Oslo kommune Utviklings- og kompetanseetaten Retningslinjer for LAN design (ekstern utgave)
Dokumenttype Designdokument for: LAN design (ekstern utgave) Utarbeidet av: Karl Johan Hanken 01.04.2014 Godkjent av: Terje D. Sætervik 11.11.2014 Endringshåndtering Dato Endring Endret av 12.01.2012 Første versjon (0,2) utarbeidet THA 18.01.2012 Opppdatert til 0.3, etter innspill fra Karl Johan THA Hanken og Pål Hammersmark 20.01.2012 Oppdatert il 1.0 etter kvalitetsgjennomgang THA 24.01.2012 Gjort til en generell UKE standard, referansene til THA prosjekt Infrastruktur 2012 er fjernet. Oppdatert til versjon 1.1. 22.11.2013 Oppdatert dokumentet for med henblikk på KJH situasjonen i 2013. 01.04.2014 Tilpasset den interne med info for eksterne behov KJH Kvalitetssikrere Dato Godkjent versjon Rolle Navn 20.01.2012 1.0 Ekspertvurdering Karl Johan Hanken 20.01.2012 1.0 Ekspertvurdering Pål Hammersmark 22.11.2013 1.2 Teknologiråd Shekar Chawla Distribusjonsliste Navn Organisasjon Rolle Dokumentreferanser 2
Innhold BAKGRUNN... 4 SAMMENDRAG - OVERSIKT OVER DESIGNBESLUTNINGER... 4 AKSESS UTSTYR... 5 LOKALNETT... 5 KABLING... 5 KOBBERKABEL... 5 FIBER... 8 PLASSERING AV NETTVERKET OG NETTVERKSKOMPONENTENE... 9 TOPOLOGI... 11 KASKADING... 11 REDUNDANS... 13 NETTVERKSELEKTRONIKK... 14 SWITCHER... 14 GODKJENT PRODUKTLISTE... 14 KOBLING/STACKING... 14 POWER OVER ETHERNET (POE)... 15 TRÅDLØST NETT (WLAN)... 15 3
Bakgrunn Ved nyetableringer eller oppgradering av lokalnettene ved de lokale virksomheter er det behov for at man følger en standard som tilfredsstiller nåværende og fremtidige krav til kabling og topologi. Det stilles også krav til nettverkselektronikk som switcher. Dette dokumentet beskriver de standarder som er fremkommet på grunnlag av de krav og designbeslutninger som skal ligge til grunn ved nye, utbedringer og oppgraderinger av lokalnett. Sammendrag - Oversikt over designbeslutninger 1. Det kablede spredenettet skal som hovedregel være basert på uskjermet tvunnet parkabel (UTP). 6 2. All eksisterende kabling av typen Cat3 bør skiftes ut.... 6 3. Kabling av typen Cat5 og Cat5e kan beholdes.... 6 4. All ny kabling skal være av type Cat6a UTP.... 6 5. Ingen kabelstrekk skal overstige 90 meter.... 6 6. All tvunnet parkabel skal termineres med RJ-45 grensesnitt.... 7 7. Passive splittere for å dele telefon- og datatrafikk over samme kabel skal unngås.... 8 8. Eksisterende fiberkabling kan beholdes uavhengig av om de er singlemodus eller multimodus.... 9 9. All ny fiberkabling som trekkes skal være av typen singlemodus.... 9 10. All ny fiberkabling som trekkes skal termineres med SC-connectorer.... 9 11. Alle patchepaneler og nettverkselektronikk skal plasseres i egne, avlåste skap med 19 rack dersom fordeler er allment tilgjengelig.... 9 12. Alle nye skap som anskaffes skal være minimum 60 cm dype. Dersom det er plass bør det mellom komponentene være blindplater med kabelføringer.... 10 13. Alle nye skap skal ha egne strømkurser, 1 stk 16A for veggmonterte skap og 2 stk 16A kurser for skap som står på gulv.... 10 14. Nettverket skal ha en stjernetopologi.... 12 15. Møteromsswitcher/huber tillates ikke, skal erstattes med kablede strekk fra fordeler/datarom eller WLAN.... 12 16. Ved oppgradering av nettverket skal tidligere redundansløsninger videreføres.... 13 17. Kun switcher fra godkjent produktliste (GPL) skal benyttes i lokalnettene ved nytt utstyr.... 14 18. Retningslinjer ved sammenkobling av switcher i samme skap.... 14 19. Alle nye switcher som kjøpes inn skal ha støtte for PoE... 15 20. Kun trådløse nett (WLAN) som følger OK-MAN standard skal benyttes.... 15 4
Aksess utstyr Med aksess utstyr menes det utstyret som kobler lokalt nett sammen med resten av det kommunale nettet som omtales som OK-MAN. Dette bestilles av Oslo kommunes virksomheter mot OK-MAN. OK-MAN leverer utstyret (i dag Cisco Catalyst 3560 serien) og linjer. Linjer er ofte fibersamband som vi pr i dag bestiller hos Broadnet. I fremtiden kan det være andre leverandører. Fibersambandet termineres i hovedknytepunktet for LAN'et i bygget. Lokalnett Med lokalnett menes det nettet som befinner seg på virksomhetens side av aksess mot OK-MAN. Lokalnettet har en begrenset fysisk utbredelse, er som regel begrenset til et enkelt bygg, eller en gruppe av bygninger som til sammen utgjør en virksomhet. Lokalnettet knytter datamaskiner og andre enheter som er nettverksbaserte sammen ved hjelp av switcher. I Oslo kommune har drift og vedlikehold lokalnettene så langt vært de enkelte virksomheters eget ansvar. Dette har medført at nettene har blitt bygget ut etter behov, uten at det nødvendigvis har vært basert på noen standard. En konsekvens av dette er at det er store variasjoner når det gjelder kablingskvalitet, nettverkselektronikk og topologi mellom de forskjellige lokasjoner. Som en konsekvens av den teknologiske utviklingen stiller nytt utstyr ofte større krav til nettverket enn eksisterende utstyr. En konsekvens av dette kan være at nett som fungerer i dag ikke nødvendigvis vil fungere tifredsstillende i fremtiden dersom man skal oppgradere utstyret som er koblet til nettet. Kabling Kvaliteten på kablingen i lokalnettene er avgjørende for stabilitet og kapasitet i lokalnettet. Det er derfor viktig at kablingen har tilfredsstiller en minimumsstandard. I Oslo kommunes nett er det stort sett benyttet to typer kabling, såkalt tvunnet parkabel og fiber. Kobberkabel Tvunnet parkabel (engelsk: Twisted Pair) er en type kabling som baserer seg på to elektriske ledere som er tvunnet sammen for å kansellere ut elektromagnetisk interferens. Denne typen kabling benyttes i de fleste Ethernet-baserte lokalnett samt i telefonisystemer i Oslo kommune. Stadig større krav til båndbredde og avstander har ført til at tvunnet parkabel standarden har utviklet seg. Tvunnet parkabel finnes i to hovedtyper, skjermet og uskjermet. Disse har de respektive forkortelsene STP og UTP. Skjermet kabel har et ekstra lag til beskyttelse mot elektromagnetisk interferens. Denne beskyttelsen er som regel ikke nødvendig, og kabelen er dyrere i innkjøp og installasjon. Det anbefales derfor å standardisere på uskjermet kabel. Type Max Båndbredde Cat3 10 Mbit/s 100m Cat5 100 Mbit/s 100m Cat5e 1 Gbit/s 100m Cat6a 10 Gbit/s 100m Max lengde ved max båndbredde Tvunnet parkabel kabel som benyttes i datanettverk termineres som regel med RJ-45 grensesnitt, se figur nedenfor: 5
Figur 1 RJ-45 grensesnitt 1. Det kablede spredenettet skal som hovedregel være basert på uskjermet tvunnet parkabel (UTP). Relativt rimelig. Er den mest vanlige standarden for kablede lokalnett. 2. All eksisterende kabling av typen Cat3 bør skiftes ut. Kablingen har for dårlig båndbredde i forhold til dagens krav. Cat3 kabling er generelt gammel og sannsynligvis moden for utskiftning 3. Kabling av typen Cat5 og Cat5e kan beholdes. Tilfredsstiller dagens standarder Må vurderes dersom: Det skal kobles på utstyr som overskrider støttet båndbredde/lengde. 4. All ny kabling skal være av type Cat6a UTP. Oppfyller fremtidige krav, kan forventes å holde i mange år Er kompatibel med eldre utstyr 5. Ingen kabelstrekk skal overstige 90 meter. Standarden for tvunnet parkabel tillater ikke lengder over 100 meter Dette gir mulighet for totalt 10 meter til patching uten at totallengden på 100 meter overskrides. 6
6. All tvunnet parkabel skal termineres med RJ-45 grensesnitt. Så å si all nettverkselektronikk støtter denne standarden på denne typen kabel Samme standard over alt, i så vel patchepaneler som veggkontakter samt nettverkselektronikk, forenkler drift av nettverket. 7
7. Passive splittere for å dele telefon- og datatrafikk over samme kabel skal unngås. Passive splittere i nettverksskapene bidrar til å gjøre nettet mer uoversiktlig og dessuten er det en fysisk dongle som fort kommer i veien dersom det blir mange av disse. Faren for feilpatching øker. Hvert kabeltrekk skal være rendyrket, enten datatrafikk eller analog telefoni. Passive splittere fjernes og det trekkes egne kabelstrekk for datatrafikk og telefoni. Fiber Fiberoptisk kabel er basert på optiske ledere og signalene overføres ved hjelp av lys. En fiberoptisk nettverksforbindelse består normalt av to lysledere, en for transmit og en for receive. Fiberoptiske kabler er benyttet i Oslo kommune, primært til å forbinde telematikkrom med andre telematikkrom eller etasjefordelere. Det finnes i hovedsak to typer optisk fiberkabel til bruk i lokalnett, singlemodus (SM) og multimodus (MM) fiberkabel. Litt forenklet har de følgende kapasiteter. Type Max lengde ved 100 Mbit/s båndbredde Max lengde ved 1 Gbit/s båndbredde Multimodus 550m 220m 33m 62.5μm Multimodus 50μm 550m 550m 82m Singlemodus 9μm 40km 100km 40km Max lengde ved 10 Gbit/s båndbredde Det finnes en rekke forskjellige termineringer for fiberkabel. For terminering av fiberstrekk i Oslo kommune anbefales det å standardisere på SC-connectorer, da dette ser ut til å være en vel innarbeidet standard allerede. Figur 2 SC Fiber connectorer 8
8. Eksisterende fiberkabling kan beholdes uavhengig av om de er singlemodus eller multimodus. Tilfredsstiller dagens tekniske krav. Må vurderes dersom Det skal kobles på utstyr som overskrider støttet båndbredde/lengde. 9. All ny fiberkabling som trekkes skal være av typen singlemodus. Oppfyller fremtidige krav, kan forventes å holde i mange år. 10. All ny fiberkabling som trekkes skal termineres med SC-connectorer. Er allerede så utbredt i Oslo kommune at det kan betraktes som en standard. Må vurderes dersom Det allerede er standardisert på et annet grensesnitt på lokasjonen. Plassering av nettverket og nettverkskomponentene Nettverket skal være skjermet fra omgivelsene, det vil si at kabler strekkes i egne kanaler, og at all tilkobling skjer via koblingskontakter. All elektronikk og patchepaneler skal monteres i 19 rack. All aktiv nettverkselektronikk skal beskyttes. Det vil si at telematikkrom, etasjefordelere etc skal være sikret mot uautorisert adgang, enten ved at rommet er avlåst, eller ved at patchepunkter og elektronikk er plassert i egne, avlåste skap. 11. Alle patchepaneler og nettverkselektronikk skal plasseres i egne, avlåste skap med 19 rack dersom fordeler er allment tilgjengelig. Kun autorisert personell skal ha tilgang til dette utstyret. Må vurderes dersom: Utstyret er rackmontert i egne, avlåste rom der kun autorisert personell har adgang. 9
12. Alle nye skap som anskaffes skal være minimum 60 cm dype. Dersom det er plass bør det mellom komponentene være blindplater med kabelføringer. Dette gir god plass til utstyr og kabling, og sikrer gode arbeidsforhold for teknikere som skal jobbe med utstyret. Det anbefales å bruke borrelås-strips for å holde kabling på plass i skapene, da disse gjør det enkelt å legge til eller fjerne patch-kabler. Det skal være egne 16A kurser som fører strøm til utstyret som er plassert i skapene. Som hovedregel skal veggmonterte skap ha 1 stk 16A kurs, mens gulvmonterte skap skal ha 2 stk 16A kurser. 13. Alle nye skap skal ha egne strømkurser, 1 stk 16A for veggmonterte skap og 2 stk 16A kurser for skap som står på gulv. Utstyret i skapene skal ikke dele strømkurs med annet utstyr. På denne måten sikres driftsstabilitet. Rackskap skal jordes etter gjeldende installasjonsnormer og forskrifter. Dette er elektroinstallatørens ansvar. 10
Topologi Kaskading Lokalnettet skal så langt det er praktisk mulig ha en stjernetopologi. Dette innebærer at nettverket skal distribueres ut i fra kjerneswitch(er) som er plassert på en sentral lokasjon, til kantswitcher hvor utstyr som PCer og skrivere er koblet til. Figur 3 Stjernetopologi Figuren ovenfor viser et eksempel på en stjernetopologi. Her er alle kantswitcher koblet direkte til kjerneswitchen. Så fremt det er mulig skal kaskading av switcher unngås. Kaskading vil si at en kantswitch ikke er koblet direkte til kjerneswitchen, men at man har koblet seg via en eller flere andre kantswitcher. Figuren nedenfor viser et eksempel på kaskading av switcher. 11
Figur 4 Eksempel på kaskading I dette eksemplet er alle switchene koblet i serie, noe som gir svært mange hopp for de enhetene som befinner seg ytterst, samtidig som feil på switchen nærmest kjerneswitchen vil medføre bortfall av hele nettet. 14. Nettverket skal ha en stjernetopologi. God nettverksdesign, færrest mulig hopp for å nå enhetene som er koblet til nettet. Reduserer konsekvensen ved feil på nettverkselektronikk. Må vurderes dersom: Kost/nytte vurdering må foretas dersom kostnaden med trekking av kabel for å lage et rent stjernenett er høy, og det kun er et fåtall enheter som vil være tilkoblet via kaskadekobling. 15. Møteromsswitcher/huber anbefales ikke, bør erstattes med kablede strekk fra fordeler/datarom eller WLAN om mulig. Utskutte switcher i møterom/kontorer eller andre steder bryter som regel med prinsippet om stjernenett Slik elektronikk er ikke sikret på samme måte som switcher i datarom eller fordelingsskap. Står ofte ubeskyttet. Må vurderes dersom: Dette er et GPL-produkt som er koblet slik at det har riktig topologi og har godkjent fysisk sikring. 12
Redundans Det er god praksis å legge opp nettverket slik at det er alternative ruter for signalet dersom en linje skulle falle bort. En måte å implementere dette på er å ha to eller flere koblinger mellom nettverkskomponenter som switcher. Diagrammet nedenfor viser et eksempel på redundans der det er kantswitchene er koblet til kjerneswitchen med to koblinger. Figur 5 Eksempler på redundans Det er ingen krav til redundans ved nettverksutbygging i Oslo kommune. Det er imidlertid god praksis at man ved oppgradering av eksisterende nettverk viderefører eventuell redundans som har vært bygget inn i tidligere løsning. Dersom man ved enkle midler kan øke seigheten gjennom å innføre redundans bør det foretas en kost/nytte vurdering av hvorvidt dette skal gjøres. 16. Ved oppgradering av nettverket skal tidligere redundansløsninger videreføres. Nettet skal ikke bli mindre robust etter oppgraderingen. Må vurderes dersom: Dersom det er få inngrep som kreves for å oppnå redundans bør det gjøres en kost/nytte vurdering på om det skal gjøres selv om det ikke har vært redundans tidligere. 13
Nettverkselektronikk Switcher Godkjent produktliste Se egen oppdatert oversikt over enhver tids gjeldende liste over godkjente switcher for kjøp gjennom OK-MAN avtalen. Dette vil ekstern aktør få informasjon om ved å henvende seg til den kommunale virksomheten som de har dialog med om nødvendig. Så lenge en holder seg til de tidligere nevnte designbeslutningene vil dette ikke få konsekvenser for utbygger 17. Kun switcher fra godkjent produktliste (GPL) skal benyttes i lokalnettene ved nytt utstyr. Sikrer at alle tekniske krav er tilfredsstilt Standardisering letter drift. Må vurderes dersom: Dersom en lokasjon på grunn av størrelse, kompleksitet eller andre spesielle omstendigheter er bedre tjent med andre switcher må dette vurderes i hvert enkelt tilfelle og godkjennes av OK-MAN driftsleverandør. Det er i så fall viktig at eventuelle alternative switcher støtter de tekniske krav som liger til grunn for valget av de switchene som i dag er på GPL. Kobling/Stacking Switcher skal kobles sammen vha høyhastighets uplink porter. De fleste switchene på GPL leveres med SFP slots der såkalte SFP-moduler kan settes inn. SFP-moduler kan leveres med TP (RJ-45) grensesnitt eller SM eller MM fiber. Switcher som er lokalisert i samme skap kan, dersom dette er støttet, kobles sammen vha et eget stacking grensesnitt (bruk av egen dedikert stackingkabel på baksiden av switchen). Det er kun switcher innen samme modellfamilie som kan stackes. Når to eller flere switcher er stacket fremstår de logisk som en switch, slik at problematikken rundt kaskading kan reduseres eller elimineres. Stacking medfører som regel en merkostnad. Det må derfor avgjøres ut i fra en kost/nytte vurdering hvorvidt switchene skal stackes. Figur 6 Eksempel på stackede switcher 18. Retningslinjer ved sammenkobling av switcher i samme skap. 14
Switcher kan kobles sammen på følgende måter: 1. Stackes 2. Alle switcher kobles direkte til sentral fordelerswitch (kaskading skal i utgangspunket ikke forekomme, da dette bryter med stjerneformasjonen) 3. Der èn eller flere switcher i samme rack/skap må kobles sammen skal det brukes ethernet SFP-er og uplink-portene på switchene, ikke brukerportene (1-24 eller 1-48). Alternativt med fiberoptisk patch kabel. Switchene sammenkobles alt ettersom hva er mest fornuftig løsning og mest fornuftig med tanke på pris ut i fra den enkelte lokasjon. Power over ethernet (PoE) Power over Ethernet leverer strøm via nettverkskabelen til for eksempel IP-telefoner og trådløse aksesspunkt. Dette reduserer behovet for strømuttak og adaptere ute på arbeidsplassene. Alle nye switcher som kjøpes inn skal ha støtte for PoE. Dersom man skal gjenbruke eldre switcher uten PoE samt kjøpe inn noen nye switcher, bør man sørge for at det i hvert nettverksskap er noen punkter med PoE. 19. Alle nye switcher som kjøpes inn skal ha støtte for PoE. Enkelt å levere strøm til utstyr som IP-telefoner og trådløse aksesspunkt. Potensielt energibesparende fordi strømforbruket kan styres fra switch, slik at man slipper strømadapter som står i stand by og fremdeles bruker strøm Redusert brannfare fordi løse strømadaptere kan fjernes fra kontorlandskapet Trådløst nett (WLAN) Det skal kun benyttes trådløst nett som er levert gjennom OK-MAN. Disse følger GPL ved nykjøp. Det som er viktig for eksterne utbyggere er å være klar over at disse monteres i takene med standard Cisco braketter for trådløse aksesspunkter. Om en lurer på plassering av disse i forbindelse med kabling, ta kontakt med den kommunale virksomheten som er oppdragsgiver for spørsmål om befaring med de som er ansvarlig for det trådløse nettet i kommunen. 20. Kun trådløse nett (WLAN) som følger OK-MAN standard skal benyttes. Ivaretar sikkerheten i nettet Tilbyr gjestenett for besøkende Standardisert løsning som gjør at brukere kan benytte løsningen på tvers av kommunen. 15