Содержание
Введение
1. Теоретическая часть
1.1 Описание проектируемого объекта
1.2 Топология сетей
1.3 Сетевые среды
1.4 Сетевое оборудование
1.5 Сетевые протоколы
2. Практическая часть
2.1 Определение рабочей нагрузкипроектированной системой
2.2 Проектирование вычислительной
2.1.1 Выбор центрального процессора
2.1.2 Выбор накопителей
2.1.3 Конфигурация рабочей станции исервера
Заключение
Список литературы
Введение
На сегодняшний день вмире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80 % из них объединеныв различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисахдо глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединениюкомпьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорениепередачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информациеймежду пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E — Mail писем ипрочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любойинформации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией междукомпьютерами.
Локальная вычислительная сеть – совокупность компьютеров итерминалов, соединённых с помощью каналов связи в единую систему,удовлетворяющую требованиям распределённой обработки данных. Основное назначение любой компьютерной сети – предоставление информационных и вычислительныхресурсов подключенным к ней пользователям. Локальная вычислительная сетьобъединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Внастоящее время не существует четких ограничений на территориальный разбросабонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретномуместу. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельныхпредприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничитьпределами 2 — 2,5 км.
Для создания ЛВСнеобходимо следующее аппаратное обеспечение: компьютеры с установленными на нихсетевыми адаптерами, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты,маршрутизаторы соединенные между собой сетевыми кабелями.
К программномуобеспечению можно отнести сетевые операционные системы и протоколы передачиданных.
Достоинства ЛВС:
1. Передача файлов.
2. Поиск и хранениефайлов.
3. Использованиеразличного оборудования через ЛВС.
4. Электронная почта.
1. Теоретическаячасть
1.1 Описаниепроектируемого объекта
Цель курсового проекта подисциплине “Компьютерные сети” заключается в систематизации и закрепленииполученных знаний и практических умений по общепрофессиональным и специальнымдисциплинам, в углублении теоретических знаний в соответствии с заданной темой,в формировании умения применять теоретические знания при решение поставленныхпрофессиональных задач, в формировании умения использовать справочнуюинформацию, документацию, в развитии теоретической инициативы,самостоятельности, ответственности и организованности.
Курсовой проект по КПЭявляется завершающим этапом в процесс изучения средств вычислительной техники,электро-вычислительных машин, вычислительных комплексов и систем.
Темой данного курсового проектаявляется разработка ЛВС фотолаборатории.
В первой комнате будет располагатьсяторговый павильон.
Он выполняет следующиефункции:
— продажа сопутствующихтоваров (фотоаппаратов, фотоальбомов, фотопленок, батареек и т.д.);
— проявка фотопленок;
— печать фотоснимковразмером от 2x3 см до 30x45 см, как с цифровых, так и с обычных фотокамер;
— печать фотоснимков свидеокассет, дискет, компакт-дисков и цифровых видеокамер.
Во второй комнате будетрасполагаться фотостудия:
— реставрация иредактирование фотоснимков, разработка открыток, приглашений, виньеток, визитоки т.д.;
— изготовление визиток,бейджей, виньеток, открыток, календарей и т.д.;
— съемка в фотостудии;
В третьей комнате будетрасполагаться склад:
— хранение товара;
В третьей комнате будетрасполагаться главный офис директора:
— в этой комнате будетрасполагаться сервер этой ЛВС;
— контроль надсоблюдением техники безопасности и требований к охране труда на предприятии;
— контроль над состояниемоборудования, обеспечение своевременного ремонта и профилактических работ;
— контроль качестваматериалов, мониторинг запасов материалов.
Длительная работа на ПЭВМ может отрицательно воздействоватьна здоровье человека. ПЭВМ и, прежде всего монитор, персонального компьютера,является источником электростатического поля; слабых электромагнитных излученийв низкочастотном и высокочастотном диапазоне от 2 Гц до 400 кГц; рентгеновскогоизлучения; ультрафиолетового излучения; инфракрасного излучения; излучениевидимого диапазона.
Неподвижная рабочая позаоператора ПЭВМ в течение длительного времени приводит к усталости и появлениюболей в позвоночнике, плечевых суставах, шее. Работа на клавиатуре вызываетболевые ощущения в локтевых суставах, запястьях, кистях и пальцах рук. Наиболеесильной нагрузке подвергается зрительный аппарат оператора.
Если соседние рабочие места располагаются близко другк другу (на расстоянии 1,2…2,5 м), – защитное покрытие задних и боковых стенок,монтирование специальных экранирующих панелей с задней и боковых сторон монитора,установка перегородок между различными пользователями.
При работе наперсональном компьютере весьма важна организация работы. Помещение, в которомнаходится компьютер, должно быть просторным и хорошо проветриваемым.Минимальная площадь на один компьютер – 6 м2, минимальный объём – 20 м2.
Очень важна правильнаяорганизация освещения в помещении. Следует избегать большого контраста междуяркостью экрана и окружающего пространства. Запрещается работа на компьютере втёмном и полутёмном помещении. Освещение должно быть смешанным: естественным иискусственным. Освещённость на поверхности стола в зоне размещения рабочегодокумента должно быть не менее 300 …500 лк. В дополнение к общему освещению дляподсветки могут применяться местные светильники. Однако они не должны создаватьбликов на поверхности экрана.
Рабочее место должнорасполагаться по отношению к оконным проёмам так, чтобы свет падал сбоку,предпочтительнее слева. Нужно избегать расположения рабочего места в углахкомнаты или лицом к стене (расстояние до стены должно быть не менее 1 м), экраном и лицом к окну. Компьютер желательно устанавливать, так, чтобы, подняв глаза от экрана,можно было увидеть самый удалённый предмет в комнате, так как перевод взглядана дальние расстояния – один из самых эффективных способов разгрузки зрительнойсистемы при работе на компьютере. При наличии нескольких компьютеров расстояниемежду экраном одного монитора и задней стенкой другого должно быть не менее 2 м, а расстояние между боковыми стенками соседних мониторов – 1,2 м.
Для предотвращения образования и защиты статическогоэлектричества в помещениях используются специальные увлажнители. Полы должныиметь антистатическое покрытие. Допускаемый уровень напряжённостиэлектрического поля не должен превышать 20 Кв. в течении часа. Так как при 22Кв.происходит ионизация воздуха с образованием положительных ионов, которые неблагоприятнодействуют на организм человека.
Правильная поза и положение рук оператора являются весьмаважными для исключения в опорно-двигательном аппарате и возникновение синдромапостоянных нагрузок.
Не рекомендуется работать за компьютером больше 2 ч подрядбез перерыва. В процессе работы желательно менять тип и содержаниедеятельности, например, чередовать редактирование и ввод данных или ихсчитывание и осмысление. Санитарными нормами, указанными выше,предусматриваются обязательные перерывы при работе на персональном компьютере,во время которых рекомендуется делать простейшие упражнение для глаз, рук иопорно-двигательного аппарата.
1.2 Топологиясетей
Термин «топологиясети» относится к пути, по которому данные перемещаются по сети.Существуют три основных вида топологий: «общая шина»,«звезда» и «кольцо».
На рисунке 1 показанашинная топология. При шинной топологии среда передачи информации представляетсяв форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочих станций, к которомуони все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственновступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.
/>
Рисунок 1-Шиннаятопология
Рабочие станции в любоевремя, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены кней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состоянияотдельной рабочей станции.
В стандартной ситуациидля шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet — кaбeльс тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сетитребуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации изависание системы.
Новые технологиипредлагают пассивные штепсельные коробки, через которые можно отключать иливключать рабочие станции во время работы вычислительной сети.
Благодаря тому, чторабочие станции можно включать без прерывания сетевых процессов икоммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлятьинформацию из коммуникационной среды.
На рисунке 2 показаныкомпьютеры, соединенные звездой. В этом случае каждый компьютер черезспециальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющемуустройству.
/>
Рисунок 2 — Топология ввиде звезды
Концепция топологии сетив виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получаети обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработкиданных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, вэлектронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочимиместами проходит через центральный узел вычислительной сети.
Пропускная способностьсети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждойрабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает.
Кабельное соединениедовольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты напрокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географическирасположен не в центре топологии.
При расширениивычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельныесвязи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель изцентра сети.
Топология в виде звездыявляется наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей,поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральныйузел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемымтолько этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от однойстанции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.
Производительностьвычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файловогосервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода изстроя центрального узла нарушается работа всей сети.
Центральный узелуправления — файловый сервер помогает реализовать оптимальный механизм защитыпротив несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть можетуправляться из ее центра.
На рисунке 3 показаныкомпьютеры, соединенные кольцом.
При кольцевой топологиисети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 срабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняярабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.
Сообщения циркулируютрегулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресуинформацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщенийявляется очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять “вдорогу” по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделатькольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличиваетсяпропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.
/>
Рисунок 3 — Кольцевая топология
Основная проблема прикольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должнаактивно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя быодной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединенияхлокализуются легко.
Подключение новой рабочейстанции требует кратко срочного выключения сети, так как во время установкикольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сетине существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительнорасстоянием между двумя рабочими станциями.
1.3 Сетевыесреды
Наиболее дешевым кабельнымсоединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое«витой парой» (twisted pair). Она позволяет передавать информацию соскоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной.Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с.Преимуществами являются низкая цена и бес проблемная установка. Для повышенияпомехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е.витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиальногокабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к ценекоаксиального кабеля.
Коаксиальный кабель имеет среднююцену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния(несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а внекоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используетсядля основной и широкополосной передачи информации.
Широкополосный коаксиальный кабельневосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скоростьпередачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосечастот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемыйрепитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информацииувеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или деревокоаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).
Еthеmеt кабель также являетсякоаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстыйEthemet (thick) или желтый кабель (yellow саЫе). Он использует 15-контактноестандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогойальтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояниебез повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethemet около 3000 м. Ethemet кабель благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь одиннагрузочный резистор.
Наиболее дорогими являютсяоптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скоростьраспространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду.Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практическиотсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛБС.Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуетсяпередача информации на очень большие расстояния без использования повторителей.Они обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений воптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в ЛВС спомощью звездообразного соединения.
1.4 Сетевоеоборудование
Вкачестве межсетевого интерфейса для соединения сетей между собой используются:
– повторители;
– мосты;
– маршрутизаторы;
– шлюзы.
Повторители(repeater) – устройства, усиливающие электрические сигналы иобеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большиерасстояния. Повторители описываются протоколами канального уровня моделивзаимодействия открытых систем, могут объединять сети, отличающиеся протоколамилишь на физическом уровне OSI (содинаковыми протоколами управления на канальном и выше уровнях), и выполняютлишь регенерацию пакетов данных, обеспечивая тем самым электрическуюнезависимость сопрягаемых сетей и защиту сигналов от воздействия помех.Использование усилителей позволяет расширить и протяженность одной сети,объединяя несколько сегментов сети в единое целое. При установке усилителясоздается физический разрыв в линии связи, при этом сигнал воспринимается содной стороны, регенерируется и направляется к другой части линии связи.
Мосты (bridge) – описываются протоколами сетевого уровня OSI, регулируют трафик (передачу данных)между сетями, использующими одинаковые протоколы передачи данных на сетевом ивыше уровнях, выполняя фильтрацию информационных пакетов в соответствии с адресамиполучателей. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие подуправлением однотипных сетевых операционных систем. Мосты могут быть локальнымии удаленными. Локальные мосты соединяют сети, расположенные на ограниченнойтерритории в пределах уже существующей системы. Удаленные мосты соединяютразнесенные территориально сети с использованием внешних каналов связи имодемов.
Маршрутизаторы(router) – описываются и выполняют свои функции на транспортном уровнепротоколов OSI и обеспечивают соединение логическине связанных сетей (имеющих одинаковые протоколы на сеансовом и выше уровнях OSI); они анализируют сообщение,определяют его дальнейший наилучший путь, выполняют его некоторое протокольноепреобразование для согласования и передачи в другую сеть, создают нужный логическийканал и передают сообщение по назначению. Маршрутизаторы обеспечиваютдостаточно сложный уровень сервиса: они могут, например, соединять сети сразными методами доступа; могут перераспределять нагрузки в линиях связи,направляя сообщения в обход наиболее загруженных линий и т. д.
Шлюзы (gateway) – устройства, позволяющие объединить вычислительные сети,использующие различные протоколы OSI навсех ее уровнях; они выполняют протокольное преобразование для всех семиуровней управления модели OSI.Кроме функций маршрутизаторов они выполняют еще и преобразование форматаинформационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при объединениинеоднородных сетей.
1.5 Сетевыепротоколы
1) Протокол Ethernet
Спецификацию Ethernet вконце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этомупроекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и IntelCorporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0.На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3. Различиямежду ними незначительные.
Основные принципы работы.
На логическом уровне вEthernet применяется топология шина:
– все устройства, подключенные ксети, равноправны, т.е. любая станция может начать передачу в любой моментвремени (если передающая среда свободна);
– данные, передаваемые однойстанцией, доступны всем станциям сети.
2) Протокол Token Ring.
Этот стандарт разработанфирмой IBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная илиэкранированная витая пара (UPT или SPT) или оптоволокно. Скорость передачиданных 4 Мбит/с или 16Мбит/с.
В качестве методауправления доступом станций к передающей среде используется метод – маркерноекольцо (Тоken Ring). Основные положения этого метода:
– устройства подключаются к сети потопологии кольцо;
– все устройства, подключенные ксети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);
– в любой момент времени только однастанция в сети обладает таким правом.
Типы пакетов. В IВМ Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов:
– пакет управление/данные(Data/Соmmand Frame);
– маркер (Token);
– пакет сброса (Аbort).
Пакет Управление/Данные.С помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управленияработой сети.
Маркер. Станция можетначать передачу данных только после получения такого пакета, В одном кольцеможет быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правомпередачи данных.
Пакет Сброса. Посылкатакого пакета называет прекращение любых передач.
В сети можно подключатькомпьютеры по топологии звезда или кольцо.
2.Практическая часть
2.1Определение рабочей нагрузки проектированной системой
Задачи, решаемыесистемой, и интенсивность их поступления.Вариант 14 № Задачи 4 Интенсивность 0,5 № Задачи 10 Интенсивность 0,15 № Задачи 17 Интенсивность 0,07 № Задачи 1 Интенсивность 0,025 № Задачи 15 Интенсивность 0,04 № Задачи 8 Интенсивность 0,07