Реферат: Учебное пособие к курсовому проектированию по курcам «Сети эвм» и«Глобальные сети» Проектирование сети кампуса Москва 2003

Министерство образования РФ

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана

Факультет “Информатика и системы управления”

Кафедра “Компьютерные системы и сети”


Учебное пособие

к курсовому проектированию по курcам

«Сети ЭВМ» и «Глобальные сети»

Проектирование сети кампуса


Москва

2003

Составители:

– доцент кафедры ИУ9 «Высокопроизводительные системы и технологии» Колобаев Л.И.

– доцент кафедры ИУ6 «Компьютерные системы и сети Ващенко Б.И.;

Содержание

Расчет времени задержки детектирования коллизий (PDV) 21

Расчет сокращения межпакетного интервала (PVV) 22




^ Перечень рисунков


Рисунок 1- Схема вычислительной сети здания 7

Рисунок 2- Структура сети кампуса 8

Рисунок 3 – Структура сложной кампусной сети 9

Рисунок 4- Уровни доступа и распределения 10

Рисунок 5– Пример структуры сети кампуса 11

Рисунок 6- Простейший пример применения технологии 10Base-T 18

Рисунок 7- Вариант предельной топологии с применением технологии 10Base-T 19

Рисунок 8- Пример топологии без построения магистрали 23

Рисунок 9- Пример топологии с построением магистрали по технологии 10Base-2 24

Рисунок 10- Пример гибридной топологии с применением тонкого коаксиального, UTP и FO кабелей 25

Рисунок 11- Пример применения гибридной топологии 26

Рисунок 12- Кабельные подсистемы на примере сети масштаба предприятия 28

Рисунок 13 – К примеру расчета энергетического баланса линии 39

Рисунок 14 - Схема ГВС со средствами спутниковой связи 40

^ Перечень таблиц

Таблица 1 Исходные данные для разработки информационной системы 5

Таблица 2 Распространенная конфигурация ЛВС 15

Таблица 3 К оценке качества и важности услуг ЛВС 16

Таблица 4 Значения задержек, вносимых элементами сети 22

Таблица 5 Сокращение межкадрового интервала, вносимые элементами сети 22

Таблица 6- Технические средства (ТС) вычислительной сети. 35

Таблица 7 Права доступа для групп пользователей 37

Таблица 8 Характеристики услуг глобальной сети 41

Таблица 9 Исходные данные для расчета затрат 43



^ 1. Задачи курсового проектирования

Курсовое проектирование должно способствовать закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами в процессе изучения лекционного курса по дисциплинам "Компьютерные сети ", «Глобальные сети», а также умений и навыков, полученных при выполнении практических и лабораторных занятий, и применению этих знаний, умений и навыков к решению конкретных инженерных задач, развитию навыков работы со специальной литературой и навыков инженерного проектирования.

^ 2. Тематика и содержание курсовых проектов

Задание на курсовое проектирование посвящено проектированию вычислительных сетей (ВС) как основы комплекса технических средств информационных систем различных предметных областей (организаций, предприятий, учреждений и их подразделений). При выполнении курсового проекта студент должен:

провести сравнительный анализ различных вариантов архитектуры ВС с системных позиций по основным параметрам: стоимость, быстродействие, надежность, информационная безопасность;

разработать структурную схемы локальных ВС, сети кампуса с учетом выбранного варианта подключения к Internet, а также структуру аппаратного и программного обеспечения для предоставления выбранного перечня услуг ВС;

оформить пояснительную записку и графическую часть проекта.

В процессе проектирования рекомендуется пользоваться специальным программным продуктом – системой автоматизированного проектирования NetWizard известной фирмы 3СОМ, порядок пользования которым подробно описан в методических указаниях [10].

Кроме того, по решению кафедры в состав проекта могут быть включены дополнительные разделы, связанные с научно-исследовательской работой [5].

^ 3. Задания по курсовому проектированию

Индивидуальное задание на курсовое проектирование складывается из двух основных частей проекта ВС:

Разработать проект локальной вычислительной сети как основы комплекса технических средств информационной системы в заданной предметной области. Сконфигурировать и рассчитать локальную сеть Ethernet для фирмы, расположение отдельных подразделений которой и их основные характеристики приведены в таблице.

Определить структуру, способ использования вычислительной сети кампуса и необходимый перечень услуг для информационной системы в заданной предметной области.

Исходные данные для разработки информационной системы представлены в таблице 1.

Таблица 1 Исходные данные для разработки информационной системы


^ NN варианта

Предметная область

Кол-во рабочих групп (отде-льных комнат)

Расстояние между соседними группами, м

^ Число рабо-чих стан-ций в группе – min/

max

Размеры зданий, м Длина*

ширина

Коли-чество этажей располо-жения групп в здании

Коли-чество зданий в кам-пусе/расстояние между ними

1

Информационная система для автоматизации организационно- распорядительного документооборота производственного предприятия.

8

50-120

10/15

700*

200

5

5/1000

2

Информационная система для автоматизации документооборота оперативного управления производственного предприятия.

7

50-150

10/20

700*

150

5

4/700

3

Информационная система для автоматизации документооборота подсистемы сбыта производственного предприятия.

6

100-200

10/20

700*

100

7

4/500

4

Информационная система для организационно- распорядительного документооборота учреждения

5

100-300

10/30

500*

200

10

3/500

5

Информационная система для факультета университета

4

100-500

10/30

500*

150

6

5/700

6

Информационная система для кафедры университета

3

100-700

10/50

500*

100

5

4/400

7

Информационная система для торгового предприятия

8

10-120

10/15

400*

300

6

4/500

8

Информационная система для авиапредприятия

7

10-150

10/20

400*

250

9

3/300

9

Информационная система для лечебного учреждения (больницы)

6

10-200

10/20

400*

200

7

4/700

10

Информационная система для лечебного учреждения (поликлиники)

5

10-100

10/30

400*

150

6

5/600

11

Информационная система для банка

4

10-100

10/30

400*

100

6

7/500

12

Информационная система для культурно-спортивного центра

3

10-100

10/50

300*

100

4

6/500

13

Информационная система для издательства с филиалами в других городах

8

50-100

10/15

200*

100

4

4/400

14

Информационная система для автотранспортного предприятия

7

50-100

10/20

200*

150

3

9/300

15

Информационная система для предприятия связи

6

100-120

10/20

200*

200

3

10/200

16

Информационная система для железнодорожного вокзала

5

30-50

10/30

200*

250

4

8/250

17

Информационная система для школы (колледжа, гимназии)

4

10-100

10/30

300*

300

2

10/150

18

Информационная система для выставочного центра

3

10-70

10/50

380*

200

3

5/100

19

Информационная система для центра службы занятости

8

10-120

10/15

800*

250

4

3/150

20

Информационная система для акционерного общества, имеющего филиалы в других городах

7

10-150

10/20

800*

300

6

3/200

21

Информационная система для небольшой финансовой компании

6

10-100

10/20

500*

120

5

5/200

22

Информационная система для небольшой инвестиционной фирмы

5

10-150

10/30

500*

200

5

4/300

23

Информационная система для архитектурной организации

4

10-150

10/30

700*

250

7

4/400

24

Информационная система для машиностроительного предприятия

3

10-150

10/50

800*

300

9

3/700


^ 4. Правила оформления пояснительной записки

Пояснительная записка пишется на одной стороне листа бумаги формата А4. Общий объем порядка 40-50 страниц. С левой стороны листа должны быть поля шириной 20 мм, листы подшиваются в папку вместе с диаграммами, схемами и другими иллюстрациями. Все схемы, формулы, графики должны быть пронумерованы и снабжены подписями и ссылками в тексте. Материалы в пояснительной записке следует располагать в следующем порядке:

титульный лист;

задание на проектирование;

содержание;

спецификация документов проекта;

список обозначений;

введение и анализ задания.

Проектирование сети кампуса:

технико-экономическое обоснование разработки вычислительной сети;

структуризация сети кампуса. Выделение и определение размеров подсетей;

назначение IP адресов хостам, формирование масок подсетей, назначение IP адресов портам маршрутизаторов;

-проектирование ЛВС зданий:

выбор конфигураций вычислительных сетей зданий;

проектирование структурных схем вычислительных сетей;

теоретико - расчетная часть (проверочный расчет корректности сетей по временным параметрам);

- проектирование кампусных связей:

разработка структуры ядра кампусных связей и пограничных устройств на коммутаторах;

выбор структуры аппаратного и программного обеспечения для предоставления выбранного перечня услуг глобальной ВС;

заключение (соответствие спроектированной сети техническому заданию, особенности проекта);

список литературы;

приложения (спецификация на оборудование и др.).

В пояснительной записке должны быть выдержаны единые обозначения и единые размерности для используемых параметров. Допускаются общепринятые сокращения слов, терминов, обозначений. Законченная пояснительная записка подписывается студентом, руководителем проекта и представляется на защиту комиссии.

^ 5. Правила оформления графического материала

Графическая часть проекта является технической документацией на разработанный студентом проект вычислительной сети. Графический материал, помещенный в пояснительной записке, а также на листах, по формату, условным обозначениям, шрифтам и масштабам должен соответствовать требованиям единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

^ 6. Методика курсового проектирования

6.1. Общие теоретические сведения о вычислительных сетях

Вычислительная сеть (ВС) состоит из вычислительных машин и сети передачи данных (сети связи). ВС классифицируются по геометрическим масштабам на следующие классы сетей: глобальная вычислительная сеть; широкомасштабная (корпоративная) сеть; региональная (кампусная) сеть; локальная сеть.

Требования, предъявляемые к вычислительной сети в данной прикладной области, определяют географические масштабы ВС и скорости передачи данных.

Под локальной вычислительной сетью (ЛВС) обычно понимают ВС, соединяющие вычислительные машины в одной комнате, здании или несколько близко расположенных зданиях. Сети связи ЛВС имеют в настоящее время следующие типичные характеристики: высокую скорость передачи данных (0.1 - 100 Мбит/с), небольшую протяженность (0.1 - 50км), малую вероятность ошибки передачи данных (+1Е-8 - +1Е-11).

Глобальные компьютерные сети (ГВС) включают компьютеры и каналы связи, обеспечивающие возможность передачи информации от компьютера к компьютеру. ГВС, например, сеть сетей - Интернет, охватывают миллионы компьютеров практически во всех странах мира. Услугами ГВС пользуются десятки миллионов человек - бизнесменов, ученых, чиновников, преподавателей, студентов. Основной эффект от использования ГВС для конечного пользователя заключается в сокращении времени обмена или доступа к информации при снижении затрат.

ГВС представляют собой специфические предприятия по производству (предоставлению) информационного сервиса - электронная почта, телеконференции, новости, биржевые сводки, передача файлов, доступ к сетевым архивам и базам данных и т.д.

Схема вычислительной сети здания показана на рисунке 1.


Коммутаторы

Концентраторы

7 этаж

6 этаж

1 этаж

Серверы



Рисунок 1- Схема вычислительной сети здания

В соответствии с двумя основными компонентами корпоративной вычислительной сети для курсового проектирования выбраны два основных варианта - проектирование локальной вычислительной сети и проектирование аппаратного и программного обеспечения для использования услуг глобальной вычислительной сети (сети кампуса) в информационных системах предприятий и организаций.

Главными особенностями сетей кампусов являются следующие (рис. 2). Сети этого типа объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающей площадь в несколько квадратных километров. При этом глобальные соединения в сетях кампусов не используются. Службы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к общим базам данных предприятия, доступ к общим факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. В результате сотрудники каждого отдела предприятия получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Важной службой, предоставляемой сетями кампусов, стал доступ к корпоративным базам данных независимо от того, на каких типах компьютеров они располагаются.



Рисунок 2- Структура сети кампуса

Именно на уровне сети кампуса возникают проблемы интеграции неоднородного аппаратного и программного обеспечения.

Сеть сложной кампусной системы обычно строится по иерархическому принципу. Она включает в себя три иерархических уровня: уровень доступа, уровень распределения и уровень ядра системы (рисунок 3).



Рисунок 3 – Структура сложной кампусной сети

^ На уровне доступа часто выбирают две модели коммутаторов Cisco Systems - Catalyst 5000 или Catalyst 5500. Выбор той или иной модели коммутатора в каждом конкретном случае зависит от числа и типа пользовательских портов, подключенных к данному кабельному узлу. Зная о возможном скором переходе на высокоскоростные сетевые соединения, многие заказчики выбирают в качестве основных порты с разными скоростями передачи – 10 и 100 Мбит/с (Ethernet и Fast Ethernet). В качестве коммутатора для уровня доступа рекомендуется использовать именно модель Catalyst 5500 (или 550х), способную резервировать коммутирующий процессор (Supervisor Engine Module), что позволит значительно повысить отказоустойчивость системы уже на уровне доступа.

^ На уровне распределения каждый коммутатор Catalyst 5000 уровня доступа обычно имеет по две восходящие связи Fast Ethernet ISL. Для повышения степени надежности системы каждая из этих связей подключается к разным коммутаторам Catalyst 5000, образующим уровень распределения.

Необходимо отметить, что в большинстве случаев из-за физических ограничений, таких как размеры зданий, корпусов, аппаратных помещений и пр., размер функциональных блоков может быть различным. Однако на общей модели сети это никак не отражается.На рисунке 4 показан пример конфигурации сети на уровних доступа и распределения



Рисунок 4- Уровни доступа и распределения

Все 14 коммутаторов уровня распределения на примере образуют семь функциональных строительных блоков сети. В каждом блоке имеются все возможности и реализованы все функции для обеспечения взаимодействия всех узлов и VLAN внутри блока.

^ Уровень ядра должен предоставлять три типа функций по объединению имеющихся блоков в единую сетевую систему:

Взаимодействие VLAN за пределами строительных блоков сети (Inter-VLAN communication).

Взаимодействие оборудования из разных строительных блоков, необходимое для определения оптимальных маршрутов следования потоков данных в разных направлениях.

Обеспечение связи всех конечных узлов сети с корпоративными серверами и внешними сетями (частные глобальные сети и Интернет).

Для обеспечения всех этих функций ядром системы рассмотрим два подхода к построению самого ядра:

Ядро с использованием выделенных маршрутизаторов.

Ядро с использованием аппаратуры маршрутизации, встроенной в коммутаторы уровня распределения.

Оба подхода обеспечивают достижение поставленных задач, выбор того или иного решения в каждом конкретном случае зависит от требований заказчика, типа используемого оборудования и

Ядро системы с применением аппаратуры маршрутизации, встроенной в коммутаторы уровня распределения предусматривает вариант вариант с использованием в качестве ядра аппаратуры коммутации третьего уровня модели OSI, встроенной в коммутаторы уровня распределения. Такая аппаратура доступна в качестве модулей расширения к коммутаторам Catalyst 5xxx и называется RSM (Route Switch Module). Использование модулей RSM в каждом из коммутаторов Catalyst 5000 уровня распределения позволит избежать необходимости установки соответствующего количества маршрутизаторов Cisco 7500 с модулями VIP 2.

В качестве примера кампусной сети можно привести информационную систему редакции газеты «Комсомольская правда», которая построена на оборудовании фирмы 3СОМ ( Рисунок 5).



Рисунок 5– Пример структуры сети кампуса

Редакция газеты занимает в здании Издательского дома «Открытые системы» две площадки в разных корпусах. Фирма «Тауэр Сети» проложила в помещениях, где располагается редакция «Комсомольской правды», СКС 5-й категории на 400 портов. В каждом корпусе установилено по 2 узла СКС, которые соединены между собой оптоволоконной магистралью. Создана новая, предназначенная исключительно для подключения компьютеров электросеть, защищенная системой бесперебойного питания.

К сети передачи данных предъявлялись высокие требования: в редакционно-издательском центре (РИЦ), где идет верстка большинства изданий, используются 20-30 мощных компьютеров Macintosh. Эти компьютеры создают в сети РИЦ большой трафик, вызванный передачей файлов с графикой, файлов верстки и других данных. Поэтому для нормальной работы каждой рабочей станции, используемой при верстке, требуется высокоскоростной канал.

Для передачи данных были выбраны два стандарта - выделенные Fast Ethernet и Ethernet. Такое решение позволило добиться максимально возможных скоростей передачи данных, поскольку в каждом сегменте находилось всего одна рабочая станция, подключенная непосредственно к порту коммутатора. Тем пользователям, для которых скорость передачи данных по сети критична (это те, кто занимается версткой или работает с рекламой), установили Fast Ethernet, всем остальным (журналистам, сотрудникам бухгалтерии и др.) - Ethernet.

Схема сети - двухуровневая: имеются коммутаторы рабочих групп (Switch 3000 и 1000 с модулями ATM) и два коммутатора зданий (CoreBuilder 7000 HD, на момент реализации проекта - самый мощный коммутатор).

В результате редакция получила полностью коммутируемую сеть построенную на базе оборудования 3СОМ. Поскольку издательство выпускает еще и ряд приложений к газете, то часто возникает необходимость создавать «виртуальные» редакции. Система управления сетью позволяет включать в состав таких виртуальных сетей - редакций требуемых сотрудников, ограничив при этом доступ в рабочую группу остальным.


6.2. Проектирование локальной вычислительной сети

При создании ЛВС перед разработчиком стоит проблема: при известных данных о назначении, перечне функций ЛВС и основных требованиях к комплексу технических и программных средств ЛВС построить сеть для информационной системы в заданной предметной области.

Методика проектирования конфигурации и структурной схемы локальных вычислительных сетей зданий состоит из нескольких последовательных этапов.

Разработка общей структуры сети здания.

Структуризация сети. Выделение и определение размеров подсетей;

Назначение IP адресов хостам, формирование масок подсетей, назначение IP адресов портам маршрутизаторов, определение состава серверов здания, их подключение и адресация.

Составление плана расположения элементов сети здания.
Принципы прокладки кабельной подсистемы, условные обозначения.

План этажа и расположение сетевых коммуникационных элементов, рабочих станций и серверов. Реализация требуемой пропускной способности каналов.

3.Техническое описание фрагмента сети здания (этаж).

Принцип маркировки кабельных сегментов.Трассы прокладки кабельных сегментов
Выбор обрудования для активных компонентов сети: концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов. Составление таблицы кабельных соединений.

4. Разработка общей структуры сети кампуса. Выбор средств объединения коммуникационных центров зданий. Назначение IP адресов портам маршрутизаторов, определение состава серверов кампуса, их подключение и адресация. Организация выхода в глобальную сеть, выбор провайдера. Выбор канала связи и обеспечение необходимой скорости передачи.

5. Планирование информационной безопасности сети

6.Проведение расчета экономической эффективности сети.

В процессе разработки имеется возможность использовать средства автоматизации проектирования ЛВС [9,10]. В сети Интернет существует проект NetWizard фирмы 3COM, позволяющий во многом автоматизировать труд сетевого интегратора. NetWizard - это новый ресурс в сети, который позволяет посетителям сайта делать эскизные проекты компьютерных сетей. По вопросам использования проекта разработаны методические указания [10].

Сайт проекта располагается по адресу http://www.netwizard.ru


Краткое содержание этапов проектирования


6.2.1. Планирование сети

Традиционно планирование сети состоит из трех этапов.

Предварительный сбор максимально возможной информации о необходимости, условиях работы и размещении сети.

Изучение всех возможных соответствующих вариантов реализации сети.

Выбор варианта с наилучшим сочетанием цены и производительности.

Такие действия по планированию сети совершенно естественны, однако требуют больших временных затрат и, соответственно достаточно трудоемки, так как при планировании сети надо учесть очень много переменных. Поэтому они, как правило, проводятся не в полном объеме. Вместо того, чтобы последовательно выбирать каждый компонент сети, обычно начинают со стандартного плана, который подходит в большинстве ситуаций, а в дальнейшем корректируют его в соответствии с конкретной задачей.. такой подход значительно быстрее и дешевле. Ниже представлена широко распространенная при установке сетей конфигурация. В такой локальной сети количество рабочих станций обычно не превышает 50. Это комбинированная сеть, Т.Е. имеет элементы и одноранговой сети, и сети на основе сервера.


№ п/п

Компонент/

Характеристика

Реализация

1

Топология

Звезда - шина

2

Кабель

Неэкранированная витая пара категории 5 (5е)

3

Сетевые адаптеры

Ethernet 10 BaseT (100 BaseTХ)

4

Концентраторы

Ethernet 10 BaseT (100 BaseTХ)

5

Совместное

использование

ресурсов

Сеть на основе сервера с рабочими станциями – клиентами, способными выделять свои ресурсы в совместное использование по типу одноранговой среды. Ресурсы, требующие централизованного управления, находятся на сервере, а остальные – на рабочих станциях.

6

Совместное

использование принтера


Часто сетевой принтер подключают к сетевому кабелю через сетевую плату, устанавливаемую непосредственно в принтере. Управление доступом к нему осуществляется с помощью программного обеспечения, которое позволяет серверу контролировать очередь к принтеру. Другой вариант подключения – к одной из рабочих станций, которая открывает доступ к нему, указывая его как общий ресурс сети.

7

Другие специализированные службы/серверы

Поддержка электронной почты, факсимильных сообщений, удаленный доступ к сети, совместное использование (пула) модемов, работа с базами данных и т.д. Многие из таких специализированных серверов могут устанавливаться на центральном выделенном сервере как дополнительное программное обеспечение, а при большом объеме работ эффективнее использовать выделенный сервер для каждой задачи.


Такая стандартная конфигурация годится для большинства применений и, что важно, проста в реализации. Применительно к каждому конкретному случаю можно внести соответствующие корректировки, которые будут соответствовать особым условиям работы, например, в условиях повышенного уровня помех или большого диаметра сети. Кроме того, при планировании необходимо предусмотреть возможность дальнейшего развития сети, заложив соответствующий резерв.

Схема

Воплощая план сети в жизнь, следует разработать ее структурную схему. Она поможет наглядно представить потребности всей системы. При разработке такой схемы необходимо привязать ее к плану помещений, в которых размещается сеть. Это поможет определить требования к топологии и к кабелю, а в результате представить реальную картину создаваемой сети. Если фирма, например, занимает несколько зданий, следует обратиться уже к разработке глобальной (кампусной) сети, предусматривая межсетевое взаимодействие между отдельными ЛВС зданий и вариант выхода в сеть Internet и использования электронной почты. При этом необходимо выбрать соответствующего поставщика услуг и шлюз для соединения двух различных сред.


Планирование безопасности

Основной критерий для выбора уровня защиты – важность информации. Как правило, рекомендуется централизованная защита на основе сервера. Часто выборочно наделяют пользователей правами доступа к ресурсам, создавая группы с соответствующим уровнем доступа. Сетевые серверы должны быть расположены в защищенном месте. На каждой рабочей станции должен быть предусмотрен уникальный входной пароль с периодическим обновлением. Для регистрации попыток обращения пользователей к ресурсам следует регулярно проводить аудит сети. С целью предотвращения возможности несанкционированного копирования данных следует использовать бездисковые рабочие станции. Наконец, с этой же целью можно предусмотреть шифрование данных.

Для защиты от безвозвратного разрушения данных обычно предусматривают резервное копирование по составленному плану, а также применение резервных источников бесперебойного питания.

Выход в глобальную сеть Internet

Как правило, при разработке сети необходимо предусмотреть взаимодействие ее с Internet. При этом необходимо выбрать соответствующие средства. Прежде всего это касается выбора канала связи – аналогового или цифрового. Иногда предусматривается использование для этих целей нескольких каналов. Этот выбор зависит от того, какого рода трафик будет передаваться по этим каналам:

- речь,

- электронная почта,

- небольшие файлы,

- большие файлы,

- обмен запросами и ответами с базой данных архитектуры «клиент – сервер» (сравнительно небольшой трафик),

- информация из файлов базы данных, которые хранятся на удаленном сервере и обрабатываются на компьютере – клиенте (как правило, очень интенсивный трафик).

Основываясь на этой информации, определяют приблизительную пропускную способность, которая необходима для разрабатываемой сети:

Менее 56 Кбит/с;

56/64 Кбит/с

128 Кбит/с

256 Кбит/с

1 Мбит/с

более 1 Мбит/с.

Далее следует выяснить, какие каналы доступа к глобальным сетям существуют в регионе расположения проектируемой сети (их тип и пропускная способность) и какой провайдер предлагает лучшее соотношение цена – производительность.

В качестве каналов доступа в зависимости от требуемой скорости передачи используют аналоговые или цифровые каналы. Наиболее часто применяются следующие каналы:

каналы на аналоговых модемах коммутируемых и выделенных телефонных линий – скорость до 56 Кбит/с;

передача по абонентской линии телефонной сети в цифровой форме с использование технологии xDSL (ADSL – скорость до 6,1 Мбит/с; HDSL – 2,048 Мбит/с);

линии сетевой технологии ISDN со скоростью 64 Кбит/с – 2048 Кбит/с;

цифровые каналы иерархии PDH (DS0 – DS4s) со скоростями 64 Кбит/с – 144 Мбит/с;

цифровые каналы иерархии SONET/SDH (OC1 – OC24) со скоростями 51,48Мбит/с – 1,244 Гбит/с;



6.2.2. Разработка возможных вариантов конфигурации ЛВС

Разработку возможного варианта конфигурации ЛВС следует начинать с создания общего плана сети, оформленного как таблица конфигурации. Представленная в таблице 2 конфигурация широко распространена при установке сетей, где количество пользователей не превышает 50 человек. Эта стандартная конфигурация подходит для большинства случаев проектирования сетей и проста в реализации. В курсовом проекте следует создать свою конфигурацию сети в соответствии с конкретным заданием.

Таблица 2 Распространенная конфигурация ЛВС

Компонент/характеристика

Реализация

Топология

Звезда - шина

Линия связи

Неэкранированная витая пара категории 5

Сетевые адаптеры

Ethernet 10BaseT

Ретрансляторы (повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы)

Концентратор Ethernet 10BaseT

Управление совместным использованием ресурсов

Сеть на основе сервера с компьютерами - клиентами. Ресурсы, требующие централизованного управления, находятся на сервере, а остальные - на компьютерах - клиентах

Совместное использование периферийных устройств
^ Расчет времени задержки детектирования коллизий (PDV)
Поскольку длина минимального пакета может составлять (с учетом преамбулы) 576 битов, время транспортировки пакета по самому длинному пути (PDV) не должно превышать 575 битов, чтобы можно было надежно детектировать коллизии. При расчете этого времени нужно принимать во внимание время распространения сигналов по кабелю и задержку, вносимую повторителями.

Значения задержек, вносимых элементами сети и используемых для расчета PDV, оговорены в стандарте IEEE 802.3 (см. таблицу 4).

Таблица 4 Значения задержек, вносимых элементами сети


Удвоенные задержки PDV (в битах)

Тип сегмента

Левый край*

Центр

Правый край

Задержка распространения на 1 м

Максимальн. длина сегмента

Максимальная задержка в сегменте

левом

Прав.

среднем

10Base-5

11.8

46.5

169.5

0.0866

500 м

55.1

89.8

212.8

10Base-2

11.8

46.5

169.5

0.1026

185 м

30.7

65.5

188.5

10Base-T

15.3

42.0

165.0

0.113

100 м

26.6

53.3

176.3

10Base-FB

не определена

24.0

не определена

0.1000

2000 м

не определена

224.0

не определена

10Base-FL

12.3

33.5

156.5

0.1000

2000 м

212,3

233.5

356.5

FOIRL

7.8

29.0

152.0

0.1000

1000 м

107.8

129.0

252.0

AUI

0 (> 2 м)

0 (> 2 м)

0 (> 2 м)

0.1026

2 - 48 метров

4.9

4.9






*) Левым считается передающий конец сегмента, правым - приемный

Для расчета полной задержки следует сложить соответствующие значения :

(Левый край + задержка распространения * длина) + (центр + задержка распространения * длина) + ...(центр + задержка распространения * длина) + (правый край + задержка распространения * длина) = PDV

Задержка распространения зависит от типа и длины кабеля, возрастая пропорционально последней.

Три правых колонки таблицы (максимальная задержка) содержат значения PDV, рассчитанные для сегментов максимальной длины с учетом базовой задержки (левые колонки). Максимальное допустимое значение PDV составляет 575 битов. Если крайние сегменты самого длинного пути различаются, нужно рассчитать PDV для обоих направлений и выбрать большее значение. При этом комитетIEEE 803.3 рекомендует предусмотреть запас в 4 битовых интервала.
^ Расчет сокращения межпакетного интервала (PVV)
Этот расчет показывает, насколько сократится интервал между 2 последовательными пакетами, переданными по самому длинному пути. Сокращение интервала определяется изменением длины пакета в левом и средних сегментах (в правом, приемном, межпакетный интервал уже не меняется).

Для путей с различными сегментами справа и слева нужно считать PVV для обоих направлений и выбирать большее значение (таблица 5). Максимальное значение PVV составляет 49 битов.

Таблица 5 Сокращение межкадрового интервала, вносимые элементами сети

Сокращение межпакетного интервала

Тип сегмента

Передающий конец

Промежуточный сегмент

Коаксиальный повторитель (10Base-5, 10Base-2)

16

11

10Base-FB

не определено

2

10Base-FL

10.5

8

Повторитель 10Base-T

10.5

8


Полное сокращение межпакетного интервала равно сумме сокращений на отдельных сегментах пути:

Левый сегмент + промежуточный сегмент + ... + промежуточный сегмент = PVV

^ Правила объединения рабочих групп

Рассмотрим правила проектирования ЛВС на базе "Правила 5-4-3" для сетей стандартов 10Base-2/T/F.

 ПРИМЕРЫ СПОСОБОВ ОБЪЕДИНЕНИЯ РАБОЧИХ ГРУПП

Учитывая, что основная масса ЛВС сегодня проектируется с применением технологии 10Base-T, а все прочие используются лишь как вспомогательные, основное внимание уделяется решениям, осуществляющим объединение рабочих групп, построенных на базе или с применением UTP кабеля.

^ ПРИМЕРЫ ТОПОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТА 10Base-T



Рисунок 8- Пример топологии без построения магистрали

В случае объединения рабочих групп по технологии 10Base-T допускается последовательное соединение до четырех концентраторов с применением кабеля на витой паре. В данной сети отсутствует магистраль (backbone). Это пример того, как не надо строить сети. Так можно проектировать лишь территориально рассредоточенные офисные ЛВС.

^ ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАГИСТРАЛИ СТАНДАРТА 10Base-2




Рисунок 9- Пример топологии с построением магистрали по технологии 10Base-2

В данном примере switch разделяет два сегмента магистрали, построенной с применением тонких коаксиальных кабелей. К верхнему сегменту подключены две цепочки концентраторов: два концентратора класса 10Base-2 и два концентратора класса 10Base-T.

Верхний сегмент содержит четыре повторителя (два класса 10Base-T и два 10Base-2). Тем самым между РС-1 и РС-2 имеются пять кабельных сегментов (три сегмента тонкого коаксиального кабеля и два сегмента кабеля с витыми парами). Три тонких коаксиальных сегмента - это максимально допустимое число между двумя узлами.

Нижний сегмент магистрали 10Base-2, содержит три последовательно соединенных концентратора класса 10Base-T. В результате между узлами РС-3 и РС-4 воображаемый сигнал проходит через три концентратора класса 10Base-T, затем на пути данных встречается коммутатор, и счет концентраторов, а так же кабельных сегментов начинается сначала. Затем данные проходят через два концентратора 10Base-T. Если бы на пути данных не было коммутатора, то тогда между этими узлами насчитывалось бы пять повторителей. Это было бы нарушением правила “максимум четыре повторителя”.

Лучше всего подключать концентраторы к тонкой коаксиальной м