Проектирование локальной вычислительной сети

 

В результате проведенных расчетов необходимая  длина кабеля составляет 1894 м. Для  укладки кабеля потребуется 336 м  короба.

3.4 Спецификация оборудования  вычислительной сети проводного  доступа

 

В таблице 4 приведен состав и характеристики оборудования необходимого для создания сети.

 

Таблица 4 – Состав и характеристики оборудования

Название	Количество	оборудование
Кабель	2275/2191/1894 м	Витая пара
Коммутатор	2/3/4	D-Link DES-1210-52 Web Smart
Короб	405/401/336	Пластиковый

 

3.5 Расчет параметров среды передачи вычислительной сети

3.5.1 Расчет пропускной способности  вычислительной сети

 

Эффективная (полезная) пропускная способность  – это средняя скорость передачи пользовательских данных, т.е. данных содержащихся в поле данных каждого пакета. Номинальная – это скорость передачи всех данных.

Для сетей Fast Ethernet кадр max длины состоит из 1526 байт или 12208 бит. Он содержит 8 байт преамбулы, 14 байт служебной информации, 1500 байт пользовательских данных и 4 байт контрольной суммы.

При номинальной пропускной способности 100 Мбит/с, время передачи кадра mах длины равно 122,08 мкс. По стандарту между кадрами должна быть технологическая пауза в 0,96 мкс. Поэтому период повторения кадров Рр рассчитывают по следующей формуле (1) [8]:

 

Рр = tp + Tp,

(1)

 

где tp – время передачи кадра, мкс;

Тр – технологическая пауза, мкс

 

Рр=122,08+0,96=123,04 мкс

Эффективность пропускной способности сети Fast Ethernet Ер рассчитывают по следующей формуле (2) [8]:

 

Eр = (Dр*8)/Рр,

(2)

 

где Dp – длина пользовательских данных, байт;

Pp – период повторения кадров, мкс.

Отсюда, эффективная пропускная способность  сети при использование кадров mах длины составляет:

 

Ер=(1500*8)/123,04=97,52 Мбит/с

 

Таким образом, в сети Fast Ethernet полезная пропускная способность составляет 97,52 Мбит/с.

3.5.2 Расчет степени использования  канала

 

Под степенью использования канала понимают отношение эффективной пропускной способности канала к его номинальной  пропускной способности и рассчитывают по следующей формуле (3) [8]:

 

S= Ep/Np,

(3)

 

где Np – номинальная пропускная способность канала, Мбит/с;

Еp – эффективная пропускная способность канала, Мбит/с.

 

Как видно из формул 5 и 6, наибольшая эффективность достигается при передаче кадра максимальной длины:

 

S = 97,52/100 = 0,9752%

3.5.3 Расчёт запаса для окна коллизий

 

Минимальный размер кадра в сетях Fast Ethernet составляет 64 байта или 512 бит. Время передачи кадра минимальной длины (или время канала) определяется как отношение длины кадра к битовой скорости. Для сети Fast Ethernet эта величина равна 5120 нс.

Для обнаружения коллизии необходимо, чтобы  общая задержка распространения сигнала для кругового маршрута была меньше времени канала. Задержку можно найти как суммарную задержку для наибольшего маршрута. Она складывается из задержек сетевых адаптеров, концентраторов и среды передачи и вычисляется по следующей формуле (4) [8]:

 

,

(4)

 

где З – удвоенная задержка, вносимая элементом;

n – количество элементов.

Удвоенная задержка, вносимая кабелем UTP 5 категории на метр длинны, составляет 1,112 бит/м. Задержка, вносимая SW, – 140 бит. Два сетевых адаптера вносят задержку – 100 бит.

В моем проекте имеется два SW, и расстояние между двумя самыми удаленными ПК составляет 80 м.

Следовательно, подставив все соответствующие  значения в формулу (1), мы получаем:

 

= 1,112*80+140*2+100=468,96 бит.

 

Это соответствует допустимому значению для Fast Ethernet.

3.6  Разработка беспроводной  вычислительной сети на базе  технологий Wi-Fi

3.6.1 Технология Wi-Fi

 

Wi-Fi – это популярный термин, обозначающий высокочастотную беспроводную локальную сеть (WLAN) [17]. Технология Wi-Fi стремительно набирает популярность во многих компаниях как альтернатива сети, построенной при помощи кабелей и проводов. Wi-Fi предлагает своим пользователям свободу перемещения. Провода, приковывавшие людей к их рабочему столу, больше не нужны. Технология Wi-Fi позволяет передавать информацию в сети при помощи радиосигнала. По сути, этот сигнал почти ничем не отличается от радиосигнала, принимаемого сотовым телефоном. Wi-Fi был создан в 1991 NCR Corporation/AT&T (в последствии Lucent и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с.[10]

Wi-Fi может использоваться для распространения сигнала в квартире или конференц-зале, или на расстояние в несколько километров. Как правило, одна точка доступа может обеспечить радиус действия до 100-200 метров. Помимо домашних и офисных сетей, Wi-Fi получил широкое распространение в сфере организации публичного доступа в Интернет. Hot-spot отражает сам принцип развертывания таких сетей - в виде «пятен», определяется обычно параметрами базовой станции даёт любому возможность подключиться к сети при помощи своего ноутбука, карманного компьютера или смартфона, оснащённого Wi-Fi-адаптером.

Чтобы подключиться к Wi-Fi, прежде всего, необходим компьютер со встроенным или дополнительно приобретённым Wi-Fi-адаптером. Большинство выпускаемых сейчас ноутбуков оснащены встроенным беспроводным адаптером; для остальных существует PCMCIA-адаптер беспроводной сети размером чуть больше кредитной карты. Нужно лишь оказаться в зоне действия Hot-spot, и адаптер автоматически найдёт точку доступа, о чём сообщит Вам индикацией беспроводного соединения.

Поскольку Wi-Fi стремительно вышел на уровень бытовых приложений, то это очень дешевая технология. На современном рынке бытовой электроники базовая станция Wi-Fi стоит 100 – 200 долларов США, и цены постоянно снижаются [1,5].

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — стандарт на оборудование Wireless LAN. Wi-Fi – это протокол беспроводной передачи данных, помогающий соединить n-ное количество компьютеров в сеть, либо подключить их к интернету, с малым радиусом действия, использующий радиоволны.

Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность»).

Wireless Local Area Network (WLAN) - это вид локальной вычислительной сети, использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные радиоволны, а не кабельные соединения. Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определённых условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi.

Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или hot-spot [13].

3.6.2 Сетевое оборудование точки доступа

 

Точка доступа Mikrotik RB751U-2HnD идеально подходит для использования в небольших офисах, коттеджах, и для организации игровой сети дома. Высокую производительность этой точки обеспечивает мощный процессор Atheros AR7241 400MHz CPU, повышенный радиус действия гарантирует роадиомодуль высокой мощности в 1000мВт.

 

В таблице 5 представлены технические характеристики точки доступа Mikrotik RB751U-2HnD.

 

Таблица 5 – Технические характеристики

Наименование	Характеристика
1	2
Стандарт	MIMO 802.11 b/g/n
Дальность	1 км
Мощнсть	1000 мВатт
Тип	Внутренние
Скорость	300 Мбит/с
Частота	2,4 ГГц
Процессор:	Atheros AR7241 400MHz CPU
Память:	32MB SDRAM
Data storage	64MB на чипе памяти NAND
Ethernet порты	1 x (10/100 Mbit/s) Fast Ethernet
Радиоинтерфейс	2GHz 802.11 b/g/n dual chain
Питание:	через Ethernet: 8-30V DC on Ether1 (Non 802.3af)  Power Jack: 8..30V DC
Размеры:	113мм x 138мм x 39мм
Рабочая температура:	От -20°C до +50°C
Рабочая влажность:	До 70% относительной влажности без  конденсации
ОС	Mikrotik RouterOS Level 4

 

В таблице 6 представлены технические характеристики встроенного wi-fi интерфейса точки доступа Mikrotik RB751U-2HnD

 

Таблица 6 – Технические характеристики встроенного wi-fi интерфейса

Наименование	Характеристика
1	2
Стандарт	802.11b/g/ n
Чувствительность:	802.11g: -96dBm @ 6Mbit/s to -81dBm @ 54Mbit/s  802.11n: –96 dBm @ MCS0 to –78 dBm @ MCS7

 

Продолжение таблицы 6
1	2
Мощность передатчика:	802.11g: 30dBm @ 6Mbps to 27dBm @ 54 Mbps 802.11n: 30dBm @ MCS0 to 26dBm @ MCS7
Модуляция	OFDM: BPSK, QPSK, 16 QAM, 64QAM  DSSS: DBPSK, DQPSK, CCK
Антенна	2x2 MIMO, максимальное усиление 2.5dBi; внешний MMCX разъём

3.6.3 Оборудование базовой станции

 

Базовая станция AP RB411AH/R52H на материнской плате Routerboard MikroTik RB 411AH с радиокартой R52H , наиболее популярное решение для создания точек доступа (хот-спотов) до 100 абонентов, и как клиентское устройство с расширенными возможностями управления.

3.7 Спецификация оборудования  вычислительной сети беспроводного  доступа

 

В таблице 7 представлена спецификация оборудования корпоративной вычислительной сети беспроводного доступа

 

Таблица 7 – Специфика оборудования беспроводного доступа

Название	Количество	Оборудование
Базовая станция	1	AP RB411AH/R52H
Точка доступа	1	Mikrotik RB751U-2HnD
Сетевой адаптер	70	Ubiquiti WifiStation EXT

 

3.8 Расчет экономических показателей проекта

3.8.1 Затраты на построение сети с 2 коммутаторами

 

В таблице 8 приведена смета затрат на создание сети для варианта с 2 коммутаторами.

 

Таблица 8 – Затраты для варианта с 2 коммутаторами

Наименование	Кол-во	Цена за ед., руб.	Стоимость, руб.
1	2	3	4
Коммутатор	2 шт.	22860	45720
Кабель «витая пара»	2275 м	7	15925
Продолжение таблицы 8
1	2	3	4
Короб	405 м	19	7694
Итого, руб.:			69340

3.8.2 Затраты на построение сети с 3 коммутаторами

 

В таблице 9 приведена смета затрат на создание сети для варианта с 3 коммутаторами.