Управляемый vs неуправляемый коммутатор: Как выбрать? Строим домашнюю сеть.Что умного бывает в умных сетевых коммутаторах? Какие параметры настраиваются на коммутаторе

В эпоху информационных технологий и интернета все чаще и шире применяются коммутаторы. Они представляют собой особые устройства, использующиеся для передачи пакетов документов на всех адреса сети одновременно. Данную особенность коммутаторов сложно переоценить, поскольку все офисы работают на базе данной функции. Коммутаторы запоминают все текущие адреса работающих станций и устройств, а также проводят фильтрацию трафика по определенной схеме, заданной специалистами. В подходящий момент они открывают порт и проводят пересылку назначенного пакета по всем адресатам.

Для настройки коммутаторов часто используется таблица модульных коммутаторов L3 . Настройка должна осуществляться в следующем порядке. Сначала коммутатор подключается к блоку питания, а он – через розетку к электропитанию. Затем берется сетевой кабель, который обеспечивает соединение коммутатора с сетевой платой вашего компьютера. Здесь следует быть крайне осторожными – на проводках витой пары должны иметься наконечники со спутанными контактами. Все это предусмотрено в инструкции, указанной в техническом паспорте коммутатора.

Приступите к настройке сетевой карты. Для этого нажмите меню «Пуск», выберите в открывшемся меню вкладку «Панель управления». В отрывшемся окне найдите и откройте «Сеть и сетевые подключения». Выделите свою сетевую карту при помощи правой кнопкой мыши. Во вкладке «Подключение по локальной сети» следует активировать раздел «Свойства», после чего прокрутить список вниз до конца, где будет строчка «Протокол Интернет (TCP/IP)». Там нажмите на кнопку «Свойства» и укажите маску и адрес подсети. Во вкладке под названием «Общие» следует прописать IP адрес 192.168.0.2, а также оформить маску подсети, введя цифры 255.255.255.0, после чего следует подтвердить правильность всех записей.

На следующем этапе вы должны будете проверить работу коммутатора. Затем через служебную команду под названием ping следует ввести сетевой адрес своего компьютера в сети, после чего задать отсылку данных через ping 192.168.0.2. Делается это в бесконечном режиме, но если вы захотите его остановить, тогда нужно будет нажать комбинацию клавиш Ctrl+C. Программа сразу же выдаст уведомление о потере данных, возникших при передаче.

Рассмотрим более детально на конкретном примере - настройка коммутатора CISCO CATALYST СЕРИЙ 2900XL И 3500.

Интеллектуальные свитчи (по-русски коммутаторы) Cisco Catalyst серий 2900XL и 3500 предназначены для крупных корпоративных сетей. Они представляют собой коммутаторы высокого класса с микропроцессорным управлением, флэш-памятью, объёмом 4 Мб и DRAM-памятью объёмом 8 Мб. На данных устройствах обычно установлена специализированная операционная система Cisco IOS.

В данной статье я буду преимущественно говорить о версии 12.0.x. (отличия версий, в основном, в вебинтерфейсе и поддержке тех или иных технологий). На каждый из коммутаторов может быть установлено программное обеспечение стандартного (Standard Edition) и расширенного типа (Enterprise Edition). В enterprise edition входят:

• поддержка магистралей 802.1Q,
• протокол TACACS+ для единой авторизации на свитчах,
• модифицированная технология ускоренного выбора Spanning Tree (Cisco Uplink Fast) и др.

Данные свитчи предоставляют множество сервисных возможностей. Кроме этого, они идеально подходят для крупных сетей, так как имеют высокую пропускную способность - до 3-х миллионов пакетов в секунду, большие таблицы адресов (ARP cache) - 2048 mac адресов для Catalyst 2900XL и 8192 для Catalyst 3500, поддерживают кластеризацию и виртуальные сети (VLAN), предоставляют аппаратную безопасность портов (к порту может быть подключено только устройство с определённым mac адресом), поддерживают протокол SNMP для управления, используют удалённое управление через веб-интерфейс и через командную строку (т.е. через telnet или модемный порт). Кроме этого, имеется возможность мониторинга портов, т.е. трафик с одного порта (или портов) отслеживается на другом. Многим покажется полезной возможность ограничивать широковещательный трафик на портах, предотвращая тем самым чрезмерную загрузку сети подобными пакетами. Исходя из всего этого, можно утверждать, что выбор свитчей Cisco Catalyst является идеальным для крупных и средних сетей, так как несмотря на высокую стоимость (>1500$), они предлагают широкий выбор сервисных функций и обеспечивают хорошую пропускную способность. Наиболее привлекательными возможностями данных свитчей являются: организация виртуальных сетей (в дальнейшем VLAN), полностью изолированных друг от друга, но синхронизированных между свитчами в сети, и возможность кластеризации для единого входа в систему управления свитчами и наглядного изображения топологии сети (для веб-интерфейса). Перспективным является использование многопортового свитча в качестве центрального элемента сети (в звездообразной архитектуре). Хотя свитчи поставляются с подробной документацией, но она вся на английском языке и нередко не сообщает некоторых вещей, а иногда, напротив, бывает слишком избыточной. Для начала хотел бы рассказать о первоначальной настройке свитча.

Присоединение консольного кабеля:

Подключите поставляемый плоский провод в разъём на задней панели коммутатора с маркой console.

Подключите другой конец кабеля к com-порту компьютера через соответствующий переходник и запустите программу-эмулятор терминала (например, HyperTerminal или ZOC). Порт консоли имеет следующие характеристики:

а) 9600 бод;

b) Нет чётности;

c) 8 бит данных;

d) 1 бит остановки.

Важное замечание для кластера (объединения нескольких коммутаторов): если вы хотите использовать коммутатор в качестве члена кластера, то можно не присваивать ему IP адрес и не запускать построитель кластера. В случае командного свитча, вам необходимо выполнить следующий пункт.

Присвоение IP коммутатору.

В первый раз, когда вы запускаете свитч, то он запрашивает IP адрес.

Если вы назначаете ему оный, что весьма желательно, то он может конфигурироваться через Telnet.

Необходимые требования к IP

Перед установкой необходимо знать следующую информацию о сети:

IP адрес свитча.

Маска подсети.

Шлюз по умолчанию (его может и не быть).

Ну и пароль для свитча (хотя, скорее всего лучше это придумать самому).

Первый запуск

Выполняйте следующие действия для присвоения коммутатору IP адреса:

Шаг 1. Нажмите Y при первой подсказке системы:

Шаг 2 . Введите IP адрес:

Шаг 5 . Введите IP адрес шлюза:

Шаг 6 . Введите имя хоста коммутатора:

Создался следующий файл конфигурации:

Шаг 8 . Если всё нормально - жмите Y; нет - N (только учтите, что пароль хранится в зашифрованном виде).

Если взять кусок патч-корда и воткнуть оба хвоста в один коммутатор, то получится петля. И в целом петля на порте коммутатора или сетевой карты - зло. Но если постараться, то и этому явлению можно найти полезное применение, например сделать сигнализацию с тревожной кнопкой.

INFO

• Rx и Tx - обозначения Receive и Transmit на схемах (приём и передача).
• Loop - англ. петля, контур, шлейф, виток, спираль.

Типичная сеть состоит из узлов, соединенных средой передачи данных и специализированным сетевым оборудованием, таким как маршрутизаторы, концентраторы или коммутаторы. Все эти компоненты сети, работая вместе, позволяют пользователям пересылать данные с одного компьютера на другой, возможно в другую часть света.

Коммутаторы являются основными компонентами большинства проводных сетей. Управляемые коммутаторы делят сеть на отдельные логические подсети, ограничивают доступ из одной подсети в другую и устраняют ошибки в сети (коллизии).

Петли, штормы и порты - это не только морские термины. Петлей называют ситуацию, когда устройство получает тот же самый сигнал, который отправляет. Представь, что устройство «кричит» себе в порт: «Я здесь!» - слушает и получает в ответ: «Я здесь!». Оно по-детски наивно радуется: есть соседи! Потом оно кричит: «Привет! Лови пакет данных!» - «Поймал?» - «Поймал!» - «И ты лови пакет данных! Поймал?» - «Конечно, дружище!»

Вот такой сумасшедший разговор с самим собой может начаться из-за петли на порте коммутатора.

Такого быть не должно, но на практике петли по ошибке или недосмотру возникают сплошь и рядом, особенно при построении крупных сетей. Кто-нибудь неверно прописал марштуры и хосты на соседних коммутаторах, и вот уже пакет вернулся обратно и зациклил устройство. Все коммутаторы в сети, через которые летают пакеты данных, начинает штормить. Такое явление называется широковещательным штормом (broadcast storm).

Меня удивил случай, когда установщик цифрового телевидения вот так подсоединил патч-корд (рис. 1). «Куда-то же он должен быть воткнут...» - беспомощно лепетал он.

Однако не всё так страшно. Почти в каждом приличном коммутаторе есть функция loop_detection, которая защищает устройство и его порт от перегрузок в случае возникновения петли.

Настраиваем коммутаторы

Перед тем как начинать настройку, необходимо установить физическое соединение между коммутатором и рабочей станцией.

Существует два типа кабельных соединений для управления коммутатором: соединение через консольный порт (если он имеется у устройства) и через порт Ethernet (по протоколу Telnet или через web-интерфейс). Консольный порт используется для первоначального конфигурирования коммутатора и обычно не требует настройки. Для того чтобы получить доступ к коммутатору через порт Ethernet, устройству необходимо назначить IP-адрес.

Web-интерфейс является альтернативой командной строке и отображает в режиме реального времени подробную информацию о состоянии портов, модулей, их типе и т. д. Как правило, web-интерфейс живет на 80 HTTP-порте IP-коммутатора.

Настройка DLink DES-3200

Для того чтобы подключиться к НТТР-серверу, необходимо выполнить перечисленные ниже действия с использованием интерфейса командной строки.

1. Назначить коммутатору IP-адрес из диапазона адресов твоей сети с помощью следующей команды: DES-3200# config ipif System \ ipaddress xxx.xxx.xxx.xxx/yyy.yyy.yyy.yyy.

   Здесь xxx.xxx.xxx.xxx - IP-адрес, yyy.yyy.yyy.yyy. - маска подсети.

2. Проверить, правильно ли задан IP-адрес коммутатора, с помощью следующей команды: DES-3200# show ipif
3. Запустить на рабочей станции web-браузер и ввести в его командной строке IP- адрес коммутатора.

Управляемые коммутаторы D-Link имеют консольный порт, который с помощью кабеля RS-232, входящего в комплект поставки, подключается к последовательному порту компьютера. Подключение по консоли иногда называют подключением Out-of-Band. Его можно использовать для установки коммутатора и управления им, даже если нет подключения к сети.

После подключения к консольному порту следует запустить эмулятор терминала (например, программу HyperTerminal в Windows). В программе необходимо задать следующие параметры:

Baud rate: 9,600 Data width: 8 bits Parity: none Stop bits: 1 Flow Control: none

При соединении коммутатора с консолью появится окно командной строки. Если оно не появилось, нажми Ctrl+r , чтобы обновить окно.

Коммутатор предложит ввести пароль. Первоначально имя пользователя и пароль не заданы, поэтому смело жми клавишу Enter два раза. После этого в командной строке появится приглашение, например DES-3200#. Теперь можно вводить команды. Команды бывают сложными, многоуровневыми, с множеством параметров, и простыми, для которых требуется всего один параметр.Введи «?» в командной строке, чтобы вывести на экран список всех команд данного уровня или узнать параметры команды.

Например, если надо узнать синтаксис команды config, введи в командной строке:

Базовая конфигурация коммутатора

При создании конфигурации коммутатора прежде всего необходимо обеспечить защиту от доступа к нему неавторизованных пользователей. Самый простой способ обеспечения безопасности - создание учетных записей для пользователей с соответствующими правами. Для учетной записи пользователя можно задать один из двух уровней привилегий: Admin или User. Учетная запись Admin имеет наивысший уровень привилегий. Создать учетную запись пользователя можно с помощью следующих команд CLI:

DES-3200# create account admin/user (знак «/» означает ввод одного из двух параметров)

После этого на экране появится приглашение для ввода пароля и его подтверждения: «Enter a case-sensitive new password». Максимальная длина имени пользователя и пароля составляет 15 символов. После успешного создания учетной записи на экране появится слово Success. Ниже приведен пример создания учетной записи с уровнем привилегий Admin:

Username "dlink": DES-3200#create account admin dlink Command: create account admin dlink Enter a case-sensitive new password:**** Enter the new password again for confirmation:**** Success. DES-3200#

Изменить пароль для существующей учетной записи пользователя можно с помощью следующей команды: DES-3200# config account Ниже приведен пример установки нового пароля для учетной записи dlink:

DES-3200#config account dlink Command: config account dlink Enter a old password:**** Enter a case-sensitive new password:**** Enter the new password again for confirmation:**** Success.

Проверка созданной учетной записи выполняется с помощью следующей команды: DES-3200# show account. Для удаления учетной записи используется команда delete account .

Шаг второй. Чтобы коммутатором можно было удаленно управлять через web-интерфейс или Telnet, коммутатору необходимо назначить IP-адрес из адресного пространства сети, в которой планируется использовать устройство. IP-адрес задается автоматически с помощью протоколов DHCP или BOOTP или статически с помощью следующих команд CLI:

DES-3200# config ipif System dhcp, DES-3200# config ipif System ipaddress \ xxx.xxx.xxx.xxx/yyy.yyy.yyy.yyy.

Здесь xxx.xxx.xxx.xxx - IP-адрес, yyy.yyy.yyy.yyy. - маска подсети, System - имя управляющего интерфейса коммутатора.

Шаг третий. Теперь нужно настроить параметры портов коммутатора. По умолчанию порты всех коммутаторов D-Link поддерживают автоматическое определение скорости и режима работы (дуплекса). Но иногда автоопределение производится некорректно, в результате чего требуется устанавливать скорость и режим вручную.

Для установки параметров портов на коммутаторе D-Link служит команда config ports. Ниже я привел пример, в котором показано, как установить скорость 10 Мбит/с, дуплексный режим работы и состояние для портов коммутатора 1–3 и перевести их в режим обучения.

DES-3200#config ports 1-3 speed 10_full learning enable state enable Command: config ports 1-3 speed 10_full learning enable state enable Success

Команда show ports <список портов> выводит на экран информацию о настройках портов коммутатора.

Шаг четвертый. Сохранение текущей конфигурации коммутатора в энергонезависимой памяти NVRAM. Для этого необходимо выполнить команду save:

DES-3200#save Command: save Saving all settings to NV-RAM... 100% done. DES-3200#

Шаг пятый. Перезагрузка коммутатора с помощью команды reboot:

DES-3200#reboot Command: reboot

Будь внимателен! Восстановление заводских настроек коммутатора выполняется с помощью команды reset.

DES-3200#reset config

А то я знал одного горе-админа, который перезагружал коммутаторы командой reset, тем самым стирая все настройки.

Loop_detection для коммутаторов Alcatel interface range ethernet e(1-24) loopback-detection enable exit loopback-detection enable loop_detection для коммутаторов Dlink enable loopdetect config loopdetect recover_timer 1800 config loopdetect interval 1 config loopdetect mode port-based config loopdetect trap none config loopdetect ports 1-24 state enabled config loopdetect ports 25-26 state disabled

Грамотный админ обязательно установит на каждом порте соответствующую защиту.

Но сегодня мы хотим применить loopback во благо. У такого включения есть замечательное свойство. Если на порте коммутатора имеется петля, устройство считает, что к нему что-то подключено, и переходит в UP-состояние, или, как еще говорят, «порт поднимается». Вот эта-то фишка нам с тобой и нужна.

Loopback

Loop - это аппаратный или программный метод, который позволяет направлять полученный сигнал или данные обратно отправителю. На этом методе основан тест, который называется loopback-тест. Для его выполнения необходимо соединить выход устройства с его же входом. Смотри фото «loopback-тест». Если устройство получает свой собственный сигнал обратно, это означает, что цепь функционирует, то есть приемник, передатчик и линия связи исправны.

Устраиваем аппаратную петлю

Устроить обратную связь очень просто: соединяется канал приема и передачи, вход с выходом (Rx и Tx).

Обожми один конец кабеля стандартно, а при обжиме второго замкни жилы 2 и 6, а также 1 и 3. Если жилы имеют стандартную расцветку, надо замкнуть оранжевую с зеленой, а бело-оранжевую с бело-зеленой. Смотри рис. 3.

Теперь, если воткнешь такой «хвостик» в порт коммутатора или в свою же сетевую карту, загорится зелёненький сигнал link. Ура! Порт определил наше «устройство»!

Красная кнопка, или Hello world

Ну куда же без Hello world? Каждый должен хоть раз в жизни вывести эти слова на экран монитора! Сейчас мы с тобой напишем простейший обработчик событий, который будет срабатывать при замыкании красной кнопки. Для этого нам понадобятся только кнопка с двумя парами контактов, работающих на замыкание, витая пара и коннектор. На всякий случай приведу схему красной кнопки (рис. 4).

Паяльник в руках держать умеешь? Соединяем так, чтобы одна пара контактов замыкала оранжевую жилу с зеленой, а другая - бело-оранжевую с бело-зеленой. На всяких случай прозвони соединение мультиметром.

Все, теперь можно тестировать. Вставь обжатую часть в порт сетевой карты или в порт коммутатора. Ничего не произошло? Хорошо. Нажми кнопку. Линк поднялся? Замечательно!

Вот листинг простейшего обработчика Hello World на Cshell:

Скрипт на Cshell, генерящий Hello word #!/bin/csh # ver. 1.0 # Проверяем, запущен ли процесс в памяти if ("ps | grep "redbut" | grep -v "grep" | wc -l" <= 1) then # Указываем путь, где лежит snmp set snmpdir = "/usr/local/bin/" set community = "public" # Строка snmp set snmpcmd = "-t1 -r1 -Oqv -c $community -v1 -Cf " set mib_stat = "IF-MIB::ifOperStatus.$2" set uid = "$1" set fl = "0" # Запускаем цикл проверки порта while ("$fl" == "0"). set nowstatus = "$snmpdir/snmpget $snmpcmd $uid $mib_stat | sed "s/up/1/;s/down/0/;/Wrong/d"" if ("$nowstatus" == 1) then echo "Hello World" # Отправляем сообщение на e-mail echo "Сработала красная кнопка! Hello World!" | sendmail -f[от_кого_отправлено] [кому_отправляем] endif sleep 10 end endif exit

Скрипт запускается с помощью следующей строки:

./script.csh IP_коммутатора номер_порта.

Что привязать к обработчику событий, зависит уже от твоей фантазии. Может, это будет счетчик гостей, или тревожная кнопка, рассылающая сообщения в аське, или кнопка для отключения всех юзеров в сети - решать тебе!

Сигнализация обрыва витой пары

Я решил собрать аппаратную петлю после того, как в моей локальной сети украли несколько мешков витой пары. Встал серьезный вопрос: как мониторить витую пару?

Идея проста: надо проложить витую пару от коммутатора до подъезда и на конце замкнуть её в петлю. Это будет «растяжка», при обрыве которой исчезнет линк на порте коммутатора. Останется написать обработчик, который бы «трубил во все трубы», что линк исчез, то есть витую пару кто-то разрезал.

Чуть не забыл! В конфигурации коммутатора необходимо снять защиту loop_detection с порта, на котором установлена «растяжка».

Впрочем, ты можешь придумать петле и другое применение. Удачи!

Мы знаем, что, управляемый коммутатор «из коробки», готов работать даже без настроек, НО только как неуправляемый. Соответственно, нам предстоит процесс настройки свитча для решения поставленных задач.

Рассмотрим самые распространенные функции и их процесс настройки через web-интерфейс.

VLANs

Основная функция управляемых коммутаторов - это, конечно же, дробление базовой сети на более мелкие подсети.

VLAN – это функция, позволяющая физическую сеть разделить на несколько виртуальных подсетей. Т.е. одна подсеть будет соответствовать определенному VLAN. Простой пример: разграничение компьютеров пользователей по рабочим отделам или должностям (бухгалтерия, отдел продаж, логистика и т.д.) Соответственно, сети с разными VLAN не будут видны друг другу. Физически сеть не затрагивается – это означает, что несколько VLANов проходит через одно и то же соединение.

Это в свою очередь увеличивает безопасность каждой подсети. Стоит отметить, что благодаря разбивке снижается трафик широковещательных доменов (это те данные, которые предназначены для отправки всем участникам сети).

Суть настройки VLAN в правильном заполнении таблицы данными для каждого порта коммутатора:

Существует несколько ролей портов:

Access – для соединения с нетегированными/конечными устройствами, например, с ПК.
Trunk – соединение между несколькими нетегированными/тегированными устройствами и/или коммутаторами.
Hybrid – похож на trunk порт, но с возможностью указывать теги, которые будут удалены из пакетов.

Резервирование

Следующая функция, для которой необходим управляемый свитч – это резервирование.
Помним, что неуправляемый коммутатор НЕ поддерживает кольцевую топологию.
Самый широко используемый протокол резервирования – это RSTP (Rapid spanning tree protocol)

Настройки RSTP намного проще чем понимание его принципа работы с ролями портов, поэтому рассмотрим только сам принцип:

У вас имеется некая сеть из коммутаторов (группа). Вы включаете функцию RSTP на всех коммутаторах, и свитчи самостоятельно выстраиваются в топологию «дерева». Выбирается «корневой» коммутатор (Root), к которому каждый свитч из сети ищет кратчайший путь, а те линии, которые больше не используются, становятся резервными.

В настройках необходимо указать порты коммутатора, на которых включается функция RSTP:

Turbo Ring & Turbo Chain

О современных протоколах резервирования, таких как Turbo Ring и Turbo Chain, обеспечивающие время восстановления сети до 20 мс, и их настройках мы говорили ранее.

Port Trunking

Интересная функция Port Trunking, благодаря которой возможно увеличить пропускную способность сети. Концепция состоит в том, что при объединении нескольких физических каналов получаем один логический, производительность которого приблизительно равна сумме задействованных линий. Это так же обеспечивает резервирование (при обрыве одной из линии, трафик будет проходить по остальным).

В настройках просто выделяются те порты, которые объединяются в trunk. И выбирается транк-группа

В последнем обновлении прошивки Turbo Pack 3 от MOXA появилась поддержка объединения всей транк-группы в виртуальный логический порт Turbo Ring. Это означает, что теперь можно строить резервирование Turbo Ring на объединенных линиях.

Функция блокировки портов обеспечивает дополнительную сетевую безопасность, благодаря возможности контроля доступа к определенным портам коммутатора.

Для настройки необходимо деактивировать соответствующий порт в колонке Enable:

Port Security

Еще одна функция безопасности, ограничивающая доступ к порту - это Port Security. Осуществляется привязкой MAC адреса к определенному порту. Благодаря чему, доступ к данному порту будет иметь только определенно устройство.

Настройки будут выглядеть в виде таблицы:

Порт = MAC адрес

Port Mirror

Зеркалирование порта – используется для мониторинга данных через определенный порт, путем дублирования трафика с одного порта на другой.

В настройках выбирается порт (monitored port), чья активность будет отслеживаться. Выбирается вариант отслеживания (только входящий трафик, только исходящий или оба). И соответственно порт, на который будет осуществляться дублирование сетевой активности (mirror port):

Мониторинг

Управляемый коммутатор имеет микропроцессор, и в режиме реального времени есть возможность осуществлять просмотр статистики. Например, состояние системных ресурсов:

{Домашнее задание: Подключить 3-и коммутатора ip 172.10.10.1, 172.10.10.2, 172.10.10.3

— создать два локальных пользователя, с шифрованным паролем

duty plevel 5 pass: support

admin plevel 15 pass: root

— открыть на всех коммутаторах telnet

— подключить компьютер и зайти по telnet-у на все 3 коммутатора

После́довательный порт (англ. serial port , COM-порт , англ. communications port ) - сленговое название интерфейса стандарта RS-232, которым массово оснащались персональные компьютеры. Порт называется «последовательным», так как информация через него передаётся по одному биту, последовательно бит за битом (в отличие от параллельного порта). Несмотря на то, что некоторые интерфейсы компьютера (например, Ethernet, FireWire и USB) тоже используют последовательный способ обмена информацией, название «последовательный порт» закрепилось за портом стандарта RS-232.

Под номером 5 наш COM-порт

Управление по консоли

Ну вот принесли вы коммутатор, распечатали, питание на него дали. Он томно зашумел кулерами, подмигивает вам светодиодами своих портов. А чего дальше-то делать?
Воспользуемся один из древнейших и нестареющих способов управления практически любым умным устройством: консоль. Для этого вам нужен компьютер, само устройство и подходящий кабель.
Тут каждый вендор на что горазд. Какие только разъёмы они не используют: RJ-45, DB-9 папа, DB-9 мама, DB-9 с нестандартной распиновкой, DB-25.
У циски используется разъём RJ-45 на стороне устройства и DB-9 мама (для подключения к COM-порту) на стороне ПК. Консольный порт выглядит так:

А это консольный кабель разных вендоров:

Проблема в том, что современные ПК зачастую не имеют COM-порта. На выручку приходят частоиспользуемые конвертеры USB-to-COM:

Драйвер на него очень сложно найти, кому нужно можете скачать

После установки драйвера можно подключать консольный кабель одной стороной в коммутатор а другой в USB-to-COM, после запускаем программу

Тип соединения выбираем SERIAL

Теперь возникает вопрос какой у нас COM порт? какую скорость ставить?

— после установки драйвера на USB-to-COM он автоматически отобразится у нас в диспетчере устройств Windows, там мы и узнаем какой Com порт:

Нажимаем Пуск — на Компьютер правой клавишей мыши — Свойства

Нажимаем на Диспетчер устройств

Находим Порты COM или LPT

Нажимаем на него

И видим что у нас COM порт = СOM6 и соответственно в PuTTy в разделе последовательная линия у нас должно быть прописано COM6

— По поводу выбора скорости могу сказать одно у каждого вендора своя скорость но в большинстве случаев ровна 9600 Бит в секунду

Управление через консоль на некоторых вендорах доступно сразу а на некоторых потребует авторизацию, в большенстве случаев это admin admin. Более детально про настройку можно почитать в мануалах (к примеру у меня есть небольшое количество на страничке Коммутаторы(manual))

К примеру Cisco, мы зашли на устройство

Switch>
Это стандартное совершенно для любой линейки cisco приглашение, которое характеризует пользовательский режим, в котором можно просматривать некоторую статистику и проводить самые простые операции вроде пинга. Ввод знака вопроса покажет список доступных команд:

Грубо говоря, это режим для сетевого оператора который только учиться, чтобы он ничего там не повредил, не напортачил и лишнего не узнал.
Гораздо большие возможности предоставляет режим с говорящим названием привилегированный . Попасть в него можно, введя команду >enable . Теперь приглашение выглядит так:

Switch#

Здесь список операций гораздо обширнее, например, можно выполнить одну из наиболее часто используемых команд, демонстрирующую текущие настройки устройства ака “конфиг” #show running-config. В привилегированном режиме вы можете просмотреть всю информацию об устройстве.
Прежде, чем приступать к настройке, упомянем несколько полезностей при работе с cisco CLI, которые могут сильно упростить жизнь:

Все команды в консоли можно сокращать. Главное, чтобы сокращение однозначно указывало на команду. Например, show running-config сокращается до sh run. Почему не до s r? Потому, что s (в пользовательском режиме) может означать как команду show, так и команду ssh, и мы получим сообщение об ошибке % Ambiguous command: «s r» (неоднозначная команда).

Используйте клавишу Tab и знак вопроса. По нажатию Tab сокращенная команда дописывается до полной, а знак вопроса, следующий за командой, выводит список дальнейших возможностей и небольшую справку по ним (попробуйте сами в PT).

Используйте горячие клавиши в консоли:

Ctrl+A - Передвинуть курсор на начало строки
Ctrl+E - Передвинуть курсор на конец строки
Курсорные Up, Down - Перемещение по истории команд
Ctrl+W - Стереть предыдущее слово
Ctrl+U - Стереть всю линию
Ctrl+C - Выход из режима конфигурирования
Ctrl+Z - Применить текущую команду и выйти из режима конфигурирования
Ctrl+Shift+6 - Остановка длительных процессов (так называемый escape sequence)

Используйте фильтрацию вывода команды. Бывает, что команда выводит много информации, в которой нужно долго копаться, чтобы найти определённое слово, например.
Облегчаем работу с помощью фильтрации: после команды ставим |, пишем вид фильтрации и, собственно, искомое слово(или его часть). Виды фильтрации (ака модификаторы вывода):

begin - вывод всех строк, начиная с той, где нашлось слово,
section - вывод секций конфигурационного файла, в которых встречается слово,
include - вывод строк, где встречается слово,
exclude - вывод строк, где НЕ встречается слово.

Но вернемся к режимам. Третий главный режим, наряду с пользовательским и привилегированным: режим глобальной конфигурации. Как понятно из названия, он позволяет нам вносить изменения в настройки устройства. Активируется командой #configure terminal из привилегированного режима и демонстрирует такое приглашение:

Switch(config)#

В режиме глобальной конфигурации не выполняются довольно нужные порой команды других режимов (тот же show running-config, ping, etc.). Но есть такая полезная штука, как do . Благодаря ей мы можем, не выходя из режима конфигурирования, выполнять эти самые команды, просто добавляя перед ними do. Примерно так:

Switch(config)#do show running-config

Основные команды

1) Switch>enable — зайти в привилегированный режим

2) Switch#sh running-config — посмотреть текущею конфигурацию оборудования

3) Switch#configure terminal — режим глобального конфигурирования

4) Switch(config)#enable password «пароль» — поставить пароль на привилегированный режим

5) Switch(config)#service password-encryption — зашифровать пароль на привилегированный режим

6) Switch(config)#enable secret «пароль» — зашифровать пароль на привилегированный режим используя параметр secret, не забывайте он имеет приоритет над всеми паролями в enable

7) Switch(config)#username «имя» privilege «1-15» password «пароль» — создать локального пользователя

8) Switch(config)#line — режим конфигурирования терминальных линий

9) Switch(config)#line console 0 — настройка доступа через консоль

#login — включить пароль

10) Switch(config)#line vty 0 4 — настройка доступа через виртуальный терминал

#login — включить пароль

Switch(config-line)#login local — использовать доступ через локального пользователя

#transport — выбрать транспортный протокол

Switch(config-line)#transport input telnet — открыть доступ через telnet

Switch(config-line)#transport input ssh — открыть доступ через ssh

11) Switch(config)#interface vlan N — зайти на определенный влан

Switch(config-if)#ip address «172.18.197.2 255.255.255.0 « — прикрепить ip на коммутатор в конкретном влане N

Switch(config-if)#no shutdown — включить влан

Switch(config-if)#shutdown — выключить влан

12) Switch(config)#ip default-gateway «172.18.197.1» — указываем шлюз по умолчанию (команда пригодиться когда будем использовать маршрутизатор, L3 устройство)

Эволюция сетевых технологий в последние годы привела к новому устойчивому тренду в развитии систем видеонаблюдения. Из системы телевидения замкнутого контура (Сlosed Circuit Television, CCTV) видеонаблюдение все больше смещается в сторону одной из IT систем собственника. С теми же принципами передачи, обработки и хранения информации, а зачастую и с той же средой передачи данных локальной вычислительной сети (ЛВС) заказчика.

Данный тренд имеет множество положительных моментов для отрасли безопасности - унификация и, как следствие, удешевление оборудования при возрастающем функционале и технических характеристиках; высокая, ранее не достижимая степень интеграции между различными системами технической безопасности и IT системами заказчика; огромные возможности по резервированию центрального оборудования, систем хранения данных и систем передачи данных; автоматизация работы оператора системы видеонаблюдения и массовое внедрение видеоаналитических модулей и машинного зрения.

Но не стоит забывать и связанные с этим проблемы - необходимость обеспечить приоритетность в передаче данных от систем безопасности при разделении среды передачи, необходимость обеспечения информационной безопасности, а также учет нагрузки при планировании локальных вычислительной сетей.

В данной статье обсудим основные подходы к подбору сетевых коммутаторов для систем видеонаблюдения на примере оборудования ЗАО НВП “Болид”.

Коммутаторы - сердце IP системы видеонаблюдения

В системах IP видеонаблюдения сетевые коммутаторы можно сравнить с сердцем, где в роли крови выступают данные, генерируемые IP камерами. Для того, чтобы система “не болела” и данные системы видеонаблюдения гарантировано доставлялись потребителям - в мониторинговый центр и центр хранения данных - необходимо правильно спланировать ЛВС объекта и правильно настроить и сконфигурировать сетевые коммутаторы.

Принципы подбора оборудования

Первый, и, пожалуй, самый ответственный этап - подбор оборудования под конкретную задачу заказчика. Как правило, требуется подобрать минимально достаточное решение с учетом планов заказчика на дальнейшее расширение системы.

Попробуем разобраться с базовыми принципами выбора сетевых коммутаторов для видеонаблюдения.

Управляемые или неуправляемые?

Для грамотного ответа на данный вопрос придется немного погрузиться в то, как устроен процесс передачи данных в сетях связи. Проще всего для этого воспользоваться стандартной базовой эталонной моделью взаимодействия открытых систем OSI (open systems interconnection basic reference model).

Всего в модели OSI 7 уровней. Но на практике нам интересны лишь два из них: второй канальный (layer 2 data link или L2) и третий сетевой (layer 3 network или L3).

Сетевой коммутатор работает либо на 2 уровне, либо на 2 и 3 уровне по модели OSI. Разберемся, что это означает. Канальный уровень предназначен для обмена данными между узлами, находящимися в том же сегменте локальной сети. Сетевой уровень предполагает взаимодействие между разными сегментами локальной сети. Однако для систем видеонаблюдения, которые как правило физически отделены от локальных вычислительных сетей предприятия, 3 уровень модели OSI используется достаточно редко. Поэтому, несмотря на то, что управляемые коммутаторы могут поддерживать как 2 и 3 уровень модели OSI (L3) так и только 2 (L2), для систем видеонаблюдения используются коммутаторы второго уровня L2.

Теперь можно определить, чем отличаются управляемые коммутаторы от неуправляемых. Неуправляемый коммутатор – это устройство, самостоятельно передающее пакеты данных с одного порта на остальные. Но не всем устройствам подряд, а только непосредственно получателю, так как в коммутаторе есть таблица MAC-адресов. Благодаря данной таблице коммутатор "помнит", на каком порту находится какое устройство. Неуправляемый коммутатор с оптическими портами может являться альтернативой медиаконвертера с ограниченным количеством портов, например, когда необходимо конвертировать оптику и передавать пакеты данных далее сразу на несколько портов/устройств. Стоит отметить, что в данном типе коммутаторов нет web-интерфейса, именно поэтому они и называются неуправляемыми.

Самый очевидный пример использования неуправляемых коммутаторов – объединение видеорегистраторов, серверов, видеокамер, рабочих станций оператора в одну сеть.

Управляемый коммутатор – более сложное устройство, которое может работать как неуправляемый, но при этом имеет расширенный набор функций, и поддерживает протоколы сетевого управления благодаря наличию микропроцессора (по сути управляемый свитч – это узкоспециализированный компьютер). Доступ к настройкам данного типа устройства осуществляется, как правило, через WEB-интерфейс. Одно из основных преимуществ управляемого коммутатора – возможность разделения локальной сети с помощью виртуальной локальной сети (VLAN). Это необходимо если по каким-либо причинам невозможно выделить локальную сеть видеонаблюдения из общей локальной сети предприятия физически.

Управляемые коммутаторы позволяют задавать приоритет определенному трафику через механизм назначения уровней качества - QoS (quality of service).

Еще одно отличие управляемого коммутатора – протоколы резервирования, которые позволяют создавать сложные топологии, например физические кольца. При этом логическое подключение все равно остается шинным.

Таким образом, все коммутаторы можно разделить на 3 категории:

Форм фактор - Rack mount (стоечное исполнение) или DIN Rail mounts (промышленное исполнение)?

Выбор форм-фактора зависит от места установки коммутатора. Как правило, внутри здания коммутаторы устанавливаются в серверных/кроссовых. Для этого используются специальные серверные стойки либо настенные 19” шкафы. В этом случае необходимо использовать подходящий для стоек форм фактор - Rack mount.

Если требуется установить коммутатор вне здания в термошкафу - требуется компактный размер, промышленное исполнение и крепление на Din-рейку. Поэтому единственный правильный выбор - DIN Rail mounts.

“Витая пара” или “оптика”?

Это зависит от расстояния между камерой, коммутатором и сервером. Расстояние от точки терминирования “витой пары” (кабеля UTP / FTP категории 5 либо выше) в горизонтальном кроссе телекоммуникационной (рядом с сервером / регистратором) до точки терминирования в телекоммуникационной розетке (рядом с камерой видеонаблюдения) не должно превышать 90 метров (п. 5.2.1 ГОСТ Р 53246-2008 Системы кабельные структурированные).

Это не означает, что при больших расстояниях камера не сможет передать видео. Технология передачи Fast Ethernet 100BASE-TX предполагают работу на скорости до 100 Мб/с. Очевидно, что битрейт с камер меньше и следовательно длину сегмента можно увеличить. Но влияют множество факторов на конкретном объекте. Стандарты - они прежде всего для планирования сетей, для унификации. Если сертифицировать сеть на соответствие требованиям стандартов СКС (что может потребовать заказчик), то нужно соблюдать ограничения, прописанные в ГОСТ Р 53246-2008, ГОСТ Р 53245-2008 и международных ISO/IEC.

Поэтому, как правило, медная витая пара используется при расстояниях до 90 метров от камеры до коммутатора, оптоволоконный кабель - при превышении 90 метров.

Топология сети - “звезда” или “кольцо”?

Почти всегда топология построения локальной вычислительной сети (ЛВС) для систем видеонаблюдения строится по топологии типа “звезда”. Для крупных систем идет разделение: на коммутаторы уровня доступа, к которым подключаются камеры видеонаблюдения, и на коммутатор уровня ядра сети, к которому подключаются коммутаторы уровня доступа, видеосервера, рабочие станции поста охраны. Для небольших ЛВС один коммутатор может совмещать уровень доступа и уровень ядра.

Однако бывают случаи, когда стандартная топология не является идеальной. Это относится в первую очередь к периметральным системам охранного телевидения, где очевидны преимущества кольцевой топологии: более равномерная нагрузка на каналы связи, автоматическое восстановление сети после единичного обрыва.

Коммутатор BOLID SW-204 с двумя гигабитными оптическими портами 100/1000 Base-X поддерживает стандартный протокол RSTP (Rapid spanning tree protocol) и кольцевую топологию с функционалом резервирования связи Fast Ring Network для построения локальных вычислительных сетей периметральных систем видеонаблюдения (см. рис.1).

Рисунок 1. Сравнение кольцевых топологий для построения периметральных систем видеонаблюдения.

Основное отличие RSTP и Fast Ring Network - в скорости восстановления сети после разрыва кольца. Fast Ring Network имеет гарантированное время восстановления (т.н. “время сходимости”) менее 50 мс для кольца из 30 коммутаторов. RSTP работает медленнее (время восстановления от нескольких секунд до 1-2 минут) и напрямую зависит от числа коммутаторов в кольце.

На данный момент для создания кольцевой топологии с поддержкой Fast Ring Network требуется использовать сторонние L2+ коммутаторы, поддерживающие протокол Fast Ring Network (Ring topology), однако, очередном обновлении линейки видеонаблюдения "Болид" целесообразность расширения модельного ряда коммутаторов будет рассмотрена.

Резервирование электропитания

При выборе коммутатора необходимо учитывать параметры сетевого электропитания. Как правило, стоечные 19” коммутаторы питаются переменным напряжением 220 VAC. Коммутаторы промышленного исполнения могут иметь различные, не всегда стандартные номиналы питающего напряжения.

Для резервирования электропитания, как правило, используют источники бесперебойного питания (ИБП) либо резервированные источники питания с батареями. Важно заранее спланировать как именно резервировать электропитание коммутатора, учитывая не только собственное потребление, но и потребление нагрузки - камер видеонаблюдения, подключенные к портам коммутатора с функцией поддержки PoE.

PoE (Power over Ethernet) - считаем бюджет по мощности

Power over Ethernet (PoE) - технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet.

При выборе коммутатора необходимо учитывать два параметра, касающиеся использования технологии PoE:

• максимальная мощность, выделяемая коммутатором на 1 порт
• общая мощность PoE коммутатора

Максимальная мощность, выделяемая коммутатором на 1 порт не должна быть меньше потребляемой мощности ни одной из подключенных к коммутатору камер. Суммарная потребляемая мощность всех камер не должна превышать общую мощность, выделяемую коммутатором на все PoE порты. Коммутаторы "Болид" поддерживают IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009. В таблице представлены данные по коммутаторам "Болид":

Классы потребление PoE IP камер Болид

Классы потребления мощности питаемых устройств приведены в таблице:

Интересный функционал для видеонаблюдения - PoE Management. Он, например, позволяет управлять подачей напряжения на камеру, что, например, важно для удаленной перезагрузки “зависшей” камеры. Кроме этого, поддерживаются следующие функции:

• функция приоритета по мощности для каждого порта может быть 3 степеней: низкая, средняя, высокая. В случае перегрузки системы будут отключены порты с низким приоритетом
• функция настройки порога перегрузки - в случае превышения предельно допустимой мощности, система отключит питание с порта с наименьшим приоритетом
• ручное управление включением или отключением функции PoE на порту

Условия эксплуатации - температурный диапазон, защита от импульсных перенапряжений

При выборе коммутатора приходится учитывать условия его будущей эксплуатации. Если эксплуатация идет вне помещений, то даже для термошкафов желательно подбирать камеры с расширенным температурным диапазоном до -30°С. Кроме того, при планировании локальной вычислительной сети необходимо учитывать возможность перенапряжений в линиях связи и питания. Для коммутаторов Болид предельные перенапряжения импульсных помех представлены в таблице 4:

Выводы

Подбор коммутаторов для организации локальной вычислительной сети (ЛВС) системы охранного видеонаблюдения - задача с большим числом переменных, однако достаточно простая и формализуемая. Данные, приведенные в статье помогут вам подобрать нужную модель коммутатора Болид для любой задачи - от системы видеонаблюдения офисного здания до крупной периметральной системы с промышленными коммутаторами в уличных термошкафах с подключением по оптоволоконным линиям связи с резервированием каналов кольцевой топологией организации ЛВС.