Как создавать понятные логические (L3) схемы сети
Для того, чтобы создать схему сети, вы должны иметь точное представление о том, какая информация должна присутствовать и на каких именно схемах. В противном случае вы станете смешивать информацию и в итоге получится очередная бесполезная «гибридная» схема. Хорошие L3-схемы содержат следующую информацию:
- подсети
- VLAN ID (все)
- названия VLAN’ов
- сетевые адреса и маски (префиксы)
- маршрутизаторы, межсетевые экраны (далее МСЭ) и VPN-шлюзы (как минимум)
- наиболее значимые серверы (например, DNS и пр.)
- ip-адреса этих серверов
- логические интерфейсы
Какой информации НЕ должно быть на L3-схемах?
Перечисленной ниже информации не должно быть на сетевых схемах, т.к. она относится к другим уровням [модели OSI, прим. пер.] и, соответственно, должна быть отражена на других схемах:
- вся информация L2 и L1 (в общем случае)
- L2-коммутаторы (может быть представлен только интерфейс управления)
- физические соединения между устройствами
Используемые обозначения
Как правило, на логических схемах используются логические символы. Большинство из них не требуют пояснений, но т.к. я уже видел ошибки их применения, то позволю себе остановиться и привести несколько примеров:
- Подсеть, представленная как трубка или линия:
- VRF или другая не известная точно зона представляется в виде облака:
Какая информация необходима для создания L3-схемы?
Для того, чтобы создать логическую схему сети, понадобится следующая информация:
- Схема L2 (или L1) — представление физических соединений между устройствами L3 и коммутаторами
- Конфигурации устройств L3 — текстовые файлы либо доступ к GUI, и т.д.
- Конфигурации устройств L2 — текстовые файлы либо доступ к GUI, и т.д.
Пример
В данном примере мы будем использовать простую сеть. В ней будут присутствовать коммутаторы Cisco и МСЭ Juniper Netscreen. Нам предоставлена схема L2, также как и конфигурационные файлы большинства представленных устройств. Конфигурационные файлы пограничных маршрутизаторов ISP не предоставлены, т.к. в реальной жизни такую информацию ISP не передаёт. Ниже представлена L2-топология сети:
А здесь представлены файлы конфигурации устройств. Оставлена только необходимая информация:
Сбор информации и её визуализация
Хорошо. Теперь, когда мы имеем всю необходимую информацию, можно приступать к визуализации.
Процесс отображения шаг за шагом
- Сбор информации:
- Для начала откроем файл конфигурации (в данном случае ASW1).
- Возьмём оттуда каждый ip-адрес из разделов интерфейсов. В данном случае есть только один адрес (192.168.10.11) с маской 255.255.255.128. Имя интерфейса — vlan250, и имя vlan 250 — In-mgmt.
- Возьмём все статические маршруты из конгфигурации. В данном случае есть только один (ip default-gateway), и он указывает на 192.168.10.1.
- Теперь давайте отобразим информацию, которую мы собрали. Во-первых, нарисуем устройство ASW1. ASW1 является коммутатором, поэтому используем символ коммутатора.
- Нарисуем подсеть (трубку). Назначим ей имя In-mgmt, VLAN-ID 250 и адрес 192.168.10.0/25.
- Соединим ASW1 и подсеть.
- Вставляем текстовое поле между символами ASW1 и подсети. Отобразим в нём имя логического интерфейса и ip-адрес. В данном случае имя интерфейса будет vlan250, и последний октет ip-адреса — .11 (это является общей практикой — отображать только последний октет ip-адреса, т.к. ip-адрес сети уже присутствует на схеме).
- Также в сети In-mgmt есть другое устройство. Или, как минимум, должно быть. Нам ещё неизвестно имя этого устройства, но его IP-адрес 192.168.10.1. Мы узнали это потому, что ASW1 указывает на этот адрес как на шлюз по-умолчанию. Поэтому давайте отобразим это устройство на схеме и дадим ему временное имя «??». Также добавим его адрес на схему — .1 (кстати, я всегда выделяю неточную/неизвестную информацию красным цветом, чтобы глядя на схему можно было сразу понять, что на ней требует уточнения).
Повторите этот процесс шаг за шагом для каждого сетевого устройства. Соберите всю информацию, относящуюся к IP, и отобразите на этой же схеме: каждый ip-адрес, каждый интерфейс и каждый статический маршрут. В процессе ваша схема станет очень точной. Убедитесь, что устройства, которые упомянуты, но пока неизвестны, отображены на схеме. Точно так же, как мы делали ранее с адресом 192.168.10.1. Как только вы выполните всё перечисленное для всех известных сетевых устройств, можно начать выяснение неизвестной информации. Вы можете использовать для этого таблицы MAC и ARP (интересно, стоит ли писать следующий пост, рассказывающий подробно об этом этапе?).
В конечном счёте мы будем иметь схему наподобие этой:
Заключение
Нарисовать логическую схему сети можно очень просто, если вы обладаете соответствующими знаниями. Это продолжительный процесс, выполняемый вручную, но это отнюдь не волшебство. Как только у вас есть L3-схема сети, достаточно нетрудно поддерживать её в актуальном состоянии. Получаемые преимущества стоят приложенных усилий:
Условные графические обозначения (УГО) для проектов системы видеонаблюдения
Проектирование системы видеонаблюдения можно разделить на ряд этапов:
- выявление реальной потребности заказчика и составление задания на проектирование;
- принятие и обоснование основных технических решений (ОТР) по системе;
- оформление основных технических решений в виде документации.
Типовым ошибкам в оформлении проектной и рабочей документации посвящена прошлая статья Проектная документация — теория и практика. В ней я попытался объяснить, почему при оформлении результатов проектирования следует придерживаться стандартов СПДС и ЕСКД. Стандартизация нужна для того, чтобы быстро находить нужную информацию в незнакомых технических решениях. Для этого требуется навык говорить на одном языке — именно он передается через стандарты.
УГО — о чем речь?
УГО — это условные графические обозначения. Те самые значки на планах объекта и структурных схемах систем. Они графически обозначают все оборудование, используемое при создании системы (в данном случае видеонаблюдения). Без УГО невозможно создать легко читаемую проектную либо рабочую документацию.
Зачем нужны УГО в проектах систем видеонаблюдения?
В состав системы видеонаблюдения входит ряд подсистем:
- средства фиксации: камеры видеонаблюдения, тепловизоры и даже радиолокационные радары-детекторы
- локальная вычислительная сеть (ЛВС) и структурированная кабельная система (СКС), волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)
- управляющие серверы и программное обеспечение
- система хранения данных
- система отображения данных (видеостены, рабочие станции операторов видеонаблюдения)
- система электропитания (резервированного, бесперебойного)
- вспомогательные системы: защита оборудования от внешней среды, перенапряжения в линии питания и передачи информации (т.н. “грозозащита”), средства защиты информации и т.п.
Чтобы разобраться в чужом техническом решении, нужно иметь компактный вид подключения всех подсистем видеонаблюдения (на структурной схеме) и план расположения оборудования и кабельных линий (на планировках). Без УГО отобразить данную информацию крайне затруднительно.
Для каких устройств нужны условные графические обозначения?
Для всех устройств, входящих в состав технического решения по системе видеонаблюдения, а также для указаний по прокладке кабельных линий. Приведем лишь часть необходимых УГО:
Видеокамера с поворотным устройством
Видеокамера в герметичном термокожухе
Видеокамера с передачей по радиоканалу
Пульт управления поворотной видеокамерой
Источник бесперебойного электропитания
Источник электропитания постоянного тока
Преобразователь сигнала для передачи по витой паре
Преобразователь сигнала для передачи по оптоволоконной линии связи
Преобразователь сигнала для передачи по коаксиальному кабелю
Дополнительное оборудование (например, KVM-удлинитель, контроллеры видеостен и т.п.)
Коробка распределительная телефонная (типа КРТН)
Устройство коммутационное (типа УК1)
Линия проводки. Общее изображение
Линия цепей управления
Линия сети аварийного эвакуационного и охранного освещения
Линия напряжения 36 В и ниже
Линия заземления и зануления
Металлические конструкции, используемые в качестве магистралей заземления, зануления
Прокладка на тросе и его концевое крепление
Проводка в трубах. Общее изображение.
Проводка в лотке
Проводка в коробе
Проводка под плинтусом
Конец проводки кабеля
Проводка уходит на более высокую отметку или приходит с более высокой отметки
Проводка уходит на более низкую отметку или приходит с более низкой отметки
Проводка пересекает отметку, изображенную на плане, сверху вниз или снизу вверх и не имеет горизонтальных участков в пределах данного плана
Коробка протяжная, ящик протяжной
Ящик с аппаратурой
Шкаф, панель, пульт, щиток одностороннего обслуживания, пост местного управления
Шкаф, панель двустороннего обслуживания
Оптический волновод, оптическая линия, оптическое волокно, волоконный световод, оптический кабель. Общее обозначение
Optical fiber cable
Соединительная неразъемная муфта
Cisco Systems, Inc
Cisco Systems, Inc
Cisco Systems, Inc
Комментарий Видеомакс
К сожалению, в нормативных документах содержатся не все необходимые в проекте УГО. Например, в Р 071-2017 УГО камер видеонаблюдения всего три — отдельно выделены поворотные и в термокожухе. Но что делать с огромным количеством различных типов корпусов для камер? Ведь они не укладываются в эти три типа. Да и для много другого оборудования УГО не хватает.
Мы крайне не рекомендуем изобретать собственные УГО, а важные отличительные особенности видеокамер и оборудования указывать в буквенно-цифровом обозначении устройства или рядом с ним.
Все по ГОСТу — какие нормативные документы регламентируют УГО и буквенно-цифровое обозначение?
Для того, чтобы проектную и рабочую документацию можно было легко читать необходимо использовать стандартизированные условные графические обозначения и многобуквенный код. В противном случае приходится делать отдельный чертеж с таблицей или списком всех применяемых в проекте условных обозначений, что затрудняет пользование документацией.
ГОСТ по УГО
Основной нормативный документ — Р 071-2017 Рекомендации. Технические средства систем безопасности объектов. Обозначения условные графические элементов технических средств охраны, систем контроля и управления доступом, систем охранного телевидения (текст идентичен РД 78.36.002-2010). Р 071-2017 является обновленной версией РД 78.36.002-99 Технические средства систем безопасности объектов. Обозначения условные графические элементов систем.
Данные рекомендации распространяются на условные графические обозначения (УГО) вновь разрабатываемых и модернизируемых технических средств охраны, систем контроля и управления доступом, систем охранного телевидения.
При условном обозначении кабельных трасс и способа прокладки кабеля следует руководствоваться ГОСТ 21.210-2014 Система проектной документации для строительства. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.
При проектировании систем видеонаблюдения с использованием волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) — ГОСТ 2.761-84 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Компоненты волоконно-оптических систем передачи.
Начертание УГО регулируется не всегда. ГОСТ 21.210-2014 регулирует как обозначение, так и размеры; Р 071-2017 содержит только обозначение. В этом случае необходимо руководствоваться стандартным размером УГО — это квадрат со сторонами не менее 5 мм.
Буквенно-цифровое обозначение
Помимо графического условного обозначения устройства на план-схемах размещения оборудования и структурных схемах систем должны иметь стандартизованное буквенно-цифровое обозначение.
Основной нормативный документ — РД 25.953-90 Системы автоматические пожаротушения, пожарной, охранной и охранно-пожарной сигнализации. Условные графические обозначения элементов связи.
Также используется ГОСТ 2.710-81 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах:
Камера передающая телевизионной установки с поворотным устройством
Камера передающая телевизионной установки без поворотного устройства
Устройство видеоконтрольное прикладных телевизионных установок
Приемно-контрольный прибор, прибор управления, пульт централизованного наблюдения
Коммутаторы, датчики Холла, распиновка, схемы, двухконтурное зажигание.
133.3734-02, Два коммутатора 133.3734-01 в одном корпусе.
96.3734, Одноканальный коммутатор, производства АСТРО Пенза, более качественный чем стандартные.
42.3734, Двухканальный коммутатор на специализированных микросхемах L497
133.3774-03, Двухканальный коммутатор на смену 42.3734, так же на L497, но с изменённой схемой питания
951.3734, Микропроцессорный двухканальный коммутатор, не путать с 95.3734
Имеет самые положительные отзывы владельцев, за ним не замечены нагревы и отказы, присущие другим коммутаторам. Разработан специально для двухконтурной системы, в отличие от предыдущих версий где в одном корпусе было собрано два одинаковых коммутатора. Его я и буду применять.Разъёмы и распиновка некоторых коммутаторов, Датчика Холла, двухконтурной катушки зажигания и самодельного Стабилизатора Питания (Линейного, Датчика Холла):
Стоит обратить внимание на то, что у разных коммутаторов меняется назначение некоторых выводов, а так же на то, что у коммутаторов АСТРО 95.3774 и 951.3734 перевернут разъём относительно корпуса.
Вид на разъём коммутатора АСТРО 951.3734
Выдержка из технического паспорта:
1.Назначение изделия
Датчик положения на эффекте Холла 67.3855 предназначен для использования в датчик-распределителе бесконтактных систем зажигания автомобилей. При прохождении поочередно прорези и зубца обтюратора между постоянным магнитом и электронной схемой на выходе датчика снимается сигнал прямоугольной формы, используемый в коммутаторе для прерывания тока в первичной цепи катушки зажигания. Датчик устанавливаться на автомобили с номинальным напряжением 12В, а также поставляется в запасные части к ним.
3.Аналоги
А473.407529001
4.Технические данные
Номинальное напряжение питания …12В
-минимальное …3,5В
-максимальное …24В
Потребляемый ток не более…0,03А
Диапазон рабочих температур…-40°С ÷ +150°СПри подробном рассмотрении принципиальных схем коммутаторов можно заметить что у разных коммутаторов по разному разведено питание. В самых ранних схемах собран стабилизатор напряжения на одном транзисторе и стабилитроне. Стабилитрон чаще всего на нпряжение 18В, поэтому Стабилизатор выполняет функцию ограничителя напряжения, и в нормальной эксплуатации никогда не работает. Напряжение на микросхеме и датчике холла такое-же как в бортовой сети, от 9В до 15В.
В более поздних вариантах коммутаторов микросхема и датчик запитаны через балластное сопротивление, но напряжение на датчике холла стабилизировано отдельно, на уровне 9,1В, при помощи стабилитрона и ёщё одного балластного сопротивления. Могут немного отличатся схемы включения, и напряжение приходящееся на Датчик Холла, но суть одна и та же — напряжение на микросхеме и на датчике различны, причём на микросхеме напряжение всегда выше!
В более продвинутых коммутаторах, в том числе и микропроцессорных для питания самого коммутатора внутри установлена микросхема стабилизатора напряжения типа 78L05. Но, например, в коммутаторе АСТРО 951.3734 это напряжение не используется для Датчика Холла. 6-той вывод разъёма коммутатора попросту никуда не подключен.
Напряжение питания на Датчике Холла должно соответствовать напряжению на схеме коммутатора, или быть чуть ниже, но гарантированно не ниже 3,5В. Также желательно стабилизировать напряжение питания ДХ во избежание помех. Поэтому не правильно запитывать в этом случае ДХ от бортовой сети напрямую, т.к. это может при некотором стечении обстоятельств вывести из строя коммутатор.Так же не стоит запитывать его от бортовой сети через балластный резистор. Правильней будет запитать его либо вскрыв коммутатор и подключив 6-той вывод разъёма коммутатора к 3-ей ножке 78L05, либо, что проще и безопасней поставить для питания ДХ свой, внешний стабилизатор.
Мой вариант исполнения стабилизатора:
Я использовал остатки сгоревшего регулятора напряжения, на его радиаторе закрепил стабилизатор и печатную плату, которая позволила надёжно зафиксировать гнезда, и разместить электролитические конденсаторы. Керамические конденсаторы необходимо размещать как можно ближе к выводам микросхемы – стабилизатора. Электролиты я выбрал компактные и с низким ESR (сопротивление постоянному току). Тем не менее по высоте места под крышкой было мало и пришлось разбить требуемую ёмкость на два конденсатора, что так же благоприятно отражается на ESR. Чем ниже ESR, тем лучше фильтрация пульсации и тем надежней работает микросхема стабилизатора.
Была вытравлена простенькая печатная плата, подобран крепёж и запаяны практически навесом SMD-шные резисторы и светодиоды. Для работы они не нужны, но помогут при диагностике неисправностей, убедится, что присутсвует питание на зажигании и питание Датчика Холла.
Был склеен корпус из тонкого стеклотекстолита. Плата и корпус густо пролачены.
