Локальная вычислительная сеть городка
Пояснительная записка
2204.КПСД03.001.ПЗ
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ технического задания
2. Выбор и описание структурной схемы
3. Выбор сетевого оборудования
4. Кабельная система
5. Расчёт стоимости закупаемого оборудования
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Практическисразу с появлением компьютеров возникла необходимость объединить их ввычислительные сети.
Сетиделятся по масштабу на:
- локальные– в пределах одного учреждения, здания, большого предприятия, расположенного внескольких зданиях;
- региональные– в пределах города, области, страны;
- глобальные– сети в мировом масштабе.
Таккак нас интересует сеть только в пределах одного небольшого городка, состоящегоиз четырёх зданий, то возьмём локальную вычислительную сеть.
ЛВС-этосовокупность компьютеров, соединённых линиями связи. Линии связи образованыкабелями, сетевыми адаптерами, работающими под управлением сетевой операционнойсистемы, и другими коммуникационными устройствами.
Основная цель сети – обеспечить пользователям сети потенциальнуювозможность совместного использования ресурсов всех компьютеров. Для нашей сетиэто использование доступа в сеть Internet, использование принтеров, графопостроителей, модемов, оптических дисков.
Причинамик объединению компьютеров в сети являются:
- увеличениескорости передачи информационных сообщений;
- возможностьбыстрого обмена информацией между пользователями;
- расширенияперечня услуг, предоставляемых пользователям за счет объединения в сетизначительных вычислительных мощностей с широким набором различного программногообеспечения и периферийного оборудования;
- возможностьиспользования распределенных ресурсов (принтеров, CD-ROM,жестких дисков, модемов и т.д.);
- возможностьорганизовать «безбумажный » документооборот.
Сети снижают потребность предприятийв других формах передачи информации, таких как телефон или обычная почта.
ЛВС имеют так же свои стандарты (Ethernet, Arcnet, Token Ring, FDDI, 100 VG Any Lan, ATM ит.д.), первые из которых были утверждены в середине 80-х, благодаряразвитию персональных компьютеров. Эти массовые продукты явились идеальнымиэлементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощнымидля работы сетевого программного обеспечения, а с другой – явно нуждались вобъединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а такжеразделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтомуперсональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только вкачестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработкиданных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролеймини-компьютеры и мейнфреймы.
Организация, эксплуатирующая более десятка ПК, старается объединить их влокальную сеть с целью уменьшения бумажного документооборота и повышенияэффективности деятельности своих подразделений, то есть средства вычислительнойтехники должны функционировать в едином процессе, а сотрудникам организациидолжна быть предоставлена возможность общения с помощью абонентских средствмежду собой, с единым или распределенным банком данных. ЛВС, как правило,строятся на сравнительно небольших расстояниях, в основном в пределах одной,двух организаций.
Поэтому необходимо разработатьпринципиальное решение вопроса по организации ЛВС на базе уже существующегокомпьютерного парка и программного комплекса отвечающего современнымнаучно-техническим требованиям с учетом возрастающих потребностей ивозможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новыхтехнических и программных решений.
В данной курсовой работе мы будемзаниматься разработкой ЛВС для небольшого городка, состоящего из четырёх зданий.
Таким образом, мне необходимо создатьлокальную сеть, соединяющую 4 здания и удовлетворяющую поставленным задачам. Поспециальному заданию у этой ЛВС должна быть максимальная производительность.
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Рассмотрим проектирование локальной вычислительной сети, котораярасполагается в пределах студенческого городка. В данную сеть входит четырездания, в каждом из которых по три этажа.
Техническое задание.
При построении ЛВС городка мне были предъявлены следующие требования:
Расположение ПК по отделам и их трафик представлены в таблице 1.
Таблица 1 Отделы Количество ПК Трафик(Мбит/с) Здание 8 1 10 8 2 10 10 3 10 5 4 10 1 Здание9 1 50 100 2 50 100 3 55 200 4 20 500 Здание 10 1 50 100 2 20 50 3 20 50 4 50 100 Здание 20 1 2 200 2 20 50 3 20 50 4 20 500
Количество серверов – 1 (располагается в 8 здании).
Скорость передачи данных Internet – 4000 кбит/с.
Расстояние до провайдера – 33 км.
Объединяемые здания – 8, 9, 10, 20 (их взаиморасположение представлено нарисунке 1, размеры указаны в метрах).
Использовать оборудование фирм-производителей сетевого оборудования – Hewlett Packard, Digi, Allied Telesyn.
Специальное задание – максимальная производительность сети.
Сеть включает в себя 16 отделов, в которых находится 417 рабочих станцийи 4 сервера (рис. 1).
/>
Рисунок 1 – Схема городка
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ СУЩЕСТВУЮЩИХ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Для построения ЛВС необходимо выбрать технологию сети городка, чтобыобеспечить заданный трафик.
На данный момент существуют:1Ethernet
Скорость –10 Мбит/с.
На физическую среду существует 4 спецификации:
- 10 Base5 – определяет в качестве физическойсреды толстый коаксиальный кабель с диаметром центральной жилы 2,17 мм.(Толстый Ethernet).Расстояние от станции до розетки50м.
Длина сегмента 500м. Количество станций не более 100 шт.
- 10 Base2 – тонкий коаксиальный кабель с диаметром центральнойжилы 0,89 мм. (Тонкий Ethernet). Длина сегмента 185м. Количество станций не более 30 шт.
- 10 Base-T – определяет в качестве передающей среды витую парупроводников. Расстояние от станции до розетки 100м. Для организации сетииспользуется многопортовый повторитель(HUB-концентратор). Количество станций до1024 шт.
- 10 BaseFL – определяет в качестве передающейсреды оптоволоконный кабель. Длина луча 2 км. Количество станций до 1024 шт.Вместо концентратора используется коммутатор.
2 Fast Ethernet
Сеть Fast Ethernet представляет собой дальнейшееразвитие сети Ethernet за счет увеличения в 10 раз тактовойчастоты, при этом основные методы доступа к среде остались неизменными.Следовательно, скорость передачи сети 100 М бит/с.
На физическую среду существуют 3 спецификации:
- 100 BaseTx – использует витую пару проводников.Допускает применять экранированную и не экранированную витую пару (UTP, STP). Используется кабель категории 5 и выше.Протяженность сегмента не более 100м. С целью снижения помех по одному изпроводов передают положительный заряд, по другому отрицательный.
- 100 BaseT4 – длина кабеля 100 метров. Использует витую пару,кабель не экранированный, категория 3 и выше, передача по всем 4 парам.
- 100 BaseFx – для соединения двужильныхмногомодовых оптических кабелей.
Fast Ethernetпредусматривает использование топологии типа звезда, с длиной сегмента 100м.
3 Gigabit Ethernet
Скорость передачи 1Г бит/с.
На физическую среду существуют 3 спецификации:
- 1000 BaseLX, 1000 BaseSX. — использует оптоволоконныймногомодовый кабель. Для спецификации 1000 Base SX. длина волны 500м, для 1000 Base LX длина волны 5000м.
- Gigabitпо коаксиальному кабелю — В качестве среды передачи можноиспользовать высококачественный твиаксиальный кабель с волновым сопротивлением150 Ом. Максимальнаядлина до 25 м.
- Gigabitна витой паре — используют витую пару категории 5и выше.
4 Token Ring
Сеть Token Ring является кольцевой сетью с маркированным доступом,разработана фирмой IBM. Скоростьпередачи данных 4 и 16 М бит/с. Длина кадров до 4,5 Кбит (до 18 Кбит). Сеть Token Ring обладаетследующими особенностями:
- передача кадровтолько в одном направлении;
- обеспечиваетполный цикл вращения кадраданных т.е. кадр должен обязательно возвратиться егоотправителю;
- стандартомпредусмотрено 3 вида кадров (кадр данных, кадр маркера, кадр прерывания);
5 FDDI
FDDI стандартизированаорганизациями ANSI x3t9.5; ISO 9314.
Сеть представляет собой сеть кольцевого типа с маркерным доступом. Сеть FDDI отличается от сетей следующим:
- более высокаяскорость передачи данных 100 Мбит/с;
- использованиедвойного кольца передачи данных, что позволяет повысить надежность передачи засчет обхода или изоляции поврежденного участка цепи или увеличения скоростипередачи до 200Мбит /с. Данные передаются по резервному кольцу одновременно сосновным, но в обратном направлении;
- использование режимараннего освобождения маркера;
- возможностьпередачи данных разных типов (синхронного и асинхронного);
- в сети FDDI определены два вида станций (DAS – станции двойного подключения,SAS – станции однократного подключения);
В FDDI предусмотрены до 1000 подключений.Расстояние между станциями до 2км. Общая длина кольца до 200км. Имеется вариантсети на витой паре (СDDI).Для него все выше названное аналогично, но расстояние между станциями 100метров.
6 100 VG Any Lan
Представляет собой сеть древовиднойструктуры. В качестве промежуточных узлов сети используются концентраторы. Вкачестве оконечного оборудования данных – рабочие станции и серверы.
Для поддержки многоуровневой структуры в концентраторах используется 2вида портов:
1. порты нисходящихсвязей;
2. порты восходящихсвязей;
Скорость передачи 100 Мбит/с. Расстояние 100 метров. Среда передачи –кабель на основе витой пары.
7 АТМ.
Сетевая технология, в которой используются небольшие пакетыфиксированного размера, называемые ячейками. Размер ячейки 53 байта. В отличиеот других технологий используют общую среду передачи данных. Эта технологияизначально разрабатывалась для построения коммутируемых сетей. Технология АТМобеспечивает сервис с установлением соединения. Небольшой фиксированный размерячейки обеспечивает необходимую пропускную способность с небольшими задержками,что позволяет передавать различные виды информации (видео, голос, данные).Фиксированный размер ячейки обеспечивает возможность аппаратной реализацииалгоритма коммутации, что и обеспечивает малую величину задержки. Скоростьпередачи от 25 М бит/с – до 2,4 Гбит/с. В сети определены два вида интерфейсов:
- UNI-интерфейс(интерфейс с пользователямисети АТМ);
- NNI-интерфейс(интерфейс междукоммутаторами сети АТМ);
Соединения между двумя абонентскими системами возникает с того момента,когда одна из них передает через UNIзапрос в сеть, коммутаторы передают этот запрос в пункт назначения. Еслисистема- адресат показывает, что она согласна на установление соединения, то вАТМ сети между двуми абонентскими системами образуется виртуальный канал.Правильная маршрутизация ячеек обеспечивается за счет того, что каждая ячейкаимеет в заголовке 2 поля:
- VPI-идентификатор виртуального пути;
- VSI-идентификаторвиртуального канала;
8 Беспроводные сети
Бывают 3 видов:
1. Передача винфракрасном диапазоне;
2. Передача спомощью радиосигналов с распределенным спектром;
3. Передача данных сузкополосным спектром.
Преимущества инфракрасных ЛВС:
- достаточнобольшое быстродействие, скорость до 16 Мбит/с;
- обеспечениебезопасной передачи информации в связи с тем, что инфракрасное излучение оченьтрудно перехватить.
Недостатки инфракрасных ЛВС:
- необходимостьобеспечения прямой видимости между передатчиками;
- зависимость отпогодных условий;
- небольшиерасстояния между приемником и передатчиком(до 30 метров).
Сети с узкополосной передачейобеспечивает частоту до 18-19 ГГц. Сигнал не проходит сквозь металл и бетонныестены зданий.
Рассмотрев основные технологии, вернемся к проекту.
Так как в условии у нас есть места для прокладки кабеля, а так жерасстояния в масштабе городка небольшие, то использование беспроводных сетей нецелесообразно. Только 20 здание отделено от остальных на расстояние 58 км.Имеет смысл передавать к нему информацию с помощью спутниковых систем.
Там, где скорость обмена данными до рабочих станций должнасоставлять до 100 Мбит/с (включительно). Этому требованию отвечают многиетехнологии, но в этой курсовой будет использоваться технология Fast Ethernet, как самая дешёвая извысокоскоростных и проста в установке. В некоторых отделах трафик долженсоставлять до 500 Мбит/с. Достичь такую скорость нам поможет технология Gigabit Ethernet.
2. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
Для работы сети сетевые протоколы выбраны,но для того чтобы сеть была более производительной и надёжной нужно выбратьсамый оптимальный вариант объединения рабочих станций в корпусе.
Вариант 1
В центре такой сети находитсякоммутатор (switch). Соединение выполнено на основенеэкранированной витой пары – UTPкатегории 5. Он состоит из двух пар скрученных проводов, неэкранированныхпроводящей оплёткой, которая заземляется.
Данный вариант организации будетнеэффективным, так как расстояния в здании большие и просто не хватит диаметрасети, к тому же в первом здании находится 88 рабочих станций и будет невозможнонайти коммутатор с таким количеством портов.
Вариант 2
В данном варианте все рабочие станции, находящиеся в отделе,подсоединяются к портам концентратору (hub).
В зависимости от количества компьютеров подбирается n-портовый концентратор (количествопортов должно быть минимум на один порт больше, чем количество рабочихстанций).
Все концентраторы отделов объединяются в коммутатор (switch), который будет располагаться какможно ближе к первому этажу здания для того, чтобы в дальнейшем его проще былосоединить с коммутаторами других зданий при помощи оптоволокна.
Кроме этого к коммутатору можно будет подключить рабочие станции,расположенные в этом отделе, что поможет сэкономить на стоимости сети.
Вариант 3
В этом варианте все рабочие станции, находящиеся в отделе, подключаются кконцентратору (hub). Всеконцентраторы отделов подсоединяются к главному концентратору. Эта сетьдешевая, но в это случае в сети возникает большой домен коллизий. Работать втакой сети будет очень сложно.
Вариант 4
В этом варианте все рабочие станции, находящиеся в отделе, подключаются ккоммутатору (switch). А все коммутаторы отделовсоединены в главный коммутатор.
Эта сеть очень надёжна.
Рассмотрев все приведённые выше варианты сетей можно сделать вывод, чтовариант 4 больше всего подходит для установки его в здании нашего городка.
Т.к. такая сеть очень надёжна и производительна, что удовлетворяет моемуиндивидуальному заданию — максимальная производительность сети.
Объединение рабочих станций между зданиями.
Организовать связь между корпусамиможно на основе волоконно-оптического кабеля, с помощью модемов, если имеютсясвободные телефонные пары или при помощи беспроводных модемов. Так как поусловию технического задания свободных телефонных пар нет и скорость передачиданных должна быть в пределах 100 Мб/с, то использование модемов нерассматривается. При использовании беспроводных модемов достигается не большаяскорость передачи данных. Для связи корпусов будет использоваться оптоволокно.
Описание схемы.
Как уже указано выше, для построениясети мне даны 4 трехэтажных здания, в каждом из которых по 4 отдела. Я решилиспользовать топологию «звезда», так как эта топология соответствует технологииFast/Gigabit Ethernet и очень подходит заданнойканализации сети (от «центрального» здания канализация идёт к остальным, к 20зданию через спутник).
Сеть спроектирована с использованиемкоммутаторов (см. выше – вариант 4), так как коммутаторы позволяют повыситьпроизводительность сети за счёт коммутации портов. Центральным зданием являетсяздание №8, где располагается главный сервер и главный коммутатор (MAIN SWICH FAST/GIGABIT ETHERNET), а также спутниковая связь с 20 зданием.
Соединения рабочих станций в сеть вовсех зданиях аналогичны. Только в тех отделах, где по заданию трафик непревышает 100 Мбит/с используется технология Fast Ethernet, а там, где превышает используетсятехнология Gigabit Ethernet. И в больших по размеру зданиях (8 и20) отделы и некоторые коммутаторы в отделах соединены между собой не витойпарой, а оптоволокном. Поэтому рассмотрим проектировку всей сети на примереодного здания.
Внутри всех зданий рабочие станции икоммутаторы, а так же коммутаторы между собой, соединены витой парой категории5е (UTP 5e), как внутри отделов, так между ними и между этажами, таккак витая пара значительно дешевле оптоволокна, применима для данной скоростипередачи данных, более мобильна, чем оптоволокно.
Соединение между зданиямиосуществляется с помощью многомодового оптоволокна, так как оно даёт нужную намскорость и применимо на относительно большие расстояния.
Сервер соединения с Интернетом располагается в 10 здании. Окончательнаяструктурная схема приведена на формате А1 — 2204.КПСД03.001.Э1.
3. ВЫБОР СЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
На сегодняшний день существуетмножество фирм, выпускающих сетевое оборудование. Наиболее популярными являются3COM, Cisco, Allied Telesyn, Hewlett Packard, D-Link, и другие. Разнообразие фирмзатрудняет выбор оборудования, т.к. некоторые фирмы занимаются производствомуже давно, являются престижными и устанавливают высокие цены на свои продукты.Другие менее известные устанавливают цены ниже, но качество тоже может бытьниже.
Появление каждой новой фирмы и еепродуктов обостряет конкуренцию на рынке и приводит к снижению цен наоборудование. Сети становятся все более доступными.
3COM производит весь спектр сетевого оборудования. Она занимаетпервое место по общим поставкам оборудования для локальных сетей.
CISCO известна на рынке сетевых продуктов,как производитель маршрутизаторов и концентраторов. В последнее время неплохозарекомендовали себя коммутаторы для рабочих групп. Эти фирмы продают своюпродукцию по сравнению с другими фирмами по более низким ценам.
Компания Allied Telesyn производитвесь спектр оборудования, необходимого для создания локальных вычислительныхсетей. Все сетевые продукты, выпускаемые Allied Telesyn, полностьюсоответствуют международным индустриальным стандартам, а пользователям этогооборудования гарантируется надежная защита инвестиций, направляемых намодернизацию и расширение существующих ЛВС или переход к новым высокоскоростнымтехнологиям. Вся продукция, выпускаемая компанией Allied Telesyn, отличаетсявысокой отказоустойчивостью и качеством, что может быть отражено такимпоказателем, как возврат оборудования Заказчиками, который составляет менее чем0.02% от общего объема реализованной продукции. Компания Allied Telesyn одна изпервых среди производителей сетевого оборудования предоставила неограниченнуюили пожизненную гарантию на все свои продукты, включающую в себя свободнуютехническую поддержку пользователей по «горячей» телефонной линии инемедленную замену оборудования в случае его неисправности.
Компания Hewlett Packard — мировой поставщик ключевых технологий для корпоративныхзаказчиков и конечных пользователей. Компания предоставляет решения в областиИТ-инфраструктуры, персональных вычислительных систем и устройств доступа,услуги по системной интеграции, сервисной поддержке и аутсорсингу, а такжеустройства печати и средства вывода изображения для крупных предприятий,организаций малого и среднего бизнеса и для конечных пользователей.
При выборе типа устройства нужноопределить тип протокола, который будут поддерживать его порты. Коммутаторпозволяет повысить производительность сети за счёт коммутации портов.
Основным преимуществом концентратораявляется его низкая стоимость по сравнению с коммутатором. Для принятияокончательного решения нужно принимать во внимание перспективу развития сети вотношении движения к сбалансированному трафику.
Если в сети вскоре может появитьсяновый сервер или дополнительные рабочие станции, то выбор необходимо делать впользу коммутатора, который сможет поддержать дополнительный трафик без ущербапо отношению к основному.
Коммутатор уменьшает количествоколлизий, вместо коллизий кадры попадают в очередь к передатчику портакоммутатора, к которому подключается сервер. А так как моё специальное задание– максимальная производительность сети, то я остановил свой выбор накоммутаторе.
Проанализировав структурную схему(см. схему №1), я пришёл к выводу, что для реализации проекта мне необходимоследующее оборудование:
Коммутаторы:
Fast Ethernet:
- 4 портовый 10/100base TX 5 штук,
- 8 портовый 10/100base TX 32 штуки,
- 16 портовый 10/100 base TX 16 штук,
Gigabit Ethernet:
- 8 портовый 10/100/1000 base TX 16 штук,
- 16 портовый 10/100/1000 base TX 4 штуки,
- Router2 штуки.
4. КАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Кабельная система является фундаментом любой сети. Как при строительственельзя создать хороший дом на плохом фундаменте, так и сеть, отлично работающаяна плохой кабельной системе, — это явление из области ненаучной фантастики.Если в кабелях ежедневно происходят короткие замыкания, контакты разъемов тоотходят, то снова входят в плотное соединение, добавление новой станцииприводит к необходимости тестирования десятка контактов разъемов из-за того,что документация на физическое соединения не ведется, то ясно, что на основетакой кабельной системы любое, самое современное и производительноеоборудование будет работать из рук вон плохо. Производители будут недовольныбольшими периодами простоев и низкой производительностью сети, а обслуживающийперсонал будет в постоянной «запарке», разыскивая места коротких замыканий,обрывов и плохих контактов. Причем проблем с кабельной системой становиться намного больше при увеличении размеров сети.
Ответом на высокие требования ккачеству кабельной системы стали структурированные кабельные системы,представляющие собой набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов,коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместногоиспользования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемыеструктуры связей в вычислительных сетях.
При построении структурированнойкабельной системы подразумевается, что каждое рабочее место на предприятиидолжно быть оснащено розетками для подключения телефона и компьютера, даже еслив данный момент этого не требуется. То есть хорошая структурированная кабельнаясистема строится избыточной. В будущем это может сэкономить средства, так какизменения в подключении новых устройств можно производить за счет перекоммутации уже проложенных кабелей.
Структурированная кабельная система строится иерархически, с главноймагистралью и многочисленными ответвлениями от нее.
Типичная иерархическая структура структурированной кабельной системывключает:
- горизонтальныеподсистемы (в пределах этажа);
- вертикальные подсистемы(внутри здания);
- подсистему кампуса(в пределах одной территории с несколькими зданиями).
Использование структурированнойкабельной системы вместо хаотически проложенных кабелей дает предприятию многопреимуществ:
- универсальность
- увеличение срокаслужбы
- уменьшениестоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения
- возможностьлегкого расширения сети
- обеспечение болееэффективного обслуживания
- надежность
Горизонтальная подсистема характеризуется очень большим количеством ответвленийв кабеля, так как его провести к каждой пользовательской розетке, причем и втех комнатах, где пока нет компьютеров, объединенных в сеть. Поэтому к кабелю,используемому в горизонтальной проводке, предъявляются повышенные требования кудобству выполнения ответвлений, а также удобству его прокладки в помещениях.На этаже обычно устанавливается кроссовая панель, которая позволяет с помощьюкоротких отрезков кабеля, оснащенного разъемами, провести перекоммутациюсоединений между пользовательским оборудованием иконцентраторами/коммутаторами. Предпочтительной средой является неэкранированнаявитая пара, так как имеет высокую пропускную способность, иливолоконно-оптический кабель для прокладывания в агрессивной среде. Коаксиальныйкабель – это устаревшая технология. При выборе кабеля принимают во вниманиеследующие характеристики:
- полоса пропускания
- расстояние
- физическаязащищенность
- электромагнитнаяпомехозащищенность
- стоимость
На этажах используют телекоммуникационные шкафы. Они предназначены дляобслуживания горизонтальной распределительной системы. Кроме этой основнойфункции есть и дополнительные в них допускается расположение промежуточныхглавных кроссов. Устройства, предназначенные для поддержки специальныхприложений (например, для разного рода адаптеры), не могут быть горизонтальнойкабельной системой и должны устанавливаться по отношению к горизонтальномукроссу.
Для избегания деформирования кабелей вследствие тугого скручивания впучки, слишком крутых изгибов и растягиваний нужно использовать специальнопредназначенное для укладки и маршрутов кабельных потоков оборудование.
Кабели и шнуры, используемые для подключения оборудования, нерассматриваются стандартом в качестве кабельной системы максимально-допустимаясуммарная длина патч-кордов и аппаратных шнуров на обоих концах линии – 10метров.
Разрешается использовать только оборудование, соответствующее требованиямстандартов. Телекоммуникационные шкафы должны быть спроектированы и оборудованыв соответствии с требованиями ANSI/EIA/TIA-569. Подключение активного оборудованиятелекоммуникационные шкафы разрешается осуществлять с помощь. 2 видовсоединений:
- “межсоединения”
- “Кросс- соединения”
Кросс-соединение – применяется для коммуникации кабельных систем междусобой и для подключения активного оборудования к многопртовым коннекторам.Многопортовыми коннекторами называются конструкции, узлы с помощью которыхработает одновременное подключение нескольких (более одного)телекоммуникационного парта. Типичным образцом многопортового коннектораявляется так называемый Telco-коннектор– нашедший массовое применение в телефонных подключениях офисных АТС и РВХ,также иногда используемый для подключения активного оборудования.
Метод кросс-соединения позволяет гибко переконфигурировать систему вовсех случаях, но в то же время и требует наличия в нем минимум двух единицкоммуникационного оборудования, что снижает стоимость системы.
Межсоединение — разрешается использовать только для подключения активногооборудования с однопортовыми коннекторами. В противоположность многопортовымконнекторам однопартовые позволяют осуществлять коммутацию между собой толькодвух портов.Метод межсоединения полезен в тех случаях, когда производитсяподключение к кабельной системе оборудование с однопартовыми (модульными)коннекторами, которое само по себе как бы является единицей коммутационного оборудования, такого, например, как патч-панель.В это же время появляется возможностьнеограниченного переключения портов и за счет исключения второй единицыкоммутационного оборудования из конфигурации кроссов, снижения затрат наподключение .
Кабель вертикальной подсистемы, которая соединяет этажи здания,должен передавать данные на большие расстояния с большей скоростью по сравнениюс кабелем горизонтальной подсистемы. Чаще используется оптоволокно.
Как и для вертикальных подсистем, оптоволоконный кабель являетсянаилучшим выбором для подсистем нескольких зданий, расположенных в радиусенескольких километров. Для этих подсистем так же подходит толстый коаксиальныйкабель.
При выборе кабеля для кампуса нужноучитывать воздействие среды на кабель вне помещения. Для предотвращенияпоражения молнией лучше выбрать для внешней проводки неметаллическийоптоволоконный кабель. По многим причинам внешний кабель производится вполиэтиленовой защитной оболочке высокой плотности. При подземной прокладкекабель должен иметь специальную влагозащитную оболочку от дождя или подземнойвлаги, а так же металлический защитный слой от грызунов и вандалов.Влагозащитный кабель имеет прослойку из инертного газа между диэлектриком,экраном и внешней оболочкой. Кабель для внешней прокладки не подходит дляпрокладки внутри зданий, так как он выделяет при сгорании большое количестводыма.
Существует несколько способов достижения защиты информации:
- Использовать повозможности оптоволокно,
- Использоватьэкранированную витую пару STP,
Экранированная витая пара, STP,позволяют предавать данные на большие расстояния, чем неэкранированная витаяпара. Наличие экрана делает ее более дорогой и не позволяет передавать голос.Экранированная витая пара используется в основном в сетях, базирующихся напродуктах IBM и Token Ring, и подходит к остальному оборудования локальныхсетей. Экранированная витая пара увеличивает степень помехозащищенностисигналов, т.к. находится в защищающем экране.
Защита от несанкционированногодоступа.
Разделяемая среда предоставляет очень удобную возможность длянесанкционированного прослушивания сети и получения доступа к передаваемымданным. Для этого достаточно подключить компьютер с программным анализаторомпротоколов к свободному разъёму концентратора, записать на диск весь проходящийграфик по сети, а затем выделить из него лучшую информацию.
Разработчики концентраторов предоставил некоторый способ защиты данных вразделяемых средах.
Наиболее простой способ – назначение разрешенных МАС – адресов портамконцентратора. В стандартном концентраторе Ethernet порты МАС – адресов не имеют. Защитазаключается в том, что администратор вручную связывает с каждым портомконцентратора некоторый МАС – адрес. Этот МАС- адрес является адресом станции,который разрешается подключить к данному порту.
Например, первому порту концентратора назначен МАС- адрес 123(условная запись). Компьютер с МАС- адресом 123 нормально работает с сетьюданный порт. Если злоумышленник отсоединяет этот компьютер и присоединяетвместо него свой концентратор заметит, что при старте нового компьютера в сетьначали поступать кадры с адресом источника 789. Так как этот адрес являетсянедоступным для первого порта, то эти кадры фильтруются, порт отключается, афакт нарушения прав доступа может быть зафиксирован.
Заметим, что для реализации описанного метода защиты единых данныхконцентратор нужно предварительно сконфигурировать. Для этого концентратордолжен иметь блок управления. Такие концентраторы обычно называютинтеллектуальными. Блок управления представляет собой компактный вычислительныйблок со встроенным программным обеспечением. Для взаимодействия администраторас блоком управления концентратор имеет консольный порт (чаще всего RS-232), к которому подключаетсятерминал или персональный компьютер с программой эмуляции терминала.
При присоединении терминала блок управления организует на его экранедиалог, с помощью которого администратор вводит значение МАС-адресов. Блокуправления может поддерживать и другие операции конфигурирования, например,ручное отключение или выключение портов и т.д. Для этого при подключениитерминала блок управления выдает на экран некоторое меню, с помощью которогоадминистратор выбирает нужное действие. Другим способом защиты данных отнесанкционированного доступа является их шифрация. Однако процесс истиннойшифрации требует большой вычислительной мощности, и для повторителя, небуферизующего кадр, выполнить шифрацию «налету» весьма сложно. Вместо этого вконцентраторах применяется метод случайного искажения поля данных в пакетах,передаваемых партам с адресом, отличным от адреса назначения пакета. Этот методсохраняет логику случайного метода доступа к среде т.к. все станции видятзанятость среды кадр информации, но только станция, которой послан этот кадр,может понять содержание поля данных кадров. Для реализации этого методаконцентратор также нужно снабдить информацией о том, какие МАС-адреса имеютстанции, подключенные к его портам. Обычно поле данных в кадрах, направляемых кстанциям отличными от адресата, заполняются нулями.
Так как все эти способы дорогостоящие и противоречат критерию достижениеминимальной стоимости, к тому же при такой неблагоприятной обстановке в странена данный момент, думаю благоразумно будет от них всех отказаться. Вместоэкранированной витой пары можно использовать неэкранированную.
Неэкранированная витая пара, UTP,может передавать данные и голос, она используется чаще. Сейчас применяетсянеэкранированная витая пара категории 5. Ее широкое распространение обусловленопоявлением высокоскоростных технологий. Витая пара применяется для построениясредних и малых локальных систем. Она позволяет организовывать полнодуплексныйрежим передачи информации.
Достоинства:
— низкая цена
— простота установки
Для построения кабельной системы будет использована топология «звезда».Она подразумевает центральный коммутатор (находиться в 8 здании), к которомуприсоединяются все остальные коммутаторы других зданий.
Для построения коммутационной части будутиспользоваться:
Коммутаторы:
Fast Ethernet:
- 4 портовый 10/100base TX 5 штук,
- 8 портовый 10/100base TX 32 штуки,
- 16 портовый 10/100 base TX 16 штук,
Gigabit Ethernet:
- 8 портовый 10/100/1000 base TX 16 штук,
- 16 портовый 10/100/1000 base TX 4 штуки,
Кабель:
- Витая паракатегории 5 е
сетевые адаптеры:
- для сервера на100 Мбит/с –3 штуки,
- для рабочихстанций на 100 Мбит/с- 209штук,
шкафы для сетевого оборудования:
- шкаф на 600w 600d 12u 4штуки,
другое:
- муфта оптическая3 штуки,
- кронштейннастенный 73 штуки.
- Router2 штуки.
В подсистеме кампусов будетиспользоваться многоходовое оптоволокно (для внутренней прокладки).
5. РАСЧЁТ СТОИМОСТИ ЗАКУПАЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В стоимость готового проекта войдет:стоимость сетевого оборудования, стоимость кабельной системы. Все расчеты,стоимость проекта приведены в таблице 2.
Таблица 2Название Основные параметры Количество (шт.) Цена ($)
Коммутаторы Fast Ethernet: AT-FS705EFC/VF-yy Layer 2 Switch Unmanaged, 4 x 10/100TX + 100FX (VF-45) Поддержка стандарта 10/100 BASE — ТХ 4- портовый 5 955.00 AT-FS709EFC/VF-xx Layer 2 Switch Unmanaged, 8 x 10/100TX + 100FX(VF-45) Поддержка стандарта 10/100 BASE — ТХ 8- портовый 32 5856.00 AT-FS717FC/MT-xx Layer 2 Switch Unmanaged, 16 x 10/100TX + 100FX(MT-RJ) Поддержка стандарта 10/100 BASE — ТХ 16- портовый 16 4576.00
Коммутаторы Gigabit Ethernet: AT-GS908GB Switch (Unmanaged) 8 x 10/100/1000TX + 2 GBIC expansions Поддержка стандарта 10/100/1000 BASE — ТХ 8- портовый 16 8448.00 AT-GS924GB (*) Switch (Unmanaged) 24 x 10/100/1000TX + 2 GBIC expansions Поддержка стандарта 10/100/1000 BASE — ТХ 24- портовый 4 6148.00
Сетевые адаптеры: AT-2501TX Small Factor PCI Adapter Card, 10/100BaseTX with ACPI support, 20 pack (PCI 2.2) Поддержка стандарта 100 BASE — ТХ, PCI. 314 5652.00 AT-2450FTX/ST-OEM NIC PCI 10FO-ST 10/100TX Поддержка стандарта 10/100 BASE — ТХ, Server adapter 6 462.00 AT-2915T 32-Bit-PCI ACPI Gigabit 10/100/1000 Ethernet Adapter card Поддержка стандарта 10/100/1000 BASE — ТХ 97 3395.00
Шкаф монтажный Стальная дверь, 600w 600d 12u 4 2576.00
Розетка RJ-45 белая 417 542.10
J8752 ProCurve Secure Router 7102dl 2 2500.00
Кронштейн настенный 19' 42U 73 6862.00
FO-AD-OUT-62-8-HFFR Кабель волоконно-оптический 62.5/125 многомодовый, внешний, усил., бронир, влагост, 8 жил 3500 14875.00
UTP4-C5E-SOLID-WH Кабель витая пара (UTP), категория 5e, 4 пары, solid, белый 87810 13171.50
Трансивер AT-MCF106 ST Converter 100 Мбит/с S6 Channel RJ-45 ST 3 1800
6375 Итого: 77818.50 /> /> /> /> />
В результате общая стоимость построения сети, не учитывая непосредственно417 рабочих станций, составила около 78 тысяч американских долларов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проекта была разработана многосегментная сеть, объединившая 417 рабочихстанций и 1 сервер общего пользования.
В корпусах реализована технология Fast/Gigabit Ethernet10/100/1000 Base TX (в качестве среды передачи используется неэкранированнаявитая пара категории 5, многомодовое оптоволокно и спутниковые системы).Рабочие станции в отделах подключаются к коммутатору, стоящему в этом отделе.Коммутаторы отделов в свою очередь подключаются к центральному коммутатору. Дляудобства прокладки кабеля и его структуризации используется структурированнаякабельная система. Имеется возможность расширения сети, т.к. у несколькихкоммутаторов остаются незадействованные порты. При необходимости можнопредусмотреть дополнительные места подключения рабочих станций (дополнительныерозетки), так что подключение рабочих станций к сети будет определятьсявременем настройки сетевого программного обеспечения.
Данная сеть построена на сетевом оборудовании фирм: Allied Telesyn, Hewlett Packard, Digi. Её стоимость составила 78 тысячдолларов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лекции “Компьютерные сети”.
2. Price.ru.
3. www.seti.ru
4. «Аппаратные средства локальныхсетей». Энциклопедия. М. Гук – СПб; издательство «Питер», 2000.
5. «Компьютерные сети. Принципы,технологии, протоколы». В.Г. Олифер, Н.А. Олифер – СПб; издательство «Питер», 2000.