Сети и системы передачи информации. ССПИ_Курсач. Курсовая работа по дисциплине Сети и системы передачи информации 6 вариант студент фаэс
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
Федеральное агентство связи федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (СибГУТИ) Кафедра Передача дискретных сообщений и метрологии (ПДСиМ) 10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем, специализация Защита информации в системах связи и управления (очная форма обучения) Расчет параметров системы передачи информации Курсовая работа по дисциплине «Сети и системы передачи информации» 6 вариант Выполнил: студент ФАЭС, гр. АБ-87 / Д.К. Овсюков/ «__»_________ 2021 г. (подпись) Проверил: доцент каф. ПДСиМ / И.Е. Шевнина/ «__»_________ 2021 г. (подпись) Новосибирск 2021 Содержание Введение 3 1 Разработка схемы инфокоммуникационной сети 5 2 Разработка адресации сети 6 3 Выбор оборудования и расчёт дополнительных параметров 8 3.1 Расчёт зоны покрытия для выбранных точек доступа 8 Выберем данные для вычисления зоны покрытия: 10 Чувствительность 802.11/g: -98 дБм 10 Препятствие в виде тонкой стены – 3 дБм затухание (кол-во = 1) 10 Ширина здания 16м, длина здания 16м. 10 Усиление: 6 возможных антенн, каждая по 5 dBi 10 12 3.2 Определение параметров сети 12 3.3 Определение количества серверов 17 Заключение 18 Библиография 19 Приложение А. Схема разработанной сети 20 Введение Одним из самых значительных достижений прошлого века считается развитие информационных технологий — компьютерных технологий хранения, преобразования и передачи информации. Важнейшую роль в информационном скачке человечества сыграло создание коммуникационных компьютерных сетей. Сетью называют единый комплекс, включающий территориально рассредоточенную систему компьютеров, объединенных в единую систему средствами связи с использованием коммуникационного оборудования, программного обеспечения и протоколов для решения информационных, управленческих, вычислительных и/или других задач. Локальная сеть (Local Area Network — LAN) объединяет компьютеры и периферийное оборудование в пределах одного или нескольких рядом стоящих зданий. Сеть, организованная в пределах офиса, тоже является локальной. Основным назначением локальной сети является предоставление совместного доступа ресурсов одного компьютера другому компьютеру(ам). Таким образом, локальная сеть позволяет совместно использовать файлы, приложения, периферийные устройства (принтеры, сканеры и т. д.), работать с электронной почтой, использовать систему мгновенных сообщений, участвовать в электронных конференциях и т. п. Целью курсовой работы является организация инфокоммуникационной сети и расчёт ее параметров. Для достижения поставленной цели будут выполнены следующие задачи: 1. Разработать схему инфокоммуникационной сети; 2. Для разработанной схемы разработать адресацию сети; 3. Разработанную схему реализовать в среде Cisco Packet Tracer; 4. Для разработанной схемы сети необходимо выбрать соответствующее оборудование и рассчитать следующие параметры: 1.1 Зону покрытия для выбранных точек доступа; 1.2 Параметры сети; 1.3 Количество серверов. 1 Разработка схемы инфокоммуникационной сети Разработка схемы сети, основываясь на исходных данных, которые сведены в таблицу 1.1. Таблица 1.1 – Исходные данные
В данной части курсовой работы произведено развертывание локальной сети в небольшом офисе GIN. Офис состоит из 3 этажей с препятствиями в виде средних стен. Каждый этаж находится в одной (своей) сети. На каждую сеть рассчитаны: 1 роутер, 1 коммутатор, 2 точки доступа. В итоге была разработана полная схема инфокоммуникационной сети, в которой используются: 3 коммутатора, 4 роутера, 6 точек доступа. 2 Разработка адресации сети Заданы 3 сети, для каждой сети разрабатываются IP адреса. Пусть 192.168.12.0 - первая сеть, нужно выделить 8 подсетей с минимум 12 хостами. Сеть класса С, на нее выделяются 3 байта. Следовательно, остался 1 байт = 8 бит для распределения. Необходимы 8 подсетей, значит выделяются 3 бита на подсети, так как 23 = 8. Количество подсетей = 8 при 2 выделенных битах из последнего байта. Осталось 5 битов на узлы (хостов). 25= 32 адреса возможных узлов. Не считаются: широковещательный адрес (*.*.*.255) и адрес сети (*.*.*.0). Остается 30 возможных адресов на узлы. Маска получается из закрепленных за сетью бит. Поскольку сеть класса С, то закрепленные биты подробнее: 11111111. 11111111. 11111111. 11100000, количество бит = 27, маска запишется как 255.255.255.224. Таким образом определены границы сети, приведенные в таблице 2.1 Таблица 2.1 – IP-адресация первой инфокоммуникационной сети
Для сетей 192.168.13.0, 192.168.14.0 класса С расчёты и диапазоны доступных адресов будут аналогичными. Адресация оконечных устройств на примере сети 192.168.12.0 представлена в таблице 2.2 Таблица 2.2 IP-адресация оконечных устройств
На схеме мы будем использовать 7 рабочих станций, 4 принтера и 5 беспроводных устройств, которые тоже считаются узлами со своим IP-адресом. Сервер присутствует только в первой сети. Логическая топология разработанной сети реализована в программной среде Cisco Packet Tracer и представлена на рисунке 1 в приложении А. 3 Выбор оборудования и расчёт дополнительных параметров Для организации данной сети будем использовать следующее оборудование: Маршрутизаторы: Cisco 4351 Integrated Services Router. Коммутаторы: Eltex MES2324FDC Точки доступа Eltex WOP-12AC Таблица 3.1 Порты коммутатора Eltex MES2324FDC
3.1 Расчёт зоны покрытия для выбранных точек доступа Беспроводные точки доступа позволяют подключаться к проектируемой сети устройствам, имеющим беспроводные сетевые адаптеры – планшетам, ноутбукам, смартфонам и т.д. Поэтому наличие стабильного подключения беспроводных устройств в сеть является важной задачей данной курсовой работы. В данной работе было принято решение выбрать точку доступа фирмы TP-link и выбрать диапазон частот 2.4 ГГц. Спецификация данного устройства представлена в таблице 3.2. Таблица 3.2. – Технические характеристики
 Рисунок 3.1. - Точка доступа фирмы ELTEX Чувствительность приемника - это наименьшая мощность сигнала в антенне, при которой возможен устойчивый прием с нормальным воспроизведением сигналов. Выберем данные для вычисления зоны покрытия: Мощность – 19 дБм Чувствительность 802.11/g: -98 дБм Препятствие в виде тонкой стены – 3 дБм затухание (кол-во = 1) Ширина здания 16м, длина здания 16м. Усиление: 6 возможных антенн, каждая по 5 dBi Расчет потерь при прохождении препятствий ведется по формуле 3.1:
где  – потери за первый метр, равны 41 дБ;D – расстояние в метрах; n – коэффициент потерь, для открытого офиса без крупных перегородок принимается n=3.3;  – число препятствий, для данного помещения равно 1;  – величина потерь на каждом препятствии, для тонкой стены равна 3 дБ.Условие возможности связи в заданном режиме работы беспроводной сети:
где  – мощность передатчика; – усиление антенн точки доступа; – величина потерь по формуле (3.1) - чувствительность приемника в заданном режиме работы;Выразив  через (3.2), определим максимальную дальность зоны покрытия:
 Радиус зоны покрытия точки доступа со всеми препятствиями составляет 229 метров. Достаточно двух точек доступа на этаж, помещенных по углам холла. Размещая точки доступа, необходимо учитывать и взаимное влияние в радиоэфире. Для того, чтобы исключить перекрестные помехи c нижних этажей (интегрированная антенна всенаправленна), необходимо разнести точки доступа по разным каналам. Точки доступа: в первой сети настроены на каналы 1 и 2, во второй сети – 3 и 4, в третьей сети – 5 и 7. 3.2 Определение параметров сети Произведем расчет параметров сети. Все необходимые сетевые задачи, используемые в проектируемой сети, сведены в таблицу 3.1. Таблица 3.3. – Список сетевых задач
Наша инфокоммуникационная сеть состоит из 3 локальных сетей. В каждом сегменте для каждой из задач определяется эффективный трафик  , по формуле:
где  – общее время занятия задачей всеми рабочими станциями сети; – общее время работы сети; – фиксированная пропускная способность, предоставленная для данного сервиса.В нашем случае трафик фиксирован, все задачи используют предоставленную им пропускную способность. Общее среднее время занятия задачами сети находится по формуле:
где  - среднее время занятия задачей одной рабочей станции, взятое из таблицы 3.1; – количество компьютеров в сети.Полученные значения суммируются для определения общего сетевого трафика  :
корректируется коэффициентом служебного, широковещательного и неучтенного трафика и коэффициентом запаса:
где  – коэффициент служебного, широковещательного и неучтенного трафика; – коэффициент запаса, необходимый для учета будущего развития сети.По полученному значению  уточняется выбранная технология ЛВС таким образом, чтобы вычисляемый коэффициент использования сети был не более  :
где  – коэффициент использования сети; – номинальная пропускная способность технологии – 100 Мбит/с.Если необходимо, уменьшается среднее время работы одной или нескольких задач. Допускается увеличение общего времени работы серверов за счет ночного времени. В случае превышения трафика сеть разбивается на логические сегменты с помощью коммутаторов. Суммарный трафик пересчитывается для каждого логического сегмента. Для каждого логического сегмента уточняется коэффициент использования сети, как указано выше. Количество рабочих станций в одной сети – 14. Произведем расчет эффективного трафика и коэффициента использования сети. Общее время работы  часа в сутки.Обмен файлами. Занятие – 30 минут на 1 станцию. Предоставленная пропускная способность для данной службы 10 Мбит/с.
Файловый сервер. Занятие – 360 минут на 1 станцию. Предоставленная пропускная способность для данной службы 10 Мбит/с.
Сетевая печать. Занятие – 10 минут на 1 станцию. Предоставленная пропускная способность для данной службы 10 Мбит/с.
СУБД. Занятие – 20 минут на 1 станцию. Предоставленная пропускная способность для данной службы 10 Мбит/с.
Интернет. Занятие – 60 минут на 1 станцию. Предоставленная пропускная способность для данной службы 5 Мбит/с.
Электронная почта. Занятие – 5 минут на 1 станцию. Предоставленная пропускная способность для данной службы 5 Мбит/с.
Сетевая безопасность. Занятие – 15 минут на 1 сервер и 2 минуты на 1 станцию. Предоставленная пропускная способность для данной службы 5 Мбит/с.
Расчет суммарного эффективного трафика:
С учетом коэффициента служебного трафика:  Расчет коэффициента использования сети:
Данный коэффициент использования сети удовлетворяет требованиям эффективности функционирования сети  . Таким образом, сетевая технология Fast Ethernet является оптимальной для данной сети.В других логических сегментах инфокоммуникационной сети количество рабочих станций не превышает того значения, которое использовалось в расчетах выше, и соответственно коэффициент использования сети в других сегментах не будет превышать уже найденный. 3.3 Определение количества серверов Примем, что один сервер, независимо от того, какие данные предоставляет, может обслуживать максимум 50 человек. Наша разработанная инфокоммуникационная сеть имеет 21 пользователя (пользователем будем считать рабочую станцию). Тогда необходимое количество серверов:
Для обслуживания всего количества пользователей нам будет достаточно одного сервера. Заключение В данной курсовой работе была разработана схема инфокоммуникационной сети и реализована среде Cisco Packet Tracer (приложение А), рассчитана и определена адресация сети, выбраны необходимые для работы сети промежуточные устройства и оборудование для беспроводных точек доступа. Итогом работы является распределение оборудования и оконечных устройств внутри здания и смоделированная в среде Cisco Packet Tracer локальная вычислительная сеть. Библиография 1 Назаров, С.В. Локальные вычислительные сети. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 208 с. 2 Спортак, М.А. Высокопроизводительные сети. Энциклопедия пользователя / Пер. с англ. - к.: издательство Диа Софт, 2010.- 432 с. 3 Microsoft Corporation. Компьютерные сети. Учебный курс / Пер. с англ. – М.: Русская редакция, 2014.- 696 с. 4 Челлис, Д. Основы построения сетей / Пер. с англ. – М.: ЛОРИ, 2007.- 323 с. 5 Кульгин, М. Компьютерные сети. Практика построения – СПб.: Питер, 2013. – 464 с. 6 Определение дальности действия AP Wi-Fi / 27sysday.ru – 2019. URL: https://27sysday.ru/interesno/dalnost-dejstviya-wifi-routera (дата обращения: 18.04.19). 7 Характеристики коммутатора TP-link/ tp-link.com – 2019. URL: https://www.tp-link.com/ru/business-networking/managed-switch/t2600g-52ts (дата обращения: 21.04.19). 8 Характеристики точки доступа Eltex/ tp-link.com – 2019. URL: https://www.tp-link.com/ru/home-networking/wifi-router/archer-c7 (дата обращения: 21.04.19). 9 А.Г. Шапин, С.В. Тимченко, И.Г. Квиткова. Устройства беспроводного доступа компании D-link. Методические указания к циклу лабораторных работ/– М.: СибГУТИ, 2017. – 24 с. Приложение А. Схема разработанной сети  Рисунок 1 – Схема инфокоммуникационной сети в Cisco Packet Tracer  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
