Сравнение технологий и определение конфигурации

На данной страничке представлены сравнительные характеристики наиболее распространенных технологий ЛВС.

Характеристики	FDDI	Ethernet	TokenRing	ArcNet
Скорость передачи	100 Мбит/с	10 (100) Мбит/с	16 Мбит/с	2,5 Мбит/с
Топология	кольцо	шина	кольцо/звезда	шина, звезда
Среда передачи	оптоволокно, витая пара	коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно	витая пара, оптоволокно	коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно
Метод доступа	маркер	CSMA/CD	маркер	маркер
Максимальная протяженность сети	100 км	2500 м	4000 м	6000 м
Максимальное количество узлов
Максимальное расстояние между узлами	2 км	2500 м	100 м	600 м

Радиоканалы передачи данных для локальных сетей. Стандартом беспроводной связи для локальных сетей является технология Wi-Fi. Wi-Fi обеспечивает подключение в двух режимах: точка-точка (для подключения двух ПК) и инфраструктурное соединение (для подключения несколько ПК к одной точке доступа). Скорость обмена данными до 11 Mбит/с при подключении точка-точка и до 54 Мбит/с при инфраструктурном соединении.

Кабельные линии связи

Кабельные линии связи имеют довольно сложную структуру. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. В компьютерных сетях используются три типа кабелей.

Витая пара (twistedpair) — кабель связи, который представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку. Пары проводов скручиваются между собой с целью уменьшения наводок. Витая пара является достаточно помехоустойчивой. Существует два типа этого кабеля: неэкранированная витая пара UTP и экранированная витая пара STP.

Характерным для этого кабеля является простота монтажа. Данный кабель является самым дешевым и распространенным видом связи, который нашел широкое применение в самых распространенных локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа “звезда”. Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи соединителя RJ45.

Кабель используется для передачи данных на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Витая пара обычно используется для связи на расстояние не более нескольких сот метров. К недостаткам кабеля "витая пара" можно отнести возможность простого несанкционированного подключения к сети.

Коаксиальный кабель (coaxialcable) - это кабель с центральным медным проводом, который окружен слоем изолирующего материала для того, чтобы отделить центральный проводник от внешнего проводящего экрана (медной оплетки или слой алюминиевой фольги). Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией.

Существует два типа коаксиального кабеля: тонкий коаксиальный кабель диаметром 5 мм и толстый коаксиальный кабель диаметром 10 мм. У толстого коаксиального кабеля затухание меньше, чем у тонкого. Стоимость коаксиального кабеля выше стоимости витой пары и выполнение монтажа сети сложнее, чем витой парой.

Коаксиальный кабель применяется, например, в локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа “общая шина”.

Коаксиальный кабель более помехозащищенный, чем витая пара и снижает собственное излучение. Пропускная способность – 50-100 Мбит/с. Допустимая длина линии связи – несколько километров. Несанкционированное подключение к коаксиальному кабелю сложнее, чем к витой паре.

Кабельные оптоволоконные каналы связи. Оптоволоконный кабель (fiberoptic) – это оптическое волокно на кремниевой или пластмассовой основе, заключенное в материал с низким коэффициентом преломления света, который закрыт внешней оболочкой.

Оптическое волокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон. На передающем конце оптоволоконного кабеля требуется преобразование электрического сигнала в световой, а на приемном конце обратное преобразование.

Основное преимущество этого типа кабеля – чрезвычайно высокий уровень помехозащищенности и отсутствие излучения. Несанкционированное подключение очень сложно. Скорость передачи данных 3Гбит/c. Основные недостатки оптоволоконного кабеля – это сложность его монтажа, небольшая механическая прочность и чувствительность к ионизирующим излучениям.

4. Проектирование физической и логической структуры сети

Исходя из планировки здания и особенностей работы коммерческой организации, был сделан выбор в пользу сети на основе сервера. Это дает возможность администрирования сети, делает ее прозрачной.

ЛВС строится по технологии коммутации независимых сегментов Ethernet с использованием множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (метод CSMA/CD).

В данном проекте используется топология «звезда». Подсети, спроектированные по топологии «звезда» были построены по технологии 100BaseTX, использующей неэкранированную витую пару UTP-5.

Таким образом, при разработке локальной вычислительной сети было выбрано оптимальное соотношение качества и стоимости монтажа кабеля.

Схема прокладки кабеля представлена на рисунке 1 и 2.

40м

10м

5м

5м

Рис. 1. Физическая схема разрабатываемой ЛВС первого этажа здания

Рис. 2. Физическая схема разрабатываемой ЛВС второго этажа здания

Для логической структуризации были использованы коммутаторы -switch.

Логическая структура сети представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Логическая структура сети

Вся сеть разбита на две подсети: первого и второго этажей здания. Каждая подсеть содержит коммутационное оборудование (switch), осуществляющее надежную коммутацию и высокую производительность.

Имеющиеся рабочие станции сети подключаются к портам коммутаторов, обеспечивающих скорость передачи в пределах коллизионного сегмента – 10/100 Mb/c для каждого порта.

Оставшиеся порты коммутаторов остаются в резерве для возможного подключения в дальнейшем дополнительного коммутатора в стек, либо для подключения дополнительных рабочих станций в случае расширения локальной сети.

Сеть будет разрабатываться на базе стандарта IEEE 802.3 (FastEthernet или 100BASE-TX) для медного кабеля (витая пара).

Сетевые топологии

Все компьютеры в локальной сети соединены линиями связи. Геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети называется физической топологией. В зависимости от топологии различают сети: шинной, кольцевой, звездной, иерархической и произвольной структуры.

Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга. Физическая топология - это геометрия построения сети, а логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.

В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

§ физическая "шина" (bus);

§ физическая “звезда” (star);

§ физическое “кольцо” (ring);

§ физическая "звезда" и логическое "кольцо" (TokenRing).

Шинная топология

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал (коаксиальный кабель) передачи данных, на концах которого устанавливаются оконечные сопротивления (терминаторы). Каждый компьютер подключается к коаксиальному кабелю с помощью Т-разъема (Т - коннектор). Данные от передающего узла сети передаются по шине в обе стороны, отражаясь от оконечных терминаторов. Терминаторы предотвращают отражение сигналов, т.е. используются для гашения сигналов, которые достигают концов канала передачи данных.

Таким образом, информация поступает на все узлы, но принимается только тем узлом, которому она предназначается. В топологии логическая шина среда передачи данных используются совместно и одновременно всеми ПК сети, а сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления по среде передачи. Так как передача сигналов в топологии физическая шина является широковещательной, т.е. сигналы распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Рис. 1.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой Ethernet (классы 10Base-5 и 10Base-2 для толстого и тонкого коаксиального кабеля соответственно).

Преимущества сетей шинной топологии:

§ отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

§ сеть легко настраивать и конфигурировать;

§ сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

§ разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

§ ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

§ трудно определить дефекты соединений.

Топология типа “звезда”

В сети построенной по топологии типа “звезда” каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Рис. 2.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, т.е. сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

§ легко подключить новый ПК;

§ имеется возможность централизованного управления;

§ сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

§ отказхаба влияет на работу всей сети;

§ большой расход кабеля.

Топология “кольцо”

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Рис. 3.

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети - логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать.

К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Как правило, в чистом виде топология “кольцо” не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Топология TokenRing

Эта топология основана на топологии "физическое кольцо с подключением типа звезда". В данной топологии все рабочие станции подключаются к центральному концентратору (TokenRing) как в топологии физическая звезда. Центральный концентратор - это интеллектуальное устройство, которое с помощью перемычек обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции.

Другими словами с помощью концентратора каждая станция соединяется только с двумя другими станциями (предыдущей и последующей станциями). Таким образом, рабочие станции связаны петлей кабеля, по которой пакеты данных передаются от одной станции к другой и каждая станция ретранслирует эти посланные пакеты. В каждой рабочей станции имеется для этого приемо-передающее устройство, которое позволяет управлять прохождением данных в сети. Физически такая сеть построена по типу топологии “звезда”.

Концентратор создаёт первичное (основное) и резервное кольца. Если в основном кольце произойдёт обрыв, то его можно обойти, воспользовавшись резервным кольцом, так как используется четырёхжильный кабель. Отказ станции или обрыв линии связи рабочей станции не вличет за собой отказ сети как в топологии кольцо, потому что концентратор отключет неисправную станцию и замкнет кольцо передачи данных.

Рис. 4.

В архитектуре TokenRing маркер передаётся от узла к узлу по логическому кольцу, созданному центральным концентратором. Такая маркерная передача осуществляется в фиксированном направлении (направление движения маркера и пакетов данных представлено на рисунке стрелками синего цвета). Станция, обладающая маркером, может отправить данные другой станции.

Для передачи данных рабочие станции должны сначала дождаться прихода свободного маркера. В маркере содержится адрес станции, пославшей этот маркер, а также адрес той станции, которой он предназначается. После этого отправитель передает маркер следующей в сети станции для того, чтобы и та могла отправить свои данные.

Один из узлов сети (обычно для этого используется файл-сервер) создаёт маркер, который отправляется в кольцо сети. Такой узел выступает в качестве активного монитора, который следит за тем, чтобы маркер не был утерян или разрушен.

Преимущества сетей топологии TokenRing:

§ топология обеспечивает равный доступ ко всем рабочим станциям;

§ высокая надежность, так как сеть устойчива к неисправностям отдельных станций и к разрывам соединения отдельных станций.

Недостатки сетей топологии TokenRing: большой расход кабеля и соответственно дорогостоящая разводка линий связи.

6. Состав сети.

6.1. Техническое обеспечение

Составными частями разрабатываемой ЛВС являются:

1. сервер сети;

2. коммутационное оборудование (switch);

3. пассивное оборудование (коммутационные шкафы, короба, розетки);

4. рабочие станции (ПК);

5. рабочая среда (кабель).

Таблица 1

Номер	Наименование	Цена за шт	Количество	Стоимость
Комплектация сервера
1.	CPU Intel Xeon 2.4 GHz.
2.	DIMM 512 Mb DDR.
3.	HDD - 120Gb IDE.
4.	Mb Intel Server Board.
5.	SVGA 32 Mb.
6.	Корпус Intel.
7.	Монитор 15” LG.
8.	CD\CD-RW\DVD-RW.
Комплектация рабочих станций
1.	CPUIntelCELERON 2.4.
2.	DIMM 128 DDR.
3.	FDD 3.5 HD Mitsumi.()
4.	HDD 40Gb IDE.
5.	Mb Intel или ASUS.
6.	Корпус midi tower ATX 250W for P4.
7.	Монитор 17” Samsung.
Коммуникационное оборудование
1.	Кабель UTP 5 категории
2.	Коннектор RJ-45
3.	Сетевой адаптер
4.	Коммутатор
5.	Розетки питания
6.	Сетевые розетки

Для обеспечения надежности сети используются пассивное оборудование, такое как коммутационные шкафы настенного исполнения и короба. При реализации сети используется скрытая проводка. Закладка кабелей в общих помещениях (коридорах, пролетах, холлах), а также в помещениях, где предполагается размещение пользователей и оконечного оборудования производится в пластиковые кабельные короба.

Программное обеспечение

1. Операционная система: рабочие станции – MicrosoftWindows 7, сервера – WindowsServer

2. Сетевые протоколы TCP/IP, SMTP, FTP.

3. Офис: MicrosoftOffice 2013

4. Антивирус: рабочие станции – Dr.web 4.32b

5. Архиватор – WinRar

7. Распределение адресного пространства

Существенным компонентом любой системы сети является определение местонахождения компьютерных систем. Для автоматизации процедуры распределения адресного пространства используется протокол OSPF (протокол обмена маршрутной информацией), поддерживающий префиксы произвольного размера и обменивающийся информацией, включающий 32-битный адрес и длину префикса. Распространена форма задания префикса в виде маски подсети. Маска представляет собой 32-битное число.

IP-адреса компьютеров в проектируемой сети представлена в таблице 5.

Таблица 5. IP-адреса компьютеров в сети

Устройство	IP – адрес	Класс	Маска
Switch1 – A2ws1	192.168.1.1	B	255.255.0.0
Switch1 – A1ws1	192.168.1.3	B	255.255.0.0
Switch1 – A1ws2	192.168.1.4	B	255.255.0.0
Switch1 – A1ws3	192.168.1.5	B	255.255.0.0
Switch1 – A1ws4	192.168.1.6	B	255.255.0.0
Switch1 – A3ws1	192.168.1.11	B	255.255.0.0
Switch1 – A3ws2	192.168.1.12	B	255.255.0.0
Switch1 – A3ws3	192.168.1.13	B	255.255.0.0
Switch1 – A3ws4	192.168.1.14	B	255.255.0.0
Switch1 – A7ws1	192.168.1.19	B	255.255.0.0
Switch1 – A7ws2	192.168.1.20	B	255.255.0.0
Switch1 – A8ws1	192.168.1.23	B	255.255.0.0
Switch1 – A8ws2	192.168.1.24	B	255.255.0.0
Switch2 – A14ws1	192.168.2.1	B	255.255.0.0
Switch2 – A14ws2	192.168.2.2	B	255.255.0.0
Switch2 – A10ws1	192.168.2.5	B	255.255.0.0

Заключение

В данной работе была решена задача разработки локальной вычислительной сети, предназначенной для объединения имеющейся компьютерной техники коммерческой организации в единую систему с целью автоматизации документооборота, а также повышения эффективности управления информационными потоками в организации.

Разработанная локальная вычислительная сеть отвечает всем заявленным требованиям. Она легко администрируема, прозрачна, а также при необходимости может быть расширена.

Достоинством представленных технических решений является то, что они основаны на современных информационных технологиях, обеспечивают высокие уровни производительности, надежности и защиты данных. Другим важным аспектом представленных технических решений является их открытость. Они базируются только на стандартных технологиях и допускают расширение и модернизацию локальной вычислительной сети в будущем в соответствии с растущими потребностями.

9. Список использованных источников

1. ЛВС - http://www.lessons-tva.info/edu/telecom-loc/m1t5_4loc.html

2. Компьютерные сети – принципы, технологии, протоколы. В. Г. Олифер и Н.А. Олифер.

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт математики, физики и информационных технологий

Кафедра «Прикладная математика и информатика»

Дневникпрактики

СтудентаРамихудоеваШамсиддинаМухиддиновича 1

Института математики, физики и информационных технологий

гр. ПМИб-1401

Организация (предприятие, учреждение, сообщество):

Тольяттинский Государственный Университет 1

Подразделение: Прикладная математика и информатика

Рабочее место:

Программист 1

Срок практики: с 4 июля1 по 17 июля 1

Номер и дата приказа по организации (предприятию, учреждению, сообществу), разрешающий практику _№__2843_от 24.06.2016_

Руководитель практики от организации (предприятия, учреждения, сообщества)

Гунченко Евгения Михайловна

_________________

Задание на ПРАКТИКУ

Индивидуальное задание:

«Проектирование физической и логической структуры ЛВС»

«Техническое обеспечение ЛВС»

«Программное обеспечение ЛВС»

Исходные данные:

Памятка о прохождении практики в учебном заведении.

Методические пособия.

Заведующий кафедрой «Прикладная математика и информатика»

__________________ (А.В. Очеповский)

Руководитель практики от кафедры ____________________ (Е.М. Гунченко)

Учёт работы студента

Дата	Время	Содержание работы
04.07.16	6 часов	Знакомство с местом прохождения практики, и знакомство с его персоналом. Подготовка рабочего места.
05.07.16	6 часов	Знакомство с реальной работой кафедры, и ее организационно-функциональной структурой.
06.07.16	6 часов	Знакомство с задачами и принципами профессиональной деятельности.Изучение документации.
07.07.16	6 часов	Составление рабочего плана и рабочего графика, уточнение индивидуального задания.
08.07.16	6 часов	Установка необходимых ПО.
09.07.16	6 часов	Анализ существующего программного и аппаратного обеспечения. Проведение мероприятий по сбору, обработке и систематизации фактического материала.
11.07.16	6 часов	Выполнение индивидуального задания.
12.07.16	6 часов	Выполнение дополнительного задания.
13.07.16	6 часов	Изучение методических рекомендаций по учебной практике. Сбор, обработка, систематизация материала для отчета, оформление отчета по практике, защита отчета.
14.07.16	54 часов	Самостоятельная работа

Итого:

108 часов

Отзыв

руководителя практики от организации (предприятия, учреждения, сообщества) о деятельности студента в период практики

Студент Рамихудоев Шамсиддин Мухиддинович проходил практику в Тольяттинском Государственном Университете, с 04 июня по 17 июля 2016г.

За этот период он внимательно и ответственно относился к выполняемой работе. Вдумчиво и со знанием дела подходил к выполнению задания. В своей работе успешно применял знания. Проявил себя дисциплинированным, ответственным работником и за весь срок не получил ни одного замечания.Выполняемая работа ему нравится, любит видеть ее результаты.

Рекомендуемая оценка___________________________________________

Руководитель практики от организации (предприятия, учреждения, сообщества)

__________________

Отзыв

руководителя практики от кафедры о выполнении программы практики, предоставлении отчетной документации и других заданий

Оценка____________________________________________

Руководитель практики от кафедры Гунченко Евгения Михайловн

___________

Заключение заведующего кафедрой

_________________

Отметки

Прибыл в организацию (предприятие, учреждение, сообщество)	«___» __________ 2016 года
Руководитель практики от организации (предприятия, учреждения, сообщества)	_______________________________
Убыл из организацию (предприятие, учреждение, сообщество)	«___» __________ 2016 года
Руководитель практики от организации (предприятия, учреждения, сообщества)	_______________________________

Памятка

студенту о порядке прохождения практики

в организации (предприятии, учреждении, сообществе)