляется с помощью специальных съемных модулей, которыми прибор комплектуется опционально. Сам тест выполняется достаточно просто: после подключения устройства выбирается тип теста, указывается категория СКС и тип тестируемого сегмента сети.
По стандарту восьмипозиционный модульный интерфейс должен выдерживать минимум 750 циклов соединения/рассоединения, после чего он физически изнашивается и требует замены. Учитывая этот факт, специалисты Fluke Networks предложили комплектовать коммутационные шнуры для тестирования постоянной линии съемными сменными наконечниками, выполненными целиком на печатной плате. Универсальный наконечник практически не привносит в измерения помех, связанных с его собственными характеристиками. Сменный принцип наконечника поначалу был опробован специалистами Fluke Networks на серии устройств DSP, потом его реализовали в приборах OMNIScaner, а затем стали использовать в моделях DTX. Количество проведенных тестов фиксируется встроенной микросхемой.
Когда стандарт Категории 6 еще не был принят, каждый производитель выпускал разъемы, параметры которых могли между собой отличаться. Однако разъем состоит из гнезда и вилки, характеристики которых должны быть согласованы (mated). Между тем одни производители выпускали вилку с параметром NEXT 36 дБ, а другие — 38 дБ. При подключении вилки в гнездо того же производителя их совместный NEXT удовлетворял нормам, но в случае компонентов разных марок данный параметр выходил за рамки определенного стандартом диапазона.
До тех пор пока в стандарте не появилось описание сменных элементов, в приборах Fluke Networks применялись разъемы нескольких производителей и выпускалось пять-шесть различных модулей-наконечников. Тогда-то инженерам Fluke Networks и пришла идея выпускать сменные разъемы. Им удалось создать съемный наконечник на печатной плате для шнуров переключений, используемых при сертификации различных СКС, чтобы он подходил к любому типу гнезда. Новый наконечник, получивший название персональный модуль (Personal Module PM06), позволил добиться точного, стандартного и одинакового значения потерь по всем восьми позициям контакта.
заключение
Не являясь сетевым компонентом или ресурсом, независимые от работоспособности компьютерной сети, измерительные устройства незаменимы при ее создании и эксплуатации. Широкий спектр представленных на рынке измерительных приборов охватывает весь перечень задач по сертификации, диагностике и решению сетевых проблем в соответствии с уровнями модели OSI.
Наталья Жилкина, научный редактор «Журнала сетевых решений/LAN».
Жизнь корпоративной сети протекает в соответствии с тремя постулатами: сеть никогда не становится медленнее, никогда не уменьшается в размерах и, наконец, никогда не остается прежней. Иными словами, корпоративная сеть постоянно развивается в направлении все более высоких скоростей, большего трафика и объема ресурсов, а также гибкости управления. Значительные изменения претерпевает и физическая основа компьютерных сетей. Эволюция среды передачи данных, фундамент которой составляют структурированные кабельные системы, нашла отражение в появлении новых отраслевых стандартов. Вслед за созданием Категории 6 с рабочей полосой частот 250 МГц был опубликован стандарт ISO/IEC на Класс F с полосой пропускания 600 МГц, экранированными кабелями с индивидуальными экранами на каждой из четырех пар. Развитие и принятие стандартов отражают ужесточение требований к параметрам тракта передачи данных со стороны активного оборудования. Арбитром в установлении соответствия характеристик компьютерной сети требованиям различных стандартов (ISO, TIA, CENELEC и др.) служит измерительное оборудование.
По мере ужесточения требований к характеристикам СКС совершенствовались и методы проверки соответствия рабочих характеристик корпоративной сети допустимым значениям параметров стандарта, на который она сертифицируется. Безусловно, для измерения параметров СКС на Категорию 7 необходимы приборы с более широким динамическим диапазоном, чем, например, для Категории 5е или 6, поскольку рабочий диапазон частот измерительного прибора должен соответствовать рабочей полосе выбранного для сертификации стандарта.
Точность измерений зависит от характеристик устройств. С помощью тестеров с уровнем точности II-E можно было сертифицировать СКС Категории 5e до выхода новой группы стандартов, измерительными устройствами уровня III сейчас можно сертифицировать СКС Категории 5е и 6 и ниже, а приборы с уровнем точности IV предназначены для сертификации СКС Категории 6 и 7 и ниже, и есть основания предполагать, что со временем они вытеснят приборы, имеющие меньший уровень точности. Измерительное оборудование создается с учетом стандартов ANSI/TIA/EIA-568 и ISO/IEC 11801, где определяется и регламентируется процесс сертификационного тестирования установленных систем.
выявление проблем
Рассмотрим класс измерительного оборудования, предназначенный для сетевых администраторов, работающих с сетью под нагрузкой. Такие устройства выполняют диагностику сети: отслеживают подключение активного оборудования и пользователей, выявляют проблемы сетевого доступа и причины замедления работы сети, осуществляют сбор полной статистики. Недорогие приборы начального уровня позволяют выполнить верификацию участка сети. Кроме монтажников их используют и администраторы, отвечающие за эксплуатацию корпоративной сети.
В линейке Fluke Networks имеется несколько таких приборов. LinkRanner — самый простой индивидуальный тестер второго-третьего уровня сетевой модели OSI, необходимый для быстрого устранения неработоспособности сети. Помимо базовых функций в нем реализована возможность первичного анализа сети: команда Ping позволяет системному администратору проверить наличие связи с устройствами. Устройство снабжено также базовой функцией определения загрузки канала при подключении активного оборудования.
С помощью NetTool Pro можно измерить загрузку канала, уровень коллизий и ошибок, выявить их природу. Он поможет разобраться, почему нет доступа к серверу или какому-либо сервису, проверить работоспособность сетевой карты компьютера и порта концентратора или коммутатора, к которому подключен компьютер. Прибор включается в разрыв соединения между двумя сетевыми устройствами и позволяет увидеть сетевые конфигурации и настройки компьютера, согласование по скорости, по типу канала, а также способен обнаружить сетевые ресурсы и предоставить отчет об их доступности. На детальном уровне анализ протоколов не производится, но в случае проблемы с получением какого-либо сервиса устройство покажет, какой протокол не выполняется. При подключении нового пользователя с помощью NetTool Pro можно выполнить команду Ping и провести всю верификацию: элементарно протестировать кабель, проверить разводку жил и состояние шнура переключений.
Тестер EtherScope подсоединяется к сети в любом ее месте и позволяет собирать со всех коммутаторов и маршрутизаторов статистику обо всех пользователях, подключенных в пределах широковещательного домена. Он выясняет, способен ли данный сегмент поддерживать GigE, какой из источников сети рассылает спам или занимается отправлением широковещательных сообщений, кто более всех «разговаривает» в сети (функция Top Talker). Новый прибор CableIQ был представлен совсем недавно. Fluke Networks позиционирует его как продукт для системных администраторов, но, как и два предыдущих устройства, он не предназначен для сертификации СКС. Здесь реализованы те же функции, что и в LinkRanner, включая проверку целостности жил и наличия механических дефектов, а кроме того, этот тестер позволяет оценить, достаточна ли ширина полосы пропускания для внедрения ресурсоемких технологий (GigE, IP-телефонии и проч.). Таким образом, прибор реализует концепцию «квалификация», выясняя, в состоянии ли кабельная система поддерживать определенные приложения.
соответствие стандарту
Для тестирования и сертификации СКС на соответствие стандартам используются специальные сертификационные тестеры. В обиходе их называют также тестовыми анализаторами, хотя функции анализа в них практически не реализованы. Кроме основной задачи, которую решают эти устройства, многие из них обладают дополнительными функциями для принятия первичных мер по восстановлению сети.
Fluke Networks выпускает три серии сертификационных тестеров: DSP 4x00, OMNIScaner и DTX. Серия DSP 4x00 представлена моделями 4300 и 4000 для тестирования СКС Категории 5, 5е, 6. Эти приборы функционируют в диапазоне частот от 1 до 350 МГц. Прибор DSP 4300 имеет в комплекте специальную насадку, с помощью которой осуществляется мониторинг сетевого трафика. При подключении его к порту активного оборудования (коммутатора, концентратора и т. д.) можно измерить уровень загрузки в определенном канале или на определенном порту, а также уровень коллизий. Такое измерение не позволяет получить детальной картины трафика (ошибки не анализируются), однако по уровню загрузки канала и коллизий в процентном соотношении удастся точно сказать, где находится неисправность — в активном оборудовании или кабеле. Если уровень загрузки канала низкий, а количество коллизий высоко, с большой степенью вероятности можно утверждать, что проблема скрывается в кабеле. И наоборот, когда скорость прохождения сигнала падает, но при этом уровень коллизий невысок, то, скорее всего, сеть неправильно сконфигурирована.
Серия OMNIScaner включает устройства OMNIScaner2 и OMNIScanerLT для проведения измерений в диапазоне частот до 300 МГц и тестирования СКС вплоть до Категории 6. Однако в недалеком будущем OMNIScaner, по-видимому, уступит место приборам серии DTX (DTX LT, DTX 1200, DTX 1800). Модель DTX LT работает в частотном диапазоне до 350 МГц. DTX 1200 также поддерживает измерения в частотном диапазоне до 350 МГц, однако, в отличие от DTX LT с уровнем точности измерений III, обеспечивает уровень точности IV. DTX LT имеет ограниченный комплект поставки по сравнению с другими моделями: в частности, в нем отсутствует гарнитура для голосовой связи между основным и удаленным модулем тестирующего устройства как по меди, так и по оптике. Среди достоинств данной серии эксперты отмечают укороченное время сертификации кабельной системы Категории 6 с помощью всех моделей DTX — всего 10 с. В серии DTX, начиная с версии 1.1, предусмотрен интерфейс пользователя на русском языке.
В проекте стандарта на СКС Категории 7 специфицирован рабочий диапазон частот до 600 МГц. Модель DTX-1800 позволяет проводить измерения в диапазоне от 1 до 900 МГц, чем обеспечивается достаточный запас для проверки на возможность поддержки приложений широкополосного видео, которые по стандарту следует тестировать в диапазоне примерно 850+/-15 МГц. В DTX-1800 предусмотрена функция мониторинга внешних шумов (помех от магнитных полей, дросселя лампы дневного света, двигателя шахты лифта и т. п.). Используя этот прибор, уже на этапе прокладки кабеля можно оценить, каковы будут внешние помехи в помещении, и принять соответствующие меры.
Базовый штатный комплект DTX предназначен для тестирования витой пары. Тестирование оптической среды передачи данных (одномодовой, многомодовой) осуществляется с помощью специальных съемных модулей, которыми прибор комплектуется опционально. Сам тест выполняется достаточно просто: после подключения устройства выбирается тип теста, указывается категория СКС и тип тестируемого сегмента сети.
По стандарту восьмипозиционный модульный интерфейс должен выдерживать минимум 750 циклов соединения/рассоединения, после чего он физически изнашивается и требует замены. Учитывая этот факт, специалисты Fluke Networks предложили комплектовать коммутационные шнуры для тестирования постоянной линии съемными сменными наконечниками, выполненными целиком на печатной плате. Универсальный наконечник практически не привносит в измерения помех, связанных с его собственными характеристиками. Сменный принцип наконечника поначалу был опробован специалистами Fluke Networks на серии устройств DSP, потом его реализовали в приборах OMNIScaner, а затем стали использовать в моделях DTX. Количество проведенных тестов фиксируется встроенной микросхемой.
Когда стандарт Категории 6 еще не был принят, каждый производитель выпускал разъемы, параметры которых могли между собой отличаться. Однако разъем состоит из гнезда и вилки, характеристики которых должны быть согласованы (mated). Между тем одни производители выпускали вилку с параметром NEXT 36 дБ, а другие — 38 дБ. При подключении вилки в гнездо того же производителя их совместный NEXT удовлетворял нормам, но в случае компонентов разных марок данный параметр выходил за рамки определенного стандартом диапазона.
До тех пор пока в стандарте не появилось описание сменных элементов, в приборах Fluke Networks применялись разъемы нескольких производителей и выпускалось пять-шесть различных модулей-наконечников. Тогда-то инженерам Fluke Networks и пришла идея выпускать сменные разъемы. Им удалось создать съемный наконечник на печатной плате для шнуров переключений, используемых при сертификации различных СКС, чтобы он подходил к любому типу гнезда. Новый наконечник, получивший название персональный модуль (Personal Module PM06), позволил добиться точного, стандартного и одинакового значения потерь по всем восьми позициям контакта.
заключение
Не являясь сетевым компонентом или ресурсом, независимые от работоспособности компьютерной сети, измерительные устройства незаменимы при ее создании и эксплуатации. Широкий спектр представленных на рынке измерительных приборов охватывает весь перечень задач по сертификации, диагностике и решению сетевых проблем в соответствии с уровнями модели OSI.
Наталья Жилкина, научный редактор «Журнала сетевых решений/LAN».
Сетевые решения. Статья была опубликована в номере 11 за 2005 год в рубрике hardware
