Проектирование локальной вычислительной сети

Задержка распространения сигнала  в оптоволоконном кабеле не сильно отличается от задержки в электрических  кабелях. Типичная величина задержки для  наиболее распространенных кабелей  составляет около 4-5 нс/м. [13]

 

2.2.4 Wi-Fi

 

Схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа (AP, от англ. access point) и не менее одного клиента. Точка доступа передаёт свой SSID (англ. Service Set IDentifier, Network name — идентификатор сети, сетевое имя) с помощью специальных пакетов, называемых сигнальными пакетами, передающихся каждые 100 мс. Сигнальные пакеты передаются на скорости 1 Mбит/с и обладают малым размером, поэтому они не влияют на характеристики сети. Так как 1 Mбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi, то клиент, получающий сигнальные пакеты, может быть уверен, что сможет соединиться на скорости не менее, чем 1 Mбит/с. Зная параметры сети (то есть SSID), клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. Программа, встроенная в Wi-Fi карту клиента, также может влиять на подключение. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID программа может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения и роуминга. В этом преимущество Wi-Fi, хотя оно означает, что один из адаптеров может выполнять эти действия гораздо лучше другого. Последние версии операционных систем содержат функцию, называемую zero configuration, которая показывает пользователю все доступные сети и позволяет переключаться между ними «на лету». Это означает, что роуминг будет полностью контролироваться операционной системой. Wi-Fi передаёт данные в эфире, поэтому он обладает свойствами, сходными с некоммутируемой ethernet-сетью, и для него могут возникать такие же проблемы, как при работе с некоммутируемыми ethernet-сетями.[11]

Преимущества Wi-Fi:

• позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями;
• позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам;
• Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi;
• излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на два порядка (в 100 раз) меньше, чем у сотового телефона.[9]

Недостатки Wi-Fi:

• в диапазоне 2.4 GHz работает множество устройств, таких как устройства, поддерживающие Bluetooth, и др, и даже микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимость.
• реальная скорость передачи данных в Wi-Fi сети всегда ниже максимальной скорости, заявляемой производителями Wi-Fi оборудования. Реальная скорость зависит от многих факторов: наличия между устройствами физических преград (мебель, стены), наличия помех от других беспроводных устройств или электронной аппаратуры, расположения устройств друг относительно друга и т.п.;
• количество одновременно-наблюдаемых Wi-Fi сетей в одной точке не может быть больше количества используемых каналов, т.е. 13 каналов/сетей в России (данное ограничение всё чаще ощущается в многоквартирных домах);
• частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Россия, Беларусь и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора;
• как было упомянуто выше — в России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с эффективной изотропно-излучаемой мощностью (ЭИИМ), превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации;
• стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломандаже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне 2004 года сделало доступной более безопасную схему, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкий пароль, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например VPN) для защиты от вторжения. На данный момент основным методом взлома WPA2 является подбор пароля, поэтому рекомендуется использовать сложные цифро-буквенные пароли для того, чтобы максимально усложнить задачу подбора пароля;
• в режиме ad-hoc стандарт предписывает лишь реализовать скорость 11 Мбит/сек (802.11b). Шифрование WPA(2) недоступно, только легко-взламываемый WEP.[9]

 

 

3 Практическая часть

3.1 Разработка логической  схемы вычислительной сети

 

На рисунке 4 изображена логическая схема вычислительной сети для варианта с 2 коммутаторами.

 

 

Рисунок 4 – Логическая схема для варианта с 2 коммутаторами

На рисунке  5 изображена логическая схема вычислительной сети для варианта с 3 коммутаторами.

 

 

Рисунок 5 – Логическая схема для варианта с 3 коммутаторами

На рисунке  6 изображена логическая схема вычислительной сети для варианта с 4 коммутаторами.

 

Рисунок 6 – Логическая схема для варианта с 4 коммутаторами

3.2 Разработка структурной  схемы вычислительной сети

 

На рисунке  7 изображена структурная схема вычислительной сети для варианта с 2 коммутаторами 1 этажа.

 

 

Рисунок 7 – Структурная схема для варианта с 2 коммутаторами 1 этажа

На рисунке  8 изображена структурная схема вычислительной сети для варианта с 2 коммутаторами 2 этажа.

 

 

Рисунок 8 – Структурная схема для варианта с 2 коммутаторами 2 этажа

На рисунке  9 изображена структурная схема вычислительной сети для варианта с 3 коммутаторами 1 этажа

 

 

Рисунок 9 – Структурная схема для варианта с 3 коммутаторами 1 этажа

На рисунке  10 изображена структурная схема вычислительной сети для варианта с 3 коммутаторами 2 этажа.

 

Рисунок 10 – Структурная схема для варианта с 3 коммутаторами 2 этажа

 

На рисунке  11 изображена структурная схема вычислительной сети для варианта с 4 коммутаторами 1 этажа.

 

 

Рисунок 11 – Структурная схема для варианта с 4 коммутаторами 1 этажа

 

На рисунке  12 изображена структурная схема вычислительной сети для варианта с 4 коммутаторами 2 этажа.

 

Рисунок 12 – Структурная схема для варианта с 4 коммутаторами 2 этажа

 

 

3.3 Расчет длины кабеля и короба

3.3.1 Вариант сети с 2 коммутаторами

 

При построении сети с 2 коммутаторами  будем использовать коммутатор D-Link DES-1210-52 Web Smart 48x10/100Mbps+4x10/100/1000Mbps(2xSFP). В таблице 1 приведен расчет длины кабеля для варианта с 2 коммутаторами.

 

Таблица 1 – Расчет длины кабеля для варианта с 2 коммутаторами

Вид соединения	Длина кабеля, cм.
1	2
Server-Switch1	100
Switch1-PC1	5890
Switch1-PC2	4810
Switch1-PC3	4492,5
Switch1-PC4	3740
Switch1-PC5	3462,5
Switch1-PC6	2800
Switch1-PC7	3082,5
Switch1-PC8	3432,5
Switch1-PC9	2450
Switch1-PC10	1990
Switch1-PC11	1752,5
Switch1-PC12	700
Switch1-PC13	450
Switch1-PC14	1322,5
Switch1-PC15	2270
Switch1-PC16	3030
Switch1-PC17	3512,5
Switch1-PC18	3917,5
Switch1-PC19	3842,5
Switch1-PC20	4432,5
Switch1-PC21	4180
Switch1-PC22	4280
Switch1-PC23	190
Switch1-PC24	590
Switch1-PC25	1090
Switch1-PC26	1870
Switch1-PC28	1970
Switch1-PC29	2830
Switch1-PC30	3142,5
Switch1-PC30	3952,5
Switch1-PC31	4827,5

Продолжение таблицы 1

1	2
Switch1-PC32	4740
Switch1-PC33	4840
Switch1-PC34	5440
Switch1-PC35	6310
Server-Switch2	425
Switch2-PC36	5310
Switch2-PC37	4910
Switch2-PC38	4092,5
Switch2-PC39	4160
Switch2-PC40	4227,5
Switch2-PC41	3230
Switch2-PC42	2782,5
Switch2-PC43	3007,5
Switch2-PC44	3082,5
Switch2-PC45	2090
Switch2-PC46	2637,5
Switch2-PC47	1250
Switch2-PC48	200
Switch2-PC49	150
Switch2-PC50	5532,5
Switch2-PC51	4480
Switch2-PC52	3630
Switch2-PC53	4112,5
Switch2-PC54	3655
Switch2-PC55	3232,5
Switch2-PC56	2320
Switch2-PC57	2050
Switch2-PC58	2042,5
Switch2-PC59	100
Switch2-PC60	590
Switch2-PC61	1847,5
Switch2-PC62	2502,5
Switch2-PC63	2832,5
Switch2-PC64	3927,5
Switch2-PC65	4127,5
Switch2-PC66	4847,5
Switch2-PC67	5527,5
Switch2-PC68	5297,5
Switch2-PC69	5410
Switch2-PC70	6060
Продолжение таблицы 1
1	2
Общая длина, см:	227412,5

 

В результате проведенных расчетов необходимая длина кабеля составляет 2275 м. Для укладки кабеля портебуется 405 м короба.

3.3.2 Вариант сети с 3 коммутаторами

 

При построении сети с 3 коммутаторами  будем использовать D-Link DES-1210-52 Web Smart коммутатор 48x10/100Mbps+4x10/100/1000Mbps(2xSFP). В таблице 2 приведен расчет длины кабеля для варианта с 3 коммутаторами.

 

Таблица 2 – Расчет длины кабеля для варианта с 3 коммутаторами

Вид соединения	Длина кабеля, cм.
1	2
Server-Switch1	400
Switch1-PC1	5590
Switch1-PC2	4510
Switch1-PC3	4192,5
Switch1-PC4	3440
Switch1-PC5	3162,5
Switch1-PC6	2500
Switch1-PC7	2150
Switch1-PC8	1690
Switch1-PC9	1452,5
Switch1-PC10	400
Switch1-PC11	750
Switch1-PC12	490
Switch1-PC24	890
Switch1-PC25	1390
Switch1-PC26	2170
Switch1-PC27	2270
Switch1-PC28	3130
Switch1-PC30	3760
Switch1-PC31	4252,5
Switch1-PC32	5127,5
Switch1-PC33	5040
Switch1-PC34	5140
Switch1-PC35	5740
Server-Switch2	1322,5
Switch2-PC13	3020
Switch2-PC14	2920
Продолжение таблицы 2
1	2
Switch2-PC15	2582,5
Switch2-PC16	2657,5
Switch2-PC17	3572,5
Switch2-PC18	1770
Switch2-PC19	2252,5
Switch2-PC20	1695
Switch2-PC21	1435
Switch2-PC22	710
Switch2-PC23	50
Server-Switch3	725
Switch2-PC36	5010
Switch2-PC37	3910
Switch2-PC38	4602,5
Switch2-PC39	3860
Switch2-PC40	3927,5
Switch2-PC41	2930
Switch2-PC42	2482,5
Switch2-PC43	2782,5
Switch2-PC44	2707,2
Switch2-PC45	1790
Switch2-PC46	2337,5
Switch2-PC47	950
Switch2-PC48	200
Switch2-PC49	150
Switch2-PC50	5832,5
Switch2-PC51	4780
Switch2-PC52	3930
Switch2-PC53	4412,5
Switch2-PC54	3955
Switch2-PC55	3532,5
Switch2-PC56	2620
Switch2-PC57	2350
Switch2-PC58	2342,5
Switch2-PC59	400
Switch2-PC60	890
Switch2-PC61	2147,5
Switch2-PC62	2802,5
Switch2-PC63	3132,5
Switch2-PC64	4227,5
Switch2-PC65	4427,5
Продолжение таблицы 2
1	2
Switch2-PC66	5147,5
Switch2-PC67	5827,5
Switch2-PC68	5597,5
Switch2-PC69	5710
Switch2-PC70	6390
Общая длина, см:	219055

 

В результате проведенных расчетов необходимая  длина кабеля составляет 2191 м. Для  укладки кабеля портебуется 401 м короба.

3.3.3 Вариант сети с 4 коммутаторами

 

При построении сети с 4 коммутаторами  будем использовать D-Link DES-1210-52 Web Smart коммутатор 48x10/100Mbps+4x10/100/1000Mbps(2xSFP).В таблице 3 приведен расчет длины кабеля для варианта с 4 коммутаторами.

 

Таблица 3 – Расчет длины кабеля для варианта с 4 коммутаторами

Вид соединения	Длина кабеля, cм.
1	2
Server-Switch1	500
Switch1-PC1	5440
Switch1-PC2	4385
Switch1-PC3	4067,5
Switch1-PC4	3315
Switch1-PC5	3037,5
Switch1-PC6	2375
Switch1-PC7	2025
Switch1-PC8	1565
Switch1-PC9	1327,5
Switch1-PC10	300
Switch1-PC11	837,5
Switch1-PC12	590

Switch1-PC13	990
Switch1-PC14	2860
Server-Switch2	1647,5
Switch2-PC15	387,5
Switch2-PC16	560
Switch2-PC17	985
Switch2-PC18	1245
Switch2-PC19	1332,5
Switch2-PC20	1802,5
Продолжение таблицы 3
1	2
Switch2-PC21	2207,5
Switch2-PC22	2132,5
Switch2-PC23	2685
Switch2-PC24	2470
Switch2-PC25	2570
Switch2-PC26	2075
Switch2-PC27	1975
Switch2-PC28	2310
Switch2-PC29	2952,5
Switch2-PC30	3432,5
Switch2-PC31	4307,5
Switch2-PC32	4220
Switch2-PC33	4320
Switch2-PC34	4920
Switch2-PC35	5765
Server-Switch3	1187,5
Switch2-PC36	4510
Switch2-PC37	4110
Switch2-PC38	4102,5
Switch2-PC39	3360
Switch2-PC40	3427,5
Switch2-PC41	2430
Switch2-PC42	1982,5
Switch2-PC43	2182,5
Switch2-PC44	2282,5
Switch2-PC45	2967,5
Switch2-PC46	3265
Switch2-PC47	3365
Switch2-PC48	3845
Switch2-PC49	4215
Switch2-PC50	2635
Switch2-PC51	2905
Switch2-PC52	3732,5
Switch2-PC53	1290
Switch2-PC54	1825
Switch2-PC55	450
Switch2-PC56	287,5
Switch2-PC57	637,5
Switch2-PC58	887,5
Switch2-PC59	5205
Продолжение таблицы 3
1	2
Server-Switch4	1377,5
Switch2-PC60	587,5
Switch2-PC61	657,5
Switch2-PC62	1312,5
Switch2-PC63	1642,5
Switch2-PC64	2725
Switch2-PC65	2937,5
Switch2-PC66	3657,5
Switch2-PC67	4325
Switch2-PC68	4552,5
Switch2-PC69	4665
Switch2-PC70	5290
Общая длина, см:	189365