Зміст
Вступ
Локальна мережа (LAN)
Архітектура Ethernet
Ethernet на витій парі
Обладняння D-Link
2 порти Gigabit Ethernet по міді
Управління потоком для підвищення надійності передачі даних
Автовизначення полярності кабелю MDI/MDIX
Функція «Plug-and-Play»
Збереження енергії
Висновок
Література
Вступ
Інтернет стає всебільш популярним, проте справжня популярність прийде, коли до цієї мережі буде підключенийкожен будинок.
Метою даногопроекту є розробка домашньої комп'ютерної мережі в житловому будинку, підключеноїдо Інтернету по виділеному швидкісному каналу. Локальна комп'ютерна мережа в житловомубудинку дозволила створити колективний доступ до Інтернету по високошвидкісномувиділеному каналу за доступними для кінцевих користувачів цінами. При цьому,велика швидкість з'єднання з Інтернетом дозволяє розширити можливості його використання:проводити аудіо-відео конференції, прослухувати інтернет-радіо. Крім того,користувачі локальної мережі можуть обмінюватися між собою програмами, музичнимиі відео файлами.
Для забезпеченнястабільного функціонування мережі, вона повинна мати надійні кабельніз'єднання, правильну топологію. При цьому необхідно забезпечити низький бюджетпроекту, щоб зберегти доступність підключення. У даній роботі пропрацювали всіаспекти для створення якісної, сучасної локальної комп'ютерної мережі вжитловому будинку, які зараз мають практичну реалізацію і підтвердженняправильності технічних рішень у вигляді стабільної функціонуючої комп'ютерноїмережі в даному будинку.
Локальна мережа (LAN)
Термін «локальнамережа» (ЛМ) відноситься до групи взаємозв'язаних локальних мереж, якимиуправляє один і той же адміністратор. Коли мережі тільки починали з'являтися,під ЛМ мались на увазі невеликі мережі, фізично розташовані в одному і тому жмісці. Хоча ЛМ можна назвати і одну домашню або офісну локальну мережу, самевизначення розширилося і тепер припускає наявність взаємозв'язаних мереж, якіскладаються з декількох сотень вузлів, встановлених в різних будівлях.
Важливо пам'ятати,що всі локальні мережі, що входять в ЛМ, управляються одним адміністратором. Крімтого, зазвичай в ЛМ використовуються бездротові протоколи або Ethernet іпідтримується висока швидкість передачі даних. Приватні ЛМ, належні організаціїі доступні тільки для її членів, співробітників і інших допущених осіб, частоназивають "Інтранет".
У ЛМ всі вузлиможуть знаходитися в одній локальній мережі або розподілятися між декількомамережами, зв'язаними на рівні розподілу. Це залежить від бажаного результату. Якщовсі вузли знаходяться в одній мережі, вони можуть обмінюватися даними. Річ утому, що вони утворюють один широкомовний домен і вузли знаходять один одного звикористанням протоколу ARP.
При простійконструкції мережі, можливо, краще залишити всі вузли в одній локальній мережі.Проте у міру того, як розмір мережі росте, трафік збільшується, а ефективністьі швидкість мережі знижується. У такому разі деякі вузли варто перемістити увидалену мережу.
Це понизить ефектвід збільшення трафіку. Проте вузли з однієї мережі не зможуть обмінюватися данимиз вузлами з іншої мережі без використання маршрутизації. Маршрутизаториускладнюють конфігурацію мережі і в деяких випадках створюють тимчасовівідстрочення при обміні пакетами між мережами.
Більшістьлокальних мереж створена на основі технології Ethernet. У правильно розробленійі сконструйованій мережі вона працює швидко і ефективно. Основна передумова длястворення якісної мережі — попереднє планування. Для початку потрібного зібратиінформацію про те, як використовуватиметься нова мережа. Сюди входить:
кількість і типвузлів, що підключаються;
використовуванідодатки;
вимоги дозагального доступу і підключення до Інтернету;
питання безпеки іконфіденційності;
очікуваний ступіньнадійності і час безвідмовної роботи;
вимоги допідключення, зокрема, вибір дротяного або бездротового зв'язку.
При плануваннімережі необхідно прийняти до уваги багато що. Перед покупкою мережевогоустаткування і підключенням вузлів слід побудувати логічні і фізичнітопологічні карти мережі. Зокрема, необхідно врахувати наступне:
Фізичне середовищевстановлення мережі:
контрольтемператури: у всіх пристроїв є специфічні вимоги до температури і вологості;
наявність ірозташування розеток.
Фізичнаконфігурація мережі:
фізичнерозташування пристроїв, наприклад, маршрутизаторів, комутаторів і вузлів;
з'єднанняпристроїв;
розташування ідовжина всіх кабелів;
апаратнаконфігурація кінцевих пристроїв, наприклад, вузлів і серверів.
Логічнаконфігурація мережі:
розташування ірозмір широкомовних доменів і доменів колізій;
схема IP-адресації;
схема призначенняімен;
конфігураціязагального доступу;
дозволи.
/>
Для більшостідомашніх і невеликих корпоративних мереж не потрібні могутні пристрої, яківикористовують крупні підприємства. Цілком достатньо буде менших пристроїв. Прицьому вони повинні виконувати ті ж функції маршрутизації і комутування. Длязадоволення такої потреби були розроблені вироби, що виконують функціїдекількох мережевих пристроїв, наприклад, що комутують маршрутизатори ібездротові точки доступу. У даному курсі ми називатиме багатофункціональніпристрої інтегрованими маршрутизаторами. Це можуть бути невеликі пристрої длядомашніх офісів і невеликих компаній або могутніші пристрої для філіалівкрупних корпорацій.
Інтегрованиймаршрутизатор — це практично декілька різних пристроїв в одному корпусі. Наприклад,у такому разі комутатор підключається до маршрутизатора, але усередині пристрою.Коли на порт комутатора поступає широкомовна розсилка, інтегрованиймаршрутизатор передає її всім портам, у тому числі і своєму. Вбудованиймаршрутизатор не пропускає розсилку далі.
Існують недорогібагатофункціональні пристрої для домашніх і невеликих корпоративних мереж зінтегрованими функціями маршрутизації, комутування, бездротового зв'язку ібезпеки. Прикладом пристрою такого типу є бездротовій маршрутизатор Linksys. Ціпрості по конструкції пристрої, для яких зазвичай не потрібні зовнішні компоненти.Замінити один несправний компонент неможливо. Фактично він може зламатисятільки цілком, оптимізація який-небудь одній функції не передбачена.
Сучасні локальнімережі будуються на основі топології «зірка» з використаннямконцентраторів (хабів), комутаторів (світчів) та кабелю UTP чи STP 5ї категорії(«вита пара»). Дана технологія (вона носить назву Fast Ethernet) дозволяєпроводити обмін інформацією на швидкості вище 100Мбіт/с. Ця величина достатнядля того, щоб задовольнити більшість потреб користувачів мережі.
/> />
Ще один приклад — цеінтегрований маршрутизатор Cisco, або ISR. У сімейство Cisco ISR входятьнайрізноманітніші товари, призначені як для невеликих офісних і домашніх мереж,так і для великих мереж. Багато пристроїв ISR сконструйовано за модульнимпринципом, і кожну функцію виконує окремий компонент (наприклад, вбудованиймаршрутизатор і комутатор). Відповідно, при необхідності можна додавати,замінювати і оновлювати компоненти.
Всі пристрої,підключені до портів комутатора, повинні входити в один і той же широкомовнийдомен. Це означає, що IP-адреси всіх пристроїв повинні відноситися до однієї ітієї ж мережі. Пристрою з іншими мережевими частинами IP-адреси не зможутьобмінюватися даними.
Крім того,Microsoft Windows ідентифікує інші пристрої в мережі по іменах комп'ютера. Щобспростити усунення неполадок в майбутньому, важливо використовувати приплануванні і документуванні інформацію про ці імена і IP-адреси.
Для відображенняпоточної конфігурації IP в Microsoft Windows використовується команда ipconfig.Докладнішу інформацію, включаючи ім'я вузла, відображає команда ipconfig /all. Документуйтевсю інформацію про підключення і конфігурацію.
В процесі обмінуданими між мережевими вузлами важливо документувати продуктивність. Цей процесназивається визначенням базові показники мережі. Інформація використовується якпоказник нормальної роботи. В майбутньому, порівнюючи продуктивність мережі збазовою лінією, можна з'ясувати, чи є проблеми.
/>Архітектура Ethernet
Мережнаархітектура відповідає реалізації фізичного та канального рівнів моделі OSI. Архітектуравизначає кабельну систему, кодування сигналів, швидкість передавання, структуруфреймів, топологію мережі та метод доступу до середовища передавання. Кожній зархітектур відповідає свій набір компонент — кабелі, розняття, мережніадаптери, кабельні центри тощо.
Перше поколіннямережних архітектур забезпечувало низькі та середні швидкості передавання: LocalTalk- 230 Kбіт/с, ARCnet — 2,5 Mбіт/с, Ethernet — 10 Mбіт/с, TokenRing — 16 Mбіт/с.Ці архітектури зорієнтовані на використання електричних кабелів.
Друге поколіннямережних архітектур забезпечує високі швидкості передавання: FDDI -100 Mбіт/с,ATM — 155 Mбіт/с, FastEthernet — 100 Mбіт/с та, звичайно, зорієнтовані навикористання оптоволоконних кабелів.Ethernet на витій парі
Вдосконаленнямережних засобів, зокрема адаптерів, дало змогу широко застосовувати виту паруяк середовище передавання. В рамках стандарту Ethernet створені специфікації10BaseT, що використовує дві неекрановані виті пари UTP (Unshielded TwistedPare) 3,4 або 5 категорій, та 100BaseT4, що грунтується на чотирьох витих парахUTP 5 категорії або екранованій витій парі STP (Shielded Twisted Pare). Длязв'язку між вузлами мережі необхідними є дві виті пари провідників: одна — дляпередавання, інша — для приймання інформації. Звичайно, замість двох кабелів поодній парі витих провідників у кожній використовують один кабель з чотирмапарами провідників. Окрім економії та технічних переваг, це створює можливістьпереходу на більш швидкісні мережні архітектури без заміни самого кабелю.
Фізична топологія — зірка: кожен вузол мережі з'єднується зі своїм портом кабельного центрукабельним променем, що не повинен перевищувати довжини 100 м. На кінцях кабелюза допомогою спеціального обтискаючого інструмента встановлюються 8-контактнірозняття RJ-45. Найбільш поширеними є 8-ми та 16-ти портові кабельні центри, щокомплектуються зовнішніми адаптерами електромережі. Звичайно, один з портівпризначається для з'єднання з наступним кабельним центром (перехрещеними парамипровідників). Більшість кабельних центрів мають також розняття для під'єднаннятонкого коаксіального кабелю, що дає змогу гнучко комбінувати фізичну топологіюмережі Ethernet та обидва найбільш поширених типи кабелю. Найбільш вразливемісце Ethernet на витій парі — кабельний центр, вихід з ладу якого паралізуєвсі вузли мережі, з'єднані з ним витими парами.
Слід відмітитиосновні характеристики та переваги витої пари:
фізична топологія — зірка;
максимальнадовжина променя — 100 м;
до кожного вузлапід'єднується лише один кабель;
пошкодження кабелювиводить з ладу лише один мережний вузол;
несанкціонованепрослуховування пакетів у мережі ускладнюєтьсяОбладнання D-Link
D-Link DES-1026G:
/>
Опис:
DES-1026G — некерований комутатор 10/100 Мбит/с, розроблений для підвищення продуктивностіробочої групи, забезпечує високий рівень гнучкості мережі. Наявність 24-хпортів 10/100 Мбит/с для підключення робочих станцій і двох мідних гигабітнихпортів для підключення серверів дозволяють задовольнити потреби у великійпропускній спроможності мережі і понизити час відгуку.
24 порти 10/100Мбит/с для підключення робочих станцій
Комутатор оснащений24 портами 10/100 Мбит/с і може використовуватися для підключення до мережіневеликої робочої групи. Ці порти підтримують автоузгодження швидкостей100BASE-TX і 10BASE-T і автовизначення режимів повного і напівдуплексу.2 порти Gigabit Ethernet по міді
2 порти 1000BASE-TGigabit Ethernet є недорогою альтернативою рішенню на волоконно-оптичномукабелі. Використання існуючої витої пари категорії 5 як середовище передачідозволяє відразу ж підключити сервери до портів Gigabit Ethernet, не вимагаючипрокладки нового оптичного кабелю. Дані порти підтримують автоузгодженняшвидкостей 10/100/1000 Мбит/с і автовизначення.Управління потоком для підвищеннянадійності передачі даних
Всі портипідтримують управління потоком методом «зворотного тиску» і IEEE 802.3x.Ці функції дозволяють уникнути втрати пакетів при переповнюванні буфера портуприймаючого пристрою.Автовизначення полярності кабелюMDI/MDIX
Всі портипідтримують автоматичне визначення полярності кабелю MDI/MDIX. Це виключаєнеобхідність у використанні кроссированних кабелів або портів uplink. Добудь-якого порту можна підключити сервер, маршрутизатор або комутатор,використовуючи прямий кабель на основі витої пари
Функція «Plug-and-Play»
Комутатор з 26портами «plug-and-play» є ідеальним вибором для робочих груп з метоюпідвищення продуктивності додатків «клієнт/сервер».
Характеристики:
Стандарти
IEEE 802.310BASE-T Ethernet (мідна вита пара)
IEEE 802.3u100BASE-TX Fast Ethernet (мідна вита пара)
IEEE 802.3ab1000BASE-T Gigabit Ethernet (мідна вита пара)
ANSI/IEEE 802.3NWay автовизначення
Управління потокомIEEE 802.3x
Протокол Топологія Мережевий кабель
CSMA/CD Зірка 10BASE-T:
UTP Cat.3, 4, 5 (100 м макс)
EIA/TIA-568100 Ом STP (100 м макс)
100BASE-TX, 1000BASE-T:
UTP Cat.5, Cat.5e (100 м макс)
EIA/TIA-568100 Ом STP (100 м макс)
Швидкість передачіданих
Ethernet:
10 Мбит/с (дуплекс)
20 Мбит/с (напівдуплекс)
Fast Ethernet:
100 Мбит/с (напівдуплекс)
200 Мбит/с (дуплекс)
Gigabit Ethernet:
2000 Мбит/с (дуплекс)
Кількість портів
24 порти 10/100Мбит/с
2 порти10/100/1000 Мбит/c
Розширеніможливості інтерфейсу
Автовизначенняполярності кабелю MDI/MDI-X на кожному порту
Продуктивність
Метод комутації
Store-and-forward
Комутаційнафабрика
8,8 Гбит/с
Таблиця MAC-адрес
8К записів напристрій
Вивчення MAC-адрес
Автоматичнеоновлення таблиці MAC-адрес
Швидкістьфільтрації пакетів
10BASE-T: 14,880кадров/сек на порт (напівдуплекс)
100BASE-TX: 148,810кадров/сек на порт (напівдуплекс)
Gigabit Ethernet: 1488,100кадров/сек на порт
Швидкістькомутації пакетів
10BASE-T: 14,880кадров/сек на порт (напівдуплекс)
100BASE-TX: 148,810кадров/сек на порт (напівдуплекс)
Gigabit Ethernet: 1488,100кадров/сек на порт
Буфер RAM
320Кбайт напристрій
Фізичніпараметри.
Живлення
100 — 240 ВА,50/60 Гц, 0.3A
Внутрішнєуніверсальне джерело живлення
Споживанапотужність
15,68 Вт
Вентилятор
40 х 40 мм зживленням по постійному струму х 1
Робочі температури
0o-40o C
Сертифікатиелектромагнітної сумісності
FCC Class A
CE Class A
VCCI Class A
C-Tick
Сертифікатибезпеки
CUL
D-LinkDGS-1216T/GE:
/>
Опис:
Комутатори D-LinkGigabit Ethernet наступного покоління серії Web smart є економічно ефективнимрішенням для мереж малого і середнього бізнесу (SMB) і забезпечені дружнімкористувачеві Web-інтерфейсом управління, що забезпечує простоту настройки. Завдякигнучкому вибору кількості портів, серія DGS-12XXT/GE може бути використана вмережах різного масштабу. Як правило, вентилятори є основними споживачеменергії. Комутатор DGS-1216T/GE володіє інноваційним дизайном без використаннявентиляторів. Даний комутатор виконаний в металевому корпусі 19” і оснащенийіндикаторами на передній панелі. Цей пристрій підтримує розширені функції,включаючи:
Два або чотириоптичні комбо-порти SFP
Функції мережевоїбезпеки
Сегментація трафіку
QOS
Гнучкістьуправління
Технологія ThinkGreen
Комутатори GigabitEthernet D-Link серії Web smart забезпечують захист навколишнього середовища,завдяки застосуванню нової енергозберігаючої технології. КомутаториDGS-12XXT/GE з підтримкою технології Green Ethernet дозволяють захиститиекосистему, скорочуючи енергоспоживання і тепловиділення і володіючи при цьомувисокою продуктивністю, функціональністю і вартісною ефективністю. Привиключенні живлення на пристрої комутатор скорочує електроенергію, що подаєтьсяна цей порт, що приводить до збереження енергії. Також можна вимкнути живленняна пристрої через Web-інтерфейс GUI при виникненні проблеми на нім.Збереження енергії
Технологія GreenEthernet дозволяє істотно поліпшити ефективність споживання електроенергії. Длянабору мікросхем комутаторів Gigabit Ethernet серії web smart нового поколіннявикористовується техпроцес 90нм, що забезпечує замовникам розширений функціоналі дозволяє скоротити споживання енергії.
Гнучкість управління.
Комутатори GigabitEthernet серії web smart пропонують бізнесу, що росте, просте і ефективнерішення по управлінню мережі з використанням інтуїтивно-зрозумілої утилітиSmartConsole або Web-інтерфейсу управління, що дозволяє адміністраторам видаленоуправляти комутатором до рівня портів. Утиліта SmartConsole легко дозволяєзамовникам виявити комутатори D-Link серії Web smart, що належать одному і томуж сегменту мережі L2, підключеному до локального комп'ютера користувача.
Використовуючи цюутиліту, користувачам немає необхідності змінювати IP-адресу комп'ютера, атакож забезпечується простота первинної установки комутаторів серії smart. Комутатори,що належать одному сегменту мережі L2, підключеному до персонального комп'ютеракористувача, постійно відображаються на екрані. Це дозволяє виконувати широкийнабір настройок, включаючи базові конфігурації виявлених пристроїв, як,наприклад, зміна пароля і оновлення програмного забезпечення.
Характеристики:
Стандарти іфункції
IEEE 802.310Base-T (мідний кабель на витій парі)
IEEE 802.3u100Base-TX Fast Ethernet (мідний кабель на витій парі)
IEEE 802.3ab1000Base-T Gigabit Ethernet (мідний кабель на витій парі)
IEEE 802.3zGigabit Ethernet (оптика) ANSI/IEEE 802.3
АвтоузгодженняNWay
Управління потокомIEEE 802.3x
Кількість портів
14 портів10/100/1000BASE-T, 2 комбо-порти 10/100/1000BASE-T/SFP *При використанні SFPвідповідні порти 10/100/1000BASE-T блокуються
Швидкість передачіданих Ethernet:
10 Мбит/с (напівдуплекснийрежим)
20 Мбит/с (повнодуплекснийрежим) Fast Ethernet:
100 Мбит/с (напівдуплекснийрежим)
200 Мбит/с (повнодуплекснийрежим) Gigabit Ethernet:
2000 Мбит/с (повнодуплекснийрежим)
Топологія: Зірка
Мережеві кабелі
UTP Кат.5, Кат.5e(100 м макс)
EIA/TIA-568 100-ОмSTP (100 м макс)
Полный/полудуплекс
Полный/полудуплекс для швидкості
10/100 Мбит/с
Повний дуплекс дляшвидкості Gigabit
VLAN
Стандарт 802.1QVLAN (VLAN Tagging)
До 256 статичнихгруп VLAN
Підтримка VLAN, щоуправляє (Management VLAN)
ПідтримкаAsymmetric VLAN
Якістьобслуговування (QOS)
Черги пріоритетів802.1p
До 4 чергпріоритетів на порт
QOS на основі DSCP
Підтримка двохрежимів обробки черг: Strict і WRR
Безпека
Управліннядоступом 802.1x на основі портів
Управлінняширокомовним штормом: порогова величина 8 Кб, 16 Кб, 32K, 64 Кб, 128 Кб, 512Кб, 1024 Кб, 2048 Кб, 4096 Кб в секунду
Схема мережі
Активне мережевеобладнанняПристрій Модель Призначення Орієнтовна ціна за од. К2-К5 D-Link DES-1026G Некерований комутатор з 24 портами 10/100Base-TX та 2 портами 10/100/1000Base-T 120 у. о. К1 D-Link DGS-1216T/GE Керований комутатор з 14 портами 10/100/1000Base-T та 2 комбо-портами 1000Base-T/Mini GBIC (SFP) и функцією енергозберігання 230 у. о.
АдресаціяПристрій IP — Адреса (и) Маска підмережі Шлюз ПК1 — ПК80 192.168.0.1 — 192.168.0.75 255.255.255.128 192.168.0.126 К1 192.168.0.197 255.255.255.248 192.168.0.198
Опис:
Локальна мережабудинку побудована згідно топології розподілена зірка. Для адресаціївикористовується адресний простір класу C (192.168.0.0/24)
Висновок
Інформаційні мережі можуть передавати голосовіповідомлення, відеозображення і данні. Мережі обміну даними складаються зпериферійних пристроїв, вузлів, мережевих пристроїв і носіїв. Для відображеннялогічної і фізичної побудови мережі використовуються топологічні схеми. Мережевівузли можуть виконувати роль клієнта, сервера або того і іншого.
Всі процеси обмінуповідомленнями мають відправника, отримувача і канал передачі даних. Обмінданими між комп’ютерами підкоряється спеціальним правилам, так званимпротоколам. Протоколи визначають особливості повідомлення, включаючишифрування, формат, інкапсулювання даними, розмір, синхронізацію і спосіброзсилання.
Маршрутизатори зінтегрованими службами і інші мультифункціональні пристрої з’єднують мережу імережі підприємств малого бізнесу з ціллю надання сумісного доступу до ресурсів і виходу в Інтернетна декілька вузлів. Мережеві пристрої, це спрощений не дорогий пристрій,використовуємий для розгортання невеликих мереж. Пристрої такого типу, якправило, одночасно виконують функції комутатора, маршрутизатора і бездротовоїточки доступу.
Література
1. CISCO Networking Academy (http://www.cisco.com)
2. Коуров Л.В. Информационные технологии. Минск,«Амалфея», 2000, с.116-143
3. Інтернет (http://www.dlink.ru/ua/products/)