Провайдер интернет в коттеджном поселке
Федеральное государственное
бюджетное образовательное
«Московский государственный институт электроники и математики
(технический университет)»
Кафедра ИКТ
Курсовой проект по дисциплине
«Cети ЭВМ и телекоммуникации»
на тему:
«Провайдер интернет в коттеджном поселке»
Выполнил
Соколкин Олег Сергеевич
АВТ, группа С-64
___________________
Руководитель
д.т.н., профессор
Леохин Юрий Львович
___________________
Москва 2012
Содержание
Аннотация
В данной курсовой работе была разработана сеть передачи данных для провайдера Интернет коттеджного поселка. В процессе выполнения работы была детально проанализированна предметная область, определенны
основные
задачи и требования. В работе
также приведены полные
сетевого
оборудования и произведен
Техническое задание
1. Цель
Спроектировать вычислительную сеть для провайдера Интернет в коттеджном поселке. Необходимо обеспечить высокоскоростным доступом в интернет жителей небольшого коттеджного поселка, где люди живут круглогодично. Особенностями сети являются: использование ADSL и наличие большого объема трафика.
2. Задачи
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- Проанализировать исходные данные о телефонной сети и структуре коттеджного поселка.
- Разработать логическую структуру сети в поселке.
- Разработать функиональную схему сети.
- Определение необходимого оборудования для обеспечения функциональности сети с запасом вычислительных мощностей.
- Произвести рассчет стоимости проекта.
3. Требования
Сеть должна отвечать следующим требованиям:
- Обеспечивать всем жителям поселка высокоскоростной доступ к сети Интернет
- Подключение к сети Интернет конечных пользователей должно производиться по уже существующим телефонным линиям
- Используемое оборудование должно обладать определенным техническим ресурсом безотказности
Анализ технического задания
Прежде, чем начать построение логической или физической модели проектируемой сети, необходимо рассчитать планируемую нагрузку на сеть, вычислить предполагаемую пропускную способность, которую может обеспечить телефонная линия в рамках данного проекта. Также необходимо более подробно проанализировать задачи, стоящие перед сетевым оборудованием и в соответствии со всеми требуемыми критериями заняться рассчетом сети и подбором требуемого обородувания.
В коттеджном поселке необходимо обеспечить доступом в интернет 20 домов. АТС находится на расстоянии 3км от поселка и в качестве телефонного кабеля используется кабель с сечением 0,5мм^2, что обеспечивает максимальную скорость передачи данных с использованием технологии ADSL. ADSL используется стандарта ANSI T1.413, который обеспечивает максимальную скорость исходящего трафика 8 Мбит/сек.
Общие теоритические данные
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) — это технология модемной связи, использующая телефонные аналоговые линии для обеспечения высокоскоростного доступа в интернет. Доступная полоса пропускания канала распределена ассиметрично между исходящим и входящим трафиком. Поскольку у большинства пользователей большая часть трафика — входящая, скорость исходящего трафика намного ниже. Поскольку ADSL, как и коммутируемая связь, использует телефонные линии, провайдерам необходимо устанавливать свое оборудование на АТС. Различие с коммутируемым доступом заключается в необходимости установки обородувания на каждой АТС, абоненты которой пользуются услугами данного провайдера. Очевидным плюсом технологии ADSL является отсутствие дополнительных кабелей до компьютера клиента. Главным минусом, из-за которого в последнее время спрос на такой тип подключения угасает, являются сильные ограничения в скорости трафика, особенно исходящего. Так, для технологии ADSL (стандарт ANSI T1.413) максимальная скорость входного потока ограничена 8,1 Мбит/сек, а скорость исходящего трафика ужимается в совсем скромные рамки 1,3 Мбит/сек, чего решительно не хватает для использования p2p-сетей и видеосвязи.
Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов достичь скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL технологии цифровая информация передается вне диапазона частот стандартного канала ТЧ. Это приведет к тому, что фильтры, установленные на телефонной станции отсекут частоту выше 4 кГц, поэтому необходимо на каждой телефонной станции установить оборудование доступа к территориально-распределенным сетям (коммутатор или маршрутизатор).
Доступ к сети интернет с использованием технологии ADSL организуется с помощью модема ADSL (непосредственно у конечного пользователя), DSL Access Module (DSLAM) и частотных разделителей (POTS splitter). На участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют три потока: высокоскоростной поток к абоненту (26КГц — 1,1МГц), двунаправленный служебный и речевой канал в стандартном диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 Кгц).
Частотные разделители выделяют телефонный поток и направляют его к телефонному аппарату, обеспечивая таким образом возможность использования телефона в любое время, вне зависимости от состояния подключения к сети интернет. Так же такая схема подключения позволяет в случае проблем с каким-либо ADSL-оборудованием использовать обычный коммутируемый доступ к сети интернет. Конструкционно сплиттер представляет собой частотный фильтр, который может быть как интегрирован в ADSL-модем, так и быть самостоятельным устройством.
Схема организации ADSL-соеденения
Распределение частот в ADSL
Провайдер мультиплексирует множество абонентских линий DSL в одну высокоскоростную
магистральную сеть с помощью мультиплексора доступа (DSL Access Multiplexer, DSLAM). Находясь на
центральном узле, DSLAM объединяет трафик данных с нескольких линий DSL и подает в магистраль
провайдера услуг, а магистраль уже доставляет его всем адресатам в сети. Обычно DSLAM подключается к
сети ATM (Asynchronous Transfer Mode — асинхронный способ передачи данных) по каналам PVC (Постоянный
виртуальный канал) с провайдерами услуг Internet и другими сетями.
Пропускная способность сети ADSL
Значения пропускной
способности для сетевых
Также на скорость передачи данных могло бы влиять соеденение мультиплексора DSLAM с главным маршрутирующим коммутатором, однако учитывая количество абонентов, подключенных к сети через одну АТС учетом этого соеденения ввиду его высокой скорости (1 Гбит/сек) можно пренебречь.
Длина линии (км) |
Сечение провода (мм^2) |
Максимальная скорость (Мбит/сек) |
2,7 |
0,4 |
8,1 |
3,7 |
0,5 |
8,1 |
4,6 |
0,4 |
3 |
5,5 |
0,5 |
3 |
*
Данные приведены для
При рассчете максимальной скорости соеденения учитываем расстояние от АТС до коттеджного поселка (3 км) и сечение медного провода (0,5 мм^2).
Рассчет нагрузки на сеть
Нагрузка на сеть - это объем данных, передаваемый по сети в единицу времени. Рассматриваемый нами коттеджный посёлок состоит из 20 домов. Предположим что в каждом доме есть 1 компьютер, подключенный к сети интернет. Исходя из того, что люди в коттедже живут постоянно, использование сети интернет планируется очень активное и нагрузка на сеть планируется большая.
Расчет нагрузки:
V = n*vi где n – число компьютеров в сети, vi – усредненная нагрузка на один компьютер в сети.
v = D/t, где D
–переданные данные, t – время,
за которое были переданы
v = 25/60 = 0,417 Mb/сек.
Нагрузка: V = 20*0.417 = 8,4Mb/сек или 1,05 Мбит/сек
.
Коэффициент использования сети
Исходя из полученных ранее данных о максимально возможной пропускной способности сети и рассчетной нагрузки на сеть, можно рассчитать коэффициент использования сети. Коэффициент использования сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности.
Ή = 1,05 / 8,1 = 0,13
Коммутация логических элементов сети
Структура оборудования у провайдера
Схема коммутации на АТС и у абонента
Построение функциональной схемы
Общая функциональная схема
Функциональная схема оборудования у конечного пользователя
Выбор оборудования
1. Выбор маршрутизирующего коммун
икатора
Кол-во портов |
ОЗУ, Мб |
Пропускная способность, Гбит/сек |
Количество свободных отсеков для сменных модулей |
Ethernet |
Fast Ethernet |
Gigabit Ethernet | |
Nortel Networks 2550T |
48 |
128 |
15,6 |
2 |
+ |
+ |
+ |
HP ProCurve 4148GL |
48+ |
256 |
28,3 |
2 |
+ |
+ |
+ |
Nortel Networks Passport 1424T |
24 |
128 |
13,7 |
2 |
+ |
+ |
- |
D-Link DES-3326 |
24 |
128 |
8,8 |
2 |
+ |
+ |
- |
HP ProCurve 4104GL |
0 (96) |
256 |
18,3 |
4 |
+ |
+ |
+ |
Необходимый параметр: количество портов Ethernet более 20. Параметру полностью удовлетворяет HP ProCurve 4148GL, обеспечивая необходимый запас возможности оборудования на случай расширения коттеджного поселка, появления рядом сходных поселений либо появлением новых абонентов, подключенных к той же АТС.
Характеристики маршрутизирующе
маршрутизирующий коммуникатор HP ProCurve 4148GL
Маршрутизирующий коммуникатор HP ProCurve 4148GL обладает 4мя отсеками под сменные модули, 2 из которых свободны. Поддерживает максимум 96 портов с автоматическим определением 10/100 Мбит/с или 80 гигабитных портов и 8 слотов для mini-GBIC. Обладает пожизненной гарантией и скоростью внутренней шины 18 Гбит/сек. Управление осуществляется посредством ProCurve Manager.
Поддерживаемые
стандарты - IEEE 802.1D (Transparent Bridging)
- IEEE 802.1H (Translation Bridging)
- IEEE 802.1p (Prioritizing)
- IEEE 802.1Q (VLAN)
- IEEE 802.3 (Ethernet)
- IEEE 802.3ab (TP Gigabit Ethernet)
- IEEE 802.3ad (Link Aggregation)
- IEEE 802.3u (Fast Ethernet)
- IEEE 802.3x (Flow Control)
- IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet)
Размер таблицы MAC адресов (L3) 8192
Протоколы удаленного управления
- RMON
- RS-232
- SNMP 2.0c
Процессор Motorola PowerPC • 200 МГц
Интерфейсы
последовательный • DB-9 (управление)
48 x Ethernet 10/100BaseT • RJ-45 (базовый порт) (модуль
расширения)
встроеный блок
питания
- 100 / 240В (перемен. Ток)
Размеры 44.2 x 13.3 x 38.9 см, вес - 6.7 кг
2. Выбор мультиплексора DSLAM
Кол-во портов |
ADSL |
ADSL2+ |
Ethernet |
Fast Ethernet |
Gigabit ethernet |
Сплиттер POTS |
ATM | |
D-Link DAS-3224 rev. B |
24 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
D-Link DAS-3248F |
48 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
Lucent IP ADSL DSLAM |
24(до 120) |
+ |
_ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
Необходимые параметры: количество портов более 20, тип линии связи ADSL/ADSL2/ADSL2+. Выбор — D-link DAS 3248F, обеспечивающий запас производительности для возможного расширения сети, а так же поддерживающий технологию ADSL2+, которая может быть использована в случае необходимости увеличения скорости доступа к сети интернет в коттеджном поселке.
Характеристики мультиплексора DSLAM D-link DAS 3248F
мультиплексор D-link DAS 3248F
D-Link DAS-3248F –
это 48-ми портовый
IP DSLAM DAS-3248F имеет 48 ADSL-портов плюс 48 встроенных ADSL/POTS сплиттеров. Все порты и сплиттеры разведены на 4 разъема RJ-21 (Telco-50). Гигабитные uplink-порты 1000BASE-T или 1000BASE-LX используются для подключения DAS-3248F к сети провайдера услуг.
IP DSLAM DAS-3248F поддерживает VLAN 802.1q на основе меток для обеспечения полной изоляции трафика отдельных пользователей и повышения производительности ADSL- сети.
С помощью
локального интерфейса RS-232, порта Ethernet
и inband канала SNMP/TELNET DAS-3248F обеспечивает
возможности локального и удаленного
управления, используя интерфейс командной строки
CLI, SNMP и Telnet.
Дополнительно, система GUI EMS на основе
Microsoft NT/SNMP предоставляет провайдерам
услуг возможность централизованного
управления DAS-3248.
IP DSLAM DAS-3248F является частью законченного решения D-Link для провайдеров DSL-услуг. Устройство работает с широким спектром абонентского оборудования (Customer Premise Equipment, CPE), таким как ADSL- модемы и маршрутизаторы.
- WAN
Тип линии
связи: ADSL, ADSL2+
Скорость передачи данных (макс.): 24 Мбит/сек.
Скорость передачи данных входящая:
24 Мбит/сек.
Скорость передачи данных исходящая: 1
Гбит/сек.
Кол-во портов: 48
Поддерживаемые стандарты:
- ANSI T1.413 v2
- ITU G.992.1
- ITU G.992.2
- ITU G.992.3
- ITU G.992.5
- ITU G.994.1
- LAN
Тип сети: Ethernet,
Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
Кол-во базовых портов: 2 (макс. 2)
Скорость передачи по базовым портам:
- 10/100 Мбит/сек.
- 1000 Мбит/сек.
Скорость передачи по UPLINK: 1 Гбит/сек.
Протоколы удаленного управления:
- HTTP
- RS-232
- SNMP 1.0
- SNMP 2.0
- SNMP 3.0
- Telnet
Поддерживаемые стандарты:
- IEEE 802.1Q (VLAN)
- IEEE 802.3 (Ethernet)
- IEEE 802.3ab (TP Gigabit Ethernet)
- IEEE 802.3u (Fast Ethernet)
- Интерфейсы
Ethernet 10/100BaseT •
RJ-45 • (управление)
последовательный RS-232 • DB-9 • (консольный
порт)
Ethernet 10/100/1000BaseT • RJ-45 • (uplink)
Ethernet 1000baseLX • GBIC (SFP)
2 x ADSL • Telco-50 • (базовый порт)
2 x сплиттер • Telco-50 • (базовый порт)
Электропитание
обеспечивается внутренним блоком питания:
- 90 / 240 В (перемен. ток)
- 150 Вт
Размеры составляют 44 x 4.4 x 40 см, вес 6.8 кг.
3. Выбор сервера
В условиях данной сети от сервера провайдера не требуется серьезной производительности, т.к. нет задачи создавать на его основе какой-либо хостинг или предоставлять пользователям какие-либо другие возможности использования внутренней сети.
Процессор |
Кол-во портов для ПЗУ |
«Горячая замена» |
Объем ОЗУ(max) |
Мощность ИП(Вт) |
Форм-фактор | |
HP Micro N40L NHP SBS |
AMD Turion II Neo Dual-Core N40L 1.5 ГГц |
1 |
- |
8 |
150 |
Ultra micro tower |
Wit S1200 Tower 1x Xeon |
Intel Xeon E3 1200 |
4+2 |
+ |
32 |
365 |
Tower |
1U AMD Athlon-64 AM2 4200Ghz |
AMD Athlon 64 X2 4200 AM2 BOX 2,2GHz |
2 |
- |
16 |
300 |
ATX |
Используем сервер Wit S1200 Tower 1x Xeon, поскольку он обеспечивает необходимую нам мощность вычислений в рамках данного проекта и при этом при сходной цене обладает рядом преимуществ перед более известными аналогами. Основные достоинства - невысокая цена, достаточная мощность для выполнения серверных задач благодарая поддержке четырехъядерных процессоров Intel Xeon E3 1200 серии, возможность установки четырех фиксированных 2"5 или 3"5 жестких дисков.
- 4 слота для памяти DDR3 1066/1333 (только unbuffered) с коррекцией ошибок ECC.
32Gb максимальный объем. - 4 порта SerialATA 3.0 Gb/s и 2 порта 6.0 Gb/s (RAID 0, 1, 5, 10), возможность подключения опционального модулей Intel AXXRMS2AF040, Intel AXXRMS2LL040 и Intel AXX4SASMOD для SAS-дисков
- Удаленный мониторинг с помощью Intel® System Management Software, Intel® Remote Management Module
Совместим с ОС:
- Windows Server* 2008 IA32 SP2
- Windows Server* 2008 R2 EM64T
- Microsoft Windows* Server 2008 R2 32- and 64-bit
- Red Hat* Enterprise Linux 6 for IA32 and EM64T
- SUSE* Enterprise Linux 11 SP1 for IA32 and EM64T
- Windows* 7 , 32-bit and 64-bit (только установка)
- VMWare ESX 4.1 U1 (только установка и сертификация)
- VMWare ESXi 4.1 U1 (только установка и сертификация)
Подсчет затрат на реализацию проекта
Оборудование |
Стоимость, rur |
маршрутизирующий коммуникатор HP ProCurve 4148GL |
60546 |
мультиплексор D-link DAS 3248F |
87945 |
Wit S1200 Tower 1x Xeon |
63159 |
Итого: |
211650 |
Заключение
Для выполнения курсовой работы была поставлена задача: разработать сеть передачи данных для провайдера сети Интернет в коттеджном поселке.
В процессе выполнения работы была изучена предметная область, рассчитаны необходимые данные, исходя из которых были составлены модели сети и выбрано оборудование, после чего рассчиталась примерная стоимость такого проекта. Поскольку распространение телефонной сети ещё долгое время будет превосходить распространение выделенных интернет-каналов, а использование dial-up-соеденений становится все более невыгодно в связи с увеличением потока трафика в сети Интернет, потребность в ADSL-технологии сохранится.
Список используемой литературы
- Методические указания к лабораторным работам
- В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Основы компьютерных сетей
- Конспект лекций по дисциплине «Cети ЭВМ и телекоммуникации»
