Вычислительные системы, сети и технологии

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.Т. КАЛАШНИКОВА»

ФАКУЛЬТЕТ «МЕНЕДЖМЕНТ  И МАРКЕТИНГ»

КАФЕДРА «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»

 

Лабораторная  работа № 3

Вариант №13

по дисциплине

«Вычислительные системы, сети и технологии»

 

Утвердил

зав. кафедрой «ИС»

д.ф.-м.н., профессор                                                                  М. М. Горохов

 

Руководитель                                                                                   Чухланцев Е.С.

Выполнил

студент группы Б02-651-1                                                           Токарев П.Г. 

 

Ижевск 2012 г.

Техническое задание

 

Во время  выполнения лабораторной работы № 3 необходимо выполнить следующее:

• Выбрать способ создания локальной сети в офисе (витая пара, wi-fi или др.);
• в соответствии с выбранным способом создания локальной сети осуществить подбор необходимого оборудования для корректной работы будущей локальной сети (роутер, хаб, метраж витой пары и др.);
• в соответствии с планом офисного помещения (рис.1) и данными подобранными из таблицы 1 начать расчет стоимости всех затрат на создание офисной локальной сети.

 

Так же необходимо учесть, что стоимость 1 м витой пары = 10р, стоимость прокладки 1 м витой пары = 10р, стоимость вызова настройщика (для wi-fi) = 600р (вызов настройщика по желанию).

Рисунок 1. План офисного помещения

 

Введение

 

Свобода общения  имеет важное значение для обмена мыслями и идеями и обеспечения экономического роста. Всего 10 лет тому назад казалось невообразимым, что треть человечества могут стать активными участниками интернет-сообщества во всем мире, тем не менее в наше время это свершившийся факт.

  Сотовые  телефоны и всемирная сеть Интернет являются самыми распространенными средствами обмена идеями ХХI века, которые не только не прекратили своего стремительного роста, но и продолжают удерживать пальму первенства популярности. Свободный поток информации позволяет людям самостоятельно мыслить и развивать новые идеи.

Чтобы Интернет смог открыть свои возможности для  других и тем самым создать  сообщество, сначала нужна была философская  идея. Та самая "идейная основа", которая, быть может, не всем интересна  в подробностях, но без которой никакие сети не смогли бы существовать, до сих пор является главной движущей силой Интернета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Краткие теоретические сведения

 

1. Локальная сеть

 

Локальная сеть (LAN) представляет собой соединение нескольких PC с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. 

ЛВС— компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

 

Построение  сети

 

Существует  множество способов классификации  сетей. Основным критерием классификации  принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

 

Компьютеры  могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

 

Чаще всего  локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что  ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

 

Маршрутизация в локальных сетях используется примитивная, если она вообще необходима. Чаще всего это статическая либо динамическая маршрутизация (основанная на протоколе RIP).

 

Иногда в локальной  сети организуются рабочие группы —  формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.

 

Сетевой администратор — человек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

 

Технологии локальных  сетей реализуют, как правило, функции  только двух нижних уровней модели OSI - физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда (общая шина), кольцо и дерево. Однако из этого не следует, что компьютеры, связанные в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

 

 

 

 

 

 

 

 

Адресация

 

В локальных сетях, основанных на протоколе IPv4, могут использоваться специальные адреса, назначенные IANA (стандарты RFC 1918 и RFC 1597):

• 10.0.0.0—10.255.255.255;
• 172.16.0.0—172.31.255.255;
• 192.168.0.0—192.168.255.255.

 

Такие адреса называют частными, внутренними, локальными или  «серыми»; эти адреса не доступны из сети Интернет. Необходимость использовать такие адреса возникла из-за того, что при разработке протокола IP не предусматривалось столь широкое его распространение, и постепенно адресов стало не хватать. Для решения этой проблемы был разработан протокол IPv6, однако он пока малопопулярен. В различных непересекающихся локальных сетях адреса могут повторяться, и это не является проблемой, так как доступ в другие сети происходит с применением технологий, подменяющих или скрывающих адрес внутреннего узла сети за её пределами — NAT или прокси дают возможность подключить ЛВС к глобальной сети (WAN). Для обеспечения связи локальных сетей с глобальными применяются маршрутизаторы (в роли шлюзов и файрволов).

 

Конфликт IP адресов  — распространённая ситуация в локальной  сети, при которой в одной IP-подсети оказываются два или более компьютеров с одинаковыми IP-адресами. Для предотвращения таких ситуаций и облегчения работы сетевых администраторов применяется протокол DHCP, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.

 

 

LAN и VPN

 

Связь с удалённой  локальной сетью, подключенной к  глобальной сети, из дома/командировки/удалённого офиса часто реализуется через VPN. При этом устанавливается VPN-подключение  к пограничному маршрутизатору.

 

Особенно популярен  следующий способ организации удалённого доступа к локальной сети:

Обеспечивается  подключение снаружи к маршрутизатору, например по протоколу PPPoE, PPTP или L2TP (PPTP+IPSec).

Так как в  этих протоколах используется PPP, то существует возможность назначить абоненту IP-адрес. Назначается свободный (не занятый) IP-адрес из локальной сети.

Маршрутизатор (VPN, Dial-in сервер) добавляет proxyarp — запись на локальной сетевой карте для IP-адреса, который он выдал VPN-клиенту. После этого, если локальные компьютеры попытаются обратиться напрямую к выданному адресу, то они после ARP-запроса получат MAC-адрес локальной сетевой карты сервера и трафик пойдёт на сервер, а потом и в VPN-туннель.         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Беспроводная сеть (WiFi)

 

WiFi - Wireless Fidelity

      WiFi - это промышленное название технологии беспроводного обмена данными, относящееся к группе стандартов организации беспроводных сетей IEEE 802.11. В некоторой степени, термин Wi-Fi является синонимом 802.11b, поскольку стандарт 802.11b был первым в группе стандартов IEEE 802.11 получившим широкое распространение. Однако сегодня термин Wi-Fi в равной степени относится к любому из стандартов 802.11b, 802.11a, 802.11g и 802.11n.

      Wi-Fi Alliance занимается аттестацией  Wi-Fi продукции, что позволяет гарантировать, что вся 802.11 продукция, поступающая на рынок, соответствует спецификации стандарта. К сожалению, стандарт 802.11a, использующий частоту 5ГГц, не совместим со стандартами 802.11b/g, использующим частоту 2,4ГГц, поэтому рынок Wi-Fi продукции остается фрагментированным. Для нашей страны это неактуально, поскольку для использования аппаратуры стандарта 802.11а, требуется специальное разрешение и она не получила здесь широкого распространения, к тому же подавляющее большинство устройств, поддерживающих стандарт 802.11a, поддерживают также и стандарт 802.11b или 802.11g, что позволяет считать относительно совместимыми все продаваемые в данный момент WiFi устройства. Новый стандарт 802.11n поддерживает обе эти частоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Вычислительный эксперимент

 

Для реализации задания нам потребуется:

- Wi-Fi-роутер

- Концентратор (хаб)

- Wi-Fi-антенны

- витая пара

 

 

 

 

          Wi-fi Рисунок 7

 

          Витая пара

 

Хаб

 

Wi-fi-роутер

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики оборудования

 

Сетевой концентратор D-Link DES-1005D/E 5port 10/100 Fast Ethernet Switch (хаб)

Таблица 5

Описание	Неуправляемый настольный коммутатор
Протоколы	CSMA/CD
Метод коммутации	Store-and-forward
Uplink	Порт MDI uplink
Скорость	Все порты - 10/100 Мбит/с
MAC Address Table	4K на устройство
Буфер	1 Мб на устройство
Соответствие  стандартам	IEEE 802.3, IEEE 802.3u, ANSI/IEEE 802.3 NWay auto-negotiation
Блок питания	Внешний
Потребление энергии	18 ватт
Размеры внешние	171 x 98 x 29 мм

Wi-fi роутер 3220 Power King 

Таблица 6

Скорость (Мбит/c)	54
Выходная мощность (дБм)	27
Количество Ethernet портов	4
Количество  внешних антенн	1
Коэффициент усиления (дБи)	8
Радиус действия в помещении (м)	1000
Частота (Ггц)	2,4
Чувствительность 802.11b	80

 

 

Wi-fi антенна TP-Link TL-ANT2405CL внутренняя всенаправленная

Таблица 7

Частотный диапазон	2.4ГГц — 2.5ГГц
Поляризация	Линейно-вертикальная
Излучение	Всенаправленное
Коэффициент усиления	5dBi
Разъем	SMA в цилиндрической оправке/reverse
Коэффициент стоячей  волны по напряжению (КСВН, VSWR)	Максимум 1.92
Волновое сопротивление	50 Ом
Безопасность  и Излучение	RoHS
Рабочая влажность	10%~90% без конденсации
Влажность хранения	5%~90% без конденсации
Рабочая температура	-10℃~60℃
Температура хранения	-40℃~80℃
Габариты	13 x 190 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

Для проведения Сети в офисном помещении нам  потребовалось:

- Wi-Fi-роутер (1 шт)  4 800 руб

- Концентратор (хаб)  (3 шт) 430 руб

- Wi-Fi-антенны (15 шт)  15*199=2 985 руб

      - витая пара (360 м) 360*20=7 200 руб

Итого:

4 800+1350+2 985+7 200=16 315 руб (без учета вызова настройщика для wi-fi)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

 

1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд., Олифер В. Г., Олифер Н. А.
2. Компьютерные сети. Учебный курс. Пер. с англ. М.,: Русская редакция, ТОО Channel Trading Ltd., 1997.- 696 с.
3. Беспроводные сети Wi-Fi, Пролетарский А. В., Баскаков И. В., Чирков Д. Н., БИНОМ. Лаборатория знаний,2007, 178 с.
4. Локальные вычислительные сети, Чекмарев Ю. В., ДМК Пресс, 2009, 200 с.
5. Стандарты вычислительных сетей. Взаимосвязи сетей. Справочник, В. К. Щербо, 2010, 170 с.