|
|
Проектирование локальной вычислительной сети
«Ярославский автомеханический колледж»
Проект по дисциплине «Компьютерные сети и комплексы»
Тема: Проектирование локальной вычислительной сети.
2018
Введение
Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных.
Компьютерная сеть– это система связи различной вычислительной техники, необходимая для автоматического обмена данными между конечными пользователями, а также удаленного управления функциональными узлами и программным обеспечением данной сети.
К составу компьютерной сети относят:
Компьютер, оснащенный сетевым адаптером
Каналы связи
Различного рода преобразователи сигнала
Сетевое оборудование
Существует два понятия компьютерной сети:
Коммуникационная сеть – сеть, которая предназначена для передачи и преобразования данных
Информационная сеть – сеть, которая предназначена для хранения информации
Разделение компьютерных сетей по территориальному признаку:
Глобальная компьютерная сеть – это сеть передачи данных, охватывающая весь мир (или отдельные крупные регионы) и объединяющая неограниченное число несвязанных абонентов.
Локальная компьютерная сеть – это совокупность соединенных каналами связи ПК и сетевого оборудования, предназначенная для передачи данных конечному числу пользователей. Локальная сеть используются для организации местной связи (в пределах одного здания или организации) и для удаленных на большие расстояния абонентов не подходит.
Функции глобальной сети:
Транспортные функции глобальной сети: глобальная сеть используется как транзитный транспортный механизм. Сами данные хранятся и вырабатываются в компьютерах, принадлежащих локальным сетям, а глобальная сеть их только переносит из одной локальной сети в другую.
Информационные функции Internet: это доступ к гипертекстовой информации Web-узлов, что делает источником данных не отдельные компьютеры, а всю глобальную сеть. Нужно отметить и широковещательное распространение звукозаписей, организацию интерактивных «бесед» поиск информации.
Электронная коммерция: к электронной коммерции относятся: брокерская, рекламная и торговая деятельность. Наиболее ярко выраженной формой электронной коммерции являются Интернет – магазины.
Функции локальной сети:
Оптимизация рабочего процесса: домашняя локальная сеть, организованная, например, в офисе, обеспечивает всем его сотрудникам возможность дистанционного обмена данными, а также совместного использования всех видов оргтехники.
Общение: полностью заменить «интернет-общение» локальные сети не смогут, но в тех случаях, когда требуется организовать собственный, закрытый от внешних пользователей, канал связи (например, форум сотрудников корпорации) локальные сети незаменимы.
Возможность удаленного администрирования: корпоративная локальная сеть позволяет одному специалисту оказывать техническую поддержку нескольких десятков различных устройств.
Архитектура локальных сетей:
Клиент-сервер, где сервер – вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением. Сервер работает по заданиям клиентов и управляет выполнением их заданий. После выполнения каждого задания сервер посылает полученные результаты клиенту,  пославшему это задание. Сервисная функция в архитектуре клиент – сервер описывается комплексом прикладных программ, в соответствии с которым выполняются разнообразные прикладные процессы. Клиенты – это рабочие станции, которые используют ресурсы сервера и предоставляют удобные интерфейсы пользователя. Интерфейсы пользователя это процедуры взаимодействия пользователя с системой или сетью.
Преимущества
|
Недостатки
|
Делает возможным распределить функции вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети. Это позволяет упростить обслуживание вычислительной системы. В частности, замена, ремонт, модернизация или перемещение сервера, не затрагивают клиентов
|
Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть
|
Все данные хранятся на сервере, который защищён гораздо лучше большинства клиентов. На сервере проще обеспечить контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа
|
Поддержка работы данной системы, требует отдельного специалиста - системного администратора
|
Позволяет объединить различные клиенты. Использовать ресурсы одного сервера часто могут клиенты с разными аппаратными платформами, операционными системами
|
Высокая стоимость оборудования
|
 Одноранговая архитектура - это информационная сеть, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем системам. Данная архитектура характеризуется тем, что в ней все системы равноправны.
Преимущества
|
Недостатки
|
Они легки в установке и настройке
|
Сетевую безопасность одновременно можно применить только к одному ресурсу
|
Отдельные ПК не зависят от выделенного сервера
|
При получении доступа к разделяемому ресурсу ощущается падение производительности компьютера.
|
Пользователи в состоянии контролировать свои ресурсы
|
Отсутствие централизованного администрирования
|
Малая стоимость, легкая эксплуатация и минимум оборудования и программного обеспечения
|
|
Нет необходимости в администраторе
|
|
Подходят для сетей с количеством пользователей, не превышающим десяти
|
|
Основные характеристики компьютерной сети:
Производительность сети
Время реакции – характеристика, которая определяется как время между возникновением запроса к какому-либо сетевому сервису и получение ответа на этот запрос
Пропускная способность – характеристика, отражающая объем данных, переданных сетью в единицу времени
Задержка передачи – интервал между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства и моментом его появления на выходе устройства
Надежность сети
Коэффициент готовности – характеристика, означающая долю времени, в течении которого система может быть использована
Безопасность – способность системы защитить данные от несанкционированного доступа
Отказоустойчивость – способность системы работать в условиях отказа некоторых ее элементов
Расширяемость сети – возможность легкого добавления отдельных элементов сети
Масштабируемость сети – характеристика, означающая возможность усовершенствования сети в очень широких пределах, не ухудшая при этом производительность сети
Прозрачность сети – свойство сети скрывать от пользователя детали своего внутреннего устройства, упрощая работу сети
Управляемость сети – возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы в работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети
Совместимость сети – характеристика, означающая, что сеть способна включать в себя разнообразные программное и аппаратное обеспечение
Топология сети:
 Bus (шина) – это сеть, ядром которой является моноканал. Топология предполагает использование одного кабеля, к которому подсоединены все рабочие станции.Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.
Именно по топологии “шина” строились локальные сети на коаксиальном кабеле. В этом случае в качестве шины выступали отрезки коаксиального кабеля, соединенные Т-коннекторами. Шина прокладывалась через все помещения и подходила к каждому компьютеру. Боковой вывод Т-коннектора вставлялся в разъем на сетевой карте.
Сейчас такие сети безнадежно устарели и повсюду заменены “звездой” на витой паре, однако оборудование под коаксиальный кабель еще можно увидеть на некоторых предприятиях.
-
Преимущества «шины»
|
Недостатки «шины»
|
Простота настройки и понятность использования
|
Сложность поиска неисправностей
|
Относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом
|
Низкая производительность – в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих станций производительность сети падает
|
Выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети
|
Неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети
|
Надежно работает в небольших сетях
|
Плохая масштабируемость – для добавления новых рабочих станций необходимо заменять участки существующей шины
|
Требует меньше кабелей для соединения, а, значит, стоит дешевле
|
Интенсивность сетевого трафика приводит к снижению производительности
|
Легко расширяема
|
Слабая защита сети
|
Высокая надежность
|
|
 Ring (кольцо) - это топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете.
Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера – он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.
Кольцевая топология сети используется довольно редко. Основное применение она нашла в оптоволоконных сетях стандарта TokenRing.
-
Преимущества «кольца»
|
Недостатки «кольца»
|
Простота установки и использования
|
Сложность конфигурирования и настройки
|
Практически полное отсутствие дополнительного оборудования
|
Каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации
|
Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети
|
В случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается
|
Предсказуемое время реагирования сети
|
Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто
|
Высокая надежность при разрыве сетей
|
Сложность поиска неисправностей
|
|
Слабая защита информации
|
|
Невысокое быстродействие
|
 Звезда - это топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем.
При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией “звезда” – в результате получится конфигурация сети с древовидной топологией. Древовидная топология распространена в крупных компаниях.
Топология “звезда” на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей.
Звезда – самая распространенная топология для проводных и беспроводных сетей. Примером звездообразной топологии является сеть с кабелем типа витая пара, и коммутатором в качестве центрального устройства. Именно такие сети встречаются в большинстве организаций.
-
Преимущества «звезды»
|
Недостатки «звезды»
|
Выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом
|
Выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети
|
Отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель
|
Дополнительные затраты на сетевое оборудование – устройство, к которому будут подключены все компьютеры сети (коммутатор)
|
Легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети
|
Число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе
|
Простота настройки и администрирования
|
Большая протяженность кабелей, а, значит, топология будет стоить дороже
|
Высокая производительность
|
|
В сеть легко встраивается дополнительное оборудование
|
|
Технология Ethernet
Ethernet — пакетная технология компьютерных сетей.
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века.
В стандарте первых версий указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать кабель витая пара и кабель оптический. Метод управления доступом — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий, скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных.
Проектирование локальной вычислительной сети
Проектирование ЛВС, объединяющая 27 рабочих станций и 3 сервера в 3 комнатах на 3 этажах одного здания.
Необходимые данные для проектирования:
Размер комнаты: 10х16 (м)
Топология компьютерной сети: Звезда
Технология компьютерной сети:Ethernet
Аппаратное обеспечение и перечень оборудования:
ПК Acer Extensa EX2610G (27 штук) 19 999
18.5" Монитор Acer KA190HQb [UM.XX0EE.001] (33 штуки) 4 599
Клавиатура DEXP K-501BU (33 штуки) 299
Мышь проводная DEXPCM-409GUчерный(33 штуки) 155
Двухжильный оптоволоконный кабель Nexans N165.TBUN04A
Кабель витая пара SkyNet Light CSL-UTP-4-CU-OUT
Сетевой адаптер FinePower RJ45, кат. 5e (8P8C)
Коммутатор KramerCON-RJ45-3
Сервер Dell Precision T7820 [7820-0755]
Коннектор PLUG-8D8C
Схема реализации данной локальной вычислительной сети
1-ый Этаж
  
2-ой Этаж
3-ий Этаж
Затраты на проектирование данной локальной вычислительной сети
Наименование
|
Стоимость, руб., (шт./м)
|
Общая стоимость, руб.
|
ПК Acer Extensa EX2610G
|
19 999
|
19 999*27 = 539 973
|
Компьютерная мышь
|
155
|
155*27 = 4 185
|
Двухжильный оптоволоконный кабель
|
152
|
152*135= 20 520
|
Кабель витая пара
|
23
|
23*160= 3 568
|
Сетевой адаптер
|
1 799
|
1 799*27=48 573
|
Коммутатор
|
13 571
|
13 571*3= 40 713
|
Сервер
|
274 999
|
274 999*3= 824 997
|
Коннектор PLUG-8D8C
|
67
|
67*60= 4 020
|
Итого:
|
1 486 549
|
Рекомендации по использованию сети
Сеть получилась не очень гибкой, дальнейшая модернизация и подключение новых устройств будет проблематична.
Для защиты данных от вирусов необходимо установить антивирусные программы, а для восстановления повреждённых данных следует использовать специальные утилиты
При монтаже сети необходимо маркировать кабель, чтобы не столкнуться с трудностями при обслуживании сети
Удобная сеть по топологии «звезда»
Итоговая сумма оборудования вышла приемлемой цены
Схема получилась не сильно практичной, если из строя выйдет кабель, который ведет от маршрутизатора, может вывести из строя целый этаж
Проводить профилактическую проверку оборудования и проводки.
Проводить профилактическую проверку на наличие вирус внутри ОС.
|
|
|
Скачать 418.19 Kb.