/>/>/>/>/>/>/>/>/>Содержание
Содержание
Список условных обозначений
1. Информационный поиск
1.1 Теоретический вопрос
1.2 Назначение локальной сети
2. Конструкторская часть
2.1 Выбор и обоснование технологий построения ЛВС
2.4 Выбор и обоснование программного обеспечения сети
3. Технологическая часть
3.1 Инструкция по монтажу сети
3.2 Возможные проблемы функционирования сети
3.3 Мониторинг сети
4. Экомоческая часть
5. Перспективы сети
Заключение
Список ипользуемой литературы
/>
Список условных обозначений
ANSI –American National Standards Institute (национальный институт стандартизацииСША);
CBC –Cipher Block Chaining (режим сцепления блока шифров);
CCK – Complementary Code Keying – (комплиментный код ключа);
CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (метод множественногодоступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий);
DES – Data Encryption Standard (симметричный алгоритм шифрования);
ETSI – EuropeanTelecommunications Standards Institute (европейский институт по стандартизациив области телекоммуникаций);
IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers (институт инженеровпо электротехнике и электронике0;
ISM – Industry, Science and Medicine (диапазон,выделенный для промышленных, научных и медицинских радиосистем);
LAN –Local Area Network (локальная компьютерная сеть (ЛВС));
MAC – Media Access Control (управление доступом к среде);
MDI – MediumDependent Interface (интерфейс, зависящий от передающей среды);
MDIX – Medium Dependent Interface with Crossover (интерфейс, зависящий отпередающей среды с перекрестным соединением);
MIMO –Multiple Input Multiple Output (многоканальный вход многоканальный выход);
OFDM – Orthogonal Frequency-Division Multiplexing(ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием);
PBCC –Packet Binary Convolutional Coding (двоичное пакетное свёрточноекодирование);
QAM – Quadrature Amplitude Modulation(квадратурная амплитудная модуляция);
QoS – Quality of Service (качество обслуживания);
QPSK – Quadrature Phase Shift Keying (квадратурная фазовая манипуляция;
VLAN – Virtual Local Area Network (виртуальная локальная компьютернаясеть);
WAN – Wide AreaNetwork (глобальная вычислительная сеть);
WiMAX – WorldwideInteroperability for Microwave Access (всемирная совместимость длямикроволнового доступа).
ВВЕДЕНИЕ
Беспроводнаялокальная сеть – это система радиодоступа, предназначенная для обеспечениясетевого доступа посредством компьютерных устройств вне зависимости от ихместорасположения. Обычно она представляет собой последний участок междудействующей локальной сетью и группой клиентских компьютеров, обеспечиваяпользователям возможность беспроводного доступа ко всем ресурсам и услугам корпоративнойсети из любой точки здания или комплекса зданий. Беспроводная локальная сетьможет рассматриваться как «Ethernet в эфире», поскольку, как правило, онаиспользуется в качестве продолжения проводной локальной сети. Основубеспроводной локальной сети составляют следующие компоненты. Сетевой адаптер(Network Interface Card (NIC)) – пользовательское устройство, котороепредставляет собой компьютерную плату, оснащенную антенной. Беспроводныйтелефон (Wireless LAN Phone) – абонентское устройство, поддерживающее технологиюпередачи речи с использованием интернет-протокола (Voice over Internet Protocol(VoIP)) и работающее на базе той же беспроводнойинфраструктуры, что и сетевой адаптер NIC. Точка доступа (Access Point) – инфраструктурноеустройство, обеспечивающее доступ к локальной сети посредством персональногокомпьютера или беспроводного телефона. Для охвата сетью всех площадей зданияобычно требуется несколько точек доступа. Одна точка, находящаяся внутрипомещения, способна обслуживать пользовательские устройства в диапазоне примерно 150 футов (45 м) в зависимости от условий распространения радиоволн. На этиусловия, в свою очередь, могут влиять такие факторы, как структура стен, месторасположение точки доступа и т. д. Соединения между зданиями (Building-to-BuildingBridges) – элементы инфраструктуры, обычно используемые в сетях с «многоточечной»(point-to-multipoint) конфигурацией. В настоящее время беспроводные локальныесети функционируют в не требующем лицензирования диапазоне частот 2,4 ГГц иреализуются на основе стандартов Института инженеров по электротехнике иэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)) 802.11 и802.11n. В будущем они станут использовать свободный от лицензирования диапазон5 ГГц, а их реализация начнет осуществляться на основе стандартов IEEE 802.11аи HiperLAN/2 Европейского института телекоммуникационных стандартов (EuropeanTelecommunications Standards Institute (ETSI)).
/>1. Информационныйпоиск
/>
1.1 Теоретический вопрос
1.1.1 Стандарт IEEE 802.11n
Данный стандарт был утверждён 11 сентября 2009. Стандарт802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению сустройствами стандартов 802.11g (с максимальной скоростью 54 Мбит/с), при условиииспользования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически,802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с.
Устройства 802.11n работают в диапазонах частот от 2,4до 2,5 ГГц или 5,0 ГГц.
Кроме того, устройства 802.11n могут работать в трёхрежимах:
- наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержкаустройств 802.11b/g и 802.11a;
- смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства 802.11b/g,802.11a и 802.11n;
- «чистом» режиме – 802.11n (именно в этом режиме и можновоспользоваться преимуществами повышенной скорости и увеличенной дальностью передачиданных, обеспечиваемыми стандартом 802.11n).
Черновую версиюстандарта 802.11n поддерживают многие современные сетевые устройства. Итоговаяверсия стандарта, которая была принята 11 сентября 2009 года, обеспечиваетскорость до 600 Мбит/с, многоканальный вход/выход, известный, как MIMO(Multiple Input Multiple Output) и большее покрытие.
1.1.2 Стандарт IEEE 802.11g
Если на канальном уровне все беспроводные сетисемейства 802.11 имеют одну и ту же архитектуру, то физический уровень для сетейразных стандартов различен. Именно на физическом уровне определяются возможныескорости соединения и методы модуляции и физического кодирования при передачеданных.
Стандарт IEEE 802.11g предусматривает различныескорости соединения: 1; 2; 5,5; 6; 9; 11; 12; 18; 22; 24; 33; 36; 48 и 54Мбит/с. Одни из них являются обязательными для стандарта, а другие – опциональными.Кроме того, для различных скоростей соединения применяются разные методымодуляции сигнала. При разработке стандарта 802.11g рассматривались двенесколько конкурирующие технологии: метод OFDM, заимствованный из стандарта802.11a и предложенный к рассмотрению компанией Intersil, и метод PBCC,опционально реализованный в стандарте 802.11b и предложенный компанией TexasInstruments. В результате стандарт 802.11g содержит компромиссное решение: вкачестве базовых применяются технологии OFDM и CCK, а опционально предусмотреноиспользование технологии PBCC.
Стандарт IEEE 802.11g Plus (SuperG)предусматривает скорость соединения 108 Мбит/с. То, что принято называть протоколом 802.11g Plus,представляет собой не что иное, как изменение MAC-уровня и введение режимаблочной передачи (packet bursting), позаимствованного из протокола 802.11e. Врежиме блочной передачи все блоки, передаваемые в одном блоке, используют сокращенныезаголовки, что позволяет уменьшить объем передаваемой служебной информации итем самым увеличить полезный трафик. Фактически, никакого протокола 802.11g Plus не существует, и всё, что скрывается за этимзагадочным протоколом – это расширение базового стандарта 802.11g.
Стоит отметить, что данным стандартом, как истандартами 802.11b/b+, предусмотрено применение частотного диапазона от 2,4 до2,4835 ГГц, который предназначен для безлицензионного использования впромышленности, науке и медицине (ISM). Однако, несмотря на возможностьбезлицензионного применения данного частотного диапазона, существует жесткоеограничение максимальной мощности передатчика. Поэтому при выборе способовкодирования и модуляции сигнала необходимо решить две основные проблемы.
С одной стороны, скорость передачи в беспроводной сетидолжна быть как можно более высокой, чтобы конкурировать с проводными сетями иудовлетворять современным потребностям пользователей. Рост скорости передачиприводит к увеличению ширины спектра, что крайне нежелательно, посколькучастотный диапазон передачи ограничен.
С другой стороны, уровень полезного сигнала долженбыть достаточно низким, чтобы не создавать помех другим устройствам вISM-диапазоне. Таким образом, передаваемый сигнал должен быть едва различим науровне шума, но в этом случае необходимо разработать алгоритм безошибочноговыделения сигнала на уровне шума. Уменьшение мощности передаваемого сигналадостигается за счет использования технологии уширения спектра и «размазывания»сигнала по всему спектру.
Еще одна проблема –это обеспечение должного уровня помехоустойчивости протокола. К сожалению,одновременное выполнение всех перечисленных условий невозможно, поскольку онипротиворечат друг другу. Таким образом, выбор конкретного метода кодирования имодуляции сигнала – это поиск золотой середины между требованиями высокойскорости, помехоустойчивости и ограничения по мощности передачи.
1.1.3 Стандарт IEEE 802.16
Данный стандарт представляет собой рассчитанную навнедрение в городских беспроводных сетях технологию, задачей которого являетсяобеспечения сетевого уровня между локальными сетями (IEEE 802.11) ирегиональными сетями (WAN), где планируется применение разрабатываемогостандарта IEEE 802.20. Эти стандарты совместно со стандартом IEEE 802.15 PAN (PersonalArea Network – персональная сетевая зона (Bluetooth)) и 802.17 (мосты уровняМАС) образуют взаимосогласованную иерархию протоколов беспроводной связи.
Техническиехарактеристики стандарта 802.16, утвержденные в январе 2010 года ипредусматривающие работу оборудования в диапазоне от 2 до 11 ГГц, являютсярасширенным вариантом технических характеристик стандарта IEEE 802.16,утвержденных в декабре 2005 года. Широкий диапазон частот, предусматриваемыйстандартом 802.16, позволяет развертывать каналы передачи данных с высокойпропускной способностью с использованием передатчиков, устанавливаемых намачтах сетей сотовой связи и высотных зданиях. Принимающее и передающееоборудование, работающее по этому стандарту, может находиться только в зонепрямой видимости.
Основные характеристики стандарта 802.16:
- пропускная способность: до 135 Мбит/с при полосе несущей 28 МГц;
- модуляция: OFDM – 64-QAM;
- доступ к среде: адаптивный, динамический;
- управление сетью: централизованное;
- название стандарта: IEEE 802.16;
- дата принятия: декабрь 2001 года;
- частотный диапазон: от 10 до 66 ГГц;
- быстродействие: от 32 до 135 Мбит/с для канала 28 МГц;
- ширина канала: 20; 25 и 28 МГц;
- радиус действия: от 2 до 5 км;
- условия работы: прямая видимость.
После появления 3G-интернета,многим доставившего удовольствие скоростного доступа в глобальную сеть,незаметно, но стремительно наступила пора новой технологии – WiMax. Это ещёболее высокие скорости на базе уже знакомого некоторым пользователям стандартаIEEE 802.16. По сути, WiMax представляет собой беспроводной широкополосныйдоступ в Интернет через тот же сотовый аппарат или коммуникатор, к которомубыла применима и технология 3G.
Основные характеристикистандарта 802.16е:
- одобрен: июль 2005 года;
- частотный диапазон: от 2 до 6 ГГц;
- зона покрытия: непрямая (NLOS (Non Line Of Sight – вусловиях отсутствия прямой видимости));
- модуляция: OFDM 256;
- скорость: до 15 Мбит/с;
- мобильность: с возможность регионального роуминга;
- ширина канала: более 5 МГц;
- радиус ячейки: от 1 до 5 км;
- терминальное оборудование: PC-карта.
Институт инженеровпо электротехнике и электронике (IEEE) планирует в краткосрочной перспективеутвердить спецификации 802.16m в качестве первой «настоящей» международной4G-технологии.
Развернутые всоответствии с требованиям стандарта 802.16m сети WiMAX, теоретическиобеспечивают мобильный и фиксированный доступ на скоростях 100 Мбит/с и 1Гбит/с соответственно.
Черновая версиястандарта получила смешанные отзывы со стороны операторов. Так, американскаякомпания Clearwire заявила, что не будет торопиться с его внедрением, ароссийская Yota планирует скооперироваться с Samsung для строительства802.16m-сетей. По данным WiMAX Forum, новую технологию намереваются поддержать50 компаний [8].
К «настоящим» 4G-технологиямможно отнести только LTE (Long Term Evolution– долгосрочное развитие) Advanced и IEEE 802.16m WiMAX, разработка которых ещене завершена. Фактически, речь идет о дальнейшем улучшении существующихстандартов на LTE и мобильный WiMAX (IEEE 802.16e).
Краткиехарактеристики 802.16m:
- технология: WiMax;
- использование: WMAN, Mobile WMAN;
- пропускная способность: до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (MobileWMAN);
- скорость передвижения абонента: от 60 до 250 км/ч;
1.1.4 Стандарт IEEE 802.20
Стандарт длямобильного доступа к данным — 802.20. В отличие от WiMax, рассчитанного наработу в городах при ограниченном числе базовых станций, стандарт 802.20 имеетбольше сходства с обычными сотовыми системами и предназначен для быстродействующихмобильных подключений на скоростях свыше 1 Мбит/с.
Краткиехарактеристики 802.20:
- мобильность: до 250 км/ч;
- ширина полосы каналов: 2х1, 25/2х5/2х10 МГц;
- скорость для канала 1,25 МГц: до 1 Мбит/с на прием, до 300 кбит/сна передачу;
- радиус действия: до 15 км;
- построение универсальных сетей на базе IP-протокола.
Главный сторонникспецификации 802.20 фирма Flarion Technologies уже испытывала свою технологию FLASH-OFDM (Fast Low-Latency Access with Seamless Handoff OFDM – быстрый доступ с малой задержкой с использованием OFDM) вместе с компанией Nextel Communications. Однако рассмотрениестандарта находится еще на довольно ранней стадии и нет никакой гарантии, чтотехнология Flarion, в конечном счете ляжет в основу 802.20.
Продвижению 802.16,равно как и 802.20, также может помешать инерция операторов. Для поддержкимассовых подключений владельцев мобильной аппаратуры потребуются значительныевложения в инфраструктуру, и операторы могут решить, что трудоемкоеразвертывание новых технологий приведет лишь к дублированию уже предоставляемыхуслуг.
/>
1.2 Назначение локальнойсети
Локальныевычислительная сеть – это единая система компьютеров, расположенных в пределахнебольшой ограниченной территории (комнате, здании, в соседних зданиях) неболее 10 – 15 км или принадлежащих одной организации, связанных междусобой, имеющих единую специализированную базу данных, высокую пропускнуюспособность (10, 16, 100 Мбит/с и более до нескольких Гбит/с) и функционирующихна единых программных принципах.
Назначение локальнойсети – осуществление совместного доступа к данным, программам и оборудованию. Уколлектива людей, работающего над одним проектом появляется возможностьработать с одними и теми же данными и программами не по очереди, аодновременно. Локальная сеть предоставляет возможность совместногоиспользования оборудования. Оптимальный вариант – создание локальной сети содним принтером на каждый отдел или несколько отделов. Файловый сервер сетипозволяет обеспечить совместный доступ к программам и данным.
У локальной сетиесть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами всети проще, чем иметь дело с множеством автономных компьютеров.
ЛВС обеспечивает:
- высокоскоростную многоуровневую коммутацию;
- контроль и разграничение доступа к сетевым ресурсам;
- доступ к локальным сетевым устройствам (принтеры, базы данных);
- доступ к сети Интернет.
На данный моментразвитие сетевых технологий позволяет реализовать информационные сети самыхразличных конфигураций и вычислительных мощностей. Это связано с различнымиспособами передачи информационных потоков: по витой паре, по оптоволокну, повыделенному радиоканалу. Также это связано с большим разнообразием активногокоммутационного оборудования, которое применяется для локальных и глобальныхсвязей.
В данном разделебыли рассмотрены стандарты беспроводного доступа к сети Интернет. Так же былрассмотрен вопрос о назначении локальной сети.
/>2. Конструкторскаячасть
/>
2.1 Выбор и обоснованиетехнологий построения ЛВС
Исходя изтехнического задания, для связи рабочих станций в отделах №1, №2, №3 будетиспользоваться технология Fast Ethernet, которая сможет обеспечитьпроизводительность сети 100 Мбит/с. В отделе №4 будет использована технология GigabitEthernet, которая сможет обеспечить производительность сети 1000 Мбит/с.
2.1.1 Технологиипостроения ЛВС
В данном курсовомпроекте для построения сети будет использоваться технология Gigabit Ethernet,которая обеспечивает скорость передачи данных 1000 Мбит/с, а также FastEthernet, обеспечивающая скорость передачи данных 100 Мбит/с. Для обеихтехнологий будет применена топология «звезда» с использованием в технологииFast Ethernet и Gigabit Ethernet неэкранированной витой пары категории 5. Припередаче сигналов в сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet будет использоватьсяметод доступа (CSMA/CD).
2.1.2 Анализ средыпередачи данных
Для передачи данныхв Fast Ethernet будет применяться стандарт 100 Base-TX. Используется витаяпара категории 5. В передаче данных участвуют все пары. Для передачи данных вGigabit Ethernet будет применяться стандарт 1000 Base-T (используются 4 пары).
Параметры:
- скорость передачи данных: 1000Мбит/с;
- тип используемого кабеля: неэкранированная витая пара категории 5;
- максимальная длина сегмента: 100 м.
2.1.3 Топология сети
Топология сетиопределяется размещением узлов в сети и связей между ними. Термин «топологиясети» относится к пути, по которому данные перемещаются в сети. Для технологийFast Ethernet и Gigabit Ethernet будет использоваться топология «звезда».
Достоинства:
- выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всейсети в целом;
- простота периферийного оборудования;
- лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
- высокая производительность сети.
Недостатки:
- выход из строя центрального устройства обернётся неработоспособностьюсети (или сегмента сети) в целом.
В качестве центральныхустройств были выбраны коммутаторы D-link DGS-1008D.
2.1.4 Метод доступа
В беспроводных сетяхFast Ethernet и Gigabit Ethernet используется метод доступа CSMA/CD.
Метод CSMA/CDиспользуется при топологии «звезда».
Основная концепцияэтого метода заключается в следующем:
- все станции прослушивают передачи по каналу, определяя состояниеканала;
- проверка несущей;
- начало передачи возможно лишь после обнаружения свободного состоянияканала;
- станция контролирует свою передачу, при обнаружении столкновения(коллизии) передача прекращается и станция генерирует сигнал столкновения;
- передача возобновляется через случайный промежуток времени,длительность которого определяется по специальному алгоритму, если канал в этотмомент окажется свободным;
- несколько неудачных попыток передачи интерпретируются станциейкак отказ сети.
Даже в случае CSMA/CD может возникнуть ситуацияколлизии, когда две или больше станций одновременно определяют свободный канали начинают попытку передачи данных [4]./>
2.2 Выбор и обоснованиеаппаратного обеспечения сети
Схема сетипредставлена на рисунке 2.
/>
РС – рабочаястанция;
СР – сервер.
Рисунок2 – Схема построения сети
2.2.1 Коммуникационные устройства
Для технологии FastEthernet будут использованы 16 сетевых адаптеров D-link DFE-528TX (рисунок 2.1)[1].
Общие характеристикиD-link DFE-528TX:
- топология – «звезда»;
- протокол – CSMA/CD;
- интерфейс – 32-битная шина PCI;
- скорость передачи данных 10/100 Мбит/с.
Для технологииGigabit Ethernet будут использованы 5 сетевых адаптеров D-link DGE-528T(рисунок 2.2) [1].
Характеристикисетевого адаптера D-link DGE-528T:
- скорость передачи данных 10/100/1000 Мбит/с;
- интерфейс PCI 2.2, 32 бит;
- стандарты 802.1Q VLAN, 802.3x Flow Control;
- поддержка Wake-on-LAN;
- количество разъемов RJ-45 (1 разъем);
- поддержка ОС Microsoft Windows 98, ME, 2000, XP и выше.
/>
Рисунок2.1 – Сетевой адаптер D-link DFE-528TX
/>
Рисунок2.2 – Сетевой адаптер D-link DGE-528T
Для соединениярабочих станций в сети Gigabit Ethernet будет использован 1 коммутатор D-linkDGS-1008D (рисунок 2.3) [1].
/>
Рисунок2.3 – Коммутатор D-link DGS-1008D
Характеристикикоммутатора D-link DGS-1008D:
- объем оперативной памяти – 102,40 КБ;
- количество портов коммутатора — 8 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/с;
- размер таблицы MAC-адресов – 8192.
Для соединениярабочих станций в сети Fast Ethernet будет использовано 3 коммутатора D-linkDES-1008A (рисунок 2.4) [1].
/>
Рисунок2.4 — Коммутатор D-link DES-1008A
Характеристикикоммутатора D-link DES-1008A:
- объем оперативной памяти – 57 Кб;
- поддержка стандартов — IEEE 802.3 10 Base-TEthernet, IEEE 802.3u 100 Base-TX Fast Ethernet,ANSI/IEEE 802.3 NWay автоопределение скорости и режима работы, управлениепотоком IEEE 802.3х;
- количество портов коммутатора – 8 x Fast Ethernet 10/100 Мбит/с;
- размер таблицы MAC-адресов – 1000 на устройство;
- функция Plug-and-play;
- соответствие директиве RoHS.
RoHS (Restriction ofHazardous Substances) – это директива Европейского Союза, ограничивающаяиспользование шести веществ в новом электрическом и электронном оборудованиипосле 1 июля 2006 года. Данная директива Европейского Союза – только один издокументов постоянно растущего числа инструкций и правил по экологически приемлемымтехнологиям. Директива RoHS дополняет другую директиву Европейского Союза,известную как Директива WEEE (Waste from Electrical and Electronic Equipment),которая касается процесса вторичного использования оборудования и материаловпосле переработки.
2.2.2 Оборудование
Для построения сетибудет применяться витая пара категории 5. В передаче данных участвуют все 4пары. Скорость передачи данных – 250 Мбит/с по одной паре (рисунок 2.5).
/>
Рисунок2.5 – Витая пара категории 5
Наконцах витой пары будут установлены разъемы RJ-45 в количестве 68 штук (рисунок2.6).
/>
Рисунок2.6 — Разъемы RJ-45
Для зашиты разъемовRJ-45 на них, будут установлены защитные колпачки в количестве 68 штук (рисунок2.7).
/>
Рисунок2.7 – Защитный колпачок.
Для обжима кабелябудут применяться клещи (рисунок 2.8).
/>
Рисунок2.8 – Обжимные клещи
Для сервера будетпоставлен ИБП Liebert PSA 1500MT (рисунок 2.9).
Хорактеристики ИБПLiebert PSA 1500MT:
- тип – резервный;
- выходная мощность – 1500 ВА / 900 Вт;
- время работы при 50 % нагрузке – 20 мин;
- время зарядки – 8 час;
- вес – 12 кг;
- входное напряжение – 230 В (с погрешностью 10 %).
-
/>
Рисунок2.9 – ИБП Liebert PSA 1500MT
Для прокладки витойпары будет использоваться кабель-канал (рисунок 2.10).
/>
Рисунок2.10 – Кабель-канал
Для соединениярабочих станций с центральными устройствами будут использоваться специальныерозетки (рисунок 2.11)
/>
Рисунок2.11 – Розетка
2.2.3 Планировка помещений
Схема расположениярабочих станций в отделах приведена на рисунке 2.13.
/>
РС – рабочаястанция;
СР – сервер;
К– коммутатор.
Рисунок2.13 – Схема расположения рабочих станций в отделах
2.2.3.1 Вертикальная и горизонтальная разводка кабеля
Горизонтальная ивертикальная разводка кабеля для всех отделов представлена на рисунке (2.14) и(2.15).
2.2.3.2 Расчет количества кабеля
Расчет необходимогоколичества кабеля осуществляется по формуле (2.1):
Sum= (L0+L1+L2+L3+L4+(L5×20))×4, (2.1)
где Sum – необходимое количествокабеля,
L0 – расстояние отПК 1 до К; L0=3+1+1+2,1=7,1 м;
L1 – расстояние отПК 2 до К; L1=3+1+1+2,1=7,1 м;
L2 – расстояние отПК 3 до К; L2=2,1 м;
L3 – расстояние отПК 4 до К; L3=1 м;
L4 – расстояние отПК 5 до К; L4=2,1 м ;
L5 – запас кабеля;L7=2 м.
Подставив значения вформулу (2.1) получим:
Sum=(7,1+7,1+2,1+1+2,1+ (2×20))×4=237,6 м.
Расчет количества кабель-канала производитсяаналогично расчету кабеля. Количество кабель-канала Sum1 можно рассчитать поформуле (2.2):
Sum1 =(L0+L1)×4, (2.2)
Где L0 – расстояние от ПК 1 до К; L0=7,1 м;
L1 – расстояние от К до ПК 2; L1=7,1 м;
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.2)получено:
Sum1 =(7,1+7,1)×4=56,8 м.
/>
Рисунок2.15 – Вертикальная разводка кабеля
/>
Рисунок2.14 – Горизонтальная разводка кабеля
2.3 Расчетпроизводительности сети
2.3.1 Расчетпропускной способности сети Gigabit Ethernet
Расчет производитсядля скорости передачи данных 1000 Мбит/с, которую обеспечивают сети GigabitEthernet. Размер кадра в байтах минимальный NКMIN1, байт имаксимальный NКMAX1, байт определяют по формулам:
/>, (2.3)
/>, (2.4)
где NСЛ –служебная информация в кадрах Gigabit Ethernet, байт; NСЛ = 26 байт;
NПMIN –минимальный размер поля данных кадра, байт; NПMIN = 512 байт;
NПMAX –максимальный размер поля данных кадра, байт; NПMAX = 1500 байт;
NПЗ –пауза между кадрами, байт; NПЗ = 12 байт.
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.3) и (2.4), получено:
/> байт,
/> байт.
Так как один байтравен восьми битам, рассчитывают минимальный размер кадра в битах NKMIN2и максимальный размер кадра в битах NKMIN2:
/> бит, (2.5)
/> бит. (2.6)
Пропускнуюспособность NПР, бит определяют по формуле:
/>, (2.7)
где N1 –количество бит в одном килобите; N1 = 1024;
N2– количество килобит в одном мегабите; N2 = 1024;
KПР– коэффициент скорости передачи данных; KПР = 1000.
Подстановкойуказанных выше значений в формулу (2.7) получено:
/> бит.
Период следованиякадров при минимальном размере кадра TКMIN, мкс и при максимальномразмере кадра TКMAX, мкс определяют по формулам:
/>, (2.8)
/>, (2.9)
где NKMIN2– минимальный размер кадра в битах; NKMIN2 = 4400 бит;
NKMAX2– максимальный размер кадра в битах; NKMAX2 = 12304 бит;
NПР– пропускная способность, бит; NПР = 1048576000 бит;
KМКС– количество микросекунд в одной секунде; KМКС = 106.
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.8) и (2.9), получено:
/> мкс,
/> мкс.
Частоту следованиякадров при минимальном размере кадра FКMIN, кадр/с и частотуследования кадров при максимальном размере кадра FКMAX, кадр/с определяютпо формулам:
/>, (2.10)
/>, (2.11)
где NПР –пропускная способность, бит; NПР = 1048576000 бит;
NKMIN2 –минимальный размер кадра в битах; NKMIN2 = 4400 бит;
NKMAX2 –максимальный размер кадра в битах; NKMAX2 = 12304 бит.
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.10) и (2.11), получено:
/> кадр/с,
/> кадр/с.
Полезную пропускнуюспособность кадров при минимальном размере кадра РMIN1, бит/с и примаксимальном размере кадра РMAX1, бит/с определяют по формулам:
/>, (2.12)
/>, (2.13)
где FКMIN– частота следования кадров при минимальном размере кадра, кадр/с;
FКMIN =238313 кадр/с;
FКMAX –частота следования кадров при максимальном размере кадра, кадр/с;
FКMAX =85222 кадр/с;
NПMIN –минимальный размер поля данных кадра, байт; NПMIN = 512 байт;
NПMIN –максимальный размер поля данных кадра, байт; NПMAX = 1500 байт;
KББ –количество бит в байте; KББ = 8.
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.12) и (2.13), получено:
/> бит/с,
/> бит/с.
Полезную пропускнуюспособность при минимальном размере кадра РMIN2, Мбит/с, и полезнуюпропускную способность при максимальном размере кадра РMAX2, Мбит/с,определяют по формулам:
/>, (2.14)
/>, (2.15)
где N1 –количество бит в одном килобите; N1 = 1024;
N2– количество килобит в одном мегабите; N2 = 1024.
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.14) и (2.15), получено:
/> Мбит/с,
/> Мбит/с.
Все данные расчетовприведены в таблице 2.1.
Таблица2.1 – Пропускная способность для кадров минимального и максимального размераGigabit EthernetНаименование Единицы измерения Минимальный кадр Максимальный кадр Размер кадра байт 512 1500 Размер служебной информации байт 26 26 «Размер» паузы между кадрами байт 12 12 Итоговый размер кадра байт 550 1538 Итоговый размер кадра бит 4400 12304 Пропускная способность бит 1048576000 1048576000 Период следования кадров мкс 4,2 11,73 Частота следования кадров кадр/с 238313 85222 Полезная пропускная способность (бит) бит/с 976130048 1022664000 Полезная пропускная способность (Мбит) Мбит/с 931 975
Расчет производитсядля скорости передачи данных 100 Мбит/с, которую обеспечивают сети FastEthernet. Размер кадра в байтах минимальный байт /> имаксимальный байт />определяют поформулам (2.3) и (2.4).
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.3) и (2.4), получено:
/> байт,
/> байт.
Так как один байтравен восьми битам, рассчитывают минимальный размер кадра в битах NKMIN2и максимальный размер кадра в битах NKMIN2:
/> бит,
/>бит.
Пропускнуюспособность NПР, бит определяют по формуле (2.7).
Подстановкойуказанных выше значений в формулу (2.7) получено:
/> бит.
Период следованиякадров при минимальном размере кадра TКMIN, мкс и при максимальномразмере кадра TКMAX, мкс определяют по формулам (2.8) и (2.9).
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.8) и (2.9) получено:
/> мкс,
/> мкс.
Частоту следованиякадров при минимальном размере кадра />, кадр/си при максимальном размере кадра />, кадр/сопределяют по формулам (2.10) и (2.11):
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.10) и (2.11) получено следующее:
/> кадр/с,
/> кадр/с.
Полезную пропускнуюспособность кадров при минимальном размере кадра РMIN1, бит/с и примаксимальном размере кадра РMAX1, бит/с определяют по формулам(2.12) и (2.13).
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.12) и (2.13) получено:
/> бит/с,
/> бит/с.
Полезную пропускнуюспособность при минимальном размере кадра РMIN2, Мбит/с, и полезнуюпропускную способность при максимальном размере кадра РMAX2, Мбит/с,определяют по формулам (2.14) и (2.15):
Подстановкойуказанных выше значений в формулы (2.14) и (2.15) получено:
/> Мбит/с,
/> Мбит/с.
Все данные расчетов приведены в таблице 2.1.
Таблица2.1 – Пропускная способность для кадров минимального и максимального размераFast EthernetНаименование Единицы измерения Минимальный кадр Максимальный кадр Размер кадра байт 46 1500 Размер служебной информации байт 26 26 «Размер» паузы между кадрами байт 12 12 Итоговый размер кадра байт 84 1538 Итоговый размер кадра бит 672 12304 Пропускная способность бит 104857600 104857600 Наименование Единицы измерения Минимальный кадр Максимальный кадр Период следования кадров мкс 6,4 117,3 Частота следования кадров кадр/с 156038 8522 Полезная пропускная способность (бит) бит/с 57421984 102264000 Полезная пропускная способность (Мбит) Мбит/с 55 97,5
/>
2.4 Выбор и обоснование программногообеспечения сети
Программноеобеспечение (ПО) вычислительных сетей обеспечивает организацию коллективногодоступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическоераспределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативностиобработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также вслучае отказа и выхода из строя отдельных технических средств.
2.4.1 Операционнаясистема
На сервере будетустановлена Windows Server 2008 поскольку это довольно новая операционнаясистема, она отлично подходит для использования на сервере и обладаетследующими возможностями:
- обладает диагностикой и устранением неполадок;
- расширяемая модульная архитектура;
- доступ в Интернет;
- удобный способ подключения двух или больше ПК к корпоративнымсетям или к сети Интернет;
- легкое администрирование локальных сетей;
- мощная система безопасности;
- позволяет подключать переносной ПК к сети;
- обеспечивает простой доступ к сетевым ресурсам.
Операционная системаMicrosoft Windows Server 2008 создана, чтобы обеспечить организации наиболееэффективной платформой для виртуализации рабочих нагрузок, поддержки приложенийи защиты сетей. Она представляет собой защищенную и легко управляемую платформудля разработки и надежного размещения веб-приложений и служб. Новые полезныевозможности и значительные усовершенствования в ОС Windows Server 2008 посравнению с предыдущими версиями операционных систем будут востребованы как внебольших рабочих группах, так и в крупных вычислительных центрах.
На остальныхкомпьютерах будет установлена Windows XP с пакетом обновления 3, это самаяновая версия Windows XP и самая надежная, так же в ней множество других достоинств:
- обеспечение защиты компьютера. Windows XP автоматически загружаетиз Интернета обновления для операционной системы. Кроме того, в Windows XPвстроен брандмауэр (программа для защиты компьютера в локальной сети и сетиИнтернет), который обеспечит безопасность компьютера при использовании сетевыхподключений;
- простота и удобство настройки сетевых подключений. С помощьювстроенных мастеров можно быстро и легко подключить компьютер к локальной сети,а также открыть доступ к папкам и файлам на компьютере;
- удобный интерфейс. Windows XP имеет приятный и функциональныйдизайн;
- обеспечение конфиденциальности при использовании сети Интернет. Спомощью встроенного браузера Internet Explorer 6 можно не беспокоиться за сохранностьсвоих данных при работе в сети Интернет;
- возможность общения с друзьями в режиме реального времени. ВWindows XP включена программа Windows Messenger, с помощью которой можнообмениваться с друзьями текстовыми сообщениями;
- восстановление системы в случае возникновения ошибки. Если врезультате установки программы или по другой причине компьютер пересталработать, с помощью системы восстановления можно вернуть ему работоспособность,сохранив при этом важную информацию;
- большие мультимедийные возможности. С помощью встроеннойпрограммы Widows Media Player можно смотреть фильмы на DVD, записывать диски,слушать музыку и многое другое;
- простота подключения к беспроводным сетям. С помощью встроенногомастера подключения к беспроводной сети.
2.4.2 Программноеобеспечение управления сетью
Для управления сетьюи ее защиты будут использоваться программы:
- Nod32 версии 4. NOD32 – это комплексное антивирусное решение длязащиты в реальном времени. Eset NOD32 обеспечивает защиту от вирусов, а такжеот других угроз, включая троянские программы, черви, spyware, adware,фишинг-атаки. В решении Eset NOD32 используется патентованная технологияThreatSense, предназначенная для выявления новых возникающих угроз в реальномвремени путем анализа выполняемых программ на наличие вредоносного кода, чтопозволяет предупреждать действия авторов вредоносных программ. В модуль защитыот вирусов и шпионских программ используется ядро сканирования на основетехнологии ThreatSense. Ядро ThreatSense оптимизировано и улучшено всоответствии с требованиями новой архитектуры ESET Smart Security. Персональныйбрандмауэр отслеживает весь трафик между защищаемым компьютером и другимикомпьютерами сети. Модуль защиты от нежелательной почты ESET фильтруетнежелательную почту, повышая уровень безопасности системы и удобствоиспользования обмена данными по электронной почтеФункция защиты документов сканируетдокументы Microsoft Office перед их открытием, а также проверяет файлы,автоматически загружаемые браузером Internet Explorer, например элементыMicrosoft ActiveX. Устанавливается на всех станциях и сервере:
- Traffic Inspector — сертифицированный продукт для контроляинтернет-соединений и учета трафика. Позволяет создать для каждого пользователяотдельный счет, тарификацию, лимиты и ограничения по выделенному трафику искорости. Устанавливается на сервере;
- Colasoft Capsa – программа для мониторинга сети и анализасобытий, происходящих в ней. Устанавливается на сервере.
2.4.3 Прикладныепрограммы
Из прикладныхпрограмм на рабочих станциях будут установлены:
- Total Commander – самый популярный файловый менеджер в мире;
- Microsoft Office 2003 — пакет офисных приложений Microsoft Office;
- «1С-Бухгалтерия» – универсальнаяпрограмма массового назначения для автоматизации бухгалтерского учета;
- WinRAR – это файловый архиватор для Windows;
- Adobe Photoshop CS3 – графический редактор;
- Light Alloy – программа для просмотра видеофайлов.
- Nero Burning ROM 9 – один из лучших пакетов программ для записина CD-R, CD-RW и DVD диски;
- Opera 10.63 – удобный и быстро работающийбраузер./>
2.4.4 Сетевыересурсы и сетевое окружение
Сетевое окружение –компонент операционной системы Windows, элементрабочего стола. В графическом виде отображаются компьютеры локальной сети (еслисеть присутствует).
Ресурс (ресурсы) – вобщем случае средства, позволяющие с помощью определённых преобразованийполучить желаемый результат.
Сетевые ресурсы –это ресурсы, которые находятся внутри сети, например:
- файлы;
- папки;
- документы;
- различная информация;
- сетевые принтеры.
2.5 Выбор и обоснованиеспособа подключения к сети Интернет
Исходя из заданиякурсового проекта, обеспечение скорости доступа в Интернет со скоростью 52Мбит/с, был выбран способ подключения через канал кабельного телевидения.
2.5.1 Типподключения
Доступ в Интернетсоставляет 52 Мбит/с, для этого будем использовать технологию EuroDocsis (EuroData Over Cable Service Interface Specification – европейский стандарт передачиданных по коаксиальному кабелю) [2]. Модем будет подключен через кабельноетелевидение, а к серверу через сетевой кабель.
EuroDOCSISрегламентирует принятое для Европы распределение частот прямого и обратного канала,оговаривает работу c полосой 8 МГц.
Некоторые характеристики EuroDocsis:
- службы: Internet Access, Interactive Set-topBox, Voice over IP;
- базовые протоколы: Variable Length, Native IPwith QoS;
- безопасность: Baseline Privacy/Plus 56 bit DESCBC.
2.5.2 Оборудование
Для подключения кИнтернету будет использоваться кабельный модем ZyXel P971M со скоростью 52Мбит/с (рисунок 2.16) [7].
/>
Рисунок2.16 – Zyxel P-971M
Основныехарактеристики модема:
- тип – кабельный модем;
- способ установки – внешний;
- скорость передачи данных (максимальная) – 52 Мбит/сек;
- интерфейсы / коннекторы: 1 порт Fast Ethernet (разъем RJ-45) соскоростью 10/100 Мбит/с для подключения к компьютеру или Ethernet-коммутатору, кабельныйWAN-интерфейс, 1 х F-коннектор.
- внешний адаптерпитания – 12 В.
В этом разделе былирассмотрены вопросы как:
- технология построения ЛВС;
- анализ среды передачи данных;
- топология сети;
- метод доступа;
- расчет производительности сети;
- выбор и обоснование программного обеспечения сети;
- выбор и обоснование способа подключения к сети Интернет.
/>3. Технологическаячасть
/>
3.1 Инструкция по монтажусети
3.1.1 Монтажкабельной системы, прокладка кабель-каналов
План построения ЛВС:
- установка кабель-канала для кабеля;
- укладка кабеля в кабель-канал;
- установка розеток RJ-45;
- обжим кабеля;
- установка оборудования;
- подключение сетевых адаптеров;
- установка драйверов;
- настройка ОС.
Кабель-канал будет находитьсяна расстоянии 1,2 м от пола. Установка кабель-канала будет производиться спомощью саморезов. Кабель укладывается по всей длине кабель-канала. На стенечуть ниже кабель-канала устанавливаются розетки RJ-45, в тех местах, гденаходятся ПК. Кабель будет подключен к розеткам RJ-45 по такой же схеме, как ивилки RJ-45.
Обжим кабеляосуществляется с помощью обжимных клещей, кабель зачищается, собирается попарам, вставляется в вилку RJ-45 и обжимается с обоих концов. как показано нарисунке (3.2) и (3.3).
Полки устанавливаютсясразу над кабель-каналом. На эти полки устанавливаются коммутаторы. Дляустановки сетевой платы ПК, для начала нужно отключить компьютер. Открытькрышку компьютера с помощью отвертки, вставить сетевую плату в разъем PCIматеринской платы. Закрыть крышку ПК, подключить вилки в разъемы сетевых плат ирозетки RJ-45.
Затем включить ПК.При запуске ОС, Windows должна обнаружить сетевую платуи запросить драйвер. Вставьте в дисковод диск, идущий в комплекте поставки ссетевой платой и нажмите «Далее» После того как система установит необходимыйдрайвер, на экране появится окно с запросом на подтверждение правильностивыбора. Затем снова нажмите кнопку «Далее». Если диск с драйверами не входит вкомплект поставки или же драйверы на нем старые, то можно установить драйверыиз драйверной базы самого Windows. Windowsпосле поиска подходящего драйвера, скорее всего (если сетевая плата раньше неустанавливалась), предложит список устройств. Дважды кликните на значке «Сетевыеплаты» (Network Adapters), далее выберете вашу модель и нажмите «Далее». ДалееОС установит подходящие для сетевой платы драйвера и попросит перезагрузитьсистему [5].
/>
Рисунок3.2 – Соединение «коммутатор – сетевая карта»
/>
Рисунок3.3 – Соединение «коммутатор – коммутатор»
После того как ПКперезагрузится необходимо настроить сетевой адаптер. Для этого не обходимоперейти по последующему пути: «Пуск/панель управления/сетевые подключения». Вэтом окне открываем свойства «Подключение по локальной сети». Далее выбираем следующиекомпоненты: «Клиент для сетей Microsoft», «Службадоступа к файлам и принтерам сетей Microsoft» и«Протокол интернета (TCP/IP)».Далее открываем свойства «Протокол интернета (TCP/IP)» и вписываем следующие параметры:
- IP-адрес;
- маску под сети;
- основной шлюз;
- адрес DNS сервера.
Далее наживаем «ОК»и перезагружаем ПК.
/>
3.2 Возможные проблемыфункционирования сети
В сети могувозникнуть различные неисправности, например:
- обрывы кабеля;
- выход из строя аппаратуры;
- сбой в системе;
- ошибки в работе сетевых протоколов.
Чтобы избежать этихнеисправностей, необходимо кабеля укладывать в кабель-канал, каждый месяцпроводить чистку аппаратуры от пыли, чтобы не было сбоев в системе нужноустановить источник бесперебойного питания на сервер [6].
/>
3.3 Мониторинг сети
Для мониторинга сетибудет использоваться программа Colasoft Capsa Она предназначенная длямониторинга сети и анализа событий, происходящих в ней. Colasoft Capsaпозволяет декодировать передаваемые по сети пакеты и диагностировать саму сеть.Программа способна в режиме реального времени контролировать и анализироватьпередаваемые данные, позволяет перехватывать и расшифровывать сетевой трафик,передаваемый в локальной сети от компьютеров к серверу. В дополнение к модулюанализатора, Colasoft Capsa имеет еще три мощных модуля: Email Analysis Module(для анализа почты), Web Analysis Module (для анализа доступа к веб-сайтам) иTransaction Analysis Module (анализатор транзакций), которые позволяютпросматривать детальную информацию о деятельности в сети.
В этом разделе былаописана инструкция по монтажу сети, а также ее возможные проблемыфункционирования. Была рассмотрена программа для мониторинга сети.
/>4. ЭкоНОмическаячасть
Все данныеэкономических расчетов приведены в таблице 4.1.
Таблица4.1– Экономический расчет оборудования сети
/>/>Наименование
/>/>Цена, руб.
/>/>Количество, шт.
/>/>Стоимость, руб. Сетевые адаптеры: D-link DFE-528TX 200 16 3200 D-link DGE-528T 340 5 1700 Коммутаторы: D-link DGS-1008D 1 526 1 1 526 D-link DES-1008A 500 3 1 500 Кабельный модем ZyXEl P-971M 2 554 1 2 554 Кабель: Кабель UTP категории 5 (за 1 метр) 7 264,4 1 850,8 Кабельный канал 40×16 10 61,5 615 Дополнительное оборудование: Колпачок, для коннектора RJ-45 10 68 680 Коннектор обжимной RJ-45 для витой пары 9 68 612 Розетка RJ-45 100 20 2 000 Клеши обжимные 300 1 300 Источники бесперебойного питания Liebert PSA 1500MT 11 927 1 11 927 Монтажные работы: Пробивка межэтажного перекрытия 420 3 1 260 Прокладка кабеля 15 237,6 3 564 Монтаж кабель — канала 20 56,8 1 136 Установка центральных устройств 56 4 224 Установка сетевых адаптеров 100 20 2 000 ИТОГ: 34 848,8
/>5. Перспективы сети
Данная ЛВС вдальнейшем может развиваться, например:
- к ней могут быть подключен еще один отдел;
- установка более надежной защиты сети;
- повышение качества сети, так как в настоящее время программноеобеспечение на рынке постоянно обновляется;
- приобретение новых ПК.
Заключение
В теоретическойчасти были рассмотрены различные виды стандартов беспроводного доступа в Интернет,это такие как:
- 802.11n;
- 802.11g;
- 802.16;
- 802.20;
В курсовом проектебыли рассмотрены задачи, такие как:
- выбор и обоснование технологий построения ЛВС;
- анализ среды передачи данных;
- выбор и обоснование аппаратного обеспечения сети;
- планировка помещений;
- расчет производительности сети;
- выбор и обоснование программного обеспечения сети;
- выбор и обоснование способа подключения к сети Интернет.
Список ипользуемой литературы
1. http://www.d-link.ru
2. http://ru.wikipedia.org
3. http://www.fcenter.ru
4. Малышев Р. А. Лабораторная работа №1 – методы доступа, 2001
5. Малышев Р. А. Лабораторная работа №8 – установка сети, 2001
6. Компьютерные сети В. Г. Олифер, Н. А. Олифер, 2007
7. www.ZyXEL.ru
8. www.wimaxforum.org