Описание сетевого оборудования

Введение

 

Впервые идея связать несколько независимо работающих компьютеров в единую распределенную вычислительную систему пришла инженерам еще в середине 60-х годов XX века. А первый успешный эксперимент по передаче дискретных пакетов данных между двумя компьютерами провел в 1965 году молодой исследователь из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института Лари Роберте. Алгоритмы передачи данных, предложенные Робертсом, во многом послужили основой для построенной в 1969 году по инициативе американского "Агентства перспективных научных исследований" (Advanced Research Projects Agency, ARPA) глобальной вычислительной сети ARPANet, а она впоследствии, объединившись с несколькими другими существовавшими на тот момент сетями, стала фундаментом, на котором вырос современный Интернет.

Сверхбыстрое развитие компьютерной техники привело к огромному росту компьютерного парка.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы.

Если компьютеры территориально не разобщены (находятся в пределах одного-двух зданий), то несложно организовать локальную вычислительную сеть, которая будет экономически выгодна.

Преимуществ создания локальной сети множество: такая сеть может применяться для обработки текстов, выступать в роли собственной информационной системы, внешней базы данных, для выполнения числовых расчетов, являться информационной системой в управлении, планировании, учете, проектировании и т.п.

Основными компонентами ЛВС являются:

· кабели;

· рабочие станции;

· платы интерфейса;

· серверы сети;

Каждое из устройств ЛВС подключено к кабелю передачи данных, что позволяет им взаимодействовать.

Целью курсового проекта является создание вычислительной сети колледжа, представляющего собой восемь зданий, каждое из которого состоит из двух этажей, которая должна иметь возможность обеспечить пользователям сети совместное использование ресурсов всех компьютеров. На этаже имеется 2 рабочих группы, каждая из которых включает в себя 10 рабочих станций.

Разрабатываемая локальная вычислительная сеть должна отвечать требованиям надежности, быстродействия и расширяемости.

 

1 
Анализ задания на проектирование

Исходные данные

 

Обследование выбранного помещения

Целью проекта является проектирование компьютерной сети для колледжа. Он включает в себя 8 зданий по 2 этажа. Расстояние между зданиями указано на рисунке 1 (в метрах).

 

Рисунок 1 - Схема расположения зданий колледжа

 

    Расположение компьютеров в рабочих группах

 

Таблица 1 - Распределение рабочих станций

Здание	Используемые этажи	Кол-во рабочих станций	Расстояние между рабочими группами
1	1, 2	15, 25	40
2	1, 2	20, 20	60
3	1, 2	20, 20	50
4	1, 2	20, 20	40
5	1, 2	15, 25	60
6	1, 2	20, 20	50
7	1, 2	20, 20	70
8	1, 2	20, 20	80

Выбор технологии

 

Сетевые технологии позволяют существенно повысить эффективность применения компьютеров, позволяющие создавать информационные системы, обеспечивающие решение задач дистанционного и автоматизированного обучения, хранения информации, документооборота, обмена сообщениями и организация групповой работы над проектами.

Важным является обоснованный выбор структуры локальной вычислительной сети колледжа, позволяющей не только быстро построить простую и достаточно эффективную информационную систему, но и выбрать такое решение, которое позволит сократить затраты усилий и средств, позволяющие распределять нагрузку между вычислительными сетями подразделений колледжа.- одна из наиболее распространенных технологий, используемых в вычислительных сетях. На сегодняшний день большинство сетевых адаптеров оснащаются интерфейсами, поддерживающие скорости 100 Мбит/с, 1 Гбит/с, 10 Гбит/с.

Преимущества использования технологий в системах управления:

– сокращение стоимости рабочих мест - не требуется разработка или оплата специализированного программного обеспечения на рабочих местах;

–     сокращение стоимости поддержки - достигается за счет отсутствия специализированного программного обеспечения на рабочих местах;

–     сокращение стоимости удаленного мониторинга - использование общедоступных каналов связи позволяет производить мониторинг при минимальных затратах на организацию подключения к системе;

–     упрощение обучения персонала - достигается использованием единообразного пользовательского интерфейса на всех рабочих местах;

–     упрощение интеграции с внешними ИС - использование открытых стандартов позволяет интегрироваться с системами, построенными по аналогичной технологии;

Недостатки:

– отсутствие гарантированного времени доставки информации - существует целый класс объектов, для которых требуется управление в режиме жесткого реального времени, в этом случае требуется дополнительные затраты на резервирование необходимой пропускной способности каналов, что не всегда эффективно по стоимости;

–     отсутствие стандартизованных средств зашиты информации - предполагаются дополнительные затраты на разработку собственной системы разграничения доступа к ресурсам и защиты информации в сетях общего пользования;

–     развитие телекоммуникационных и сетевых технологий.

Технология FastEthernet (IEEE 802.3u) является эволюционным развитием классической технологии Ethernet. Ее основными достоинствами являются:

– увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;

–     сохранение метода случайного доступа Ethernet;

–     сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.

Указанные свойства позволяют осуществлять постепенный переход от сетей 10Base-T - наиболее популярного на сегодняшний день варианта Ethernet - к скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошо знакомой технологией: FastEthernet не требует коренного переобучения персонала и замены оборудования во всех узлах сети. Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различных спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой модели OSI) для поддержки следующих типов кабельных систем:

– 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 5, или экранированной витой паре STP Type 1;

–     100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 3, 4 или 5;

–     100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.

Выбор топологии

 

Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет:

– на состав необходимого сетевого оборудования;

–     на характеристики сетевого оборудования;

–     на возможности расширения сети;

–     на способ управления сетью.

Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.

Выделяют 3 базовых топологии:

– шина - представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

–     кольцо -это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

–     звезда - базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.

Топология звезда - в сетях, использующих топологию "звезда", сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором. Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных. В сетях с топологией "звезда" концентратор может быть активным или пассивным:

– пассивный - соединяет участки сетевой среды передачи данных;

–     активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемещаться на более значительные расстояния.

Преимущества топологии «звезда»:

– простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети;

–     позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки;

–     простая с точки зрения проектирования и установки;

–     надежность - если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально;

– легко добавлять рабочие станции.

В некотором смысле достоинства топологии "звезда" могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией "звезда". Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проходят через эту центральную точку; однако, если концентратор выходит из строя, то перестает работать вся сеть. Именно такая топология подходит для данной задачи.

Выбор кабельной системы

 

Основой выбора кабельной системы является разработка спецификаций коммуникационного оборудования в компьютерной сети рабочих помещений с указанием расположения в них ПК и кабельных магистралей.

Выбор кабельной системы зависит от интенсивности сетевого трафика, требований к защите информации, максимального расстояния, требований к характеристикам кабеля, стоимости реализации.

Витая пара (twistedpair) - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой и покрытых пластиковой оболочкой. Обычно для Ethernet 10Base - T используется кабель, имеющий две витые пары. Одну на передачу и одну на приём (AWG 24).

Тонкий коаксиал (RG-58 или «Тонкий Ethernet») - электрический кабель, состоящий из центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов. Волновое сопротивление 50 Ом, диаметр 0,25 дюйма, максимальная длина кабельного сегмента 185 метров. Применимо правило 5.4.3.Стандарт 10BASE2. Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше чем в витой паре.

Оптоволокно представляет собой оптический волновод - круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика. Оптические волноводы из-за малых размеров поперечного сечения принято называть волоконно оптическими светодиодами или оптическими волокнами.

Проанализировав характеристики различных типов кабеля, физическое расположение компьютеров, выбираем кабель «витая пара» 10Base-T и оптоволокно. Витая пара и оптоволокно вполне дополняют друг друга, поэтому могут быть использованы совместно. В данном случае оптоволоконный кабель - для построения магистрали, а витая пара уже для создания сети внутри помещений.

Не менее важным в проектировании вычислительной сети является и выбор кабельной подсистемы, так как надежная ВС предусматривает надежные соединения. Все соединения в сети должны быть выполнены качественно, недопустимы ненадежные контакты и другие физические повреждения. Этому уделяется важное внимание, потому что найти в неисправной сети обрыв или повреждение соединения является очень трудоемкой задачей.

Кабельная система - это важнейшая физическая среда, соединяющая компьютеры в единое целое, без которой невозможно функционирование локальной сети как таковой.

Значение кабельной системы обуславливается не только ее фундаментальностью в построении вычислительных сетей, но и тем, что неверный выбор сетевого кабеля может привести к значительному снижению производительности сети или ее некорректной работы. Именно поэтому чрезвычайно важно правильно выбрать сетевой кабель, грамотно и профессионально построить кабельную систему. В последнее время в качестве такой надежной основы все чаще используется структурированная кабельная система.

Структурированная кабельная система (СКС) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъёмов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

СКС отличается тем, что при необходимости конфигурацию связей в сети можно легко изменить, то есть добавить коммутатор, компьютер, сегмент, и т.д. Структурированная кабельная система строится так, что каждое рабочее место должно иметь розетки для подключения к ним рабочих станций. В будущем это может сэкономить средства, так как изменение в подключении новых устройств можно производить за счет перекоммутации уже проложенных кабелей. Такая система строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее.

Главным принципом СКС является то, что она должна охватывать всё здание.

Использование СКС вместо хаотически проложенных кабелей даёт много преимуществ:

– универсальность - СКС может стать единой средой передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети, организации локальной телефонной, передачи видеоинформации, если её организация четко продумана;

– увеличение срока службы - срок старения может составлять 10 - 15 лет, что даже очень неплохо;

– возможность лёгкого расширения сети;

– можно заменить в отдельной подсети тип кабеля независимо от остальной части сети;

–  надежность - СКС имеет повышенную надежность, поскольку производитель такой системы гарантирует не только качество её отдельных компонентов, но и их совместимость.

СКС включает в себя горизонтальную подсистему (в пределах этажа), вертикальную подсистему (между этажами), подсистему кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями).

Горизонтальная подсистема

 

Горизонтальная подсистема характеризуется большим количеством ответвлений кабеля, так как его нужно провести к каждой пользовательской розетке. Поэтому к кабелю, используемому в горизонтальной проводке, предъявляются повышенные требования к удобству выполнения ответвлений, а так же удобству его прокладки в помещениях. При выборе кабеля принимаются во внимание следующие характеристики: полоса пропускания, расстояние, физическая защищенность, электромагнитная помехозащищенность, стоимость.

Более предпочтительной средой для горизонтальной кабельной подсистемы является витая пара, как экранированная (STP), так и неэкранированная (UTP).

UTP категории 5 - это медный неэкранированный кабель, выполненный из четырех пар кабеля, каждая из которых имеет цвет и шаг скрутки. Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две - для передачи голоса.

STP - представляет собой скрученную пару проводов, которые обертываются в изоляционный экран. Этот кабель позволяет передать данные на большее расстояние и поддерживает больше узлов, чем UTP. Наличие экрана делает его более дорогим, но зато имеет хорошую помехоустойчивость и защищает данные от электромагнитных излучений.

Кабелем для горизонтальной подсистемы данной сети служит витая пара UTP кат.5.

Вертикальная подсистема

 

Кабель вертикальной подсистемы, который соединяет этажи здания, должен передавать данные на большие расстояния и с большей скоростью по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы. Она состоит из более протяженных отрезков кабеля, количество ответвлений намного меньше, чем в горизонтальной подсистеме.

В данной сети для этих целей используется волоконно-оптический кабель.

Подсистема кампуса

 

Подсистема кампуса данной сети представляет собой объединение нескольких зданий между собой при помощи кабельной канализации прокладки внешнего волоконно-оптического кабеля.

 

Описание структурной схемы

 

В соответствии с исходными данными, выбранными топологией и технологией сети, кабельной системой, разработана структурная схема локальной вычислительной сети, которая приведена на чертеже 230106.КПСД05.018Э1.

Сеть состоит из восьми зданий. Связь между ними осуществляется по технологии GigabitEthernet, так как эта технология обеспечивает трафик до 1000Мбит/с. Для соединения зданий используется оптоволоконный кабель.

Для обеспечения необходимого трафика до 100Мбит/с во всех зданиях используется технология Fast Ethernet. Рабочие станции в рабочей группе соединяются посредством коммутаторов. Все коммутаторы групп одного этажа соединяются в этажный коммутатор. Далее связь между ними осуществляется посредством коммутатора здания. Этот коммутатор должен иметь минимум один оптический порт для соединения с главным коммутатором в серверной комнате. В соединении коммутаторов используется кабель типа витая пара.

Сеть в здании 1 включает серверную комнату, в которой располагаются InternetServer, DataServer и главный коммутатор. К нему, кроме этажных коммутаторов, присоединяются все остальные здания. У главного коммутатора должны быть, кроме обычных портов, четыре оптических порта, чтобы была возможность соединения всех зданий через оптический кабель.

Первая рабочая группа включает в себя 15 рабочих станций на первом этаже, вторая группа - 15, третья - 10 компьютеров на втором. Всего в здании четыре коммутатора (1,2,3,4) Gigabit Ethernet. Главный коммутатор Gigabit Ethernet с оптовходом находится на первом этаже, который соединяет все рабочие группы здания и устанавливает соединение на оптоволокне по канализации со вторым, третьим и четвертым зданиями. Рабочие группы здания объединены коммутатором 1. Также на первом этаже здания 1 находится основной сервер, служащий для администрирования сети и программного контроля работы сети, устанавливает соединение с провайдером с помощью ADSL модема.

На первом этаже здания 5 коммутатор устанавливает аналогичное соединение с 6,7,8 зданиями. Сеть в зданиях 1 и 5 объединена с помощью коммутаторов и оптоволокна. Также на первом этаже находится основной сервер, служащий для администрирования сети и программного контроля работы сети, устанавливает соединение с провайдером с помощью ADSL модема.

Сеть в зданиях 2,3,4,6,7,8 включает по 2 рабочие группы на первом и втором этажах, каждая из которых включает 10 рабочих станций, поэтому они объединены одним коммутатором. Всего в зданиях по пять коммутаторов Gigabit Ethernet, главные коммутаторы Gigabit Ethernet с оптовходом находятся на первых этажах зданий, которые соединяют все отделы каждого здания, и соединяется по оптоволокну между соседними.

Обоснование монтажной схемы

 

Исходя из структурной схемы, выбранной технологии и топологии сети, кабельной системы, разработана монтажная схема сети, приведенная на чертеже 230106.КПСД05.018Э4

Коммутаторы, располагающиеся в рабочих группах, должны иметь 24 порта для подключения витой пары, из них 15 - максимальное количество рабочих станций в группе, а остальные - для возможного расширения локальной сети. Соединение рабочих станций с коммутатором рабочей группы осуществляется через патч-панели.

Коммутатор соединяется с патч-панелью через патч-корд длиной 0,5 метр, затем от патч-панели ведет патч-корд длиной 1,5 метра дорозетки RJ-45 <http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=14:48899>категории 5е, находящейся непосредственно в рабочей станции. В качестве коммутационных шкафов в рабочих группах и на этажах используются настенные шкафы.

Так как на этажах 1,2 каждого здания расположено по 2 рабочие группы, то коммутаторы соединяются между собой с помощью неэкранированной витой пары (UTP 5e), входящей в специальную патч-панель, из которой патч-корд подсоединяется к общему коммутатору этажа. Коммутаторы этажей соединяются в коммутаторе здания через витую пару (UTP 5e), проходящую в патч-панель, из которой патч-корд входит в коммутатор здания.

Каждый коммутатор имеет оптоволоконный вход. Коммутатор здания соединяется с общим коммутатором локальной сети, находящимся в серверной, через оптоволоконный кабель (FO-ZIP-IN-50-2-FRPVC). Присутствие оптоволоконных входов на всех коммутаторах позволяет данной локальной сети иметь возможность расширения в будущем.

Серверная комната с Internet Server и Data Server располагается в первом и пятом зданиях на первом этаже. Главный коммутатор имеет 4 дополнительных оптических порта для соединения общих коммутаторов в остальных зданиях. Веб-сервер выполняет функцию соединения с сетью Интернет при помощи опотоволоконного кабеля.

Для соединения оптоволокном оборудование провайдера и сервера он имеет дополнительную сетевую плату.

Выбор сетевого оборудования

Сетевые проводники

 

В эту группу входят различные сетевые кабели (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно). Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 до CAT7. В локальных сетях стандарта Ethernet используется витая пара категории CAT5.Для работы с кабелем витая пара применяются коннекторы RJ-45.

Сетевые коммутаторы

 

В настоящее время в локальных сетях применяются коммутаторы (или, как их называют, свитчи). Это такие устройства, где есть свой процессор, внутренняя шина и буферная память. Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то коммутатор анализирует адреса сетевых карт, подключенных к его портам, и переправляет пакет только в нужный порт. В результате бесполезный трафик в сети резко снижается. Это позволяет намного увеличить производительность сети и обеспечивает большую скорость передачи данных в сетях с большим количеством пользователей.

Коммутатор может работать на скорости 10, 100 или 1000 Мбит/с. Это, а также установленные на компьютерах сетевые карты, определяет скорость сегмента сети. Другая характеристика коммутатора - количество портов. От этого зависит количество сетевых устройств, которые можно подключить к коммутатору. Помимо компьютеров, ими являются принт-серверы, модемы, сетевые дисковые накопители и другие устройства с LAN-интерфейсом.

При проектировании сети и выборе коммутатора нужно учитывать возможность расширения сети в дальнейшем - лучше приобретать коммутатор с несколько большим количеством портов, чем число компьютеров в вашей сети на данный момент. Кроме того, один порт нужно держать свободным на случай объединения с другим коммутатором. В настоящее время коммутаторы соединяются обычной витой парой пятой категории, точно такой же, которая используется для подключения каждого компьютера сети к коммутатору.

Список литературы

 

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб: Питер, 2012. - 944c.

Введение

 

Впервые идея связать несколько независимо работающих компьютеров в единую распределенную вычислительную систему пришла инженерам еще в середине 60-х годов XX века. А первый успешный эксперимент по передаче дискретных пакетов данных между двумя компьютерами провел в 1965 году молодой исследователь из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института Лари Роберте. Алгоритмы передачи данных, предложенные Робертсом, во многом послужили основой для построенной в 1969 году по инициативе американского "Агентства перспективных научных исследований" (Advanced Research Projects Agency, ARPA) глобальной вычислительной сети ARPANet, а она впоследствии, объединившись с несколькими другими существовавшими на тот момент сетями, стала фундаментом, на котором вырос современный Интернет.

Сверхбыстрое развитие компьютерной техники привело к огромному росту компьютерного парка.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы.

Если компьютеры территориально не разобщены (находятся в пределах одного-двух зданий), то несложно организовать локальную вычислительную сеть, которая будет экономически выгодна.

Преимуществ создания локальной сети множество: такая сеть может применяться для обработки текстов, выступать в роли собственной информационной системы, внешней базы данных, для выполнения числовых расчетов, являться информационной системой в управлении, планировании, учете, проектировании и т.п.

Основными компонентами ЛВС являются:

· кабели;

· рабочие станции;

· платы интерфейса;

· серверы сети;

Каждое из устройств ЛВС подключено к кабелю передачи данных, что позволяет им взаимодействовать.

Целью курсового проекта является создание вычислительной сети колледжа, представляющего собой восемь зданий, каждое из которого состоит из двух этажей, которая должна иметь возможность обеспечить пользователям сети совместное использование ресурсов всех компьютеров. На этаже имеется 2 рабочих группы, каждая из которых включает в себя 10 рабочих станций.

Разрабатываемая локальная вычислительная сеть должна отвечать требованиям надежности, быстродействия и расширяемости.

 

1 
Анализ задания на проектирование

Исходные данные

 

Обследование выбранного помещения

Целью проекта является проектирование компьютерной сети для колледжа. Он включает в себя 8 зданий по 2 этажа. Расстояние между зданиями указано на рисунке 1 (в метрах).

 

Рисунок 1 - Схема расположения зданий колледжа

 

    Расположение компьютеров в рабочих группах

 

Таблица 1 - Распределение рабочих станций

Здание	Используемые этажи	Кол-во рабочих станций	Расстояние между рабочими группами
1	1, 2	15, 25	40
2	1, 2	20, 20	60
3	1, 2	20, 20	50
4	1, 2	20, 20	40
5	1, 2	15, 25	60
6	1, 2	20, 20	50
7	1, 2	20, 20	70
8	1, 2	20, 20	80

Выбор технологии

 

Сетевые технологии позволяют существенно повысить эффективность применения компьютеров, позволяющие создавать информационные системы, обеспечивающие решение задач дистанционного и автоматизированного обучения, хранения информации, документооборота, обмена сообщениями и организация групповой работы над проектами.

Важным является обоснованный выбор структуры локальной вычислительной сети колледжа, позволяющей не только быстро построить простую и достаточно эффективную информационную систему, но и выбрать такое решение, которое позволит сократить затраты усилий и средств, позволяющие распределять нагрузку между вычислительными сетями подразделений колледжа.- одна из наиболее распространенных технологий, используемых в вычислительных сетях. На сегодняшний день большинство сетевых адаптеров оснащаются интерфейсами, поддерживающие скорости 100 Мбит/с, 1 Гбит/с, 10 Гбит/с.

Преимущества использования технологий в системах управления:

– сокращение стоимости рабочих мест - не требуется разработка или оплата специализированного программного обеспечения на рабочих местах;

–     сокращение стоимости поддержки - достигается за счет отсутствия специализированного программного обеспечения на рабочих местах;

–     сокращение стоимости удаленного мониторинга - использование общедоступных каналов связи позволяет производить мониторинг при минимальных затратах на организацию подключения к системе;

–     упрощение обучения персонала - достигается использованием единообразного пользовательского интерфейса на всех рабочих местах;

–     упрощение интеграции с внешними ИС - использование открытых стандартов позволяет интегрироваться с системами, построенными по аналогичной технологии;

Недостатки:

– отсутствие гарантированного времени доставки информации - существует целый класс объектов, для которых требуется управление в режиме жесткого реального времени, в этом случае требуется дополнительные затраты на резервирование необходимой пропускной способности каналов, что не всегда эффективно по стоимости;

–     отсутствие стандартизованных средств зашиты информации - предполагаются дополнительные затраты на разработку собственной системы разграничения доступа к ресурсам и защиты информации в сетях общего пользования;

–     развитие телекоммуникационных и сетевых технологий.

Технология FastEthernet (IEEE 802.3u) является эволюционным развитием классической технологии Ethernet. Ее основными достоинствами являются:

– увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;

–     сохранение метода случайного доступа Ethernet;

–     сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.

Указанные свойства позволяют осуществлять постепенный переход от сетей 10Base-T - наиболее популярного на сегодняшний день варианта Ethernet - к скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошо знакомой технологией: FastEthernet не требует коренного переобучения персонала и замены оборудования во всех узлах сети. Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различных спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой модели OSI) для поддержки следующих типов кабельных систем:

– 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 5, или экранированной витой паре STP Type 1;

–     100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 3, 4 или 5;

–     100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.

Выбор топологии

 

Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет:

– на состав необходимого сетевого оборудования;

–     на характеристики сетевого оборудования;

–     на возможности расширения сети;

–     на способ управления сетью.

Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.

Выделяют 3 базовых топологии:

– шина - представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

–     кольцо -это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

–     звезда - базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.

Топология звезда - в сетях, использующих топологию "звезда", сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором. Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных. В сетях с топологией "звезда" концентратор может быть активным или пассивным:

– пассивный - соединяет участки сетевой среды передачи данных;

–     активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемещаться на более значительные расстояния.

Преимущества топологии «звезда»:

– простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети;

–     позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки;

–     простая с точки зрения проектирования и установки;

–     надежность - если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально;

– легко добавлять рабочие станции.

В некотором смысле достоинства топологии "звезда" могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией "звезда". Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проход