Разработка локальной вычислительной сети производственного кооператива

--PAGE_BREAK--1.2. Сетевая архитектура
Сетевая архитектура Ethernet


Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в настоящее время, оценивается в 5 миллионов, а количество компьютеров с установленными сетевыми адаптерами Ethernet — в 50 миллионов.

Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии. В более узком смысле Ethernet — это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году. Метод доступа был опробован еще раньше: во второй половине 60-х годов в радиосети Гавайского университета использовались различные варианты случайного доступа к общей радиосреде, получившие общее название Aloha. В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля, который стал последней версией фирменного стандарта Ethernet. Поэтому фирменную версию стандарта Ethernet называют стандартом Ethernet DIX

На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые различия все же имеются. В то время как в стандарте IEEE 802.3 различаются уровни MAC и LLC, в оригинальном Ethernet оба эти уровня объединены в единый канальный уровень, В Ethernet DIX определяется протокол тестирования конфигурации (Ethernet Configuration Test Protocol), который отсутствует в IEEE 802.3.

В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет различные модификации — l0Base-5, l0Base-2, l0Base-T, l00Base-Т. Такая маркировка не случайна, так первое число  в указанных выше названиях обозначает битовую скорость передачи данных этих стандартов (Мбит/с), а слово Base — метод передачи на одной базовой частоте (узкополосные). Последний символ в названии стандарта обозначает тип кабеля.

10
Base
-5


Стандарт 10Base-5 в основном соответствует экспериментальной сети Ethernetфирмы Xeroxи может считаться классическим Ethernet. Так же как и классический Ethernetстандарт использует топологию типа «Общая шина», а в качестве среды передачи данных коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, диаметром центрального медного провода 2,17 мм и внешним диаметром около 10 мм («толстый» Ethernet).

Кабель используется как моноканал для всех станций. Сегмент кабеля имеет максимальную длину 500 м (без повторителей) и должен иметь на концах согласующие терминаторы сопротивлением 50 Ом, поглощающие распространяющиеся по кабелю сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов. При отсутствии терминаторов («заглушек») в кабеле возникают стоячие волны, так что одни узлы получают мощные сигналы, а другие — настолько слабые, что их прием становится невозможным.

Станция должна подключаться к кабелю при помощи приемопередатчика — трансивера (transmitter+Teceiver= transceiver). Трансивер устанавливается непосредственно на кабеле и питается от сетевого адаптера компьютера. Трансивер может подсоединяться к кабелю как методом прокалывания, обеспечивающим непосредственный физический контакт, так и бесконтактным методом.

Трансивер соединяется с сетевым адаптером интерфейсным кабелем АUI(AttachmentUnitInterface) длиной до 50 м, состоящим из 4 витых пар. Наличие стандартного интерфейса между трансивером и остальной частью сетевого адаптера очень полезно при переходе с одного типа кабеля на другой. Для этого достаточно только заменить Трансивер, а остальная часть сетевого адаптера остается неизменной. При этом необходимо только, чтобы новый Трансивер (например, Трансивер для витой пары) поддерживал стандартный интерфейс AUI. Допускается подключение к одному сегменту не более 100 трансиверов, причем расстояние между подключениями трансиверов не должно быть меньше 2,5 м. На кабеле имеется разметка через каждые 2,5 м, которая обозначает точки подключения трансиверов. При возникновении неисправностей в адаптере может возникнуть ситуация, когда на кабель будет непрерывно выдаваться последовательность случайных сигналов. Так как кабель — это общая среда для всех станций, то работа сети будет заблокирована одним неисправным адаптером. Чтобы этого не случилось, на выходе передатчика ставится схема, которая проверяет время передачи сигнала. Если максимально возможное время передачи сигнала превышается (с некоторым запасом), то эта схема просто отсоединяет выход передатчика от кабеля. Такую функцию называют «контролем болтливости», что является буквальным переводом соответствующего английского термина (jabber control).

Стандарт lBase-5 определяет возможность использования в сети специального устройства — повторителя (repeater). Повторитель служит для объединения в одну сеть нескольких сегментов кабеля и увеличения тем самым общей длины сети. Повторитель принимает сигналы из одного сегмента кабеля и побитно синхронно повторяет их в другом сегменте, улучшая форму и мощность импульсов, а также синхронизируя импульсы. Повторитель состоит из двух (или нескольких) трансиверов, которые присоединяются к сегментам кабеля, а также блока повторения со своим тактовым генератором. Стандарт разрешает использование в сети не более 4 повторителей и, соответственно, не более 5 сегментов кабеля. При максимальной длине сегмента кабеля в 500 м это дает максимальную длину сети lBase-5 в 2500 м. Только 3 сегмента из 5 могут быть нагруженными, то есть такими, к которым подключаются конечные узлы. Между нагруженными сегментами должны быть ненагруженные сегменты, так что максимальная конфигурация сети представляет собой два нагруженных крайних сегмента, которые соединяются ненагруженными сегментами еще с одним центральным нагруженным сегментом. Правило применения повторителей в сети EthernetlBase-5 носит название «правило 5-4-З. 5 сегментов, 4 повторителя, 3 нагруженных сегмента. Ограниченное число повторителей объясняется дополнительными задержками распространения сигнала, которые они вносят. Каждый повторитель подключается к сегменту одним своим трансивером, поэтому к нагруженным сегментам можно подключить не более 99 узлов. Максимальное число конечных узлов в сети lBase-5, таким образом, составляет 99*3 = 297 узлов.

Достоинствам стандарта 10
Base
-5:

·        хорошая защищенность кабеля от внешних воздействий

·        сравнительно большое расстояние между узлами

·        возможность простого перемещения рабочей станции в пределах длины кабеля AUI

Недостатками 10
Base
-5 являются:

·        высокая стоимость кабеля

·        сложность его прокладки из-за большой жесткости;

·        потребность в специальном инструменте для заделки кабеля;

·        остановка работы всей сети при повреждении кабеля или плохом соединении;

·        необходимость заранее предусмотреть подводку кабеля ко всем возможным местам установки компьютеров.

10
Base
-2

Стандарт 10Base-2, так же как и стандарт 10Base-5 использует топологию «Общая шина», но в отличие от 10Base-5 для передающей среды используется коаксиальный кабель с диаметром центрального медного провода 0,89 мм и внешним диаметром около 5 мм («тонкий» Ethernet). Кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом.

Максимальная длина сегмента без повторителей составляет 185 м, сегмент должен иметь на концах согласующие терминаторы 50 Ом. Тонкий коаксиальный кабель дешевле толстого, из-за чего сети lBase-2 иногда называют сетями Cheapemet(от cheaper— более дешевый). Но за дешевизну кабеля приходится расплачиваться качеством — «тонкий» коаксиал обладает худшей помехозащищенностью, худшей механической прочностью и более узкой полосой пропускания.

Станции подключаются к кабелю с помощью высокочастотного BNCТ-коннектора, который представляет собой тройник, один отвод которого соединяется с сетевым адаптером, а два других — с двумя концами разрыва кабеля. Максимальное количество станций, подключаемых к одному сегменту – 30. Минимальное расстояние между станциями – 1м. Кабель «тонкого» коаксиала имеет разметку для подключения узлов с шагом в 1 м.

Стандарт lBase-2 также предусматривает использование повторителей, применение которых должно соответствовать «правилу 5-4-3». В этом случае сеть будет иметь максимальную длину в 5х185 = 925 м. Очевидно, что это ограничение является более сильным, чем общее ограничение в 2500 метров.

Стандарт 10Base-2 очень близок к стандарту 10Base-5. Но трансиверы в нем объединены с сетевыми адаптерами за счет того, что более гибкий тонкий коаксиальный кабель может быть подведен непосредственно к выходному разъему платы сетевого адаптера, установленной в шасси компьютера. Кабель в данном случае «висит» на сетевом адаптере, что затрудняет физическое перемещение компьютеров.

Реализация этого стандарта на практике приводит к наиболее простому решению для кабельной сети, так как для соединения компьютеров требуются только сетевые адаптеры, Т-коннекторы и терминаторы 50 Ом. Однако этот вид кабельных соединений наиболее сильно подвержен авариям и сбоям: кабель более восприимчив к помехам, чем «толстый» коаксиал, в моноканале имеется большое количество механических соединений (каждый Т-коннектор дает три механических соединения, два из которых имеют жизненно важное значение для всей сети), пользователи имеют доступ к разъемам и могут нарушить целостность моноканала. Кроме того, эстетика и эргономичность этого решения оставляют желать лучшего, так как от каждой станции через Т-коннектор отходят два довольно заметных провода, которые под столом часто образуют моток кабеля — запас, необходимый на случай даже небольшого перемещения рабочего места.

Общим недостатком стандартов 10Base-5 и 10Base-2 является отсутствие оперативной информации о состоянии моноканала. Повреждение кабеля обнаруживается сразу же, (сеть перестает работать), но для поиска отказавшего отрезка кабеля необходим специальный прибор — кабельный тестер.

10
Base
-
T

Стандарт принят в 1991 году, как дополнение к существующему набору стандартов Ethernet, и имеет обозначение 802.3L

Сети 10Base-Tиспользуют в качестве среды две неэкранированные витые пары (UnshieldedTwistedPair, UTP). Многопарный кабель на основе неэкранированной витой пары категории 3 (категория определяет полосу пропускания кабеля, величину перекрестных наводок NEXTи некоторые другие параметры его качества) телефонные компании уже достаточно давно использовали для подключения телефонных аппаратов внутри зданий. Этот кабель носит также название VoiceGrade, говорящее о том, что он предназначен для передачи голоса.

Идея приспособить этот популярный вид кабеля для построения локальных сетей оказалась очень плодотворной, так как многие здания уже были оснащены нужной кабельной системой. Оставалось разработать способ подключения сетевых адаптеров и прочего коммуникационного оборудования к витой паре таким образом, чтобы изменения в сетевых адаптерах и программном обеспечении сетевых операционных систем были бы минимальными по сравнению с сетями Ethernetна коаксиале. Это удалось, поэтому переход на витую пару требует только замены трансивера сетевого адаптера или порта маршрутизатора, а метод доступа и все протоколы канального уровня остались теми же, что и в сетях Ethernetна коаксиале.

Конечные узлы соединяются по топологии «Звезда» со специальным устройством — многопортовым повторителем с помощью двух витых пар. Одна витая пара требуется для передачи данных от станции к повторителю (выход Тх сетевого адаптера), а другая — для передачи данных от повторителя к станции (вход Rх сетевого адаптера). Повторитель принимает сигналы от одного из конечных узлов и синхронно передает их на все свои остальные порты, кроме того, с которого поступили сигналы.

Многопортовые повторители в данном случае обычно называются концентраторами (англоязычные термины — hubили concentrator). Концентратор осуществляет функции повторителя сигналов на всех отрезках витых пар, подключенных к его портам, так что образуется единая среда передачи данных — логический моноканал (логическая общая шина).

Стандарт определяет битовую скорость передачи данных 10 Мбит/с и максимальное расстояние отрезка витой пары между двумя непосредственно связанными узлами (станциями и концентраторами) не более 100 м при наличии витой пары качества не ниже категории 3. Это расстояние определяется полосой пропускания витой пары — на длине 100 м.

Концентраторы 10Base-Tможно соединять друг с другом с помощью тех же портов, которые предназначены для подключения конечных узлов. При этом нужно позаботиться о том, чтобы передатчик и приемник одного порта были соединены соответственно с приемником и передатчиком другого порта.

Для обеспечения синхронизации станций и надежного распознавания станциями коллизий в стандарте определено максимально число концентраторов между любыми двумя станциями сети, а именно 4. Это правило носит название «правила 4-х хабов» и оно заменяет «правило 5-4-3», применяемое к коаксиальным сетям. При создании сети 10Base-Tс большим числом станций концентраторы можно соединять друг с другом иерархическим способом. При применении стандарта 10Base-Tнеобходимо учитывать тот факт, что петлевидное соединение концентраторов категорически запрещено, так как оно приводит к некорректной работе сети. Это требование означает, что в сети 10Base-Т не разрешается создавать параллельные каналы связи между критически важными концентраторами для резервирования связей на случай отказа порта, концентратора или кабеля. Резервирование связей возможно только за счет перевода одной из параллельных связей в неактивное (заблокированное) состояние.

Общее количество станций в сети 10Base-Tне должно превышать общего предела в 1024, и для данного типа физического уровня это количество действительно можно достичь. Для этого достаточно создать двухуровневую иерархию концентраторов, расположив на нижнем уровне достаточное количество концентраторов с общим количеством портов 1024. Конечные узлы нужно подключить к портам концентраторов нижнего уровня. Правило 4-х хабов при этом выполняется — между любыми конечными узлами будет ровно 3 концентратора.

Максимальная длина сети в 2500 м здесь понимается как максимальное расстояние между любыми двумя конечными узлами сети (часто применяется также термин «максимальный диаметр сети»). Очевидно, что если между любыми двумя узлами сети не должно быть больше 4-х повторителей, то максимальный диаметр сети 10Base-Tсоставляет 5*100 = 500 м.

Сети, построенные на основе стандарта 10Base-T, обладают по сравнению с коаксиальными вариантами Ethernetмногими преимуществами. Эти преимущества связаны с разделением общего физического кабеля на отдельные кабельные отрезки, подключенные к центральному коммуникационному устройству. И хотя логически эти отрезки по-прежнему образуют общую разделяемую среду, их физическое разделение позволяет контролировать их состояние и отключать в случае обрыва, короткого замыкания или неисправности сетевого адаптера на индивидуальной основе. Это обстоятельство существенно облегчает эксплуатацию больших сетей Ethernet, так как концентратор обычно автоматически выполняет такие функции, уведомляя при этом администратора сети о возникшей проблеме.

В стандарте 10Base-Tопределена процедура тестирования физической работоспособности двух отрезков витой пары, соединяющих трансивер конечного узла и порт повторителя. Эта процедура называется тестом связности (linktest), и она основана на передаче каждые 16 мс специального сигнала между передатчиком и приемником каждой витой пары. Если тест не проходит, то порт блокируется и отключает проблемный узел от сети.

Появление между конечными узлами активного устройства, которое может контролировать работу узлов и изолировать от сети некорректно работающие, является главным преимуществом технологии lBase-Tпо сравнению со сложными в эксплуатации коаксиальными сетями. Благодаря концентраторам сеть Ethernet приобрела некоторые черты отказоустойчивой системы.

100
Base
-
T

В 1995 году комитет IEEEпринял спецификацию Ethernet100Base-Tили FastEthernetв качестве стандарта. Сетевой мир получил технологию, с одной стороны, решающую самую болезненную проблему- нехватку пропускной способности на нижнем уровне сети, а с другой стороны, очень легко внедряющуюся в существующие сети Ethernet.

Отличия FastEthernetот Ethernetсосредоточены в основном на физическом уровне. Разработчики стандарта FastEthernetучли тенденции развития структурированных кабельных систем. Они реализовали физический уровень для всех популярных типов кабеля, входящих в стандарты на структурированные и реально выпускаемые кабельные системы.

Существует три варианта физического уровня FastEthernet:

·        100Ва
s
е-ТХдля двух парного кабеля на неэкранированной витой паре UTPCategory5 (или экранированной витой паре STPТуре1);

·        100Ва
s
е-Т4для четырех парного кабеля на неэкранированной витой паре UTPCategory3,4,5;

·        100Ва
s
е-
F
Хдля многомодового оптоволоконного кабеля.

У технологии FastEthernetесть несколько ключевых свойств, которые определяют области и ситуации ее эффективного применения.

К этим свойствам относятся:

·        большая степень преемственности по отношению к классическому 10-мегабитному Ethernet;

·        высокая скорость передачи данных — 100 Мбит/с;

·        возможность работать на всех основных типах современной кабельной проводки – UTPCategory5, UTPCategory3, STP Tуре 1, многомодовом оптоволокне.

Сетевая архитектура Token Ring


Сети Token Ring, так же как и сети Ethernet, характеризует разделяемая среда передачи данных, которая в данном случае состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему требуется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке. Это право передается с помощью сигнала специального формата, называемого маркером или токеном (token).

Архитектура Token Ring был разработана компанией IBM в 1984 году, а затем передана в качестве проекта стандарта в комитет IEEE 802, который на ее основе принял в 1985 году стандарт 802.5. Компания IBM использует технологию Token Ring в качестве своей основной сетевой технологии для построения локальных сетей на основе компьютеров различных классов — мэйнфреймов, мини-компьютеров и персональных компьютеров. В настоящее время именно компания IBM является основным законодателем моды технологии Token Ring, производя около 60 % сетевых адаптеров этой технологии.

Сети Token Ring работают с двумя битовыми скоростями — 4 и 16 Мбит/с. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается. Сети Token Ring, работающие со скоростью 16 Мбит/с, имеют некоторые усовершенствования в алгоритме доступа по сравнению со стандартом 4 Мбит/с.

Архитектура Token Ring является более сложной технологией, чем Ethernet. Она обладает свойствами отказоустойчивости. В сети Token Ring определены процедуры контроля работы сети, которые используют обратную связь кольцеобразной структуры — посланный сигнал всегда возвращается в станцию — отправитель. В некоторых случаях обнаруженные ошибки в работе сети устраняются автоматически, например, может быть восстановлен потерянный маркер. В других случаях ошибки только фиксируются, а их устранение выполняется вручную обслуживающим персоналом.

Для контроля сети одна из станций выполняет роль так называемого активного монитора. Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется и выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3 секунды генерирует специальный сигнал своего присутствия. Если этот сигнал не появляется в сети более 7 секунд, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.

В сетях Token Ring право на доступ к среде передается циклически от станции к станции по логическому кольцу. Кольцо образуется отрезками кабеля, соединяющими соседние станции. Таким образом, каждая станция связана со своей предшествующей и последующей станцией и может непосредственно обмениваться данными только с ними. Для обеспечения доступа станций к физической среде по кольцу циркулирует сигнал специального формата — маркер. Получив маркер, станция анализирует его и при отсутствии у нее данных для передачи обеспечивает его продвижение к следующей станции. Станция, которая имеет данные для передачи, при получении маркера изымает его из кольца, что дает ей право доступа к физической среде и передачи своих данных. Затем эта станция выдает в кольцо пакет данных установленного формата последовательно по битам. Переданные данные проходят по кольцу всегда в одном направлении от одной станции к другой. Пакет снабжен адресом назначения и адресом источника.

Все станции кольца ретранслируют пакет побитно, как повторители. Если пакет проходит через станцию назначения, то, распознав свой адрес, эта станция копирует пакет в свой внутренний буфер и вставляет в пакет признак подтверждения приема. Станция, выдавшая пакет данных в кольцо, при обратном его получении с подтверждением приема изымает этот пакет из кольца и передает в сеть новый маркер для обеспечения возможности другим станциям сети передавать данные. Такой алгоритм доступа применяется в сетях Token Ring со скоростью работы 4 Мбит/с, описанных в стандарте 802.5.

В сетях Token Ring 16 Мбит/с используется несколько другой алгоритм доступа к кольцу, называемый алгоритмом раннего освобождения маркера (Early Token Release). В соответствии с ним станция передает маркер доступа следующей станции сразу же после окончания передачи последнего бита пакета данных, не дожидаясь возвращения по кольцу этого пакета с битом подтверждения приема. В этом случае пропускная способность кольца используется более эффективно, так как по кольцу одновременно продвигаются пакеты нескольких станций. Тем не менее свои пакеты в каждый момент времени может генерировать только одна станция — та, которая в данный момент владеет маркером доступа. Остальные станции в это время только повторяют чужие кадры, так что принцип разделения кольца во времени сохраняется, ускоряется только процедура передачи владения кольцом.

Для различных видов сообщений, передаваемым пакетам данных, могут назначаться различные приоритеты: от 0 (низший) до 7 (высший). Решение о приоритете конкретного пакета данных принимает передающая станция. Маркер также всегда имеет некоторый уровень текущего приоритета. Станция имеет право захватить переданный ей маркер только в том случае, если приоритет пакета данных, который она хочет передать, выше (или равен) приоритету маркера. В противном случае станция обязана передать маркер следующей по кольцу станции.

За наличие в сети маркера, причем единственной его копии, отвечает активный монитор. Если активный монитор не получает маркер в течение длительного времени (например, 2,6 с), то он порождает новый маркер.

При использовании экранированной витой пары 1 из номенклатуры кабельной системы IBM в кольцо допускается объединять до 260 станций при длине ответвительных кабелей до 100 метров, а при использовании неэкранированной витой пары максимальное количество станций сокращается до 72 при длине ответвительных кабелей до 45 метров. Максимальная длина кольца Token Ring составляет 4000 м. Ограничения на максимальную длину кольца и количество станций в кольце в технологии Token Ring не являются такими жесткими, как в технологии Ethernet. Здесь эти ограничения во многом связаны со временем оборота маркера по кольцу (но не только — есть и другие соображения, диктующие выбор ограничений). Так, если кольцо состоит из 260 станций, то при времени удержания маркера в 10 мс маркер вернется в активный монитор в худшем случае через 2,6 с, а это время как раз составляет тайм-аут контроля оборота маркера. В принципе, все значения тайм-аутов в сетевых адаптерах узлов сети Token Ring можно настраивать, поэтому можно построить сеть Token Ring с большим количеством станций и с большей длиной кольца.

Недавно компания IBM предложила новый вариант технологии Token Ring, названный High-Speed Token Ring, HSTR. Эта технология поддерживает битовые скорости в 100 и 155 Мбит/с, сохраняя основные особенности технологии Token Ring 16 Мбит/с.

В сети будет использоваться архитектура Ethernet100Base-T, так как это современная архитектура, обеспечивающая наилучшую скорость передачи данных в данном варианте.
    продолжение
--PAGE_BREAK--1.3. Модели ЛВС
Существует две модели локальных вычислительных сетей:

·        одноранговая сеть;

·        сеть типа клиент-сервер.

В одноранговой сетивсе компьютеры равноправны меж­ду собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к своим данным. В таких се­тях на всех компьютерах устанавливаются однотипные опера­ционные системы (ОС), которые предоставляют всем компью­терам в сети потенциально равные возможности.

Достоинства данной модели:

1)     Простота реализации. Для реализации данной сети достаточно наличия в компьютерах сетевых адаптеров и кабеля, который их соединит.

2)     Низкая стоимость создания сети, так как отсутствуют затраты, связанные с покупкой дорогостоящего сервера, дорогой сетевой операционной системы и т.д.

Недостатки модели:

1)     Низкое быстродействие при сетевых запросах. Рабочая станция всегда обрабатывает сетевые запросы медленнее, чем специализированный компьютер ­сервер. Помимо этого на рабочей станции всегда выполняются различные задачи (набор текста, создание рисунков, математические расчеты и др.), которые замедляют ответы на сетевые запросы.

2)     Отсутствие единой информационной базы, так как вся информация распределена по отдельным компьютерам. При этом приходится обращаться к нескольким компьютерам для получения необходимой информации.

3)     Отсутствие единой системы безопасности информации. Каждый персональный компьютер защищает свою информацию посредством операционной системы. однако операционные системы персональных компью­теров, как правило, обладают меньшей защищенностью, чем сетевые операционные системы для серверов. Поэтому

4)     Зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера. Если какой-то компьютер будет выключен, то информация, хранимая на нем, будет недоступна другим пользователям.

В сети типа клиент-серверимеется один или несколько главных компьютеров-серверов. В таких системах всей основ­ной информацией управляют серверы.

Сеть типа клиент-сервер является функционально не сим­метричной: в ней используются два типа компьютеров – одни ориентированны на выполнение серверных функций и рабо­тают под управлением специализированных серверных ОС, другие — выполняют клиентские функции и работаю под управлением обычных ОС. Функциональная несимметричность вызывает и несимметричность аппаратуры — для выделен­ных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти.

Достоинствами данной модели являются:

1)     Высокое быстродействие сети, так как сервер быстро, обрабатывает сетевые запросы и не загружен другими задачами.

2)     Наличие единой информационной базы и системы безопасности. Взломать сервер можно, но это значительно сложнее, чем рабочую станцию.

3)     Простота управления всей сетью, так как управление ею заключается в основном в управлении только сервером.

Недостатки модели:

1)     Высокая стоимость реализации, так как требуется покупать дорогостоящий сервер и сетевую операционную систему для сервера.

2)     Зависимость быстродействия сети от сервера. Если          сервер будет не достаточно мощным, то работав сети может сильно замедляться.

3)     Для правильной работы сети требуется наличие дополнительного обслуживающего персонала, Т.е. в организации должна быть введена должность администратора сети.

Модель сети будет реализована по модели: сеть типа клиент-сервер.


1.4. Основные виды кабелей
Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель представляет собой провод, состоя­щий из медной жилы и металлической оплетки. Между жилой и оплеткой имеется слой изоляции, защищающий от коротко­го замыкания жилы и оплетки. Жила служит для передачи дан­ных, оплетка же обеспечивает защиту передаваемых данных от внешних электромагнитных помех. Снаружи кабель по­крыт непроводящим слоем из резины. Примером коаксиального кабеля может служить кабель, который используется для подключения внешней антенны к телевизору.

Существует два типа коаксиальных кабелей:

·        тонкий коаксиальный;

·        толстый коаксиальный.

Тонкий коаксиальный кабельимеет диаметр около 0,5 см и подключается непосредственно к сетевым адаптерам компьютера. Тонкий коаксиальный кабель из-за затухания сигнала обеспечивает передачу данных только до 200 м.

Для подключения тонкого кабеля используются сле­дующие разъемы:

1) BNC-коннектор;

2) Т-коннектор;

3) ВNС-терминатор.

Из рисунка видно, что к разъему на плате сетевого адапте­ра подключается Т-коннектор. К Т-коннектору с обеих сто­рон подключаются ВNС-коннекторы, которые связаны с коак­сиальным кабелем. При применении коаксиального кабеля электрические сигналы распространяются от одного конца ка­беля к другому. Достигая конца кабеля, сигнал отражается, что мешает другим компьютерам осуществлять передачу. По­этому, после того как данные достигнут адресата, электри­ческие сигналы необходимо погасить. Для этого на концах кабеля устанавливают специальные ВNС-терминаторы.

Если необходимо увеличить размер сети, то для со­единения отрезков кабеля можно использовать баррел-кон­вектор (barrelconnector) или репитер. Репитер в отличие от коннектора усиливает передаваемый сигнал.

        Толстый коаксиальный кабель имеет диаметр около 1 см. Обладает той особенностью, что благодаря, использо­ванию более толстой жилы, обеспечивает передачу дан­ных на расстояние до 500 м. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяется специальное устрой­ство — трансивер.

Трансивер для подключения к толстому кабелю снаб­жен специальным разъемом, называемым «зуб вампира»(vampire tap). Этот зуб проникает сквозь изоляцию прово­да и соприкасается с жилой.

Витая пара

Неэкранированная витая парасостоит из двух изоли­рованных перевитых вокруг друг друга медных проводов. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех. Максимальная длина неэкранированной витой пары составляет 100 м.

Неэкранированная витая пара разделена на следующие категории:

1)     категория l-традиционный телефонный кабель, по которому передается только голос, но не данные;

2)     категория 2 — кабель, способный передавать данные со скоростью до 4 Мбит/сек и состоящий из 4-х витых пар;

3)     категория 3 — кабель, способный передавать дан­ные со скоростью до 10 Мбит/сек и состоящий из 4-х витых пар с девятью витками на метр;

4)     категория 4 — кабель, способный передавать данные со скоростью до 16 Мбит/сек и состоящий из 4-хвитых пар;

5)     категория 5 — кабель, способный передавать данные со скоростью до 100 Мбит/сек, и состоящий из 4-х витых пар медного провода. Кабель данной категории используется в со­временных вычислительных сетях.

Кабель экранированной витой парыимеет медную оплет­ку, которая обеспечивает дополнительную защиту от помех. Следовательно, экранированная витая пара обеспечивает пе­редачу данных на большее расстояние и с большей скоростью.

Для подключения экранированной и неэкранированной витой пары к компьютеру используются коннекторы RJ-45, которые похожи на телефонные RJ-11, но отличаются по раз­мерам и числу контактов. Коннектор RJ-45 чуть больше по размеру и имеет восемь контактов, а RJ-l1 — только четыре.

Отличительная особенность использования витой пары состоит в том, что каждый компьютер к вычислитель­ной сети должен подключаться с помощью отдельного ка­беля. Общая схема Подключения представлена в Приложении 7

Для создания быстродействующих компьютерных сетей в настоящее время стал широко использоваться оптоволоконный кабель. В нем цифровые данные передаются в виде модулирован­ных световых импульсов. Оптоволоконная линия состоит из све­товода — оптической жилы, покрытой слоем стекла (оболочкой). Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в од­ном направлении, поэтому кабель, соединяющий компьютеры, состоит из двух волокон с отдельными коннекторами. Одно из них служит для передачи данных, другое — для приема Оптоволоконный кабель по сравнению с электричес­кими обладает следующими преимуществами:

·        высокая помехозащищенность;

·        высокая скорость передачи данных (до 200 Мбит/сек); — большая протяженность линии (до нескольких кило­метров);

·        безопасность передачи информации, так как к опто­волоконному кабелю сложно подключиться для перехвата передаваемой информации.
    продолжение
--PAGE_BREAK--1.5. Протокол сети
Протокол– это набор правил и технических процедур, регулирующих осуществления связи между компьютерами в сети.

Стек протоколов– это комбинация протоколов, рабо­тающих на одном компьютере.

Зачем нужны протоколы? Непосредственно процесс пе­редачи данных по сети разбивается на несколько шагов. При этом очередность выполнения данных шагов строго опреде­лена. Задачей протоколов является определение таких шагов и контроль за их выполнением. Например, если два протоко­ла будут по-разному разбивать данные на пакеты и добавлять к ним служебную информацию, тогда компьютер, использу­ющий один из этих протоколов, не сможет успешно связаться с компьютером, на котором работает другой 'протокол.

Различают несколько типов протоколов:

Прикладные– обеспечивают взаимодействие при­ложений на разных компьютерах между собой. К наиболее популярным относятся:

·        SMTP (SimpleMail Transfer Protocol) – протокол Интернета для обмена электронной почтой;

·        FTP(FileTransfer Protocol) – протокол Интернета для   передачи файлов;

·        Telnet– протокол Интернета для обработки данных на удаленных компьютерах и т.д.



Транспортные– поддерживают сеансы связи между компьютерами, определяют маршрут следования пакетов и га­рантируют надежный обмен данными. К ним относятся:

·        ТСР — часть набора протокола ТСРЛР, служащий для гарантированной доставки сообщений, разбитых на пакеты;

·        SPX— часть набора протокола IPX/SPX(Internetwork    PacketЕxchange/SeqLlentialPacketExchange) фирмы Nоvеllдля данных, разбитых на пакеты;

·        NetBEUI(NetВIOSExtendedUserIпtеrfасе – расширен­ный интерфейс пользователя) — устанавливает сеансы связи между компьютерами.

Сетевые– управляют функциями адресации, марш­рутизации, проверки ошибок и Т.д., а также определяют прави­ла для осуществления связи в конкретных сетевых средах (например, Ethernet или Token Ring). К ним относятся сле­дующие протоколы:

·        IP (Internet Protocol) — протокол для передачи пакетов в сети Интернет (обычно используется комбинация протоколов TCP/IP);

·        IPX (Internetwork Packet Exchange) — протокол фирмы NetWare для передачи и маршрутизации пакетов;

·        NetBEUI — используется как транспортный, так и сетевой протокол.

Для данной сети будет использоваться комбинация TCP/IPпротоколов.

Выбранные протоколы отвечают задачам, которые будут выполняться в сети. Данные протоколы является наиболее известными и чаще употребляемые в ЛВС. 
Общая характеристика сети

Характеристика

Реализация

Топология сети

Типа звезда

Модель сети

Клиент-сервер

Стандарт сети

Ethernet100Base-T

Линия связи (кабель)

 Не экранированная витая пара категории 5

Протоколы сети

TCP/IP


2.     Выбор технических средств

  2.1. Выбор технических средств для сервера.

Сервер – ключевая часть сети, на него приходится большая нагрузка. Поэтому сервер должен быть достаточно мощным и надежным, чтобы обеспечивать нормальное функционирование сети.

Тип тех. средства

Наименование ТС и его характеристика

Цена, руб.

Кол – во

Микропроцессор

[BOX] AMD Athlon 64 X2 5600+ Socket AM2 (ADA5600IAA6CZ)

5972



1

Материнская плата

ASUS M2N DH Socket AM2, nForce430, DDR2-800+, FSB2000, PCI-E, SATA Raid, Sound, USB 2.0, LAN1000, AT

2475



1

Оперативная память

1024Mb PC2-6400 800MHz DDR2 DIMM OCZ Platinum 4-4-4-15 [OCZ2P800R21G] BOX

2428



2

Жесткий диск

250 Gb 7200rpm 16Mb cache Seagate 7200.10 ST3250620AS NCQ

1952

1

Привод

NEC Sony Optiarc DVD?RW+CD/RW AD-7173S(-0S) [double layer] Silver SATA OEM

985



1

Клавиатура

A4Tech G-600 Gaming Keyboard PS/2

458



1

Мышь

A4Tech X6-10D Black GLaser Mouse (1000dpi) USB + PS/2

173



1

Монитор

Samsung  Samtron 74V (ESS) 1280x1024, 600:1, 300cd/m^2, 8ms

5615



1

Сетевая карта

D-Link DFE-520TX 10/100Mbps Retail

129



1

Видео карта

128-512Mb PCI-E 7100GS TV DVI [Palit DDR3, 64bit]  OEM

1159



1



     2.2. Выбор технических средств для рабочих станций

На ПК в организациях чаще всего выполняется офисная работа, такая как: набор и распечатка текста, работа с электронными таблицами и базами данных, несложные расчеты, иногда работа с графикой. Рабочие станции не несут такой серьезной нагрузки как сервер. Поэтому рабочие станции не нуждаются в мощных аппаратных средствах.

Тип тех. средства

Наименование ТС и его характеристика

Цена, руб

Кол – во

Микропроцессор

[BOX] AMD Athlon 64 3200+ Socket AM2 [ADA3200IAA4CN]

1669

46

Материнская плата

ASUS M2N4-SLI Socket AM2, nForce4 SLI, DDR2-800+, FSB2000, PCI-E, SLI, SATA Raid, Sound, USB 2.0, LA

2321

46

Оперативная память

0512Mb PC2-4300/4200 533MHz DDR2 DIMM Transcend

698

46

Жесткий диск

080 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST380815AS NCQ

1260

46

Привод

NEC Sony Optiarc DVD?RW+CD/RW AD-5170A(-0B) [double layer] Black IDE OEM

805



46

Клавиатура

A4Tech G-600 Gaming Keyboard PS/2

458

46

Мышь

A4Tech X6-10D Black GLaser Mouse (1000dpi) USB + PS/2

173

46

Монитор

Samsung  Samtron 74V (ESS) 1280x1024, 600:1, 300cd/m^2, 8ms

5615

46

Сетевая карта

D-Link DFE-520TX 10/100Mbps Retail

129

46

Видео карта

128Mb PCI-E 6600 TV DVI [ASUS EN6600Silencer/TD 128MB] Retail

2095



46


2.3. Выбор сетевого оборудования

Тип тех. средства

Наименование ТС и его характеристика

Цена, руб

Кол – во

Кабель

Кабель UTP 5cat. витая пара

6

-

Коннектор 

Коннектор RJ-45 5-й категории, 30" золотое покрытие

2

88

Концентратор

Allied Telesyn AT-8000S/24, 24-port Stackable Managed Fast Ethernet Switch with Two 10/100/1000T / S

8275

2

Модем

Zyxel Prestige 841C EE External VDSL Ethernet Retail

4106



1

Сетевой принтер

HP LaserJet СM1015MFP CB394A 600x600dpi, 14ppm, USB2.0, printer/scanner/copier

15339



1


    продолжение
--PAGE_BREAK--