Лабораторная работа 13 Программные средства проектирования локальных сетей
 Скачать 95.27 Kb.
|
Лабораторная работа №13 «Программные средства проектирования локальных сетей»Цель работы: научиться проектировать локальную вычислительную сеть. В процессе занятия решаются следующие задачи: 1. Научить производить правильный выбор топологии сети, расчет стоимости сетевого оборудования; 2. Научить учащихся проводить администрирование ЛВС; Краткие теоретические и справочно-информационные материалы Проектирование конфигурации ЛВС относится к этапу проектирования технического обеспечения автоматизированных систем и осуществляется на этом этапе после распределения функции автоматизированной системы по абонентским станциям ЛВС, выбора типов абонентских станций, определения физического расположения абонентских станций. Задание на проектирование включает требования к ЛВС, указания о доступных компонентах аппаратных и программных средств, знания о методах синтеза и анализа ЛВС, предпочтения и критерии сравнения вариантов конфигурации ЛВС. Рассмотрим варианты топологии и состав компонент локальной вычислительной сети. 1.1. Топология ЛВС. Топология сети определяется способом соединения ее узлов каналами связи. На практике используются 4 базовые топологии: • звездообразная (рис. 1а ,1б); • кольцевая (рис. 2); • шинная (рис. 3); • древовидная или иерархическая (рис. 4). Топология сети влияет на надежность, гибкость, пропускную способность, стоимость сети и время ответа [1, табл. 1 ]. Выбранная топология сети должна соответствовать географическому расположению сети ЛВС, требованиям, установленным для характеристик сети, перечисленным в табл. 1. Топология влияет на длину линий связи. Топология звезда Топология распределенная звезда  Рисунок 1 – Звездообразная топология Таблица 1 - Сравнительные данные по характеристикам ЛВС
  Рисунок 2 - Топология кольцо Рисунок 3 - Топология линейная шина  Рисунок 4 - Иерархическая сеть с концентраторами АК - активный концентратор ПК - пассивный концентратор 1.2. Выбор типов линий связи В качестве линий связи могут выступать кабели со скрученными парами проводов (витые пары), коаксиальные кабели, волоконно-оптические кабели, радио, инфракрасные ИК-, СВЧ - каналы. В набор параметров линий связи ЛВС входят: полоса пропускания и скорость передачи данных, способность к двухточечной, многоточечной и/или широковещательной передаче (то есть допустимые применения), максимальная протяженность и число подключаемых абонентских систем, топологическая гибкость и трудоемкость прокладки, устойчивость к помехам и стоимость. При выборе типов кабеля учитывают следующие показатели: • стоимость монтажа и обслуживания; • скорость передачи информации; • ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (repeater); • безопасность передачи данных. Главная проблема заключается в одновременном обеспечении показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость. Условия физического расположения помогают определить наилучшим образом тип кабеля и его топологию. Каждый тип кабеля имеет собственные ограничения по максимальной длине: витая пара обеспечивает работу на коротких отрезках, одноканальный коаксиальный кабель - на больших расстояниях, многоканальный коаксиальный а волоконно-оптический кабель - на очень больших расстояниях. Скорость передачи данных тоже ограничена возможностями кабеля: самая большая - у волоконно-оптического, затем идут одноканальный коаксиальный, многоканальный кабели и витая пара. Под требуемые характеристики можно подобрать имеющиеся в наличии кабели. В таблице 2 приводятся характеристики линий связи ЛВС Ethernet. Таблица2 - Характеристики линий связи Ethernet
Этапы конфигурирования ЛВС Конфигурирование ЛВС - это многокритериальная оптимизационная задача, так как на выбор конфигурации ЛВС влияет большое число факторов. В качестве целевой функции при решении этой задачи можно взять минимизацию величины стоимости ее аппаратного и программного обеспечения при условиях удовлетворения всех требований пользователя к передаче информации в полном объеме, времени ответа, пропускной способности и надежности сети. Проектирование конфигурации ЛВС требует решения ряда задач, включающих выбор комплекса программно-аппаратных средств локальной вычислительной сети, выбор типов сетей связи в данном комплексе, трассировку кабельной сети ЛВС в зданиях и помещениях. В процессе построения ЛВС необходимо учитывать ряд требований прикладного характера, например, физическое расположение пользователей, количество и типы оконечных систем, требования к передаче данных (типы данных, среднюю нагрузку), требования пользователей к программным и аппаратным ресурсам. Расстояние между оконечными системами, наличие несовместимых оконечных систем и требование к контролю доступа пользователей к отдельным участкам ЛВС могут привести к необходимости предусматривать в составе сети различные шлюзы и мосты. В любой ЛВС существенным фактором является максимально достижимая пропускная способность сети связи. Она характеризует предел допустимых функциональных возможностей сети. Поэтому перед выбором ЛВС необходимо оценить, какая пропускная способность требуется пользователям данной прикладной области. Вот некоторые отличительные характеристики и факторы, влияющие на выбор комплекса программно-аппаратных средств локальных вычислительных сетей и проектирование соответствующей конфигурации: 1) характеристики среды передачи информации или кабельной системы, такие как: помехозащищенность, защита от климатических воздействий, протяженность без промежуточного усиления сигнала, стоимость приобретения и установки; 2) максимальная протяженность сети; 3) предполагаемое количество оконечных систем; 4) основная сфера применения (на производственном предприятии, в учреждении или в учебной сфере); 5) функциональное назначение, то есть классы решаемых задач (научная деятельность, образование, резервирование мест, удаленный ввод/вывод, "распределенная обработка данных, управление и учет, финансовые операции); 6) тип передаваемой информации (данные, изображения, речь); 7) оценка пропускной способности сети; 8) сетевое программное обеспечение; 9) интерсетевое обеспечение (необходима ли связь с другими сетями ЭВМ); 10) показатель надежности сети в целом и отдельных ее частей; Проектирование конфигурации ЛВС проходит через три основных этапа: 1) определение требований к ЛВС; 2) синтез альтернативных конфигураций ЛВС; 3) выбор наиболее предпочтительной конфигурации из имеющихся вариантов. Проектирование ЛВС необходимо производить с учетом стратегического планирования развития АСУ, принимая во внимание возможность увеличения количества, АС в ЛВС, подключения новых участков ЛВС в других подразделениях предприятия (учреждения). Исходные данные для проектирования ЛВС представляют собой формальное описание конкретной прикладной области (например, цеха механообработки, администрации производственного объединения, бухгалтерии, отдела кадров и т.д.). Основой является план зданий и помещений с отмеченными на нем местоположениями существующих ЭВМ. Порядок работы Внимательно ознакомьтесь с кратким и справочно-информационным материалом по теме занятия. Выполните задания Выбор топологии ЛВС: Исходные данные к заданию Пользователи: студенты, преподаватели, инженеры, программисты, лаборанты, техники кафедры автоматизированных систем управления УГАТУ. Рекомендуемое число клиентских станций: 30-60 с расположением в 4-5 комнатах. Функции: 1) реализация учебного процесса на лабораторных, практических занятиях, выполнение курсового и дипломного проектирования; 2) организация учебного процесса, подготовка к проведению занятий, разработка методического обеспечения; 3) разработка программного обеспечения для работы в сети; 4) профилактика и ремонт оборудования. Расчет стоимость оборудования ЛВС: предлагается провести по прайс-листу сетевого оборудования одной из компаний г. Орла и Орловской области на дату проектирования ЛВС. В список включить только аппаратные средства (в т.ч. системы резервного копирование, бесперебойного питания, зеркалирования …), программное обеспечение не учитывать при расчете стоимости. Включить затраты по проектированию и монтажу ЛВС. Требования к проектируемой сети 1. Проектируемая ЛВС должна удовлетворять целому ряду требовании. Наиболее значительные из них связаны с передачей данных и состоят в следующем: 1.1 ЛВС должна выполнять разнообразные функции по передаче данных, включая пересылку файлов, поддержку терминалов (в том числе графических), электронную почту, обмен с внешними запоминающими устройствами, обработку сообщений доступ к файлам и базам данных. 1.2 ЛВС должна допускать подключение большого набора стандартных и специальных устройств, в том числе: ЭВМ, терминалов, устройств внешней памяти, принтеров, графопостроителей, факсимильных устройств, контрольного и управляющего оборудования, аппаратуры подключения к другим ЛВС и сетям (в том числе и к телефонным) и т.д. 1.3 ЛВС должна доставлять данные адресату с высокой степенью надежности (коэффициент готовности сети должен быть не менее 0.96), должна соответствовать существующим стандартам, обеспечивать "прозрачный" режим передачи данных, допускать простое подключение новых устройств и отключение старых без нарушения работы сети длительностью не более 1 с; достоверность передачи данных должна быть не больше +1Е-8. 2. Перечень задач по проектированию ЛВС 2.1. Выбрать топологию ЛВС (и обосновать выбор). 2.2. Нарисовать функциональную схему ЛВС и составить перечень аппаратных средств. 2.3. Выбрать оптимальную конфигурацию ЛВС. 2.4. Произвести ориентировочную трассировку кабельной сети и выполнить расчет длины кабельного соединения для выбранной топологии с учетом переходов между этажами. Поскольку существуют ограничения на максимальную длину одного сегмента локальной сети для определенного типа кабеля и заданного количества рабочих станции, требуется установить необходимость использования повторителей. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||