Построение локальной вычислительной сети. 2

2

Министерство образования Российской Федерации

Российский Химико-технологический Университет

им. Д. И. Менделеева

Новомосковский институт

Кафедра "Вычислительная техника и информационные

технологии"

Курсовой проект

по курсу «Локальные вычислительные сети»

Тема: «Построение локальной вычислительной сети»

студент                                                                     

группа:                                                                                    АС-00-3

преподаватель:                                 .,

Новомосковск

Содержание

Введение

1. Задание

2. Деятельность и структура фирмы

3. Характер информации, обрабатываемой в подразделениях

4. Характер программного обеспечения подразделений

5. Расчет требуемой скорости передачи данных в сети

6. Технология построения сети

6.1. Краткий обзор наиболее распространенных технологий

6.2. Выбор и обоснование технологии и топологии построения сети

7. Коммутация логических сегментов сети

8. Разделяемые ресурсы в сети

9. Выбор оборудования

10. Этапы  реализации проекта

10.1. Установка и монтаж сетевого оборудования

10.1.1. Прокладка кабеля

10.1.2. Установка и конфигурирование сетевой карты

10.1.3. Настройка и подключение коммутатора

10.2. Установка сетевого программного обеспечения

10.3. Управление пользователями

11. Подсчет затрат на реализацию проекта

Заключение

Литература

Приложение 1 Логическая схема сети

Приложение 2 Физическая схема сети

Введение

Локальные вычислительные сети получили широкое распространение как в малых так и в крупных предприятиях, занимающихся самой различной деятельностью.

Компьютеры, объединенные в единую локальную вычислительную сеть (ЛВС) представляют собой мощное средство решения задач. Локальная вычислительная сеть представляет собой открытую систему связанных между собой с помощью единой передающей среды компьютеров, различных периферийных устройств, расположенных на сравнительно небольших расстояниях друг от друга, управляемую сетевой операционной системой и имеющую низкую стоимость, высокое быстродействие и высокую надежность передачи данных.

Подключение компьютера к сети намного ускоряет и упрощает обмен информацией и ее передачу с одного компьютера на другой, осуществляя все это без непосредственной помощи человека. В связи с этим появляется возможность разделять дорогостоящие аппаратные и программные ресурсы между несколькими пользователями в сети, а следовательно сокращаются затраты на эксплуатацию оборудования, необходимого для информационного обеспечения процесса управления производством; появляется свобода в выборе рабочего места и т.д.

Сетевая инфраструктура, широко применяемая в последнее время, сильно изменилась. Раньше сети должны были обеспечивать совместное использование «открытых» информационных ресурсов. Производительность рабочих станций была довольно низкой, и поэтому пропускная способность сетевой инфраструктуры не влияла на общую скорость работы сети. В настоящее время сеть является критически важной частью всей информационной инфраструктуры предприятия. Если сеть работает неэффективно, плохо управляется или, в худшем случае, не действует совсем, то и предприятие не может работать.

1. Задание

Построить локальную вычислительную сеть предприятия (фирмы). Необходимо предложить форму деятельности предприятия (предусмотреть управленческое и производственное подразделения). Привести обоснованные доводы выбора сетевого оборудования, сетевого программного обеспечения и сделать экономический расчет проекта.

При проектировании сети стремиться к сокращению расходов на реализацию проекта, учитывая при этом реальные потребности предприятия (фирмы).

Предусмотреть следующие разделяемые ресурсы ЛВС:

      Файлы;

      Печать (один или два принт-сервера);

      Факс;

      Сервер БД;

      Сервер приложений;

      Электронная почта;

      Средства доступа в Internet.

Фирма состоит из двух корпусов (рис. 1.1), первый корпус состоит из двух этажей, второй – из одного. Расстояние между корпусами – 150 м. Компью-теры распределены по комнатам в определенном количестве (Таблица 1.1).

Таблица 1.1

План размещения компьютеров

Рис. 1.1 План зданий предприятия

2. Деятельность и структура фирмы

Прежде чем проектировать сеть, необходимо определить задачи, для решения которых она будет создана. Для этого необходимо знать, чем занимается предприятие и каково назначение каждого из его отделов. Допустим, предприятие, размещающееся в зданиях занимается разнообразной деятельностью в области информационных технологий.

Данная фирма осуществляет следующие виды деятельности:

        Сборка, продажа компьютеров и другой оргтехники.

        Обслуживание, ремонт компьютеров и другой оргтехники.

        Доступ в Internet (Internet салон).

        Сетевые компьютерные игры (игровой салон на 9 мест).

        Электронная почта.

        Поддержка собственной Web-страницы.

        Проведение видеоконференций.

        Создание рекламы собственной фирмы в различных средствах массовой информации и в интернете.

Согласно заданию, в организационной структуре фирмы можно условно выделить два подразделения:

        управленческое

        производственное

Управленческое подразделение обеспечивает организацию производственного процесса: управляет финансами фирмы, занимается маркетинговой деятельностью, осуществляет поддержку материально-технической базы производства. В данное подразделение входят:

        Генеральный директор (первый корпус) является главой фирмы, то есть лицом, ответственным за принимаемые решения

        Директор отдела Internet (второй корпус) отвечает за работу Internet-салона и игрового салона.

        Заместители директоров занимаются управленческой деятельностью совместно с директором или вместо него, а также следят за выполнением распоряжений директоров.

        Секретари осуществляют подготовку и печать документов, прием и просмотр почты, создание копий документов, составление графика деловых встреч директоров, прием заявлений.

        Бухгалтерия занимается расчетом зарплаты работников, ведением счетов предприятия, расчетом и уплатой налогов, ведением общего финансового баланса предприятия.

        Канцелярия подготавливает и печатает документы, приказы, различные платежные ведомости и т.д.

        Расчетный отдел выполняет расчет стоимости заказов, учет ресурсов предприятия, расчет доходов от реализации проектов.

        Отдел статистики служит для обработки, сортировки, изучения поступающих данных, статистического анализа деятельности предприятия.

В производственном подразделении осуществляется производственный процесс. Основными отделами производственного подразделения являются Internet отдел (предоставление доступа в Internet, электронная почта, факс, игровой салон), отдел сборки и ремонта компьютеров (сборка компьютеров из комплектующих, настройка компьютеров и программного обеспечения, ремонт компьютеров). А также фирма осуществляет: проведение видеоконференций, работу над дизайном и выпуском готовой рекламной продукции на предлагаемое фирмой оборудование и услуги. В производственное подразделение входят:

        Программист. Занимается администрированием сети, установкой программного обеспечения, управляет работой серверной части базы данных.

        Дизайнер. Занимается разработкой рекламы деятельности фирмы, а также разрабатывает дизайн Web-страницы фирмы.

        Психолог. В его функции входит работа с сотрудниками, проведение тестирований и собеседований при приеме на работу.

        Персонал отдела продажи и ремонта. Осуществляет работу с клиентами (прием заказов от покупателей сборка, наладка и продажа компьютеров и другой оргтехники, гарантийное обслуживание проданной оргтехники, ремонт оргтехники).

        Персонал Internet-отдела. Занимается поддержанием работоспособности Internet-салона и игрового салона.

Демонстрация клиентам готовой продукции (компьютеров и оргтехники), будет происходить в демонстрационном зале (корпус 1, первый этаж, свободная комната). Проведение видеоконференций будет осуществляться в  зале заседаний первого корпуса (комната 4). Предоставление Internet – услуг будет происходить в компьютерном зале второго корпуса (комната 4). Игровой салон будет располагаться во втором корпусе (комната 8).

3. Характер информации, обрабатываемой в подразделениях

В управленческом подразделении будет осуществляться работа с текстовыми документами и электронными таблицами. Всю информацию о заказах,  клиентах, расчетах с клиентами, уплате налогов и т. д. Предполагается хранить в базе данных. С целью обеспечения актуальности и непротиворечивости информации указанная база данных должна быть единой для всех отделов управленческого подразделения, храниться централизовано (в различных отделах будут видны отдельные части этой базы данных).

В производственном подразделении будет осуществляться обработка графической информации, аудио и видео информации для видеоконференций и рекламной продукции, сборка и ремонт офисной техники. Вся информация по сборке (серийные номера продукции, количество и характер ремонта) также обрабатывается локальными станциями производственного отдела. Результаты этой обработки также необходимо хранить централизованно с целью обеспечения актуальности информации, надежности ее хранения и удобств доступа к ней всех сотрудников производственного подразделения.

В Internet – отделе будет осуществляться доступ к всемирной глобальной компьютерной сети Internet, предоставление услуг по отправке и получению электронной почты (личные «электронные почтовые ящики»), поддержка собственной Web-страницы, а также работа игрового салона.

Таким образом при построении ЛВС необходимо обеспечить наличие:

      выделенного сервера для управления и администрирования сети;

      коммутационного оборудования для связи подсетей каждого корпуса и связи сетей обоих корпусов;

      сервера БД для централизованного хранения базы данных;

      файл сервера для хранения совместно используемых файлов (например графических, видео и аудио данных);

      коммуникационного сервера для обеспечения доступа в Internet;

      принт-сервера для печати документов.

4. Характер программного обеспечения подразделений

Программное обеспечение генерирует файлы данных, которые будут передаваться по сети, поэтому знание типа ПО позволяет оценить объем данных, пересылаемых в сети между узлами. На всех рабочих станциях фирмы предполагается использовать операционную систему Microsoft Windows 98. На выделенных серверах предполагается использовать операционную систему Windows NT 4.0. Серверная часть, приложения управляющего БД.

Из прикладного ПО на рабочих станциях управленческого подразделения будет установлен MS Office 2000 PRO (русская версия) и клиентская часть приложения, управляющего центральной базой данных, которая хранится на сервере.

В Internet – отделе будут использоваться программы для доступа в Internet, приема и отправки электронной почты и факсов. На рабочих станциях игрового салона будут устанавливаться сетевые версии компьютерных игр.

У программиста будут использоваться средства разработки приложений (например, Delphi 5.0 Enterprise).

У дизайнера – графические приложения, мультимедиа – приложения (например, Corel Draw 9.0).

Система разработки Web-узлов Microsoft FrontPage 98 (используют дизайнеры и программист Web-страницы фирмы)

5. Расчет требуемой скорости передачи данных в сети

Программы текстовых процессоров и электронных таблиц генерируют достаточно небольшой сетевой трафик. ПО базы данных, как правило, создает в сети неинтенсивный равномерный трафик. Поскольку записи базы данных должны согласовываться между пользователями, каждое изменение в базе данных обычно передается на сервер, а на клиентской машине хранится мало информации. В результате происходит частый обмен пакетами по сети. Поскольку большинство транзакций базы данных не оперирует с крупными объемами данных, при некотором числе пользователей не особенно влияет на сеть.

Графические приложения, игры, Internet-программы создают, как правило, интенсивную нагрузку на сеть, значительно большую, чем электронные таблицы и приложения обработки текстовых документов. Это крупные программы, загрузка данных которых требует больше времени, что может снизить производительность сети для других пользователей. Между тем после загрузки – данные будут в течение некоторого времени редактироваться, а затем сохраняться вместе с сопровождающей информацией. Таким образом, эти приложения создают неравномерный трафик  с периодической пиковой нагрузкой. Они снижают производительность сети при загрузке данных, но не генерируют постоянной нагрузки на сеть.

Учитывая то, что в производственном подразделении активно применяются графические приложения, игры и используется ПО баз данных, необходимо обеспечить высокую скорость передачи данных по сети (порядка 100 Мб/сек).

Исходя из характера прикладного ПО и количества информации передаваемой по сети,  можно определить необходимую скорость передачи данных в сети, а также предусмотреть разбиение на логические сегменты если это необходимо.

Генеральный директор Приблизительно получает 100 Кбайт информации из БД и 200 Кбайт текстовой информации в день, электронная почта до 600 Кбайт в месяц. Итого в месяц примерно 600 + (100+ 200)*26 = 8400 Кбайт в месяц.

Директор отдела Internet: трафик аналогичен трафику директора.

Зам. директоров приблизительно получают в день 150 Кбайт информации из БД и 200 Кбайт текстовой информации, электронная почта до 600 Кбайт в месяц. Итого 600 + (150+200)*26 = 9700 Кбайт в месяц.

Секретари - около 500 Кбайт текстовой информации в день.

Бухгалтерия (первый корпус) получает в день 200 Кбайт информации Excel, а также 100Кбайт текстовой информации. Итого 300 Кбайт в день.

Бухгалтерия (второй корпус) получает в день 100 Кбайт информации Excel, а также 50Кбайт текстовой информации. Итого 150 Кбайт в день.

Канцелярия (первый корпус)  ежедневно 500 Кбайт текстовой информации.

Канцелярия (второй корпус) аналогично канцелярии главного офиса.

Расчетный отдел, Отдел статистики информация с электронных таблиц обновляется 2 раза в день по 200 Кбайт и 50 Кбайт в день текстовой информации. Итого 450 Кбайт в день.

Программисты получают ежёдневно 100 Кбайт БД и 50Кбайт текстовой информации. Итого 150 Кбайт в день.

Дизайнер Получает ежедневно 200 Кбайт текстовой информации и 10000 Кб графической информации. Итого 10200 Кбайт в день.

Психолог ежедневно 50 Кбайт БД и 50Кбайт текстовой информации. Итого 100 Кбайт ежедневно.

Архив(файл-сервер, сервер БД) ежедневно получает по 1000 Кбайт текстовой информации и 200 Кбайт информации БД. Итого в день 1200 Кбайт.

Интернет-салон: доступ в Internet – максимум 168 Кбит/с (3 модема), внутрисетевой трафик 1000 Кбайт в день.

Игровой салон: внутрисетевой трафик оценить очень трудно, т.к. он зависит от конкретных игровых программ, характера информации, которой они обмениваются, частотой обращения к серверу и т.п. Однако для нормального функционирования данному отделу достаточно скорости 100 Мбит/с.

Отдел продажи и ремонта получает 100 Кбайт информации из БД и 100 Кбайт текстовой информации. Итого 200 Кбайт в день.

Конференц-зал 144 Кбит в секунду (видеоконференции по сети ISDN). Максимально возможная скорость (по желанию клиента) 2 Мбит/с.

Логически вся сеть состоит из 7-ми сегментов:

Первый сегмент: административное подразделение первого корпуса, сюда входят: директор, зам. директора, секретарь, бухгалтерия, канцелярия. Всего в сегменте 9 компьютеров.

Второй сегмент: конференц-зал первого корпуса. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Третий сегмент: отдел продажи и ремонта. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Четвертый сегмент: отделы второго этажа первого корпуса (архив, дизайнер, психолог, программист, расчетный отдел, отдел статистики). Всего в сегменте 12 компьютеров.

Пятый сегмент: управленческое подразделение второго корпуса, сюда входят: директор, зам. директора, секретарь, бухгалтерия, канцелярия. Всего в сегменте 9 компьютеров.

Шестой сегмент: Internet-салон. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Седьмой сегмент: Игровой салон. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Проверка данного варианта по пропускной способности.

Средняя загрузка сети:

      Первый сегмент (8400/26+9700/26+500+300+500)/8/3600 = 0,069 Кбайт/с =0,554 Кбит/с.

      Второй сегмент не более 2 Мбит/с.

      Третий сегмент (100+100)/8/3600 = 0,06 Кбит/с.

      Четвертый сегмент (1200+100+150+10200+450+450)/8/3600=0,44 Кбайт/с = 3,49 Кбит/с.

      Пятый сегмент (8400/26+9700/26+500+150+500)/8/3600 = 0,064 Кбайт/с = 0,512 Кбит/с.

      Шестой сегмент 168+(1000)/8/3600 = 168,3 Кбит/с.

      Седьмой сегмент, требуемая пропускная способность не более 100 Мбит/с.

Рассмотрим критический случай (по пропускной способности сегментов):

      Первый сегмент:  10 / 9  = 1111 Кбит/с = 138,9 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2с, обновление программ до 22 с.

      Второй сегмент: 100/10=10 Мбит/с. Документы и программы будут обновляться менее чем за 1 с.

      Третий сегмент:  10 / 10  = 1000 Кбит/с = 125 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2,4 с, обновление программ до 30 с.

      Четвертый сегмент:  10 / 12  = 833.3 Кбит/с = 104.125 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2,5 с, обновление программ до 25 с.

      Пятый сегмент:  10 / 9  = 1111 Кбит/с = 138,9 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2с, обновление программ до 22 с.

      Шестой сегмент:  10 / 10  = 1000 Кбит/с = 125 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2,4 с, обновление программ до 30 с.

      100/10=10 Мбит/с. Документы и программы будут обновляться менее чем за 1 с.

Величина задержки при прохождении сигнала по максимальному диаметру сети.

Таблица 5.1

Задержки в кабелях

Таблица 5.2

Задержки в активном сетевом оборудовании

Рассчитаем задержку для двух самых удаленных узлов сети:

1.      Расстояние между узлом и концентратором 10 м (витая пара). Задержка составит 15+15,3+10*0,113 = 32,33

2.      Расстояние между концентратором и коммутатором 12 м (витая пара). Задержка составит 38+38+12*0,113+42,0=120,226

Итого 152,556 < 512, т.е. сеть работоспособна.

Задержки от узла находящегося во втором корпусе до коммутатора аналогичны рассчитанным, т.к. все расстояния равны.

Задержки в сегменте между корпусами: расстояние между корпусами равно 150 м (тонкий коаксиальный кабель). Задержки составят: 150*0,103 + 46,5 + 38 + 38 = 137,95 < 512, т.е. данный сегмент также работоспособен.

Исходя из произведенных расчетов можно сделать выводы, что для 1,3,4,5,6 сегментов в качестве базовой технологии наиболее подходящей является технология Ethernet, для сегмента 2 и 7 – FastEthernet.

6. Технология построения сети

Оборудование современного офиса должно быть приспособлено для поддержки требований передовых технологий. Компьютеры, телефоны, обычное и интерактивное видео, факсимильные аппараты - вот несколько примеров аппаратуры, которую все больше используют в настоящее время для обмена информацией.

Постоянный рост спроса на средства передачи информации придает важное значение качеству информационной инфраструктуры.

6.1. Краткий обзор наиболее распространенных технологий

На сегодняшний день наиболее распространенными технологиями построения локальных сетей являются: Ethernet (10Base2, 10BaseT, 10Base-FL), Token Ring, FastEthernet (100Base-TX, 100Base-T4, 100 Base - FX), 100VG-AnyLAN, FDDI, Gigabit Ethernet.

Ethernet – наиболее широко используемая и гибкая сетевая архитектура. Протокол доступа к среде передач данных CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access/Collision Detector – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) хорошо подходит для реализации небольших (число клиентов на сетевой сегмент не более 30) или несильно загруженных сетей. Если сети Ethernet становятся очень большими, то число повторных передач данных из за коллизий поглощает всю доступную полосу пропускания, и сеть становится неработоспособной. Сегментация в сети Ethernet позволяет преодолеть ее ограничения при создании более крупных сетей. Существует несколько подстандартов Ethernet:

      10 Base 5 (Толстый Ethernet передача данных со скоростью 10 Мбит/с по толстому коаксиальному кабелю)

      10 Base 2 (Тонкий Ethernet передача данных со скоростью 10 Мбит/с по тонкому коаксиальному кабелю RJ-58)

      10 Base T (Ethernet на UTP передача данных со скоростью 10 Мбит/с; в качестве физической среды передачи используется неэкранированная витая пара категории 3 и выше.)

      10 Base-FL/FB (передача данных со скоростью 10 Мбит/с; в качестве физической среды передачи используется волоконно-оптический кабель)