Проектирование локальной вычислительной сети предприятия
1.2 Коммутирующие концентраторы в локальных вычислительных сетях9
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ»
Кафедра «автоматизированные системы управления»
Специальность 230102 «Автоматизированные системы обработки
информации и управления»
Студент АСОУ-091 230102 ______________ ВЛЕПИ ИМЯ
к.т.н., зав. каф. АСУ _______________ Бережной В.В.
г. Ставрополь 2013г.
ЗАДАНИЕ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
Локальная сеть — это группа из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (иногда также телефонных линий или радиоканалов), используемых для передачи информации между компьютерами. Для соединения компьютеров в локальную сеть необходимо сетевое оборудование и программное обеспечение.
В курсовой работе была представлена схема проектируемой компьютерной сети и выполнена в эмуляторе Cisco Packet Tracer
Для этого нам потребуется:
— Схема проектируемой сети
— Технология разработки компьютерной сети для ее проектирования
— Проектирование компьютерной сети в эмуляторе Cisco Packet Tracer
— Подведение итогов, затраты на оборудование
Симулятор позволяет проектировать свои собственные сети, создавая и отправляя различные пакеты данных, сохранять и комментировать свою работу. Предоставляется возможность изучать и использовать такие сетевые устройства, как коммутаторы, маршрутизаторы, рабочие станции, определять типы связей между ними и соединять их.
Целью курсового проекта является разработка спецификаций коммуникационного оборудования, стоимости проведения работ и планов объединяемых в ЛВС рабочих помещений с указанием расположения в них ПК и кабельных магистралей.
К каждому помещению необходимо составить спецификацию коммуникационного оборудования, после чего, составить общий план всех помещений ЛВС и спецификацию всего оборудования
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
В схеме имеются 2 корпуса. В 1 корпусе располагается 3 отдела:
— Отдел маркетинга
— Отдел АСУ
— Производственный отдел
1. Схема проектируемой сети
коммуникационный сеть локальный компьютер
Во 2 корпусе всего один отдел — проектный.
Таблица 1. Размеры помещений и количество персональных компьютеров в отделах
К каждому помещению необходимо составить спецификацию коммуникационного оборудования, после чего, составить общий план всех помещений ЛВС и спецификацию всего оборудования.
Выбор кабельной системы
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. Именно скрутка позволяет предотвратить некоторые типы помех, наводимые на кабеле.
Обычно для Ethernet 10Base — T используется кабель, имеющий две витые пары. Одну на передачу и одну на приём (AWG 24).
Пассивное сетевое оборудование ЛВС включает в себя:
1) Сам кабель.
2) Настенные розетки RJ-45.
4) Патч-корды (абонентские шнуры) с разъёмами RJ-45 (кабель для соединения настенных розеток с разъёмами на сетевом адаптере компьютера).
Прокладка кабельных систем в рабочих помещениях осуществляется на основе составленного плана этого помещения с учётом спецификации на расходные материалы и комплектующие изделия данного помещения. При проектировании кабельных систем нужно учитывать характеристики и ограничения различных кабельных систем:
1) Максимальную длину кабельного сегмента в соответствии с его типом
2) Пропускную способность кабеля
3) Наличие оборудования, обеспечивающего взаимодействие с другими кабельными системами
Проанализировав характеристики различных типов кабеля, физическое расположение компьютеров, выбираем кабель «витая пара» 10Base-T.
Проводные локальные сети строятся, в основном, по технологии Ethernet. Т.е. к точке доступа протягивается оптоволоконный кабель, DSL канал или ставится кабельный модем, а от нее отходит кабель Ethernet (витая пара) к пользователям-членам локальной сети. Кабельный Интернет-доступ является намного более надежным и скоростным, чем беспроводной, но несколько менее удобным. В частности, лишние провода всегда мешают.
Зато при помощи Ethernet можно подключить к одной сети большое количество пользователей на значительной территории, да и скорость они получат приличную. Еще один позитив в том, что надежность кабельных подключений высока, проводные сети не зависят от погодных условий, как это бывает с беспроводными сетями. Да и разрывы подключения случаются намного реже. Кроме того, Ethernet подключение достаточно хорошо защищено от внешних помех. А стоимость витой пары намного ниже, чем передатчиков для беспроводной связи.
Прежде всего, члены локальной сети могут обмениваться данными (зачастую это фильмы, игры, музыка, книги и др. текстовая информация, компьютерные программы и проч.) на достаточно высокой скорости, что намного удобнее, чем качать все вышеупомянутое напрямую из Интернета. Большинство локальных провайдеров предоставляют своим абонентам услугу закачивания данных из внутренней базы локальной сети на высокой скорости.
Кроме того, в «локальных сетях», обычно, есть своеобразный каталог — перечень объектов, которые можно закачать у партнеров по локальной сети. Тогда как в Интернете часто приходится долго бороздить просторы в поисках того, что вам нужно. Главное условие для администратора — правильно организовать каталог и регулярно следить за ним. Ведь если дать пользователям возможность свободно изменять перечень и создавать новые разделы, то очень скоро в каталоге возникнет хаос. Тогда уже ничего нельзя будет найти просто и быстро.
Существует две модели локальных вычислительных сетей:
· одноранговая сеть;
· сеть типа клиент-сервер.
Данные модели определяют взаимодействие компьютеров в локальной вычислительной сети. В одноранговой сети все компьютеры равноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к данным, которые хранятся на его компьютере.
К достоинствам такой модели организации сети относится простота реализации и экономия материальных средств, так как нет необходимости приобретать дорогой сервер. Несмотря на простоту реализации, данная модель имеет ряд недостатков:
· низкое быстродействие при большом числе подключенных компьютеров;
· отсутствие единой системы безопасности информации;
· зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера, т.е. если компьютер выключен, то вся информация, хранящиеся на нем, будет недоступна.
Одноранговую модель сети можно рекомендовать для небольших организациях при числе компьютеров до 20 шт.
В сетях типа клиент-сервер имеется один (или несколько) главных компьютеров — серверов. Серверы используются для хранения всей информации в сети, а также для ее обработки. В качестве достоинств такой модели следует выделить:
· высокое быстродействие сети;
· наличие единой информационной базы;
· наличие единой системы безопасности.
Однако у данной модели есть и недостатки. Главный недостаток заключается в том, что стоимость создания сети типа клиент-сервер значительной выше, за счет необходимости приобретать специальный сервер. Также к недостаткам можно отнести и наличие дополнительной потребности в обслуживающем персонале — администраторе сети.
Топология (структура) локальной сети — конфигурация сети, порядок соединения компьютеров в сети и внешний вид сети. При помощи кабеля в локальной сети каждый компьютер соединяется с другими компьютерами. Структуру локальной сети можно описать с помощью сетевой информационной модели.
1. Шинная (линейная шина) — вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры между собой.
2. Кольцо — эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.
Рис. 2. Кольцо
3. Звезда — к каждой рабочей станции подходи отдельный кабель из одного узла — сервера. Сервер обеспечивает централизованное управление всей сетью, определяет маршруты передачи сообщений, подключает периферийные устройства, является хранилищем данных для всей сети.
Рис. 3. Звезда
Для расчёта количества закупаемой витой пары нам требуется знать конкретные размеры каждого помещения а так же сколько в каждом отделе будет находиться рабочих станций. Для более детального расчета нам потребуется составить план корпуса где будут расположены все компьютеры и активное сетевое оборудование. Далее будет закуплено сопоставимое количество кабеля с запасом в 20% для возможного будущего расширения
Таблица 3. Перечень оборудования
2. Проектирование локальной сети
Топология сети может быть сконфигурирована из различных устройств и связей. В данной работе мы используем простые сетевые устройства: концентратор, коммутатор, конечные устройства (компьютеры).
В Cisco Packet Tracer была построена схема расположения компьютеров по отделам.
Tracer способен моделировать большое количество устройств различного назначения, а так же немало различных типов связей, что позволяет проектировать сети любого размера на высоком уровне сложности.
В сетевых устройствах также можно конфигурировать маршрутизацию — статическую или динамическую, у серверов — конфигурировать службы
Рисунок 5. Конфигурация сервера
Вкладка рабочих станций и серверов содержит интерфейсы доступа к различным сетевым параметрам, а также несколько клиентских приложений.
Рисунок 6. Вкладка Desktop рабочей станции
Кроме того, в локальных сетях, обычно, есть своеобразный каталог — перечень объектов, которые можно закачать у партнеров по локальной сети. Тогда как в Интернете часто приходится долго бороздить просторы в поисках того, что вам нужно. Главное условие для администратора — правильно организовать каталог и регулярно следить за ним. Ведь если дать пользователям возможность свободно изменять перечень и создавать новые разделы, то очень скоро в каталоге возникнет хаос. Тогда уже ничего нельзя будет найти просто и быстро.
Пояснения к данным протоколам:(англ. File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) — стандартный протокол, предназначенный для передачи файлов по TCP-сетям (например, Интернет). Использует 21-й порт. FTP часто используется для загрузки сетевых страниц и других документов с частного устройства разработки на открытые сервера хостинга.
Первые клиентские FTP-приложения были интерактивными инструментами командной строки, реализующими стандартные команды и синтаксис. Графические пользовательские интерфейсы с тех пор были разработаны для многих используемых по сей день операционных систем.
Наиболее широкое применение протокол NTP находит для синхронизации серверов точного времени. Для достижения максимальной точности предпочтительна постоянная работа программного обеспечения NTP в режиме системной службы. В семействе операционных систем Microsoft Windows — это служба W32Time, Linux — сервис Ntpd.
Более простая реализация этого алгоритма известна как SNTP — простой протокол сетевого времени. Используется во встраиваемых системах и устройствах, не требующих высокой точности, а также в пользовательских программах точного времени.(англ. Network News Transfer Protocol) — представляет собой сетевой протокол распространения, запрашивания, размещения и получения групп новостей при взаимодействии между сервером групп новостей и клиентом. (англ. HyperText Transfer Protocol — «протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных (изначально — в виде гипертекстовых документов в формате «HTML», в настоящий момент используется для передачи произвольных данных). Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование:
Потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос;
Поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом.в настоящее время повсеместно используется во Всемирной паутине для получения информации с веб-сайтов. В 2006 году — в Северной Америке доля HTTP-трафика превысила долю P2P-сетей и составила 46
%, из которых почти половина — это передача потокового видео и звука.используется также в качестве «транспорта» для других протоколов прикладного уровня, таких как SOAP, XML-RPC, WebDAV.
Основным объектом манипуляции в HTTP является ресурс, на который указывает URI (Uniform Resource Identifier) в запросе клиента. Обычно такими ресурсами являются хранящиеся на сервере файлы, но ими могут быть логические объекты или что-то абстрактное. Особенностью протокола HTTP является возможность указать в запросе и ответе способ представления одного и того же ресурса по различным параметрам: формату, кодировке, языку и т.д. (в частности, для этого используется HTTP-заголовок). Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения, клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными, хотя данный протокол является текстовым.- протокол прикладного уровня; аналогичными ему являются FTP и SMTP. Обмен сообщениями идёт по обыкновенной схеме «запрос-ответ». Для идентификации ресурсов HTTP использует глобальные URI. В отличие от многих других протоколов, HTTP не сохраняет своего состояния.
Это означает отсутствие сохранения промежуточного состояния между парами «запрос-ответ». Компоненты, использующие HTTP, могут самостоятельно осуществлять сохранение информации о состоянии, связанной с последними запросами и ответами (например, «куки» на стороне клиента, «сессии» на стороне сервера). Браузер, посылающий запросы, может отслеживать задержки ответов.
В курсовом проекте в программе-эмуляторе Packet Tracer 5.3 была спроектирована компьютерная сеть в итоге на проектирование был применен перечень оборудования и затрачено некоторая сумма денег. В процессе разработки было отведено значительное место теоретическим основам построения локальных сетей, практическим советам по построению офисных локальных сетей. А так же была применена технология Fast Ethernet которая отвечает всем требованиям и подходит для домашней локальной сети. При увеличении рабочих станций сеть не надо полностью менять, а только заменить или добавить некоторые компоненты.
В локальную сеть объединены следующие устройства:
— Серверные станции;
Список используемой литературы
1. Сергеев, А.П., «Офисные локальные сети. Самоучитель» — М.: «Вильямс», 2010.
2. Рошан, Педжман, Лиэри, Джонатан «Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11»: Пер. англ. — М.: «Вильямс», 2014.
3. Нессер Д.Дж. Оптимизация и поиск неисправностей в сетях: Пер. с англ. — К.: «Диалектика», 2012.
4. Цены на ОS Windows — http://www.rarus.nn.ru/prices/ms/index.htm
5. Прайс-лист с ценами на сетевое оборудование — http://www.rnd.sunrise.ru/catalog.asp? reg=4
6. Челлис Д. И др. Основы построения сетей / Пер. с англ. — М.:ЛОРИ, 2013.
7. Прайс лист с ценами на оборудование http://www.dns-shop.ru/
8. Прайс лист с ценами на оборудование http://www.citilink.ru/
Выбор размера сети и ее структуры
Под размером сети в данном случае понимается как количество объединяемых в сеть компьютеров, так и расстояния между ними. Под структурой сети понимается способ разделения сети на части (сегменты), а также способ соединения этих сегментов между собой.
Предприятие состоит из 2 зданий, каждое из которых занимает 3 этажа по 6 комнат, каждый этаж представляет собой отдельное подразделение, в каждом из которых по 6 рабочих групп. В этом случае можно построить сеть следующим образом (Рисунок 2.1.1).
Рисунок 2.1.1 – Структура сети одного здания (С – серверы подразделений, К – концентраторы, Ком – коммутаторы)
Рабочие группы занимают по 1 комнате, их компьютеры (13 в каждой) объединены между собой концентраторами. Подразделения занимают один этаж и включают в себя 6 рабочих групп и сервер подразделения, они объединены коммутатором, для связи с другими подразделениями также используется коммутатор. Общая сеть предприятия, включающего 2 однотипных здания с вышеуказанной структурой, объединена двуточечным соединением напрямую.
В данной ситуации области коллизий (зоны конфликта) сети будут включать в себя сегменты, расположенные в комнатах каждой рабочей группы, и сегмент, связывающий концентратор рабочей группы с коммутатором подразделения. Широковещательные области будут включать в себя все сегменты сети каждого подразделения, сегмент, связывающий два коммутатора, и сегмент, связывающий коммутатор, соединяющий этажи здания, с коммутатором предприятия.
Оценка конфигурации сети
При выборе конфигурации сети FastEthernet, 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.
Для получения сложной конфигурации сети FastEthernet из отдельных сегментов были использованы концентраторы двух типов:
репитерные концентраторы, которые представляют собой набор репитеров и никак логически не разделяют сегменты, подключенные к ним;
мутаторы, которые передают информацию между сегментами, но не передают конфликты с сегмента на сегмент.
Таким образом, применение репитерного концентратора не разделяет зону конфликта, в то время как каждый коммутирующий концентратор делит зону конфликта на части. В случае коммутатора оценивать работоспособность надо для каждой части сети отдельно, а в случае репитерных концентраторов надо оценивать работоспособность всей сети в целом.
Для определения работоспособности сети FastEthernet стандарт IEEE 802.3 предлагает две модели, называемые Model 1 и TransmissionSystemModel 2. При этом первая модель основана на нескольких несложных правилах, а вторая использует систему точных расчетов. Первая модель исходит из того, что все компоненты сети (в частности, кабели) имеют наихудшие из возможных временные характеристики, поэтому она всегда дает результат со значительным запасом. Во второй модели можно использовать реальные временные характеристики кабелей, поэтому ее применение позволяет иногда преодолеть жесткие ограничения модели 1.
Расчет по модели 1
Сеть максимальной конфигурации для витой пары показана на рисунке 2.2.1.
Рисунок 2.2.1 – Максимальная конфигурация сети Fast Ethernet для витой пары
Все проведенные провода удовлетворяют требованием по длине, то есть при витой паре 100 не более 100 метров на сегмент. Так же было выполнено требование по максимальной длине кабеля на этаже в 70 метров.
Расчет по модели 2
Вторая модель основана на вычислении суммарного двойного времени прохождения сигнала по сети. Для вычисления полного двойного (кругового) времени прохождения для сегмента сети необходимо умножить длину сегмента на величину задержки на метр, т.е. задержки сегментов, входящих в путь максимальной длины, надо просуммировать и прибавить к этой сумме величину задержки для приемопередающих узлов двух абонентов и величины задержек для всех концентраторов, входящих в данный путь.
Максимальный путь составляют 2 сегмента А и 2 сегмента В. Этот путь включает в себя два 10-метровых, два 35-метровых сегмента 100Base-TX категории 5. Произведем расчет работоспособности сети.
Для двух 10-метровых сегментов высчитываем задержку, умножая 1,112 (задержка на метр) на длину кабеля: 2 * 1,112 * 10 = 22,24 битовых интервалов.
Для двух 35-метровых сегментов: 2 * 1,112 * 35 = 77,84 битовых интервалов.
Берем из таблицы задержку для двух абонентов ТХ: 100 битовых интервалов.
Берем из таблицы величину задержки трех репитеров (концентраторов) класса I: 3 * 140 = 420 битовых интервалов.
Суммируем все перечисленные задержки и получаем: 22,24 + 77,84 + 100 + 420 = 620,08 битовых интервала.
620,08 больше 512, следовательно, данная сеть будет не работоспособна.
Заменим концентратор коммутатором, проверим работоспособность сети.
Рисунок 2.2.1 – Максимальная конфигурация сети FastEthernet для витой пары с коммутатором
Все проведенные провода удовлетворяют требованием по длине, то есть при витой паре 100 не более 100 метров на сегмент. Так же было выполнено требование по максимальной длине кабеля на этаже в 70 метров.
Берем из таблицы величину задержки репитера (концентратора) класса I:
140 битовых интервалов.
Суммируем все перечисленные задержки и получаем: 22,24 + 77,84 + 100 + 140 = 340,08 битовых интервала.
340 ,08 меньше 512, следовательно, данная сеть будет абсолютно работоспособна.
Так как при использовании концентратора сеть становится неработоспособной, то оптимальным будет вариант использования коммутатора для объединения рабочих групп.
Выбор необходимого оборудования
При выборе сетевого оборудования учитывается множество факторов, в том числе:
Уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;
Скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;
Метод управления обменом в сети;
Разрешенные типы кабеля сети, его максимальную длину, защищенность от помех;
Стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств.
Таким образом, было использовано следующее оборудование:
Рабочие станции – 468 шт.
Mobil Pentium II 233 МГц
Сетевые карты–468 шт.
Репитеры (концентраторы) – 36 шт.
10/100MB DUAL-SPEED HUB DSH-16
Производитель — D-LinkSystems
Порты – 10/100BaseT
Коммутаторы подразделений –6 шт.
DES-5016 Fast Ethernet/Ethernet 16-port Modular Switch
Производитель — D-LinkSystems.
Порты – 100BaseTX
Сервера – 6 шт.
HP NetServer LH4r
— Intel Pentium II Xeon, 450
– SQL server, File server, Small office database server, e-mail server, SQL server.
Витая пара 100BaseTX категории 5 – 6650 м.
Появление сетевых технологий гораздо облегчает, ускоряет работу персонала, позволяет использовать единые базы данных, а также регулярно и оперативно их пополнять и обрабатывать, все это весьма важно и существенно для работы в милиции, где базы данных содержат огромные объемы информации.
В идеале структура сети должна соответствовать структуре здания или комплекса зданий предприятия. Рабочие места группы сотрудников, занимающихся одной задачей (например, бухгалтерия, отдел продаж, инженерная группа), должны располагаться в одной комнате или рядом расположенных комнатах. Тогда можно все компьютеры этих сотрудников объединить в один сегмент, в одну рабочую группу и установить вблизи их комнат сервер, с которым они будут работать, а также концентратор или коммутатор, связывающий их компьютеры. Точно так же рабочие места сотрудников подразделения, занимающихся комплексом близких задач, лучше расположить на одном этаже здания, что существенно упростит их объединение в единый сегмент и дальнейшее администрирование этого сегмента. На этом же этаже удобно расположить коммутаторы, маршрутизаторы и серверы, с которыми работает данное подразделение.
Выбор типа сети, способа соединения компьютеров в сеть зависят как от технических так и, что не маловажно, от финансовых возможностей тех, кто “строит” сеть.
Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. — СПб.: Питер, 2009.
Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. — СПб.: Питер, 2009.
Пятибратов А. П., Гудыно Л. П., Кириченко А. А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. — М.:Финансы и статистика, 2001.
Спортак М. и др. Компьютерные сети. Книга 1. — Киев:
Спортак М. и др. Компьютерные сети. Книга 2. Киев:
Теги:
Проектирование локальной вычислительной сети предприятия
Курсовая работа (практика)
Курсовая работа- Проектирование локальной вычислительной сети
Работа добавлена на сайт samzan.net: 2015-07-05
Поможем написать учебную работуЕсли у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой — мы готовы помочь.
Московский Государственный Горный Университет
Кафедра Автоматизированных Систем Управления
по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
на тему: «Проектирование локальной вычислительной сети»
Ст. гр. АС-1-06
проф., д. т. н. Шек В.М.
Министерство образования и науки российской федерации
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ» в г. Ставрополе
230102 «Автоматизированные системы обработки информации
СТУДЕНТ ВЛЕПИ ИМЯ__________________ _________________________
1. Тема проекта Проектирование локальной сети предприятия
2. Срок сдачи студентом законченного проекта:
23 апреля 2013
3. Исходные данные по проекту
№ задания: 14
Скорость передачи информации: 100 Мбит/с
Число зданий предприятия: 2
Расстояния между зданиями: 80 м
Число этажей в каждом здании предприятия (число подразделений): 3
комнат на каждом этаже
4. Содержание разделов курсового проекта (наименование разделов)
Список использованной литературы
5. Дата выдачи задания 6 февраля 2013
Руководитель курсового проекта: Бережной В.В. (_________________)
Студент: ВЛЕПИ ИМЯ __
Редкий серьезный деловой человек, профессиональный программист или системный оператор не может представить себе полноценную работу без использования такого мощного, оперативного и удобного сочетания как обычная телефонная линия, модем и компьютерная сеть.
Сейчас, в условиях многократно возрастающих каждый год информационных потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие банковских структур, торговых и посреднических фирм, государственных учреждений и других организаций без современной вычислительной техники и компьютерных сетей. В противном случае пришлось бы содержать гигантский штат обработчиков бумажных документов и курьеров, причем надежность и быстрота функционирования такой системы все равно была бы значительно ниже предоставляемой модемной связью и компьютерными сетями.
Результатом эволюции компьютерных технологий явились вычислительные сети. Вычислительная сеть – это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов.
В основе любой сети лежит аппаратный слой, который включает компьютеры различных классов. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью.
Второй слой составляет разнообразное сетевое оборудование, необходимое для создания локально-вычислительных сетей, и коммуникационное оборудование для связи с глобальными сетями.
Третьим слоем являются операционные системы, которые составляют программную основу сети. При построении сетевой структуры важно учитывать насколько эффективно данная операционная система может взаимодействовать с другими операционными системами сети, насколько она способна обеспечить безопасность и защиту данных и т. д.
Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных и др. Важно знать совместимость различных сетевых приложений.
В настоящее время использование вычислительных сетей даёт предприятию многочисленные возможности. Конечной целью использования вычислительных сетей на предприятии является повышение эффективности его работы, которое может выражаться, например, в увеличении прибыли предприятия.
Концептуальным преимуществом распределённых систем и, следовательно, сетей перед централизованными системами является их способность выполнять параллельные вычисления, что увеличивает производительность. Следующее преимущество – это совместное использование пользователями данных и устройств: цветных принтеров, графопостроителей, модемов, оптических дисков. В последнее время стал преобладать другой побудительный мотив развертывания сетей, гораздо более важный, чем экономия средств при разделении дорогостоящих ресурсов. Этим мотивом стало стремление обеспечить пользователям сети оперативный доступ к обширной корпоративной информации.
Использование сети приводит к совершенствованию коммуникаций, т.е. к улучшению процесса обмена информацией и взаимодействия между сотрудниками предприятия, а также его клиентами и поставщиками. Сети снижают потребность предприятий в других формах передачи информации, таких как телефон или обычная почта.
Безусловно, вычислительные сети имеют и свои проблемы (сложности с совместимостью программного обеспечения, проблемы с транспортировкой сообщений по каналам связи с учётом обеспечения надежности и производительности), но главным доказательством эффективности является бесспорный факт их повсеместного распространения. Всё больше и больше появляются крупные сети с сотнями рабочих станций и десятками серверов.
Адресация пакетов в локальных вычислительных сетях
Каждый абонент (узел) локальной сети должен иметь свой уникальный адрес (идентификатор или MAC-адрес), для того чтобы ему можно было адресовать пакеты. Существуют две основные системы присвоения адресов абонентам сети (точнее, сетевым адаптерам этих абонентов).
Первая система сводится к тому, что при установке сети каждому абоненту пользователь присваивает индивидуальный адрес по порядку, к примеру, от 0 до 30 или от 0 до 254. Присваивание адресов производится программно или с помощью переключателей на плате адаптера. При этом требуемое количество разрядов адреса определяется из неравенства:
Именно такой подход применен в известной сети Arcnet. Достоинства данного подхода – малый объем служебной информации в пакете, а также простота аппаратуры адаптера, распознающей адрес пакета. Недостаток – трудоемкость задания адресов и возможность ошибки (например, двум абонентам сети может быть присвоен один и тот же адрес). Контроль уникальности сетевых адресов всех абонентов возлагается на администратора сети.
Второй подход к адресации был разработан международной организацией IEEE, занимающейся стандартизацией сетей. Именно он используется в большинстве сетей и рекомендован для новых разработок. Идея этого подхода состоит в том, чтобы присваивать уникальный сетевой адрес каждому адаптеру сети еще на этапе его изготовления. Если количество возможных адресов будет достаточно большим, то можно быть уверенным, что в любой сети по всему миру никогда не будет абонентов с одинаковыми адресами. Поэтому был выбран 48-битный формат адреса, что соответствует примерно 280 триллионам различных адресов. Понятно, что столько сетевых адаптеров никогда не будет выпущено.
С тем чтобы распределить возможные диапазоны адресов между многочисленными изготовителями сетевых адаптеров, была предложена следующая структура адреса (рис. 1.1.1):
Младшие 24 разряда кода адреса называются OUA (Organizationally Unique Address) – организационно уникальный адрес. Именно их присваивает каждый из зарегистрированных производителей сетевых адаптеров. Всего возможно свыше 16 миллионов комбинаций, то есть каждый изготовитель может выпустить 16 миллионов сетевых адаптеров.
Два старших разряда адреса управляющие, они определяют тип адреса, способ интерпретации остальных 46 разрядов. Старший бит I/G (Individual/Group) указывает на тип адреса. Если он установлен в 0, то индивидуальный, если в 1, то групповой (многопунктовый или функциональный). Пакеты с групповым адресом получат все имеющие этот групповой адрес сетевые адаптеры. Причем групповой адрес определяется 46 младшими разрядами. Второй управляющий бит U/L
(Universal/Local) называется флажком универсального/местного управления и определяет, как был присвоен адрес данному сетевому адаптеру. Обычно он установлен в 0. Установка бита U/L в 1 означает, что адрес задан не производителем сетевого адаптера, а организацией, использующей данную сеть. Это случается довольно редко.
Рис. 1.1.1 Структура 48-битного стандартного MAC-адреса
Для широковещательной передачи (то есть передачи всем абонентам сети одновременно) применяется специально выделенный сетевой адрес, все 48 битов которого установлены в единицу. Его принимают все абоненты сети независимо от их индивидуальных и групповых адресов.
Данной системы адресов придерживаются такие популярные сети, как Ethernet, Fast Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN. Ее недостатки – высокая сложность аппаратуры сетевых адаптеров, а также большая доля служебной информации в передаваемом пакете (адреса источника и приемника вместе требуют уже 96 битов пакета или 12 байт).
Во многих сетевых адаптерах предусмотрен так называемый циркулярный режим.
В этом режиме адаптер принимает все пакеты, приходящие к нему, независимо от значения поля адреса приемника. Такой режим используется, например, для проведения диагностики сети, измерения ее производительности, контроля ошибок передачи. При этом один компьютер принимает и контролирует все пакеты, проходящие по сети, но сам ничего не передает. В данном режиме работают сетевые адаптеры мостов и коммутаторы, которые должны обрабатывать перед ретрансляцией все пакеты, приходящие к ним.
Сетевой коммутатор — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.
В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Принцип работы состоит в том , что коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.
Существует три способа коммутации. Каждый из них — это комбинация таких параметров, как время ожидания и надёжность передачи.
1.С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.
2.Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нём нет метода обнаружения ошибок.
3.Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (кадры размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные — по технологии cut-through).
Задержка, связанная с «принятием коммутатором решения», добавляется к времени, которое требуется кадру для входа на порт коммутатора и выхода с него, и вместе с ним определяет общую задержку коммутатора.
4 Моделирование сети в среде NetCracker
Согласно заданию, была смоделирована сеть в среде NetCracker. Общая модель предприятия включает 2 однотипных здания, подключенных двуточечным соединением (Рисунок 2.4.1).
Рисунок 2.4.1 – Общая модель предприятия
Каждое здание включает в себя 3 этажа, соединенных коммутатором (Рисунок 2.4.2).
Рисунок 2.4.2 – Модель здания
На каждом этаже расположено по 6 комнат и серверу подразделения, объединенных коммутатором подразделения (Рисунок 2.4.3).
Рисунок 2.4.3 – Модель этажа здания
Каждая комната представляет собой рабочую группу из 13 компьютеров, объединенных репитерным концентратором (Рисунок 2.4.4).
Рисунок 2.4.4 – Модель рабочей группы (комнаты)
При запуске проекта можно увидеть, как рабочие станции обмениваются пакетами между собой и сервером (Рисунки 2.4.5-6).
Рисунок 2.4.5 – Передача пакетов внутри рабочей группы
Рисунок 2.4.6 – Передача пакетов внутри подразделения
Кроме этого, здания предприятия также обмениваются информацией между собой (Рисунок 2.4.7).
Рисунок 2.4.7 – Передача пакетов внутри предприятия
