• Производительность. Обеспечивается грамотно спроектированной архитектурой без узких мест и применением Hi-end оборудования с высокой пропускной способностью, в частности, модульных коммутаторов на уровне ядра и агрегации.
• Надежность и отказоустойчивость. Обеспечивается построением отказоустойчивых логических топологий и протоколов автоматического перестроения путей прохождения сетевого трафика в случае отказа отдельных устройств, без перерыва в работе ЛВС. На уровне технических средств – дублированием оборудования ключевых узлов и его компонентов (блоков питания, модулей управления и т.п.), а также каналов связи.
• Управление и мониторинг. Обеспечиваются внедрением комплексной системы управления и мониторинга всем сетевым оборудованием. Как правило, для максимальной совместимости применяется система управления и мониторинга того же производителя, что и используемое сетевое оборудование. Но могут также использоваться решения сторонних производителей, обладающие порой не худшими функциональными возможностями.
• Защита и контроль. Обеспечивается сквозным применением политик безопасности на всем пути прохождения сетевого трафика. Управление политиками, анализ журналов безопасности и корреляция событий осуществляются централизованно.
• Масштабирование. Обеспечивается путем условного разделения всей сетевой инфраструктуры на отдельные функциональные модули и использования классической трехуровневой архитектуры с четко выделенными уровнями доступа, агрегации и ядра сети. Это позволяет гибко наращивать возможности каждого модуля и добавлять новые модули. На уровне технических средств – применением модульных коммутаторов с высокой пропускной способностью и портовой емкостью. Модульная архитектура позволяет оптимизировать первоначальные затраты и наращивать портовую емкость по мере необходимости.
• Стандартизация и унификация. Обеспечивается применением только утвержденных типовых решений и регламентов облуживания. По возможности, используются открытые стандартные протоколы и технологии, что позволяет снизить зависимость от проприетарных решений и отдельных производителей. Унификация также способствует максимальной совместимости всех компонентов сетевой инфраструктуры и позволяет сократить затраты на ее обслуживание.
• Затраты должны быть обоснованы, но не должны ограничивать возможности предлагаемого решения.

Кировское областное государственное образовательное

бюджетное учреждение среднего профессионального образования

«Кировский авиационный техникум»

Локальная вычислительная сеть предприятия

Студентка группы В-32

Осотова К.В.

Преподаватель

Кириллова Л.А.

Введение

Впервые идея связать несколько независимо работающих компьютеров в единую распределенную вычислительную систему пришла инженерам еще в середине 60-х годов XX века. А первый успешный эксперимент по передаче дискретных пакетов данных между двумя компьютерами провел в 1965 году молодой исследователь из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института Лари Роберте. Алгоритмы передачи данных, предложенные Робертсом, во многом послужили основой для построенной в 1969 году по инициативе американского "Агентства перспективных научных исследований" (Advanced Research Projects Agency, ARPA) глобальной вычислительной сети ARPANet, а она впоследствии, объединившись с несколькими другими существовавшими на тот момент сетями, стала фундаментом, на котором вырос современный Интернет.

Сверхбыстрое развитие компьютерной техники привело к огромному росту компьютерного парка.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) -- это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы.

Если компьютеры территориально не разобщены (находятся в пределах одного-двух зданий), то несложно организовать локальную вычислительную сеть, которая будет экономически выгодна.

Преимуществ создания локальной сети множество: такая сеть может применяться для обработки текстов, выступать в роли собственной информационной системы, внешней базы данных, для выполнения числовых расчетов, являться информационной системой в управлении, планировании, учете, проектировании и т.п.

Основными компонентами ЛВС являются:

рабочие станции;

платы интерфейса;

серверы сети;

Каждое из устройств ЛВС подключено к кабелю передачи данных, что позволяет им взаимодействовать.

Целью курсового проекта является создание вычислительной сети колледжа, представляющего собой восемь зданий, каждое из которого состоит из двух этажей, которая должна иметь возможность обеспечить пользователям сети совместное использование ресурсов всех компьютеров. На этаже имеется 2 рабочих группы, каждая из которых включает в себя 10 рабочих станций.

Разрабатываемая локальная вычислительная сеть должна отвечать требованиям надежности, быстродействия и расширяемости.

1 Анализ задания на проектирование

1.1 Исходные данные

1.1.1 Обследование выбранного помещения

Целью проекта является проектирование компьютерной сети для колледжа. Он включает в себя 8 зданий по 2 этажа. Расстояние между зданиями указано на рисунке 1 (в метрах).

Рисунок 1 - Схема расположения зданий колледжа

1.1.2 Расположение компьютеров в рабочих группах

Таблица 1 - Распределение рабочих станций

	Используемые этажи	Кол-во рабочих станций	Расстояние между рабочими группами

1.2 Выбор технологии

Сетевые технологии позволяют существенно повысить эффективность применения компьютеров, позволяющие создавать информационные системы, обеспечивающие решение задач дистанционного и автоматизированного обучения, хранения информации, документооборота, обмена сообщениями и организация групповой работы над проектами.

Важным является обоснованный выбор структуры локальной вычислительной сети колледжа, позволяющей не только быстро построить простую и достаточно эффективную информационную систему, но и выбрать такое решение, которое позволит сократить затраты усилий и средств, позволяющие распределять нагрузку между вычислительными сетями подразделений колледжа.

Ethernet - одна из наиболее распространенных технологий, используемых в вычислительных сетях. На сегодняшний день большинство сетевых адаптеров оснащаются интерфейсами, поддерживающие скорости 100 Мбит/с, 1 Гбит/с, 10 Гбит/с.

Преимущества использования технологий в системах управления:

– сокращение стоимости рабочих мест - не требуется разработка или оплата специализированного программного обеспечения на рабочих местах;

– сокращение стоимости поддержки - достигается за счет отсутствия специализированного программного обеспечения на рабочих местах;

– сокращение стоимости удаленного мониторинга - использование общедоступных каналов связи позволяет производить мониторинг при минимальных затратах на организацию подключения к системе;

– упрощение обучения персонала - достигается использованием единообразного пользовательского интерфейса на всех рабочих местах;

– упрощение интеграции с внешними ИС - использование открытых стандартов позволяет интегрироваться с системами, построенными по аналогичной технологии;

Недостатки:

– отсутствие гарантированного времени доставки информации - существует целый класс объектов, для которых требуется управление в режиме жесткого реального времени, в этом случае требуется дополнительные затраты на резервирование необходимой пропускной способности каналов, что не всегда эффективно по стоимости;

– отсутствие стандартизованных средств зашиты информации - предполагаются дополнительные затраты на разработку собственной системы разграничения доступа к ресурсам и защиты информации в сетях общего пользования;

– развитие телекоммуникационных и сетевых технологий.

Технология FastEthernet (IEEE 802.3u) является эволюционным развитием классической технологии Ethernet. Ее основными достоинствами являются:

– увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;

– сохранение метода случайного доступа Ethernet;

– сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.

Указанные свойства позволяют осуществлять постепенный переход от сетей 10Base-T - наиболее популярного на сегодняшний день варианта Ethernet - к скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошо знакомой технологией: FastEthernet не требует коренного переобучения персонала и замены оборудования во всех узлах сети. Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различных спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой модели OSI) для поддержки следующих типов кабельных систем:

– 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 5, или экранированной витой паре STP Type 1;

– 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 3, 4 или 5;

– 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.

1.3 Выбор топологии

Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет:

– на состав необходимого сетевого оборудования;

– на характеристики сетевого оборудования;

– на возможности расширения сети;

– на способ управления сетью.

Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.

Выделяют 3 базовых топологии:

– шина - представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

– кольцо -это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

– звезда - базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.

Топология звезда - в сетях, использующих топологию "звезда", сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором. Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных. В сетях с топологией "звезда" концентратор может быть активным или пассивным:

– пассивный - соединяет участки сетевой среды передачи данных;

– активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемещаться на более значительные расстояния.

Преимущества топологии «звезда»:

– простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети;

– позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки;

– простая с точки зрения проектирования и установки;

– надежность - если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально;

– легко добавлять рабочие станции.

В некотором смысле достоинства топологии "звезда" могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией "звезда". Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проходят через эту центральную точку; однако, если концентратор выходит из строя, то перестает работать вся сеть. Именно такая топология подходит для данной задачи.

1.4 Выбор кабельной системы

Основой выбора кабельной системы является разработка спецификаций коммуникационного оборудования в компьютерной сети рабочих помещений с указанием расположения в них ПК и кабельных магистралей.

Выбор кабельной системы зависит от интенсивности сетевого трафика, требований к защите информации, максимального расстояния, требований к характеристикам кабеля, стоимости реализации.

Витая пара (twistedpair) -- вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой и покрытых пластиковой оболочкой. Обычно для Ethernet 10Base - T используется кабель, имеющий две витые пары. Одну на передачу и одну на приём (AWG 24).

Тонкий коаксиал (RG-58 или «Тонкий Ethernet») - электрический кабель, состоящий из центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов. Волновое сопротивление 50 Ом, диаметр 0,25 дюйма, максимальная длина кабельного сегмента 185 метров. Применимо правило 5.4.3.Стандарт 10BASE2. Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше чем в витой паре.

Оптоволокно представляет собой оптический волновод - круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика. Оптические волноводы из-за малых размеров поперечного сечения принято называть волоконно оптическими светодиодами или оптическими волокнами.

Проанализировав характеристики различных типов кабеля, физическое расположение компьютеров, выбираем кабель «витая пара» 10Base-T и оптоволокно. Витая пара и оптоволокно вполне дополняют друг друга, поэтому могут быть использованы совместно. В данном случае оптоволоконный кабель - для построения магистрали, а витая пара уже для создания сети внутри помещений.

Не менее важным в проектировании вычислительной сети является и выбор кабельной подсистемы, так как надежная ВС предусматривает надежные соединения. Все соединения в сети должны быть выполнены качественно, недопустимы ненадежные контакты и другие физические повреждения. Этому уделяется важное внимание, потому что найти в неисправной сети обрыв или повреждение соединения является очень трудоемкой задачей.

Кабельная система - это важнейшая физическая среда, соединяющая компьютеры в единое целое, без которой невозможно функционирование локальной сети как таковой.

Значение кабельной системы обуславливается не только ее фундаментальностью в построении вычислительных сетей, но и тем, что неверный выбор сетевого кабеля может привести к значительному снижению производительности сети или ее некорректной работы. Именно поэтому чрезвычайно важно правильно выбрать сетевой кабель, грамотно и профессионально построить кабельную систему. В последнее время в качестве такой надежной основы все чаще используется структурированная кабельная система.

Структурированная кабельная система (СКС) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъёмов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

СКС отличается тем, что при необходимости конфигурацию связей в сети можно легко изменить, то есть добавить коммутатор, компьютер, сегмент, и т.д. Структурированная кабельная система строится так, что каждое рабочее место должно иметь розетки для подключения к ним рабочих станций. В будущем это может сэкономить средства, так как изменение в подключении новых устройств можно производить за счет перекоммутации уже проложенных кабелей. Такая система строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее.

Главным принципом СКС является то, что она должна охватывать всё здание.

Использование СКС вместо хаотически проложенных кабелей даёт много преимуществ:

– универсальность - СКС может стать единой средой передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети, организации локальной телефонной, передачи видеоинформации, если её организация четко продумана;

– увеличение срока службы - срок старения может составлять 10 - 15 лет, что даже очень неплохо;

– возможность лёгкого расширения сети;

– можно заменить в отдельной подсети тип кабеля независимо от остальной части сети;

– надежность - СКС имеет повышенную надежность, поскольку производитель такой системы гарантирует не только качество её отдельных компонентов, но и их совместимость.

СКС включает в себя горизонтальную подсистему (в пределах этажа), вертикальную подсистему (между этажами), подсистему кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями).

1.5 Горизонтальная подсистема

Горизонтальная подсистема характеризуется большим количеством ответвлений кабеля, так как его нужно провести к каждой пользовательской розетке. Поэтому к кабелю, используемому в горизонтальной проводке, предъявляются повышенные требования к удобству выполнения ответвлений, а так же удобству его прокладки в помещениях. При выборе кабеля принимаются во внимание следующие характеристики: полоса пропускания, расстояние, физическая защищенность, электромагнитная помехозащищенность, стоимость.

Более предпочтительной средой для горизонтальной кабельной подсистемы является витая пара, как экранированная (STP), так и неэкранированная (UTP).

UTP категории 5 - это медный неэкранированный кабель, выполненный из четырех пар кабеля, каждая из которых имеет цвет и шаг скрутки. Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две - для передачи голоса.

STP - представляет собой скрученную пару проводов, которые обертываются в изоляционный экран. Этот кабель позволяет передать данные на большее расстояние и поддерживает больше узлов, чем UTP. Наличие экрана делает его более дорогим, но зато имеет хорошую помехоустойчивость и защищает данные от электромагнитных излучений.

Кабелем для горизонтальной подсистемы данной сети служит витая пара UTP кат.5.

1.6 Вертикальная подсистема

Кабель вертикальной подсистемы, который соединяет этажи здания, должен передавать данные на большие расстояния и с большей скоростью по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы. Она состоит из более протяженных отрезков кабеля, количество ответвлений намного меньше, чем в горизонтальной подсистеме.

В данной сети для этих целей используется волоконно-оптический кабель.

1.7 Подсистема кампуса

Подсистема кампуса данной сети представляет собой объединение нескольких зданий между собой при помощи кабельной канализации прокладки внешнего волоконно-оптического кабеля.

2 Описание структурной схемы

В соответствии с исходными данными, выбранными топологией и технологией сети, кабельной системой, разработана структурная схема локальной вычислительной сети, которая приведена на чертеже 230106.КПСД05.018Э1.

Сеть состоит из восьми зданий. Связь между ними осуществляется по технологии GigabitEthernet, так как эта технология обеспечивает трафик до 1000Мбит/с. Для соединения зданий используется оптоволоконный кабель.

Для обеспечения необходимого трафика до 100Мбит/с во всех зданиях используется технология Fast Ethernet. Рабочие станции в рабочей группе соединяются посредством коммутаторов. Все коммутаторы групп одного этажа соединяются в этажный коммутатор. Далее связь между ними осуществляется посредством коммутатора здания. Этот коммутатор должен иметь минимум один оптический порт для соединения с главным коммутатором в серверной комнате. В соединении коммутаторов используется кабель типа витая пара.

Сеть в здании 1 включает серверную комнату, в которой располагаются InternetServer, DataServer и главный коммутатор. К нему, кроме этажных коммутаторов, присоединяются все остальные здания. У главного коммутатора должны быть, кроме обычных портов, четыре оптических порта, чтобы была возможность соединения всех зданий через оптический кабель.

Первая рабочая группа включает в себя 15 рабочих станций на первом этаже, вторая группа - 15, третья - 10 компьютеров на втором. Всего в здании четыре коммутатора (1,2,3,4) Gigabit Ethernet. Главный коммутатор Gigabit Ethernet с оптовходом находится на первом этаже, который соединяет все рабочие группы здания и устанавливает соединение на оптоволокне по канализации со вторым, третьим и четвертым зданиями. Рабочие группы здания объединены коммутатором 1. Также на первом этаже здания 1 находится основной сервер, служащий для администрирования сети и программного контроля работы сети, устанавливает соединение с провайдером с помощью ADSL модема.

На первом этаже здания 5 коммутатор устанавливает аналогичное соединение с 6,7,8 зданиями. Сеть в зданиях 1 и 5 объединена с помощью коммутаторов и оптоволокна. Также на первом этаже находится основной сервер, служащий для администрирования сети и программного контроля работы сети, устанавливает соединение с провайдером с помощью ADSL модема.

Сеть в зданиях 2,3,4,6,7,8 включает по 2 рабочие группы на первом и втором этажах, каждая из которых включает 10 рабочих станций, поэтому они объединены одним коммутатором. Всего в зданиях по пять коммутаторов Gigabit Ethernet, главные коммутаторы Gigabit Ethernet с оптовходом находятся на первых этажах зданий, которые соединяют все отделы каждого здания, и соединяется по оптоволокну между соседними.

3. Обоснование монтажной схемы

Исходя из структурной схемы, выбранной технологии и топологии сети, кабельной системы, разработана монтажная схема сети, приведенная на чертеже 230106.КПСД05.018Э4

Коммутаторы, располагающиеся в рабочих группах, должны иметь 24 порта для подключения витой пары, из них 15 - максимальное количество рабочих станций в группе, а остальные - для возможного расширения локальной сети. Соединение рабочих станций с коммутатором рабочей группы осуществляется через патч-панели.

Коммутатор соединяется с патч-панелью через патч-корд длиной 0,5 метр, затем от патч-панели ведет патч-корд длиной 1,5 метра дорозетки RJ-45категории 5е, находящейся непосредственно в рабочей станции. В качестве коммутационных шкафов в рабочих группах и на этажах используются настенные шкафы.

Так как на этажах 1,2 каждого здания расположено по 2 рабочие группы, то коммутаторы соединяются между собой с помощью неэкранированной витой пары (UTP 5e), входящей в специальную патч-панель, из которой патч-корд подсоединяется к общему коммутатору этажа. Коммутаторы этажей соединяются в коммутаторе здания через витую пару (UTP 5e), проходящую в патч-панель, из которой патч-корд входит в коммутатор здания.

Каждый коммутатор имеет оптоволоконный вход. Коммутатор здания соединяется с общим коммутатором локальной сети, находящимся в серверной, через оптоволоконный кабель (FO-ZIP-IN-50-2-FRPVC). Присутствие оптоволоконных входов на всех коммутаторах позволяет данной локальной сети иметь возможность расширения в будущем.

Серверная комната с Internet Server и Data Server располагается в первом и пятом зданиях на первом этаже. Главный коммутатор имеет 4 дополнительных оптических порта для соединения общих коммутаторов в остальных зданиях. Веб-сервер выполняет функцию соединения с сетью Интернет при помощи опотоволоконного кабеля.

Для соединения оптоволокном оборудование провайдера и сервера он имеет дополнительную сетевую плату.

4. Выбор сетевого оборудования

4.1 Описание сетевого оборудования

При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в том числе:

– уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;

– скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;

– возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево);

– метод управления обменом в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод);

– разрешенные типы кабеля сети, его максимальную длину, защищенность от помех;

– стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов).

Сетевое оборудование - устройства, из которых состоит компьютерная сеть. Условно выделяют два вида сетевого оборудования:

– активное сетевое оборудование - оборудование, которое способно обрабатывать или преобразовывать передаваемую по сети информацию. К такому оборудованию относятся сетевые карты, маршрутизаторы, принт-серверы;

– пассивное сетевое оборудование - оборудование, служащее для простой передачи сигнала на физическом уровне. Это сетевые кабели, коннекторы и сетевые розетки, повторители и усилители сигнала.

Для монтажа проводной вычислительной сети нам в первую очередь понадобятся:

– сетевой кабель и разъемы (называемые коннекторами);

– сетевые карты - по одной в каждом ПК сети, и две на компьютере, служащем сервером для выхода в интернет;

– устройство или устройства, обеспечивающие передачу пакетов между компьютерами сети. Для сетей из трех и более компьютеров нужно специальное устройство -коммутатор, который объединяет все компьютеры сети;

– дополнительные сетевые устройства. Простейшая сеть строится и без такого оборудования, однако при организации общего выхода в интернет, использовании общих сетевых принтеров дополнительные устройства могут облегчить решение подобных задач.

В настоящее время существует разнообразное количество фирм, специализирующихся на производстве сетевого оборудования. Рынок сетевого оборудования представлен фирмами, которые уже завоевали мировое признание в области качества и надежности своих товаров, и фирмами, которые еще не совсем утвердились на мировом рынке, но имеют большие перспективы в своем развитии. На данный момент среди фирм, производящих сетевое оборудование, доминируют следующие: Cisco, 3Com, HP, D-Link.

Оборудование представленных фирм редко используется при построении сетей, и рациональнее выбрать оборудование другой фирмы для обеспечения совместимости, так как существуют различные формы и способы управления. Исходя из этого выбираем фирму D-Link, так как она является ведущим поставщиком передовых, практичных и высокоэффективных продуктов, услуг и решений для сетей передачи голоса и данных, предназначенных для компаний любых масштабов и организаций государственного сектора.

кабель сервер компьютерный монтаж

4.2 Сетевые проводники

В эту группу входят различные сетевые кабели (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно). Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 до CAT7. В локальных сетях стандарта Ethernet используется витая пара категории CAT5.Для работы с кабелем витая пара применяются коннекторы RJ-45.

4.3 Сетевые коммутаторы

В настоящее время в локальных сетях применяются коммутаторы (или, как их называют, свитчи). Это такие устройства, где есть свой процессор, внутренняя шина и буферная память. Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то коммутатор анализирует адреса сетевых карт, подключенных к его портам, и переправляет пакет только в нужный порт. В результате бесполезный трафик в сети резко снижается. Это позволяет намного увеличить производительность сети и обеспечивает большую скорость передачи данных в сетях с большим количеством пользователей.

Коммутатор может работать на скорости 10, 100 или 1000 Мбит/с. Это, а также установленные на компьютерах сетевые карты, определяет скорость сегмента сети. Другая характеристика коммутатора - количество портов. От этого зависит количество сетевых устройств, которые можно подключить к коммутатору. Помимо компьютеров, ими являются принт-серверы, модемы, сетевые дисковые накопители и другие устройства с LAN-интерфейсом.

При проектировании сети и выборе коммутатора нужно учитывать возможность расширения сети в дальнейшем - лучше приобретать коммутатор с несколько большим количеством портов, чем число компьютеров в вашей сети на данный момент. Кроме того, один порт нужно держать свободным на случай объединения с другим коммутатором. В настоящее время коммутаторы соединяются обычной витой парой пятой категории, точно такой же, которая используется для подключения каждого компьютера сети к коммутатору.

4.4 Дополнительное сетевое оборудование

В локальной сети можно использовать различное дополнительное оборудование, например, чтобы объединить две сети или обеспечить защиту сети от внешних атак:

– принт-сервер, или сервер печати - это устройство, которое позволяет подключить принтер, не имеющий собственного сетевого порта к сети;

– повторитель предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путем усиления электрического сигнала;

Если вы будете использовать в локальной сети кабель витая пара длиной более 100 метров, повторители должны устанавливаться в разрыв кабеля через каждые 100 метров. С помощью повторителей можно соединить сетевым кабелем несколько отдельно стоящих зданий.

– маршрутизатор (или роутер) - сетевое устройство, которое на основании информации о структуре сети по определенному алгоритму выбирает маршрут для пересылки пакетов между различными сегментами сети.

Маршрутизаторы применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам (например, для подсоединения Ethernet к сети WAN). Также маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя при этом функции межсетевого экрана.

Маршрутизатор может быть представлен не только в аппаратном виде, но и в программном. Любой компьютер сети, на котором установлено соответствующее программное обеспечение, может служить маршрутизатором.

Коммутаторы:

– D-Link DES-1026G, 24-port fast ethernet switch 10/100Mbps, 2-port 10/100/1000Mbps;

– D-LinkWebSmartPro коммутатор с 24 портами 10/100/1000Base-T с поддержкой PoE (802.3af) + 4 портами 100/1000BASE-T SFP и функцией энергосбережения.

Оборудование для подключения к Internet - модем DSL-564T ADSL Eth Роутер 4 LAN & 1 ADSL порт, IP, Annex B.

– AquariusSrvN70 D11 (211300/4D/1024/HDD 73 GbU320 SCSISCA 10 krmp).

Кабельная система:

– Hyperline HF1IA01G5 (FO-ZIP-IN-50-2-FRPVC) Кабель волоконно-оптический 50/125(OM2) многомодовый внутренний, zip-cord, 2 жилы;

Неэкранированная витая пара UTP категории 5;

Розетка с разъемом RJ-45 UTP 5е;

3C996-SX GigabitEtherLink, OEM / 1000Base-SX, PCI - Для ПК со скоростью передачи данных более 100 Mbps;

3com 10/100Mbps-inpack FastEthernetAdapter Rj-45 - Для ПК со скоростью передачи данных менее 100 Mbps;

5. Расчет стоимости оборудования

5.1 Расчет стоимости закупаемого оборудования приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Расчёт стоимости оборудования

Название		Цена (руб.)	Количество
D-Link DES-1026G, 24-port fast ethernet switch 10/100Mbps, 2-port 10/100/1000Mbps
D-LinkWebSmartPro коммутатор с 24 портами 10/100/1000Base-T с поддержкой PoE(802.3af) + 4 портами 100/1000BASE-T SFP и функцией энергосбережения
DGS 10/100Mbps-inpack Fast Ethernet Adapter Rj-45
Неэкранированная витая пара UTP категории 5
Hyperline HF1IA01G5 (FO-ZIP-IN-50-2-FRPVC) Кабель волоконно-оптический 50/125(OM2) многомодовый внутренний, zip-cord, 2 жилы
Модем D-Link DSL 2540U/BB/T1A
Neomax NM13001-005GN Патч корд UTP 0,5м Кат 5Е зелёный
NM13001-015GN Патч корд UTP 1,5м Кат 5Е зелёный
Шкаф сетевого оборудования
сервер Absolute DS 2х5506х5U Dual Xeon E5506/ 8Gb/ 3x600 10K SATA HS-RAID/ TS700-E6-RS8/ DVDRW/ Pedestal
Hyperline SB-GTS2-8P8C-C5E-WH Розетка RJ-45, двойная, категория 5e, настенная

Так как не известно физическое расположение рабочих групп в зданиях, приблизительная длина оптоволоконного кабеля для внешней прокладки рассчитывалась исходя из того, что расстояние между этажами здания 10 метров, длина кабеля на расстояние между зданием 1 и зданием 2 около 150 метров.

Для вычисления приблизительной длины витой пары для внутренней прокладки была взята длина кабеля между рабочими группами в 50 метров. Длина витой пары вычислена из расчета 100 метров для каждой рабочей группы.

Приблизительная стоимость проектируемой локальной вычислительной сети составляет 792255,4рублей.

6. Анализ информационной системы

6.1 Аппаратное обеспечение сервера

На выбор сетевой операционной системы влияет размер денежных средств, которые можно потратить на сетевое аппаратное и программное обеспечение. Одним из наиболее мощных и быстрых серверов, служащих для выполнения любых задач, является сервер AbsoluteDS 2х5506х5UDualXeonE5506/ 8Gb/ 3x600 10KSATAHS-RAID/ TS700-E6-RS8/ DVDRW/ Pedestal. Два процессора Xeon обеспечивают требуемые мощности в любых приложениях, а три SATA HDD 600Gb 10000rpm всегда обеспечат требуемую скорость, емкость и надежность.

Таблица 3 - Конфигурация сервера

Конфигурация:
Платформа	ASUS TS700-E6-RS8 (LGA1366,i5520,PCI-E,SVGA,SATA RAID, 4xHS SAS/SATA, 2xGbLAN, 12DDRIII, 620W HS)
Процессор
Процессор	CPU IntelXeon E5506 2.13 ГГц/1+4Мб/4.80 ГТ/с LGA1366
Кулер для процессора	Pasive Cooler Intel for 2U System
Модуль оперативной памяти
Модуль оперативной памяти	Kingston KVR1066D3D8R7S/2G DDR-III DIMM 2Gb PC3-8500 ECC Registered with Parity CL7
Модуль оперативной памяти	Kingston KVR1066D3D8R7S/2G DDR-III DIMM 2Gb PC3-8500 ECC Registered with Parity CL7
Модуль оперативной памяти	Kingston KVR1066D3D8R7S/2G DDR-III DIMM 2Gb PC3-8500 ECC Registered with Parity CL7
Жесткий диск
Жесткий диск	HDD 600 Gb SATA 6Gb/s Western Digital VelociRaptor WD6000HLHX 10000rpm 32Mb
Жесткий диск	HDD 600 Gb SATA 6Gb/s Western Digital VelociRaptor WD6000HLHX 10000rpm 32Mb
Привод DVD±RW	DVD±R/RW & CDRW Optiarc AD-7241S Black SATA (OEM)
Raid Контроллер	есть, возможно построение RAID массивов 0, 1, 10, 5 x Raid из SAS и SATA устройств
Видеокарта	Aspeed AST2050 Video
	2 сетевых контроллера Intel 82575EB 10/100/1000 Мбит/с
	8 корзин для SAS и SATA HDD с возможностью горячей замены.
Дополнительно	возможна корректировка данной конфигурации клиентом

6.2 Аппаратное обеспечение рабочих станций

Требования к компьютерам, используемым в качестве рабочих станций, определяются прежде всего исходя из тех задач, которые будут решаться на этих рабочих станциях.

Если рабочая станция подключена к сети, для нее не нужны ни винчестер, ни флоппи-диски.

Преимущества бездисковой рабочей станции очевидны. Кроме снижения стоимости самой станции исключается опасность заражения вирусами - нет флоппи-диска, нет и возможности занести вирус.

Кроме того, обеспечивается "аппаратная" защита информации от несанкционированного копирования. Пользователи не смогут скопировать информацию с файл-сервера, так как ее физически некуда будет записать.

Для нормального функционирования требуется наличие рабочих станций, обладающих следующим минимальным набором технических характеристик:

Оперативная память 4 Гб;

Процессор четырех ядерный, частота от 2,4 ГГц;

Дисковый накопитель 500 Гб;

Операционная система Windows 7.

6.3 Подбор программного обеспечения

В локальных сетях с выделенным сервером на сервере используются специальные операционные системы, обеспечивающие надежную и эффективную обработку многих запросов от рабочих мест пользователей.

На рабочих станциях такой локальной сети может использоваться любая операционная система, например Windows и т.д., и должен быть запущен драйвер, обеспечивающий доступ к локальной сети.

В сетях с большим количеством серверов часто используется операционная система WindowsServer 2008, так как она обеспечивает удобные средства по централизованному управлению ресурсами таких сетей. Так как именно управление ресурсами сети обычно составляет более половины эксплуатационных расходов.

Аппаратные требования Windows Server 2008 приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Аппаратные требования сервера

Процессор	1 ГГц (x86) или 1.4 ГГц (x64)	2 ГГц и выше
	512 МБ ОЗУ (возможно ограничение производительности и некоторых возможностей)	2 ГБ ОЗУ и выше Максимально (для 32-бит): 4 ГБ ОЗУ (Standard) или 64 ГБ ОЗУ (Enterprise и Datacenter) Максимально (для 64-бит): 32 ГБ ОЗУ (Standard) или 2 Тб ОЗУ (Enterprise, Datacenter и в Itanium-Based системах)
Видеокарта и монитор	Super VGA (800 x 600)	Super VGA (800 x 600) и более высокое разрешение
Свободное место на жёстком диске		40 ГБ и выше Сервер с более чем 16 ГБ ОЗУ требует больше места длясвоп и dump файлов.
Другие приводы
Прочие устройства	клавиатура и мышь

Кроме сетевой ОС, для эффективной работы пользователей в локальной сети требуется и иное программное обеспечение, которое иногда поставляется вместе с сетевой ОС, а иногда его надо покупать отдельно:

– электронная почта обеспечивает доставку писем (а часто и произвольных файлов, а также голосовых и факсимильных сообщений) от одних пользователей локальной сети другим, а иногда позволяет общаться и с удаленными пользователями по модему или через InterNet;

– средства удаленного доступа позволяют подключаться к локальной сети с помощью модема и работать на компьютере, как будто он непосредственно подключен в сеть (разумеется, при этом многие операции будут выполняться дольше, так как модем работает значительно медленнее сетевого контроллера);

– средства групповой работы (наиболее популярно из них Lotus Notes) позволяют совместно работать над документами, обеспечивают согласованность версий документов у разных пользователей, предоставляют средства для организации документооборота предприятия, позволяют организовывать телеконференции - письменный обмен мнениями по различным темам и т.д.;

– программы резервирования позволяют создавать резервные копии данных, хранящихся на серверах локальной сети и на компьютерах пользователей, а при необходимости - восстанавливать данные по их резервной копии;

– средства управления локальной сетью позволяют управлять ресурсами локальной сети с одного рабочего места, получать информацию о состоянии и загрузке сети, настраивать производительность сети, управлять системами пользователей сети (например, устанавливать на них программное обеспечение) и т.д.

6.4 Обеспечение надежности и защиты информации

Безопасность внутренней сети компании обеспечит межсетевой экран Интернет Контроль Сервера (ИКС). Также с помощью ИКС можно построить защищенный канал для передачи данных между территориально распределенными офисами, обеспечить доступ в сеть удаленным сотрудникам.

Надежность ЛВС объекта автоматизации должна обеспечиваться на основе:

– применения высоконадежного и отказоустойчивого оборудования;

– принятия специальных технологических решений, включая резервирование, обеспечивающих высокую отказоустойчивость и живучесть наиболее ответственных и жизненно важных систем ЛВС;

– организации единой эксплуатации всех систем ЛВС;
применения унифицированных технических средств как в рамках отдельных систем, подсистем и комплексов, так и ЛВС в целом;

– центр управления ЛВС должен обеспечивать диагностику нарушений работоспособности систем и их предотвращение;

– администраторы ЛВС должны получать сообщения обо всех сбоях и переключениях в системах;

Надежность кабельных систем должна обеспечиваться применением следующих технических и организационных решений:

– магистральные соединения активного оборудования должны быть дублированы, одно из соединений должно проходить по основной магистрали СКС, другое - по резервной;

– применяемые материалы и оборудование должно обеспечивать требования нормативно-технических документов по пожаростойкости и пожаробезопасности;

– кабели должны прокладывается в скрытых местах (лотках и/или коробах);

– для реализации горизонтальной подсистемы СКС должны применяться экранированные компоненты категории не ниже 5е;

– для подключения компьютеров и другого оборудования следует использовать сменные, легко заменяемые терминальные шнуры.

Система защиты от несанкционированного доступа (НСД) должна обеспечить контроль доступа к сети на уровне доступа к среде передачи данных и к информационным ресурсам сети:

– оборудование ЛВС, должно обеспечивать защиту информации от несанкционированного доступа;

– при любой попытке несанкционированного доступа к сети должно происходить автоматическое отключение портов устройств с немедленным извещением администратора;

– сетевой администратор должен иметь возможность удаленного управления доступом к сети с получением информации об активных пользователях;

– должна быть минимизирована возможность перехвата пакетов пользователями, не являющимися истинными получателями пакетов;

– доступ к оборудованию, установленному в распределительных шкафах, должен быть санкционирован - шкафы должны иметь закрываемые на замок двери;

– должна быть обеспечена защита информации отдельных служб обрабатывающих конфиденциальную информацию или информацию представляющую государственную тайну;

– доступ к помещениям с оборудованием ЛВС должен регламентироваться положением, разработанным Управлением безопасности ФНС России и согласованным с Управлением информационных технологий на основе системы контроля и управления доступом.

Заключение

На основании задания была спроектирована вычислительная сеть, объединившая 320 рабочих станций и два сервера. Сетью были связаны 8 зданий колледжа. В них реализована технология FastEthernet спецификации 10\100 BaseTX и GigabitEthernet спецификации 10\100\1000 BaseT. Все рабочие станции каждого отдела подключаются к коммутатору, располагающемуся в этом же или соседнем отделе. В свою очередь коммутаторы отделов подключаются к коммутаторам своего этажа, которые соединены с главным коммутатором здания.

Для соединения зданий между собой используются оптоволокно. Имеется возможность расширения сети, так как порты некоторых коммутаторов не полностью задействованы. Для удобства прокладки кабеля и его структуризации используется структурированная кабельная система. Имеется выход в Интернет.

Данная сеть построена на оборудовании фирм D-Link, VCOM, Hyperline, Neomax, Absolute, стоимость которого составила 792255,4 рублей.

Список литературы

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб: Питер, 2012. - 944c.

Подобные документы

Локальная вычислительная сеть, узлы коммутации и линии связи, обеспечивающие передачу данных пользователей сети. Канальный уровень модели OSI. Схема расположения компьютеров. Расчет общей длины кабеля. Программное и аппаратное обеспечение локальной сети.

курсовая работа , добавлен 28.06.2014


Обоснование модернизации локальной вычислительной сети (ЛВС) предприятия. Оборудование и программное обеспечение ЛВС. Выбор топологии сети, кабеля и коммутатора. Внедрение и настройка Wi-Fi - точки доступа. Обеспечение надежности и безопасности сети.

дипломная работа , добавлен 21.12.2016


Общая характеристика локальных вычислительных сетей, их основные функции и назначение. Разработка проекта модернизации локальной компьютерной сети предприятия. Выбор сетевого оборудования, расчет длины кабеля. Методы и средства защиты информации.

дипломная работа , добавлен 01.10.2013


Создание локальной вычислительной сети, ее топология, кабельная система, технология, аппаратное и программное обеспечение, минимальные требования к серверу. Физическое построение локальной сети и организация выхода в интернет, расчет кабельной системы.

курсовая работа , добавлен 05.05.2010


Подбор конфигурации рабочих станций, сервера и программного обеспечения для соединения с локальной компьютерной сетью. Организация локальной сети, ее основание на топологии "звезда". Антивирусная защита, браузеры, архиваторы. Особенности настройки сети.

курсовая работа , добавлен 11.07.2015


Разработка сети на 17 компьютеров стандарта Fast Ethernet, расчет ее стоимости. Выбор оптимальной топологии сети и расчет минимальной суммарной длины соединительного кабеля. План расположения строений и размещения узлов локальной вычислительной сети.

реферат , добавлен 18.09.2010


Расчеты параметров проектируемой локальной вычислительной сети. Общая длина кабеля. Распределение IP-адресов для спроектированной сети. Спецификация оборудования и расходных материалов. Выбор операционной системы и прикладного программного обеспечения.

курсовая работа , добавлен 01.11.2014


Понятие локально-вычислительной сети и ее преимущества. Основные виды топологий. Типы серверов в компьютерной сети. Характеристика модели OSI. Технические и программные характеристики рабочих станций. Аппаратные средства для поиска неисправностей в сети.

дипломная работа , добавлен 14.06.2015


Выбор протокола и технологии построения локальной вычислительной сети из расчёта пропускной способности - 100 Мбит/с. Выбор сетевого оборудования. Составление план сети в масштабе. Конфигурация серверов и рабочих станций. Расчёт стоимости владения сети.

курсовая работа , добавлен 28.01.2011


Преимущества при сетевом объединении персональных компьютеров в виде общей информационной сети. Выбор типа сети, ее топологии, кабельной системы и коммутатора. Плата сетевого адаптера, тип сервера и рабочей станции. Сетевое программное обеспечение.

Среднестатистическая ЛВС организации делится на активное и пассивное оборудование, а также компьютеры (и другие оконечные устройства) пользователей. В активное оборудование ЛВС входят:

• сетевые коммутаторы (хабы, свитчи)
• маршрутизаторы
• сетевые карты серверов и персональных компьютеров
• точки доступа WiFi
• роутеры (устройство с функционалом всех перечисленных выше приборов)

Рассмотрим одну из составляющих активного оборудования ЛВС - оборудование коммутации.

Задача проектирования новой или модернизации существующей локальной сети предприятия вопрос важный и требует серьёзного подхода и глубокого изучения деталей работы всей системы.

Рассмотрим основные моменты по выбору коммутаторов для решения задач сети ЛВС предприятия. Коммутатор (он же хаб, он же свитч) – сетевой прибор, который объединяет несколько компьютеров в локальную вычислительную сеть (ЛВС). Необходимо хорошо понимать логику работы и подбирать наборы параметров и функций, которые представляют необходимые и дополнительные сервисы пользователям, а также упрощают администрирование ЛВС.

Организация активного оборудования ЛВС

Верхний уровень коммутации представляют коммутаторы ядра сети - Core layer - высокопроизводительные устройства с сверхвысокой скоростью передачи данных до 40Gb, как правило, используются для обмена данными между серверами.

Средний уровень ЛВС представляют коммутаторы агрегации - Distribution (Agregation) layer - обеспечивают настройки сети в плане политик безопасности, QoS, маршрутизацию VLAN, широковещательные домены.

И нижний уровень - коммутаторы рабочих групп или коммутаторы доступа (пользователей) - Access layer - подключение конечных ПК, ноутбуков и др. пользователей, отметка трафика QoS, питание PoE устройств.

Правильный выбор коммутаторов обеспечит надежную и правильную работу всей организации. На какие моменты обратить внимание при выборе коммутатора? Внимательно изучите технические характеристики и обозначения в описании, указанные производителем.

Функциональные характеристики коммутаторов

Задача проектировщика сети найти золотую середину и за максимум функций и высокую надежность заплатить адекватную цену.

Основные функции коммутаторов:

• Базовая скорость передачи данных
• Количество портов.
• Характер работы подключенных к нему пользователей.
• Внутренняя пропускная способность.
• Автоопределение типа кабеля MDI/MDI-X.
• Наличие порта Uplink.
• Стекирование.
• Возможность установки в стойку.
• Количество слотов расширения
• Jumbo Frame - Power over Ethernet (PoE)
• Размер таблицы MAC-адресов.
• Flow Control (Управление потоком
• Встроенная грозозащита.

Маршрутизатор ЛВС предприятия

Маршрутизатор - обеспечивает доступ потоков информации между филиальных частей ЛВС предприятия и сетью Интернет. На сетевом уровне L3 OSI обработка маршрутов пакетов в сети возложена на маршрутизирующие коммутаторы агрегации (коммутатотры уровня L3). Второй тип маршрутизатора - это пограничные устройства - их задача строить маршруты пакетов по адресам получателей и отправителей и анализ маршрутов пакетов, отслеживая нагрузку линий СПД. Пограничные маршрутизаторы обеспечивают защиту от НСД, сегментов сети от широковещательных DDOS-атак.

Требования ЛВС предприятия

• скорость - важнейшая характеристика локальной сети;
• адаптируемость - свойство ЛВС расширяться и устанавливать рабочие станции там, где это требуется;
• надежность - свойство ЛВС сохранять полную или частичную работоспособность вне зависимости от выхода из строя конечного оборудования или некоторых узлов;
• производительность и экономичность;
• масштабируемость - возможность без проблем развернуть любые IP системы (например видеонаблюдение поверх текущей сети);
• простота управления и эксплуатации;
• отказоустойчивость, гибкость к настройке и самонастройке при восстановлении;
• гарантийное обслуживание (м.б. на весь срок жизни продукта endOFlife - в среднем 5-7 лет).

Для бесперебойной эффективной работы ЛВС, коммутаторы которой нуждаются в потребление электроэнергии, необходимо предусмотреть гарантированное питание и аварийное электропитание в соответствии с руководящими документами Вашей отрасли.

Компания «АЕСТЕЛЬ» представляет партнёрам только лучшие устройства и решения. Наши специалисты помогут Вам определиться с их выбором, а при необходимости мы спроектируем топологию сети Вашего предприятия, в которой будут учтены все требования к потокам данных (нагрузка, скорость, среда передачи данных: оптика-медь, а также уже имеющееся в наличии оборудование) и пожелания.

Примеры расчёта различных вариантов и топологий ЛВС смотрите в разделе .

Организация пассивного оборудования ЛВС

Пассивное сетевое оборудование – это оборудование не нуждающееся в потребление электроэнергии и

не вносящее изменений в сигнал на информационном уровне. Основная функция пассивного оборудования состоит в обеспечении передачи сигнала – это розетки, коннекторы, патч-панели, кабель, патч-корды, кабель-каналы, а также монтажные шкафы, стойки и телекоммуникационные шкафы. Всё это оборудование носит название структурированный кабельные системы (СКС) - имеет чёткую иерархию по структуре, сертификации международных систем стандартизаций и соответственно по типам использования в зависимости от требований к объектам и качеству передачи данных.

Крупные компании имеют в обороте большой объем данных разного характера:

• текстовые файлы;
• графические;
• изображения;
• таблицы;
• схемы.

Для руководства важно, чтобы вся информация имела удобный формат, легко конвертировалась и передавалась на любом носителе в нужные руки. Но бумажные документы давно начали сменяться оцифрованными, так как компьютер может содержать множество данных, с которыми намного удобнее работать с помощью автоматизации процессов. Также этому способствует перемещение сведений, отчетов и договоров партнерам или проверяющим компаниям без длительных переездов.

Так появилась необходимость повсеместного снабжения отделов фирм электронно-вычислительными устройствами. Вместе с этим встал вопрос о соединении этих приборов в единый комплекс для защиты, сохранности и удобства перемещения файлов.

В этой статье мы расскажем, как облегчить проектирование локальной вычислительной (компьютерной) сети на предприятии.

Что такое ЛВС, ее функции

Это связующее подключение ряда компьютеров в одно замкнутое пространство. Часто такой метод используется в крупных компаниях, на производстве. Также можно самостоятельно создать небольшую связь из 2 – 3 приборов даже в домашних условиях. Чем больше включений в структуру, тем она становится сложнее.

Виды составления сетей

Бывает два типа подключения, они различаются по сложности и наличию руководящего, центрального звена:

• Равноправные.
• Многоуровневые.

Равнозначные, они же одноранговые, характеризуются схожестью по техническим характеристикам. На них идет одинаковое распределение функций – каждый пользователь может получить доступ во все общие документы, совершить одинаковые операции. Такая схема легка в управлении, для ее создания не требуется множественных усилий. Минусом является ее ограниченность – не более 10 членов может вступить в этот круг, в ином случае нарушается общая эффективность работы, скорость.

Серверное проектирование локальной сети компании более трудоемкое, однако, у такой системы выше уровень защиты информации, а также есть четкое распределение обязанностей внутри паутины. Самый лучший по техническим характеристикам (мощный, надежный, с большей оперативной памятью) компьютер назначается сервером. Это центр всей ЛВС, здесь хранятся все данные, с этой же точки можно открывать или прекращать доступ к документам другим пользователям.

Функции компьютерных сетей

Основные свойства, которые нужно учесть при составлении проекта:

• Возможность подключения дополнительных устройств. Первоначально в сетке может находиться несколько машин, с расширением фирмы может понадобится дополнительное включение. При расчете мощности на это стоит обратить внимание, иначе понадобится делать перепланировку и докупать новые расходные материалы повышенной прочности.
• Адаптация под разные технологии. Необходимо обеспечить гибкость системы и ее приспособленность к разным сетевым кабелям и разным ПО.
• Наличие резервных линий. Во-первых, это относится к точкам выхода рядовых компьютеров. При сбое должна быть возможность подключить другой шнур. Во-вторых, нужно обеспечить бесперебойность работы сервера при многоуровневом подключении. Это можно сделать, обеспечив автоматический переход на второй концентратор.
• Надежность. Оснащение бесперебойниками, резервами автономной энергии, чтобы минимизировать возможность перебоя связи.
• Защита от посторонних влияний и взлома. Хранящиеся данных можно защищать не просто паролем, а целой связкой приспособлений: концентратор, коммутатор, маршрутизатор и сервер удаленного доступа.
• Автоматизированное и ручное управление. Важно установить программу, которая будет анализировать состояние сетки в каждый момент времени и оповещать о неисправностях для быстрого их устранения. Пример такого софта – RMON. При этом можно использовать и личный мониторинг через интернет-серверы.

Составление технических требований для проектирования и расчета локальной сети (ЛВС) на предприятии

Из свойств выходят условия, которые нужно учитывать при составлении проекта. Весь процесс конструирования начинается с составления технического задания (ТЗ). Оно содержит:

• Нормы по безопасности сведений.
• Обеспечение всем подключенным компьютерам доступа к информации.
• Параметры по производительности: время реакции от запроса пользователя до открытия нужной страницы, пропускная способность, то есть объем данных в работе и задержка передачи.
• Условия надежности, то есть готовность длительной, даже постоянной работы без перебоев.
• Замену комплектующий – расширение сетки, дополнительные включения или монтаж аппаратуры другой мощности.
• Поддержку разных видов трафика: текст, графика, мультимедийный контент.
• Обеспечение централизованного и дистанционного управления.
• Интеграцию различных систем и программных пакетов.

Когда ТЗ составлено с соблюдением потребностей пользователей, выбирается вид включенности всех точек в одну сеть.

Основные топологии ЛВС

Это способы физического соединения устройств. Самые частотные представлены тремя фигурами:

• шина;
• кольцо;
• звезда.

Шинная (линейная)

При сборке используется один ведущей кабель, от него уже отходят провода к пользовательским компьютерам. Основной шнур напрямую подключен к серверу,который хранит информацию. В нем же происходит отбор и фильтрация данных, предоставление или ограничение доступов.

Преимущества:

• Отключение или проблемы с одним элементом не нарушают действия остальной сетки.
• Проектирование локальной сети организации довольно простое.
• Относительно низкая стоимость монтажа и расходных материалов.

Недостатки:

• Сбой или повреждение несущего кабеля прекращает работу всей системы.
• Небольшой участок может быть подключен таким образом.
• Быстродействие может от этого страдать, тем более если связь проходит между более чем 10 устройствами.

«Кольцо» (кольцевая)

Все пользовательские компьютеры соединены последовательно – от одного прибора к другому. Так часто делают в случае одноранговых ЛВС. В целом эта технология применяется все реже.

Преимущества:

• Нет расходов на концентратор, маршрутизатор и прочее сетевое оборудование.
• Передавать информацию могут сразу несколько пользователей.

Недостатки:

• Скорость передачи во всей сетке зависит от мощности самого медленного процессора.
• При неполадках в кабеле или при отсутствии подключения любого элемента прекращается общая работа.
• Настраивать такую систему достаточно сложно.
• При подключении дополнительного рабочего места необходимо прерывать общую деятельность.

«Звезда»

Это параллельное включение устройств в сеть к общему источнику – серверу. Как цент чаще всего применяется хаб или концентратор. Все данные передаются через него. Таким способом может осуществляться работа не только компьютеров, но и принтеров, факсов и прочего оборудования. На современных предприятиях это самый частотный применяемый метод организации деятельности.

Преимущества:

• Легко выполнить подключение еще одного места.
• Производительность не зависит от быстродействия отдельных элементов, поэтому остается на стабильном высоком уровне.
• Просто найти поломку.

Недостатки:

• Неисправность центрального прибора прекращает деятельность всех пользователей.
• Количество подключений обусловлено числом портов серверного устройства.
• На сетку расходуется много кабеля.
• Дороговизна оборудования.

Этапы программного проектирования ЛВС

Это многоступенчатый процесс, который требует компетентного участия многих специалистов, так как следует предварительно рассчитать необходимую пропускную способность кабелей, учесть конфигурацию помещений, установить и настроить технику.

Планирование помещений организации

Следует расположить кабинеты работников и начальства в соответствии с выбранной топологией. Если для вас подходит форма звезды, то стоит поместить основную технику в ту комнату, что является основной и располагается в центре. Это же может быть офис руководства. В случае шинного распределения, сервис может находиться в самом удаленном по коридору помещении.

Построение схемы локальной сети

Чертеж можно сделать в специализированных программах автоматизированного проектирования. Идеально подходят продукты компании «ЗВСОФТ» – в них содержатся все базовые элементы, которые потребуются при построении.

Сетка должна учитывать:

• максимальное напряжение;
• последовательность вхождений;
• возможные перебои;
• экономичность установки;
• удобная подача электроэнергии.

Характеристики ЛВС необходимо подбирать в соответствии с планом помещений организации и используемым оборудованием.

Параметры компьютеров и сетевых устройств

При выборе и покупке элементов сетки важно учитывать следующие факторы:

• Совместимость с разными программами и новыми технологиями.
• Скорость передачи данных и быстродействие аппаратов.
• Количество и качество кабелей зависит от выбранной топологии.
• Метод управления обменов в сети.
• Защищенность от помех и сбоев обмоткой проводов.
• Стоимость и мощность сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов.

Принципы проектирования ЛВС с помощью компьютерных программ

При составлении проекта важно учесть большое количество нюансов. В этом поможет программное обеспечение от ZWSOFT. Компания занимается разработкой и продажей многофункциональных софтов для автоматизации работы инженеров-проектировщиков. Базовый САПР – является аналогом популярного, но дорогого пакта от Autodesk – AutoCAD, но превосходит его по легкости и удобству лицензирования, а также по более лояльной ценовой политике.

Преимущества программы:

• Интуитивно понятный, удобный интерфейс в черном цвете.
• Широкий выбор инструментов.
• Работа в двухмерном и трехмерном пространстве.
• 3D-визуализация.
• Интеграция с файлами большинства популярных расширений.
• Организация элементов ЛВС в виде блоков.
• Подсчет длин кабельных линий.
• Наглядное расположение элементов и узлов.
• Одновременная работа с графикой и текстовыми данными.
• Возможность установки дополнительных приложений.

Для ZWCAD – модуль, который расширяет функции базового САПРа в сфере проектирования мультимедийных схем. Все чертежи выполняются с автоматизированным расчетом кабелей локальной вычислительной сети и их маркировкой.

Преимущества:

• автоматизация подбора коммутационных систем;
• широкая библиотека элементов;
• параллельное заполнение кабельного журнала;
• автоматическое создание спецификаций;
• добавление оборудования в библиотеку;
• одновременная работа нескольких пользователей с базой данных;
• схематичные отметки расположения устройств и предметов мебели.

Поможет сделать проект в объемном виде, создать его в 3D. Интеллектуальные инструменты позволяют быстро проложить трассы ЛВС до точек подключения, наглядно представить места прохождения кабелей, организовать пересечения линий, выполнить разрезы подключаемого оборудования и технологической мебели (в том числе в динамическом режиме). С помощью редактора компонентов можно создать библиотеку как шкафов, коммутационных аппаратов, кабелей, зажимов и проч., а также присвоить им характеристики, на основе которых в дальнейшем можно составить спецификации и калькуляции. Таким образом, функции этого софта помогут завершить генплан помещений организации с трассировкой всех линий ЛВС.

Создавайте проект локальной вычислительной сети в своем предприятии вместе с программами от «ЗВСОФТ».

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НЕРЮНГРИНСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ

Предметно-цикловая комиссия

«Математических дисциплин и информационных технологий»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Организация локальной вычислительной сети на предприятии

Норвайшас Сергей Евгеньевич

Студент 4 курса

Форма обучения: очная

Специальность: 230105.51

«Программное обеспечение

вычислительной техники и автоматизированных систем»

Руководитель: Хамрилова Л.А.

Дата защиты курсовой работы:

«____»_______________2010 г.

Оценка: « »

Нерюнгри

Введение 5

1.1. Назначение пакетов и их структура 7

1.2. Методы управления обменом 13

1.3. Управление обменом в сети с топологией звезда 15

Глава 2. Технология построения сети 18

2.1. Обзор и анализ возможных технологий для решения поставленной задачи 18

Глава 3. Проектирование сети масштаба предприятия ГОУ СПО «Омский колледж торговли, экономики и сервиса» 22

3.1.Профиль предприятия ГОУ СПО ОКТЭиС 22

3.2.Выбор сетевого оборудования 23

3.3.Краткое описание используемого сетевого оборудования 24

3.4.Выбор сетевого программного обеспечения 25

3.4.1. Режимы работы: 30

3.4.2.Установка и настройка 33

3.5.Схемы физического плана помещений ОКТЭиС 35

3.6.Общая схема сети ОКТЭиС 37

3.7.Теоретико-расчетная часть 39

Заключение 41

Список используемой литературы 43

Введение

Если в одном помещении, здании или комплексе близлежащих зданий имеется несколько компьютеров, пользователи которых должны совместно решать какие-то задачи, обмениваться данными или использовать общие данные, то эти компьютеры целесообразно объединить в локальную сеть.

Локальная сеть – это группа из нескольких компьютеров, соединенных посредством кабелей (иногда также телефонных линий или радиоканалов), используемых для передачи информации между компьютерами. Для соединения компьютеров в локальную сеть необходимо сетевое оборудование и программное обеспечение.

Назначение всех компьютерных сетей можно выразить двумя словами: совместный доступ (или совместное использование). Прежде всего, имеется в виду совместный доступ к данным. Людям, работающим над одним проектом, приходится постоянно использовать данные, создаваемые коллегами. Благодаря локальной сети разные люди могут работать над одним проектом не по очереди, а одновременно.

Локальная сеть предоставляет возможность совместного использования оборудования. Часто дешевле создать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чем приобретать по принтеру для каждого рабочего места. Файловый сервер сети позволяет обеспечить совместный доступ к программам.

Оборудование, программы и данные объединяют одним термином: ресурсы. Можно считать, что основное назначение локальной сети – доступ к ресурсам.

У локальной сети есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело со множеством автономных компьютеров. Если в учебном классе есть локальная сеть, то она тоже выполняет административную функцию, позволяя контролировать ход занятий учащихся.

Для связи с внешними (периферийными) устройствами компьютер имеет порты, через которые он способен передавать и принимать информацию. Нетрудно догадаться, что если через эти порты соединить два или несколько компьютеров, то они смогут обмениваться информацией между собой. В этом случае они образуют компьютерную сеть. Если компьютеры находятся недалеко друг от друга, используют общий комплект сетевого оборудования и управляются одним пакетом программного обеспечения, то такую компьютерную сеть называют локальной. Простейшие локальные сети используют для обслуживания рабочих групп. Рабочая группа – это группа лиц, работающих над одним проектом (например, над выпуском одного журнала или над разработкой одного самолета) или просто сотрудники одного подразделения.

Целью курсовой работы является проектирование локальной вычислительной сети (ЛВС) для ГОУ СПО «Омский Колледж Торговли, Экономики и Сервиса» (ОКТЭиС).

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

проанализировать методы управления обмена в сети;

произвести обзор и анализ возможных технологий построения сети;

выбрать сетевое оборудование и программное обеспечение для ЛВС;

спроектировать общую схему ЛВС колледжа;

Глава 1. Пакеты, протоколы и методы управления обменом

1. Назначение пакетов и их структура

Информация в локальных сетях, как правило, передается отдельными порциями, кусками, называемыми пакетами. Причем предельная длина этих пакетов строго ограничена (обычно величиной в несколько килобайт). Ограничена длина пакета и снизу (как правило, несколькими десятками байт). Выбор пакетной передачи связан с несколькими важными соображениями.

Локальная сеть, как уже отмечалось, должна обеспечивать качественную, связь всем абонентам сети. Важнейшим параметром является так называемое время доступа к сети (access time), которое определяется как временной интервал между моментом готовности абонента к передаче (когда ему есть, что передавать) и моментом начала этой передачи. Это время ожидания абонентом начала своей передачи. Естественно, оно не должно быть слишком большим, иначе величина реальной, интегральной скорости передачи информации между приложениями сильно уменьшится даже при высокоскоростной связи.

Ожидание начала передачи связано с тем, что в сети не может происходить несколько передач одновременно (во всяком случае, при топологиях шина и кольцо). Всегда есть только один передатчик и один приемник (реже – несколько приемников). В противном случае информация от разных передатчиков смешивается и искажается. В связи с этим абоненты передают свою информацию по очереди. И каждому абоненту, прежде чем начать передачу, надо дождаться своей очереди. Вот это время ожидания своей очереди и есть время доступа.

Если бы вся требуемая информация передавалась каким-то абонентом сразу, непрерывно, без разделения на пакеты, то это привело бы к монопольному захвату сети этим абонентом на довольно продолжительное время. Все остальные абоненты вынуждены были бы ждать окончания передачи всей информации, что в ряде случаев могло бы потребовать десятков секунд и даже минут (например, при копировании содержимого целого жесткого диска). С тем чтобы уравнять в правах всех абонентов, а также сделать примерно одинаковыми для всех них величину времени доступа к сети и интегральную скорость передачи информации, как раз и применяются пакеты ограниченной длины.

Каждый пакет помимо собственно данных, которые требуется передать, должен содержать некоторое количество служебной информации. Прежде всего, это адресная информация, которая определяет, от кого и кому передается данный пакет.

Таким образом, процесс информационного обмена в сети представляет собой чередование пакетов, каждый из которых содержит информацию, передаваемую от абонента к абоненту.

Рисунок 1. Передача пакетов в сети между двумя абонентами.

В частном случае (рис. 1) все эти пакеты могут передаваться одним абонентом (когда другие абоненты не хотят передавать). Но обычно в сети чередуются пакеты, посланные разными абонентами (рис 2).

Рисунок 2. Передача пакетов в сети между несколькими абонентами.

Структура и размеры пакета в каждой сети жестко определены стандартом на данную сеть и связаны, прежде всего, с аппаратными особенностями данной сети, выбранной топологией и типом среды передачи информации. Кроме того, эти параметры зависят от используемого протокола (порядка обмена информацией).

Но существуют некоторые общие принципы формирования структуры пакета, которые учитывают характерные особенности обмена информацией по любым локальным сетям.

Чаще всего пакет содержит в себе следующие основные поля или части (рис 3).

Рисунок 3. Типичная структура пакета

Стартовая комбинация битов или преамбула, которая обеспечивает предварительную настройку аппаратуры адаптера или другого сетевого устройства на прием и обработку пакета. Это поле может полностью отсутствовать или же сводиться к единственному стартовому биту.

Сетевой адрес (идентификатор) принимающего абонента, то есть индивидуальный или групповой номер, присвоенный каждому принимающему абоненту в сети. Этот адрес позволяет приемнику распознать пакет, адресованный ему лично, группе, в которую он входит, или всем абонентам сети одновременно (при широком вещании).

Сетевой адрес (идентификатор) передающего абонента, то есть индивидуальный номер, присвоенный каждому передающему абоненту. Этот адрес информирует принимающего абонента, откуда пришел данный пакет. Включение в пакет адреса передатчика необходимо в том случае, когда одному приемнику могут попеременно приходить пакеты от разных передатчиков.

Служебная информация, которая может указывать на тип пакета, его номер, размер, формат, маршрут его доставки, на то, что с ним надо делать приемнику и т.д.

Данные (поле данных) – это та информация, ради передачи которой используется пакет. В отличие от всех остальных полей пакета поле данных имеет переменную длину, которая, собственно, и определяет полную длину пакета. Существуют специальные управляющие пакеты, которые не имеют поля данных. Их можно рассматривать как сетевые команды. Пакеты, включающие поле данных, называются информационными пакетами. Управляющие пакеты могут выполнять функцию начала и конца сеанса связи, подтверждения приема информационного пакета, запроса информационного пакета и т.д.

Контрольная сумма пакета – это числовой код, формируемый передатчиком по определенным правилам и содержащий в свернутом виде информацию обо всем пакете. Приемник, повторяя вычисления, сделанные передатчиком, с принятым пакетом, сравнивает их результат с контрольной суммой и делает вывод о правильности или ошибочности передачи пакета. Если пакет ошибочен, то приемник запрашивает его повторную передачу. Обычно используется циклическая контрольная сумма (CRC).

Стоповая комбинация служит для информирования аппаратуры принимающего абонента об окончании пакета, обеспечивает выход аппаратуры приемника из состояния приема. Это поле может отсутствовать, если используется самосинхронизирующийся код, позволяющий определять момент окончания передачи пакета.