Разработка сети Ethernet для пищевой промышленности

Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Января 2011 в 01:21, курсовая работа

Краткое описание

Данный курсовой проект содержит 2 основные части: теоретическая и практическая. Каждая из них разбита на разделы.
Первая часть разбита на первые 3 раздела:
В первом разделе говориться о технологии Ethernet в целом, ее истории и развитии. Во втором разделе приведен формат кадра Ethernet. Третий раздел посвящен основным параметрам Ethernet, а также основным типам кабелей.
Вторая часть разбита на остальные шесть разделов:
В первом разделе 2 части говорится об основании выбора той или иной топологии сети. Второй раздел данной части посвящен вопросу с помощью каких типов кабелей будет произведено соединение рабочих станций и всех функциональных частей сети. Кроме того, описаны характеристики используемого кабеля. Третий раздел содержит расчет всей сети на работоспособность. Четвертый раздел 2 части курсового проекта описывает окончательный компоновочный вариант локальной сети. В шестом разделе представлен экономический расчет сети, т.е. финансовые расходы на построение.

Оглавление

Введение 4
1 Ethernet 5
1.1 Теоретические основы Ethernet 5
1.2 Формат кадра Ethernet 8
1.3 Основные параметры Ethernet 10
1.3.1 10BASE5 10
1.3.2 10BASE2 11
1.3.3 10 BASE-T 12
1.3.4 10BASE-FL 13
2 Проектирование и расчет сети 15
2.1 Выбор топологии 15
2.2 Соединение рабочих станций (характеристики кабеля) 17
2.3 Расчет корректности сети и оценка их с предельно допустимыми 18
2.3.1 Расчет PDV 18
2.3.2 Расчет PVV 19
2.4 Окончательный компоновочный вариант 20
2.5 Экономический расчет 21
Заключение. 22
Список литературы 23
Приложение А 24
Приложение Б 25

Файлы: 1 файл

Содержание.doc

— 353.50 Кб (Скачать)
ustify">     Сегмент на основе тонкого коаксиального  кабеля с шинной топологией длиной до 185 метров. Данный сегмент пришел на смену ранее описанному сегменту как более удобная и дешевая  альтернатива.

     Также как и толстый коаксиальный кабель, тонкий имеет волновое сопротивление 50 Ом и также, оконечного согласования в 50 Ом. Но есть и различия. Тонкий кабель можно прокладывать навесным способом, что позволяет свободно перемещать компьютеры в пределах офиса. Аппаратура для работы с тонким кабелем гораздо проще. Помимо сетевых адаптеров требуются только кабели соответствующей длины, разъемы, коннекторы и тройники.

     Между парой абонентов прокладывается кабель с двумя BNC разъемами на обеих концах. Общее количество абонентов не должно превышать 30.

     На  плате адаптера должен находиться BNC-разъем к которуому и присоединяется коннектор, связывающий плату с двумя кусками кабеля.

     У каждого кабеля есть свои недостатки. Самым большим недостатком данного  кабеля является то, что у него меньшая допустимая длина сегмента. При необходимости увеличить ее, можно использовать репитеры. Если вся сеть построена на тонком коаксиальном кабеле, то по стандарту количество сегментов не ложно превышать 5.

     Минимальный набор оборудования для односегментной сети на тонком кабеле включает в себя:

    • Сетевые адаптеры
    • Отрезки кабеля с BNC-разъемами на обеих концах, длина которых достаточна для объединения в сеть все компьютеров
    • BNC T-коннекторы
    • Один BNC коннектор без заземления
    • Один BNC коннектор с заземлением

     До  не давнего времени данный аппаратура сегмента 10BASE2 была смой популярной. Большое количество производителей выпускали кабели, разъемы, адаптеры, что приводило к снижению цен. Сейчас ее вытесняет 10BASE-T, что не совсем оправданно, поскольку для не больших сетей Ethernet сегмент 10BASE2 более дешевый и удобный. Правда 10BASE2 не имеет таких возможностей как сегмент 10BASE-Т.

1.3.3 10 BASE-T

     Основа  данного стандарта – это не экранированная витая пара с топологией пассивная звезда. Данный стандарт является самым поздним из перечисленных выше.

     Данный  тип имеет все плюсы и минусы сети пассивной звезды.

     С одной стороны он заметно дороже шинного сегмента 10BASE2, поскольку требует обязательного применения концентратора. Суммарная длина кабеля, необходимая для объединения в сеть такого же количества абонентов, гораздо больше. С другой стороны обрыв кабеля не выведет из строя всю сеть. Да и монтаж и диагностика всей сети значительно проще.  Нет необходимости в применении внешних терминаторов и заземления сети.

     Длина кабеля между адаптером и концентратором не должна превышать 100 метров, что существенно  ограничивает размещение компьютеров. Из 4 витых пар, используются только 2. Кабели присоединяются с помощью 8-ми контактного разъема RJ-45.

     Минимальный набор оборудования для сети на витой  пар включает в себя:

    • Сетевые адаптеры
    • Отрезки кабеля с разъемами RJ-45 на обоих концах
    • Один концентратор, имеющий столько UTP-портов с разъемами RJ-45, сколько необходимо объединить компьютеров.

1.3.4 10BASE-FL

     В данном случае передача информации идет по 2-ум оптоволоконным кабелям, передающим сигналы в разные стороны. Аппаратура 10BASE-FL имеет сходство как с аппаратурой 10BASE5, так и с аппаратурой 10BASE-Т.

     Длина оптоволоконного кабеля, который  соединяет трансивер и концентратор может достигать 2000 метров без применения ретрансляторов, что очень удобно для объединения в сеть компьютеров, находящиеся в разных зданиях.

     Стандартный оптоволоконный кабель имеет на обоих  концах оптоволоконные байонетные ST-разъемы. Кроме того, возможно использование оптоволоконных разъемов типа SC, присоединяемы е путем простого вставления в гнездо. Существуют также разъемы MIC FDDI, правда они используются реже.

     Минимальный набор оборудования для соединения оптоволоконным кабелем 2 компьютеров:

    • Два сетевых адаптера с трансиверными разъемами
    • Два оптоволоконных трансивера
    • Два трансиверных кабеля
    • Два оптоволоконных с ST-разъемами на концах

     Развитие  технологии Ethernet идет по пути все большего отхода от первоначального стандарта. Применение новых сред передачи данных и коммутаторов позволяет существенно увеличить размер сети. Отказ от манчестерского кода позволяет увеличить скорость передачи и снизить требования к качеству кабеля. Отказ от метода случайного управления CSMA/CD при полнодуплексном режиме работы дает возможность резко повысить эффективность работы сети и снять ограничение длины сети. 

2 Проектирование и  расчет сети

2.1 Выбор топологии

     Топология сети -  это ее физическая схема, отображающая расположение узлов и соединение их кабелем. Каждая топология имеет собственные сильные и слабые стороны. Выделяют четыре основные сетевые топологии:

    1. шинная;
    2. звездообразная;
    3. кольцевая;
    4. ячеистая (сотовая).

     Но  перед тем, как выбрать топологию  для своей будущей сети необходимо учитывать некоторые условия:

    • Надо четко представлять себе какое количество компьютеров будут входить в сеть.
    • На каком расстоянии компьютеры  будут находиться друг от друга, поскольку, если расстояние очень большое может понадобиться и другое оборудование. Кроме того, от расстояния зависит и скорость передачи по сети.
    • Оставить возможность для дальнейшего увеличения сети. Лучше всего на этот случай приобретать коммутаторы или маршрутизаторы с несколько большим количеством портов, чем необходимо в настоящее время. Это легко позволит включить в сеть  несколько сегментов.

     Исходя  из условий проектирования сети, верным решением будет использовать топологию  сети типа – «звезда», а если быть точнее, то топологию «пассивное дерево», которая представляет собой совокупность нескольких «звезд» (рисунок 2). 
 
 

       
 
 
 

      

       Рисунок 2 - Топология «пассивное дерево». К – концентраторы

     Данная  топология полностью соответствует  задачам и условиям моей сети и  имеет огромные плюсы, а именно:

    • такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая  остальной   ее   части.   Достаточно   проложить   новый   кабель   от   компьютера  к центральному   узлу   и   подключить   его   к   концентратору.   Если  возможности  центрального концентратора будут исчерпаны, следует заменить его устройством с  большим числом портов.
    • центральный   концентратор   звездообразной    сети   удобно    использовать   для  диагностики.
    • отказ   одного   компьютера   не   обязательно   приводит   к   останову   всей   сети.  Концентратор способен выявлять отказы и изолировать такую машину или сетевой  кабель, что позволяет остальной сети продолжать работу.
    • в одной сети допускается применение нескольких типов кабелей (если их позволяет  использовать концентратор).

     Как и все остальные топологии  сети, данная топология также имеет свои недостатки, но не такие существенные:

    • при отказе центрального концентратора становится неработоспособной вся сеть
    • все компьютеры должны соединяться с центральной точкой, это                                                                           увеличивает расход кабеля, и, следовательно, такие сети обходятся дороже, чем сети с иной топологией

2.2 Соединение рабочих  станций (характеристики  кабеля)

     В технологии Ethernet применяются несколько разновидностей кабеля. Вот четыре наиболее распространенных из них:

    1. 10Base5 или толстая Ethernet (thicknet), с толстым коаксиальным кабелем;
    2. 10Base2 или тонкая Ethernet (thinnet), с тонким коаксиальным кабелем;
    3. l0BaseT, 100BaseTX, 100BaseT4, где применяется кабель типа витая пара;
    4. l0BaseFL, 100BaseFX, в которой используется одно- или многомодовый волоконно-оптический  кабель.

     В моем случае я буду использовать кабель типа 10BASE-T 5 категории и кабель типа 10 BASE-FL, поскольку расстояние от коммутатора до концентратора 1 очень большое, поэтому необходимо использовать оптоволоконный кабель. Что касается кабеля 10BASE-T, то я выбрал его, потому что использование полностью отвечает моему условию: расстояние между группами 10-100 метров. Сегмент такого расстояния можно построить на витой паре. Так же, лучше всего сделать, чтобы сегменты сети были построены на 1 типе кабеля.

     Ниже  приведена таблица характеристик  кабеля типа 10BASE-T и кабеля типа10BASE-FL.

     Таблица 1 – характеристики типов кабелей

Характеристика 10BASE-T 10BASE-FL
Используемая  топология звезда Звезда
Используемый  кабель Витая пара Оптоволоконный  кабель
Максимальная  длина сегмента 100 метров 2000 метров
Максимальное  количество повторителей 4 4
 

Черновой  вариант с расположением сегментов  представлен в приложении А.

2.3 Расчет корректности сети и оценка их с предельно допустимыми

     Соблюдение  многочисленных ограничений, установленных  для различных стандартов физического  уровня сетей Ethernet, гарантирует корректную работу сети (естественно, при исправном  состоянии всех элементов физического уровня).

2.3.1 Расчет PDV

     Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах. В  таблице 2 приведены данные, необходимые для расчета значения PDV моей сети, то есть кабелей типа 10BASE-T и 10 BASE-FL.

     Таблица 2 – данные для расчета значения PDV

Тип сегмента Максимальная  длина, м Начальный сегмент Промежуточный сегмент Конечный  сегмент Задержка  на метр длины
t0 tm t0 tm t0 tm
10 BASE-T 100 15,3 26,6 42 53,3 165,0 176,3 0,113
10 BASE-FL 2000 12,3 212,3 33,5 233,5 156,5 356,5 0,100
 

     В таблице используются такие понятия, как: начальный сегмент, промежуточный  сегмент, конечный сегмент.

    Начальный сегмент соответствует началу пути максимальной длины.

    Конечный  сегмент расположен в конце пути максимальной длины.

    Промежуточный сегмент входит в путь максимальной длины, но не является ни начальным, ни конечным.

Информация о работе Разработка сети Ethernet для пищевой промышленности