Проект сети для кафедры информационных технологий и систем

Министерство транспорта РФ федеральное агентство железнодорожного транспорта ГОУ ВПО «ДВГУПС»

Кафедра: «Информационные системы и технологии»

Курсовая работа на тему: «Проект сети для кафедры информационных технологий и систем»

Выполнил: Козенко А. Ж.,

220 группа Проверил: Файзулин Р. М, Хабаровск 2007

Введение

Задание План исходного здания Распределение ПК по комнатам и отделам Основные сведения о закладываемой ЛВ

Сетевая технология Token Ring (802.5)

Сетевая технология FDDI

Сетевая технология Ethernet

Параметры спецификаций сетевых архитектур

Выбор пассивного и вспомогательного оборудования сети

Схема размещения оборудования в шкафу

Выбор программного обеспечения

Структура сетевой операционной системы

Программное обеспечение ЛВС

Выбор протоколов и схемы адресации

Организация доступа в Интернет Экономическая часть

Расчет затрат на внедрение вычислительной сети

Затраты на наладку, монтаж и пуск ЛВС

Заключение

Список литературы

В настоящее время, каждое предприятие стремится автоматизировать свое производство, создавая локальные вычислительные сети. С каждым годом количество ЛВС по всему миру возрастает, следовательно возрастает и потребность в высококлассных специалистах данного профиля.

Современные сетевые технологии способствовали новой технической революции. Создание ЛВС на предприятии, в учебном заведении, фирме способствует гораздо высокому процессу обмена данными, сведениями между различными объектами, ускорению документооборота, увеличению и ускорению передачи и обмену оперативной информацией.

При создании локально вычислительной сети принимают во внимание несколько фактов, вот основные из них:

— производительность сети

— надежность сети

— степень информационной безопасности

— требуемые аппаратные ресурсы

— функциональная мощность

— возможность объединения с другими ЛВС

— стоимость В процессе проектирования сети, необходимо также учитывать ряд требований прикладного характер, такие как: физическое расположение пользователей, количество оконченных систем, требования к передаче данных (типы данных, среднюю нагрузку), расстояние между оконечными системами, максимальная протяженность сети, показатель надежности сети в целом и отдельных ее частей. Проектирование ЛВС необходимо производить с учетом развития, принимая во внимание возможность увеличения числа рабочих станций в сети.

Исходные данные для проектирования ЛВС могут быть получены в ходе анализа прикладной области, для которой должна быть создана сеть. Данные затем уточняются в результате принятия решений на этапах проектирования ЛВС. На данном этапе необходимо определить цели создания сети, перечень требований и функций пользователей в сети для заданной предметной области.

Задание

Разработать сеть для кафедры информационных технологий и систем.

Организационно штатная структура подразделения:

ѕ Зав. Кафедрой — 1 рабочая станция

ѕ Зам. Зав. Кафедрой — 1 рабочая станция

ѕ Зав. Лабораторией — 1 рабочая станция

ѕ Лаборант техник — 1 рабочая станция

ѕ Преподаватели (10 штатный единиц) — 10 рабочих станций

ѕ Класс компьютерный — 21 рабочая станция

ѕ Лаборатория сетевых технологий — 12 рабочих станций

ѕ Теоретическая аудитория — 3 рабочих станции, предусмотреть возможность подключения проектора Главной целью информатизации кафедры является:

· Реализация учебного процесса на лабораторных, практических занятиях, выполнение курсового и дипломного проектирования

· Обеспечение оперативного доступа студентов и преподавателей к максимально широкому кругу информационных ресурсов, в том числе использование удаленного доступа

· Разработка методического обеспечения

· Разработка и использование во время занятий электронных учебников, справочников, энциклопедий на CD-ROM

Средняя интенсивность трафика генерируемого одним ПЭВМ = 0,16

Трафик от групп к серверу составляет 60%

Назначение ЛАС: Информационная система для кафедры университета.

План исходного здания

Распределение ПК по комнатам и отделам

Трафик одного ПК в сети составляет:

C_i=K*C_макс=0,16*100=16 Мбит/с Определим суммарный трафик неструктурированной сети:

C_сум = N*M*C_i=1*50*16=800 Мбит/с Определим коэффициент нагрузки неструктурированной сети:

P_н=C_сум/C_макс=800/100=8

Проверим, выполняется ли условие допустимой нагрузки ЛВС (домена колизий): P_н?Pethernet=0.35, 8>0,35 => необходимо сделать логическую структуризацию сети. P_дк=1*16/100=0,16<0.35, в одном сегменте расположен один ПК.

Во многих случаях потоки информации распределены таким образом, что сервер должен обслуживать многочисленных клиентов, поэтому он является «узким местом» сети. Для расчета ЛВС по этому критерию в задании задается, что трафики от групп к серверу и между группами составляют Кs % от суммарного трафика неструктурированной сети.

На основании чего определяем межгрупповой трафик и трафик к серверу:

С_м.гр.=С_серв.=K_s*С_сум=0,6*800=480 Мбит/с Определим коэффициент нагрузки по межгрупповому трафику и трафику к серверу:

Р_мгр=Р_серв=К_s*С_сум/С_макс?0,35

С_макс=1000 Мбит/с Р_мгр=480/1000=0,48>0,35

Трафик к серверу составляет 1 Gigabit/s.

Основные сведения о закладываемой ЛВС

Сетевая технология Token Ring (802.5)

Сети Token Ring, так же как и сети Ethernet, характеризует разделяемая среда передачи данных, которая в данном случае состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему требуется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке. Это право передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном (token).

Технология Token Ring был разработана компанией IBM в 1984 году, а затем передана в качестве проекта стандарта в комитет IEEE 802, который на ее основе принял в 1985 году стандарт 802.5. Компания IBM использует технологию Token Ring в качестве своей основной сетевой технологии для построения локальных сетей на основе компьютеров различных классов — мэйнфреймов, мини-компьютеров и персональных компьютеров. В настоящее время именно компания IBM является основным законодателем моды технологии Token Ring, производя около 60% сетевых адаптеров этой технологии.

Сети Token Ring работают с двумя битовыми скоростями — 4 и 16 Мбит/с. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается. Сети Token Ring, работающие со скоростью 16 Мбит/с, имеют некоторые усовершенствования в алгоритме доступа по сравнению со стандартом 4 Мбит/с.

Технология Token Ring является более сложной технологией, чем Ethernet. Она обладает свойствами отказоустойчивости. В сети Token Ring определены процедуры контроля работы сети, которые используют обратную связь кольцеобразной структуры — посланный кадр всегда возвращается в станцию — отправитель. В некоторых случаях обнаруженные ошибки в работе сети устраняются автоматически, например может быть восстановлен потерянный маркер. В других случаях ошибки только фиксируются, а их устранение выполняется вручную обслуживающим персоналом.

Для контроля сети одна из станций выполняет роль так называемого активного монитора. Активный монитор выбирается во время инициализации кольца как станция с максимальным значением МАС-адреса, Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется и выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3 секунды генерирует специальный кадр своего присутствия. Если этот кадр не появляется в сети более 7 секунд, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.

Сетевая технология FDDI

Технология Fiber Distributed Data Interface — первая технология локальных сетей, которая использовала в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель.

Попытки применения света в качестве среды, несущей информацию, предпринимались давно — еще в 1880 году Александр Белл запатентовал устройство, которое передавало речь на расстояние до 200 метров с помощью зеркала, вибрировавшего синхронно со звуковыми волнами и модулировавшего отраженный свет.

Работы по использованию света для передачи информации активизировались в 1960;е годы в связи с изобретением лазера, который мог обеспечить модуляцию света на очень высоких частотах, то есть создать широкополосный канал для передачи большого количества информации с высокой скоростью. Примерно в то же время появились оптические волокна, которые могли передавать свет в кабельных системах, подобно тому как медные провода передают электрические сигналы в традиционных кабелях. Однако потери света в этих волокнах были слишком велики, чтобы они могли быть использованы как альтернатива медным жилам. Недорогие оптические волокна, обеспечивающие низкие потери мощности светового сигнала и широкую полосу пропускания (до нескольких ГГц) появились только в 1970;е годы. В начале 1980;х годов началось промышленная установка и эксплуатация оптоволоконных каналов связи для территориальных телекоммуникационных систем.

В 1980;е годы начались также работы по созданию стандартных технологий и устройств для использования оптоволокнных каналов в локальных сетях. Работы по обобщению опыта и разработке первого оптоволоконного стандарта для локальных сетей были сосредоточены в Американском Национальном Институте по Стандартизации — ANSI, в рамках созданного для этой цели комитета X3T9.5.

Начальные версии различных составляющих частей стандарта FDDI были разработаны комитетом Х3Т9.5 в 1986 — 1988 годах, и тогда же появилось первое оборудование — сетевые адаптеры, концентраторы, мосты и маршрутизаторы, поддерживающие этот стандарт.

В настоящее время большинство сетевых технологий поддерживают оптоволоконные кабели в качестве одного из вариантов физического уровня, но FDDI остается наиболее отработанной высокоскоростной технологией, стандарты на которую прошли проверку временем и устоялись, так что оборудование различных производителей показывает хорошую степень совместимости.

Стандарт FDDI определяет 100 Mb/сек. LAN с двойным кольцом и передачей маркера, которая использует в качестве среды передачи волоконно-оптический кабель. Он определяет физический уровень и часть канального уровня, которая отвечает за доступ к носителю; поэтому его взаимоотношения с эталонной моделью OSI примерно аналогичны тем, которые характеризуют IEEE 802.3 и IЕЕЕ 802.5.

Хотя она работает на более высоких скоростях, FDDI во многом похожа на Token Ring. Oбe сети имеют одинаковые характеристики, включая топологию (кольцевая сеть), технику доступа к носителю (передача маркера), характеристики надежности.

Одной из наиболее важных характеристик FDDI является то, что она использует световод в качестве передающей среды. Световод обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционной медной проводкой, включая защиту данных (оптоволокно не излучает электрические сигналы, которые можно перехватывать), надежность (оптоволокно устойчиво к электрическим помехам) и скорость (потенциальная пропускная способность световода намного выше, чем у медного кабеля).

FDDI устанавливает два типа используемoгo оптического волокна: одномодовое (иногда называемое мономодовым) и многомодовое. Моды можно представить в виде пучков лучей света, входящего в оптическое волокно под определенным углом. Одномодовое волокно позволяет распространяться через оптическое волокно только одному моду света, в то время как многомодовое волокно позволяет распространяться по оптическому волокну множеству мод света. Т.к. множество мод света, распространяющихся по оптическому кабелю, могут проходить различные расстояния (в зависимости от угла входа), и, следовательно, достигать пункт назначения в разное время (явление, называемое модальной дисперсией), одномодовый световод способен обеспечивать большую полосу пропускания и прогoн кабеля на большие расстояния, чем многомодовые световоды. Благодаря этим характеристикам одномодовые световоды часто используются в качестве основы университетских сетей, в то время как многомодовый световод часто используется для соединения рабочих групп. В многомодовом световоде в качестве генераторов света используются диоды, излучающие свет (LED), в то время как в одномодовом световоде обычно применяются лазеры.

Физические соединения

FDDI устанавливает применение двойных кольцевых сетей. Трафик по этим кольцам движется в противоположных направлениях. В физическом выражении кольцо состоит из двух или более двухточечных соединений между смежными станциями. Одно из двух колец FDDI называется первичным кольцом, другое — вторичным кольцом. Первичное кольцо используется для передачи данных, в то время как вторичное кольцо обычно является дублирующим.

" Станции Класса В" или «станции, подключаемые к одному кольцу» (SAS) подсоединены к одной кольцевой сети; «станции класса А» или «станции, подключаемые к двум кольцам» (DAS) подсоединены к обеим кольцевым сетям. SAS подключены к первичному кольцу через «концентратор», который обеспечивает связи для множества SAS. Концентратор отвечает за то, чтобы отказ или отключение питания в любой из SAS не прерывали кольцо. Это особенно необходимо, когда к кольцу подключен РС или аналогичные устройства, у которых питание часто включается и выключается.

На рисунке «Узлы FDDI: DAS, SAS и концентратор» представлена типичная конфигурация FDDI, включающая как DAS, так и SAS.

Сетевая технология Ethernet

Сетевая технология Ethernet была разработана Робертом Меткалфом в 1976 году, была построена сеть пропускной способностью 2,94 Мбит/с.

Технология Ethernet предполагает, что все узлы сети объединяются в единую среду передачи данных. В качестве физической среды передачи может использоваться проводная связь (медные или оптические кабели) или беспроводная (радиоволны). Чаще всего можно столкнуться с сетями Ethernet на медном кабеле — витой паре.

Для того, чтобы из отдельных компьютеров и кабелей образовать общую сеть используются специальные устройства — концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты и т. д.

Объединяя концентраторы друг с другом можно строить сеть практически любой протяженности. При этом топология связей в сети будет древовидная на основе звезды.

а основе стандарта Ethernet был разработан стандарт IEEE 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые различия все же имеются. В то время как в стандарте IEEE 802.3 различаются уровни MAC и LLC, в оригинальном Ethernet оба эти уровня объединены в единый канальный уровень. В Ethernet определяется протокол тестирования конфигурации (Ethernet Configuration Test Protocol), который отсутствует в IEEE 802.3. Несколько отличается и формат кадра, хотя минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают.

В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет различные модификации — 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F, 100 Base T, 100 Base TX, 100 Base TU, 100 Base FX.

Класс 10 Base 5

Сети этого стандарта используют топологию «обща шина» и создаются на основании коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом и пропускной способностью 10 Мбит/с. Общая шина локальной сети ограничивается с обеих сторон терминалами, однако помимо Т-коннекторов в подобных системах использовались специальные устройства, получившие общее название «трансиверы». Собственно, трансиверы являлись приемниками и передатчиками данных между работающими в сети компьютерами и самой сетью. Помимо функций собственно приемника-передатчика информации, трансиверы обеспечивали надежную электроизоляцию работающих в сети компьютеров, а также выполняли функции устройства, снижающего уровень посторонних электрических помех.

Максимальная длина коаксиального кабеля, протянутого между трансивером и сетевым адаптером компьютера в таких сетях может достигать 25 метров, максимальная длина одного сегмента сети — 500 метров, а минимальное расстояние между точками подключения — 2,5 м. Всего в одном сегменте сети может работать не более ста компьютеров, при этом количество совместно работающих сегментов сети не должно превышать пяти.

Класс 10 Base 2

Локальные сети, относящиеся к этому классу, являются прямыми «наследниками» сетей 10Base5. Как и в предыдущем случае, для соединения компьютеров используется тонкий экранированный коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, оснащенный Т-коннекторами и терминаторами, однако в такой конфигурации Т-коннекторы подключаются к разъему сетевой карты напрямую, без использования каких-либо промежуточных устройств. Соответственно, такая сеть имеет стандартную конфигурацию «общая шина». Максимальная длина одного сегмента может достигать 185 метров, при этом минимальное расстояние между точками подключения составляет 0,5 м. наибольшее число компьютеров, подключенных к одному сегменту такой сети, не должно превышать 30, максимально допустимое количество сегментов сети составляет 5. Пропускная способность данной сети составляет 10 Мбит/с.

Класс 10 Base T

Одним из наиболее распространенных сегодня классов локальных сетей Ethernet являются сети 10BaseT. Как и стандарт 10Base2, такие сети обеспечивают передачу данных со скоростью 10 Мбит/с, однако используют в своей архитектуре топологию «звезда» и строятся с применением специального кабеля — витая пара. Фактически витая пара представляет собой восьмижильный провод, в котором для обмена информации по сети используется лишь две пары проводников: одна — для приема сигнала, и одна для передачи. В качестве центрального звена в звездообразной структуре локальной сети 10BaseT применяется специальное устройство — концентратор. Для построения распределенной вычислительной системы, состоящей из нескольких сетевых сегментов, возможно подключение нескольких хабов в виде каскада, либо присоединение через хаб к сети 10BaseT локальной сети другого класса, однако следует учитывать то обстоятельство, что общее число точек подключения в такой системе не должно превышать 1024.

Максимально допустимое расстояние между узлами сети составляет 100 метров, но можно сказать, что это значение взято, скорее, из практики построения таких сетей, поскольку стандарт 10BaseT предусматривает иное ограничение: затухание мигнала на отрезке между приемником и источником не должно превышать порога 11,5 децибела.

Класс 10 Base F

К этому классу принято относить распределенные вычислительные сети, сегменты которых соединены посредствам магистрального оптоволоконного кабеля, длина которого может достигать 2 км. Очевидно, что в силу высокой стоимости такие сети используются в основном в корпоративном секторе рынка.

Сеть имеет звездообразную топологию, которая, однако, несколько отличается от архитектуры, принятой для сети 10BaseT.

Компьютеры каждого сегмента такой сети подключаются к хабу, который в свою очередь, соединяется с внешним трансивером сети 10BaseF посредствам специального коммутационного шнура, подключаемого к 15-контактному разъему AUI. Задача трансивера состоит в том, чтобы, получив из своего сегмнта сети электрический сигнал, трансформировать его в оптический и передать в оптоволоконный кабель. Приемником оптического сигнала является аналогичное устройство, которое преобразует его в последовательность электрических направляемых в удаленный сегмент сети.

Преимущества оптических линий связи перед традиционными неоспоримы. Прежде всего диэлектрическое волокно, используемое в оптоволоконных кабелях в качестве волноводов, обладает уникальными физическими свойствами, благодаря которым затухание сигнала в такой линии крайне мало: оно составляет величину порядка 0,2 дБ на километр при длине волны 1,55 мкм, что потенциально позволяет передавать информацию на расстояние до 100 км без использования дополнительных усилителей и ретрансляторов. Кроме того, в оптических линиях связи частота несущего сигнала достигает 1014Гц, а это означает, что скорость передачи данных по такой магистрали может составлять 1012 бит/с. Если принять во внимание тот факт, что несколько световых волн может одновременно распространяться в световоде в различных направлениях, то эту скорость можно значительно увеличить, организовав между конечными точками оптоволоконного кабеля двунаправленный обмен данными. Другой способ удвоить пропускную способность оптической линии связи заключается в одновременной передачи по оптоволокну нескольких волн с различной поляризацией. Фактически можно сказать, что на сегодняшний день максимально возможная скорость передач информации по оптическим линиям пока еще не достигнута, поскольку достаточно жесткие ограничения на «быстродействие» подобных сетей накладывает конечное оборудование. Оно же «ответственно» и за относительно высокую стоимость всей системы в целом, поскольку диэлектрический кварцевый светодиод сам по себе значительно дешевле традиционного медного провода. В завершение можно упомянуть и тот факт, что оптическая линия в силу естественных физических законов абсолютно не подвержена воздействию электромагнитных помех, а так же обладает существенно большим ресурсом долговечности, чем линия, изготовленная из стандартного металлического проводника.

Класс 100 Base T, 100 Base TX, 100 Base TU, 100 Base FX

Класс локальных сетей 100BaseT, называемый также Fast Ethernet, появился относительно недавно: он был создан в 1992 году. Фактически Fast Ethernet является «наследником» сетей стандарта 100BaseT, однако в отличие от них позволяет передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с. Так же как и стандарт 10BaseT, локальные сети Fast Ethernet имеют звездообразную топологию и могут быть собраны с использованием кабеля различных типов, наиболее часто применяемым из которых является витая пара. В 1995 году данный стандарт был одобрен институтом инженеров по радиотехнике и электронике и вошел в спецификацию IEEE 802.3 обрел тем самым официальный статус.

Поскольку класс сетей 100BaseT является прямым потомком класса 10BaseT, в таких системах используются стандартные для Ethernet протоколы передачи данных, а также стандартное прикладное программное обеспечение, предназначенное для администрирования локальных сетей, что значительно упрощает переход от одного типа сети к другому. Предполагается, что в не столь отдаленном будущем эта технология вытеснит большинство действующих на сегодняшний «устаревших» стандартов, поскольку в процессе разработки данной спецификации одной из основных задач являлось сохранение совместимости новой разновидности локальных сетей с различными типами кабеля, используемого в сетях старого образца, что создано несколько модификаций стандарта Fast Ethernet. Технология 100BaseTX подразумевает использование стандартной витой пары пятой категории, в которой задействовано только четыре проводника из восьми имеющихся: два для приема данных, и два для передачи. Таким образом, в сети обеспечивается двунаправленный обмен информацией и, кроме того, остается потенциальная возможность для дальнейшего наращивания производительности всей распределительной вычислительной системы. В сетях 100BaseT4 также используется витая пара, однако в ней задействованы все восемь жил проводника: одна пара работает только на прием данных, одна — только на передачу, а оставшиеся две обеспечивают двунаправленный обмен информацией. Поскольку технология 100BaseT4 подразумевает разделение всех анодируемых по сети на три независимых логических канала (прием, передача, прием-передача), пропорционально уменьшается частота сигнала, что позволяет прокладывать такие сети с использованием менее качественного и, следовательно, более дешевой категории 3 или 4, наконец, последний стандарт в семействе Fast Ethernet носит название 100BaseFX. Предназначен он для работы с оптоволоконными линиями связи.

Максимальная длина одного сегмента в сетях 100BaseT не превышает 100 м, в качестве конечного оборудования используются сетевые адаптеры и концентраторы, поддерживающие этот стандарт. Существуют также универсальные сетевые адаптеры 10BaseT/100BaseT. Принцип их работы состоит в том, что в локальных сетях этих двух классов используются одинаковые линии связи с одним и тем же типом разъемов, а задача автоматического распознавания пропускной способности каждой конкретной сети (10 Мбит/с или 100 Мбит/с) возлагается на протокол канального уровня, являющийся частью программного обеспечения самого адаптера.

Несмотря на все преимущества спецификации 100BaseT, такие сети по сравнению с более старыми реализациями Ethernet не лишены и ряда недостатков, унаследованных ими от своего прародителя — стандарта 10BaseT. Прежде всего в моменты пиковой нагрузки, то есть в случае возникновения ситуации, при которой к ресурсам сети обращается более 50% всех узлов, на линии образуется хорошо знакомый пользователям 10BaseT «затор» — другими словами, сеть начинает заметно «тормозить». И во-вторых, если в распределенной вычислительной системе применяется комбинированная технология сети работает со стандартом 10BaseT, другая — со стандартом 100BaseT, высокая скорость соединения будет возможна только на участке, поддерживающем пропускную способность в 100 Мбит/с. Поэтому даже если компьютер оснащен сетевым адаптером 100BaseT, при обращении к удаленному узлу, оборудованному сетевой картой 10BaseT, скорость соединения не превысит 10 Мбит/с.

Из всех перечисленных сетевых технологий выбираем Ethernet, так как она очень распространена и легка в настройке. Будем использовать стандарт 100BaseTX для соединения компьютеров с сетевыми коммутаторами и коммутационным шкафом.

Параметры спецификаций сетевых архитектур

Расчет длины кабельного соединения

Из таблицы видно, что максимальное расстояние до главного коммутационного узла составляет 40,73 метра, следовательно можно обойтись без промежуточного коммутационного узла сети.

Перейдем к выбору активного сетевого оборудования.

К активному сетевому оборудованию относятся сетевые адаптеры, серверы, ретрансляторы.

Выбираем сервер. На производительность сервера оказывает много факторов: тип и тактовая частота процессора, объем оперативной памяти, скорость сетевой платы. Будем использовать два сервера. Первый будет самый мощный, он будет использоваться в качестве файлового сервера и сервера приложений, второй сервер в качестве Интернет сервера.

К ретрансляторам относятся: концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, они связывают отдельные сегменты сети.

Спецификация компонентов активного оборудования ЛВС.

Коммутаторы были выбраны на 2×48 портов с расчетом, что в дальнейшем кафедра будет расширяться, и потребуются дополнительные информационные розетки, в последствии они будут подключаться к коммутаторам. Коммутаторы коммутируются между собой по гигабитным портам. Предусмотрено гигабитное подключение серверов к коммутаторам. Модем подключается к Интернет серверу по технологии Fast Ethernet, с тем расчетом, что скорость выхода в интернет 100 Мбит/с.

Логическая схема сети

Выбор пассивного и вспомогательного оборудования сети

К пассивному оборудованию относятся кабели, соединительные разъемы, коммутационные панели. К вспомогательному оборудования — устройства бесперебойного питания, монтажные стойки, шкафы, кабелепроводы.

При составлении спецификации пассивного и вспомогательного оборудования, а также при построении трассы прокладки кабелей использовать следующие условные обозначения:

ѕ R** - шкаф коммутационный (* - номер этажа, * - номер шкафа).

ѕ Х*** - коммутационная панель (* - номер этажа, * - номер шкафа, * - номер панели в шкафу).

ѕ XF*** - коммутационная панель для магистральных связей.

ѕ С***_* - компьютерный абонентский кабель (*** - номер комнаты, * - номер розетки).

ѕ СВ*/* - магистральный кабель (* - этаж, * - номер провода).

ѕ W***_* - розетка (*** - номер комнаты, * номер розетки).

ѕ SW*** - активное оборудование (* - номер этажа, * - номер шкафа, * - номер панели в шкафу).

Спецификация пассивного и вспомогательного оборудования

Схема размещения оборудования в шкафу

При проектировании кабельной системы для передачи данных следует использовать раскладку проводов Т568А или Т568В — единую по всей кабельной сети.

Каждая розетка подключается к соответствующему разъему патч-панели.

Таблица соединений

Выбор программного обеспечения

Структура сетевой операционной системы

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам — протоколам.

В сетевой ОС отдельные машины можно выделить несколько частей: средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами и мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.

Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование — серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.

Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования — клиентская часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть так же осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т. п., то есть является средством транспортировки сообщений. В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

Первые сетевые ОС представляли собой совокупность существующей локальной ОС и надстроенной над ней сетевой оболочки. При этом в локальную ОС встраивался минимум сетевых функций, необходимых для работы сетевой оболочки, которая выполняла основные сетевые функции. Примером такого подхода является использование на каждой машине сети операционной системы MS DOS. Принцип построения сетевых ОС в виде сетевой оболочки над локальной ОС используется и в современных ОС.

Программное обеспечение ЛВС

Выбор протоколов и схемы адресации

Взаимодействие компьютеров в сетях происходит в соответствии с определенными правилами обмена сообщениями и их форматами, то есть в соответствии с определенными протоколами. Иерархически организованная совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети, называется стеком коммуникационных протоколов. Существует достаточно много стеков протоколов, широко применяемых в сетях. Это и стеки, являющиеся международными и национальными стандартами, и фирменные стеки, получившие распространение благодаря распространенности оборудования той или иной фирмы. Примерами популярных стеков протоколов могут служить стек IPX/SPX фирмы Novell, стек TCP/IP, используемый в сети Internet и во многих локальных сетях, стек OSI международной организации по стандартизации, стек DECnet корпорации Digital Equipment и некоторые другие.

Использование в сети того или иного стека коммуникационных протоколов во многом определяет лицо сети и ее характеристики. В небольших однородных сетях может использоваться исключительно один стек. В крупных корпоративных сетях, объединяющих различные сети, параллельно используются, как правило, несколько стеков. В контексте межсетевого взаимодействия понятие «сеть» можно определить как совокупность компьютеров, общающихся друг с другом с помощью единого стека протоколов. Здесь компьютеры могут быть отнесены к разным сетям, если у них различаются протоколы верхних уровней, например, сеть Windows NT, сеть NetWare. Конечно, эти сети могут спокойно сосуществовать, не мешая друг другу и мирно пользуясь общим транспортом. Однако, если потребуется обеспечить доступ к данным файл-сервера NetWare для клиентов Windows NT, администратор сети столкнется в необходимостью согласования сетевых сервисов.

Проблема межсетевого взаимодействия может возникнуть и в однородной сети Ethernet, в которой установлено несколько сетевых ОС. В этом случае, все компьютеры и все приложения используют для транспортировки сообщений один и тот же набор протоколов, но взаимодействие клиентских и серверных частей сетевых сервисов осуществляется по разным протоколам.

Выбираем стек протоколов TCP/IP. Все компьютеры, включая серверы расположенные в сети должны иметь статические адреса. Необходимо выбрать класс сети и маску сети.

Схема адресации ПК в сети.

Организация доступа в Интернет

Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются специальные выходы (WAN-порты) маршрутизаторов, а также аппаратура передачи данных по длинным линиям — модемы (при работе по аналоговым линиям) или же устройства подключения к цифровым каналам (TA — терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа CSU/DSU и т. п.).

В глобальной сети строго описан и стандартизован интерфейс взаимодействия пользователей с сетью — User Network Interface, UNI. Это необходимо для того, чтобы пользователи могли без проблем подключаться к сети с помощью коммуникационного оборудования любого производителя, который соблюдает стандарт UNI.

При передаче данных через глобальную сеть маршрутизаторы работают точно так же, как и при соединении локальных сетей — если они принимают решение о передаче пакета через глобальную сеть, то упаковывают пакеты принятого в локальных сетях сетевого протокола (например, IP) в кадры канального уровня глобальной сети (например, frame relay) и отправляют их в соответствии с интерфейсом UNI ближайшему коммутатору глобальной сети через устройство DTE. Каждый пользовательский интерфейс с глобальной сетью имеет свой собственный адрес в формате, принятом для технологии этой сети.

Маршрутизаторы с выходами на глобальные сети характеризуются типом физического интерфейса (RS-232, RS-422, RS-530, HSSI, SDH), а также поддерживаемыми протоколами территориальных сетей — протоколами коммутации каналов для телефонных сетей или протоколами коммутации пакетов для компьютерных глобальных сетей.

При организации доступа в Internet в офисе или предприятии встает проблема «сетефикации» — контроль прав доступа пользователей, дабы нерадивые сотрудники не «сидели» в Internet постоянно. Proxy-серверы — это программы-посредники, которые устанавливаются на компьютере-шлюзе, их задача — ретранслировать пакеты соответствующей службы (например, FTP или HTTP) в Internet и проверять (а при необходимости — ограничивать) права доступа клиента. Заметим, что для всех популярных служб Internet существуют свои proxy-серверы. Кроме того, создан один универсальный proxy-сервер, называемый Socks. С его помощью можно подключить к Internet такие программы, как ICQ, IRC и др. В данном случае при настройке компьютеров-клиентов во вкладке Подключение диалогового окна свойств браузера необходимо указать IP-адрес proxy-сервера HTTP (адрес компьютера с Proxy) и номер порта.

Однако установка и настройка такого выделенного сервера это дополнительные расходы, в случае с NT стоимость компьютера, операционной системы, специализированной программы и услуг по конфигурированию. Другим решением для небольшого офиса или предприятия является применение специализированного Internet Serverа. Большинство компаний, занимающихся сетевым оборудованием, имеют в своем арсенале подобные продукты. По своей сути это маршрутизатор, т. е. специализированный мини-сервер, реализующий передачу IP-пакетов из одной подсети в другую. Обычно он представляет собой компактное устройство, оснащенное одним или двумя последовательными портами для подсоединения модема и портом Ethernet для включения в локальную сеть. Большинство Internet-серверов поддерживают работу с выделенной линией. Типичный набор функций, реализуемых IS, выглядит как работа с большинством Internet-протоколов (HTTP, FTP, NAT, PPP, PAP/CHAT, Telnet, ARP, ICMP, DHCP), обеспечение функций firewall для локальной сети и поддержка таблицы маршрутизации, практически полноценный proxy-сервер с достаточной для большинства пользователей функциональностью.

Технология подключения к Internet.

Проведя анализ исходных данных, принимаем решение об установке DSL модема Cisco SOHO 97 ADSL Router, 1х RJ-11, 4х RJ-45, 10/100BASE-TX, который производит подключение к интернету по технологии ADSL.

Для разграничения пользователей к подключению к Internet, организуем прокси-сервер UserGate 4.0, который ведет точный учет трафика, имеет встроенный межсетевой экран, систему интернет статистики.

Выбор Internet оператора

Доступ в глобальную сеть Internet будет представлять ОАО «Дальсвязь». Подключение к данному провайдеру обойдется в 1550 рублей, не включая стоимость модема. Тариф выбран безлимитный, абонентская плата в месяц составляет 1500 руб.

Экономическая часть

Расчет затрат на внедрение вычислительной сети

Затраты на внедрение вычислительной сети рассчитываются по следующей формуле:

К=К_ао+К_по+К_пл+К_мн

где:

— К_ао — стоимость аппаратного обеспечения ВС

— К_по - стоимость программного обеспечения ВС

— К_пл — стоимость дополнительных площадей

— К_мн - единовременные затраты на наладку, монтаж и пуск ВС.

Затраты на приобретение недостающего для организации локальной информационной сети оборудования и программного обеспечения были приведены ранее в таблицах.

Рассчитаем затраты на наладку, монтаж и пуск ЛВС, сведя все данные в таблицу, а затем рассчитаем затраты на внедрение вычислительной сети, по формуле приведенной ранее.

Затраты на наладку, монтаж и пуск ЛВС.

Откуда общие затраты на внедрение:

К=(222 218+110223,97)+47 934+0+65 635,2=446 011,17 руб.

После расчета общих затрат на внедрение определим затраты на одно рабочее место:

К_{на одно место}=446 011,17 /50=8920,22 руб.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был выбран комплекс технических средств, соответствующий постановленной задачи, с учетом приобретения нового оборудования как пассивного, так и активного и вспомогательного. Так же были выбраны два сервера: файловый сервер, который выполняет и функции сервера приложений, и интернет сервер. Для серверов также было выбрано программное обеспечение. Выполнена трассировка кабеля, произведен расчет кабелепроводов.

Хотелось бы отметить, что для многих информационных систем изначально не преследуется цель сокращения рабочих мест, экономии средств, отводимы на трудовой процесс, а установка вычислительной сети проводится с целью повышения качества принимаемых решений, установки единого регламента деловых процессов, повышения качества обслуживания клиентов, обеспечить коллективную работу как служащих, так и обучающихся.

1. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов» 2-е издание — СПБ.: Питер, 2003

2. www.offt.ru

3. www.microsoft.com

4. www.publish.khv.ru

5. www.planetashop.ru

6. www.dcom.com

7. www.colan.ru