Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Организация локальной вычислительной сети - файл ЗАПИСКА!.doc


Организация локальной вычислительной сети
скачать (957.1 kb.)

Доступные файлы (5):

ЗАПИСКА!.doc1210kb.06.12.2010 23:04скачать
сеть.dwg
Содержание.doc35kb.06.12.2010 23:04скачать
Спецификация.doc79kb.06.12.2010 22:44скачать
Титул.docx12kb.07.12.2010 00:35скачать

содержание
Загрузка...

ЗАПИСКА!.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
ВВЕДЕНИЕ
Вычислительная сеть (ВС) – это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи.

С появлением ВС удалось разрешить две очень важные проблемы: обеспечение в принципе неограниченного доступа к ЭВМ пользователей независимо от их территориального расположения и возможность оперативного перемещения больших массивов информации на любые расстояния, позволяющая своевременно получать данные для принятия тех или иных решений.

Первые локальные сети появились в начале 70-х годов, а в середине 80-х годов утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Стимулом для их развития послужили персональные компьютеры, которые, с одной стороны, были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения периферийных устройств и накопителей памяти.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) характеризуется относительно небольшим числом абонентов, обычно распределенных по относительно небольшой территории. В общем случае, ЛВС представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за коротких расстояний в ЛВС есть возможность использования относительно дорогих качественных линий связи, которые позволяют достигать высоких скоростей обмена данными (порядка 100 Мбит/с), при этом применяя простые методы передачи данных,

Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции – обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. С качеством выполнения этой основной задачи связаны такие требования как, производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость.

^ 1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Задача данного курсового проекта – организовать локальную вычислительную сеть, скорость обмена данными в которой, составляет 1 (Мбит/с) и более. В локальную вычислительную сеть входят 41 персональный компьютер, один из которых является сервером.

Сервер ЛВС имеет доступ в глобальную сеть – Интернет, для этого имеется выделенная проводная линия VPN.

В задачу проектирования также входит условие – обеспечить скорость обмена информацией с сетью Интернет, не менее 64(Кбит/с).

Операционная система абонентских компьютеров – Windows.

Единовременные затраты на приобретение материалов и сетевого оборудования, не более 50 тысяч рублей.

Важным моментом поставленной задачи, является то, что часть компьютеров находится в другом здании на расстоянии 100(м). Это создает трудности в выборе материалов, т.к. локальная вычислительная сеть имеет организацию, как внутри зданий, так и внешнюю протяженность, не исключено, что в агрессивной среде, именно по этой причине необходимо позаботиться о выборе более устойчивых материалов, для прокладки сети вне зданий.

Территориальное расположение и количество абонентов, подлежащих подключению к сети описаны в таблице 1.
Таблица 1 - Территориальное расположение и количество абонентов

Здание

Комната

Число абонентов

1

103

сервер

1

110

1

111

1

106

12

202

2

245

2

2

205

10

222

10

237

2


Проектируемая ЛВС также должна удовлетворять следующим требованиям:

  • обладать высокой производительностью, которая характеризуется временем реакции (интервал времени между возникновением запроса и получением ответа на него), пропускной способностью (объем данных, переданных в единицу времени) и задержкой передачи (время, вносимое сетевым устройством, с момента поступления сигнала на его вход до поступления на выход устройства).

  • быть отказоустойчивой, обладать высокой готовностью, т.е. максимизировать время, в течение которого она может работать;

  • обеспечивать сохранность данных и защиту от искажений и несанкционированного доступа;

  • обладать свойством расширяемости, т.е. возможностью сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, приложений, служб);

  • обладать свойством масштабируемости, т.е позволять наращивать количество узлов и протяженность связей в широких пределах, не ухудшая производительность сети;

  • быть управляемой, т.е.обладать возможностью централизованно контролировать состояние элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети;

  • обладать свойством совместимости, т.е. система может включать в себя разнообразное программное и аппаратное обеспечение, т.е. в ней могут быть различные операционные системы, поддерживающие разные протоколы, работать аппаратные средства и приложения от разных производителей.

При построении ЛВС следует стремиться к оптимальному соотношению всех требований, которые основываются на потребностях и предназначении сети. Часто приходится жертвовать одними параметрами ради других, например, что касаемо задания на курсовой проект, задача совместимости перед нами не стоит, так как ОС и аппаратные средства однородны. Производительность строго задана, зато надежность и безопасность сети должны быть повышенными, для любой большой или малой организации важно сохранение и точность передаваемых данных, а также надежная работа сети, сбои могут привести к лишним простоям и затратам.

^ 2 Выбор и обоснование топологии ЛВС, сетевых протоколов и состава сетевого оборудования

2.1 Выбор топологии ЛВС
Топология типа «звезда». Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, таким образом вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. Пример данной топологии представлен на рисунке 2.



Рис. 1 – Топология типа «звезда»
Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий данных не возникает. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.

При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети.

Кольцевая топология. При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.

Пример данной топологии представлен на рисунке 2.



Рис. 2 – Кольцевая топология ЛВС.
Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географическое расположение рабочих станций далеко от формы кольца.

Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко.

Подключение новой рабочей станции требует кратко срочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Шинная топология. При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.

Пример данной топологии представлен на рисунке 3.



Рис. 3 – Шинная топология ЛВС.
Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

В рамках данного курсового проекта была выбрана топология ЛВС в виде иерархической (древовидной). Поскольку данная топология комбинированная на ряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий, а, следовательно, позволяет объединять преимущества одних топологий с другими.

Топология данного КП приведена на рисунке 4.



Рис.4 – Топология проектируемой ЛВС
^ 2.2 Выбор сетевых протоколов

2.2.1 Технология Ethernet (802.3)
Самым распространенным на сегодняшний день стандартом локальных сетей является Ethernet. Ethernet – это сетевой стандарт, основанный на технологиях экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году.

В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Причинами перехода на витую пару были:

  1. возможность работы в дуплексном режиме;

  2. низкая стоимость кабеля «витой пары»;

  3. более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле;

  4. большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала;

  5. возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE);

  6. отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока.

Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.
^ 2.2.2 Формат Ethernet-кадра

Существует несколько форматов Ethernet-кадра.

  1. Первоначальный Version I (больше не применяется).

  2. Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II(рис. 5), ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) – наиболее распространена и используется по сей день. Часто используется непосредственно протоколом интернет.


Рис.5 – Формат кадра Ethernet II


  1. Novell – внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control).

  2. Кадр IEEE 802.2 LLC.

  3. Кадр IEEE 802.2 LLC/SNAP.

  4. Некоторые сетевые карты Ethernet, производимые компанией Hewlett-Packard использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.


В качестве дополнения Ethernet-кадр кадр может содержать тег IEEE 802.1Q для идентификации VLAN, к которой он адресован, и IEEE 802.1p для указания приоритетности.

Разные типы кадра имеют различный формат и значение MTU. В компьютерных сетях термин Maximum Transmission Unit (MTU) используется для определения максимального размера блока (в байтах), который может быть передан на канальном уровне коммуникационного протокола.
^ 2.2.3 Разновидности Ethernet.

В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех нижеперечисленных вариантах.

Большинство Ethernet-карт и других устройств имеет поддержку нескольких скоростей передачи данных, используя автоопределение (autonegotiation) скорости и дуплексности, для достижения наилучшего соединения между двумя устройствами. Если автоопределение не срабатывает, скорость подстраивается под партнёра, и включается режим полудуплексной передачи. Например, наличие в устройстве порта Ethernet 10/100 говорит о том, что через него можно работать по технологиям 10BASE-T и 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 – поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T.
^

10 Мбит/с Ethernet.


  1. 10BASE5, IEEE 802.3 (называемый также «Толстый Ethernet») – первоначальная разработка технологии со скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Следуя раннему стандарту IEEE использует коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом (RG-8), с максимальной длиной сегмента 500 метров.

  2. 10BASE2, IEEE 802.3a (называемый «Тонкий Ethernet») – используется кабель RG-58, с максимальной длиной сегмента 200 метров, компьютеры присоединялись один к другому, для подключения кабеля к сетевой карте нужен T-коннектор, а на кабеле должен быть BNC-коннектор. Требуется наличие терминаторов на каждом конце. Многие годы этот стандарт был основным для технологии Ethernet.

  3. StarLAN 10 – Первая разработка, использующая витую пару для передачи данных на скорости 10 Мбит/с. В дальнейшем эволюционировал в стандарт 10BASE-T.

Несмотря на то, что теоретически возможно подключение к одному кабелю (сегменту) витой пары более чем двух устройств, работающих в симплексном режиме, такая схема никогда не применяется для Ethernet, в отличие от работы с коаксиальным кабелем. Поэтому, все сети на витой паре используют топологию «звезда», в то время как, сети на коаксиальном кабеле построены на топологии «шина». Терминаторы для работы по витой паре встроены в каждое устройство, и применять дополнительные внешние терминаторы в линии не нужно.

  1. 10BASE-T, IEEE 802.3i – для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории-3 или категории-5. Максимальная длина сегмента 100 метров.

  2. FOIRL – (акроним от англ. Fiber-optic inter-repeater link). Базовый стандарт для технологии Ethernet, использующий для передачи данных оптический кабель. Максимальное расстояние передачи данных без повторителя 1 км.

  3. 10BASE-F, IEEE 802.3j – Основной термин для обозначения семейства 10 Мбит/с ethernet-стандартов, использующих оптоволоконный кабель на расстоянии до 2 километров: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из перечисленного только 10BASE-FL получил широкое распространение.

  4. 10BASE-FL (Fiber Link) – Улучшенная версия стандарта FOIRL. Улучшение коснулось увеличения длины сегмента до 2 км.

  5. 10BASE-FB (Fiber Backbone) – Сейчас неиспользуемый стандарт, предназначался для объединения повторителей в магистраль.

  6. 10BASE-FP (Fiber Passive)- Топология «пассивная звезда», в которой не нужны повторители – никогда не применялся.


Быстрый Ethernet (^ Fast Ethernet, 100 Мбит/с).

  1. 100BASE-T – общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.

  2. 100BASE-TX, IEEE 802.3u – развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м.

  3. 100BASE-T4 – стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы все четыре пары проводников, передача данных идёт в полудуплексе. Практически не используется.

  4. 100BASE-T2 – стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы только две пары проводников. Поддерживается полный дуплекс, когда сигналы распространяются в противоположных направления по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении – 50 Мбит/с. Практически не используется.

  5. 100BASE-SX – стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе.

  6. 100BASE-FX – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптоволоконном кабеле и мощностью передатчиков.

  7. ^ 100BASE-FX WDM – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптоволоконном кабеле и мощностью передатчиков. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны) либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой – на 1550 нм.


^ Гигабит Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с).

  1. 1000BASE-T, IEEE 802.3ab – стандарт, использующий витую пару категорий 5e. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных – 250 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM5, частота основной гармоники 62,5 МГц.

  2. 1000BASE-TX был создан Ассоциацией Телекоммуникационной Промышленности (англ. ^ Telecommunications Industry Association, TIA) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001)» (англ. «A Full Duplex Ethernet Specification for 1000 Mbis/s (1000BASE-TX) Operating Over Category 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»). Стандарт, использует раздельную приёмо-передачу (2 пары на передачу, 2 пары на приём, по каждой паре данные передаются со скоростью 500 Мбит/с), что существенно упрощает конструкцию приёмопередающих устройств. Но, как следствие, для стабильной работы по такой технологии требуется кабельная система высокого качества, поэтому 1000BASE-TX может использовать только кабель 6 категории. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX является отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена процессоров становится ниже, чем у процессоров стандарта 1000BASE-T. На основе данного стандарта практически не было создано продуктов, хотя 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем стандарт 1000BASE-T, и поэтому может использовать более простую электронику.

  3. 1000BASE-X – общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками GBIC или SFP.

  4. 1000BASE-SX, IEEE 802.3z – стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.

  5. 1000BASE-LX, IEEE 802.3z – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 80 километров.

  6. 1000BASE-CX – стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий твинаксиальный кабель с волновым сопротивлением 150 Ом. Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.

  7. 1000BASE-LH (Long Haul) – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.


Вывод: в связи с вышеизложенным ЛВС для данного задания будет строится на технологии 10Base-T, так как сеть должна охватывать сравнительно небольшую территорию – до 250 (м) диаметром, критических требований по скорости и времени передачи пакетов не предъявляется. Надежность и безопасность сети может обеспечиваться программными средствами. Все это и средства выделенные предприятием, позволяют нам остановиться на этой, достаточно устоявшейся технологии.
^ 3 МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ ETHERNET

3.1 Требования к конфигурации сети

Наиболее часто приходится проверять ограничения, связанные с длиной отдельного сегмента кабеля, а также количеством повторителей и общей длиной сети. Правила «5-4-3» для коаксиальных сетей и «4-х хабов» для сетей на основе витой пары и оптоволокна не только дают гарантии работоспособности сети, но и оставляют большой «запас прочности» сети. Например, если посчитать время двойного оборота в сети, состоящей из 4-х повторителей 10Base-5 и 5-ти сегментов максимальный длины 500 м, то окажется, что оно составляет 537 битовых интервала. А так как время передачи кадра минимальной длины, состоящего вместе с преамбулой 72 байт, равно 575 битовым интервалам, то видно, что разработчики стандарта Ethernet оставили 38 битовых интервала в качестве запаса для надежности.

Комитет IEEE 802.3 приводит исходные данные о задержках, вносимых повторителями и различными средами передачи данных, для тех специалистов, которые хотят самостоятельно рассчитывать максимальное количество повторителей и максимальную общую длину сети, не довольствуясь теми значениями, которые приведены в правилах «5-4-3» и «4-х хабов». Особенно такие расчеты полезны для сетей, состоящих из смешанных кабельных систем, на которые правила о количестве повторителей не рассчитаны. При этом максимальная длина каждого отдельного физического сегмента должна строго соответствовать стандарту, то есть 500 м для «толстого» коаксиального кабеля, 100 м для витой пары и т.д.

Чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо выполнение четырех основных условий:

  • количество станций в сети не более 1024;

  • максимальная длина каждого физического сегмента не более величины, определенной в соответствующем стандарте физического уровня;

  • время двойного оборота сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не более 575 битовых интервала;

  • сокращение межкадрового интервала IPG (Path Variability Value, PVV) при прохождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49 битовых интервала.

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и общую длину сети в 2500м.
^ 3.2 Расчет PDV
Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах. В табл. 2 приведены данные, необходимые для расчета значения PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet. Битовый интервал обозначен как bt.

Чтобы не нужно было два раза складывать задержки, вносимые кабелем, в таблице даются удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля.

В таблице используются также такие понятия, как левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до приемника (наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента, который называется правым).
Таблица 2 – Данные для расчета значения PDV

Тип сегмента

База левого сегмента, bt

База промежуточного сегмента, bt

База правого сегмента, bt

Задержка среды на 1 м, bt

Максимальная

длина сегмента, м

10Base-5

11,8

46,5

169,5

0,0866

500

10Base-2

11,8

46,5

169,5

0,1026

185

10Base-T

15,3

42,0

165,0

0,113

100

10Base-FB

_

24,0



0,1

2000

lOBase-FL

12,3

33,5

156,5

0,1

2000

FOIRL

7,8

29,0

152,0

0,1

1000

AUI (> 2 м)

0

0

0

0,1026

2+48


С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый). База правого сегмента, в котором возникает коллизия, намного превышает базу левого и промежуточных сегментов.

Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля, которая зависит от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени распространения сигнала по 1 метру кабеля (в битовых интервалах) на длину кабеля.

Расчет заключается в вычислении задержек, вносимых каждым отрезком кабеля (приведенная в таблице задержка сигнала на 1 м кабеля умножается на длину сегмента), а затем суммировании этих задержек с базами левого, промежуточных и правого сегментов. Общее значение PDV не должно превышать 575.

^ Расчет по заданию:

Максимальным по длине соединений и числу промежуточных хабов является сегмент СЕРВЕР – ПК237, где СЕРВЕР расположен в кабинете 103 первого этажа здания 1, а ПК237 – кабинет 237 второго этажа здания 2. Все линии связи в пределах сегмента по стандарту 10Base-T. Схема данного сегмента представлен на рисунке 3.2.


Рис.6 – Сегмент проектируемой сети
Для расчета PDV используем вышеприведенный алгоритм.

Левый сегмент: 15,3 + 3 х 0,113 = 15,639.

Промежуточный сегмент 1: 42 + 105 х 0,113 =53,865 .

Промежуточный сегмент 2: 42 + 110 х 0,113 =54,43.

Промежуточный сегмент 3: 42 + 70 х 0,113 =49,91

Правый сегмент: 165 + 50 х 0,113 = 170,65.

Суммарное PDV равно 344,494, что является допустимым значением, так как 344,494<575.
3.3 Расчет PVV
Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала повторителями, то есть величину PW.

Для расчета PVV также можно воспользоваться значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEEE и приведенными в таблице 3.
Таблица 3. – Сокращение межкадрового интервала повторителями

Тип сегмента

Передающий сегмент, bt

Промежуточный сегмент, bt

10Base-5 или 10Base-2

16

11

10Base-FB



2

10Base-FL

10,5

8

10Base-T

10,5

8


В соответствии с этими данными значение PVV для сети в целом вычисляется путем суммирования битовых интервалов по ходу следования сигнала. Эта сумма должна дать значение меньшее предельного в 49 битовых интервала. В противном случае сеть не будет соответствовать стандартам Ethernet по всем параметрам, связанным и с длинами сегментов, и с количеством повторителей.

Расчет PVV по заданию:

По рисунку 3.2 имеем:

Левый сегмент: 10,5.

Промежуточный сегмент 1: 8.

Промежуточный сегмент 2: 8.

Промежуточный сегмент 2: 8.

Правый сегмент: 8.

Суммарное значение PVV равно 42,5, что меньше 49. Сеть соответствует стандартам Ethernet по всем параметрам.

4 Выбор сетевого оборудования и соединительного кабеля

^ 4.1 Выбор коммутаторов и маршрутизаторов
Маршрутизатор D-link DIR-130 со встроенным 8-портовым коммутатором 10/100 Мбит/с Fast Ethernet



а)



б)

Рис.7 – Маршрутизатор D-link DIR-130 со встроенным 8-портовым коммутатором 10/100 Мбит/с Fast Ethernet: а) вид спереди; б) вид сзади.
DIR-130 поддерживает интуитивно-понятный Web-интерфейс пользователя, для работы с которым необходимо установить утилиту управления D-Link. Настройка устройства может осуществляться только пользователями с учетной записью администратора сети, дающей привилегии чтения/записи. С таким уровнем доступа любой авторизованный пользователь может легко настроить или получить доступ к утилите управления маршрутизатора DIR-130.

DIR-130 может подключаться к кабельной или DSL-линии для организации совместного доступа к высокоскоростному Интернет-соединению. Также это устройство может служить в качестве полнодуплексного 8-портового 10/100 Мбит/с коммутатора, позволяющего подключить до 8 устройств, оснащенных интерфейсами Fast Ethernet. Для расширения проводной сети необходимо просто добавить дополнительные коммутаторы. Кроме того, DIR-130 позволяет создать частную виртуальную сеть и подключить до 8 удаленных пользователей, обеспечив безопасный удаленный доступ к центральной сети через Интернет-соединение.

Для предотвращения потенциальных атак из сети Интернет это устройство оснащено встроенным двойным межсетевым экраном (SPI и NAT). По мере роста потребностей малого бизнеса в сетевых услугах возникает необходимость также обеспечить и надежное решение по безопасности сети. Широкополосный маршрутизатор D-Link DIR-130 обеспечивает высокий возврат инвестиций, благодаря надежным функциям безопасности, гибкой настройке и высокой степени защиты домашних сетей и сетей малых офисов.

Характеристики:

Стандарты:

  • IEEE 802.3

  • IEEE 802.3u

Порты:

  • 8 портов 10/100 Base-TX LAN

  • 1 порт 10/100 Base-TX WAN

Режим работы межсетевого экрана:

  • Network Address Translation (NAT)

  • Port Address Translation (PAT)

Типы подключения WAN:

  • Static IP

  • Dynamic IP

  • PPPoE

  • L2TP

  • PPTP

  • DualAccess PPPoE

  • DualAccess PPTP 

Безопасность:

  • IPSec NAT-Traversal

  • IPSec LAN-to-LAN / Roaming User

  • IPsec Dead Peer Detection

  • PPTP/L2TP сервер

  • Алгоритмы шифрования: DES

  • IPSec/PPTP/L2TP Pass-through

  • XAUTH/X.509 (расширенная аутентификация) для аутентификации IPSec

Функции безопасности межсетевого экрана:

  • Stateful Packet Inspection (SPI)

  • База данных внутренних пользователей (150 записей)

  • Network Address Translation (NAT)

Сетевые сервисы:

  • Статические IP-адреса

  • Двойной доступ PPTP/PPPoE

  • PPPoE для xDSL

  • Статическая маршрутизация

  • DHCP-клиент для WAN-интерфейса

  • DNS Resolving of Remote Gateway

  • Встроенный DHCP-сервер

  • Dynamic DNS

  • Совместимость с кабелем BigPond

Управление устройством:

  • Web-интерфейс управления; 

  • Internet Explorer v6 или выше, Firefox 1.5 или выше

Индикаторы:

  • Power

  • LAN

  • Status

  • WAN

  • Физические параметры:

Питание:

  • 5 В постоянного тока, 2.5 A

  • Через внешний адаптер питания

Рабочая температура:

  • От 0°C до 55°C

Рабочая влажность:

  • 95% максимум (без конденсата)

Размеры:

  • 116.8 (Ш) х 193 (Д) х 30.5 (В) мм

Вес:

  • 904 г

Сертификаты:

  • FCC Class B


Коммутатор D-link DES-1005D с 5 портами 10/100Base-TX


а)



б)

Рис.8 – Коммутатор D-link DES-1005D с 5 портами 10/100Base-TX: а)вид спереди;

б) вид сзади.
Неуправляемый коммутатор 10/100 Мбит/с D-Link DES-1005D предназначен для повышения производительности работы малой группы пользователей, обеспечивая при этом высокий уровень гибкости. Мощный и одновременно с этим простой в использовании, DES-1005D позволяет пользователям без труда подключить к любому порту сетевое оборудование, работающее на скоростях 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, понизить время отклика и удовлетворить потребности в большой пропускной способности сети.

Коммутатор снабжен 5 портами 10/100 Мбит/с, позволяющими небольшой рабочей группе гибко подключаться к сетям Ethernet и Fast Ethernet, а также интегрировать их. Это достигается благодаря свойству портов автоматически определять сетевую скорость, согласовывать стандарты 10Base-T и 100Base-TX, а также режим передачи полу-/полный дуплекс.

Все порты поддерживают управление потоком 802.3x. Эта функция предотвращает пакеты от передачи, которая может привести к их потере, посредством передачи сигнала о возможном переполнении порта, буфер которого полон. Приостановка передачи пакетов продолжается до тех пор, пока буфер порта не будет готов принимать новые данные. Управление потоком реализовано для режимов полного и полудуплекса.

Все порты поддерживают автоматическое определение полярности MDI/MDIX. Это исключает необходимость в использовании кроссированных кабелей или портов uplink. Любой порт можно подключить к серверу, маршрутизатору или коммутатору, используя прямой кабель на основе витой пары.

Имея 5 портов plug-and-play, коммутатор является идеальным выбором для сетей малых рабочих групп для увеличения производительности между рабочими станциями и серверами. Порты могут быть подключены к серверам в режиме полного дуплекса, либо к концентратору в режиме полудуплекса.

Коммутатор может быть использован для непосредственного подключения компьютеров, так как обладает малой стоимостью подключения на порт. Это предотвращает возможность образования «узких мест» благодаря предоставлению каждому компьютеру сети выделенной полосы пропускания.

Характеристики:

Стандарты:

  • IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet

  • IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet

  • ANSI/IEEE 802.3 NWay auto-negotiation

  • Управление потоком IEEE 802.3x

Протокол:

  • CSMA/CD 

Скорость продвижения пакетов:

  • Ethernet:

  • 10 Мбит/с (полудуплекс) 

  • 20 Мбит/с (полный дуплекс)

  • Fast Ethernet: 

  • 100 Мбит/с (полудуплекс) 

  • 200 Мбит/с (полный дуплекс) 

Топология:

  • Звезда

Сетевые кабели:

  • 10BASE-T:

  • 2 пары UTP категории 3 (до 100 метров) 

  • 4 пары UTP категорий 4, 5 (до 100 метров) 

  • EIA/TIA-568 150 Ом STP (до 100 метров)

  • 100BASE-TX: 

  • 4 пары UTP категории 5, 5e (до 100 метров) 

  • EIA/TIA-568B 150 Ом STP (до 100метров) 

Количество портов

  • 5 портов 10/100 Мбит/с 

Изменение полярности Rx витой пары

  • Автоматическая коррекция 

Индикаторы

  • На устройство: 

  • Power

  • На порт: 

  • Link/Activity, скорость 10/100 Мбит/с 

Метод коммутации:

  • Store-and-forward 

Коммутационная матрица:

  • 1 Гбит/с 

Таблица MAC-адресов:

  • 1K записей на устройство 

Изучение MAC адресов:

  • Автоматическое обновление 

Объем буферной памяти:

  • 64 КВ на устройство 

Скорость фильтрации пакетов (полудуплекс):

  • Ethernet: 14,880 pps на порт

  • Fast Ethernet: 148,800 pps на порт 

Скорость продвижения пакетов (полудуплекс):

  • Ethernet: 14,880 pps на порт

  • Fast Ethernet: 148,800 pps на порт

Физические параметры:

Питание на входе:

  • 7.5В, 1A постоянного тока

  • Через внешний адаптер питания переменного тока 

Потребляемая мощность (макс.):

  • 2.47 Вт (только устройство)

  • 4.1 Вт (устройство + адаптер питания, от сети 220В) 

Рабочая температура:

  • 0º ÷ 55º C 

Температура хранения:

  • -30º ÷ 60º C 

Рабочая влажность:

  • 10% ÷ 90% без конденсата 

Влажность хранения:

  • 5% ÷ 90% без конденсата 

Размеры:

  • 193 x 118 x 30 мм 

Классы безопасности (EMI):

  • FCC Class B

  • CE

  • C-Tick 

Безопасность:

  • CSA International


Коммутатор D-Link DES-1016D с 16 портами 10/100Base-TX
D-Link DES-1016D является неуправляемым коммутатором 10/100 Мбит/с 2 уровня, предназначенным для повышения производительности работы небольшой группы пользователей, обеспечивая при этом высокую пропускную способность. Мощный и одновременно с этим простой в использовании, DES-1016D позволяет пользователям не задумываясь подключать в любой порт сетевое оборудование работающее на скоростях 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, понизить время отклика и удовлетворить потребности в большой пропускной способности сети.



Рис.9 – Коммутатор D-Link DES-1016D с 16 портами 10/100Base-TX
Коммутатор снабжен 16 портами 10/100 Мбит/с, позволяющими небольшой рабочей группе гибко подключаться сетям к Ethernet и Fast Ethernet, а также интегрировать их. Это достигается благодаря свойству портов автоматически определять сетевую скорость, согласовывать стандарты 10Base-T и 100Base-TX, а также режим передачи полу/полный дуплекс.

Коммутатор может быть использован для непосредственного подключения компьютеров к нему, так как обладает малой стоимостью подключения на порт. Это предотвращает возможность образования "узких мест", так как каждый компьютер имеет выделенную полосу пропускания сети.

Функция управления потоком предотвращает потерю (пакетов) данных при передаче пакетов(данных), посредством передачи сигнала о возможном переполнении порта, буфер которого полон. Приостановка передачи пакетов продолжается до тех пор, пока буфер порта не будет готов принимать новые данные. Управление потоком реализовано для режимов полного и полудуплекса.

Характеристики:

  • 16 портов 10/100 Мбит/с с автоопределением MDI|MDX

  • Все порты поддерживают полу/полнодуплексный режим

  • Управление потоком для предотвращения потерь данных (полный дуплекс)

  • Динамический буфер данных для каждого порта

  • Автообучение конфигурации сети

  • Схема коммутации "store-and-forward"

  • Авто коррекция обратной полярности витой пары

Стандарты:

  • IEEE 802.3 10Base-T

  • IEEE 802.3u 100Base-TX

  • ANSI/IEEE 802.3 автоопределения NWay

  • 100 Ом Категории 3,4,5 (для 10Base-T) и Кат 5 (для 100Base-TX) кабеля неэкранированной витой пары

  • EIA/TIA-568 100 Ом кабеля экранированной витой пары

Протоколы:

    • IEEE 802.3 Ethernet CSMA/CD

    • IEEE 802.3u Fast Ethernet CSMA/CD

    • IEEE 802.3x Flow Control

Производительность (скорость фильтрации пакетов в секунду по порту):

  • 10Base-T, полный дуплекс = 14,880

  • 100Base-TX, полный дуплекс = 148,800

  • 10Base-T, полудуплекс = 14,880

  • 100Base-TX, полудуплекс = 148,800

Пропускная способность внутренней магистрали: 3,2 Гбит/с

Метод коммутации: Store-and-Forward

Размер таблицы МАС-адресов: 8K

Размер буфера данных: 512kB, динамическое выделение буфера для каждого порта

Физические параметры

  • Блок питания

  • Вес 1,2

  • 280 x 180 x 44 мм

  • Высота 1U, для установки в 11” стойку

  • Потребляемая мощность 5,68 Вт


^ 4.2 Выбор кабеля
В качестве кабеля для организации сети внутри зданий на этажах будет использоваться "витая пара" 2 пары, 5 кат., одножильная (PCnet) (UTP2-24R5) (65502), медь 24AWG.


Рис.10 – Кабель "витая пара" 2 пары, 5 кат., одножильный (PCnet) (UTP2-24R5) (65502), медь 24AWG
^ Технические характеристики:

Диаметр проводника, (мм) 0,5

Материал изоляции проводника : полиолефин

Толщина изоляции,(мм) 0,89

Внешний диаметр,(мм) 4,0

Материал оболочки : ПВХ

Волновое сопротивление: 100- 15 Ом

Скорость распространения сигнала : 0,7 с

Упаковка : 305 м

Цвет : серый

Цена: 7,07 руб./м
В качестве соединительного кабеля между зданиями и между этажами выбран кабель экранированный "витая пара" 2 пары, 5 кат., многожильный (PCnet) (FTP2-26SR5) (65202), медь 26AWG



Рис.11 – Кабель экранированный "витая пара" 2 пары, 5 кат., многожильный (PCnet) (FTP2-26SR5) (65202), медь 26AWG
^ Технические характеристики:

Диаметр проводника: 26AWG.

Материал проводника: медь, многожильный.

Материал изоляции проводника: полиолефин.

Диаметр изоляции проводника: ~ 0,9 мм.

Экран: фольга.

Внешний диаметр оболочки: ~ 4,1 мм.

Материал оболочки: ПВХ (поливинилхлорид).

Цвет оболочки: серый.

Номинальное волновое сопротивление: 100 Ом.

Упаковка: бухта 305 м.

Цена: 12,48 руб./м
^ 4.3 Выбор защиты кабеля и аксессуаров
Для защиты витой пары используются специальные кабель-каналы. Максимальное число проводов кабеля по маршруту его прокладки не будет превышать 12, с учетом диаметра кабеля 4 мм, поэтому выбирается кабель-канал "ЭЛЕКОР" 16 х 16 мм.

Кабельный канал применяется при проведении электромонтажных работ в промышленных помещениях, в жилых и общественных зданиях. С помощью аксессуаров достигается соединение кабель-канала под различными углами. Легко монтируется при помощи отверстий в основании канала. Эстетичный дизайн идеально сочетается с любой декорацией помещений.

Кабель-канал для электропроводки изготовлен из суспензионного ПВХ по ГОСТ 14332, общего назначения. Пригоден для эксплуатации при температуре от -32 °С до +40 °С. Устойчив к механическим повреждениям.


Рис.12 – Кабель-канал "ЭЛЕКОР" 16 х 16 мм


а) б) в г) д)

Рис.13 – Аксессуары «Элькор»: а) внутренний угол; б) внешний угол; в) угол L-образный; г) угол Т-образный; д) заглушка
^ Розетки RJ-45 категории 5e для настенного монтажа
Соединяя компьютеры между собой, используя Hub/Switch, подключение к сетевой плате компьютера возможно, минуя розетки, непосредственно к разъёмам сетевых плат – коннектором RG 45. Однако, в этом случае отрезок витой пары от стены (если проводка внутренняя) до разъёма сетевой платы остается незащищённый от внешних механических повреждений. В случае его повреждения придётся устанавливать соединитель или менять весь кабель.

При использовании розетки с разъёмом RJ 45, витая пара полностью скрыта в стене, что исключает возможность её повреждения.






Рис. 14 – Розетка RJ-45, одинарная, категория 5e, белая, SB-1-8P8C-C5e-WH







Рис. 15 – Розетка RJ-45, двойная, категория 5e, белая, SB-2-8P8C-C5e-WH




Рис.16 – Разъем под витую пару RJ45/8P8C. кат.5e


Рис.17 – Защитный колпачок для патч-кордов

5 Выбор ПО
Для данного курсового проекта подразумевается использование операционной системы Microsoft Windows XP Professional. В данной операционной системе предусмотрена возможность создания VPN сервера, поэтому использование дополнительного программного обеспечения не обязательно.

^

5.1 Настройка VPN сервера




Запуск мастера новых подключений. Пуск => Панель Управления => Сетевые Подключения. Файл => Новое Подключение- Нажимаем «Далее»



^

Выбор типа серевого подключения. Выбираем «Установить прямое подключение к другому компьютеру», нажимаем «Далее»

^

Установка дополнительных параметров подключения. Выбираем параметр «Принимать входящие подключения», нажимаем «Далее».



^

Игнорирование устройств для входящих подключений. Если у вас есть модем или ЛПТ то проигнорируйте нажмите кнопку «Далее»




^ Настройка входящих подключения к виртуальной частной сети (VPN). Выбираем параметр «Разрешить виртуальные частные подключения», нажимаем «Далее».


^

Разрешения пользователей VPN. Нажимаем кнопку «Добавить»



Добавление нового пользователя. Заполняем все поля. Новый пользователь является пользователем VPN, зайти под этим логином на компьютер не получиться. Пользователь созданный через это окно может только создать VPN соединение.



^

Выбор пользователей. Проверяем наличие галочки напротив нового пользователя.



Выбор программ работы с сетью^ . Выделяем «Протокол интернета TCP/IP» и нажимаем кнопку «свойства».




Настройка входящих вызовов TCP/IP. Ставим галочку «разрешить звонящим доступ к локальной сети», ставим точку «указать адреса TCP/IP явным образом», вписываем IP адреса в диапазоне от 192.168.100.2 до 192.168.100.41, нажимаем кнопку «ОК».


^

Завершение работы мастера новых подключений. Кнопка «Далее»,


кнопка «Готово».



5.2 Настройка клиента





  1. Нажмите кнопку «Пуск», выберите пункт «Подключение» и щелкните значок нового подключения.

  2. Если подключение к Интернету в данный момент не установлено, система Windows предложит подключиться к Интернету.

  3. После подключения к Интернету сервер VPN запросит имя и пароль. Введите имя пользователя и пароль, и нажмите кнопку «Подключиться.» К ресурсам удаленной сети после подключения можно будет обращаться как к ресурсам локальной сети.

  4. Для отключения от сервера VPN щелкните значок подключения правой кнопкой мыши и выберите команду «Отключить

^ 6 Составление сметы
Общие затраты и перечень покупных изделий отражены в сводной смете (таблица 4). В смете учтены норма упаковки оборудования и материалов, а также запас по расходу материалов. В результате, общий объем затрат не превышает 50 тыс.руб., что удовлетворяет заданию.
Таблица 4 – Сводная смета

Наименование

Общий расход с учетом упаковки (запаса)

Количество упаковок

Цена за единицу, руб

Общая цена,руб

Кабель "витая пара" 2 пары, 5 кат., одножил. (PCnet) (UTP2-24R5) (65502), медь 24AWG (бухта 305м)

915

м

3

7,04

руб/м

6441,60

Кабель – канал "ЭЛЕКОР" 16х16 2м (140м/упак)

420

м

3

12,40

руб/м

5208

Внешн. угол 16х16 КМН Элекор ИЭК

5

шт.

5

7,15

руб/шт.

35,75

Внут. угол 16х16 КМВ Элекор ИЭК

15

шт.

15

7,15

руб/шт.

107,25

Заглушка 16х16 КМЗ Элекор ИЭК

8

шт.

8

6,30

руб/шт.

50,4

Поворот 16х16 КМП Элекор ИЭК

7

шт.

7

7,15

руб/шт.

50,05

Соед. на стык 16х16 КМС Элекор ИЭК

196

шт.

196

6,30

руб/шт.

1234,8

Т-образный угол КМТ 16х16 "Элекор"

4

шт.

4

7,15

руб/шт.

28,6

Разъем под витую пару RJ45/8P8C. Кат.5e (упаковка100 шт.)

100

шт.

1

3,90

руб/шт.

390

Защитный колпачок для патч-кордов (упаковка 100 шт.)

100

шт.

1

3,50

руб/шт.

350

Маршрутизатор DIR-130 со встроенным 8-портовым коммутатором 10/100 Мбит/с

1

шт.

1

3840

руб/шт.

3840

Коммутатор DES-1016D с 16 портами 10/100Base-TX

3

м

3

1580

руб/м

4740

Коммутатор DES-1005D с 5 портами 10/100Base-TX

1

шт.

1

520

руб/уп

520

Кабель экран."витая пара" 2 пары, 5 кат., мн./жильный (PCnet) (FTP2-26SR5) (65202), медь 26AWG (бухта 305м)

305

шт.

1

12,48

руб/уп

3806,4

Дюбель распорный с шипами, материал - полипропилен, цвет - чёрный, 6х30 (упаковка 1000 шт.)

1100

шт.

2

79

руб/уп

158

Винт с потайной головкой DIN 965, М6х30 (упаковка 3000 шт.)

1100

шт.

1

740

руб/уп

740

Розетка RJ-45, одинарная, категория 5e, SB-1-8P8C-C5e-WH

6

шт.

6

49,30

руб/шт.

295,8

Розетка RJ-45, двойная, категория 5e, белая, SB-2-8P8C-C5e-WH

5

шт.

5

84,50

руб/шт.

422,5

Итого:

28419,15



ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсового проекта была построена локальная вычислительная сеть для небольшой организации. Полученная сеть удовлетворяет требованиям технического задания, а также требованиям надежности, безопасности, совместимости. Кроме того, сеть была построена с учетом возможного добавления новых элементов в состав ЛВС, то есть она получилась масштабируемой и расширяемой.

Выбор материалов и оборудования был произведен с учетом требований и задания.

Также, в ходе курсового проектирования была составлена сводная смета расходов, при ее составлении оказалось, что с учетом необходимого запаса и нормы упаковки материалов и покупки оборудования общая сумма составила менее 50 тыс.руб., что удовлетворяет поставленной задаче.

Список литературы


  1. Компьютерные сети. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб: изд. «Питер», 1999.

  2. http://www.pcnet.ru/

  3. http://www.nix.ru/price/

  4. http://www.dlink.ru/

  5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%92%D0%A1

  6. http://ru.wikipedia.org/wiki/10BASE-T









Скачать файл (957.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации