Техническое задание
Разработать локальную вычислительную сеть на I = 39 пользователей для организации производственно-хозяйственной деятельности предприятия. Организация расположена в Кзд = 6 зданиях, имеющих размеры 17х36метров с комнатами размером 7х6 метров. В середине каждого здания имеется коридор размером 3х36 метров. Расстояние между зданиями – 400 метров. В каждой комнате должно располагаться не более 4-х компьютеров. Кроме того в каждой комнате должен быть установлен принтер. Скорость обмена данными, необходимая для работы каждого пользователя – 15 мбайт/мин. Объем системного и прикладного программного обеспечения на сервере – 60 Гбайт. Объем, резервируемый для данных каждого пользователя, составляет 400 Мбайт.
Типовой расчет состоит из следующих компонентов:
А. Топологии предлагаемых вариантов сети (соединение оборудования)
Б. Схема разводки кабелей по помещениям
В. Спецификации на компьютеры, активное и пассивное сетевое оборудование и системное ПО для всех вариантов.
Г. расчет возможности использования радиоканала используя сайт WWW.COMPTEK.RU
Методика выполнения расчета:
расчет необходимой пропускной способности каналов
рассмотреть и сравнить различные варианты связи между корпусами:
- оптоволокно
- xDSL модемы для построения ЛВС корпуса использовать оборудование производителя Hewlett-Packard Выбор оборудования осуществлять используя информацию с серверов WWW.NEWMAN.RU
Введение
Локальная вычислительная сеть - представляет собой особый тип сети, объединяющий близко расположенные системы.
В настоящее время достаточно трудно представить себе организацию, занимающуюся любым видом деятельности, без локальной сети. В наш век – век информационных технологий и Научно-технического прогресса наиболее актуальны такие проблемы, как:
q Скорость обмена информацией
q Дорогостоящее оборудование
q Совместное использование внешних устройств
q Доступ к информации
Эффективная обработка информации – одна из наиболее распространенных функций, выполняемых ЛВС. Собственно информационные системы содержат автоматизированные базы данных – крупные массивы информации, хранящейся в особо упорядоченной или индексированной форме для облегчения поиска в них.
Одно из основных применений компьютерных сетей – выполнение сложных числовых расчетов. Специализация ЛВС на выполнение вычислительных операций может быть реализована либо аппаратно, либо программно. Однако существуют различные виды числовых расчетов: бухгалтеры и управляющие имеют дело с множеством цифр, но вычисления бухгалтера отличаются, например, от расчетов инженеров или проектировщиков. Поэтому расчеты делят на группы (или типы)- научные, инженерные, статистические, финансовые и т. д.
Несмотря на существенные различия этих работ, информация используемая в них, в рамках одной организации, находится, как правило в единой (интегрированной) базе данных. Поэтому объединение АРМ всех специалистов в ЛВС является наиболее целесообразным решением.
В управлении информационные системы используют для поддержки принятия решений. По мере развития и усложнения структуры, какой либо организации затрудняется управление ее деятельностью. Как правило, системы поддержки принятия решений предоставляют руководителям и управленческому персоналу организации достоверную и оперативную информацию, необходимую для оценки ситуации и принятия правильных решений.
Применение локальных сетей в аппарате управления производственно-хозяйственной деятельностью позволяет руководителям и управляющим оперативно получать нужные им сведения. Как правило, в конкретных локальных сетях выполняются комбинации перечисленных выше функций в зависимости от характера организации, в которой данная сеть развернута.
Из всех возможных стандартов сетей ограничимся Ethernet сетью, т.к. технология Ethernet – наиболее распространенная технология современных локальных сетей. Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.
Ethernet – изначально коллизионная технология, основанная на общей шине, к которой компьютеры подключаются и “борются” между собой за право передачи пакета. Основной протокол – CSMA/CD (множественный доступ с чувствительностью несущей и обнаружению коллизий). Дело в том, что если две станции одновременно начнут передачу, то возникает ситуация коллизии, и сеть некоторое время “ждет”, пока “улягутся” переходные процессы и опять наступит “тишина”. Существует еще один метод доступа – CSMA/CA (Collision Avoidance) – то же, но с исключением коллизий. Этот метод применяется в беспроводной технологии Radio Ethernet или Apple Local Talk – перед отправкой любого пакета в сети пробегает анонс о том, что сейчас будет происходить передача, и станции уже не пытаются ее инициировать.
Ethernet бывает полудуплексный (Half Duplex), по всем средам передачи: источник и приемник “говорит по очереди” (классическая коллизионная технология) и полнодуплексный (Full Duplex), когда две пары приемника и передатчика на устройствах “говорят” одновременно. Этот механизм работает только на витой паре (одна пара на передачу, одна пара на прием) и на оптоволокне (одна пара на передачу, одна пара на прием).
Проектирование корпоративной сети на базе Ethernet
Целью проектирования является расчет технических характеристик локальной сети, определение аппаратных и программных средств комплектации локальной вычислительной сети (ЛВС) предприятия, размещение узлов сети и каналов сетевой связи, расчет экономических характеристик корпоративной локальной сети.
Исходными данными для проектирования сети являются:
· перечень необходимых задач и служб, выполняющихся в сети;
· количество и расположение компьютеров – рабочих станций и серверов;
· план помещений, в которых необходимо построить локальную сеть;
· дополнительные технические, экономические и эксплуатационные требования.
При проектировании выполняются следующие задачи:
1) выбор сетевой технологии (технологий);
2) расчет и планирование среднего трафика и коэффициента использования сети;
3) выбор топологии сетевых соединений;
4) определение перечня необходимого сетевого оборудования и типа кабельной системы;
5) разработка схемы кабельной разводки и размещения рабочих станций и серверов;
6) выбор и определение перечня используемого сетевого программного обеспечения и протоколов;
7) расчет стоимости внедрения локальной сети и экономического эффекта ее эксплуатации.
Ниже приведен порядок проектирования ЛВС.
1. Планирование проекта ЛВС начинается с предварительного выбора базовой сетевой технологии для проектируемой локальной сети на основании технических требований, экспертных данных и теоретического материала. В табл. 1 приведены наиболее распространенные технологии современных локальных сетей.
Технологии локальных сетей Ethernet
Таблица 1
Спецификация
Номинальная пропускная способность
Топология
Оборудование
Особенности
Ethernet 10Base2
10 Мбит/с
шина
сетевые карты, коаксиальный кабель, Т-коннекторы, терминаторы
дешевизна, невысокая надежность
Ethernet 10BaseT
10 Мбит/с
звезда, дерево
сетевые карты, витая пара, концентраторы (коммутаторы)
наиболее популярные технологии, часто используются совместно
Fast Ethernet (витая пара) 100Base-TX
100 Мбит/с
звезда, дерево
сетевые карты, витая пара, концентраторы (коммутаторы)
Fast Ethernet (оптоволокно) 100Base-FX
100 Мбит/с
точка-точка
сетевые карты, оптоволокно, коммутаторы
для соединения отделов (групп) или серверов
Gigabit Ethernet
1 Гбит/с
точка-точка
оптоволокно, коммутаторы
Radio Ethernet
11-36 Мбит/с
звезда
сетевые карты, точки доступа (концентраторы)
используется где прокладка кабеля нерациональна
2. Для каждой из задач определяется эффективный трафик Пэ i как отношение среднего времени занятия задачей сети tср.i (табл. 2) к общему времени работы сети tраб, умноженное в случае полного занятия сети задачей на номинальную пропускную способность сети Пн или, в случае фиксированного трафика, на его значение.
Сетевые задачи, используемые в современных локальных сетях
Таблица 2
Задача
Среднее время занятия задачей сети, мин. в сут.
Серверная часть
Клиентская часть
обмен файлами
10-60 на 1 станцию
Сетевая ОС
Сетевая ОС
файловый сервер
120-360
Серверная сетевая ОС
Клиентская сетевая ОС
резервирование информации
5-30 на 1 раб. станцию
10-120 на 1 сервер
Сетевая ОС
Сетевая ОС
сетевая печать
1-20 на 1 станцию
Сетевая ОС
Сетевая ОС
СУБД
5-30 на 1 станцию
Сервер БД
Приложения БД
Интернет
10-120 на 1 клиента
Прокси-сервер
Браузер
электронная почта
0,5-2 на 1 клиента
Почтовый сервер
Почтовый клиент
Интранет
5-20 на 1 клиента
Веб-сервер
Браузер
интерактивные сообщения
1-5 на 1 станцию
различные
различные
службы сетевой безопасности
15-20 на 1 сервер + 2-5 на 1 клиента
Серверная сетевая ОС
Клиентская сетевая ОС
Полученные значения суммируются для определения общего сетевого трафика ПΣ з Значение ПΣ з. умножается на коэффициент служебного, широковещательного и неучтенного трафика kс.т. = (0,05¸0,07)·n, где n – количество компьютеров в сети, и коэффициент запаса kз = (1,2¸2,0) для учета будущего развития сети.
По полученному значению ПΣ уточняется выбранная технология ЛВС таким образом, чтобы коэффициент использования сети kисп. = ПΣ / Пном был не более (0,3¸0,6). Если необходимо, уменьшается среднее время работы одной или нескольких задач, либо выбирается другая сетевая технология (п.1.1.) Допускается увеличение общего времени работы серверов за счет ночного времени.
В случае превышения трафика сеть разбивается на логические сегменты с помощью коммутаторов. Суммарный трафик пересчитывается для каждого логического сегмента. Для каждого логического сегмента уточняется коэффициент использования сети, как указано выше.
В случае высокого широковещательного и служебного трафика при наличии более 150-300 станций необходимо разбиение локальной сети на подсети с помощью маршрутизаторов.
В качестве результата планирования проекта ЛВС записывается наименование выбранной технологии, пропускная способность сети и усредненный по логическим сегментам коэффициент использования сети.
3. Согласно исходному расположению компьютеров и выбранной сетевой технологии выбирается сетевая топология. Строится топологическая схема локальной сети с указанием номеров рабочих станций, видов серверов, типа и пропускной способности каналов связи.
4. Согласно выбранной сетевой технологии выбираются типы и перечень необходимого сетевого оборудования: сетевые карты или модемы, концентраторы, коммутаторы, кабели связи и т.д. Перечень оформляется в виде спецификации.
При использовании концентраторов необходимо уточнить правильность выбора сетевой технологии, с тем допущением, что пропускная способность каждой станции логического сегмента сети, построенной на концентраторе, делится поровну между всеми станциями данного логического сегмента.
5. По выбранной топологии и исходной схеме размещения компьютеров строится схема кабельной разводки с требованием минимальной суммарной длины кабеля. При использовании концентраторов и коммутаторов их расположение выбирается с этим же требованием. Кабели располагаются вдоль стен в специальных коробках, либо под фальшполом (фальшпотолком). При использовании радиосвязи выдвигается требование минимального расстояния до AP (Access Point, точки доступа, радио-концентратора).
Если необходимо, вносятся корректировки в исходную схему размещения компьютеров.
Рассчитывается суммарная длина кабеля с учетом запаса 15-20%. Окончательная схема кабельной разводки наносится на исходную схему размещения компьютеров с указанием номеров рабочих станций и типа серверов и типа кабеля.
6. По имеющемуся перечню сетевых задач выбирается соответствующее сетевое программное обеспечение, перечень необходимых серверов и клиентов и их операционных платформ.
Учитываются требования защиты информации. Устанавливается антивирусное программное обеспечение. При наличии выхода в Интернет устанавливается брандмауэр. При наличии важных данных организовывается их периодическое резервирование на специальный сервер.
7. По имеющемуся ценам на сетевое оборудование, программного обеспечения и стоимости работ по прокладке кабелей и установке, рассчитывается суммарная стоимость внедрения ЛВС Pвнедр. – необходимые единоразовые капитальные вложения.
По среднему времени производства единицы товара (продукции или услуги) до внедрения t0 и после внедрения ЛВС tЛВС определяется повышение производительности труда организации:
kпр. = (1/tЛВС – 1/t0 ) · t0 .
Увеличение ежемесячного объема производства Δn = kпр. · n0 , где n0 – количество единиц товара в месяц, производимое до внедрения ЛВС. Увеличение ежемесячного дохода от реализации товара при условии сохранения цены на товар и полного объема реализации:
ΔД = С · Δn. , где С – цена за единицу товара.
Срок окупаемости ЛВС в месяцах:
Ок = Pвнедр / (ΔД – ЗЛВС), где ЗЛВС – ежемесячные затраты на эксплуатацию ЛВС.
Если получившееся значение отрицательно, внедрение ЛВС экономически неэффективно. Если значение срока окупаемости больше 5-7 лет – внедрение ЛВС малоэффективно из-за высокого срока.
1. Выбор сетевой технологии.
Определимся с выбором сетевых технологий для разрабатываемой нами локальной сети. Для использования сети внутри здания воспользуемся широко распространенной, на сегодняшний день Fast Ethernet на витой паре.
Т.к. в техническом задании не сказано как распределены места по корпусам то предположим, что из 6 корпусов один является административным, еще в одном размещены технические службы, а остальные 4 под производственно-хозяйственную деятельность. Причем в административном и техническом корпусах расположено около 70% парка компьютеризированных рабочих мест, а остальные 30% парка распределены по 4-м промышленным корпусам для контроля процесса производства, и документооборота.
Есть смысл объединить все рабочие места в административном и техническом корпусах в отдельные подсети с выделением, в каждом из этих корпусов по серверу. Причем с любого рабочего места будут доступны данные с любого из серверов. А затем необходимо объединение всех корпусов в единую сеть.
Из-за того, что расстояния между зданиями у нас велики (400 метров) мы не можем воспользоваться Fast Ethernet на витой паре т.к. максимальная длинна линии должна быть не более 100 метров. Но прокладка витой пары между зданиями целесообразна в случае применения нами одной из семейства технологий xDSL. Семейство xDSL – это технологии уплотнения абонентских линий , обозначаемые следующими аббревиатурами: HDSL, ADSL, RADSL, SDSL, IDSL. Все они представляют собой разные способы передачи цифровых потоков, совместно с голосовыми сигналами, по обычной абонентской линии (Subscriber Line - SL). Система уплотнения HDSL обеспечивает режим передачи со скоростью около 2 Мбит/с в обе стороны, по одной или двум парам проводов на расстояние до 10 км. Оборудование ADSL, наоборот, предназначено для асимметричной передачи со скоростями 6-8 Мбит/с - в сторону абонента, и до 1 Мбит/с - в сторону узла связи. RADSL отличается от упомянутых выше технологий тем, что поддерживает либо симметричный режим со скоростью около 1 Мбит/с, либо асимметричный - скорость к абоненту до 8 Мбит/с. SDSL обозначает, как правило, симметричную передачу по одной паре; IDSL - модификация ISDN (цифровая сеть с интеграцией служб).
Также для соединений между зданиями корпусов можно воспользоваться другими сетевыми технологиями, более «дальнобойными» нежели Fast Ethernet на витой паре. Это – использование радиоканала (Radio Ethernet), или использование оптоволоконного кабеля (Fast Ethernet на оптоволокне).
2. Расчет полезной пропускной способности сети Ethernet
Следует различать полезную и полную пропускную способность. Под полезной пропускной способностью понимается скорость передачи полезной информации, объем которой всегда несколько меньше полной передаваемой информации, так как каждый передаваемый кадр содержит служебную информацию, гарантирующую его правильную доставку адресату.
Рассчитаем теоретическую полезную пропускную способность Fast Ethernet без учета коллизий и задержек сигнала в сетевом оборудовании.
Отличие полезной пропускной способности от полной пропускной способности зависит от длины кадра. Так как доля служебной информации всегда одна и та же, то, чем меньше общий размер кадра, тем выше «накладные расходы». Служебная информация в кадрах Ethernet составляет 18 байт (без преамбулы и стартового байта), а размер поля данных кадра меняется от 46 до 1500 байт. Сам размер кадра меняется от 46 + 18 = 64 байт до 1500 + 18 = 1518 байт. Поэтому для кадра минимальной длины полезная информация составляет всего лишь 46 / 64 ≈ 0,72 от общей передаваемой информации, а для кадра максимальной длины 1500 / 1518 ≈ 0,99 от общей информации.
Чтобы рассчитать полезную пропускную способность сети для кадров максимального и минимального размера, необходимо учесть различную частоту следования кадров. Естественно, что, чем меньше размер кадров, тем больше таких кадров будет проходить по сети за единицу времени, перенося с собой большее количество служебной информации.
Так, для передачи кадра минимального размера, который вместе с преамбулой имеет длину 72 байта, или 576 бит, потребуется время, равное 576 bt, а если учесть межкадровый интервал в 96 bt то получим, что период следования кадров составит 672 bt. При скорости передачи в 100 Мбит/с это соответствует времени 6,72 мкс. Тогда частота следования кадров, то есть количество кадров, проходящих по сети за 1 секунду, составит 1/6,72 мкс ≈ 148810 кадр/с.
При передаче кадра максимального размера, который вместе с преамбулой имеет длину 1526 байт или 12208 бит, период следования составляет 12 208 bt + 96 bt = 12 304 bt, а частота кадров при скорости передачи 100 Мбит/с составит 1 / 123,04 мкс = 8127 кадр/с.
Зная частоту следования кадров f и размер полезной информации Vп в байтах, переносимой каждым кадром, нетрудно рассчитать полезную пропускную способность сети: Пп (бит/с) = Vп · 8 · f.
Для кадра минимальной длины (46 байт) теоретическая полезная пропускная способность равна
Ппт1 = 148 810 кадр/с = 54,76 Мбит/с, что составляет лишь немногим больше половины от общей максимальной пропускной способности сети.
Для кадра максимального размера (1500 байт) полезная пропускная способность сети равна Ппт2 = 8127 кадр/с = 97,52 Мбит/с.
Таким образом, в сети Fast Ethernet полезная пропускная способность может меняться в зависимости от размера передаваемых кадров от 54,76 до 97,52 Мбит/с.
Проверим, удовлетворит ли Fast Ethernet предъявляемыми в техническом задании требованиям Требуемая скорость обмена данными, необходимая для работы каждого пользователя – 15 мбайт/мин. Таким образом, необходимая пропускная способность 15· 8/60=2 Мбит/с . Как видим из расчетов, что даже нижняя граница пропускной способности для стандарта Fast Ethernet значительно ниже требуемой. А учитывая относительно небольшое количество пользователей в сети и то что, мы используем в сети коммутаторы, которые разбивают сеть логические сегменты, со своим внутрисегментным трафиком. Следовательно, сетевая технология Fast Ethernet и на витой паре, и на оптоволокне вполне удовлетворяет нашим потребностям, причем с очень большим потенциалом к расширению.
Из приведенных выше расчетов видно, что минимальная пропускная способность необходимая для выполнения технического задания это 2 Мбит/с, то для связи двух корпусов между собой нам подойдут и технология Radio Ethernet и не которые из технологий xDSL.
Из рассмотренного семейства xDSL нам могут подойти 2 технологии – это HDSL (высокоскоростная абонентская линия) и ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия). Т.к. у HDSL скорость передачи в оба направления 2Мбит/с. что соответствует минимуму пропускной способности, но нам выгоднее использовать технологию ADSL т.к. трафик от серверов к рабочим станциям, как показывает практика, значительно выше, чем в обратную сторону, а у ADSL в сторону рабочих станций пропускная способность в 3-4 раза больше нежели у НDSL, хотя скорость в обратную сторону в 2 раза меньше.
На сегодняшний день, на рынке xDSL имеется оборудование, которое способно работать на более высоких скоростях, нежели расмотренное выше. На базе НDSL появилась новая технология это SНDSL, которая позволяет достичь скорость передачи до 4,6 МБит/с в обе стороны. А оборудование ADSL способно достичь скорости до 12 МБит/с в сторону абонента, и до 1 Мбит/с - в сторону узла связи.
По стоимости оборудование для SНDSL и ADSL примерно одинаково. И какую технологию предпочесть зависит только от характера сетевого трафика в сети. Как показывает практика (при использовании технологии клиент-сервер), трафик от серверов к рабочим станциям, , значительно выше, чем в обратную сторону, то в этом случае выгоднее использовать технологию ADSL. Если же трафик в обе стороны примерно одинаков то используем технологию SНDSL.
Производители ADSL оборудования ( компания Telindus в частности) чтобы упростить набор оборудования для доступа к сети , выпускают много функциональные устройств. Выбранный нами модем Telindus 1120 ADSL Router это устройство, позволяющее рабочим станциям сегмента ЛВС получить скоростной доступ к сети, используя технологию ADSL. Данный модем обладает полной функциональностью бриджа и роутера. Это дает возможность расширения сети, и в случае неабходимости использовать ADSL модем для маршрутизации пакетов в сети.
3. Выбор топологии сетевых соединений.
При объединении всех 6-и корпусов в единую сеть, у нас получится смешанный тип топологий. Но по возможности, будем использовать топологию “звезда”, как самой защищенную от сбоев и полного выхода сети из работы и имеющую максимальную пропускную способность. Для соединения корпусов есть варианты осуществлять соединения либо с помощью установки радиомостов, или с помощью прокладки оптоволоконной линии, а также для технологии АDSL нужно будет проложить кабель с витой парой, специального, уличного исполнения.
Для соединения компьютеров внутри зданий , а также их присоединения к общей сети предприятия будем использовать коммутаторы ( устройства с функциями концентраторов, дополнительно выполняющие коммутацию (соединение) между станцией-источником и станцией-приемником для увеличения эффективной пропускной способности сети). Таким образом, сеть разбивается на отдельные логические сегменты. В принципе, в корпусах производственно-хозяйственного назначения из-за малого числа рабочих мест можно использовать и простейшие концентраторы, но из-за невысокой, на сегодняшний день, цены на коммутаторы мы не будем использовать морально устаревшие концентраторы. Так как, в дальнейшем, число рабочих мест может возрасти, что неизбежно приведет к увеличению трафика внутри здания и разбиение сети на отдельные логические сегменты принесет ощутимый рост скорости обмена информацией в сети.
4. Определение перечня необходимого сетевого оборудования и типа кабельной системы.
4.1. Кабельная система.
Первая проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети - организация каналов связи. Каналы связи — создаются по линиям связи при помощи сложной электронной аппаратуры и кабелей связи.
Кабель связи — это длинномерное изделие электротехнической промышленности. Существуют множество различных модификаций кабелей для ЛВС:
· тонкие коаксиальные кабели;
· толстые коаксиальные кабели;
· экранированные витые пары, которые выглядят как электрическая проводка;
· неэкранированные витые пары;
· оптоволоконные кабели, которые могут работать на больших расстояниях и с большей скоростью, чем другие типы кабелей. Однако их прокладка и сетевые адаптеры для них довольно дороги.
Из кабелей связи (и массы других вещей) строят линии связи. . Длина линий связи колеблется от десятков метров до десятков тысяч километров. В любую более-менее серьезную линию связи, кроме кабелей, входят: траншеи, колодцы, муфты, переходы через реки, море и океаны, а также грозозащита (равно как и другие виды защиты) линий.
По уже построенным линиям связи организуют каналы связи. При этом каналы по характеру передаваемых сигналов могут быть аналоговыми или цифровыми. Итак, на одной линии связи одновременно можно создать как аналоговые, так и цифровые каналы, функционирующие раздельно. Причем если линию, как правило, строят и сдают сразу всю, то каналы вводят постепенно. Уже по линии можно дать связь, но такое использование крайне дорогостоящих сооружений очень неэффективно. Поэтому применяют аппаратуру каналообразования. Число каналов увеличивают постепенно, устанавливая все более мощную аппаратуру каналообразования (иногда говорят — мультиплексирования).
На данном этапе развития сетевых технологий самой приемлемой физической средой для передачи данных можно считать 100Base-TX на витой паре 5 категории. Данный вид соединения обеспечивает скорость передачи данных до 100 Мбит/с.
4.1.1 Соединение по витой паре
Витая пара – это два изолированных провода, скрученных между собой. Для Ethernet используется 8-жильный кабель, четырехпарный неэкранированный кабель из неэкранированных витых пар — так называемый UTP-кабель. Он выпускается для низкоскоростных приложений (Категории 3) и высокоскоростных (Категории 5); это на кабеле маркируется. Для защиты от воздействия окружающей среды кабель имеет внешнее изолирующее покрытие. Этот кабель выпускается в бухтах по 300 метров. Также есть UTP кабель внешнего исполнения, в широкой продаже он встречается в бухтах по 500 метров
Каждый компьютер должен быть подключен к коммутатору с помощью своего сегмента кабеля. Длина каждого сегмента не должна превышать 100 м. На концах кабельных сегментов устанавливаются разъемы RJ-45. Одним разъемом кабель подключается к коммутатору, другим – к сетевой плате. Разъемы RJ-45 очень компактны, имеют пластмассовый корпус и восемь миниатюрных площадок.
Располагать коммутатор надо в легкодоступном месте, чтобы можно было легко подключать кабель и следить за индикацией портов. Для расширения сети не базе коммутаторов их организуют в стек, через специальный, скоростной интерфейс.
В конструктивном отношении коммутаторы делятся на:
· автономные коммутаторы с фиксированным количеством портов;
· модульные коммутаторы на основе шасси;
· коммутаторы с фиксированным количеством портов, собираемые в стек.
Первый тип коммутаторов обычно предназначен для организации небольших рабочих групп.
Модульные коммутаторы на основе шасси чаще всего предназначены для применения на магистрали сети. Поэтому они выполняются на основе какой-либо комбинированной схемы, в которой взаимодействие модулей организуется по быстродействующей. Модули такого коммутатора выполняются на основе технологии "hot swap", то есть допускают замену на ходу, без выключения коммутатора, так как центральное коммуникационное устройство сети не должно иметь перерывов в работе. В целом такие коммутаторы напоминают маршрутизаторы высшего класса или корпоративные многофункциональные концентраторы, поэтому иногда они включают помимо модулей коммутации и модули повторителей или маршрутизатров.
С технической точки зрения определенный интерес представляют стековые коммутаторы. Эти устройства представляют собой коммутаторы, которые могут работать автономно, так как выполнены в отдельном корпусе, но имеют специальные интерфейсы, которые позволяют их объединять в общую систему, которая работает как единый коммутатор. Говорят, что в этом случае отдельные коммутаторы образуют стек.
Обычно такой специальный интерфейс представляет собой высокоскоростную шину, которая позволяет объединить отдельные корпуса подобно модулям в коммутаторе на основе шасси. Так как расстояния между корпусами больше, чем между модулями на шасси, скорость обмена по шине обычно ниже, чем у модульных коммутаторов: 200 - 400 Мб/c. Не очень высокие скорости обмена между коммутаторами стека обусловлены также тем, что стековые коммутаторы обычно занимают промежуточное положение между коммутаторами с фиксированным количеством портов и коммутаторами на основе шасси. Стековые коммутаторы применяются для создания сетей рабочих групп и отделов, поэтому сверхвысокие скорости шин обмена им не очень нужны и не соответствуют их ценовому диапазону.
В спецификации выбранных коммутаторов НР РroCurve Switch 2524 указанно что они каскадируемые, т.е. способны объединяться в стек, посредством фирменного высокоскоростного интерфейса.
Также коммутаторы допустимо каскадировать обычным сетевым кабелем, или специально перекрученным кабелем (такой кабель называют кроссоверным). Для смены режима работы порта может служить специальная кнопка на правой части передней панели коммутатора или наличие дополнительного гнезда с пометкой uplink. В выбранном нами коммутаторе НР РroCurve Switch 2524 используется автоматическое распознавание типа использованного кабеля: обычный или кроссоверный.
.
Спецификация на выбранные типы кабелей:
Кабель (BELDEN) 4-парный UTP 5 категория, внутренний (305м) Цена: 69$
Кабель (TELDOR) 4-парный UTP 5е категория, внешний, (500м) Цена: 162$
Настенные розетки RJ-45 Цена:2,90$
Разъемы RJ-45 Цена:0,20$
Внешний UTP кабель мы можем использовать для прокладки линий соединений по витой паре между зданиями, в случае если мы будем использовать одну из технологий семейства xDSL.
Для прокладки линии совсем необязательно использовать относительно дорогой кабель UTP на 4 пары. xDSL соединение можно осуществить, используя всего от 1-ой до 2-х пар жил.
Поэтому можно использовать недорогой телефонный кабель на 2 пары
Кабель телефонный 300м (2 пары)
Цена: 20.6$
Также хочу отметить, что кабель необязательно покупать в бухтах определенной длины. Можно заказать кабель любой длины (вплоть до нескольких километров), например цена на внешний UTP кабель категории 5e производства TELDOR обойдется в 0.77$ за метр
4.1.2 Соединение по оптоволокну.
Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием "оптическое волокно".
Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам.Физические особенности:
1. Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой частотой несущей (Fo=1014 Гц). Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1012 бит/с или Терабит/с. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут.
2. Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне. Лучшие образцы волокна имеют затухание 0.22 дБ/км на длине волны 1.55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов.
Технические особенности:
1.Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди.
2. Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм., то есть очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике.
3. Стеклянные волокна - не металл, при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и другие преграды.
4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. Волоконно-оптические линии связи нельзя подслушать неразрушающим способом.
5.Важное свойство оптического волокна - долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие.
Есть в волоконной технологии и свои недостатки:
1. При создании линии связи требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность изготовления таких элементов линии связи должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микронаю
2. Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование.
3. Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями.
Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) настолько значительны, что, несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, эти линии связи все шире используются для передачи информации.
Важнейший из компонентов ВОЛС - оптическое волокно. Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них.
В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода).
В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).
Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и по полосе пропускания, так как в них распространяется только один луч. Однако, одномодовые источники излучения в несколько раз дороже многомодовых. В одномодовое волокно труднее ввести излучение из-за малых размеров световодной жилы.
Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше. Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями (до 0.3 dB) в стыке. На многомодовое волокно рассчитаны излучатели на длину волны 0.85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. На сегодня в мире несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного назначения.
Определяющими параметрами при производстве ВОК являются условия эксплуатации и пропускная способность линии связи.
По условиям эксплуатации кабели подразделяют на:
Монтажные, станционные, зоновые, магистральные
Первые два типа кабелей предназначены для прокладки внутри зданий и сооружений. Они компактны, легки и, как правило, имеют небольшую строительную длину.
Кабели последних двух типов предназначены для прокладки в колодцах кабельных коммуникаций, в грунте, на опорах вдоль ЛЭП, под водой. Эти кабели имеют защиту от внешних воздействий и строительную длину более двух километров.
ВОЛС между зданиями строится с прокладкой ВОК либо по колодцам кабельных коммуникаций, либо путем подвеса ВОК между опорами. В этом случае необходимо обеспечить сопряжение толстого многоволоконного кабеля с оптическими трансиверами. Для этого используют кабельные муфты, в которых производится разделка концов ВОК, идентификация волокон и оконцевание волокон коннекторами, соответствующими выбранным трансиверам.
Спецификация на выбранный тип кабеля и коннекторов:
Кабель ВО, Pirelli внешний, бронированный+влагостойкий 4*62.5/125, SLT,PE
Бронированный волоконно-оптический кабель предназначен для прокладки ручным или механизированным способом в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, в трубах, блоках, коллекторах, в воде при пересечении рек и болот
Производитель Pirelli
Наружный диаметр оболочки 11,9 мм
Тип экрана Броня из стальной ламинированной ленты.
Диапазон рабочих температур -40 до +70
Диапазон температур монтажа -10 до +50
Ключевые особенности Тип кабеля: многомодовый; 62.5/125; Количество волокон: 4.
Совместимость Оптоволоконные коннекторы.
Назначение Применяется для магистральной прокладке и поэтажной протяжке.
цена (за 1 метр.) 2.45$
FO-CON-SC-MM/PC-7-3.0 Коннектор оптический SC MM Цена: $2.79
4.1.3 Соединение по радиоканалу
Со времени изобретения радио прошло уже больше ста лет, однако активное использование радиосвязи для организации локальных и территориально распределенных вычислительных сетей началось сравнительно недавно, когда Федеральный комитет по связи США выделил три диапазона частот: 0,902-0,928Ггц; 2,4-2,4835Ггц; и5,725-5,850 ГГц для коммерческого использования (в том числе и реализации передачи данных по технологии шумоподобного сигнала - Spread Spectrum) без государственного лицензирования для малых уровней мощности излучения (до 1 Вт).
С тех пор спектр применения беспроводных сетей - это название закрепилось за технологиями передачи данных в радио, инфракрасном и микроволновом диапазонах ( постоянно расширяется. Сегодня беспроводные сети используются для передачи голосовых сообщений (сотовая связь), при организации дистанционного доступа к ЛВС, а также для объединения нескольких вычислительных сетей в том случае, когда применение проводных каналов неприемлемо из-за их низкого качества передачи или высокой стоимости арендной платы.
Для организации радиоканалов между зданиями нужно использовать радиомосты, одного из разрешенных в России, для передачи данных диапазона частот. Также нам потребуются антенны для закрепления на крышах зданий, для организации радиоканалов. Для корпуса технической службы желательно использовать всенаправленную антенну т.к. именно с этим корпусом будут связанны радиоканалами все остальные корпуса. А на остальные корпуса мы установим секторные антенны, направленные на антенну технического корпуса.
4.2 Оборудование.
Проектируемая сеть должна базироваться на передовых технологиях, быть гибкой, легко управляться и конфигурироваться, иметь модульное построение, а ее эксплуатация не должна быть связана со значительными затратами. Создаваемая сеть должна в максимальном объеме использовать уже имеющиеся программные, аппаратные и системные средства, предусматривать поэтапное наращивание из мощности и подключение новых пользователей. Кроме того, применяемые аппаратные средства и технологии должны быть сертифицированы в России, и легко интегрироваться с ее телекоммуникационными сетями.
При выборе оборудования мы должны учесть, что часть оборудования размещена внутри помещений, а другая часть проходит или находится на открытом воздухе. И поэтому задачу выбора оборудования можно разбить на 2 подзадачи:
1) оборудование расположенное внутри корпусов,
2) оборудование для связи между корпусами.
4.2.1 Оборудование расположенное внутри корпусов.
4.2.1.1 Сервера
По определению, сервер – это некоторое обслуживающее устройство, которое в ЛВС выполняет, например, роль управляющего центра и концентратора данных. Под сервером, вообще говоря, понимается комбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа.
Файл-сервер в ЛВС является "выделенным" компьютером, который отвечает за коммуникационные связи всех остальных компьютеров, входящих в данную сеть, а также предоставляет им общий доступ к общим сетевым ресурсам: дисковому пространству, принтеру (принтерам), межсетевому интерфейсу и т.д.
В ЛВС может использоваться несколько выделенных серверов. Например, сервер приложений (программы типа "клиент-сервер"), являясь, так же как и файл-сервер, "выделенным" компьютером, выполняет одну или несколько прикладных задач, которые запускаются пользователями со своих терминалов, включенных в данную сеть.
На файл-сервере должна работать специальная сетевая операционная система. Обычно это мультизадачная ОС, использующая защищенный режим работы процессора.
Остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции имеют доступ к дискам файл-сервера и совместно используемому принтеру (принтерам).
В нашей сети необходимо установить один выделенный сервер, который будет выполнять функции (файл-сервера), централизованную обработку запросов других пользователей, хранения информации, сервер должен решать вопросы маршрутизации и транспортировки информации, администрирования сети, централизованного управления сетевыми ресурсами, централизованного обеспечения безопасности и управления доступом.
Как уже было сказано, что основная масса рабочих мест расположена в 2-х корпусах и в целях уменьшения сетевого трафика и ускорения работы приложений по сети мы в каждом из этих корпусов организуем свою подсеть с сервером т.о. нам необходимо 2 сервера.
При выборе сервера учтем, что по условия технического задания объем системного и прикладного программного обеспечения на сервере – 60 Гбайт, а объем, резервируемый для данных каждого пользователя, составляет 400 Мбайт. Всего необходимо, не менее 80 Гбайт дискового пространства. В выбранном нами сервере дискового пространства 300 Гбайт, излишки которого можно выделить на сохранение резервных копий критической информации, для работы предприятия и локальной сети.
Спецификация на выбранный тип серверов:
Сервер из линейки НР ProLiant DL360
процессор
2 процессора : Intel® Xeon 3.0 GHz/800 Processor with 1-MB L2 cache память
2 GB PC 2700 DDR 333 SDRAM с поддержкой Advanced ECC и максимально 8 Gb , доступно 4 слота для модулей памяти. чипсет Intel E7520 слоты стандартно два слота 64-bit/133MHz PCI-X 3.3 V , каждый из которых может быть заменен на riser карту со слотом PCI Express x8 контроллеры
встроенный двухпортовый NC7782 для SCSI модели интегрированный Smart Array 6 i Controller (64/192 Mb ) интегрированный Integrated Lights-Out (iLO) Standard Management
отсеки для накопителей до 2-х universal hot plug U 320 SCSI
2 SCSI накопителя:146.8GB 10,000 rpm U320 Pluggable Universal Hard Drive интерфейсы
Serial - 1 Pointing Device (Mouse) - 1 Graphics - 1 Hot Plug Keyboard - 1 USB - 3 Network RJ-45 - 1 видеокарта Integrated ATI RAGE XL Video Controller with 8-MB SDRAM Video Memory питание до 2- х 460W hot plug power supply вентиляторы охлаждения 7 вентиляторов с резервированием в стандартной комплектации сервера. форм фактор Rack (1U), (1.75 in/4.45 cm) сертификация с ОС
Microsoft Windows 2000 Windows Server 2003 Novell NetWare Linux (Red Hat, SuSE, UnitedLinux) Solaris Цена(в данной конфигурации ) 4894$
4.2.1.2 Оборудование рабочих мест пользователей
Для создания сети нам в первую очередь необходимы рабочие компьютеры пользователей. По условию технического задания в количестве 39. Как сказано в техзадании, необходимо использовать оборудование компании Hewlett-Packard. При выборе рабочих станций мы должны руководствоваться следующими критериями: быстродействие, надежность, совместимость с серверами и другими станциями, стоимость, возможность дальнейшего апгрейда и др. Быстродействие компьютера в первую очередь зависит от того, какое прикладное и системное программное обеспечение на нем будет использовано. Так как в техническом задании неуказан характер деятельности пользователей, то рабочие станции мы выберем одинаковые для всех. Так же определимся с типом системного программного обеспечения, здесь мы будем ориентироваться на программные продукты фирмы Microsoft. В частности на операционную систему Windows XP Pro. А к прикладному программному обеспечению будем предъявлять не слишком большие требования, обычные для большинства офисных машин. Определимся с типом клиентских машин производства Hewlett-Packard.
Спецификация на выбранный тип рабочей станции:
системный блок линейка продуктов HP Business Desktop d530:
HP Compaq D530 CMT P4-2.8GHz 800MHz FSB\ 512MB PC3200\ 40GB 7200rpm\ DVD\ LAN\ XP Pro
Цена: 1000$
монитор линейка продуктов HP Advantage line TFT:
HP L1730 17" Flat Panel Monitor, TCO99
Цена: 470$
Принтер лазерный для персонального пользования:
LaserJet 1010 - 12 ppm - 600x600 dpi - 8MB - A4 – USB
Цена: 217$
Принтер лазерный для обслуживания нескольких пользователей:
HP LaserJet 2420 (A4, 1200*1200dpi, 28ppm, 32Mb, 2trays 100+250, USB/Parallel/EIO)
Цена: 648$
Для подключения принтера к локальной сети напрямую желательно использовать специальные устройства принт-серверы:
HP JetDirect 175X - USB – Ethernet( 10Base-T/100Base-TX),внешний
Цена: 212$
4.2.1.3 Коммуникационное оборудование.
Для объединения компьютеров в сеть внутри зданий, а также их присоединения к общей сети предприятия будем использовать коммутаторы ( устройства с функциями концентраторов, дополнительно выполняющие соединение между станцией-источником и станцией-приемником для увеличения эффективной пропускной способности сети). Таким образом, сеть разбивается на отдельные логические сегменты. Так как, в дальнейшем, число рабочих мест может возрасти, что неизбежно приведет к увеличению трафика внутри здания и разбиение сети на отдельные логические сегменты принесет ощутимый рост скорости обмена информацией в сети.
Есть смысл предусмотреть подключение к коммуникаторам оптоволоконных кабелей через специальные трансиверы. Воспользуемся продуктом фирмы Hewlett-Packard среди линейки коммутаторов Hewlett-Packard ProCurve обратим внимание на модель ProCurve Switch 2524 (J4812A) она представляет из себя 24 портовый коммутатор с 2-мя слотами под трансивер J4853A 100Base-FX(SC), для соединения с оптиковолоконной сетью. Наличие 24 портов и 2 слотов для трансиверов дает нам большой потенциал, для развития сети. Существует 12 портовая модификация данного коммутатора, но она дешевле всего на 15$, так что разумнее приобрести 24 портовые коммутаторы.
Спецификация на коммуникационное оборудование:
ProCurve Switch 2524 – 24порта 10/100TX - каскадируемый - управляемый - 2 слота под трансиверы
Цена: $454
ProCurve 100-FX SC Transceiver
Цена: $114
4.2.2 Оборудование для связи между корпусами.
4.2.2.1 Вариант использования ADSL технологии.
Так как, нами был выбрана технология ADSL, то для организации линии связи нам потребуются ADSL модемы с обоих концов линии. Т.к. фирма Hewlett-Packard не выпускает ADSL оборудование, то выберем оборудование фирмы TELiNDUS, широко представленной на российском рынке.
Со стороны сервера нам надо использовать Модемные концентратор ADSL т.к. нам необходимо сооздать связь с 5 зданиями. Концентратор доступа TELiNDUS 2401 содержит в себе 8 ADSL модемов и также сменный интерфейс Backbone, к которому подключается модуль для связи с сетью Fast Ethernet. Этот концентратор обеспечивает скорость до 12Мбит/с от себя и до 1Мбит/с обратно на каждый модем, на расстоянии до 10 км. Его установим в серверную стойку в техническом корпусе.
В остальных корпусах используем обычные ADSL модемы той же фирмы Telindus 1120 ADSL Router.
Средой связи ADSL модемов является специализированный кабель витой пары также можно использовать и обычный UTP кабель. Т.к. предполагается прокладка кабеля по улице то используем кабель для внешней прокладки.
Спецификация на ADSL оборудование:
Модемные концентратор доступа: TELiNDUS 2401
Компактный DSLAM для профессионального сервиса,
8 ADSL-модемов с возможностью каскадирования. Поддержка различных протоколов маршрутизации. Модульный Backbone интерфейс
Концентраторы доступа TELiNDUS 2401 являются отличным орудием оператора, предоставляющего услуги доступа при помощи ADSL. Набор сменных модульных интерфейсов для подключения к бэкбону даёт возможность соединения концентратора к большому количеству сетей.
Цена: 1356$
ADSL модем: Telindus 1120 ADSL Router
G.DMT, G.Lite and T1.413 compatible ADSL modem
Полнофункциональный бридж
Полнофункциональный роутер
Ethernet interface
Внешнее настольное исполнение
Управляющее ПО позволяет контролировать работу модема с помощью ATM PVC
NAT and PAT support
Поддерживается статическая и динамическая маршрутизация, (NAT/PAT), DHCP server, аутентификация (PAP/CHAP), фильтрация и т.д.
Цена: 127$
Кабель (TELDOR) 4-парный UTP 5е категория, внешний, (500м) Цена: 152$
4.2.2.2 Вариант использования радиоканала.
4.2.2.2 Вариант использования радиоканала.
В последнее время объединение территориально-распределенных компьютеров в единую радиосеть с целью решения коммерческих задач стало не только технически целесообразным, но и экономически выгодным. Всплеск спроса на сетевое радиооборудование - это не временное явление, поскольку современные хозяйственные механизмы нуждаются в эффективной и мобильной связи для большого числа пользователей, а эту возможность предоставляет только радио.
Обширная номенклатура радиооборудования, предлагаемого различными компаниями, может быть разделена на следующие категории.
Компактные радиорелейные системы с пропускной способностью 2-20 Мбит/с. Дальность связи более 100 км обеспечивается за счет сегментирования линии по 15-30 км. Полный комплект оборудования для одного сегмента стоит не менее 30 тыс. дол.
Радиомодемы производительностью 0,1-2 Мбит/с используются для быстрого построения персональных линий связи длиной до 100 км. Могут применяться в режиме радиорелейных линий. Пара модемов и сопутствующее оборудование стоят около 10-20 тыс. дол.
Сетевое радиооборудование предназначено для беспроводного объединения множества пользователей, которые распределены на площади до 1 км2, в общую сеть, подобную кабельной. Это оборудование также позволяет объединять ЛС, разнесенные на расстояния до 15 км. Пропускная способность - до 10 Мбит/с. Стоимость пары мостов, необходимых для связи двух сетей, составляет приблизительно 5 тыс. дол.
Технология ШПС
Возможность одновременной работы, осуществляемой в асинхронном режиме, независимых многопользовательских радиосистем в общей частотной полосе наиболее эффективно обеспечивается кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access, CDMA). Этот метод множественного доступа к каналу связи основан на применении широкополосных (или шумоподобных) сигналов (ШПС), которые часто обозначают и термином Spread Spectrum ("распределенный спектр"). В системах связи используются, в основном, два метода получения широкополосной несущей: кодовая фазовая модуляция, или метод прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS), и кодовая перестройка частоты, или метод частотных скачков (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS).
При передаче информации с помощью ШПС требуется синхронизация приемной и передающей сторон по несущей частоте, по тактовым частотам кода и информационного сигнала. Абоненты беспроводной сети должны быть синхронизированы по этим параметрам при вхождении в связь. Протоколы работы радиосети обязательно включают в себя передачу специальных синхронизирующих последовательностей при пересылке каждого пакета, что ограничивает пропускную способность сети. Инициирующие последовательности содержат также идентификационные коды, которые призваны сделать "взаимоневидимыми" сети, работающие в одном диапазоне.
Идентификаторы не изолируют две (или более) независимые системы связи на физическом уровне. Во избежание коллизий пакетов требуется, чтобы протокол обеспечивал "молчание" всех устройств, находящихся в пределах радиовидимости, пока хоть одно из них работает в режиме передачи. Практически, при одновременной работе нескольких территориально перекрывающихся независимых сетей пересылка пакета в любой из них приводит к переводу в режим ожидания всех устройств в остальных сетях. Это неизбежно n-кратно снижает пропускную способность каждой из них (n - число таких систем). Ухудшение пропускной способности связано и с задержками распространения сигнала. Так, при дальности связи 3 км протокол доступа в сети Radio-Ethernet должен обеспечивать защитные интервалы не менее 10 мкс, а при 30 км - 100 мкс; отсюда - необходимость накопления пакетов и более продолжительное использование радиоканала.
Пропускная способность радиоканала ограничивается его шумовыми характеристиками и полосой пропускания. В диапазонах 900 МГц и 2,4 ГГц ширина канала не превышает 22 МГц. С учетом распределения энергии информационного сигнала по широкополосной несущей его реальная ширина составляет не более 2 МГц, что соответствует пропускной способности порядка 1-2 Мбит/с . Когда применяются более сложные виды модуляции и достигнуто хорошее отношение сигнал/шум в радиоканале, можно увеличить пропускную способность до 8-16 Мбит/с. Для построения систем с пропускной способностью до 10 Мбит/с требуется использование более высоких диапазонов (например, 5,8 ГГц), которые позволяют обеспечить информационную полосу более 20 МГц.
Независимые системы, расположенные на одной территории и одновременно работающие в общей полосе частот, являются основным источником помех друг для друга. В беспроводных систем Radio-Ethernet, ограничения помехоустойчивости связаны с желанием разработчиков максимально увеличить пропускную способность. Поэтому задача разделения независимых пользователей в беспроводных компьютерных сетях решается, в основном, за счет ограничения величины эффективно излучаемой мощности. Благодаря применению специальных сетевых протоколов взаимовлияние близко расположенных передатчиков приводит лишь к ухудшению эффективной пропускной способности канала, но не к срыву связи.
сетевые адаптеры или карты (Client Card) обеспечивают соединение компьютеров по радиоканалу как между собой, так и с устройствами доступа к сети или сетевыми мостами. Устанавливаются в слот расширения (MCA, ISA, PCMCIA) или на параллельный порт компьютера; устройства доступа (Access Point) служат для того, чтобы подключать по радиоканалу к кабельной сети (Ethernet или Token Ring) компьютеры, оснащенные сетевыми радиокартами; беспроводные мосты (Bridge) предназначены для объединения территориально разнесенных компьютерных сетей; подключаются к сетевому кабелю. Отдельные компьютеры, оборудованные сетевыми радиоадаптерами, могут подключаться к ним по радиоканалу; ретрансляторы (репетиры) применяются, если требуется повысить дальность связи или преодолеть влияние препятствий; специальное антенно-фидерное оборудование используется при необходимости увеличить энергетику радиолинии или обеспечить требуемую диаграмму направленности антенн.
Беспроводный мост - самое критичное устройство в составе беспроводных сетей наиболее распространенных конфигураций. Такие устройства являются сложными радиосистемами, включающими в себя приемопередатчик для СВЧ-диапазона с устройствами синхронизации и антенно-фидерным трактом; корреляционный приемник; сетевой и системный контроллеры; блок питания.
Дальность связи в пределах прямой видимости ограничивается только энергетикой радиоканала. Для увеличения дальности и "обхода" препятствий на трассе применяются ретрансляторы. Метеоусловия (дождь, снег, туман и др.) в диапазонах частот менее 6 ГГц не оказывают заметного влияния на характеристики радиоканала, однако лед и снег ухудшают параметры антенны. Надежность и дальность связи сильнее всего страдают от амплитудных замираний, которые возникают в связи с интерференцией радиоволн, отраженных от препятствий и поверхности Земли. В России широко используется наращивание энергетики радиоканала за счет мощного передатчика (500 мВт = 27 дБ/м) и антенн с большим усилением (24 дБ), поскольку эффективно излучаемая мощность (до 50 дБ/м) не ограничена стандартом (36 дБ/м), принятым в США.
При связи между зданиями применение вынесенных высоконаправленных антенн позволяет увеличивать дальность пропорционально корню квадратному из коэффициента усиления антенны. Так, две параболические антенны (коэффициент усиления 23 дБ = в 200 раз) обеспечивают максимальную дальность связи до 20 км. Однако неизбежные потери в антенных кабелях (10-15 м; 0,2 дБ/м) сокращают дистанцию надежной связи. При отсутствии прямой видимости между антеннами, связь практически невозможна.
В рассматриваемых системах в основном применяются следующие типы антенн:всенаправленные штыревые (диполи) с усилением около 2 дБ (могут быть установлены прямо на карты и мосты); всенаправленные с усилением около 11 дБ используются для организации зоны устойчивого доступа; директорные со средними коэффициентами усиления (8-16 дБ) могут применяться с любым типом оборудования; апертурные (усиление 20-30 дБ) используются для обеспечения максимальной дальности связи (обычно устанавливаются на мачтах).
В Российской Федерации подобные системы в обязательном порядке должны быть зарегистрированы в органах государственного надзора, что приводит к значительным дополнительным расходам и непредсказуемым увеличениям сроков развертывания систем.
Радиочастотные параметры беспроводного сетевого оборудования, выпускаемого всеми производителями, определяются американским стандартом FCC'94. Требования этого стандарта призваны минимизировать взаимные помехи пользователей, что достигается в основном за счет ограничения излучаемой мощности и спектральной плотности сигналов.
Деление диапазона на несколько частотных полос, обусловлено желанием производителей снизить уровень взаимных помех, создаваемых независимыми радиосетями, которые работают на одной территории. Однако в целях удешевления аппаратуры каналообразующие устройства (канальные фильтры) не применяются, а соответственно, близкое расположение работающего на другой частоте источника помех приводит к ухудшению функционирования системы связи.
Беспроводные мосты большинства производителей обеспечивают подключение только к кабельным сетям Ethernet. При этом сетевой протокол радиосегмента является прозрачным для протоколов, применяемых в кабельных частях сети. Для управления сетевым оборудованием многие производители используют стандартный протокол SNMP.
Довольно большую область беспроводной передачи данных можно разделить на три подобласти: мобильная связь, передача данных внутри зданий и между зданиями. Конечно, эта классификация достаточно условна, однако нам кажется, что она верно отражает основные виды задач, решаемых средствами беспроводной связи. Технические решения, применяемые в этих областях, значительно отличаются друг от друга.
Внутри зданий к беспроводным технологиям прибегают прежде всего тогда, когда кабельные работы невозможны (по техническим, организационным или экономическим причинам) либо когда необходимо обеспечить обмен данными с пользователями, перемещающимися в пределах зданий. Последнее не следует путать с мобильной связью: речь идет не о реализации обмена информацией непосредственно в процессе движения, а о возможности работать в сети из любой точки помещения (здания). Беспроводные сети передачи данных внутри зданий весьма широко распространены на Западе - именно это и есть та самая область для применения новых технологий, о которой говорилось выше. Наиболее типичными примерами применения этой технологии являются: разнообразные складские системы и системы автоматизированного учета для крупных предприятий розничной торговли (сотрудники перемещаются по большому залу, не теряя связи с центральной базой данных и диспетчерской; в базу данных немедленно заносится вся информация о движении товаров, а сам сотрудник может получать из диспетчерской очередные задания); производственные предприятия (прокладка кабелей к рабочим местам понизу затруднена наличием бетонного пола, а поверху - разнообразным подвесным оборудованием) и т.п.
В России же, беспроводные технологии передачи данных используются преимущественно вне зданий. Первое и главное, для чего они нужны в нашей стране, - это организация информационного обмена на сравнительно большом расстоянии. Из-за отсутствия разветвленной кабельной инфраструктуры, точнее заметное отставание этой инфраструктуры от требований интенсивно развивающегося российского рынка. Качественная связь нужна немедленно, а развертывание кабельных систем может занять значительное время. Поэтому часто бывает полезно в качестве временного решения установить оборудование для беспроводной передачи данных - пока будет создаваться достаточно развитая кабельная система.
Обратимся к технологиям передачи данных на радиочастотах. Для полноты картины скажем, что беспроводную связь можно организовать и в инфракрасном диапазоне (соответствующее оборудование выпускает, например, компания Transformation Techniques). При этом обеспечивается очень высокая скорость обмена данными (до 155 Мбит/с), однако дистанция связи ограничена пределами прямой видимости; к тому же на работу в данном диапазоне частот оказывают очень сильное влияние различные атмосферные явления (в дождь и снег канал связи может вообще перестать работать). Дальность такой связи не слишком высока, а цены на оборудование (особенно скоростное и "дальнобойное") могут составлять более сотни тысяч долларов. Поэтому в дальнейшем мы сосредоточимся на технологиях передачи данных в СВЧ-диапазоне.
Широкополосная модуляция сигнала
Все способы передачи данных по беспроводным (как, впрочем, и по кабельным) сетям можно разделить на две большие группы - с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В первом случае между обменивающимися информацией устройствами устанавливается постоянное соединение, поддерживаемое в течение всего сеанса связи независимо от того, передаются данные или нет. В результате пропускная способность канала связи расходуется довольно неэкономно, но зато прием и передача информации происходят практически синхронно (с поправкой на время распространения сигнала по каналу).
Напротив, при передаче информации с коммутацией пакетов канал связи загружается только в тот момент, когда есть что передавать. Данные упаковываются в пакеты, в заголовках которых указывается адрес назначения, а коммутационная аппаратура сети обеспечивает доставку пакетов по адресу. Поскольку адрес присутствует в каждом пакете, то можно использовать один и тот же канал для передачи пакетов с разными пунктами назначения. Таким образом достигается значительная экономия пропускной способности канала, но зато передача и прием информации происходят неодновременно, причем разные фрагменты одного и того же массива данных могут достигать адресата с неодинаковыми по величине задержками.
Беспроводной Ethernet (или, как его иногда называют в России, Radio-Ethernet), по существу, ничем, кроме физической среды передачи информации, не отличается от кабельного. Имеется также небольшое отличие в том, как обрабатываются коллизии при доступе к среде: если протокол CSMA/CD, используемый при работе в кабельной сети, ориентирован на преодоление уже возникших коллизий (Collision Detection), то беспроводной протокол CSMA/CA (Collision Avoidance) позволяет избегать их возникновения вообще. Делается это следующим образом: перед началом передачи содержательных данных станция в течение определенного времени (достаточного для обнаружения коллизии) передает последовательность битов, не несущих никакой информации. Если в течение этого времени обнаруживается коллизия, то включается в действие механизм, известный нам по CSMA/CD. Если же коллизия не возникает, то станция переходит к передаче содержательных данных.
Дальность связи определяется не столько самим устройством, сколько характеристиками применяемой антенны и наличием или отсутствием дополнительного усилителя. В настоящее время максимальная дальность связи при работе со всенаправленной антенной составляет 8 км, с направленной - до 50 км (с использованием усилителей). Выходная мощность устройств - 30-50 мВт.
Информация, передаваемая по радиоканалу, легко доступна, поэтому проблема защиты данных становится особенно важной для коммерческих приложений. Считается, что первичная защита осуществляется за счет образующего кода, используемого при формировании широкополосной несущей. Аппаратное скремблирование, самый эффективный способ контроля за доступом к передаваемой информации, редко применяется в сетевом радиооборудовании, так как это значительно удорожает аппаратуру.
Конструктивное исполнение радиомоста может сильно меняться в зависимости от предполагаемой конфигурации сети. Так, мосты, предназначенные для внутриофисной связи, чаще всего размещаются в одном корпусе с плоской антенной и питаются от компьютера. Оборудование для линий связи, прокладываемых на большие расстояния, выполняется в отдельном корпусе с собственным источником питания и предполагает применение направленных антенн, размещаемых на наружных радиомачтах.
Будем считать что все корпуса нашего предприятия находятся в зоне прямой видимости. Для организации радиоканалов между зданиями мы будем использовать оборудование фирмы Revolution, хорошо зарекомендовавшей себя в России. В частности радиомосты серии Revolution 5000 работающее в диапазоне 5,16-5,24Ггц который обеспечивает передачу данных со скоростью до 36Мбит/с на расстояния до десятков км при использовании узконаправленных антенн и специальных усилителей. Также нам потребуются антенны для закрепления их на крышах зданий. Для корпуса технической службы мы используем всенаправленную антенн т.к. именно с этом корпусом будут связанны радиоканалами все остальные корпуса. А на остальные корпуса мы установим секторные антенны, направленные на антенну технического корпуса Радиомосты Revolution состоят из 2-х блоков:внешнего и внутреннего. Внутренний ставиться, в непосредственной близости от коммутарора и соединяеться с внешним блоком витой парой внешнего исполнения. Внешний же блок ставиться на антенной мачте и соединяеться с антенной ВЧ кабелем. Длина кабеля минимальна, стандартно внешние блоки Revolution стоят в непосредственной близости от антенны и соединяются с ней кабелем длинной 1 м . Используем коннекторы N-типа.
Спецификация на радиооборудование:
Revolution 5000. 5,16-5,24 GHz, Radio 1x36Mbps, 10/100 Eth, Outdoor (-35° +60°) Цена: 2195$
Всенаправленная антенна, 10dBi, 360°x8° (Россия)
Цена: 260$
Секторная антенна, 5,15-5,35 ГГц, 17 дБ, 6°x62°,
Цена: 270$
ВЧ Кабель длиной 1 м CAB-RF-1M-Nmale (N-тип, male)
Цена: 45$
Connector N-series RG-8 cable MALE (HUBER+SUHNER)
Цена: 10$
4.2.2.3 Вариант использования линии оптоволоконной связи.
Для объединения сетей корпусов с сетью технического корпуса, где будет располагаться главный сервер используется многомодовый волоконно-оптический кабель уличного исполнения, содержащий четыре жилы. Для создания одного канала необходимо две жилы (RX-прием, TX-передача). Проложить кабель можно под землей или использовать так называемую "воздушку". У коммутаторов ближайших корпусов жилы предназначены для соединения с этим корпусом разрываются, и подключаются к коммутатору через специальный порт оптиковолоконного трансивера 100FX, а 2 другие жилы оставляем целыми. Далее кабель идет к следующему зданию. Если на коммутаторе нет такого порта, то можно использовать специальные оптические конверторы, которые преобразуют сигнал из 10/100Base-TX в 100Base-FX. Стоимость таких устройств невысока порядка 50-80$.
Использование четырехжильного кабеля позволит нам создать до двух паралельных каналов на одном отрезке кабеля. Также корпуса можно соединить и последовательно на одном отрезке кабеля. Такой тип соединения мы используем для соединения кабелем 2-3-6-5 корпусов. Создаем между ними 3 канала один между 2 и 3-м корпусом, далее, второй с между 3 и 6-м корпусом, а третий канал между 2 и 5-м корпусами. Два канала между корпусами 2-3 и 3-6 включенны последовательно, и маршрутизация пакетов в сети осуществляется с помощью соответсвующих настроек оммутаторов. Для организации двух последовательных каналов, каждый коммутатор, включенный в последовательную цепь должен иметь два трансивера для оптоволокна. Жилы кабеля идущие со стороны технического корпуса (2-го корпуса) входят в один из трансиверов 3-го корпуса, а продолжения этих жил в сторону 6-го подключаются через другой трансивер.
Используя продукты фирмы Hewlett-Packard имеем возможность подключить к коммутатор ProCurve Switch 2524 до двух трансиверов 100Base-FX с типом разъема SC, для соединения с оптиковолоконной сетью.
Оптоволоконный кабель оконцевается коннекторами типа SC.
5. Разработка схем кабельной разводки и размещения рабочих станций и серверов в помещениях
1-й корпус. Административный
схема разводки кабелей по помещениям.
оборудование корпуса:
1 сервер
14 рабочих станций
1 коммутатор(21 порт занят)
4 принтера соединенных через принт-сервер
4 принт-сервера
4 индивидуальных принтера
расчетная длина кабеля 390м (макс. длина отрезка 35м)
18 розеток RJ-45
2-й корпус. Технический
схема разводки кабелей по помещениям.
оборудование корпуса:
1 сервер
14 рабочих станций
2 коммутатора объединенных в стек по средствам высокоскоростного интерфейса
3 принтера соединенных через принт-сервер
3 принт-сервера
5 индивидуальных принтера
расчетная длина кабеля 420м
(макс. длина отрезка 35м)
17 розеток RJ-45
. Хозяйственно-производственные корпуса.
схема разводки кабелей по помещениям.
Разводка в 3-ем и 5-ом корпусе идентична
Разводка в 4-ом и 6-ом корпусе идентична
оборудование корпуслв:
2 рабочих станций
1 коммутатор
2 индивидуальных принтера
расчетная длина кабеля 45м
(макс. длина отрезка 26м)
2 розетки RJ-45
оборудование корпусов:
3 рабочих станций
1 коммутатор
1 принтер соединенных через принт-сервер
1 принт-сервер
1 индивидуальный. принтер
расчетная длина кабеля 90м
(макс. длина отрезка 29м)
4 розетки RJ-45
В данной работе основной парк рабочих мест(70%) размещен в 2-х корпусах 1-ом и 2-ом т.к. с этими корпусами связана основная нагрузка на сеть. Остальные 4 корпуса считаются производственно-хозяйственными и компьютеризированные рабочие места необходимы очень малому количеству сотрудников, но есть возможность нарастить пользовательскую базу и в этих корпусах т.к. сеть спроектирована с большим запасом на развитие компьютерной инфраструктуры предприятия.
Из-за сосредоточения основного парка машин в 2-х достаточно удаленных друг от друга зданиях мы ставим по серверу в 1 и 2-ом корпусах предприятия, такое решение заметно ускорит работу в сети, из-за распределения нагрузки на сервер.
На приведенных выше схемах разводки кабелей по помещениям жирными линиями (синий цвет) схематично обозначены проложенные UTP кабели 5-й категории, причем каждый кабель начинается в серверной(подключен к коммутатору), а заканчивается розеткой RJ-45. В эти розетки и подключаются рабочие станции. Так же в эти розетки включаются специальные устройства принт-серверы, через которые подключаются сетевые принтеры в комнатах, где более одного рабочего места. Принтеры которые на схемах никуда не подключены на самом деле подключены не к сети а к USB портам своих компьютеров. Кабель от розетки до входа сетевой карты рабочей станции или до принт-сервера обжат с 2-х концов разъемом RJ-45.
Кабели располагаются вдоль стен в специальных коробках, либо под фальшполом (фальшпотолком)
Условные обозначения, приведенные на схемах:
-сервер
-рабочая станция
-коммутатор
-принтер
-UTP кабель, образующий соединения внутри зданий
.
Общая схема расположения корпусов.
С прокладкой сети внутри зданий корпусов вроде все понятно. Осталось определиться с соединениями между корпусами.
Первая технология, которую мы рассматривали соединения в сеть зданий, это использование ADSL модемов.ADSL технология подразумевает под собой прокладку кабеля между корпусами. Используем 4-парный UTP кабель 5е категории, внешнего исполнения. Его можно проложить либо используя подземные кабельные коммуникации, либо путем подвеса между опорами. На приведенной ниже схеме обозначены все 5 отрезков кабелей, которые мы будем использовать для обеспечения связи. Там же даны скорости передачи информации в обе стороны и указанна примерная длинна кабеля. Длинна указанна с тем расчетом, что кабель к зданиям 4 и 6 будет прокладываться не напрямик, а вдоль уже имеющейся линии.
Отрезки кабеля соединяют ADSL концентратор TELiNDUS 2401 со стороны здания 2 и ADSL модемы Telindus 1120 ADSL Router со стороны остальных зданий. Скорость потока данных от концентратора равна 12 Мбит/с, а скорость к нему 1Мбит/с.Общая протяженность кабеля 3300м учитывая что этот кабель находится в продаже в бухтах по 500 метров, то нужно приобрести 7 бухт и тогда общая длинна кабеля будет 3500м. Все ADSL оборудование включается непосредственно в коммуникатор через разъем под коннектор RJ-45.
Для организации радиоканалов между зданиями в первую очередь надо правильно разместить антенны. Всенаправленную антенну лучше всего разместить на крыше здания и ориентировать ее так чтоб в ее зоне видимости оказались все другие антенны. На других корпусах секторные антенны можно разместить либо на крышах либо на стенах, главное чтоб они были ориентированы на антенну 2-го корпуса. Специальными кабелем антенна соединяется с радиомостом Revolution 5000. от радиомоста до маршрутизатора протягивается обычный патч-корд, который и соединяет сеть корпуса с внешним миром.
Радиомосты серии Revolution 5000 работающее в диапазоне 5,16-5,24Ггц обеспечивают передачу данных со скоростью до 36Мбит/с на расстояния до десятков км при использовании узконаправленных антенн и специальных усилителей. Т.к. у нас все расстояния не превышают и 500м тоникакое дополнительное оборудование, кроме радиомостов и антенн не нужно. На следующей странице приведена схема организации радиоканалов.
Для создания оптоволоконной связи нам нужно оснастить наши коммутаторы Hewlett-Packard ProCurve Switch 2524 модулями расширения J4853A, которые представляют собой трансиверы стандарта 100Base-FX с разъемами SC, для соединения с оптико-волоконной сетью. Наличие 24 коммутируемых портов полностью обеспечивает работу сети внутри здания, наличие в слотах расширения до 2-х полностью обеспечивает нам возможность соединения корпусов посредствам волоконно-оптического кабеля (ВОК).
Для объединения сетей корпусов с сетью технического корпуса, используется многомодовый волоконно-оптический кабель уличного исполнения, содержащий четыре жилы. Такое количество жил обусловлено тем, что для создания одного канала необходимо две жилы (RX-прием, TX-передача). Наличие четырех жил в кабеле позволит нам создать два физических канала. Проложить кабель можно под землей или использовать так называемую "воздушку". В месте подхода кабеля в здание 2 жилы перерубаются и отводятся на коммутатор, а две другие остаются целыми, и идут к коммутатору в следующем здании в цепочке.
Всего понадобилось 2 отрезка кабеля:
Первый отрезок, длиной около 880м соединяет последовательно 2-й корпус с 1-ым корпусом(где перерубаются 2 жилы и сигнал отводится на трансивер коммутатора), а затем идет в 4-й корпус, где оставшиеся целыми 2 жилы подключаются к трансиверу коммутатора.
Второй отрезок, длиной около 1320м соединяет последовательно 2-й корпус с 3-им корпусом(где перерубаются 2 жилы и сигнал отводится на, и эти же 2 жилы, но уже идущие в сторону 6го корпуса мы подключаем на 2-й трансивер коммутатора ), а затем идет в 6-й корпус(где перерубаются 2 жилы, которые уже были перерублены в 3-м корпусе, и сигнал с них отводится на трансивер коммутатора) , и заканчивается в 4-ом корпусе, где оставшиеся целыми 2 жилы идущие из 2-го корпуса, подключаются к трансиверу коммуникатора 5го-корпуса.
Схема разводки кабелей ВОК по зданиям показана на приведенном ниже рисунке.
Логическая схема соединений корпусов приведена на следующем ниже рисунке.
Как видим из схемы, 1-й коммуникатор 2 корпуса соединен 2-мя оптоволоконными каналами с 1-м и 4-м корпусами, 2-й коммуникатор 2-го корпуса соединен 2-мя оптоволоконными каналами с 3-м и 5-м корпусами. В свою очередь коммуникатор 3-го корпуса помимо соединения с 2-м корпусом соединен еще и с 6-м корпусом посредством второго оптоволоконного канала.
Коммуникаторы 2 корпуса через высокоскоростной интерфейс объединены в стек. Если нет в наличии специального интерфейсного кабеля, по объединение можно провести обычным сетевым кабелем(патч-кордом) через специальный вход uplink.
На создание волоконно-оптической локальной сети нам потребовалось всего 10 модулей НР J4853A, которые представляют собой трансиверы стандарта 100Base-FX с разъемами SC.
Приведем схемы топологии всех трех вариантов
Как видно из приведенных выше схем внутри всех зданий топология сети «звезда».
В первых 2-х технологиях ADSL и Radio Ethernet топология соединений зданий тоже «звезда»
В третьем же случае при использовании оптоволоконной связи топология немного отличается от «звезды», тем что 6 корпус соединен последовательно с 3-им.
6. Выбор и определение перечня используемого сетевого программного обеспечения и протоколов
На сегодняшний день в мире существует большое количество сетевых операционных систем и протоколов передачи данных. Но не смотря на это, выбор сетевой ОС это задача более чем тривиальна, в отличии от выбора аппаратного обеспечения сети.
Из-за монополизации рынка системного программного обеспечения компанией Microsoft, серьезных альтернатив ОС Microsoft Windows практически нет. Компания Novell, выпускавшая в свое время семейство сетевых ОС Novell NetWare, на сегодняшний день оказалось практически за бортом.
В последние время широкую популярность набирают операционные системы из семейства LINUX. Но для решения наших задач – эта альтернатива не подходит. Ввиду отсутствия нужного для процесса производства и документооборота прикладного программного обеспечения под эту ОС.
Так что остановим свой выбор на продуктах семейства ОС Microsoft Windows.
В 1995-м году фирмой Microsoft была разработана операционная система Windows NT в качестве серверной платформы. Windows NT является уникальной и мощной ОС. При ее разработке преследовались следующие цели: надежность, производительность, переносимость, масштабируемость, совместимость и безопасность.
Надежность позволяет использовать Windows NT в качестве основы для задач, требующих именно этого свойства. Она идеально приспособлена для работы в качестве сетевого сервера и рабочей станции, где требуется повышенная устойчивость и высокая производительность.
Будучи истинно 32-х разрядной системой, Windows NT работает в 32-х битовой линейной модели памяти, которая позволяет адресовать 4 Гбайт памяти.
Windows NT использует метод вытесняющей многозадачности, это предотвращает монопольный захват процессора приложением и остановку системы в тех случаях, когда приложение работает нестабильно или внезапно прекратило работу.
Транзакционная файловая система (NTFS) Windows NT усовершенствована и предельно надежна. Используя транзакции, Windows NT имеет возможность отменить незавершенную или неправильную операцию записи, возникающую в случае сбоя аппаратного или программного обеспечения.
Дальнейшее развитие этого семейства привело к появлению таких операционных систем как Windows 2000, Windows ХР и наконец Windows 2003 Server.
Сервера нашей сети будут работают под управлением сетевой операционной системы Microsoft Windows 2003 Server. А клиентские машины под управлением операционной Microsoft Windows XP Pro.
Также нужно осуществить выбор сетевого протокола. Протокол - это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Естественно, все компьютеры, участвовавшие в обмене данными, должны работать по одному и тому же протоколу, чтобы по завершении передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.
Сетевые протоколы управляют адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу пакета (в случае обнаружения ошибки в процессе передачи). Наиболее популярны из них следующие:
TCP/IP – стек протоколов для передачи данных. Промышленный стандартный набор протоколов, которые обеспечивают связь в гетерогенной (неоднородной) среде, т.е. обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость - одно из основных преимуществ данного протокола, поэтому на большинстве ЛВС применяют данный протокол. Кроме того TCP/IP является маршрутизируемым протоколом для сетей масштаба предприятия. Поскольку TCP/IP поддерживает маршрутизацию, обычно его используют в качестве межсетевого протокола.
Однако вышеуказанный протокол имеет два недостатка: размер и недостаточно высокую скорость работы.
IPX/SPX - протоколы фирмы Novell для передачи и маршрутизации пакетов. Используется для взаимодействия с сетями NetWare.
NetBEUI - транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений NetBIOS. Обеспечивает связь компьютеров в сети Microsoft. Не поддерживает маршрутизацию.
На основе вышеприведенной информации обо всех сетевых протоколах для нашей сети выбираем протокол TCP/IP, так этот протокол наиболее полно обеспечивает все необходимые нам. И он лег в основу глобальных компьютерных сетей, таких как Internet.
7. Расчет стоимости внедрения локальной сети.
Посчитаем количество средств необходимое на закупку оборудования. Сведем Все выбранное оборудование в табличку спецификацию
Наименование
Кол-во
Цена, $
Стоимость, $
Кабельная система
Кабель (BELDEN) 4-парный UTP 5 категория, внутренний (бухта по 305м)
5 бухт*
69
345
Кабель (TELDOR) 4-парный UTP 5е категория, внешний, (бухта по 500м)
7 бухт*
162
1134
Кабель ВО, Pirelli внешний, 4*62.5/125, SLT,PE ,(1м)
2500*
2.45
6125
Настенные розетки RJ-45
55*
2,90
159,5
Разъемы RJ-45
300*
0,20
60
Коннектор оптический SC MM FO-CON-SC-MM/PC-7-3.0
20
2.79
55,8
Компьютеры и переферия
Сервер НР ProLiant DL360
2
4894
9788
Рабочая станция HP Compaq D530 P4-2.8GHz\512\40Gb\DVD\Lan
39
1000
39000
Монитор HP L1730 17" Flat Panel Monitor, TCO99
41
470
19270
Принтер LaserJet 1010 - 12 ppm - 600x600 dpi - 8MB - A4 – USB
15
217
3255
Принтер HP LaserJet 2420 (A4, 1200х1200dpi, 28ppm, 32Mb, USB/Prll)
9
648
5832
принт-сервер HP JetDirect 175X - USB – Ethernet(100Base-TX) out
9
212
1908
Коммутаторы
НР ProCurve Switch 2524 24порта 10/100TX,- 2 слота под трансиверы
7
454
3178
НР ProCurve 100-FX SC Transceiver
10
114
1140
ADSL оборудование
Модемные концентратор доступа: TELiNDUS 2401
1
1356
1356
ADSL модем: Telindus 1120 ADSL Router
5
127
635
Радиооборудование
Радиомост Revolution 5000. 5,16-5,24 GHz, Radio 1x36Mbps, 10/100 Eth,
6
2195
13170
Всенаправленная антенна, 10dBi, 360°x8°
1
260
260
Секторная антенна, 5,15-5,35 ГГц, 17 дБ, 6°x62°,
5
270
1350
* - данное наименование оборудования (коннекторов и кабелей) взято с запасом от15% до 20%
Произведем расчет:
Стоимость оборудования используемого в корпусах: 82796 $
Стоимость полного комплекта оборудования при использовании ADSL : 85921$
Стоимость полного комплекта оборудования при использовании Радиоканала : 97576$
Стоимость полного комплекта оборудования при использовании оптоволоконной связи : 90117$
Заключение.
В данной работе были рассмотрены и спроектированы варианты создания ЛВС на основе использования современных технологий. А также была рассчитана стоимость комплекта оборудования для проведения того или иного варианта в жизнь. Стоимость монтажа и настройки оборудования, прокладки кабелей и коммуникаций не учитывались.
Стоимость полного комплекта оборудования при использовании ADSL : 85921$
Стоимость полного комплекта оборудования при использовании Радиоканала : 97576$
Стоимость полного комплекта оборудования при использовании оптоволоконной связи : 90117$
Связь с использованием радиоканалов оказалась наиболее дорогостоящей, но не стоит забывать что прокладка кабелей между корпусами может очень дорого обойтись и с лихвой перекроет разницу в цене.
Использование ADSL технологии имеет смысл там, где скорость передачи данных не является критичной. А также если между зданиями уже проложены телефонные коммуникации, то в принципе можно попробовать воспользоваться ими для передачи данных по технологии ADSL.
Использование оборудования образования радиоканалов передачи данных имеет смысл только при значительном удалении подсетей друг от друга (порядка десятков километров). Или в случае невозможности прокладки кабельных коммуникация, или их дороговизны.
Использование оптоволоконных технологий связи является приоритетным. Поскольку проложенный один раз кабель на долгие годы обеспечит нужную пропускную способность, независимо от расширения компьютерной базы сети. Поскольку предел пропускной способности оптоволокна на сегодня не достигнут, то в будущем не меняя линию а только меняя оконечное оборудование, всегда будем иметь актуальную на сегодняшний день пропускную способность.