Введение Актуальность локальновычислительных сетей

• Название: Введение Актуальность локальновычислительных сетей
• Дата: 07.05.2023
• Размер: 1.83 Mb.
• Имя файла: diplom.doc
• Тип: Реферат; #1114042
• страница: 3 из 6

2.2 Достоинства и недостатки сети, построенной по технологии 100VG-AnyLAN

Основные примущества, обеспечиваемые в рассматриваемой нами сети 100VG-AnyLAN:

- Высокая скорость передачи данных – 100Мбит/сек;

- Совместимость с сетями Ethernet и Token Ring;

- Централизованное управление обменом данных.

Недостатки сети 100VG-AnyLAN:

- Высокая стоимость оборудования (интеллектуальные концентраторы);

- Для подключания к локальным сетям других типов требуется коммутатор, что приводит к дополнительному росту расходов;

- Среда передачи данных (витая пара) обладает высокой чувствительностью к электромагнитным помехам, но в данном дипломном проекте
рассматривается построение сети внутри здания, в котором никаких электромагнитных воздействий на кабель «извне» не поступает. [12]

Несмотря на эти незначительные недостатки в будущем локальные сети будут переходить на использование именно 100VG-AnyLAN.

2.3 Описание устанавливаемого оборудования

Из расчёта уже имеющихся количества клиентов и предполагаемого появления новых для сети нужно было один восьми - портовый коммутатор, один 5-портовый, и один двадцати-четырёх - портовый коммутатор. После ознакомления с коммутаторами различных производителей и изучения отзывов об использовании было решено использовать коммутаторы CNet CNSH 800, CNet CNSH 500 и Eline ELN-816VX. Так как они при умеренной цене отличались стабильной работой.

Спецификация восьми-портового концентратора CNet CNSH 800

Стандарты: 100BASE-TX, IEEE 802.3u, 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12

Топология: Звезда

Архитектура: “Store-and-Forward"

Сетевые порты: 8 портов с разъемами RJ-45

Объем буфера: 256 KБ

Режимы дуплекса: Full-Duplex/Half-Duplex

Источник питания: Внешний 9VDC, 1Amp

Энергопотребление: 9 Вт

Сетевые кабели: UTP (неэкранированная витая пара) 3, 4 или 5 категории

Фильтрация: 148800 пакетов/с при 100 Мбит/с

Время ожидания: 8.5 млсек минимум при100Мбит/с
75 млсек минимум при 10Мбит/с

MAC адреса: 8K (6) Bytes MAC address entries

Внешняя среда: Рабочая температура: 0° 45°C, Влажность: 10% 90% Размеры: 145 x 85 x 25 мм

Сертификаты: FCC Class B, CE Mark

Спецификация шестнадцати-портового коммутатора CNet CNSH 500

Стандарты: 10BASE-T, IEEE 802.3, 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12

Топология: Звезда, Шина, Кольцо

Архитектура: “Store-and-Forward"

Сетевые порты: 16 портов с разъемами RJ-45

Объем буфера: 128 КБ

Режимы дуплекса: Full-Duplex/Half-Duplex

Источник питания: Внешний блок питания 2.5VDC, 1 Am

Энергопотребление: 2.5 Ватт

Сетевые кабели: UTP (неэкранированная витая пара) 3, 4 или 5 категории; коаксиал

Фильтрация: 148800 пакетов/с на один порт при 100 Мбит/с, максим.;
14880 пакетов/с на один порт при 10 Мбит/с, максим.

Время ожидания: 8.6 млсек при 100Мбит/с, 64 млсек при 10Мбит/с

MAC адреса: 1024 6-байтных MAC-адресов

Внешняя среда: Рабочая температура: 0° 45°C, Влажность: 10% 90% Размеры: 118 x 70 x 25 мм

Сертификаты: FCC Class B, CE Mark

Спецификация двадцати-четырёх - портового коммутатора Eline ELN-816VX

Стандарты: IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet, IEEE 802.3u, 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12

Топология: Звезда, Шина, Кольцо

Архитектура: “Store-and-Forward"

Сетевые порты: 24* 10/100 Мбит/с RJ-45

Объем буфера: 1 Мбит

Режимы дуплекса: Full-Duplex/Half-Duplex

Сетевые кабели: UTP (неэкранированная витая пара) 3, 4 или 5 категории; Оптоволокно

Фильтрация: 10 Мбит/с: 14880 пакетов/с, 100 Мбит/с: 148800 пакетов/с

MAC адреса: 2к

Внешняя среда: Рабочая температура: 0° 45°C, Влажность: 10% 90%

Сертификаты: FCC Class B, CE Mark

В компьютеры клиентов устанавливались сетевые карты Surecom EP-320X-S1.


2.4 Выбор программного обеспечения

2.4.1. Выбор сетевой операционной системы сервера.

В качестве сетевой операционной системы в данном проекте была выбрана система Windows Server 2003. Сетевые операционные системы Microsoft делятся на 2 групы: клиентские и серверные. В качестве клиентских ОС была выбрана Microsoft Windows XP Professional SP2.

Новые возможности, которыми обладает Windows 2003, деляют удобными управления большими сетями (эта операционная система разрабатывалась именно с этой целью). Добавлены новые функции для разработчиков программного обеспечения. Некоторые возможности Windows Server 2003 могут привлечь особое внимание, например встроенный почтовый сервер. Следует отметить и защиту сетевых соединений, существующую и в Windows XP. Если сервер будет постоянно подключён к Интернету, то злоумышленнику будет трудно проникнуть в сеть извне,- система безопасности находится под нашим контролем. Очень хорошо построена справочная система. Из каждого окна ссылки имеется возможность пройти по дополнительным ссылкам.[10]

2.4.2 Настройка сети в Windows 2003 Server.

Установка сетевого клиента. Разработчиком Windows 2003 Server является корпорация Microsoft, поэтому нет ничего удивительного в том, что сетевой клиент устанавливается автоматически. Стоит мастеру установки обнаружить, что в компьютере присутствует сетевая карат, он сразу инсталлирует соответствующий сетевой клиент. Компьютеры, с установленными на них Windows 2003 Server будут использоваться как клиентские.

Чтобы начать установку клиента нужно прежде всего отобразить список имеющихся сетевых подключений. Щёлкаем правой кнопкой мыши на значке Сетевое окружение, который находится на рабочем столе, и выбираем в появившемся меню Свойства. В данном окне отображаются имеющиеся сетевые подключения. Затем необходимо изменить свойства нужного соединения. Для этого щёлкаем правой кнопкой мыши на соединении и выбираем Свойства. На экране появится окно свойств соединения, в котором можно не только увидеть используемый соединением сетевой адаптер, но и добавить нужный клиент, службу и протокол. Для установки клиента Microsoft нажимаем кнопку установить. Затем из списка выбираем строку Клиент и нажимаем Добавить. В следующем окне выбираем строку Клиент для сетей Microsoft. Нажимаем OK, и мы тем самым приводим в действие механизм, который произведёт все необходимые изменения в системе. После этого в исходном окне появится новая запись - Клиент для сетей Microsoft.[3]

2.4.3 Установка и настройка протоколов. Протоколы также нуждаются в настройке. Кроме того, иногда требуется установить дополнительные протоколы.

Как правило при обнаружении сетевой карты мастер установки сети сразу устанавливает сетевой клиент для сетей Microsoft, что влечёт за собой автоматическую установку протокола TCP/IP и некоторых служб. Чтобы, кроме TCP/IP, можно было использовать другие протоколы, нужно установить их вручную. Для этого ищем на рабочем столе значок Сетевое окружение. Щелкаем правой кнопкой мыши -> свойства. Выбрав нужное сетевое подключение, щёлкаем правой кнопкой мыши ->свойства. Откроется окно свойств выбранного соединения.



Рисунок 7 - Свойства сетевого подключения

Здесь можно увидеть все сетевые клиенты, протоколы и службы, которые задействуются при использовании данного соединения. В любой момент их можно настроить или удалить. Предусмотрена также возможность установки дополнительных компонентов. Нажимаем кнопку Установить и выбираем в появившемся окне пункт Протокол. После нажатия кнопки Добавить появится окно, содержащее список протоколов, которые можно добавить в конфигурацию выбранного сетевого соединения. Выбрав нужный протокол, нажимаем ОК (на рисунке ниже).



Рисунок 8 - Выбор сетевого протокола

В результате появится новая запись – добавленный нами протокол. На этом установка закончена. Если потребуется, нужно будет перезагрузить компьютер, чтобы изменения вступили в силу.[3]

2.5 Расчёт PDV и PVV

Для того, чтобы сеть работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:

- Количество станций в сети не превышает 1024

- Удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервалов.

- Сокращение межкадрового расстояния (Interpacket Gap Shrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более, чем на 49 битовых интервалов (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.

В таблице 1 приведены данные, необходимые для расчета значения PDV для всех физических стандартов, взятые из справочника Technical Reference Pocket Guide (Volume 4, Number 4) компании Bay Networks.

Таблица 1 - Значения PDV для физических стандартов

Тип сегмента	База левого сегмента	База промежуточного сегмента	База правого сегмента	Задержка среды на 1 м	Максимальная длина сегмента
10Base-5	11.8	46.5	169.5	0.0866	500
10Base-2	11.8	46.5	169.5	0.1026	185
100Base-T	15.3	42.0	165.0	0.113	100
10Base-FB	-	24.0	-	0.1	2000
10Base-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

В проекте используется стандарт 100Base-T (неэкранированная витая пара)

Ниже приведена таблица, в которой отражена длина сегментов от рабочих станций до концентратора 1.

Таблица 2 - длина сегментов от рабочих станций до концентратора 1

Наименование рабочей станции	Длина сегмента (м)
Директор	9
Бухгалтер 1	8
Бухгалтер 2	7
Бухгалтер 3	4
Системный администратор	2
Топ-менеджер	7
Работник склада 1	19
Кабель для подключения к концентратору №2	15
Итого:	71

Далее идёт таблица, в которой отражена длина сегментов от рабочих станций до концентратора 2.

Таблица 3 - длина сегментов от рабочих станций до концентратора 2

Наименование рабочей станции	Длина сегмента (м)
Менеджер 1	3
Менеджер 2	5
Менеджер 3	7
Менеджер 4	9
Менеджер 5	11
Менеджер 6	13
Менеджер 7	15
Менеджер 8	17
Менеджер 9	20
Менеджер 10	22
Инженерно - технич. работник 1	25
Инженерно - технич. работник 2	26
Инженерно - технич. работник 3	29
Инженерно - технич. работник 4	31
Инженерно - технич. работник 5	33
Инженерно - технич. работник 6	35
Инженерно - технич. работник 7	37
Инженерно - технич. работник 8	39
Инженерно - технич. работник 9	41
Продавец 3	43
Продавец 4	45
Продавец 5	47
Продавец 6	49
Кабель для подключения к концентратору №3	20
Итого:	622

Далее идёт таблица, в которой отражена длина сегментов от рабочих станций до концентратора 3.

Таблица 4 - длина сегментов от рабочих станций до концентратора 3

Наименование рабочей станции	Длина сегмента (м)
Инженерно - технич. работник 6	3
Инженерно - технич. работник 7	5
Инженерно - технич. работник 8	7
Инженерно - технич. работник 9	9
Продавец 1	4
Продавец 2	6
Продавец 3	8
Продавец 4	10
Продавец 5	12
Продавец 5	14
Итого:	78

Рассчитаем общую длину всех сегментов локальной сети

, (1)



где - суммарная длина всех сегментов сети,

k – коэффициент, равный 1,3
Рассчитаем среднюю длину сегмента сети

, (2)

где и длины наименьшего, и наибольшего сегментов соответственно.



Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика (выход Tx) конечного узла. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до приемника (вход Rx) наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента, который называется правым. 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). Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых интервалах) на длину кабеля в метрах.

Общее значение PDV равно сумме базовых и переменных задержек всех сегментов сети. Значения констант в таблице даны с учетом удвоения величины задержки при круговом обходе сети сигналом, поэтому удваивать полученную сумму не нужно.

Левый сегмент 1: 15,3+2·0,113/м=15,526

Промежуточный сегмент 2 100Base-T: 42+25,5·0,113/м=4,8

Правый сегмент 4 100Base-T: 165+49·0,113/м=170,537

Сумма всех составляющих дает значение PDV, равное 190,8. Так как значение PDV меньше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по величине максимально возможной задержки оборота сигнала.

Теперь рассчитаем PVV:

Для расчета PVV также можно воспользоваться табличными значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред (таблица 5 взята из того же справочника, что и таблица 1).

Таблица 5 - Значения PVV для физических стандартов

Тип сегмента	Передающий сегмент	Промежуточный сегмент
10Base-5 или 10Base-2	16	11
10Base-FB	-	2
10Base-FL	10.5	8
100Base-T	10.5	8

Левый сегмент 1 100Base-T: дает сокращение в 10.5 битовых интервалов

Промежуточный сегмент 2 100Base-T: 8

Промежуточный сегмент 3 100Base-T: 8

Сумма этих величин даёт уменьшение межкадрового интервала, равное 26,5, что меньше предельного значения в 49 битовых интервалов. В результате смонтированная сеть будет работать корректно.[8]

2.6 Монтаж локальной сети

2.6.1 Топология

Объединяя в сеть несколько (больше двух) компьютеров, а в данном проекте их насчитывается 34, необходимо решить, каким образом соединить их друг с другом, другими словами выбрать конфигурацию физических связей, или топологию.

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры) и коммуникационное оборудование (например маршрутизаторы), а рёбрам – физические или информационные связи между вершинами.

Можно соединять каждый компьютер с каждым, или же связывать их последовательно, предполагая, что они будут общаться, передавая сообщения друг другу «транзитом». Транзитные узлы должны быть оснащены специальными средствами, позволяющими им выполнять эту специфическую посредническую операцию. В качестве транзитного узла может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство.

Поскольку 100VG-AnyLAN призвана заменить собой Ethernet и Token Ring, она поддерживает топологии, применяемые для этих сетей (логически общая шина и маркерное кольцо, соответственно). Физическая топология - обязательно звезда, петли или ветвления не допускаются.

Звездообразная топология образуется в случае, когда каждый компьютер подключается непосредственно к общему центральному устройству, называемому концентратором. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем компьютерам сети. В качестве концентратора может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство. К недостаткам топологии звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения специализированного центрального устройства. Кроме того возможности по наращиванию количества узлов сети ограничиваются количеством портов концентратора. К достоинствам топологии звезда относится то, что в случае выхода из строя одного, или нескольких компьютеров, остальные продолжают работать в обычном режиме.

При каскадном подключении хабов между ними допускается только одна линия связи. Образование резервных линий возможно лишь при условии, что в каждый момент активна ровно одна.

Стандартом предусмотрено до 1024 узлов в одном сегменте сети, но из-за снижения производительности сети реальный максимум более скромен - 250 узлов. Похожими соображениями определяется и максимальное удаление между наиболее удаленными узлами - два с половиной километра.

К сожалению, стандартом не допускается объединение в одном сегменте систем, использующих одновременно форматы Ethernet и Token Ring. Для таких сетей предназначены специальные 100VG-AnyLAN мосты Token Ring-Ethernet. Зато в случае конфигурации 100VG-Ethernet сегмент Ethernet с обычной скоростью обмена (10 Мбит/сек) может быть присоединен посредством простого преобразователя скорости.

В соответствии с рекомендациями IEEE 802.1D между двумя узлами одной сети не может быть более семи мостов.[8]
2.6.2 Выбор мест расположения оборудования

Место расположения оборудования, выбирается исходя из оптимальной удалённости, и с учётом перспективы подключения новых, а также с исключением доступа к оборудованию посторонних лиц. Строители и проектировщики существующих не жилых зданий мало думали о будущей информационной инфраструктуре. Часто в шахтах слаботочной проводки нет места для кабелей, и еще чаще - отсутствует место для размещения оборудования. Поэтому построение абонентской системы здания превращается в очень сложную задачу. Выбор мест размещения не велик. Это:

1. 
   Лифтовая. Есть хорошее электропитание, ввод в шахту слаботочной проводки, заземление, выдержан температурный режим, ограничен доступ. В случае достижения соответствующей договоренности с лифтовой службой и технадзором, это одно из лучших мест для размещения.
   

2) Техэтаж. Приемлемые температурные условия, нет проблем с электропитанием и заземлением. Удобно делать межподъездную разводку по варианту когда один узел приходится на весь дом. Главный минус - место легкодоступно для воров и вандалов. Против этого можно защититься, прочным ящиком.

3) Чердак. Нет питания, заземления. Проблемы с температурой и влажностью. Очень легкий доступ для воров и вандалов. Удобен с точки зрения разводки кабеля.

4) Электрощиток здания (часть слаботочной проводки). Аналогично размещению на стене подъезда, но прибавляется необходимость уложиться в крайне небольшие габариты. Защиту от воров можно делать только путем маскировки - другие методы фактически неприменимы. В некоторых случаях электрощитки отгораживают железными дверями сотрудники предприятия, что резко повышает привлекательность этого метода установки.

5) Электрощитовая (отдельное помещение на первом этаже). Плюсы - питание, температура, заземление, защита от злоумышленников - на уровне. Минус - если ввод в здание производится с крыши, и, хуже того, подвал недоступен для разводки, возникают существенные сложности с прокладкой кабелей по узкой шахте слаботочной проводки.

Какому варианту отдать предпочтение решается непосредственно исходя их конкретных условий. Из общих рекомендации можно сказать лишь очевидное - при "верхней" разводке желательно размещать оборудование ближе к крыше, при "нижней" (подвальной) - соответственно наоборот.

Так же, важнейший фактор при выборе места узла - условие его долгосрочного существования. Ведь к активному оборудования сводятся кабеля, и переносить их через год-два будет экономически не выгодно.

2.6.3Выбор типа кабеля

В качестве среды передачи данных в локальной сети чаще всего используют кабель (оптоволокно, или традиционный медный кабель). При выборе среды передачи данных для локальной стеи принимаются во внимание следующие факторы:

- Стоимость монтажа и дальнейшего обслуживания;

- Скорость передачи данных;

- Наличие ограничений на дальность передаваемых данных (без учёта использования повторителей сигнала);

- Безопасность передаваемой информации;

При монтаже сети на основе витой пары необходимо помнить об основных ограничениях сети:

- Длина сегмента не должна превышать 100м;

- Количество компьютеров, подключаемых к сети, менее 1024;

- Количество повторителей в сети – не более 3.

Чаще всего в качестве среды передачи данных используется витая пара.

В данном случае затраты будут минимальными, хотя этому решению присущи свои недостатки, главный из которых заключается в низкой помехозащищённости. Зато эти недостатки окупаются простотой монтажа кабельной системы.

Кабели категории 1 применяются там, где требования к скорости передачи минимальны. Обычно это кабель для цифровой и аналоговой передачи голоса и низкоскоростной (до 20Кбит/с) передачи данных. До 1983 года это был основной тип кабеля для телефонной разводки.

Кабели категории 2 были впервые примененны фирмой IBM при построении собственной кабельной системы. Главное требование к кабелям этой категории – способность передавать сигналы со спектром до 1 МГц.

Кабели категории 3 были стандартизированы в 1991 году. Стандарт EIA-568 определил электрические характеристики кабелей для частот в диапазоне до 16МГц. Кабели категории 3 предназначенные как для передачи данных, так и для передачи голоса, составляют сейчас основу многих кабельных систем зданий.

Для абонентской системы предприятия оптимальным выбором служит неэкранированная витая пара категории 5 или 5е. Она позволяет передавать данные со скоростью 100Мбит/c, удобна в прокладке, обладает достаточно низкой стоимостью и отвечает всем требованиям по надёжности, предъявляемым к локальной вычислительной сети предприятия.

Витой парой называется скрученная пара проводов. Скручивание проводов снижает влияние внешних и взаимных помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Мы остановились на неэкранированной витой паре категории 5, потому что неэкранированная витая пара применяется для монтажа сети внутри здания. Был выбран кабель 5-й категории, т.к. такие кабели специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов, наример таких как 100VG-AnyLAN. Все кабели UTP (неэкранированная витая пара) независимо от их категории выпускаются в 4-парном исполнении. Каждя из четырёх пар кабеля имеет определённый цвет и шаг скрутки. Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две – для передачи голоса. Каждый из кабелей обычно оканчивается разъемами типа RJ-45, которые чаще всего используются для подключения к сетевым интерфейсным картам и коммутаторам.[8]