Организация КСК

Лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

 

              КР-02069964-100101-01-13 

Содержание

 

Введение                                                                                                                       5

1 Общее значение сетей, их преимущества          6

2 Архитектура Сети                                                      8

3 Выбор топологии Сети           11

4 Описание проектируемой сети          12

5 Расчет задержек в сети           14

6 Расчет сокращений межкадровых интервалов                 15

7 Выбор  коммутационного оборудования        16

Заключение                                                                                                                 19

Список использованных источников                                                                       20

Приложение А              21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Локальные вычислительные сети - это сети, предназначенные  для обработки, хранения и передачи данных. На сегодняшний день трудно представить работу современного офиса  без локальной вычислительной сети (ЛВС, LAN – Local Area Network), без информационно-вычислительной сети сейчас не обходится не одно предприятие. Локальная вычислительная сеть  (ЛВС) представляет собой логически разделенную на структурные подсистемы  кабельную систему здания или группы зданий, которая включает в себя кабельную локальную сеть, активное сетевое оборудование, серверы и рабочие станции.

Функциональное  назначение локальной вычислительной сети – создание единого информационного  пространства организации.

Цель  данной работы – изучить основы строения структурированной локальной  системы и применить знания на практике – спроектировать локальную  сеть для здания. Так же – изучить  основы функционирования СКС.

 

 

1 Общее назначение сетей, их преимущества

 

Информационные  технологии занимают важную часть в  современном обществе. Особенно их влияние ощущается в различных  отраслях человеческой жизнедеятельности  – делопроизводстве, проектировании, работе практически любого предприятия и офиса.

Современный офис или уже практически любую  организацию невозможно представить  без структурированной локальной  кабельной сети и без возможности  выхода в интернет. СКС повышает эффективность работы предприятия, налаживания контактов с поставщиками/пользователями услуг, позволяет связываться деловым  партнерам с разных точек планеты  и решать различные задачи, открывает  широкие возможности обмена данными  и т.п. Т.е. – играет важную роль в  современном информационном обществе.

ВС обеспечивает:

- Высокоскоростную многоуровневую коммутацию;

- Контроль и разграничение доступа к сетевым ресурсам;

- Доступ к локальным сетевым устройствам (принтеры, сканеры…);

- Доступ к сети Интернет.

На данный момент развитие сетевых технологий позволяет реализовать информационные сети самых различных конфигураций и вычислительных мощностей. Это  связано с различными способами  передачи информационных потоков: по витой  паре, по оптоволокну, по выделенному  радиоканалу. Также это связано  с большим разнообразием активного  коммутационного оборудования, которое  применяется для локальных и  глобальных связей.

Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных  и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.

Все ЛВС  работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей - в стандарте  Open Systems Interconnection (OSI).

В зависимости  от территориального расположения абонентских  систем вычислительные сети можно разделить  на три основных класса:

• глобальные сети (WAN – Wide Area Network);
• региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);
• локальные сети (LAN – Local Area Network).

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой  территории. В настоящее время  не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов. Обычно такая сеть привязана к  конкретному месту. Протяженность  такой сети можно ограничить пределами 2 – 2,5 км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Архитектура СКС

Состав  основных элементов в сети зависит  от ее архитектуры. Архитектура – это концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочих станций в сети. Она предусматривает логическую, функциональную и физическую организацию технических и программных средств сети. Архитектура определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, они могут выступать в трех разных ролях:

1.  Компьютер, занимающийся исключительно  обслуживанием запросов других  компьютеров, играет роль выделенного  сервера сети (рис. 1.4).

2.  Компьютер, обращающийся с  запросами к ресурсам другой  машины, играет роль узла-клиента  (рис. 1.5).

3.  Компьютер, совмещающий функции  клиента и сервера, является  одноранговым узлом.

Сеть может быть построена по одной из трех схем:

·   сеть на основе одноранговых узлов – одноранговая сеть;

·   сеть на основе клиентов и  серверов – сеть с выделенными  серверами;

·   сеть, включающая узлы всех типов  – гибридная сеть.

Каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки, определяющие их области применения.

В нашем случаи сеть построена на основе одноранговых узлов, т.е. одноранговая сеть.

Рисунок 1 – Одноранговая архитектура

Одноранговая архитектура (peer-to-peer architecture) – это концепция информационной сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем системам. Данная архитектура характеризуется тем, что в ней все системы равноправны.

К одноранговым сетям относятся малые сети, где любая рабочая станция может выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей станции. В одноранговых ЛВС дисковое пространство и файлы на любом компьютере могут быть общими. Чтобы ресурс стал общим, его необходимо отдать в общее пользование, используя службы удаленного доступа сетевых одноранговых операционных систем. В зависимости от того, как будет установлена защита данных, другие пользователи смогут пользоваться файлами сразу же после их создания. Одноранговые ЛВС достаточно хороши только для небольших рабочих групп.

Одноранговые ЛВС являются наиболее легким и дешевым типом сетей для установки. При соединении компьютеров, пользователи могут предоставлять ресурсы и информацию в совместное пользование.

Одноранговые сети имеют следующие преимущества:

-    они легки в установке и  настройке;

-    отдельные ПК не зависят от  выделенного сервера;

-    пользователи в состоянии контролировать  свои ресурсы;

-    малая стоимость и легкая эксплуатация;

-    минимум оборудования и программного  обеспечения;

-    нет необходимости в администраторе;

-    хорошо подходят для сетей  с количеством пользователей,  не превышающим десяти.

Проблемой одноранговой архитектуры является ситуация, когда компьютеры отключаются от сети. В этих случаях из сети исчезают виды сервиса, которые они предоставляли. Сетевую безопасность одновременно можно применить только к одному ресурсу, и пользователь должен помнить столько паролей, сколько сетевых ресурсов. При получении доступа к разделяемому ресурсу ощущается падение производительности компьютера. Существенным недостатком одноранговых сетей является отсутствие централизованного администрирования.

Использование одноранговой архитектуры не исключает применения в той же сети также архитектуры терминал-главный компьютер или архитектуры клиент-сервер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Выбор топологии Сети

 

Для организации  офисных сетей и сетей предприятий  чаще всего применяется звездообразная топология.

Сеть  будет построена по топологии - звезда, и по распространенной в наше время  технологии Ethernet. Преимущества топологии "звезда":

•  Недорогой  кабель и быстрая установка.

•  Легкое объединение рабочих групп.

•  Простое  расширение сети.

• Использования коммутатора или моста улучшает производительность "поперек" сети.

•  Неисправность  одного узла не приводит к остановке  работы всей сети.

• Кабельная система обеспечивает подачу сигнала на контрольные лампы концентратора, что позволяет легко проводить диагностику и определять неисправные узлы.

В центре каждой "звезды" - концентратор или  коммутатор, который непосредственно  соединен с каждым отдельным узлом  сети через кабель часто называемый "витой парой". Кабель соединяет сетевой адаптер с ПК, с одной стороны, с концентратором или коммутатором - с другой. Устанавливать сеть с топологией "звезда" просто и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора. Однако имеется ограничение по числу узлов: сеть может иметь максимум 1024 узла. Рабочая группа, созданная по схеме "звезда", может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.

Рисунок 2 – Топология звезда

4 Описание проектируемой сети

 

Спроектировать сеть небольшой организации «Агрострой», занимающего площадь  в 230 м². В распоряжении фирмы 6 ПК. 2 ПК – рабочие места менеджера, 1 ПК находится в распоряжении руководителя, 1 ПК занимает бухгалтер-кассир, 1 ПК в кабинете главного бухгалтера, 1 ПК – рабочее место администратора сети. Для проектируемой сети используется топология «звезда».

Рисунок 3 –  Организация сети

 

Длину кабеля, необходимой для нашей локальной  сети рассчитаем по следующей формуле: Lcp =(Lmax+Lmin)/2,

где Lmin и Lmax – соответственно длины кабельной трассы от точки размещения маршрутизатора до информационного разъема самого близкого и самого далекого рабочего места, посчитанные с учетом технологии прокладки кабеля, всех спусков, подъемов, поворотов и особенностей здания. 
Минимальная длина кабеля от коммутатора до самого близкого рабочего места составляет 4 метра, максимальная длина кабеля до самого дальнего рабочего места составляет 60 м.

Соответственно, получаем Lср = (4+60)/2, Lср=32 м. Средняя длина не должна превышать 90 метров, это условие выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет задержки в сети

 

Для упрощения  расчетов PDV (Удвоенная задержка распространения  сигнала) обычно используются справочные данные, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и в различных  физических средах. Таблица 1.

Таблица 1

Тип сегмента	База левого сегмента	База промежуточного сегмента	База правого сегмента	Задержка среды на 1 м	Максимальная длина сегмента
10Base-5	11.8	46.5	169.5	0.0866	500
10Base-2	11.8	46.5	169.5	0.1026	185
10Base-T	15.3	42.0	165.0	0.113	100
10Base-FB	-	24.0	-	0.1	2000
10Base-FL	12.3	33.5	156.5	0.1	2000
FOIRL	7.8	29.0	152.0	0.1	1000
AUI (> 2 м)	0	0	0	0.1026	2+48

Рассчитаем  значение PDV для нашего случая.

Левый сегмент 1: 15.3 + 4 м × 0.113 = 15,752

Правый  сегмент 6: 165 + 60 × 0.113 = 171,78

Сумма всех составляющих дает значение PDV, равное 187,532.

Так как  значение PDV меньше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по величине максимально возможной  задержки оборота сигнала.

6 Расчет сокращения межкадровых интервалов

 

Для расчета PVV (Path Variability Value) также можно воспользоваться табличными значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред

(Таблица 2).

Таблица 2

Тип сегмента	Передающий сегмент	Промежуточный сегмент
10Base-5 или 10Base-2	16	11
10Base-FB	-	2
10Base-FL	10.5	8
10Base-T	10.5	8

 

В соответствии с этими данными рассчитаем значение PVV для нашего примера.

Левый сегмент 1 10Base-T: дает сокращение в 10.5 битовых  интервалов

Сумма этих величин дает значение PVV, равное 10.5, что меньше предельного значения в 49 битовых интервалов.

В результате, приведенная в примере сеть по всем параметрам соответствует стандартам Ethernet.

 

 

 

 

 

7 Выбор коммутационного оборудования

 

При выборе между коммутатором и концентратором предпочтительнее использовать коммутатор (switch).

В отличие  от коммутатора, концентратор «не знает», к какому порту подключен тот или иной компьютер и, когда один из компьютеров передает пакет, то концентратор повторяет этот пакет на все свои порты. Каждый компьютер сети получает этот пакет и проверяет наличие своего IP-адреса в заголовке этого пакета. Если IP-адрес назначения не совпадает с IP-адресом компьютера, который принял этот пакет, то пакет просто игнорируется. Коммутатор же передает пакет только на тот порт, к которому подключен адресат. Благодаря этому, помимо повышения безопасности, снижается нагрузка на сеть.

Стоимость организации сети Fast Ethernet будет примерно такой же, что и Ethernet (10Base-T), поэтому предпочтительнее использовать именно Fast Ethernet. 

Для организации  Fast Ethernet нам понадобится следующее оборудование:

–  Сетевые адаптеры Fast Ethernet по количеству компьютеров в подразделениях

– Коннекторы RJ-45 – в два раза больше, чем количество компьютеров.

– Кабель «витая пара»

– Коммутатор с количеством портов больше и равным количеству компьютеров, 8-портовый или более.

– Инструмент для обжимки витой пары.

В качестве коммутаторов будут использоваться 10/100-мегабитные   коммутаторы фирмы D-Link. Выбор фирмы-производителя обусловлен оптимальным соотношением цена/качество. Кабель - используется как экранированный (FTP), так и неэкранированный (UTP).

Аргументы при выборе типа кабеля

неэкранированная  витая пара UTP

ЗА

• доступность по цене;

• доступность инструментов для установки разъемов (RJ-45);

• удобство прокладки кабеля (гибкий);

• относительная простота ремонта при повреждении;

• поддержка перспективных высокоскоростных сетей (Fast и Gigabit Ethernet) при использовании кабеля категории 5 или выше.

ПРОТИВ

• относительно низкая устойчивость к электромагнитным помехам;

• сравнительно малые допустимые расстояния кабельных соединений, особенно для высокоскоростных сетей;

• невозможность использования во внешних участках соединений (между зданиями).

экранированная  витая пара FTP (экран из фольги)

ЗА

• практическая нечувствительность к внешним электромагнитным помехам и отсутствие собственного излучения;

• поддержка перспективных высокоскоростных сетей.

ПРОТИВ

• относительно высокая цена кабеля;

• сложность установки (требуется специальный инструмент и высокая квалификация персонала);

• низкая ремонтопригодность;

• чувствительность к воздействиям факторов окружающей среды.

Сетевые адаптеры.

Сетевой адаптер Trendnet TE100-PCIWN Fast Ethernet 10/100 PCI

Сетевой контроллер

Чип Realtek RTL8139D

Шина 32-bit PCI 2.2

Топология сети 10BASE-T/100BASE-TX

Разъемы RJ-45

Поддерживаемые  стандарты IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE ANSI/802.3

Индикаторы Link, Activity

Производитель TRENDware International, Inc

Коммутаторы.

Настраиваемые коммутаторы - это коммутаторы, которые  позволяют пользователю производить некоторые настройки, например конфигурирование VLAN. Могут быть и управляемыми и неуправляемыми. Пример неуправляемых, но настраиваемых коммутаторов - серия DES-12xx.

Неуправляемые коммутаторы - коммутаторы, которые не поддерживают управление по протоколам сетевого управления как SNMP. При этом неуправляемые коммутаторы могут быть настраиваемыми. Неуправляемые и не настраиваемые коммутаторы это DES-1005, DES-1008 и т.п.

Управляемые коммутаторы поддерживают протоколы  сетевого управления и могут управляться  по сети с использованием специального программного обеспечения как D-Link DView, HP Openview. К ним относятся DES-21xx, DES-3xxx и выше, DGS-3xxx и выше

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В рамках курсового  проекта мною был составлен проект кабельной системы (СКС) для небольшого предприятия «Агрострой». СКС соответствует принятым международным стандартам (ANSI/TIA/EIA-568-A и ISO/IEC11801).

Для построения сети передачи данных в проекте применяется  топология типа «звезда» с центром  в роли коммутатора. В проекте предоставлены   необходимые расчеты, спецификация оборудования и материалов, необходимых для построения СКС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

 

1. The Cabletron Systems Guide to Local Area Networking, "Cabletron Systems 

Ltd.", 2007, s.2, p.3.

2. Интеллектуальные здания. Проектирование и эксплуатация

информационной  структуры., пер. с англ., "Сети МП", 2009, с.90.

3. С.К.Стрижаков, Современные кабельные системы, "PC Magazine/Russian

Edition", декабрь 2010, сЛ66.

4. А.Чернобровцев, Интеллектуальное здание компании "Анкей",
5. Международный стандарт ISO/TEC 11801:1995(E).

     6. http://www.tower.ru

     7. И.Г. Смирнов. «Структурированные кабельные системы». Москва, 2011г

     8. А. Б. Семенов, С. К. Стрижаков, П. А. Самарский. «Структурированная

     9. Кабельная Система АйТи-СКС». Москва, 2008г.

     10. А. Б. Семенов, С. К. Стрижаков, И.Р. Сунчелей. «Структурированные

Кабельные Системы» Москва, 2007.

     11. http://www.bolid.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение А

Сравнительная характеристика четырехпарных горизонтальных кабелей

Тип кабеля UTP STP S-UTP S-UTP S-STP Кат. 5 Кат. 6 Пленочный экран Комбинированный экран Масса, кг/км 30-33 34-37 42 49 65-85 82-88 Внешний диаметр, мм 4.9 5.2 5.4 6.2 7.6 8.0 Рабочий диапазон  температур, С -20 - +60, +70 Радиус изгиба, мм 30-35 35-40 40-45