ПРОЕКТИРОВАНИЕ СКС

РЕФЕРАТ

Бакалаврская работа содержит 73 страницы, 14 рисунков, 6 таблиц, 5 приложений, 41 используемых источников.

ЛОКАЛЬНАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ, ИНТЕРНЕТ, СТРУКТУРИРОВАННАЯ КАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, FAST ETHERNET, UTP, КОММУТАТОР.

Цель дипломного проекта – разработка структурированной кабельной системы, изучение аппаратных и программных средств.

В результате работы над проектом осуществлен выбор топологии сети, технологии передачи, типа кабеля и оборудования, отвечающего всем требованиям проектируемой сети. Рассмотрены основные вопросы по проектированию локальной сети и вопросы прокладки кабеля. Приведен расчет технико-экономических показателей.

Степень внедрения – результаты разработанного проекта могут быть использованы для создания СКС в средних и малых предприятиях.

Область применения – взаимодействие абонентов между собой для передачи данных.

Эффективность – разработка структурированной кабельной системы даст возможность взаимодействовать всем пользователям между собой, что значительно увеличит скорость работы и коэффициент полезного действия малого предприят

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                  7

1 Основные понятия и характеристики локально­-вычислительной сети      8

  • Общие сведения организации локально вычислительных сетей 8
  • Классификация локальных вычислительных сетей 9
  • Топология локальных сетей 10
  • Сетевые технологии локальных вычислительных сетей 16
  • Проектирование локальной сети связи 36
    • Постановка задачи 36

2.2 Анализ (формирование) требований                                                    37

2.2.1 Требование к рабочему   месту                                                    37

2.2.2 Требования к горизонтальной кабельной подсистеме                 39

2.2.3 Требование к коммутатору                                                          43

2.2.4 Требования к серверу                                                                  43

2.2.5 Требования к рабочим станциям и к комплексу сетевой печати 44

2.2.6 Требования к кабелепроводам                                                    45                        2.3 Выбор топологии ЛВС                                                                        45

2.4 Выбор оборудования ЛВС                                                                   47                                                                   2.5 Методика монтажа и прокладки кабеля                                               50   

2.6 Планирование информационной безопасности                                   54

3 Оценка экономической эффективности ЛВС                                             57

4 Структурная схема ЛС                                                                               61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                             64

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ                                       65

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное) Технические характеристики коммутатора

D-Link DES-1210-52                                                                                      69

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное) Технические характеристики сервера

HP ProLiant DL120 G6 490930-421                                                                 70

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное) Технические характеристики ИПБ АРС Smart-UPS 2200VA USB & Serial RM 2U 230V                                                                 71

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное) Кабельные трассы первого этажа                72         ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное) Кабельные трассы второго этажа                73

ВВЕДЕНИЕ

Тема дипломной работы является «Проектирование СКС для малого предприятия ИП «Пачин В.И.»».

Цель данной работы состоит в изучение аппаратных и программных средств, для построения локальной сети связи, при этом необходимо:

— сделать построение локальной сети связи для персональных компьютеров;

— произвести подбор оборудования для ЛC работающей с сервером;

— осуществить выбор средств защиты от возможных угроз ЛС;

— выполнить экономические расчеты стоимости проекта.

Для выполнения этого были определены следующие этапы проектирования:

— анализ вариантов построения локальной сети;

— подбор оборудования по принципу «минимальная цена — качество»;

— рассмотрение вопросов защиты и возможных угроз локальной сети;

— экономический расчет стоимости проектируемой сети.

Актуальность работы состоит в том, что данная локальная сеть является преимущественно возможным рациональным средством для организации эффективного функционирования JIC. Соединение компьютеров в сеть значительно упрощает коммуникацию, увеличивает функционал и позволяет сэкономить деньги. Подключив ПК в сеть, можно получить ряд возможностей:

— общий доступ к подключению Интернета;

— общий доступ к принтеру и компьютерам;

— общий доступ к файлам и папкам;

— экономия свободного места на дисках, т.е. не нужно хранить одинаковое ПО на каждом ПК.

1 Основные понятия и характеристики локально-вычислительной сети

1.1 Общие сведения организации локально вычислительных сетей

Локальная сеть — это совокупность компьютеров, объединенных кана­лами передачи данных. В зависимости от расстояния между компьютерами раз­личают следующие сети:

— различные корпоративные сети;

— локальные вычислительные сети;

— регио­нальные, территориальные сети MAN и глобальные WAN.

Локальная сеть — такая сеть в которой компьютеры и коммуникационное оборудова­ние находится на сравнительно малом расстоянии друг от друга. Локальная сеть обычно предназна­чена для сбора, хранения, передачи, обработки и предоставления всем пользователям сети распределенной информации в пределах помещения или организации. Кроме того, ЛВС имеет доступ в Интернет.

Локальные сети классифицируются по:

— уровню управления;

— однородности сети;

— назначению;

— административным связям между компьютерами;

— топологии и архитектуре.

1.2 Классификация локальных вычислительных сетей

По уровню управления выделяют следующие ЛВС:

— локальная сеть рабочих групп, которые состоят из двух и более ПК, работающих под одной ОС. В такой ЛВС имеется один или несколь­ко выделенных серверов: файл — сервер, сервер печати;

— локальная сеть структурных подразделений (отделов).  Такие ЛВС имеют не­сколько десятков ПК и серверы таких типов: файл — сервер, сервер печати, сервер баз данных;

— ЛВС предприятий. Эти локальные сети могут содержать более 100 ком­пьютеров и серверы типа: файл — сервер, сервер печати, сервер баз данных, почто­вый сервер и другие серверы.

По назначению сети подразделяются:

— вычислительные сети, предназначенные для расчетных работ;

— информационно – вычислительные сети, которые предназначены, как для ведения расчетных работ, так и для предоставления информационных ресурсов;

— информационно – советующие, которые на основе обработки данных вы­рабатывают информацию для поддержки принятия решений;

— информационно – управляющие сети, которые предназначены для управ­ления объектов на основе обработки информации.

По типам используемых ПК можно выделить:

— однородные сети, которые имеют однотипные компьютеры и сис­темное программное обеспечение;

— неоднородные сети, которые имеют разнотипные компьютеры и сис­темное ПО.

По административным отношениям между компьютерами можно выде­лить:

— ЛВС с централизованным управлением (с выделенными серверами);

— ЛВС без централизованного управления (децентрализованные) или одноранговые (одноуровневые) сети.

По основным топологиям локальные сети делятся на:

— топологию «звезда»;

— топологию «шина»;

— топологию «кольцо».

По основным типам архитектур локальные сети делятся на:

— Token ring;

— Ethernet;

— FDDI;

— Arcnet;

— 100VG – AnyLAN.

1.3 Топология локальных сетей

Под топологией (конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается расположение ПК сети друг относительно друга и способ подключения их линиями связи.

Топология определяет требования к оборудованию, тип кабеля, возможные и самые удобные методы управления, надежность работы, возможности расширения сети при необходимости.

Существует три основных топологии сети:

— «шина», при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого ПК одновременно передается всем компьютерам сети;

— «звезда», при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные компьютеры, стоит отметить, что каждый из них использует свою отдельную линию связи;

— «кольцо», при данной топологии каждый ПК осуществляет передачу информации всегда именно одному компьютеру, который находится следующий за ним, а получать информацию может только от предыдущего компьютера, и данная цепочка сомкнута в «кольцо». Как правило используют и комбинированные топологии, но основная часть сетей ориентированы на три топологии, упомянутые выше.

Топология «шина»

Топология «шина» — один кабель, с помощью которого подключены все компьютеры в сети. При отправке какой-то рабочей станцией любое сообщение распространяется абсолютно на все компьютеры сети. Каждый компьютер будет обрабатывать сигнал и, если он адресован именно ему, тогда он начнет его обработку. Принимается ряд мер для того что бы компьютеры в одной сети, не мешали друг другу при приеме и передачи данных. Для исключения одновременной посылки данных, применяется «несущий» сигнал, либо один компьютер является приоритетным и «даёт команды» остальным компьютерам данной сети.

«Шина» своей структурой допускает полную идентичность оборудования, а также равные права у всех абонентов. Такое соединение дает возможность передавать файлы только по очереди, последовательно, так как линия связи одна. В противном случае произойдет конфликт в виде наложения пакетов друг на друга, что вызовет искажение. Поэтому «шина» реализуется полудуплексным режимом (half duplex) обмена: при таком подходе данные могут передаваться в обоих направлениях, но лишь в разные временные моменты, друг за другом (то есть последовательно).

При прохождении по линии связи сети с топологией «шина» сигналы ослабляются и не подлежат восстановлению, таким образом происходят жесткие ограничения на всю длину линий сети, кроме того, любой абонент может принимать из сети различного уровня сигналы в зависимости от конечного расстояния до абонента. Это ведет за собой предъявление дополнительных требований к приемным узлам сетевого оборудования. Для того что бы увеличить длину сети топологии «шина» обычно используют несколько сегментов, которые соединяются между собой при помощи специальных сигналов — повторителей либо репитеров.

Шинная топология

Рисунок 1.1 — Шинная топология

Наращивание длины сети не может быть бесконечным, так как имеют место быть и ограничения, которые связанны с конечной скоростью сигналов, распространяющихся по линиям связи.

Топология «звезда»

«Звезда» — топология, у которой явно выделен центр подключения всех абонентов сети. Обмен информацией происходит только посредством центрального устройства. Центральный абонент будет являться самым мощным, и он отвечает за управления обменом данных. Управление в топологии «звезда» — централизовано, что исключает какие-либо конфликты.

При отказе центрального устройства сеть становится полностью неработоспособной, в свою очередь отказ какого-либо периферийного устройства никак не повлияет на работу сети. Выход из строя отдельного кабеля повлияет на работу только этого компьютера, оставив остальные устройства полностью работоспособными в сети. Линия связи включает в себя лишь двух абонентов. Проблема затухания сигналов в линии связи также решается проще, чем в «шине», ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Описанная топология носит название активной, или истинной, звезды.

Топология звезда

Рисунок 1.2 — Топология типа «звезда»

Существует топология, которая называется пассивной звездой, только схематично похожа на звезду. Центр является не компьютер, а концентратор, либо хаб, выполняющий схожую функцию, что и репитер, восстанавливающий приходящие сигналы и передающий в другие линии связи.

Одно из достоинств звезды (как активной, так и пассивной) заключается в том, что абсолютно все точки подключения находятся в одном месте. Это дает возможность легко контролировать всю работу сети, локализовать поломки сети путем обычного отключения от центра каких-либо абонентов, а также запрещать доступ посторонним лицам к очень важным сетевым точкам подключения. Одним из недостатков данной топологии является большой расход кабеля в сравнении с другими.

Топология «кольцо»

«Кольцо» — топология, в которой каждый компьютер соединяется линиями связи только с двумя другими. От одного компьютера он получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи работает только один передатчик и только один приемник. Данная система позволяет отказаться от использования внешних терминаторов. Одной из важных особенностей кольца является то, что любой компьютер ретранслирует (восстанавливает) доходящий до него сигнал, то есть играет роль репитера, таким образом, затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важным является затухание между соседними компьютерами данного кольца. Все компьютеры могут быть одинаковыми. Это объясняется отсутствием чётко выделенного центра.

Топология Кольцо

Рисунок 1.3 — Топология типа «кольцо»

В отличие от шинной топологии компьютеры в кольце являются равноправными. Одни из абонентов неизбежно принимает информацию от компьютера, который ведет передачу в данный момент, раньше других.  На такой особенности топологии и будут строятся методы управления обменом в сети, которые специально рассчитаны для топологии «кольцо». В данном методе право на передачу в сети переходит последовательно от одного к следующему по кругу абоненту.

Для подключения новых абонентов в «кольцо» требуется обязательная остановка работы всей сети на время подключения. Максимальное количество абонентов в кольце может составлять тысячу или даже больше. Кольцевая топология устойчива к перегрузкам. Она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками передаваемой по сети информации, так как в ней отсутствуют конфликты (в отличие от топологии «шина»), а также нет центрального абонента (в отличие от звезды). Сигнал в кольце проходит через все компьютеры сети, если из строя выходит хотя бы один из них (или же его сетевое оборудование) нарушается работа всей сети в целом. Также работа всей сети прекращается, если происходит любой обрыв или замыкание в любом из кабелей кольца. Кольцо уязвимо к повреждениям кабеля. В этой топологии, как правило, прокладывают две (или более) параллельных линий связи, одна из которых находится в резерве.

Одно из главных преимуществ кольца состоит в том, что передача сигналов каждым абонентом дает возможность сильно увеличить размеры всей сети в общем (как правило до одного, двух десятков километров).  Главным недостатком кольца (по отношению к звезде) полагается то, что к каждому абоненту, входящему в эту сеть необходимо обязательно провести два кабеля.

В некоторых случаях топология «кольцо» используется с помощью двух кольцевых линий связи, которые в свою очередь передают информацию в противоположных направлениях. Данная цель преследует увеличение скорости передачи информации.

Гибридные топологии

Кроме трех базовых топологий нередко применяются и комбинированные топологии, в число которых входят звездно-шинная и звездно – кольцевая.

Звездно-шинная топология

Рисунок 1.4 — «звездно ­– шинная» топология

В звездно – шинной (star – bus) топологии применяется комбинация шины, а так же пассивной звезды. В этом случае к концентратору подключаются отдельные компьютеры, и целые шинные сегменты, то есть на самом деле реализуется физическая топология «шина», включающая все компьютеры сети. В рассмотренной топологии можно подключить несколько концентраторов, которые будут соединены между собой и будут образовывать магистральную, опорную шину. К каждому концентратору подключают отдельные компьютеры или шинные сегменты.

В звездно – кольцевой (star – ring) топологии в кольцо входят не сами компьютеры, а специальные концентраторы, к которым подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи.

Звездно-шинная топология

Рисунок 1.5 — «звездно – кольцевая» топология

1.4 Сетевые технологии локальных вычислительных сетей

В локальных сетях применяется разделяемая среда передачи данных (так называемая моноканал) и основная роль отдается протоколами физического и ка­нального уровней, так как данные уровни в наибольшей степени отражают всю специфи­ку локальных сетей.

Сетевая технология — набор стандартных протоколов и изучающих их программно-аппаратных средств, удовлетворительный для построения локальной вычислительной сети. Сетевые технологии называют базовыми технологиями или сетевыми архитектурами локальных сетей.

Сетевая технология, а также архитектура определяет топологию или метод доступа к среде передачи данных, а также кабельную систему или среду передачи данных, скорость передачи в локаль­ной сети. В современных локальных вычислительных сетях широко распространены такие технологии или сетевые архитектуры, как: Ethernet, Token – Ring, ArcNet, FDDI, 100VG – AnyLAN.

Ethernet

Среди стандартных сетей в настоящее время наиболее распространена сеть Ethernet, она появилась в 1972 году. В 1985 году сеть Ethernet становится международным стандартом. Данный стандарт приняли крупнейшие международные организации: комитет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) и ECMA (European Computer Manufacturers Association). Стандарту присвоили название IEEE 802.3 (по-английски читается как «eight oh two dot three»). Он определяет два режима работы:

— полудуплексный (half duplex), который заключается в использовании множественного доступа к моноканалу типа шина с обнаружением конфликтов и контролем передачи — метод доступа CSMA/CD — в любое время абонент сети может выполнять прием или передачу данных, но одновременно обе задачи нет;

— полнодуплексный (full duplex) — в любой момент времени абонент сети может выполнять как прием, так и передачу данных одновременно. Данному стандарту удовлетворяли и некоторые другие сети, так как уровень его детализации невысок. Результат показал, что сети стандарта IEEE 802.3 нередко были несовместимы между собой не только по конструктивным, но и по электрическим характеристикам. Однако в настоящее время стандарт IEEE 802.3 считается стандартом именно сети Ethernet.

Основные характеристики первого стандарта IEEE 802.3 являются:

— используемая среда передачи — коаксиальный кабель;

— топология — шина;

— рабочая скорость передачи — 10 Мбит/с;

— максимально допустимая длина сети — 5 км;

— максимальное возможное количество абонентов — 1024 шт;

— допустимая длина сегмента сети — не более 500 м;

— допустимое количество абонентов в одном сегменте — до 100;

— используемый метод доступа — CSMA/CD;

Сеть Ethernet является наиболее популярной в мире (более 90% рынка), предположительно таковой она и останется в ближайшие годы. Как правило, этому в первую очередь способствовало то, что с самого начала характеристики, параметры, протоколы сети были открыты, в результате чего огромное число производителей во всем мире стали выпускать аппаратуру Ethernet, полностью совместимую между собой.

Стоит отметить, что сеть Ethernet ничем не отличается, ни оптимальными алгоритмами, ни сверх характеристик. Она сильно уступает по паре параметрам любым другим стандартным сетям. Но пользуясь мощной поддержкой и высочайшему уровню стандартизации, большим объемам выпуска различных технических средств, Ethernet выделяется на фоне других стандартных сетей, и это является причиной, почему другие сетевые технологии, как правило сравнивают конкретно с Ethernet. Для этой сети, работающей со скоростью 10 Мбит/с, стандарт будет определять четыре важнейших типа сегментов сети, которые ориентированы на разные среды передачи информации:

— 10BASE – 2 — тонкий (обычный) коаксиальный кабель;

— 10BASE – 5 — толстый (обычный) коаксиальный кабель;

— 10BASE – T — кабель витая пара (один из самых используемых);

— 10BASE – FL — оптоволоконный кабель (современный).

Наименование сегмента содержит в себе 3 элемента: цифра «10» обозначает скорость передачи в мегабитах — 10 Мбит/с, слово BASE — обозначает передачу в главной полосе частот (то есть не используя модуляцию высокочастотного сигнала). И наконец последний элемент — допустимую длину сегмента: 500 метров, «2» — 200 метров, либо тип линии связи: «Т» обозначается как — витая пара (с английского языка «twisted – pair»), «F» — оптоволоконный кабель (с английского языка «fiber optic»).

При использовании полудуплексного режима доступ к сети Ethernet осуществляется по методу CSMA/CD, который обеспечивает равноправие абонентов. Такое название — CSMA/CD можно условно разделить на две части: Carrier Sense Multiple Access, а также Collision Detection. По первой части имени можно заключить, как именно узел с сетевым адаптером устанавливает момент, когда ему нужно послать сообщение. По правилам протокола CSMA, сетевой узел сперва «слушает» сеть, для определения, не осуществляется ли передача в данный момент какого-либо сообщения другим абонентом. Если имеет место несущий сигнал (carrier tone), это означает что в данный момент сеть используется другим сообщением и занята, сетевой узел принимает статус в режиме ожидания и остается в нем, пока сеть не станет свободной.

При наступлении в сети молчания, узел начинает передачу. Фактически данные посылаются всем узлам сети или сегмента, а принимаются лишь одним узлом, которому они адресованы.

Collision Detection вторая часть имени, которая служит для разрешения ситуаций, когда два или более узла пытаются передавать сообщения одновременно. Согласно протоколу CSMA, каждый готовый к передаче узел вначале прослушивает сеть, для того чтобы определить является ли она свободной. Если два узла прослушиваются одновременно, оба они решат, что сеть является свободной, и начнут передавать свои пакеты в один и тот же промежуток времени. Таким образом, все данные, которые подлежали передаче, накладываются друг на друга, происходит так называемый конфликт и ни одно из сообщений не доходит до пункта назначения. Collision Detection требует, чтобы сеть прослушивалась узлом и после передачи данных. При обнаружении конфликта, узел действует следующим образом, он повторяет передачу при помощи выбранного промежутка времени (выбирается случайно), далее происходит проверка, не было ли вновь конфликта.

В сети используются пакеты переменной длины. Минимальная длина кадра составляет 64 байта, максимальная равна 1518 байтам. Предусмотрена индивидуальная, групповая и широковещательная адресация.

Кроме стандартной топологии «шина» также используется топология типа «пассивная звезда», в которой предполагается использование репитеров и репитерных концентраторов, которые непосредственно соединяют между собой разные сегменты (части) сети. В качестве сегмента сети, как правило, будет выступать классическая шина или единичный абонент. Для шинных сегментов применяется коаксиальный кабель, а для лучей пассивной звезды (для присоединения к концентратору одиночных компьютеров) — витая пара и оптоволоконный кабель. Главное требование к полученной в результате топологии, чтобы в ней не было замкнутых путей (петель). Сигнал от каждого из них подлежит распространению моментально во все стороны и не уходит назад (как в кольце), получается, что все компьютеры подключены в физическую шину. В стандартной сети Ethernet используется 50 – омный коаксиальный кабель, как правило двух видов (толстый и тонкий). Стоит отметить что в последнее время (начиная с 90 – х годов) наибольшее распространение приобрела версия Ethernet, применяющая в качестве среды передачи витые пары. Имеет место быть также стандарт для применения в сети оптоволоконного кабеля. При учете этих изменений в изначальный стандарт IEEE 802.3 были применены соответствующие добавления.

В 1995 – е годы появился дополнительный стандарт на новую более быструю версию Ethernet, работающую на высокой скорости 100 Мбит/с (имеющий название Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u). Который использует в качестве среды передачи данных витую пару либо оптоволоконный кабель.

Позднее в 1997 году разработали версию, работающую на скорость 1000 Мбит/с (имеющую название Gigabit Ethernet, стандарты IEEE 802.3z и 802.3ab), а уже в 2002 году выходит версия имеющая скорость 10000 Мбит/с (10G Ethernet, стандарты IEEE 802.3ae и 802.3an). Постоянное развитие технологии Ethernet следует по пути все большего ухода от первоначального стандарта. Использование новых сред для передачи и коммутаторов дает возможность существенно увеличить размер сети. Уход от старых способов кодирования (в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) дает увеличение скорости передачи пакетов данных и снижение основных требований к кабелю. Постепенный уход от метода управления CSMA/CD (при использовании полнодуплексного режима обмена) позволяет резко увеличить эффективность работы и убрать ограничения длины сети. Так же, новейшие разновидности сети имеют название Ethernet.

 Fast Ethernet

В сети Fast Ethernet не используется физическая топология шина, применяется только пассивная звезда либо пассивное дерево. Также в Fast Ethernet наиболее жесткие требования к наибольшей длине сети. Так как при увеличении в 5-10 раз скорости передачи с сохранением формата пакета его наименьшая длина будет в пять – десять раз короче. Поэтому в 5-10 раз уменьшается допустимый размер двойного временного прохождения сигнала в сети.

Одинаково для сети Ethernet, работающей на скорости 100 Мбит/с

стандарт обусловливает 3 типа сегментов, отличающихся только типами среды передачи:

— 100BASE – TX — кабель сдвоенная витая пара;

— 100BASE – T4 — кабель счетверенная витая пара;

— 100BASE – FX — оптоволоконный кабель.

Обозначения: цифра «100» показывает скорость передачи 100 Мбит/с, буква «Т» — тип кабеля — витую пару, буква «F» — оптоволоконный кабель. Типы 100BASE – TX и 100BASE – FX обычно объединяют под одним именем 100BASE – X, а 100BASE – T4 и 100BASE – TX — под именем 100BASE – T.

Gigabit Ethernet

Технология Gigabit Ethernet использует новую, 1000 Мбит/с, ступень в пирамиде скоростей семейства Ethernet. Данная ступень позволяет эффективно выстраивать крупные локальные сети, которые имеют мощные серверы, а также магистрали нижних уровней, работающих на скорости 100 Мбит/с, а магистраль Gigabit Ethernet связывает их, обеспечивая довольно большой запас пропускной способности.

Номенклатура сегментов сети Gigabit Ethernet на данный момент включает в себя такие типы:

— 1000BASE – SX — сегмент на оптоволоконном кабеле имеющим длину волны светового сигнала 850 Нм (длиной кабеля до 550 метров). Используются светодиодные (световые) передатчики;

— 1000BASE – LX — сегмент на оптоволоконном кабеле имеющим длину волны светового сигнала 1300 Нм. Применяются лазерные передатчики;

— 1000BASE – CX — сегмент на экранированной витой паре (длиной, доходящей до 25 метров) — на практике практически не применялся;

— 1000BASE – T (стандарт IEEE 802.3ab) — сегмент на счетверенной неэкранированной витой паре категории 5 (длиной до 100 метров). Передача ведется в двух направлениях по каждой паре.

Чтобы обеспечить более высокую скорость, минимальная длина пакета увеличена до 512 байт (4096 бит), все пакеты с длиной меньше 512 байт расширяются до 512 байт. В противном случае пришлось бы ограничивать предельную длину сегмента сети Gigabit Ethernet. Кроме того, в Gigabit Ethernet предусмотрена возможность блочного режима передачи пакетов (frame bursting).

При этом абонент, получивший право передавать и имеющий для передачи несколько пакетов, может передать не один, а сразу несколько пакетов, последовательным путем, причем адресованных разным абонентам — получателям, сумма длинны всех пакетов блока не должна превышать размер 8192 байта.

Token Ring

Сеть Token – Ring она же маркерное кольцо, была разработана компанией IBM в 1985 году (самый первый тестовый вариант появился в 1980 году). Она использовалась для объединения в одну сеть различных типов компьютеров, выпускаемых фирмой IBM. Token – Ring сейчас является международным стандартом – IEEE 802.5.

Физически сеть представляет собой звездно – кольцевую топологию. По факту все абоненты объединены в кольцо, то есть каждый из них может передавать информацию только одному соседнему абоненту, а принимать может только от другого. Концентратор при этом дает возможность централизовать все задания конфигурации, производить отключение неисправных абонентов, контролировать работу сети.

Сеть Token – Ring

Рисунок 1.6 — Сеть Token – Ring

Обработкой информации он не занимается. Каждый абонент в составе концентратора имеет специальный блок для подключения к магистрали, который обеспечивает полностью автоматическое включение абонента к кольцу, если он имеет подключение к концентратору и полностью исправен. При отключении абонента от концентратора или же он по каким-то причинам неисправен, тогда блок TCU автоматически производит восстановление целостности кольца без участия абонента. TCU начнет работать при сигнале постоянного тока (который называется «фантомный» ток), приходящий от абонента, подключающегося к кольцу.

Так же абоненту доступно отключение от кольца и произвести процедуру самотестирования. Концентраторы MAU бывают активные и пассивные. Активный концентратор производит восстановление сигнала, приходящего от абонента (работает, по принципу концентратора Ethernet). Пассивный концентратор не может производить восстановление сигнала.

Как уже упоминалось, кольцевая топология имеет сильную чувствительность к обрывам кабеля в сети. Для увеличения живучести, в Token – Ring используется режим сворачивания кольца, это позволяет обойти место обрыва кабеля. В обычном режиме концентраторы подключены в кольцо при помощи двух параллельных кабелей, но передача информации осуществляется только по одному.

В случае одного повреждения или обрыва кабеля, сеть начинает осуществлять передачу по обоим кабелям, что позволяет обходить поврежденный участок. Порядок обхода абонентов, подключенных к концентраторам сохраняется, но увеличивается общая длина кольца.

При многочисленных повреждений кабеля сеть распадается на множество частей или сегментов, не имеющих связей между собой, но сохраняющих стабильную работоспособность. Большая часть сети остается работоспособной, как и прежде. Такая ситуация уже не спасает сеть в общем, но дает возможность при правильном распределении абонентов по концентраторам оставить большую часть функций работоспособными в поврежденной сети.

Средой передачи данных в сети IBM Token – Ring первым применялся кабель витая пара, неэкранированная (UTP), так же и экранированная (STP), потом появились различные варианты аппаратуры для коаксиального кабеля и оптоволоконного кабеля по стандарту FDDI.

Существенные технические характеристики правильной версии сети Token – Ring:

— максимально возможное количество концентраторов типа IBM 8228 MAU  —  12;

— большее количество абонентов в сети — 95;

— максимально допустимая длина кабеля между абонентом сети и концентратором — 46 метров;

— наибольшая длина кабеля сети между концентраторами — 46 метров;

— самый длинный кабель, соединяющий все концентраторы — 121 метр;

— скорость передачи данных сети — 4 и 16 Мбит/с.

Все характеристики касаются случая применения неэкранированной витой пары. Если используется другая среда передачи, данные сети могут различаться.

Большая величина передаваемых данных одного пакета по сравнению с Ethernet очень увеличивает производительность сети: в теории для скоростной передачи 4 Мбит/с и 100 Мбит/с размер поля данных достигает до 18 Кбайт, что точно может быть при передаче объемных данных. Даже при скорости 2 Мбит/с, при маркерном доступе сеть Token – Ring обычно обеспечивает большую реальную скорость передачи, в сравнении с сетью Ethernet (10 Мбит/с). В особенности заметно достоинство Token – Ring при высоких нагрузках (выше 30 – 40%), так как этот метод CSMA/CD требует большого количества времени на устранение повторяемых конфликтов.

  Обзор Windows 8

Token – Ring в обычном варианте уступает Ethernet по максимально возможному количеству абонентов и эталонному размеру. Сеть Token – Ring, имеет более дорогую стоимость аппаратуры по сравнению с Ethernet. Так как применяется наиболее сложная форма управления обменом.

Сеть Token – Ring использует обычный маркерный метод доступа, имеется ввиду по кольцу непрерывно ходит маркер, к которому пользователи могут прикреплять свои пакеты данных. Отсутствие конфликтов является одним из важных достоинств сети, присутствуют и недостатки, постоянный контроль полноты маркера и зависимость работы сети для всех абонентов (при возникновении неисправности абонент точно должен быть отключен от кольца).

Абоненты сети выполняют такие функции:

— поиск и нахождение ошибок передачи;

— контроль различных конфигураций сети (если предыдущий абонент выходит из строя в топологии кольцо, сеть пытаются восстановить);

— контроль множества временных соотношений, выполненных в сети. Огромное количество функций, так же усложняет и делает аппаратуру сетевого адаптера более дорогой.

Что бы контролировать целостность маркера в сети должен быть один из абонентов (имеющий название активный монитор). Хотя его аппаратура идентична, как и у других абонентов, но он следит за всеми временными соотношениями в сети и, если потребуется формирует новый маркер.

Функции, которые выполняет активный монитор:

— пускает в кольцо маркер при запуске работы, а также при его потере;

— регулярно (каждые 7 с) сообщает о том, что он работает специальным управляющим пакетом;

— убирает из кольца пакет, который посылает абонент, не имеющий права удалять его;

— смотрит за допустимыми рамками времени передачи пакета.

Активный монитор назначается при инициализации сети, им может стать любой из компьютеров сети, но, обычно это первый абонент, который включается в сеть.

Абонент, собирающийся передавать пакет, ожидает свободного маркера и выполняет его захват. Захваченный маркер становится в обрамление

информационного пакета. Далее абонент делает передачу информационный пакет в кольцо и ожидает его возвращения. Следующим шагом он освобождает маркер и по новой отсылает его в сеть.

Сеть Token – Ring предусматривает использование мостов, а также

коммутаторов. Они используются для разделения одного большого кольца на несколько маленьких кольцевых сегментов, обладающих возможностью обмена пакетами между друг другом. Это снижает нагрузку на каждый отдельный сегмент и делает больше долю времени, которая дается для каждого абонента.

Как результат, возможность формирования распределенного кольца, а именно объединение двух и более кольцевых сегментов в одно большое магистральное кольцо или звездно – кольцевую топологию с центральным коммутатором, в который подключены и кольцевые сегменты.

Сеть Arcnet

Компьютерная сеть соединенных ресурсов (Attached Resource Computer Net, ARCnet) является одним из самых древних видов сетей и была создана в 1977 году. Несмотря на то, что ARCnet одна из первых стала использовать способ маркерного доступа, из-за возраста на неё отсутствуют какие-либо международные стандарты.

На данный момент оборудование для данной сети практически не изготавливается.

Arcnet обладает рядом преимуществ по сравнению с Ethernet, главными из которых являются ограниченная величина доступа по времени, непрерывность сигнала связи, простые методы выявления и устранения неполадок и малую стоимость аппаратуры. Но есть и минусы, к которым относятся формат пакета, способ адресации, а также невысокая скорость передачи информации, не превышающая 2,5 Мбит/с.

Чаще всего для подключения используются кабели модели RG – 62A/U — коаксиальные кабели, обладающие волновым сопротивлением примерно в 95 Ом. Также существуют экранированные и неэкранированные витые пары, но они не применяются широко на практике. Вариант с использованием оптоволоконных кабелей также не оправдался.

Пассивная звезда Arcnet – STAR и стандартная шина Arcnet – BUS используются в качестве топологии для данной сети. В случае со звездой используются концентраторы. Ровно, как и в Ethernet, в Arcnet можно составить древовидную топологию из сегментов звезды и шинных концентраторов. Единственное условие, которое должно соблюдаться в данном случае  — отсутствие в древовидной топологии замкнутых путей. Также накладывается ограничение на количество сегментов, которые соединяются последовательным способом в одну цепь с использованием концентраторов их число не должно превышать трех.

Сеть Arcnet обладает следующими характеристиками:

— максимальная протяженности сети составляет 6 км;

— данные передаются через витую пару или коаксиальный кабель;

— максимальное расстояние между пользователем и пассивным концентратором не может превышать 30 м;

— максимальное количество одновременных пользователей в сети составляет 255 источников;

— расстояние между активными концентраторами не может превышать 600 метров;

— на одном шинном сегменте может одновременно находиться 8 пользователей;

— шинный сегмент по длине не превышает 300 м;

— расстояние между пользователями в шине не более 1 м;

— скорость передачи не превышает 2,5 Мбит/с.

Несмотря на то, что в Arcnet применяется метод маркерного доступа, его принцип отличается от того же метода в сети Token – Ring и более соответствует стандарту IEEE 802.4. Действия пользователей выполняются по следующему алгоритму:

— пользователь, которому требуется отправить данные, ждет свободного маркера;

— когда маркер доходит до него, пользователь отправляет сигнал получателю, чтобы удостовериться, в том, что тот готов принимать данные;

— получатель в ответ посылает сигнал, который говорит о его готовности принимать информацию;

— когда сигнал доходит до пользователя, он отправляет пакет данных;

— когда пакет доходит до получателя, он подтверждает получение данных;

— убедившись, что отправленная информация находится у получателя, пользователь заканчивает сессию. После этого свободный маркер передается следующему человеку, который собирается передавать данные.

Из вышеуказанных действий становится понятно, что пакет данных будет передаваться только в том случае, если получатель подтвердить возможность принять его. Благодаря этому, передача данных обладает высокой надежностью. Также по сравнению с Ethernet, Arcnet может похвастаться слабой восприимчивостью к нагрузкам и удержанием фиксированного значения времени доступа.

Размер пакета информации в сети составляет 0.5 Кб, что не очень хорошо при интенсивном обмене данных. Кроме самих данных, в него включены восьмибитные адреса отправителя и получателя, а также CRC — шестнадцатибитная контрольная циклическая сумма.

Адаптер сети Arcnet обладает отличительной особенностью по сравнению с адаптерами других сетей. Дело в том, что в него вручную необходимо заложить индивидуальный адрес сети, используя для этого перемычки и переключатели. Максимальное количество сетевых адресов — 255, а 256 используется для широкого вещания. Уникальность адресов контролируется пользователями сети вручную. Из-за такого принципа довольно проблемно подключать к сети новых адаптеров, т.к. для них необходимо внедрять новый сетевой адрес, который не совпадает с другими подключенными источниками. Также это создает проблемы для использования Arcnet крупными компаниями, которым нужно более 255 адресов.

Из-за этого ограничения Arcnet на данный момент практически не используется. Были разработаны подвиды сети, которые способны передавать данные со скоростью до 20 Мбит/с, но они так и не начали активно применяться.

Сеть FDDI

Сеть Fiber Distributed Data Interface (FDDI, что с английского переводится как оптоволоконный распределенный интерфейс данных) пропагандирует идею Tоken – Ring и является стандартом для локальных сетей. Впервые использовать FDDI предложил Американский национальный институт стандартов ANSI, составив спецификацию X3 T9.5. А спустя некоторое время, на основе неё приняли стандарт ISO 9314.

FDDI отличается от других локальный сетей тем, что с самого начала она подразумевает использование оптоволокна, а также поддерживает высокую скорость передачи данных — 100 Мбит/с.

Оптоволокно как среда для передачи данных обладает рядом преимуществ. Оно устойчиво к помехам, обладает высокой споростью передачи и может похвастаться хорошей гальваникой. В отличие от других локальных сетей, FDDI позволяет передавать изображение в реальном времени благодаря высокой скорости.

Также оптоволокно позволяет передавать данные на несколько километров, не используя при этом ретрансляцию. Благодаря этому можно создавать сети на целые города, которые не обладают высоким уровнем ошибок. FDDI содержит в себе все преимущества, которыми обладают локальные сети.

В качестве принципа работы используется метод маркерного доступа (Token – Ring), описанный в международном стандарте IEEE 802.5, но с небольшими отклонениями, благодаря которым достигается высокая скорость передачи на немалые расстояния.

Топология FDDI представляет из себя кольцо, что идеально подходит для оптоволокна. Для передачи данных используется полнодуплексная передача информации, осуществляемая сразу в двух направлениях с удвоенной скоростью в 200 Мбит/с — этот эффект достигается благодаря использованию двух разнонаправленных кабелей: основного и резервного, работающих со скоростью 100 Мбит/с.

Как и в Token – Ring, иногда применяется и топология звездно – кольцевой формы с использованием концентраторов.

Сеть FDDI обладает следующими характеристиками:

— максимальное количество пользователей — 1000;

— расстояние между пользователями — до 2 километров;

— протяженность топологии — до 20 километров;

— маркерный метод доступа;

— использование многомодового оптоволокна или витой пары в качестве среды передачи;

— скорость передачи данных — 100 Мбит/с;

— скорость передачи при дуплексном режиме — 200 Мбит/с.

Максимальная длина сети не может превышать 20 км в связи с потребностью в ограничении времени, которое требуется на полное прохождение сигнала по топологии. Максимальная дистанция между пользователями, равная 2 км, обусловлена тем, что на больших расстояниях сигналы в кабеле начинают затухать (допустимая норма не более 11 дБ). Если требуется повысить допустимые параметры, то применяются одномодовые кабеля, при использовании которых, длина топологии может достигать 200 км, а расстояние между пользователями — 45 км.

Сеть FDDI имеет отдельные подвиды, реализованные на электрическом кабеле: Twisted Pair Distributed Data Interface (TPDDI) и Copper Disturbed Data Interface (CDDI). В этом случае используются разъемы RJ-45 и кабеля пятой категории. В этом случае расстояние между пользователями значительно ниже: всего лишь 100 метров. Преимуществом данных конструкций является их небольшая стоимость, однако эти виды кабелей уже не могут похвастаться теми преимуществами, которые есть у FDDI. Электрические оптоволоконные сети не так часто используются, как обычные, поэтому перед установкой их необходимо проверять на совместимость, т.к. наличие необходимых разъемов может быть не предусмотрено.

Чтобы сеть обладала высокой гибкостью, к FDDI подключаются пользователи двух типов:

— пользователи А-класса подключаются как к внешнему, так и внутреннему кольцу. При этом используется двойной тип подключения DAS (Dual – Attachment Stations). Скорость передачи может достигать до 200 Мбит/с, а в случае выхода из строя основного кабеля, используется резервный. Данное оборудование используется в тех местах сети, где требуется повышенное быстродействие;

— пользователи В класса используют одинарное подключение Single-Attachment Stations (SAS), которое подсоединяет их только к внешнему сетевому кольцу. Такой тип подключения является более дешевым, чем DAS, а для его осуществления используются обходной коммутатор, разрывающий соединение в случае аварии, и концентратор.

Наряду с классами пользователей применяются связные концентраторы, собирающие воедино все источники подключения, что позволяет контролировать состояние сети, диагностировать неполадки и упрощает конфигурацию. Если одновременно используется несколько разновидностей кабеля, например, витая пара и оптоволокно, на концентратор также ложится обязанность преобразовывать оптические сигналы в электрические и наоборот. Помимо этого, концентраторы бывают двух типов подключения: одинарного и двойного.

Если один из кабелей будет поврежден, то в этом случае можно будет применить реконфигурацию сети, предусмотренную стандартом FDDI. Это позволит сохранить её работоспособность. Поврежденный участок оптоволокна удаляется из топологии, но это никак не сказывается на её функционировании, просто сигнал начинает передаваться по одному кольцу, а метод подключения пользователей DAS заменяется на SAS. Такой же эффект происходит в сети Token-Ring после сворачивания кольца.

Метод доступа в FDDI отличается от метода стандарта IEEE 802.5 и заключается в использовании множественной передачи маркера. Свободный маркер передается пользователю не после обратного получения отправленного им пакета, как это происходит в Token – Ring, а сразу же по завершению отправки данных. Порядок действий выглядит следующим образом:

— пользователь, которому необходимо отправить данные, вначале ждет свободный маркер, следующий после каждого пакета;

— когда до пользователя доходит свободный маркер, он удаляет его и начинает отправлять свои данные. Получается, в сети одновременно может быть несколько пакетов данных, но маркер всегда будет один;

— как только передача данных завершена, пользователь после пакета посылает новый свободный маркер;

— получатель, которому отправлен пакет данных, копирует их. После завершения скачивания ставится специальная пометка о статусе данных, и они отправляются дальше по сети;

— пройдя по кольцу полный путь, пакет данных вновь доходит до отправителя, который стирает его из сети. В статусе пакета указано, были ли ошибки при передаче, и дошел ли он до получателя. В отличие от Token – Ring, в FDDI не предусмотрена система резервирования и приоритетов. Но присутствует система, позволяющая пользователям вовремя реагировать на изменения нагрузки сети и регулировать её, обеспечивая работоспособность — эта опция называется механизмом адаптивного планирования.

Несмотря на то, что сеть FDDI обладает рядом достоинств, она не может похвастаться широким применением. Это обусловлено немалой стоимостью оборудования, которая может составлять до нескольких тысяч долларов. FDDI используется преимущественно в качестве базы, называющейся Backbone и служащей для объединения нескольких сетей. Также FDDI используется для объединения серверов и станций, которым требуется высокоскоростной обмен.

Несмотря на плюсы FDDI, сети Gigabit Ethernet и Fast Ethernet практически полностью заменили её в повседневной жизни.

Сеть 100VGAnyLAN

100VG – AnyLAN — вариация самых популярных разработок корпораций Hewlett – Packard и IBM. Продукт имеет соответствие международного стандарта качества IEEE 802.12. Примечательными особенностями сети считается значительная скорость обмена. Хорош тот факт, что внушительная длина кабеля UTP обладает категорией 5 (т.е. достигает практически до 200 метров). Отличается она и практически небольшой стоимостью аппаратуры. Если сравнивать с самой широко распространенной сетью Enthernet 10Base – t, то цена вдвое дороже нее. Легка в управлении: применяется централизованный способ, с помощью которого конфликтов не бывает. Сеть работоспособна в тех конструкциях, где встроены сети Ethernet и Token – Ring.

Расшифровка наименования 100VG-AnyLAN обозначает скоростной параметр, выражаемый в Мбит/с (цифра 100), витая неэкранированная пара VG с общепринятой категорией 3 (Voice Grade), а вторая часть AnyLAN (неважно какая) свидетельствует про факт ее совместимости с парой наиболее применяемых сетей.

Главные технические характеристики данной сети включают:

— с ней можно передавать информацию почти до 100 Мбит/с;

— структурой сети является звезда. Дерево способно наращиваться так, возможно увеличение концентратора до показателя пять;

— метод доступа. Суть в том, что он преимущественно централизован, не конфликтует с ПО, поскольку сделан на базе Demand Priority;

— среда передачи — стандартная счетверенная неэкранированная витая пара (подходят кабели UTP 3, 4 или 5). Она является наиболее распространенной по сравнению с оптоволоконным и сдвоенной парой UTP, относящейся к пятой категории;

— если рассматривать информацию о пределах рабочей длины кабеля между длиной таких элементов как концентратор и абонент, то она колеблется в пределах 100 метров в соответствии с UTP кабелем с третьей категорией. Есть пределы и больше. 200 метров соответствуют работе обычного UTP и экранированного кабеля с 5 категорией. Максимальный предел возможен на длину 2 км, здесь понадобится оптоволоконный вид кабеля. Конкретная информация по длине действия зависит от технических параметров.

Разрешается подключить не больше 1024 абонентов. Стабильная работа гарантируется при количестве около 250 человек. Анализируя сеть 100VG-AnyLAN не сложно заметить следующее: технические возможности сопоставимы с сетью Fast Enthernet.

Если посмотреть на эту сеть, то она известна своей полнейшей совместимостью с традиционным Fast Ethernet. Однако описываемая разработка может гораздо больше: конфликты полностью исключены, при этом дается точная гарантия предельной величины используемого времени. Так что этот факт тоже не маловажен.

Тогда как в обычной сети преобладает географический метод, в 100VG-AnyLAN отмечается явное усложнение. Если привычный сетевом администратору алгоритм представлен номером порта нижнего уровня с подключенным абонентом. А в этой сети есть наличие двух приоритетов:

— уровень приоритета применяется в работе стандартных приложений;

— уровень приоритета предназначен только для тех приложений, что требуют самое быстрое обслуживание.

Задача концентраторов — регуляция и контроль такого объема времени, который гарантируется при запросах с небольшими приоритетами. Есть один нюанс: если только вдруг появилось много высокоприоритетных запросов, он должен обслужить запросы с нормальным приоритетом. Этот процесс происходит автоматически.

Также, типичной величиной для повышения приоритета считается показатель 200-300 мс. Так что и низко приоритетные запросы не останутся незамеченными. Сеть 100VG – AnyLAN обеспечивает дуплексные режимы в полном и половинном объеме.
2 Проектирование локальной сети связи

2.1 Постановка задачи

Фирма ИП «Пачин В.И.» располагается в двухэтажном здании. В каждом кабинете установлено до 55 компьютеров. Серверная находится на втором этаже. Принципиальная схема локальной сети представлена на рисунке 2.1.

Принципиальная схема локальной сети предприятия

Рисунок 2.1 — Принципиальная схема локальной сети предприятия

На каждом этаже находятся компьютеры, которые необходимо соединить в локальную сеть. В здании находятся 104 рабочих места, причем на первом этаже — 33 компьютеров и 9 принтера, на втором этаже 57 — компьютеров и 5 принтеров.

Основными задачами проектирования локальной вычислительной сети, является:

— совместная обработка информации;

— совместное использование файлов;

— централизованное управление компьютерами;

— контроль за доступом к информации;

— централизованное резервное копирование всех данных;

— автоматизированная передача результатов параметров оборудования;

— совместный доступ в Интернет.

Данная сеть не предполагает постоянного разделения пользователей на клас­сы, поэтому оптимальным будет использование только двух уровней приоритета: пользователь и администратор.

Пользователь имеет ровно столько прав, сколько даст ему администратор перед началом или во время работы.

Администратор имеет доступ ко всем сетевым ресурсам, в том числе доступ к интернету, сетевым принтерам и папкам, а также может распределять права между пользователями.

На основание структурной схемы была построена структурированная   кабельная система.

Анализ (формирование) требований

2.2.1 Требование к рабочему   месту

Каждое рабочее место оснащено внешней розеткой со встроенным модулем RJ-45, относящейся к пятому разряду. К каждой розетке, используемой для подключения компьютера, от шкафа протягивается 4-х парная неэкранированная витая пара пятой категории.

Розетки, используемые для телекоммуникации, должны устанавливаться на том же уровне, что и бытовые розетки, используемые для питания обычных электрических приборов. Как правило, высота установки составляет 0,6 метра над уровнем пола. Это нужно для того, чтобы подсоединить их к единому кабелю-каналу. Для подключения к кабель – каналу используются однотипные рамки.

Перед установкой проводки в помещении, обязательно нужно составить схему расположения силовых и информационных розеток, определить, какое количество кабелей конкретного типа понадобится, а также рассчитать, сколько переходников и адаптеров потребуется во время монтажа.

Розетки необходимо устанавливать, основываясь на будущем расположении рабочих мест, которые должны быть заранее распределены равномерно по площади. Заранее необходимо рассчитать, получится ли подвести проводку ко всем будущим розеткам любого типа.

Количество стояков, их размеры емкость коробов и другие параметры рассчитываются заранее таким образом, чтобы они полностью заполняли ёмкость системы кабелей, а рабочие места на первом этаже размещаются в фиксированном месте. Это необходимо для того, чтобы существенно сократить время установки кабелей, что позволит не мешать работе сотрудников в помещении. Например, все работы можно осуществить за выходные.

Стоит отметить, что это правило работает только в том случае, если количество размещаемых розеток равно их заранее запланированному числу, иначе придется проводить дополнительные расчеты и определять, куда можно установить дополнительные элементы.

На основе количества оборудования, подключаемого к СКС (компьютеры, принтеры, рабочие станции и т.д.) определяется число соединительных шнуров. Их длина выбирается за счет площади помещения, в котором осуществляются работы по установке кабельной системы. Как правило, при монтаже в небольшом помещении достаточно использовать шнуры длинною в 2-3 метра. В больших помещениях длина соединительных кабелей может увеличиваться до 8 метров. Использование шнуров большей протяженностью запрещено стандартами IEC 11801 и ISO. Как правило, не более 10% соединительных кабелей имеют длину больше 3 метров. Не рекомендуется использовать самодельные соединительные шнуры — лучше приобрести готовые в магазине. Самодельные кабеля могут быстро прийти в негодность и нарушить работу всего оборудования.

2.2.2 Требования к горизонтальной кабельной подсистеме

Структурированная кабельная система в помещении должна быть сделана по принципу многоточечного админи­стрирования. Разводка передающего кабеля должна выполнятся от кроссовой до рабочего места.

Выбор в пользу многоточечного администрирования связан с определенно более простым спосо­бом прокладки кабельных каналов и разводки кабельной системы. И также немаловажен тот факт, что размеры помещения позволят быстро найти и локализовать проблему проследовав в аппаратную.

В горизонтальных кабельных линиях должен применятся 4-х парный 100-омный неэкранированный кабель «витая пара» (Unshieded Twisted Pair — UTP) категории 5е. Диаметр медной жилы кабеля должен быть в пределах от 24 AWG (0,511 мм) до 22 AWG (0,644 мм).

Длина кабелей горизонтальной подсистемы не должны превышать 90 метров. Эта длина представляет собой расстояние, проходимое сигналом от механического окончания кабеля на кроссе распределительного пункта этажа до окончания на телекоммуникационном разъеме рабочего места.

На предприятие максимальная длина кабеля до 1 рабочего места составляет 57 метров, коэффициент затухания будет вычисляться по формуле:

,                               (2.1)

где R — активное сопротивление, ом/м;

L — индуктивность кабеля Гн/м;

C — ёмкость симметричного кабеля Ф/м;

G — проводимость изоляции кабеля.

,                          (2.2)

где R — сопротивление жилы постоянному току;

L — длинна линии;

— коэффициент укрутки, χ=1,02-1,07;

p=1 при парной скрутке, р=2 при двойной парной скрутке, р=5 при звездной скрутке;

— диаметр медной жилы, мм;

—диаметр изолированной жилы, мм a = 9,2;

;

 k — коэффициент вихревых токов;

F(kr), G(kr), H(kr), Q(kr) находятся по таблице.

 ,                                                         (2.3)

где p — удельное сопротивление меди.

[Ом/м];

[Ом/м];

,                               (2.5)

где  — магнитная проницаемость токопроводящей жилы.

L

[Гн/м];

 ,                                       (2.6)

где — диэлектрическая постоянная изоляции.

 [Ф/м];

,

где Rиз — сопротивление изоляции постоянному току, Rиз=2000-10000 МОм/км;

— круговая частота тока;

C — емкость изоляции.

[См/м];

[Дб/м].

Процесс проектирования горизонтальной подсистемы является наиболее трудным и ответственным этапом разработки структурированной кабельной системы. Решения, которые были приняты на данном этапе являются определяющими для технико – экономической эффективности проектируемой системы. Этот факт определяется тем, что именно в горизонтальной подсистеме собрана основная масса оборудования структурированной кабельной системы как по номенклату­ре, количеству, так и по стоимости. В процессе проектирования осуществляется:

— привязка отдельных рабочих мест к кроссовым;

— выбор типа телекоммуникационных розеток;

— выбор типа и категории кабеля с расчетом его количества;

— проектирование точек перехода (при необходимости их применения).

2.2.3 Требования к коммутатору

Коммутатор должен отвечать следующим требованиям:

— выполнение сопряжения с концентратором имеющейся сети со скоростью передачи 100 Мбит/сек;

— наличие в коммутаторе как минимум 3 портов Gigabit Ethernet для подключения серверов;

— наличие как минимум 48 портов 100Base-TX для подключения рабочих станций;

— большое быстродействие внутренней шины;

— наличие системы световой индикации контроля работоспособности портов оборудования;

— скорость не менее 1Гб/с, работа в полнодуплексном режиме, не менее 8 фиксированных портов;

— пропускная способность матрицы коммутации должна обеспечивать работу коммутатор при максимальной загрузке всех портов. Время ожидания < 2,2 мкс. (при размере пакета 64 байта);

— пассивная система охлаждения;

— возможность монтирования в горизонтальном положении;

— поддержка технологий: IEEE802.3x, Flow – Control, 802.1p Priority, 802.1Q VLANs, 802.3ad Link Aggregation, 802.1 AB Link Layer Discovery Protocol (LLDP), Broacast control Jumbo frame, списки контроля доступа на основе MAC/IP, SNMP, SSL.

2.2.4 Требования к серверу

В качестве серверов для управления корпоративной базой данных, центрального файлового сервера, файлового сервера рабочих групп, сервера элек­тронной почты, web – сервера и сервера резервного копирования должны быть использованы компьютеры с характеристиками не ниже, чем следующие:

— от 2-х процессоров с параметрами выше 1000 MHz;

— оперативная память от 2 GB;

— объём памяти не менее 60 GB;

— интерфейс дисков — начиная от Ultra-3 Wide SCSI;

— дисковод CD – ROM;

— сетевая карта 1000Base – TX;

— серверы должен находиться в серверной.

Так же при построении ЛВС с сервером возникает один немаловажный вопрос — в каком месте установить сервер. Выбор осуществляется влиянием следующих факторов:

— для ограничения воздействия внешних факторов (шума, пыли) и ограниче­ния доступа посторонних лиц сервер необходимо установить отдельно от всех остальных рабочих станций;

— обеспечить непрерывный доступ к серверу только группе технического об­служивания, а также администратора сети.

2.2.5 Требования к рабочим станциям и к комплексу сетевой печати

В качестве типовых рабочих станций для разработчиков:

— процессор не ниже Pentium – IV 3200 MHz, с объёмом L2 – cache

не менее 256;

— оперативная память от 1024 MB;

— дискового места от 80 GB;

— интерфейс дисков от Ultra – ATA/100

— видеоадаптер не ниже AGP 4х с встроенной видеопамятью не менее 256 МБ;

— дисковод DVD – ROM;

— сетевая карта 100Base – TX;

— монитор не менее 19 дюймов.

2.2.6 Требования к кабелепроводам

Кабелепровод применяется для прокладки кабелей, а также защиты кабельных трасс от разнообразных внешних воздействий. Стоит учитывать, что объем наполняемости кабелепроводов не должен быть выше 40%.

Прокладка кабеля в коридорах при наличии фальшпотолка осуществляется с помощью дюбелей и мягких хомутов.

Кабельные трассы в зданиях должны быть проложены в пластиковых коробах размером сечения 40×16 с одним спуском по перегородке, которая разделяет коридор и рабочее помещение.

Вертикальную прокладку кабельной проводки с этажа на этаж следует выполнить в отдельном слаботочном стояке. Стояк должен представлять собой лестничный каблерост шириной около 600 мм. В перекрытиях между этажами по месту смешения стояка должны быть предусмотрены 4 отверстия диаметром 100 мм, армированные пластиковыми трубами. Запас по емкости в межэтажных закладных устройствах должен быть не менее 100%.

Выбор топологии ЛВС

Выбор используемой топологии зависит от условий, задач и возможностей, или же определяется стандартом используемой сети. Основными факторами, вли­яющими на выбор топологии для построения сети, являются:

— используемый тип кабеля;

— способ доступа к среде;

— максимально возможная протяженность сети;

— пропускная способность сети;

— способ передачи данных.

В данном проекте стоит задача связать 2 этажа здания используя высокоскоростную сеть (скорость передачи данных — 100 Мбит/сек).

Выбор пал в пользу проектирования сети на основе технологии Fast Ethernet. Этот стандарт предусматривает высокую скорость передачи данных  — 100 Мбит/сек, а также поддерживает 2 вида передающей среды неэкранированная витая пара и оптоволоконный кабель. Для описания типа передающей среды применяются следующие аббревиатуры. Топологические правила и рекомендации для реализуемой сети основаны на стандарте IEEE 802.3u:

— сетевая топология должна быть физической топологией типа «звезда» без ответвлений или зацикливаний;

­- должен использоваться кабель категории 5;

— класс используемых повторителей определяет количество по­вторителей, которые можно каскадировать;

— длина сегмента ограничена 100 метрами;

— диаметр сети не должен превышать 205 метров.

Существует несколько факторов, которые необходимо учитывать при выбо­ре наиболее подходящей к данной ситуации топологии.

Таблица 2.1 — Преимущества и недостатки топологий

Топология Преимущество Недостатки
Шина Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Просто­та, надежность, легко расширяется. При значительных объёмах трафика уменьшается пропускная способность сети. Трудно локализовать проблемы. Выход из строя кабеля останавливает работу пользователей.

 

Окончание таблицы 2.1

Кольцо Все компьютеры имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает значительного влияния на производительность. Выход из строя 1 компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблемы. Изменение конфигурации сети требует остановки работы всей сети.
Звезда Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованное управление. Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность сети.

 

Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть.
  Как звонить бесплатно на мобильные с компьютера

 

Исходя из всего вышеперечисленного, самым оптимальным видом выбора топологии для проекта будет звездная топология стандарта 100Base – TX с методом доступа CSMA/CD, так как в ней предусмотрено широкое применение в наше время, также её легко модифи­цировать в случае необходимости и одним из основных достоинств является наличие у нее высокой отказоустойчивости.

Выбор оборудования ЛВС

На сегодняшний день на рынке множество фирм, выпускающих различное сетевое оборудование. Самыми популярными являются 3COM, Cisco, Allied Telesyn, ATI, D – Link, и другие. Многочисленность фирм делает выбор оборудования более тяжелым, т.к. некото­рые производители на рынке уже давно и являются престижными, поэтому позволяют себе уста­навливать высокие цены на свои продукты. Остальные менее известные делают цены ниже на свои продукты, но и качество может страдать.

Появление каждой новой фирмы вызывает ажиотаж и ее продукты обостряют конкуренцию на рынке, что приводит к общему снижению цен на оборудование. Сети начинают становится все более доступными для малых предприятий.

D – link имеет известность на рынке сетевых продуктов, как изготовитель маршрутизаторов и концентраторов. За последнее время неплохо зарекомендовали себя коммутаторы для рабочих групп. Эти фирмы занимаются продажей своей продукции в сравнении с другими фирмами по более привлекательным ценам.

Проанализировав рынок телекоммуникаций, а также сетевого оборудования, пришел к выводу, что данным критериям соответствует коммутатор фирмы DES-1210-52 (48-Port 10/100Mbps + 2 1000BASE – T 2 Combo 1000BASE – T/SFP). Технические характеристики коммутатора приведены в Приложении А.

Коммутатор DES-1210-52

Рисунок 2.2 — Коммутатор DES-1210-52

В качестве сервера выбор сделан в пользу HP ProLiant DL120 G6 490930-421, его характеристики представлены в Приложении Б.

Сервер HP ProLiant DL120 G6 490930-421

Рисунок 2.3 — Сервер HP ProLiant DL120 G6 490930-421

Источники бесперебойного питания (ИБП) — это автоматический внешний источник энергии, который сглаживает скачки напряжения и поддерживает работоспособность сервера, а также других устройств в случае временных сбоев или отключений электроэнергии.

Системы бесперебойного питания применяют способность ИБП работать вместе с операционными системами посредством специального интерфейса. Стандартная система бесперебойного питания определяет две важные для сети функции:

— питание сервера в течение какого-то времени;

— использование безопасного завершения работы системы;

— время переключения ИБП на аккумуляторную батарею не более 2 мс (для «on-Line» UPS приближается к 0,0 с);

— время беспрерывной работы источника бесперебойного питания от батарей не менее 15-20 минут (для критичной, то есть неотключаемой нагрузки, время будет возрастать по мере отключении других групп от сети).

Источником энергии обычно служат аккумуляторы. Система работает сле­дующим образом. При сбое питания ИБП оповещает пользователей о сбое и предупреждает их о срочной необходимости выполнить сохранение и закончить работу. Далее, выждав некоторый промежуток времени, ИБП организованно отключает систему.

Качественная система бесперебойного питания, кроме того, способна предотвратить доступ к серверу новых пользователей, а также оповестит администра­тора сети сообщением о сбоях в питании. Наилучшие системы бесперебойного питания ра­ботают в интерактивном режиме. При сбое питания во внешней сети начинает поступать от ИБП. Процесс переключения на питание от батарей никоим образом не затрагивает пользователей.

Существуют также резервные системы бесперебойного питания, которые включаются при отсутствии энергии в основной сети. Они дешевле интерактивных систем, но не так надёжны.

Итак, имеем сервер HP ProLiant DL120 G6 490930-421, общая мощность которого составляет 750 Вт, и коммутатор D – Link DES-1210-52 мощностью 102 Вт, исходя из этого выбираем источник бесперебойного питания АРС Smart-UPS 2200VА USB & Serial RM 2U 230V. Эта модель ИБП фирмы АРС имеет стоечное исполнение, выходная мощность составляет 1980 Вт, в случае аварии им будет обеспечена работа сервера и коммутаторов в течение 15,7 минут. Технические характеристики ИПБ приведены в Приложении В.

ИПБ АРС Smart – UPS 2200VA USB & Serial RM 2U 230V

Рисунок 2.4 — ИПБ АРС Smart – UPS 2200VA USB & Serial RM 2U 230V

2.5 Метод прокладки и монтажа кабеля

При выборе сетевого оборудования необходимо учитывать большое количество факторов, в том числе:

— уровень стандартизации оборудования и его совместимость с одними из наиболее распространенных программных средств;

— высокую скорость передачи данных и возможность ее последующего увеличе­ния;

— вероятные топологии сети и их различные комбинации (шина, звезда или дерево);

— допустимые типы кабеля сети, его наибольшую длину, защиту от возможных помех;- метод осуществления обмена в сети (CSMA/CD, дуплекс либо мар­керный метод);

— дороговизна и технические характеристики определенных аппаратных средств.

В документе EIA/TIA-568A обусловлены стандарты по проводке кабелей, типам кабелей, топологии сетей, разъемов подключения и другого сопутствующего оборудования, нужного для подключения абонентов к сети.

Горизонтальное кабилирование. Кабели, исходящие от телекоммуникационного узла к рабочим станциям пользователей. Сюда можно отнести также и кроссированные кабели коммутатора, и соединительные кабели на находящиеся в шкафу. Наибольшая длина горизонтальных кабелей не должна иметь длину свыше 90 метров. Также 10 метров отводится коммутирующим и соединительным кабелям на самом узле и в рабочей зоне.

Телекоммуникационные шкафы и комнаты (узлы). Телекоммуникацион­ный шкаф построен согласно стандартам — ANSI/EIA/TIA — 569. Так называемая зона, куда схо­дятся все кабели сети от рабочих зон абонентов. Телекоммуникационная комната — наиболее сложная структура. Она объединяет в себе магистральные кабели от теле­коммуникационных шкафов.

Расчет объема телекоммуникационного шкафа:

Места входа. Это такие точки, которые связывают кабели, отходящие от зданий к серверам наружных служб.

Для проведения прокладки кабелей в здании использованы специальные подвесные кабельные короба и настенные кабелепроводы. Это позволяет защитить кабеля от внешних воздействий.

При прокладке кабеля между комнатами, а также между этажами здания пробиваются отверстия в стенах или потолках.

Кабели ни при каком условии не должны самостоятельно держать свой вес, это неизбежно приведет к обрыву кабеля и сигнал пропадет.

Медный провод, а также неэкранированная витая пара, будет предпо­чтительной средой при использовании горизонтальной кабельной подсистемы. При подборе кабеля учитывались следующие немаловажные характеристики: полоса пропускания, длинна, физическая защищенность, электромагнитная помехозащищенность, цена.

По трудозатратам монтаж неэкранированной витой пары практически ничем не отлича­ется от обычного тонкого коаксиала, принцип прокладки кабеля идентичны. Монтаж может производится как с применением стационарной разводки, так и с ее отсутствием. Для стационарной разводки используют жесткий одножильный кабель третей или четвертой категории, но лучше пятой (чтобы учесть в дальнейшем переход на 100 Мбит/с без замены кабеля). Стационарная разводка производится от настенных розеток до самого кабельного центра. Использование сдвоенных розеток дает возможность экономить кабель, поскольку из восьми жил 10Base – T используется только четыре 10Base – T.

При производстве обычного монтажа стацио­нарной проводки не потребуется специализированного инструмента, провода с легкостью вставляются в контакты розеток и зажимаются колпачками из стандартного набора розеток.

Кабели подключения компьютеров и хабов выполняются гибким много­жильным кабелем, на концах устанавливаются вилки RJ-45. Применение в этом месте жесткого одножильного кабеля нежелательно. Разъемы RJ-45 для од­ножильного и многожильного кабеля различаются формой контактов. Игольчатые контакты используются для многожильного кабеля, иголки втыкаются между жи­лами проводов, обеспечивая надежное соединение. Для одножильного кабеля используются контакты, «обнимающие» жилу с двух сторон. Применение типов разъ­емов, не соответствующих кабелю, чревато недолговечностью соединения.

Внешне полностью одинаковые разъемы различных производителей (или даже одного произ­водителя, но с разными маркировками) могут различаться по размерам, вследствие чего они не будут надежно (до щелчка) фиксироваться в розетках. Проверить разъем на фиксацию можно только после его обжима.

Для монтажа лучше использовать и розетки категории 5. От розеток 3 категории они отличаются  способом присоединения проводов и наличием согласующих реактивных элементов с нормированными параметрами выполненных на печатной плате розетки. Без этих элементов на скорости 100 Мбит/с возможны проблемы со связью. По тем же причинами при разделке концов кабеля не расплетайте витую пару больше чем на сан­тиметр» необходимый для раскладки проводов.

Для любой сети крайне критична ситуация перебоев в системе электро­питания. На анализируемом предприятии защищенными от отключения питания являются все серверы сети. При выборе источника бесперебойного питания, преж­де всего, обращалось внимание на максимальную мощность, которую он обеспе­чивает, и на время поддержания им номинального уровня напряжения.

При выборе конфигурации сети Ethernet, состоящей из сегментов различных типов, возникает много вопросов, связанных, прежде всего с максимально допу­стимым размером (диаметром) сети и максимально возможным числом различных элементов. Сеть будет работоспособной только в том случае, если максимальная задержка распространения сигнала в ней не превысит предельной величины. Эта величина определяется выбранным методом управления обменом CSMA/CD, ос­нованным на обнаружении и разрешении коллизий.

Таким образом, на анализируемом предприятии решено применить сеть Ethernet на базе витой пары. 100Base – T4 имеет важные достоинства, главное из ко­торых состоит в возможности плавного перехода на Gigabit Ethernet, чего не могут обеспечить сегменты на коаксиальном кабеле.

Метод доступа CSMA/CD, то есть в данном случае реализуется топологии «пас­шая звезда».

Длина соединительного кабеля между адаптером и концентратором не должна превышать 90 метров. Кабель в процессе построения сети был использован гибкий, диаметром около 6 мм. На предприятии использован наиболее качествен­ен кабель категории 5.

Передача по витым парам ведется дифференциальными сигналами с целью увеличения помехоустойчивости сети, то есть ни один из проводов этих витых пар не заземляется. Пользователю не надо ни использовать внешние терминаторы, ни заземлять кабель, достаточно всего лишь обеспечить заземление компьютеров се­ти, что и было сделано в процессе построения сети.

На предприятие для соединения компьютеров с концентратором используется прямой кабель, котором соединяются между собой одинаковые контакты обоих разъемов. На такой прямой кабель рассчитано большинство концентраторов.

Необходимо отметить особенность адаптеров и концентраторов, рассчитан­ных на работу с витой парой, как наличие в них встроенного контроля правильно­сти соединения сети. При отсутствии передачи информации они периодически пе­редают тестовые импульсы (NLP — Normal Link Pulse), по наличию которых на приемном конце определяется целостность кабеля. Для визуального контроля пра­вильности соединений предусмотрены специальные светодиоды «Link», которые горят при правильном соединении аппаратуры.

2.6 Планирование информационной безопасности

Проанализировав возможные угрозы информационной безопасности можно выделить следующее:

— воровство или вандализм;

— форс—мажорные обстоятельства;

— отказы источников питания и скачки напряжения;

— ошибки при передаче информации;

— сбои программного обеспечения;

— ошибки пользователя.

Для защиты информации необходимо использовать следующие методы зашиты информации:

а) При воровстве или вандализме нужно:

— ограничить доступ паролями и ключами активации;

— установить антивирусы на все рабочие станции и особенно на сервер;

— ограничить доступ посторонних лиц к серверу и концентраторам;

— простейшую схему защиты кабелей от воровства.

б) Поскольку возможны форс – мажорные обстоятельства то следует исполь­зовать кабель, проложенный в кабель – каналах.

в) Для предотвращения повреждения оборудования и потери информации на серверной станции, из-за скачков напряжения в сети, в сети используется источники бесперебойного питания.

г) При сбоях программного обеспечения нужно обратить особое внимание на настройку сервера и механизм выполнения транзакций.

31

В результате выполненных расчетов была получена полноценная удобная в пользовании, надёжная и отказоустойчивая локально-вычислительная сеть со ско­ростью передачи данных в 100 Мбит/сек. Данная сеть будет оставаться современ­ной и быстродействующей ещё очень долго.

В данной СКС реализована защита от сетевых атак в   виде межсетевого экрана, который выполняет функцию запрета или пропуска трафика, проходящего через него, сравнивая его с установленными шаблонами.

Пакетные фильтры.

Такие фильтры работают на сетевом уровне и занимаются анализом трафика, имеющимся в заголовках пакетов. Параметры, которые используются при анализе заголовков сетевых пакетов:

— типы применяемых транспортных протоколов;

— IP-адрес источника и получателя пакетов;

— используемый порт источника и получателя.

Обычно пакетные фильтры занимаются проверкой данных лишь в заголовках сетевого и транспортного уровней, что позволяет выполнять проверку с достаточно быстрой скоростью. Такие фильтры встроены применяются на границе с не доверительной сетью. Уязвимость данного фильтра заключается в атаках, используемых подделку сетевого адреса, которые применяются для обхода управления доступом.

Шлюз сеансового уровня

Технология межсетевого экрана не дает возможности взаимодействовать любым внешним хостам с абонентами внутри сети, а выступает в качестве посредника. Он реагирует на все приходящие пакеты и выполняет проверку их допустимости. Принцип действия прост — никакой сетевой пакет не пройдет, если будет принадлежать ранее установленному соединению. При запросе на установление соединения данные адреса отправителя и получателя помещаются в таблицу, далее пакеты смело будут копироваться в сеть без каких-либо дополнительных фильтраций. При завершении сеанса все данные из таблицы удаляются и приходящие ложные пакеты просто не будут проходить.

Коммутатор DES-1210-52 поддерживает целый ряд функций второго уровня таких как: IGMP Snooping, MLD Snooping1, Port Mirroring, Link Aggregation Control Protocol. Применение потока IEEE 802.3x дает возможность прямого соединения сервера и коммутатора, обеспечивая быструю и надежную передачу данных. Так же в коммутаторе реализована функция диагностики кабеля, а также Loopback Detection, она предназначена для обнаружения петель и как следствие автоматического отключения порта. Функция диагностики кабеля используется для обнаружения неисправностей в кабеле и качества витой пары.

Коммутатор использует функцию для предотвращения атак — ARP Spoofing1, которая защищает от вредоносных атак из Интернета, которые приводят к изменению либо задержке трафика, посредством отправки ложных сообщений.

3 Оценка экономической эффективности ЛВС

Данный проект представляет собой проектирование локальной сети для малого предприятия ИП «Пачин В.И.». Проектируемая сеть необходима для повышения эффективного функционирования и взаимодействия предприятия.

При приобретении и развертывании тех или иных элементов локальной сети связи желательно оценить рентабельность вложенных в них средств. Внедрение локальной сети в целом относится к категории таких вложений, просчитать экономическую эффек­тивность которых крайне затруднительно.

Оборудование, используемое в проекте, имеет расширенные возможности для его дешевого обновления путем наращивания портов активного оборудования, и пополнения баз используемого программного обеспечения более новыми верси­ями.

Можно с уверенностью сказать, что ин­вестирование средств в данный проект положительно скажется на деятельности учреждения, и будет направленно способствовать решению таких конкретных за­дач как автоматизированное хранение информации в базе данных.

Общие затраты на проектирование и создание сети определяется:

KLAM=K1+K2,                                                   (3.1)

где K1 — производительные затраты;

      K2 капитальные вложения.

Оценим производственные затраты:

K1=С12,                                                                                      (3.2)

где C1 — затраты на опытную эксплуатацию и внедрение;

С2 — затраты на рабочий проект;

Смета производственных затрат приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 — Смета производственных затрат

Производственные затраты Сумма, руб.
Затраты на опытную эксплуатацию и внедрение 35000
Затраты на рабочий проект 30000
ИТОГО 65000

 

Имеем производственные затраты:

K1 = 30000 + 35000 = 65000руб.

Состав первоначальных инвестиций капитальных вложений, необходимых для осуществления проекта, в общем виде может быть представлен следующими элементами:

К2 = СОБПР.                                                      (3.3)

где СОБ  — стоимость устанавливаемого оборудования;

СПР — стоимость приобретаемых программных продуктов.

Смета капитальных затрат оборудования определяется с учетом затрат на транспорт, затрат на монтаж и настройку оборудования приведена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 — Смета капитальных затрат на оборудование

Наименование оборудования Цена, руб. Кол—во, шт. Общая стоимость, руб.
Сервер HP ProLiant DL120 G6 490930—421 28126 1 28126
Коммутатор D—Link DES—1210—52 10500 3      31500
ИБП АРС Smart—UPS 2200VA USB & Serial RM 2U 230V 34288 1 34288
Коммутационная патч —панель 48 х Ethernet 1O/lOO/lOOOBaseT— RJ—45 (F), категория 5e 1370 3 шт. 4110
Neomax NM13001 Кабель витая пара (UTP),  категория 5e, 4 пары 11,13 1560 м. 17363
Hyperline  PC—LPM—UTP—RJ45—RJ45—C5e—0.5M—

GY Патч—корд UTP, Cat.5e, 0.5 м, серый

61 104 шт. 6344
ZIS PiiotS Сетевой фильтр, 5 розеток* 1 без за­земления, шнур 1.8м 417 1 шт. 417
Саморез кровельный 6.3×32 (100 шт), сверло, Цинк 205,5 2 205,5
Проволочный лоток DKC 150×100 L 3000, 3 м 418 20 шт. 8360
Кабель—канал DKC 60×40 TA—GN IN—Liner, 2 м 180 21 шт. 3780
Neomax BX—U—28 Розетка компьютерная RJ— 45(8Р8С), категория 5е 89 104 шт. 9256
Hyperline PLUG—8P8C—U—C5 Разъем RJ— 45(8Р8С) под витую пару, категория 5е (100шт) 156 3 шт. 468
Шкаф напольный 7U, 600×402 14000 1 шт. 14000
Итого: 158217,5
Затраты на вспомогательное оборудование и материалы 20% стоимо­сти оборудо­вания 31643,5
Итого: 189861
Транспортные расходы 10% 15821,75
Итого: 205682,75
Монтаж и настройка оборудования 25% 39554,37
Итого: 245237,12

Поскольку демонтирования оборудования не предусматривается, а стои­мость программных продуктов входит в стоимость поставляемого оборудования, то состав первоначальных инвестиций будет определяться общей стоимостью устанавливаемого оборудования.

К2=С = 245237,12 руб.

Таким образом общие затраты на проектирование и создание сети:

КLAN = 65000 + 245237,12= 310237,12 руб.

Поскольку данная работа создаётся в рамках концепции создания интеллектуального здания, и в нем будут решаться различные многофункциональные задачи информатизации то нет необходимости рассчитывать срок окупаемости проекта, рентабельности, чистый дисконтированный доход и другие экономические показатели, так как они вероятно уже заложены в сам проект и одобрены управлением предприятием как прибыльные.

При анализе эффективности ЛВС важно учитывать, что конечный эффект от применения связан не только с возмещением затрат на покупку, монтаж и экс­плуатацию оборудования, а, в первую очередь, за счет дополнительного улучше­ния качества принимаемых решений.

4 Структурная схема ЛВС

Структурная схема локальной сети предприятия изображена на двух рисунках: рисунок 4.1 и рисунок 4.2

Структурная схема локальной сети, часть 1

Рисунок 4.1 — Структурная схема локальной сети, часть 1

Структурная схема локальной сети, часть 2

Рисунок 4.2 — Структурная схема локальной сети, часть 2

На данных структурных схемах изображено:

— модем;

— сервер;

— 3 коммутатора;

— 104 рабочие станции (91 компьютер и 13 принтеров).

Модем, сервер и коммутаторы находятся в специальном напольном шкафу, соединенные между собой Gigabit Ethernet (1000 Мбит/сек) для обеспечения наилучшего быстродействия.  Коммутаторы служат для организации соединения подключенных сетевых устройств. Все операции проходят исключительно через сервер, он обрабатывает и принимает решения по каждой операции. На каждом рабочем месте установлены розетки с разъемами RJ-45 в количестве 104 штуки. Подключение рабочих станций к телекоммуникационным розеткам выполняется при помощи витой пары с разъемами RJ-45. Общее количество портов 144 (подключенных 104). Кабели прокладываются по коридорам в кабель каналах.

Модем (шлюз) служит для обеспечения передачи пакетов из одной сети (интернет) в другую (локальную), также назначает каждой рабочей станции свой IP – адрес.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте была спроектирована локальная сеть связи для всех рабочих мест малого предприятия ИП «Пачин». Эта сеть позволяет подключить 104 рабочие станции. При выполнении работы были изучены принципы построения сетей, а также архи­тектура сети Ethernet, подобрано необходимое сетевое оборудование, спроектирована структу­рированная кабельная система в здании. Которая обладает максимальной гибкостью и возможностью внедрения самых новых технологий, что позволит подключить различное новое оборудование. Технология Ethernet отвечает всем требова­ниям современной сети и подходит даже для домашней локальной сети. При увеличении рабочих станций (мест) сеть не нужно полностью менять, а только выполнить замену или добавление различных компо­ненты.

Для частичной защиты информации в сети рекомендуется ограничить доступы к данным паролями и ключами, а также установить антивирусы на все имеющиеся рабочие станции, особенно обратить внимание на сервер.

Спроектированная сеть соответствует установленным требованиям и стан­дартам и является высокопроизводительной и надёжной сетью для работы в офисе.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  • Артюшенко В. М. Информационные технологии и управляющие системы / В. М. Артюшенко, Т. С. Аббасова, Ю. В. Стреналюк, В. И. Кучеров ; под науч. ред. док. техн. наук, проф. В. М. Артюшенко. – М. : Научный консультант, 2015. – 185 с.
  • Барри Нанс. Компьютерные сети / Нанс Барри. – М. : Восточная книжная компания, 2004. – 400 с.
  • Воронцов А. Рынок производства оптических кабелей снова неустойчив / А. Воронцов, Ю. Ларин // Технологии и средства связи. – 2013. – № 3. – С. 36 – 38.
  • Воронцов А. Внутриобъектовые оптические кабели — новая реальность на рынке оптических кабелей России / А. Воронцов // Технологии и средства связи. – 2013. – № 1. – С. 34-39.
  • Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей / В. М. Вишневский. – М. : Техносфера, 2003. – 512 с.
  • Дудецкий Г. Как выбрать оптоволокно для кабелей протяженных линий связи / Г. Дудецкий // Технологии и средства связи. – 2013. – № 4. – С. 42 – 43.
  • Жуков И. А. Анализ устойчивости систем управления корпоративными компьютерными сетями при наличии задержек доставки управляющей информации / И. А. Жуков // Управляющие системы и машины. – 2010. – №5. ­– С. 46 – 51.
  • Иванов И. А. Интеллектуальное управление компьютерными сетями / И. А. Иванов, Ю. Л. Леохин // Автоматизация и современные технологии. – 2006. – № 12. – С. 26 – 31.
  • Кочановский Л. Н. Оценка оптимальности конструкций кабелей СКС / Л.Н. Кочановский, О. Г. Патрик, О. Ф. Суровцева // Труды учебных заведений связи. – 2006. – №175. – С. 213 – 216.
  • Кларк К. Принципы коммутации в локальных сетях Cisco / К. Кларк, К. Гамильтон. – М. : Вильямс, 2003. – 976 с.
  • Ларионов А. М. Вычислительные комплексы, системы и сети. Учебник для вузов / А. М. Ларионов, С. А. Майоров, Г. И. Новиков. – Л. : Энергоатомиздат, Ленингр., 2008. – 228 с.
  • Леохин Ю. Л. Архитектура современных систем управления корпоративными сетями / Ю. Л. Леохин // Качество. Инновации. Образование. – 2009. – № 2. – С. 53 – 64.
  • Лэнгоун Д. Виртуализация настольных компьютеров с помощью VMware View 5 / Д. Лэнгоун, А. Лейбовичи. – М. : ДМК Пресс, 2013. – 280 с.
  • Максимов Н. В. Компьютерные сети: Учебное пособие / Н. В. Максимов, И. И. Попов. – М. : ФОРУМ: ИНФРА – М, 2014. – С. 109-111.
  • Михеев М. Администрирование VMware vSphere 5 / М. Михеев. – М. : ДМК Пресс, 2012. – 504 с.
  • Мордвин Д.В. Разработка инструментальных средств для моделирования ЛВС / Д. В. Мордвин, Е. С. Абрамов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2007. – № 4. – C. 113 – 116.
  • Олифер В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3 – е изд. / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – СПб. : Питер, 2006. – 958 с.
  • Пятибратов А. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник / А. П. Пятибратов, Л. П. Гудынко, А. А. Кириченко: Под ред. А. П. Пятибратова. – М. : Финансы и статистика, 2005. – 400 с.
  • Самарский П. А. Основы структурированных кабельных систем / П. А. Самарский. – М. : ДМК Пресс, 2005. – 228 с.
  • Семенов А. Б. Структурированные кабельные системы. 2-ое изд. / А. Б. Семенов, С. К. Стрижаков, И. Р. Сунчелей. – М. : ДМК Пресс; М. : Компания АйТи, 2012. – 656 с.
  • Семенов А.Б. Системы интерактивного управления СКС / А.Б. Семенов. – М. : АйТи Пресс, 2011. – 224 с.
  • Столинге В. Современные компьютерные сети: Учебник / В. Столинге. – СПб. : Питер, 2003. – 783 с.
  • Строганов М. П. Информационные сети и телекоммуникации: Учебное пособие / М. П. Строганов, М. А. Щербаков. – М. : Высшая школа, 2008. – 151 с.
  • Суворов А. Б. Телекоммуникационные системы, компьютерные сети и Интернет: учебное пособие / А. Б. Суворов. – Ростов н/Д. : Феникс, 2007. – 384 с.
  • Таненбаум Э. Компьютерные сети: Учебник для вузов. 4 – е изд. / Э. Таненбаум. – СПб. : Питер, 2003. – 992 с.
  • Фролов А. В. Локальные сети персональных компьютеров: Монтаж сети, установка программного обеспечения / Фролов А.В., Фролов Г.В. – 3-е изд., стер. – М. : Диалог – МИФИ, 2001. – 169 с.
  • Хейс Джим Кабельные системы для телефонии, данных, TV и видео: моногр / Джим Хейс, Пол Розенберг. – М. : КУДИЦ – Образ, 2017. – 368 c.
  • Хлебалина Е. Информатика: энциклопедия / Е. Хлебалина. – М. : Москва, 2008. – С. 488 – 460.
  • Шубин В. Особенности создания магистральных защищенных ВОСП информации ограниченного доступа / В. Шубин // Технологии и средства связи. – 2014. – № 2. – С. 48 – 49.
  • Сети Ethernet [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.3dnews.ru
  • СКС — структурированные кабельные системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecolan.ru.
  • Сетевое оборудование [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://anlan.ru.
  • Сетевое оборудование [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dlink.ru.
  • Строим Локальную Сеть [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.compdoc.ru.
  • Сложные сети [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.network.xsp.ru.
  • Локальные вычислительные сети (ЛВС) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.marka.net.
  • Межсетевой экран [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.m.wikipedia.org.
  • Технологии функционирования сетей [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://hi-edu.ru.
  • Стандарты технологий локальных сетей [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://helpiks.org.
  • Основные понятия информационных систем [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://sites.google.com/site/.
  • Коммутатор D—Link DES—1210—52 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dlink.ru.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(Справочное)

Технические характеристики коммутатора

Таблица А.1 — Технические характеристики коммутатора

D-Link DES-121052

Зеркалирование портов Поддерживается, One—to—One, Many—to—One
Firewall Защита от DoS—атак
Поддержка IGMP (Multicast) — Есть до 256 групп
Память 8 Мб Flash
MAC Address Table 8192 адресов
Наличие консольного порта Есть
Port Trunking Поддерживается, IEEE 802.3ad
QoS Поддерживается. 4 аппаратные очереди 802.1 р
VLAN Поддерживается, IEEE 802.IQ; 4К групп
Буфер 1 Мб на устройство
Порты Fast Ethernet 48 портов 10/100 Мбит/сек
Порты SFP 2 гигабитных порта, разделяемых с портами SFP
Управление Веб—интерфейс, интерфейс командной строки, Telnet, SNMP (Simple Network Management Protocol), RMON
Высота 1U
Установка в стойку 19″ Возможна
Соответствие стандартам 802.1d (Spanning Tree Protocol), 802.1p (CoS), 802.1Q (VLAN), 802.1w (RSTP), 802.1x (User Authentication), 802.3 (Ethernet), 802.3ab (1000BASE—T), 802.3ad (LACP), 802.3u (Fast Ethernet), 802.3x (Flow Control), 802.3z (Fiber Gigabit Ethernet)
Опции DEM—310GT, DEM—311GT, DEM—210, DEM—211)
Цена 10500 руб.


ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(Справочное)

Технические характеристики сервера

Таблица Б.1 — Технические характеристики сервера

HP ProLiant DL120 G6 490930-421

Процессор Intel Pentium G6950
Количество процессоров 1 (максимальное количество: 2)
Количество ядер 2
Тактовая частота 2800 МГц
Кэш память второго уровня (L2) 2 х 256 Кб
Кэш память третьего уровня (L3) 3072 Кб
Оперативная память 2 Гб (максимальное объем: 16 Гб)
Тип памяти DDR3 1333 МГц Unbuffered (UDIMM)
Жесткий диск 160 Гб
Сетевой контроллер 2 х 1000 Мбит/с на основе NC107i
USB 6
RJ45 (LAN) 2
RS232 1
Monitor port (VGA) 1
PS/2 есть
Форм—фактор 1U
Размеры (ШхВхД) 448x43x700 мм
Вес 14 кг
Цена 28126 руб.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(Справочное)

Технические характеристики ИПБ АРС Smart-UPS

Таблица В.1 — Технические характеристики ИПБ АРС Smart-UPS 2200VA USB & Serial RM 2U 230V

Тип интерактивный
Выходная мощность 2200 ВА/ 1980 Вт
Время работы при полной нагрузке 5.2 мин
Время работы при половинной нагруз­ке 15.7 мин
Форма выходного сигнала синусоида
Макс. поглощаемая энергия импульса 480 Дж
Количество выходных разъемов пита­ния 9
Тип выходных разъемов питания IEC 320 С13 (компьютерный)
Возможность установки в стойку есть
Входное напряжение 160—286 В
Стабильность выходного напряжения ±5%
Выходная частота 47 — 53 Гц
Интерфейсы USB, RS—232
Отображение информации светодиодные индикаторы
Звуковая сигнализация есть
Время зарядки 3 часа
Возможность замены батарей есть
Защита от перегрузки есть
Защита от короткого замыкания есть
Габариты (ШхВхГ) 483x89x660 мм
Высота (в юнитах) 2 U
Цена 34288 руб.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(Справочное)

Кабельные трассы первого этажа

 Кабельные трассы первого этажа

Рисунок Г.1 — Кабельные трассы первого этажа

Условные обозначения:

1 межэтажный канал;

2 проволочный лоток;

3 гофрированная труба;

4 кабельканал.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(Справочное)

Кабельные трассы второго этажа

 Кабельные трассы второго этажа

Рисунок Д.1 — Кабельные трассы второго этажа

Условные обозначения:

1 межэтажный канал;

2 проволочный лоток;

3 гофрированная труба;

4 кабельканал;

5 коммутатор и сервер.

Скачать полную версию диплома проектирование СКС в word

Пишите на e-mail ddrontor@yandex.ru обсудим проверку уникальности и прочее (возможность снятия с сайта диплома на время проверки)