Проектирование локальной вычислительной сети

 

Содержание

 

Введение 4

1 Обзорно-постановочная часть 5

1.1 Цель проекта 5

1.2 Постановка задачи 5

1.3 Характеристика поставленной задачи 5

1.4 Характеристика предметной области 6

1.4.1 Одноранговые локальные сети 6

1.4.2 Серверные локальные сети 7

1.5 Исходные данные для проектирования 8

1.6 Разработка требований к создаваемой сети 9

2 Технологическая часть 10

2.1 Анализ коммутационного оборудования 10

2.1.1 Сетевой коммутатор 10

2.1.2 Маршрутизатор 10

2.1.3 Точка доступа 11

2.2 Анализ физической среды передачи данных 13

2.2.1 Витая пара 13

2.2.2 Коаксиальный кабель 13

2.2.3 Оптоволоконный кабель 14

2.2.4 Wi-Fi 16

3 Практическая часть 18

3.1 Разработка логической схемы вычислительной сети 18

3.2 Разработка структурной схемы вычислительной сети 21

3.3 Расчет длины кабеля и короба 27

3.3.1 Вариант сети с 2 коммутаторами 27

3.3.2 Вариант сети с 3 коммутаторами 29

3.3.3 Вариант сети с 4 коммутаторами 31

3.4 Спецификация оборудования вычислительной сети проводного доступа 33

3.5 Расчет параметров среды передачи вычислительной сети 33

3.5.1 Расчет пропускной способности вычислительной сети 33

3.5.2 Расчет степени использования канала 33

3.5.3 Расчёт запаса для окна коллизий 35

3.6  Разработка беспроводной вычислительной сети на базе технологий Wi-Fi 35

3.6.1 Технология Wi-Fi 35

3.6.2 Сетевое оборудование точки доступа 37

3.6.3 Оборудование базовой станции 38

3.7 Спецификация оборудования вычислительной сети беспроводного доступа 38

3.8 Расчет экономических показателей проекта 38

3.8.1 Затраты на построение сети с 2 коммутаторами 38

3.8.2 Затраты на построение сети с 3 коммутаторами 39

3.8.3 Затраты на построение сети с 4 коммутаторами 39

3.8.4 Затраты на построение беспроводной сети 39

Заключение 40

Список использованной литературы 41

Приложение А – План-схема первого варианта ЛВС (1 этаж) 43

Приложение Б – План-схема первого варианта ЛВС (2 этаж) 44

Приложение В – План-схема второго варианта ЛВС (1 этаж) 45

Приложение Г – План-схема второго варианта ЛВС (2 этаж) 46

Приложение Д – План-схема третьего варианта ЛВС (1 этаж) 47

Приложение Е – План-схема третьего варианта ЛВС (2 этаж) 48

 

Введение

 

 

Вычислительная сеть (ВС) – это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи.

С появлением ВС удалось разрешить две очень важные проблемы: обеспечение в принципе неограниченного доступа к ЭВМ пользователей независимо от их территориального расположения и возможность оперативного перемещения больших массивов информации на любые расстояния, позволяющая своевременно получать данные для принятия тех или иных решений.

Первые локальные сети появились  в начале 70-х годов, а в середине 80-х годов утвердились стандартные  технологии объединения компьютеров  в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Стимулом для их развития послужили персональные компьютеры, которые, с одной стороны, были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения периферийных устройств и накопителей памяти.[1]

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) характеризуется относительно небольшим числом абонентов, обычно распределенных по относительно небольшой территории. В общем случае, ЛВС представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за коротких расстояний в ЛВС есть возможность использования относительно дорогих качественных линий связи, которые позволяют достигать высоких скоростей обмена данными (порядка 100 Мбит/с), при этом применяя простые методы передачи данных,

Главным требованием, предъявляемым  к сетям, является выполнение сетью  ее основной функции – обеспечение  пользователям потенциальной возможности  доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. С качеством выполнения этой основной задачи связаны такие требования как, производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость.[2]

 

1 Обзорно-постановочная часть

 

1.1 Цель проекта

 

Целью проекта является организация корпоративной вычислительной сети в 2-х этажном здании с помощью 2, 3 и 4 коммутаторов.

1.2 Постановка задачи

 

Для проектирования необходимо решить следующие  задачи:

• дать характеристику поставленной задачи;
• дать характеристику предметной области;
• разработать требования к создаваемой сети;
• сделать анализ коммутационного оборудования;
• сделать анализ физической среды передачи данных;
• разработать логическую схему вычислительной сети;
• разработать структурную схему вычислительной сети;
• рассчитать длину кабеля и короба для всех вариантов сети;

• провести спецификацию оборудования вычислительной сети проводного доступа;

• рассчитать параметры среды передачи вычислительной сети;
• разработать беспроводную вычислительную сеть на базе технологии Wi-Fi;
• провести спецификацию оборудования вычислительной сети беспроводного доступа;
• рассчитать экономические показатели для всех вариантов сети.

1.3 Характеристика поставленной  задачи

Под локальной вычислительной сетью (ЛВС) понимают совместное подключение отдельных компьютеров или рабочих станций к каналу передачи данных. Понятие ЛВС относится к географически ограниченным реализациям, в которых определённое число компьютеров связаны друг с другом с помощью современных и технологичных средств коммуникаций.[3]

ЛВС включает в себя: кабельную локальную сеть, активное сетевое оборудование и компьютеры различного назначения.

Преимущества  использования ЛВС:

- распределение данных - данные хранятся на сервере и могут быть доступны для чтения и записи на рабочих станциях пользователей;

- совместное использование элементов сети, доступ к локальным сетевым устройствам (принтеры, сканеры, факсы и другие внешние устройства);

- возможность быстрого доступа к необходимой информации;

- распределение программ - все пользователи ЛВС могут совместно иметь доступ к программам поддерживающим сетевой режим;

- надежное хранение и резервирование данных;

- защита информации;

- использование ресурсов современных технологий (доступ в Интернет, системы электронного документооборота).[4]

При построении ЛВС главной задачей  является грамотное проектирование будущей сети. Благодаря правильно  выбранной структуре локальной  сети можно существенно повысить скорость и функциональность системы  и сократить дальнейшие расходы на её создание и последующий сервис. Хорошо спроектированная и продуманная структурированная локальная сеть позволит сэкономить средства и время.

1.4 Характеристика предметной  области

 

Существование ЛВС невозможно без соблюдение определенных правил взаимодействия рабочих станций в ней. Поэтому, необходим контроль за соблюдением этих правил, или администрирование.

По административным отношениям между  узлами можно выделить локальные сети с централизованным управлением или с выделенными серверами (серверные сети) и сети без централизованного управления или без выделенного сервера (децентрализованные), так называемые, одноранговые (одноуровневые) сети.[2]

1.4.1 Одноранговые (одноуровневые или равноправные) локальные сети

 

В сетях с  децентрализованным управлением нет  единого центра управления взаимодействием рабочих станций и единого компьютера для хранения данных. Одноранговая локальная сеть – это ЛВС равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя и, как правило, пароль для входа в него в момент загрузки ОС. [2]

Равноправность  ПК означает, что администратор каждого  компьютера в локальной сети может  преобразовать свой локальный ресурс в разделяемый и устанавливать права доступа к нему и пароли. Он же отвечает за сохранность или работоспособность этого ресурса. Локальный ресурс - ресурс, доступный только с ПК, на котором он находится. Ресурс ПК, доступный для других компьютеров, называется разделяемым или совместно используемым.

Таким образом, одноранговая локальная сеть - это ЛВС, в которой каждая рабочая станция может разделить все или некоторые из ее ресурсов с другими рабочими станциями сети. Но отсутствие выделенного сервера не позволяет администратору централизовано управлять всеми ресурсами одноранговой локальной сети.

Каждая рабочая  станция может выполнять функции, как клиента, так и сервера, т.е. предоставлять ресурсы другим рабочим  станциям и использовать ресурсы других рабочих станций.

Одноранговые локальные сети могут быть организованы на базе всех современных 32-разрядных операционных систем – Windows 95/98, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA. Для эффективной работы в одноранговой сети количество рабочих станций не должно быть более 10.

Достоинства одноранговой локальной сети:

• низкая стоимость;
• высокая надежность.

Недостатки:

• работа ЛВС эффективна только при количестве одновременно работающих станций не более 10;
• слабая защита информации;
• сложность обновления и изменения ПО рабочих станций.[2]

1.4.2 Серверные локальные сети (многоуровневые или иерархические)

 

В локальных  сетях с централизованным управлением  сервер обеспечивает взаимодействия между  рабочими станциями, выполняет функции  хранения данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Клиент обрабатывает полученные данные и предоставляет результаты обработки пользователю. Необходимо отметить, что обработка данных может осуществляться и на сервере.[5]

Локальные сети с централизованным управлением, в  которых сервер предназначен только хранения и выдачи клиентам информации по запросам, называются сетями с выделенным файл-сервером. Системы, в которых на сервере наряду с хранением осуществляется и обработка информации, называются системами «клиент-сервер».

Необходимо  отметить, что в серверных локальных  сетях клиенту непосредственно доступны только ресурсы серверов. Но рабочие станции, входящие в ЛВС с централизованным управлением, могут одновременно организовать между собой одноранговую локальную сеть со всеми ее возможностями.

Программное обеспечение, управляющее работой  ЛВС с централизованным управлением, состоит из двух частей:

- сетевой операционной системы, устанавливаемой на сервере;

- программного обеспечения на рабочей станции, представляющего набор программ, работающих под управлением операционной системы, которая установлена на рабочей станции. При этом на разных рабочих станциях в одной сети могут быть установлены различные операционные системы.

В больших  иерархических локальных сетях  в качестве сетевых ОС используются UNIX и LINUX, которые являются более надежными. Для локальных сетей среднего масштаба наиболее популярной сетевой ОС является Windows 2003 Server.

В зависимости  от способов использования сервера  в иерархических сетях различают  серверы следующих типов:

Файловый  сервер. В этом случае на сервере  находятся совместно обрабатываемые файлы или (и) совместно используемые программы.

Сервер баз  данных. На сервере размещается сетевая  база данных.

Принт-сервер. К компьютеру подключается достаточно производительный принтер, на котором  может быть распечатана информация сразу с нескольких рабочих станций.

Почтовый  сервер. На сервере хранится информация, отправляемая и получаемая как по локальной сети.

Достоинства:

• выше скорость обработки данных;
• обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности;
• проще в управлении по сравнению с одноранговыми сетями.

Недостатки:

• сеть дороже из-за выделенного сервера;
• менее гибкая по сравнению с равноправной сетью.

Так как целью  проекта является построение сети на предприятии, где число машин больше 10 и необходим централизованный контроль за действиями в сети сотрудников предприятия, проектировать необходимо многоуровневую ЛВС.[5]

1.5 Исходные данные для проектирования

 

Исходными данными  для проектирования являются:

• количество серверов – 1;
• количество рабочих станций – 70;
• количество концентраторов – 2, 3, 4;
• высота потолка – 3м.;
• в коридорах кабель проложен на высоте 2.8м.;
• в отделах кабель проложен на высоте 0.6÷0.7м.;
• из точки выхода из короба кабель имеет свободную длину 1÷1.5м.;
• толщина тонких стен – 0.25;
• ширина дверей – 0.8м.;
• высота дверей – 2.2м.;
• количество этажей – 2;
• количество зданий – 1.