Проектирование локальной сети. Курсовой проект. Розрахунок обсягу даних, які передаються в мережі
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Зміст Вступ…………………………………………………………………………..…6 1. Теоретичний розділ…………………………………………………..…....…8 1.1 Легенда підприємства………………………………………………8 1.2 Програмне забезпечення……………………………………………8 1.2.1 Windows 7 Pro……………………………………………..…8 1.2.2 Windows Server 2003……………………………………...…12 1.3 Фізичне середовище передачі даних………………………………15 1.4 Технології передачі у комп’ютерних мережах……………………22 1.5 Топологія мережі……………………………………………………27 1.6 Мережеві протоколи……………………………………..…………30 1.7 Мережеві служби…………………………………...………………36 2. Проектування мережі…………………………………………….………..…41 2.1 План приміщення підприємства………………………………...…41 2.2 Склад обладнання……………………………………………..……43 2.3 Розрахунок обсягу даних, які передаються в мережі підприємства……………………………………………………………45 2.4 Розрахунок вартості встановленого обладнання та програмного забезпечення………………………………………….…46 Висновки…………………………………………………………………..……47 Використана література…………………………………………………..……47 Вступ Повсемістна комп’ютеризація відкриває нові варіанти комунікацій. Вони пов’язані з унікальними можливостями комп’ютерно-інформаційних технологій. Основу сучасних комп'ютерних технологій становлять три технологічних досягнення: можливість зберігання інформації на машинних носіях, автоматизація обробки інформації за допомогою комп'ютера та розвиток засобів зв’язку, про які і піде мова. Конкретніше про комп’ютерні мережі. У даній роботі розглядається побудова локальної обчислювальної мережі організації під управлінням операційних систем «Windows Server 2003» серверів і «Windows 7 Pro» робочих станцій. Реалізація запропонованого проекту дозволить скоротити паперовий документообіг на підприємстві, підвищити продуктивність праці, скоротити час на обробку інформації. Таким чином, вирішиться проблема окупності і рентабельності впровадження корпоративної мережі. Метою роботи є організація корпоративної комп'ютерної мережі. Локальна обчислювальна мережа повинна бути спроектована таким чином, щоб відповідати основним критеріям: Надійність (відмово стійкість); Доступність; Розширюваність; Адаптованість (сумісність з іншими технологіями); Керованість; Автономність; Захищеність (інформаційна безпека); Зручність у використанні; Всесвітня тенденція до об'єднання комп'ютерів у мережі обумовлена рядом важливих причин, таких як прискорення передачі інформаційних повідомлень, можливість швидкого обміну інформацією між користувачами, одержання й передача повідомлень (факсів, Е-Маil листів і іншого) не відходячи від робочого місця, можливість миттєвого одержання будь-якої інформації з будь-якого місця земної кулі, а так само обмін інформацією між комп'ютерами різних фірм виробників працюючих під різним програмним забезпеченням. Завдяки обчислювальним мережам ми одержали можливість одночасного використання програм і баз даних декількома користувачами. З розробкою нових технологій (методи кодування і мультиплексування) з’явилась можливість передачі на великі відстані, та всі мережі стали об’єднуватися у глобальні мережі. Класифікуючи мережі за територіальною ознакою, розрізняють глобальні (WAN), локальні (LAN) і міські (MAN) мережі. У першу чергу ми розглядаємо ЛОМ. Під ЛОМ розуміють спільне підключення декількох окремих комп'ютерних робочих місць (робочих станцій) до єдиного каналу передачі даних. Поняття локальна обчислювальна мережа – ЛОМ (англ. LAN – Local Агеа Network) відноситься до географічно обмежених апаратно-програмними реалізаціями, у яких кілька комп'ютерних систем зв’язані один з одним за допомогою відповідних засобів комунікацій. 1. Теоретичний розділ 1.1 Легенда підприємства Підприємство «PrinTop» є типографією. Займається, як підготовкою до друку, так і друком будь якої складності. Майже уся робота на підприємстві відбувається на комп’ютері. Підприємство розміщується у двох будівлях: в адміністративній, де знаходяться керівництво, бухгалтерія, it-відділ, спеціальні відділи (редагування, підготовка до друку, авторське право), рекламний відділ та у виробничій будівлі де працює відділ друку та знаходиться виробниче обладнання зі спеціалізованою комп’ютерною системою (спеціалізована комп’ютерна апаратура та спеціалізована мережа). Ми розробляємо звичайну (класичну для підприємства) комп’ютерну мережу для адміністративної будівлі, яка може містити персональні комп’ютери, принтери, сканери, мережеве обладнання (прості комутатори, маршрутизатори), кілька серверів та деякі звичайні мережеві пристрої. 1.2 Програмне забезпечення 1.2.1 Windows 7 Pro Windows 7 – операційна система сімейства Windows NT (v6.1). Вона встановлена більш ніж на 80% персональних комп'ютерах. Користувачі стають все більш досвідченими в комп'ютерах і очікують більшого від використовуваних ними технологій. Їм необхідна можливість роботи з дому, з філії і в дорозі без зниження продуктивності. Зміна потреб користувачів тягне за собою зміну вимог до IТ-фахівців. Сьогодні IТ-фахівці повинні підвищувати функціональність і гнучкість, не збільшуючи при цьому витрати і уникаючи виникнення загроз безпеці. Windows 7 дозволяє IТ-фахівцям оптимальним чином виконувати різні вимоги користувачів. Підприємства можуть дозволяти своїм співробітникам збільшувати свою продуктивність, працюючи з офісу, з дому, в дорозі або з філій. У новій системі покращено безпеку і керованість, що знижує ризик втрати даних на комп'ютерах і зовнішніх жорстких дисках. Управління настільними системами спрощено, що полегшує розгортання Windows 7 і забезпечує безперебійну роботу. Так як ОС Windows 7 заснована на операційній системі Windows Vista, компанії, в яких вже розгорнута система Windows Vista, оцінять високу ступінь сумісності Windows 7 з існуючим програмним забезпеченням, засобами та обладнанням. Нові можливості розгортання: • Динамічна підготовка драйверів. Можливість розгортання пакетів драйверів на клієнтських комп'ютерах в процесі установки, а також можливість додавання пакетів драйверів до образів завантаження перед розгортанням. • Розгортання віртуального жорсткого диска. Можливість розгортання образів віртуальних жорстких дисків (VHD) у процесі автоматичної установки. • Додаткова можливість багатоадресної передачі. Можливість автоматичного відключення повільних клієнтів і поділу передачі даних на кілька потоків в залежності від швидкості підключення клієнтів. Також забезпечує підтримку багатоадресної передачі даних в середовищах, що використовують протокол IP версії 6. • PXE-постачальник для транспортного сервера. Включає PXE-постачальник при установці служби транспортного сервера. Транспортний сервер використовується для мережевого завантаження, багатоадресної передачі даних або для одночасного виконання цих завдань при розширеній конфігурації. Транспортний сервер являє собою окремий сервер. Таким чином, при використанні транспортного сервера для мережевого завантаження або багатоадресної передачі в робочому середовищі не вимагаються доменні служби Active Directory і служба доменних імен (DNS). • Додаткова функціональність EFI. Підтримує мережеве завантаження комп'ютерів з процесором x64 з інтерфейсом EFI, а також автоматичне додавання, розгортання образів завантаження за допомогою багатоадресної передачі і DHCP-посилання для направлення клієнтів на конкретний PXE-сервер. Нові можливості роботи з мережами: • DirectAccess дозволяє користувачам отримати доступ до корпоративної мережі, не витрачаючи додаткових зусиль на підключення до віртуальної приватної мережі (VPN). • Перепідключення VPN забезпечує автоматичне повторне з'єднання з віртуальною приватною мережею (VPN) при відновленні підключення до Інтернету, що усуває необхідність повторного введення користувачами облікових даних і створення VPN-підключення. • BranchCache забезпечує кешування оновленого вмісту з файлових і веб-серверів, розташованих в глобальній мережі (WAN), на комп'ютерах у філії, зменшуючи час відгуку додатків і скорочуючи трафік глобальної мережі. • Якість обслуговування (QoS) на основі URL-адрес дозволяє призначити пріоритет трафіку в залежності від URL-адреси джерела трафіку. • Підтримка пристроїв мобільного широкосмугового зв'язку надає модель на основі драйверів для пристроїв, що використовуються для доступу до мобільного широкосмугового мережі. • Множинні активні профілі брандмауера надають правила брандмауера, оптимально відповідні кожному мережному адаптеру залежно від мережі, до якої він підключений. Домен Windows NT – збори учасників безпеки (всі об'єкти Active Directory), що мають єдиний центр (який називається контролером домену), що використовує єдину базу, відому як Active Directory, починаючи з Windows 2000, Active Directory Domain Services у Windows Server 2008 і Server 2008 R2 , також відомий як NT Directory Services на NT операційних системах Windows, або NTDS (тобто облікові записи знаходяться не на кожному окремо комп'ютері, а на контролері домена, т. зв. мережевої вхід в систему), єдину групову і локальну політики, єдині параметри безпеки (застосовується до томів з файловою системою NTFS), обмеження часу роботи облікового запису та інші параметри, значно спрощують роботу системного адміністратора організації, якщо в ній експлуатується велика кількість комп'ютерів. Також стає можливим зробити для кожного аккаунту переміщуваний профіль, який буде зберігатися на виділеному для профілів сервері. При великих обсягах профілю час входу користувача в систему може бути сильно збільшено. В результаті користувачі можуть працювати зі своїм «Робочим столом», «Моїми документами» та іншими індивідуально налаштованим елементами з будь-якого комп'ютера домену. Комп'ютери, що знаходяться в домені, відрізняються від таких же комп'ютерів, які знаходяться в робочій групі і вважаються «автономними» – тобто немає формального членства чи процесу аутентифікації освіченої робочої групи. Робоча група не має серверів і клієнтів, і як така, вона являє систему Peer-To-Peer (клієнт-клієнт), і не має централізованої архітектури як в системі клієнт-сервер. Робочі групи важко управляються за наявності більше десятка клієнтів, а також за відсутності єдиного входу в систему. DirectAccess є новим компонентом в операційних системах Windows 7 Ultimate, Windows 7 Enterprise, Windows Server 2008 R2, який дозволяє підключатися клієнтським комп'ютерам до серверів DirectAccess, відразу як тільки з'являється можливість виходу в Інтернет. На відміну від більшості традиційних VPN з'єднань, які повинні бути запущені і перервані явно діями користувача, підключення DirectAccess створюються автоматично комп'ютером, на якому працює користувач.
Таблиця 1.2.1.1 Мінімальні апаратні вимоги Windows 7 1.2.2 Windows Server 2003 Windows Server 2003 – серверна операційна система сімейства Windows NT (v5.2) – є серверним варіантом операційної системи Windows XP. Windows Server 2003 – це одна з найефективніших платформ для побудови інфраструктури мережевих програм, мереж і веб-служб: від робочої групи до центру обробки даних. Володіючи такими якостями, як простота розгортання, управління та використання, Windows Server 2003 дозволяє створювати більш безпечну IТ-інфраструктуру, яка забезпечує потужну платформу для додатків з можливістю швидкої побудови мережевих рішень та інфраструктури для фахівців у галузі інформаційних технологій, що підвищують ступінь їх взаємодії та забезпечують можливість спільної роботи в будь-який час і в будь-якому місці. Можливо отримати значні переваги, домігшись економії коштів і підвищення продуктивності за допомогою самої високоякісної з усіх ОС Windows Server. Розгалужена мережа наших партнерів по всьому світу дозволить створити найбільш оптимальні рішення. Новинки Windows Server 2003 R2. Windows Server 2003 R2 розширює можливості операційної системи Windows Server 2003: надає більш ефективні засоби для контролю над доступом до локальних і віддалених ресурсів і управління цим доступом; крім того, засіб легко інтегрується з існуючою середовищем Windows Server 2003. Windows Server 2003 R2 – масштабована веб-платформа з розширеними можливостями безпеки, що забезпечує пряму сумісність з системами UNIX і пропонує нові сценарії, включаючи спрощене управління серверами філій, поліпшене керування посвідченнями та доступом та більш ефективне управління сховищами. Випуски Windows Server 2003 R2 Datacenter Edition і Enterprise Edition пропонують нову динамічну систему ліцензування, щоб клієнти могли отримати додаткові переваги від віртуалізації серверів. Windows Server 2003 містить багатий набір мережевих служб: служба каталогів; служби мережевої інфраструктури (DNS, DHCP, WINS); служба файлів і друку; сервер додатків (веб-сервер, електронна пошта); служби терміналів; служба видаленого доступу/сервер віртуальної приватної мережі (VPN); сервер потокове мультимедіа-віщання. Системи сімейства Windows Server випускаються в декількох редакціях, кожна з яких містить специфічний для даної редакції набір мережевих служб і пред'являє свої вимоги до апаратної конфігурації сервера, на якому дана система працюватиме. Планування придбання і установки системи в корпоративній мережі вимагає розгляду і аналізу широкого кола питань: визначення набору ролей, які виконуватиме даний сервер; розрахунок передбачуваного навантаження на сервер (кількість користувачів, об'єм оброблюваної і переданої по мережі інформації); визначення типу і кількості процесорів і об'єму оперативної пам'яті; планування дискової підсистеми. Процес установки системи на сервері також вимагає попереднього планування. Необхідно врахувати такі параметри: спосіб установки (ручна або автоматична); розміщення дистрибутива системи (завантажувальний CD, жорсткий диск сервера, мережева тека); чи буде система єдиною на даному сервері або планується використовувати мультизагрузку різних екземплярів систем, встановлених на різних дисках або різних розділах дисків; установка на «чистому» сервері або модернізація встановленої раніше системи. Процес установки також залежить від тих завдань, які повинна виконувати конкретна інсталяція. Типові завдання системи корпорація Microsoft об'єднала у вигляді т.з. «ролей» сервера. Всі ролі можна побачити при запуску майстрів «Майстер настройки сервера» або «Управління даним сервером». Перерахуємо ці ролі: файловий сервер (сервер, що надає доступ до файлів і керування ним; вибір цієї ролі дозволяє швидко налаштувати параметри квотування і індексування); сервер друку (сервер, що організує доступ до мережевих принтерів і керує чергами друку і драйверами принтерів; вибір цієї ролі дозволяє швидко налаштувати параметри принтерів і драйверів); сервер додатків (сервер, на якому виконуються Web-служби XML, Web-додатки і розподілені застосування; при призначенні серверу цієї ролі на нім автоматично встановлюються IIS, COM+ і Microsoft .NET Framework; за бажання є можливість додати до них серверні розширення Microsoft FrontPage, а також включити або вимкнути ASP.NET); поштовий сервер (сервер, на якому працюють основні поштові служби РОРЗ (Post Office Protocol 3) і SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), завдяки чому поштові РОРЗ-клієнти домена можуть відправляти і отримувати електронну пошту; вибравши цю роль, визначається домен за умовчанням для обміну поштою і створюєте поштові скриньки); сервер терміналів (сервер, що виконує завдання для клієнтських комп'ютерів, які працюють в режимі термінальної служби; вибір цієї ролі приводить до установки служб терміналів, що працюють в режимі сервера додатків); сервер видаленого доступу. Сервер віртуальної приватної мережі (сервер, що здійснює маршрутизацію мережевого трафіку і керує телефонними з'єднаннями і з'єднаннями через віртуальні приватні мережі (virtual private network, VPN); вибравши цю роль, запуститься Майстер налаштування сервера маршрутизації і видаленого доступу (Routing and Remote Access Server Setup Wizard); за допомогою параметрів маршрутизації і видаленого доступу є можливість налаштувати тільки вихідні підключення, вхідні і вихідні підключення або повністю заборонити доступ ззовні; служба каталогів (контроллер домена Active Directory – сервер, на якому працюють служби каталогів і розташовується сховище даних каталогу; контроллери домену також відповідають за вхід в мережу і пошук в каталозі; при виборі цієї ролі на сервері будуть встановлені DNS і Active Directory); система доменних імен (сервер, на якому запущена служба DNS, що визначає імена комп'ютерів в IP-адреса і навпаки; при виборі цієї ролі на сервері буде встановлена DNS і запущений Майстер настройки DNS-сервера); сервер протоколу динамічної настройки вузлів (сервер, на якому запущена служба DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), що дозволяє автоматизувати призначення IP-адресів вузлам мережі; при виборі цієї ролі на сервері буде встановлена служба DHCP і запущений Майстер створення області); сервер Windows Internet Naming Service (сервер, на якому запущена служба WINS (Windows Internet Name Service), що вирішує імена NETBIOS в IP-адреса і навпаки; вибір цієї ролі приводить до установки служби WINS); сервер потокового мультимедіа-віщання (сервер, що надає мультимедійні потоки іншим системам мережі або Інтернету; вибір цієї ролі приводить до установки служб Windows Media; ця роль підтримується тільки у версіях Standard Edition і Enterprise Ed. 1.3 Фізичне середовище передачі даних Усі інформаційні мережі, як аналогові, так і цифрові створені та працюють за рядом технологій, які зазвичай стандартизовані. Технології фізичних середовищ передачі даних можливо найважливіші, тому що обов’язкові. Є дротові та бездротові технології. У дротових технологіях використовуються металеві (зазвичай мідні) та волоконно-оптичні кабелі. На фізичному рівні для фізичних кабелів визначаються механічні і електричні (оптичні) властивості середовища передачі, які включають: - тип кабелів і роз'ємів; - розведення контактів в роз'ємах; - схему кодування сигналів для значень 0 і 1. Використовуються різні види кабелів: коаксіальний кабель, кабель на основі екранованої і неекранованої кручений пари і оптоволоконний кабель. Найбільш популярним видом середовища передачі даних на невеликі відстані (до 100 м) стає неекранована кручена пара, яка включена практично в усі сучасні стандарти і технології локальних мереж і забезпечує пропускну здатність до 100 Мб/с (на кабелях категорії 5). Оптоволоконний кабель широко застосовується, як для побудови локальних зв’язків, так і для магістралей глобальних мереж. Оптоволоконний кабель може забезпечити дуже високу пропускну здатність каналу (до декількох Гб/с) і передачу на значні відстані (до декількох десятків кілометрів без проміжного посилення сигналу). Кручена пара. Кручена пара – одна або кілька пар ізольованих провідників, скручених між собою (з невеликим числом витків на одиницю довжини), покритих пластиковою оболонкою. Звивання провідників проводиться з метою підвищення ступеня зв'язку між собою провідників однієї пари (електромагнітні перешкоди однаково впливають на обидва дроти пари) і подальшого зменшення електромагнітних перешкод від зовнішніх джерел, а також взаємного впливу при передачі диференціальних сигналів. Для зниження зв'язку окремих пар кабелю (періодичного зближення провідників різних пар) в кабелях UTP категорії 5 і вище дроти пари звиваються з різним кроком. Вита пара – один з компонентів сучасних структурованих кабельних систем. Використовується в телекомунікаціях і в комп'ютерних мережах як фізичне середовище передачі сигналу в багатьох технологіях, таких як Ethernet, Arcnet і Token ring. В даний час, завдяки своїй дешевизні і легкості монтажу, є найпоширенішим рішенням для побудови дротових (кабельних) локальних мереж. Види кабелів з кручених пар: - неекранована кручена пара (unshielded twisted pair, UTP) – кабель, який не має захисного екрану; - фольгована кручена пара (foiled twisted pair, FTP), також відома як F/UTP) – кабель, захищений одним (загальним для всіх пар) зовнішнім шаром фольги; - екранована кручена пара (shielded twisted pair, STP) – кабель, в якому кожна пара захищена окремим шаром фольги, і є загальний зовнішній шар фольги у вигляді сітки, що захищає весь кабель; - фольгована екранована кручена пара (S/FTP – Screened Foiled twisted pair) – кабель, в якому кожна пара обплетена фольгою (захищена екраном з фольгованого обплетення), і є зовнішній екран з мідного обплетення для захисту всього кабелю; - незахищена екранована кручена пара (unshielded screened twisted pair, U / STP) – кабель, в якому кожна пара захищена фольговою оплеткою, а зовнішній екран відсутній; - захищена екранована кручена пара (screened foiled unshielded twisted pair, SF / UTP) – кабель, захищений подвійним зовнішнім шаром (один шар являє собою мідну оплетку, інший – фольгу). Існує декілька категорій кабелю «вита пара», які нумеруються від CAT1 до CAT7a (правильно «category» або «категорія», скорочення «CAT»). Таблиця – 1.3.1 Категорії кабелю «вита пара»
Продовження таблиці 1.3.1
Коаксіальний. Коаксіальні кабелі використовуються в радіо- і телевізійній апаратурі. Складається з розташованих співвісно центрального провідника і екрану. Коаксіальні кабелі можуть передавати дані зі швидкістю 10 Мбіт/с на максимальну відстань від 185 до 500 метрів. Вони поділяються на товсті і тонкі залежно від товщини. Раніше були популярні для створення ЛВС. Зараз ЛВС з коаксіальним кабелем майже немає. Волоконно-оптичний (оптоволоконний) кабель. Волоконно-оптичний кабель (Optic fiber cable) – кабель на основі волоконних світловодів, призначений для передачі оптичних сигналів в лініях зв'язку. Відмітна особливість оптоволоконних систем – висока вартість як самого кабелю (у порівнянні з мідним), так і спеціалізованих елементів (розеток, роз'ємів, з'єднувачів тощо). Правда, головний внесок у вартість мережі вносить ціна активного мережєвого обладнання для оптоволоконних мереж. Оптоволоконні мережі застосовуються для горизонтальних високошвидкісних каналів, а також все частіше стали застосовуватися для вертикальних каналів зв'язку (міжповерхових з'єднань). Оптоволоконний кабель (Fiber Optic Cable) забезпечує високу швидкість передачі даних на великій відстані. Вони також несприйнятливі до інтерференції і підслуховування. У оптоволоконному кабелі для передачі сигналів використовується світло. Волокно, що застосовується як світловод, дозволяє передачу сигналів на великі відстані з величезною швидкістю, але воно дороге, і з ним важко працювати. Для установки роз'ємів, створення відгалужень, пошуку несправностей в оптоволоконному кабелі необхідні спеціальне обладнання і висока кваліфікація фахівців. Оптоволоконний кабель складається з центральної скляної нитки товщиною в декілька мікрон, покритою суцільний скляною оболонкою. Все це, в свою чергу, сховано у зовнішню захисну оболонку. Оптоволоконні лінії дуже чутливі до поганих з'єднань в роз'ємах. В якості джерела світла в таких кабелях застосовуються світлодіоди, а інформація кодується шляхом зміни інтенсивності світла. На приймальному кінці кабелю детектор перетворює світлові імпульси в електричні сигнали. Існують два типи оптоволоконних кабелів – одномодові і багатомодові. Одномодові кабелі мають менший діаметр, велику вартість і дозволяють передачу інформації на великі відстані. Оскільки світлові імпульси можуть рухатися в одному напрямку, системи на базі оптоволоконних кабелів повинні мати вхідний кабель і вихідний кабель для кожного сегменту. Оптоволоконний кабель вимагає спеціальних коннекторів і висококваліфікованої установки. На відміну від електричних на волоконно-оптичні кабелі зовсім не впливають зовнішні перешкоди (електромагнітні та світлові). Також існують бездротові технології передачі. Це радіоканали наземного (горизонтального) і супутникового (вертикального) зв'язку. Технології наземного чи горизонтального зв’язку широко використовується для створення стільникового телефонного зв’язку, мобільного інтернету як для PC та смартфонів, так і для мобільних цифрових систем (моніторинг пасажиропотоку в автобусній мережі Нью Йорка), а також стаціонарних терміналів (банкоматів) у міському або глобальному масштабі та створення ЛВС у малому масштабі. Існують різні підходи до класифікації бездротових технологій: 1. За дальністю дії: - бездротові персональні мережі (WPAN – Wireless Personal Area Networks). Приклади технологій – Bluetooth; - бездротові локальні мережі (WLAN – Wireless Local Area Networks). Приклади технологій – Wi-Fi; - бездротові мережі масштабу міста (WMAN – Wireless Metropolitan Area Networks). Приклади технологій – WiMAX; - бездротові глобальні мережі (WWAN – Wireless Wide Area Network). Приклади технологій – CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA. 2. За топологією: «точка-точка»; «точка-багатоточка». 3. За сферою застосування: - корпоративні (відомчі) бездротові мережі – створювані компаніями для власних потреб; - операторські бездротові мережі – створювані операторами зв'язку. Технології супутникового (вертикального) зв’язку застосовуються у супутникових мобільних телефонах, у мобільному супутниковому мережевому обладнанні до одного або декількох (на морському судні) PC, у звичайному супутниковому телебаченню (стаціонарному та мобільному) та у великих, складних, спеціальних комплексах, що використовуються у глобальних цілях (наукових, оборонних, великого бізнесу, забезпечення спец. зв’язку держвідомствами). Але (ще) ніколи у створенні ЛВС. 1.4 Технології передачі у комп’ютерних мережах Будь-яка комп'ютерна мережа – це складний комплекс взаємозв'язаних і погоджено функціонуючих програмних та апаратних компонентів. Основним завданням, що вирішується при створенні комп'ютерних мереж, є забезпечення сумісності устаткування за електричними і механічними характеристиками, а також забезпечення коректної передачі даних та однозначної їх інтерпретації на основі сумісності обслуговуючих мережу програм. При передачі повідомлень учасники мережевого обміну повинні прийняти безліч угод, щоб розуміти один одного на різних рівнях – від фізичного до прикладного. Наприклад, на фізичному рівні вони повинні погодити значення і форму електричних сигналів, спосіб визначення довжини повідомлень, домовитися про методи контролю достовірності і т.п., а на прикладному – домовитися про однозначне представлення переданої і одержаної інформації програмами, з якими працює користувач. Формалізовані правила, що визначають послідовність і формат повідомлень, якими обмінюються учасники мережевого обміну, способи їх передачі та інтерпретації називаються протоколом. Нові протоколи розробляють компанії, які займаються створенням і впровадженням пристроїв, програм і мережевих послуг. Якщо протокол набуває популярності серед інших виробників, то він може закріпитися в рекомендаціях однієї із стандартизуючих організацій: Міжнародного союзу електрозв'язку (ITU), Міжнародного інституту стандартизації (ISO) або Інституту інженерів по електротехніці і радіоелектроніці (IEEE). Після цього протокол стає фактичним мережевим стандартом, на нього починають орієнтуватися тисячі виробників. Комунікаційні протоколи можуть бути реалізовані як програмно, так і апаратно. Програмний модуль, що реалізовує деякий протокол, часто скорочено також називають «протоколом». При цьому співвідношення між протоколом – формально певною процедурою і протоколом – програмним модулем, що реалізовує цю процедуру, аналогічно співвідношенню між алгоритмом рішення деякої задачі і програмою, що вирішує це завдання. Найважливішим етапом в розвитку мереж стала поява стандартних мережевих технології, що дозволяють швидко і ефективно об'єднувати комп'ютери різних типів на основі стандартного мережевого устаткування (мережевих адаптерів, кабелів із стандартними роз'ємами) і однієї з популярних мережевих операційних систем, що підтримують загальноприйняті комунікаційні протоколи. Мережева технологія – це узгоджений набір стандартних протоколів і програмно-апаратних засобів, що їх реалізують (наприклад, мережевих адаптерів, драйверів, кабелів і роз'ємів), достатніх для побудови комп'ютерної мережі. Нижче перераховані найбільш відомі мережеві технології і їх основні характеристики. ARCnet Логічна топологія – шина. Фізична топологія – шина, зірка, змішана. Середовище передачі сигналу – коаксіальний кабель (93 Ом), вита пара. Швидкість обміну інформацією – 2,5 Мбіт/сек. Максимальна довжина з'єднань – від 100 до 610 метрів (залежно від типу з'єднувача). Максимальна кількість вузлів в одній мережі – 255. Максимальний розмір мережі (сумарна довжина з'єднань) – 6000 метрів. В даний час апаратура для мереж ARCnet не випускається. 100VG-AnyLAN Логічна топологія – дерево (різновид зірки). Фізична топологія – дерево (різновид зірки). Середовище передачі сигналу – вита пара (обов'язково чотирипарна). Швидкість обміну інформацією – 100 Мбіт/сек. Максимальна довжина з'єднань – від 100 до 200 метрів (залежно від типу з'єднувача). Максимальна кількість вузлів в одній мережі – 1024. Максимальний розмір мережі – 2000 метрів. Апаратура для організації локальних обчислювальних мереж за технологією 100VG-AnyLAN випускається практично тільки фірмою Hewlett-Packard, вартість її вельми висока тому дана технологія не набула поширення, принаймні в нашій країні. Token Ring Логічна топологія – кільце. Фізична топологія – зірка. Середовище передачі сигналу – вита пара, волоконно-оптичний кабель. Швидкість обміну інформацією – 4; 16; 100 і (в даний час технологія розробляється) 1000 Мбіт/сек. Максимальна довжина з'єднань – від 100 до 10000 метрів (залежно від типу з'єднувача). Максимальна кількість вузлів в одній мережі – до 260 (залежно від типу з'єднувача). Ціна – висока, що різко звужує область застосування, принаймні, в нашій країні. У решті, світу, технологія Token Ring разом з технологією Ethernet, є однією з найбільш поширених. FDDI Логічна топологія – кільце. Фізична топологія – кільце, зірка або їх гібриди. Середовище передачі сигналу – волоконно-оптичний кабель. Швидкість обміну інформацією – 100 Мбіт/сек. Максимальна довжина з'єднань – від 2 до 60 кілометрів (залежно від типу волоконно-оптичного кабелю). Максимальна кількість вузлів в одній мережі – 500. Максимальна загальна довжина мережі – до 200 км. Ціна – висока. Не дивлячись на те, що технологія FDDI розроблялася для локальних обчислювальних мереж, зважаючи на дорожнечу її область застосування – мережі міського масштабу і крупніші. Ethernet Логічна топологія – шина. Фізична топологія – шина, зірка. Середовище передачі сигналу – коаксіальний кабель, вита пара, волоконно-оптичний кабель. Швидкість обміну інформацією – 10; 100 і 1000 Мбіт/сек. Максимальна довжина з'єднань – від 100 до 32000 метрів (залежно від типу з'єднувача і швидкості обміну). Максимальна кількість вузлів в одній мережі – 1024. Ціна – відносно помірна (в рамках одного типу кабельних з'єднувачів). Більшість сучасних стаціонарних офісних мереж створюються на основі стандарту 100Base-T – зіркоподібна топологія, кабель „віта пара”. Мережі Ethernet, які будуються на стандарті 100Base-T, припускають застосування топології, яка значно відрізняється від класичної „зірки”, перетворюючись у подобу дерева, але зіркоподібна топологія найбільш прийнятна. При зіркоподібній топології всі кабелі від робочих станцій, серверів та інших пристроїв збираються в одну фізичну точку. Внаслідок широкого застосування даної технології при побудові локальних обчислювальних мереж в нашій країні і у всьому світі, розглянемо дану технологію докладніше. Дана технологія розроблена доктором Робертом Меткалфом (співробітником дослідницького центру PARC корпорації XEROX) в сімдесятих роках минулого століття. У подальшому ця специфікація була стандартизована у співпраці фірмами DEC, Intel і Xerox в 1980 році. Потім в 1985 році Ethernet був стандартизований комітетом IEEE як стандарт IEEE 802.3, після чого одержав світове визнання. В даний час існує декілька видів стандарту IEEE 802.3. Їх узагальнене позначення виглядає таким чином <швидкість><метод передачі сигналу><параметри мережі>. Наприклад: 100BaseTX, 100 – швидкість передачі 100 Мбіт/сек, Base – пряма передача сигналу без модуляції, TX – використовуваний кабель (вита пара). Як параметри мережі може вказуватися гранична довжина кабельного сегменту, закруглена до сотень метрів (якщо вказана цифра), або середовище передачі (якщо вказано буквене поєднання). Наприклад: 10Base2 – 10 Мбіт/сек, пряма передача сигналу без модуляції, максимальна довжина кабельного сегменту приблизно 200 метрів (точно – 185). Комбінація букв в параметрах мережі, починається з Т вказує на використання витої пари, F або S вказує на використання волоконно-оптичного кабелю. У мережах Ethernet використовується конкурентний метод доступу, абонент починає передачу даних, якщо виявляє вільною лінію, або відкладає передачу на деякий проміжок часу, якщо лінія зайнята іншим абонентом. Розповсюдження сигналу по провідниках вимагає певного інтервалу часу (хай і практично непомітного, за мірками людини) на те, щоб сигнал від джерела досяг приймача. При виникненні ситуації, коли у момент передачі інформації одним абонентом мережі, інший (не встигнувши почути цієї передачі і вважаючи лінію вільною) теж починає передавати інформацію, відбувається «зіткнення» пакетів даних – колізія. Перший абонент мережі, що виявив колізію оповіщає про це всю мережу. Всі абоненти мережі припиняють передачу, вичікують проміжок часу випадкової тривалості і відновлюють спроби передати дані. При цьому важливо, щоб колізія була зафіксована до моменту закінчення передачі інформації будь-яким абонентом. Для мереж Ethernet, побудованих на витій парі актуальним є правило «чотирьох хабів». Воно свідчить – між будь-якими двома абонентами мережі повинно бути не більше чотирьох хабів. При дотриманні цього правила, а також граничної довжини сполучного кабелю виникла колізія обов'язково буде зареєстрована учасниками процесу пересилки інформації і коректно відпрацьована. 1.5 Топологія мережі Кожна мережева технологія має характерну для неї топологію сполуки вузлів мережі і метод доступу до середовища передачі (media access method). Ці категорії пов'язані з двома нижніми рівнями моделі OSI. Під топологією комп'ютерної мережі зазвичай розуміється фізичне розташування комп'ютерів мережі один щодо одного і спосіб з'єднання їх лініями зв'язку. Важливо відзначити, що поняття топології відноситься перш за все до локальних мереж, в яких структуру зв'язків можна легко простежити. Топологія визначає вимоги до обладнання, тип використовуваного кабелю, можливі і найбільш зручні методи керування обміном, надійність роботи, можливості розширення мережі. І хоча вибирати топологію користувачеві мережі доводиться нечасто, знати про особливості основних топологій, їх переваги і недоліки треба. Існує три, базові топології мережі: шина, кільце, зірка. Зірка (star) – до одного центрального комп'ютера приєднуються інші периферійні комп'ютери, причому кожен з них використовує окрему лінію зв'язку (малюнок 1.5.1). Інформація від периферійного комп'ютера передається тільки центральному комп'ютеру, від центрального – одному або декільком периферійним. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||