Проектування локальної мережі для робочих місць на базі мережі Ethernet

Міністерство освіти і науки Республіки Білорусь

Білоруський Державний Університет Інформатики і радіоелектроніки

Кафедра СіУТ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до дипломного проекту

на тему:

«Проектування локальної мережі для робочих місць на базі мережі Ethernet»

Мінськ 2005

Зміст

1. Концепція побудови, призначення та типи мереж

1.1 Архітектура локальної мережі Ethernet

1.2 Два типи мереж

1.2.1 Однорангові мережі

1.2.2 Мережі на основі сервера

1.3 Огляд топології мереж

1.3.1 Шина

1.3.2 Зірка

1.3.3 Кільце

1.3.4 Комбіновані топології

Висновки

2. Огляд і аналіз мережевого обладнання та операційних систем

2.1 Огляд мережних кабелів і компонентів кабельної системи

2.1.1 Вита пара

2.1.2 Коаксіальний кабель

2.1.3 Волоконно-оптичний кабель

2.1.4 Огляд кабельних з'єднань та компонування Ethernet.

2.2 Аналіз та вибір мережевого устаткування

2.2.1 Плати мережевого адаптера

2.2.2 Мережні сервери

2.2.3 Аналіз джерел безперебійного живлення

2.2.4 Концентратори

2.3 Огляд операційних систем

2.3.1 Unix / Linux

2.3.2Windows NT 4

2.3.3 NetWare

Висновки

3. Обгрунтування вибору апаратно-програмної платформи

3.1 Обгрунтування вибору середовища передачі

3.2 Обгрунтування вибору мережевого обладнання

3.3 Обгрунтування вибору операційної системи

Висновки

4. Проектування ЛОМ Ethernet

4.1 Проектування структурованої кабельної системи

4.1.1 Принцип побудови СКС

4.1.2 Аналіз кабельної системи

4.1.3 Розрахунок довжини кабелю

4.2 Установка активного обладнання

4.3 Розрахунок споживаної потужності джерела безперебійного живлення

5. Аналіз характеристик ЛВС Ethernet

6. Техніко-економічне обгрунтування проекту

6.1 Характеристика проекту

6.2 Планування мереж при проектуванні локальної мережі

6.3 Розрахунок кошторису витрат

7. Охорона праці та екологічна безпека

7.1 Основні вимоги до висвітлення з урахуванням праці

7.2 Обгрунтування організації освітлення та нормативного рівня освітленості робочого місця

7.3 Засоби і способи забезпечення необхідної освітленості і рівномірності світлорозподілу

7.4 Розрахунок освітлення робочого місця

Висновок

Література

Введення

У наш час в умовах швидкого розвитку інформаційно-обчислювальної техніки інформація виступає як один з найважливіших товарів. Успіх комерційної і підприємницької діяльності пов'язаний з банківськими, муніципальними, банківськими інформаційними системами, робота яких базується на локальних обчислювальних мережах (ЛОМ).

Минуле десятиліття характеризувалося бурхливим розвитком мережевих систем. Мережі надають найефективніший в ціновому відношенні спосіб використання комп'ютерної техніки - колективний. Поєднавши завдяки порівняно невеликим витратам кабелями наявні сервери, комп'ютери, принтери, модеми, ви отримуєте можливість скоротити простій дорогого обладнання до мінімуму, заощадивши істотні суми на його закупівлю і обслуговуванні.

У своїй первісній формі локальні мережі (Local Area Network - LAN) являли собою не що інше, як коаксіальний кабель, що з'єднує сервери з настільними терміналами, користувачі яких працювали виключно з текстовою інформацією, яка відображається на монохромному моніторі з низькою роздільною здатністю.

У середині 90-х років мережі архітектури Ethernet і Token Ring досягли піку свого розвитку. Однак, на відміну від першого покоління локальних мереж, криза продуктивності виник аж ніяк не через недостатню пропускну спроможність. У мережах Ethernet, зокрема, пропускна здатність взагалі не є проблемою. Навпаки зниження ефективності функціонування було обумовлено іншими причинами:

• жорстокою конкуренцією за доступ до локальної мережі;

• насиченістю доступної смуги пропускання не обов'язковими службовими повідомленнями.

Принципово нові типи програмного забезпечення так само внесли свою лепту у розкриття недоліків існуючих мереж. Вимоги програмного забезпечення до продуктивності мереж відрізнялися від тих параметрів, які були в змозі надати мережі.

В даний час LANs перетворилися на локальні мережі з пропускною здатністю і продуктивністю, достатньою для традиційних форм обробки даних (наприклад, електронної пошти) і навіть для таких вимогливих до продуктивності процесора і мережі клієнт - додаток, як інтерактивні голосові і відеоконференції в реальному масштабі часу.

Сьогодні мережеві технології охоплюють всі питання, що стосуються спільного використання даних, програмного забезпечення і комп'ютерної периферії, включаючи принтери, модеми, багатофункціональні копіювальні та факсові машини, накопичувачі на компакт-дисках, стримери, вінчестери та інше обладнання для зберігання даних, засоби доступу до Internet.

Відносно невелика складність і вартість ЛВС, що використовують в основному ПК, забезпечують широке застосування мереж в автоматизації комерційної, банківської та іншої діяльності.

Все це робить тему дипломного проекту дуже актуальною в наш час.

Метою даного проекту є проектування локальної мережі для робочих місць офісу на базі протоколу Ethernet. Дана мережа повинна забезпечувати підключення 48 комп'ютерів з урахуванням зростання мережі до 30% від існуючого парку ПК (до 62 комп'ютерів), взаємодія з ЛВС Token Ring. Мережа повинна забезпечувати обмін між користувачами текстової, графічної інформації а так само роботу і використання деяких мультимедійних додатків. Крім цього мережа повинна забезпечувати достатню ступінь конфіденційності та збереження інформації, захист від несанкціонованого доступу.

Локальну мережу необхідно спроектувати в двоповерховій будівлі з заданим розташуванням робочих місць.

Для вирішення поставленої задачі необхідно було вивчити структуру існуючих мереж, загальні принципи їх побудови, вибрати необхідне активне обладнання, спроектувати структуровану кабельну систему.

У першому розділі були розглянуті основні типи мереж, що існують топології побудови мереж, подано короткий огляд ЛОМ на базі протоколу Ethernet 10BaseT та розглянуто особливості роботи цієї мережі.

У другому розділі було дано огляд мережевих кабелів та основних компонент кабельної системи, активного мережевого обладнання не та мережевої операційної системи.

У третьому розділі був зроблений вибір середовища передачі, активного мережевого обладнання, мережевої операційної системи і дано обгрунтування даного вибору.

У четвертому розділі була спроектована структурована кабельна система, розрахована довжина кабелю, потужність ДБЖ.

У п'ятому розділі проведений аналіз характеристик локальної мережі на базі протоколу Ethernet.

У шостому розділі дано техніко-економічне обгрунтування проекту, вироблено мережне планування при проектуванні ЛОМ Ethernet, наведено розрахунок кошторису витрат.

У сьомому розділі, присвяченому охороні праці та екологічної безпеки, описуються вимоги до освітленості робочих місць, і проводиться розрахунок освітленості робочого місця оператора.

Таким чином відповідно до поставлених завдань була спроектована ЛВС Ethernet.

1. Концепція побудови, призначення та типи мереж

1.1 Архітектура локальної мережі Ethernet

Ethernet - найпопулярніша з використовуваних сьогодні фізична архітектура мережі. Створена в 60-х роках в Гавайському університеті як мережа ALOHA, вона стала першою пакетної радіомережа, в якій використовується метод множинного доступу з контролем несучої і виявленням конфліктів (CSMA / CD).

У 1972 р. Роберт Меткалф та Девід Боффс реалізували в Xerox PARC мережеву архітектуру з кабельної системою і схемою передачі сигналів, а в 1975 р. вони випустили перший продукт Ethernet. Ця оригінальна мережа дозволяла з'єднати більше 100 комп'ютерів у мережі зі швидкістю передачі даних менше 3 Мбіт / с на відстані від одного кілометра.

На основі оригінальної специфікації компанія Xerox, Intel і Digital створили розширену специфікацію мережі, що дозволяє передавати дані зі швидкістю 10 Мбіт / с. Дана специфікація стала основою для більш пізнього стандарту IEEE 802.3. У 1990 р. комітет IEEE 802.3 випустив специфікацію для Ethernet, що функціонує на кабелі «вита пара».

Ethernet має шинну або зіркоподібну топологію, в якій використовується передача сигналу в основній смузі частот і метод арбітражу доступу до мережі CSMA / CD. Середовище передачі даних Ethernet пасивна, т.е.передача сигналів по мережі управляють комп'ютери.

Ethernet здійснює арбітраж доступу до мережі за методом множинного доступу з контролем несучої і виявленням конфліктів (CSMA / CD). Це означає що в кожен момент часу мережа може використовувати тільки одна робоча станція. CSMA / CD функціонує аналогічно старих телефонних систем застосовувався в сільських районах. При необхідності поговорити по телефону потрібно було зняти трубку і послухати, чи не використовує хто-небудь лінію. Якщо лінія вже зайнята, то не можна було вже набрати номер або розмовляти. Доводилося просто вішати трубку і чекати, а потім знову слухати, чи вільна лінія. Коли дві людини одночасно набирали номер, то виникав «конфлікт», і їм доводилося вішати трубки і пробувати знову. Перший з них, який захопив вільну лінію, отримував доступ і міг зателефонувати.

У Ethernet робочі станції посилають сигнали (пакети) по мережі. При виникненні конфлікту вони вони припиняють передачу, чекають протягом випадкового періоду часу, а потім повторюють її. Використовуючи подібні правила, робочі станції повинні конкурувати між собою за можливість передати інформацію з мережі. З цієї причини Ethernet називається системою з конкуренцією за захоплення лінії. Більшість мереж Ethernet працює зі швидкістю 10 Мбіт / с.

Кадр Ethernet IEEE 802.3

Комітет 802ю3 визначив стандартний базис для всіх типів кадрів Ethernet. Мінімальна довжина кадру становить 24 октету, максимальна обмежена 1500 октетів, включаючи корисні дані і заголовки. Для ідентифікації одержувача і відправника кожного пакета використовуються заголовки. Єдине обмеження ідентифікації - кожен адреса має бути унікальним і складатися з шести октетів.

Перші 12 октетів кожного пакета відводяться під цільової адресу довжиною 6 октетів (адреса передбачуваного одержувача) і початковий адресу (адреса відправника). Дані адреси є кодами адрес апаратного рівня і часто згадуються як МАС-адреси. Як МАС-адреси може виступати або унікальний «універсально настроюється адресу», який автоматично присвоюється всіх мережевих адаптерів Ethernet під час їх виготовлення, або заданий при установці адресу. Автоматично присвоюється МАС-адреса складається з шести двозначних шістнадцяткових чисел, розділених двокрапкою, наприклад, 99:02:11: D1: 8F: 19. Перші дві пари чисел є ідентифікаційним номером виробника. Кожен виробник мережевих адаптерів повинен бути ліцензований IEEE і отримати унікальний ідентифікаційний номер і діапазон МАС-адрес.

Настроювані адреси відомі під назвою «локально настроюваних». Вони призначені для ідентифікації кімнати, відділу, власника розширення голосової пошти і т.п. Використання локально-настроюваних адрес може озброїти мережевого адміністратора надзвичайно цінною при виявленні несправностей інформацією. На жаль, присвоєння таких адрес може виявитися надзвичайно складною і тривалою завданням.

Відповідні стандарту 802 кадри можуть містити адресу єдиного комп'ютера або посилатися на групу робочих станцій із загальною, обумовленою характеристикою. Передача даних до групи машин називається багатоадресної передачею.

У нормальних робочих умовах мережеві карти Ethernet отримують тільки ті кадри, адресу одержувача яких відповідає унікальному МАС-адресою карти або задовольняє критерію багатоадресної передачі. Однак більшість пристроїв можуть функціонувати в режимі прийому всіх мережевих пакетів, відповідному прийому абсолютно всіх пакетів локальної мережі незалежно від адрес. Використання такого режиму пов'язане з виникненням небезпеки несанкціонованого доступу з боку іншого користувача локальної мережі, а також з проблемою зниження продуктивності не тільки мережі, але і самого комп'ютера.

Хоча більшість удосконалень стандарту 802.3 по відношенню до попередніх версій Ethernet торкнулися власного протоколу, одне значне вдосконалення було внесено і в структуру кадру 802.3. Комітету 802 був необхідний самодостатній стандарт, що не залежить від гарної поведінки інших протоколів. Тому властиве протоколах попередніх версій Ethernet полі Type довжиною в два октету було замінено на полі Length аналогічної довжини.

Маючи в своєму розпорядженні заданої мінімальної і максимальної довжиною поля, визначеної за допомогою тимчасового вікна передачі повідомлення в гіршому випадку, було необов'язково визначати розмір кадру для клієнтського протоколу. Замість цього робоча група 802.3 змінила призначення поля довжиною в два октету, яке тепер явно визначало довжину поля даних кадру, і поклала завдання ідентифікації протоколу на LLC. Структура кадру проілюстрована на рис.1.1.

Малюнок 1.1. Кадр Ethernet стандарту IEEE 802.3

У кадрі Ethernet стандарту IEEE 802.3 традиційне поле Type було замінено на полі Length. Замість цього при необхідності ідентифікації типу протоколу використовується подкадр 802.2. Ще одним удосконаленням кадру 802.3 від попередників є обмеження загального розміру кадру в межах від 64 до 1500 октетів, починаючи від початку поля адреси одержувача і до кінця контрольної послідовності кадру.

Преамбула - це рядок довжиною в сім октетів, що передує кожному кадру і дозволяє синхронізувати передачу даних. Слідом за нею йде обмежувач початку кадру (SFD). Сама назва цього октету говорить про його призначення: він повідомляє про початок кадру всі пристрої локальної мережі. За SFD слід актуальна послідовність 1010101010.

SFD іноді розглядається в якості інтегральної частини преамбули, а не частини самого кадру, збільшуючи тим самим розмір преамбули до восьми октетів.

Тепер розглянемо призначення контрольної послідовності кадру (FCS). Обчислення значення присвоюється цьому полю комп'ютером, що відсилає кадр. Комп'ютер, який отримує кадр, теж знає спосіб обчислення значення та перевіряє таким чином цілісність пакета. Пакет може бути пошкоджений під час передачі з-за безлічі причин. Електромагнітні випромінювання, перехресні перешкоди і т.п. можуть пошкодити пакет, не вплинувши, однак, на його доставку по коректному адресою.

Після отримання пакету полі FCS перевіряється на цілісність за допомогою методики циклічного контролю надмірності (CRC). Прийняв пакет комп'ютер виконує ті ж обчислення, що і відіслали пакет комп'ютер, і порівнює отримане значення з прочитаним з поля FCS. Якщо значення збіглися, можна бути впевненим, що прибутки коректні дані. В іншому випадку надсилається запит на повторну трансляцію пакету.

Ethernet 10 Мбіт / с

У Ethernet застосовуються багато типів кабелю. У різних типах Ethernet застосовуються різні характеристики передачі сигналів, але у всіх використовується одна і та ж специфікація кадрів Ethernet, швидкість 10 Мбіт / с і арбітраж доступу CSMA / CD. Ось чотири найбільш поширених типу кабельних систем Ethernet 10 Мбіт / с:

• 10 Base 5 або товста Ethernet з товстим коаксіальним кабелем

• 10 Base 2 або тонка Ethernet з тонким коаксіальним кабелем

• 10 Base T, де застосовується кабель типу «неекранована вита пара»

• 10 Base FL, в якій використовується одно-або багатомодовий волоконно-оптичний кабель

Ethernet 100 Мбіт / с

Для деяких додатків швидкості передачі 10 Мбіт / с недостатньо. Існують два конкуруючі стандарти, що дозволяють збільшити традиційну продуктивність до 100 Мбіт / с:

• 100 VG - AnyLAN

• Ethernet 100 Base T або Fast Ethernet

При проектуванні ЛОМ для робочих місць офісу на базі протоколу Ethernet буде використовуватися тип кабельної системи 10 Base T, який є найбільш оптимальним для невеликих підприємств.

1.2 Два типи мереж

Всі мережі мають деякі спільні компоненти, функції характеристики. У їх числі:

• сервери - комп'ютери, що надають свої ресурси мережевим користувачам;

• клієнти - комп'ютери, що здійснюють доступ до мережевих ресурсів, які надаються серверами;

• середовище передачі - спосіб з'єднання комп'ютерів;

• спільно використовуються дані - файли, що надаються серверами по мережі;

• спільно використовуються периферійні пристрої, наприклад, принтери, бібліотеки CD-ROM і т.д., - ресурси, що надаються серверами;

• ресурси - файли, периферійні пристрої та інші елементи, які використовуються в мережі.

Незважаючи на зазначене схожість, мережі поділяються на два типи:

• однорангові;

• на основі сервера.

Відмінності між однорангових мережами та мережами на основі сервера принципові, оскільки зумовлюють різні можливості цих мереж. Вибір типу мережі залежить від багатьох факторів:

• розміру підприємства;

• необхідного ступеня безпеки;

• виду бізнесу;

• доступності адміністративної підтримки;

• обсягу мережевого трафіку;

• потреб мережевих користувачів;

• рівня фінансування.

1.2.1 Однорангові мережі

У однорангової мережі (рис. 1.2) всі комп'ютери рівноправні: немає ієрархії серед комп'ютерів і немає виділеного сервера. Зазвичай кожен комп'ютер функціонує і як клієнт, і як сервер; інакше кажучи, немає окремого комп'ютера, відповідального за всю мережу. Користувачі самі вирішують, які дані на своєму комп'ютері зробити доступними по мережі.

Однорангові мережі найчастіше об'єднують не більше 10 комп'ютерів. Звідси їх інша назва - робоча група, тобто невеликий колектив користувачів.

Малюнок 1.2. Тимчасова мережа.

Однорангові мережі відносно прості. Цим зазвичай і пояснюється менша вартість однорангових мереж в порівнянні з вартістю мереж на основі сервера.

Тимчасова мережа цілком підходить там, де:

• кількість користувачів не перевищує 10 осіб;

• користувачі розташовані компактно;

• питання захисту даних не критичні;

• в доступному для огляду майбутньому не очікується значного розширення фірми і, отже, мережі.

Якщо ці умови виконуються, вибір тимчасової мережі буде швидше за все правильним.

1.2.2 Мережі на основі сервера

Якщо до тимчасової мережі, де комп'ютери виступають у ролі і клієнтів, і серверів, підключити більше 10 користувачів, вона може не впоратися з обсягом покладених на неї завдань. Тому більшість із них мають іншу конфігурацію - вони працюють на основі виділеного сервера (рис. 1.3). Виділеним сервером називається такий сервер, який функціонує тільки як сервер і не використовується в якості клієнта чи робочої станції. Він оптимізований для швидкої обробки запитів від мережних клієнтів і для підвищення захищеності файлів і каталогів. Мережі на основі сервера стали промисловим стандартом.

Малюнок 1.3. Мережа на основі сервера.

При збільшенні розміру мережі та обсягів мережевого графіка необхідно збільшувати кількість серверів. Розподіл завдань серед декількох серверів гарантує, що кожне завдання буде виконуватися найбільш ефективно.

Основним аргументом, що визначає вибір мережі на основі сервера, є, як правило, надійність захисту даних. У таких мережах, як Windows NT, проблемами безпеки може займатися один адміністратор: він формує єдину політику безпеки і застосовує її щодо кожного мережевого користувача.

Мережі на основі сервера здатні підтримувати тисячі користувачів. Мережами такого розміру, будь вони одноранговими, керувати було б неможливо.

1.3 Огляд топології мереж

Термін «топологія», або «топологія мережі», характеризує фізичне розташування комп'ютерів, кабелів та інших компонентів мережі. Топологія - це стандартний термін, який використовується професіоналами при описі основного компонування мережі. Крім терміна «топологія», для опису фізичного компонування вживають також наступне:

• фізичне розташування;

• компонування;

• діаграма;

• карта.

Топологія мережі зумовлює її характеристики. Зокрема, вибір тієї чи іншої топології впливає:

• на склад необхідного мережевого обладнання;

• характеристики мережевого обладнання;

• можливості розширення мережі;

• спосіб управління мережею.

Щоб спільно використовувати ресурси або виконувати інші мережні завдання, комп'ютери повинні бути підключені один до одного. Для цієї мети в більшості мереж застосовується кабель.

Однак просто підключити комп'ютер до кабелю, що з'єднує інші комп'ютери, недостатньо. Різні типи кабелів у сполученні з різними мережними платами, мережними операційними системами й іншими компонентами вимагають і різного взаємного розташування комп'ютерів.

Кожна топологія мережі накладає ряд умов. Наприклад, вона може диктувати не тільки тип кабелю, а й спосіб його прокладки.

Топологія може також визначати спосіб взаємодії комп'ютерів в мережі. Різних видів топологій відповідають різні методи взаємодії, і ці методи мають вплив на мережу.

Всі мережі будуються на основі трьох базових топологій:

• шина;

• зірка;

• кільце.

Якщо комп'ютери підключені уздовж одного кабелю (сегмента), топологія називається шиною. У тому випадку, коли комп'ютери підключені до сегментів кабелю, що виходить з однієї точки, або концентратора, топологія називається зіркою. Якщо кабель, до якого підключені комп'ютери, замкнути в кільце, така топологія називається кільця.

Хоча самі по собі базові топології нескладні, в реальності часто зустрічаються досить складні комбінації, що поєднують властивості декількох топологій.

1.3.1 Шина

Топологію «шина» часто називають «лінійної шиною». Дана топологія відноситься до найбільш простим і широко поширеним топологиям. У ній використовується один кабель, іменований магістраллю або сегментом, вздовж якого підключені всі комп'ютери мережі (рис. 1.4).

Малюнок 1.4. Проста мережа з топологією «шина»

У мережі з топологією «шина» комп'ютери адресують дані конкретного комп'ютера, передаючи їх по кабелю у вигляді електричних сигналів. Що б зрозуміти процес взаємодії комп'ютерів по шині, необхідно усвідомити такі поняття:

• передача сигналу;

• відбиття сигналу;

• термінатор.

Дані у вигляді електричних сигналів передаються всім комп'ютерам мережі, а проте інформацію приймає тільки той, адреса якого збігається з адресою одержувача, зашифрованого в цих сигналах (рис.1.5). Причому в кожен момент часу тільки один комп'ютер може вести передачу.

Малюнок 1.5. Дані надсилаються всім комп'ютерам, але приймає їх тільки адресат

Так як дані в мережу передаються лише одним комп'ютером, її продуктивність залежить від кількості комп'ютерів, підключених до шини. Чим їх більше, тобто чим більше комп'ютерів, які мають бути надіслані даних, тим повільніше працює мережа.

Проте вивести пряму залежність між пропускною спроможністю мережі і кількості комп'ютерів в ній не можна. Бо, крім числа комп'ютерів, на швидкодію мережі впливає безліч факторів, у тому числі:

• характеристики апаратного забезпечення комп'ютерів в мережі;

• частота, з якою комп'ютери передають дані;

• тип працюють мережевих додатків;

• тип мережевого кабелю;

• відстань між комп'ютерами в мережі.

Шина - пасивна топологія. Це означає, що комп'ютери тільки «слухають» передані по мережі дані, але не переміщують їх від відправника до одержувача. Тому, якщо один з комп'ютерів вийде з ладу, то це не позначиться на роботі сталевих. В активних топологіях комп'ютери регенерують сигнали і передають їх по мережі.

Дані, або електричні сигнали, поширюються по всій мережі - від одного кінця кабелю до іншого. Якщо не вживати ніяких спеціальних дій, сигнал, досягаючи кінця кабелю, буде відображатися і не дозволить іншим комп'ютерам здійснювати передачу. Тому, після того як дані досягнуто адресата, електричні сигнали необхідно погасити.

Щоб запобігти відображення електричних сигналів, на кожному кінці кабелю встановлюють термінатори, що поглинають ці сигнали.

Всі кінці мережевого кабелю повинні бути до чого-небудь підключені, наприклад, до комп'ютера або до Баррел-конектора - для збільшення довжини кабелю. До будь-якого вільного - не підключеному - кінця кабелю повинен бути приєднаний термінатор, щоб запобігти відображення електричних сигналів.

Розрив мережевого кабелю відбувається при його фізичному розірвання або від'єднанні одного з його кінців. Можлива також ситуація, коли на одному або декількох кінцях кабелю відсутні термінатори, що призводить до відбиття електричних сигналів у кабелі і припинення функціонування мережі. Мережа «падає».

Самі по собі комп'ютери в мережі залишаються повністю працездатними, але до тих пір, поки сегмент розірваний, вони не можуть взаємодіяти один з одним.

Збільшення ділянки, охоплюваного мережею, викликає необхідність її розширення. У мережі з топологією «шина» кабель звичайно подовжується двома способами.

1. Для з'єднання двох відрізків кабелю можна скористатися Баррел-коннектором. Але зловживати ними не варто, так як сигнал при цьому слабшає. Краще купити один довгий кабель, ніж з'єднувати кілька коротких відрізків. При великій кількості «стикувань» нерідко відбувається спотворення сигналу.

2. Для з'єднання двох відрізків кабелю служить репітер. На відміну від коннектора, він підсилює сигнал перед передачею його в наступний сегмент. Тому краще використовувати репітер, ніж Баррел-конектор або навіть один довгий кабель: сигнали на великі відстані підуть без спотворень.

1.3.2 Зірка

При топології «зірка» всі комп'ютери за допомогою сегментів кабелю підключаються до центрального компоненту, іменованого концентратором (рис. 1.6). Сигнали від передавального комп'ютера надходять через концентратор до всіх інших. Ця топологія виникла на зорі обчислювальної техніки, коли комп'ютери були підключені до центрального, головному, комп'ютеру.

Малюнок 1.6. Проста мережа з топологією «зірка"

У мережах з топологією «зірка» підключення кабелю і керування конфігурацією мережі централізовані. Але є і недолік: оскільки всі комп'ютери підключені до центральної точки, для великих мереж значно збільшується витрата кабелю. До того ж, якщо центральний компонент вийде з ладу, порушиться робота всієї мережі.

А якщо вийде з ладу лише один комп'ютер (або кабель, що з'єднує його з концентратором), то лише цей комп'ютер не зможе передавати або приймати дані по мережі. На інші комп'ютери в мережі це не вплине.

1.3.3 Кільце

При топології «кільце» комп'ютери підключаються до кабелю, замкнутому в кільце. Тому у кабелю просто не може бути вільного кінця, до якого треба підключати термінатор (рис. 1.7). Сигнали передаються по кільцю в одному напрямку і проходять через кожен комп'ютер. На відміну від пасивної топології шина, тут кожен комп'ютер виступає в ролі репітера, посилюючи сигнали і передаючи їх наступному комп'ютера. Тому, якщо вийде з ладу один комп'ютер, припиняє функціонувати вся мережа.

Малюнок 1.7. Проста мережа з топологією «кільце»

Передача маркера

Один з принципів передачі даних в кільцевій мережі носить назву передачі маркера. Суть його така. Маркер послідовно, від одного комп'ютера до іншого, передається до тих пір, поки його не отримає той, який «хоче» передати дані. Передавальний комп'ютер змінює маркер, поміщає електронну адресу в дані і посилає їх по кільцю.

Дані проходять через кожен комп'ютер, поки не опиняться у того, чию адресу збігається з адресою одержувача, зазначених у даних.

Після цього приймає комп'ютер посилає передавальному повідомлення, де підтверджує факт отримання даних. Отримавши підтвердження, що передає комп'ютер створює новий маркер і повертає його в мережу.

На перший погляд здається, що передача маркера забирає багато часу, проте насправді маркер пересувається практично із швидкістю світла. У кільці діаметром 200 м маркер може циркулювати з частотою 10000 оборотів в секунду.

1.3.4 Комбіновані топології

В даний час часто використовуються топології, які комбінують компонування мережі за принципом шини, зірки та кільця.

Зірка-шина

Зірка-шина - це комбінація топологій «шина» і «зірка». Найчастіше це виглядає так: кілька мереж з топологією «зірка» об'єднуються за допомогою магістральної лінійної шини (рис.1.8).

У цьому випадку вихід з ладу одного комп'ютера не надає ніякого впливу на мережу - інші комп'ютери як і раніше взаємодіють один з одним. А вихід з ладу концентратора спричинить за собою зупинку підключених до нього комп'ютерів і концентраторів.

Малюнок 1.8. Мережа з топологією «зірка-шина»

Зірка-кільце

Зірка-кільце здається дещо схожою на зірку-шину. І в тій, і в іншій топології комп'ютери підключені до концентратора, який фактично і формує кільце або шину. Відмінність в тому, що концентратори в зірку-шині з'єднані магістральної лінійної шиною, а в зірку-кільці на основі головного концентратора вони утворюють зірку (рис.1.9).

Малюнок 1.9. Мережа з топологією «зірка-кільце»

Висновки

У цьому розділі були розглянуті основні концепції побудови, призначення та типи мереж, архітектура ЛВС Ethernet. На підставі цього можна зробити наступні висновки:

• мережа Ethernet є однією з найбільш популярних сучасних локальних мереж і відповідає всім вимогам, що пред'являються;

• мережа Ethernet використовує топологію «зірка-шина», що дозволяє їй без особливих труднощів змінювати, розширювати і модернізувати мережу з мінімальними трудовими і грошовими витратами;

• ЛВС Ethernet має високу пропускну здатність, що дозволяє працювати з сучасними мультимедійними додатками.

2. Огляд і аналіз мережевого обладнання та операційних систем

2.1 Огляд мережних кабелів і компонентів кабельної системи

Для локальних мереж існує три принципові схеми з'єднання: за допомогою витої пари, коаксіального або волоконно-оптичного кабелю. Для передачі інформації так само можуть використовуватися супутники, лазери, мікрохвильове випромінювання і т.п., але подібна екзотика виходить за область розгляду цього курсового проекту.

2.1.1 Вита пара

Вита пара в даний час є найпоширенішою середовищем передачі і являє собою пару звитих проводів. Кабель, складений з кількох кручених пар, як правило, покритий жорсткою пластиковою оболонкою, яка захищає його від впливу зовнішнього середовища та механічних пошкоджень. Схема кручений пари представлена ​​на рис. 2.1.

Малюнок 2.1. Кабель з кручених пар

У нормальних умовах вита пара підтримує швидкість передачі даних від 10 до 100 Мбіт / с. Проте ряд факторів може істотно знизити швидкість передачі даних, зокрема, втрата даних, перехресне з'єднання і вплив електромагнітного випромінювання.

Для зменшення впливу електричних і магнітних полів застосовується екранування (кабель з кручених пар покривається фольгою або опліткою). Але після екранування кручений пари в значній мірі збільшується загасання сигналу. Під загасанням сигналу мається на увазі його ослаблення при передачі з однієї точки мережі до іншої. Екранування змінює опір, індуктивність і ємність таким чином, що лінія стає схильною до втрати даних. Подібні втрати можуть зробити виту пару небажаною і ненадійною середовищем передачі. І екранована, і неекранована вита пара використовується для передачі даних на кілька сотень метрів.

У відповідності зі специфікаціями асоціації електронної та телекомунікаційної промисловості вводяться п'ять стандартних категорій кабелю з кручених пар. При визначенні категорій кабелю використовується тільки неекранована вита пара (UTP).

• Кабель першої категорії використовується для передачі голосових даних. З початку 80-х років кабель САТ 1 використовується в основному в якості проводки телефонних ліній. Кабель першої категорії не сертифікований для передачі даних будь-якого типу і в більшості випадків не розглядається як середовище для передачі цифрових даних.

• Кабель другої категорії використовується для передачі інформації з швидкістю не більше 4 Мбіт / с. Цей тип проводки характерний для мереж застарілої мережевої топології, що використовують протокол з передачею маркера. Кабель тактується частотою 1 МГц.

• Кабель третьої категорії в основному використовується в локальних мережах із застарілою архітектурою Ethernet 10base-T і сертифікований для передачі даних зі швидкістю до 16 Мбіт / с. Кабель тактується частотою 16 МГц.

• Кабель четвертої категорії використовується в якості середовища з'єднання мереж з кільцевою архітектурою чи архітектурою 10base-T/100base-T. Кабель САТ 4 сертифікований для передачі даних зі швидкістю до 16Мбіт / с і складається з чотирьох кручених пар. Тактується частотою 20 МГц.

• Кабель п'ятої категорії є найпоширенішою середовищем передачі для Ethernet. Кабель підтримує швидкість передачі даних до 100 Мбіт / с і використовується в мережах з архітектурою 100base-T і 10base-T. Кабель тактується частотою 100 Мгц.

2.1.2 Коаксіальний кабель

Коаксіальний кабель є широко поширеною і досить зручним середовищем передачі даних. Таку назву кабель отримав внаслідок того, що складається з двох провідників. Один провідник (цільна або вита жила) екранується другим, який теж може бути суцільним або переплетеним. Провідники, як правило, розділені шаром діелектричного матеріалу. Сам кабель покритий пластиковою оболонкою. Коаксіальний кабель краще захищений від перешкод і дозволяє збільшити довжину сегмента мережі. Використовують коаксіальний кабель мережі стандартів 10base-2 - приблизно 180 м. На рис. 2.2 та 2.3 показаний коаксіальний кабель в розрізі.

Малюнок 2.2. Перетин коаксіального кабелю.

Малюнок 2.3. Поздовжній розріз коаксіального кабелю.

Зі збільшенням діаметра коаксіального кабелю пропускна здатність підвищується. Проте одночасно з цим збільшуються витрати на виконання проводки з такого кабелю, оскільки необхідно використовувати спеціальні інструменти. Характерні властивості коаксіального кабелю:

• Він менш схильний до впливу шуму в порівнянні з кручений парою.

• Кабель складається з двох концентричних провідників, розділених шаром діелектричного матеріалу.

• Імпеданс коаксіального кабелю може бути дорівнює 75 Ом (кабель товщиною ½ дюйми) або 50 Ом (кабель товщиною 3 / 8 дюйма).

2.1.3 Волоконно-оптичний кабель

Це тонка і гнучка середовище, що дозволяє передавати дані у вигляді світлових хвиль по скляному «провідникові» або кабелю. Волоконно-оптичні лінії зв'язку використовуються на відстанях понад один кілометр. Характерною їх особливістю є висока захищеність від несанкціонованого підключення (що не дивно, оскільки для передачі даних не використовуються електричні сигнали). Існує два різновиди кабелю: одномодовий і багатомодовий.

Пристрій волоконно-оптичного кабелю

Коаксіальний і волоконно-оптичний кабель влаштовані майже однаково. Сердечник останнього складається з сплетення тонких скляних волокон і ув'язнений у пластикову оболонку, яка віддзеркалює світло назад до сердечника. Плакування покрито концентричним захисним шаром пластику. На рис. 2.4 показаний пристрій волоконно-оптичного кабелю.

Малюнок 2.4. Волоконно-оптичний кабель

Всі дані в комп'ютері представлені за допомогою нулів і одиниць. Всі стандартні кабелі передають бінарні дані за допомогою електричних імпульсів. І тільки волоконно-оптичний кабель, використовуючи той же принцип, передає дані за допомогою світлових імпульсів. Джерело світла посилає дані по волоконно-оптичному «каналу», а приймаюча сторона повинна перетворити отримані дані в необхідний формат (див. рис. 2.5).

Одномодовий і багатомодовий кабель

У відносно тонкому волоконно-оптичному каналі світло буде поширюватися уздовж поздовжньої осі каналу. У підручниках фізики цей ефект згадується в наступному формулюванні - «імпульси світла поширюються в осьовому (аксіальному) напрямі». Саме це і відбувається в одномодовом кабелі (див. рис. 2.6).

Однак переваги цього типу передачі обмежені. З метою усунення подібних обмежень стали випускати подібний кабель. Але тут виникла інша проблема - промені світла мають властивість входити в канал під різними кутами хвилі проходять різне відстань і прибувають до одержувача в різний час. Цей ефект, проілюстрований на рис. 2.7, отримав назву модальної дисперсії.

Джерело світла Волоконно-оптичний кабель Приймач 1

Малюнок 2.5. Принцип роботи волоконно-оптичного кабелю.

Оболонка плакування

Малюнок 2.6. У тонкому кабелі світло поширюється по одномодовому шляху

Оболонка плакування

Аксіальний промінь

Малюнок 2.7. У товстому кабелі неаксіальние промені схильні модальної дисперсії

Чим більше кількість мод світла в каналі, тим вже смуга пропускання. На додаток до того, що різні імпульси досягають одержувача практично одночасно, посилення дисперсії призводить до накладання імпульсів і введенню одержувача в «оману». У результаті знижується загальна пропускна здатність. Одномодовий кабель передає тільки одну моду світлових імпульсів. Швидкість передачі даних при цьому досягає десятків гігабіт на секунду. Одномодовий кабель в змозі підтримувати кілька гігабітних каналів одночасно, використовуючи для цього світлові хвилі різної довжини. Отже, пропускна здатність багатомодового волоконно-оптичного кабелю нижче, ніж у одномодового.

Найпростіший спосіб зменшення дисперсії - нівелювання волоконно-оптичного кабелю. У результаті промені світла синхронізуються таким чином, що дисперсія на стороні приймача зменшується. Дисперсія також може бути зменшена шляхом обмеження кількості довжин світлових хвиль. Обидва методи дозволяють в деякій мірі зменшити дисперсію, але не в змозі привести швидкість передачі даних у відповідність з одномодовим волоконно-оптичним кабелем.

У США широко використовується багатомодовий волоконно-оптичний кабель 62.5/125. Позначення «62.5» відповідає діаметру осердя, а позначення «125» - діаметру плакирования (всі величини наведені в мікронах). З одномодових поширені кабелі з маркуванням 5-10/125. Ширина смуги пропускання звичайно приводиться в МГц / км. Доброю моделлю взаємовідносин смуги пропускання і дальності передачі служить гумовий джгут - зі збільшенням відстані смуга пропускання звужується (і навпаки). У разі передачі даних на відстань 100 метрів смуга частот багатомодового кабелю становить 1600 МГц при довжині хвилі 850 нм. Аналогічна характеристика одномодового кабелю становить приблизно 888 ГГц.

Основні характеристики волоконно-оптичного кабелю:

• Абсолютний імунітет до електромагнітних випромінювань.

• Можлива передача даних на відстань до 10 км.

• У лабораторних умовах реально досягти швидкості передачі до 4 Гбіт / с.

• В якості джерела світла може використовуватися светоизлучающий діод або лазер.

2.1.4 Огляд кабельних з'єднань та компонування Ethernet

Існує чотири основні схеми кабельних з'єднань, що використовуються в середовищі Ethernet: товста Ethernet, тонка Ethernet, Ethernet на кручений парі, волоконно-оптична Ethernet. Відмінностями в їх специфікації, компонування та кількості вузлів обумовлена ​​різниця продуктивності конкретних систем Ethernet.

Швидкість передачі для всіх типів Ethernet однакова і становить 10 Мбіт / с. Схемою з'єднання для кожного типу може бути конфігурація або у вигляді шини, або у вигляді зірки.

Товста Ethernet - 10Base5

• передача даних - 10 Мбіт / с, односмугова;

• схема сполук - у вигляді шини;

• тип кабелю, що у середовищі товстої Ethernet, - як правило, широкий коаксіальний (діаметром 4 дюйми);

• максимальна довжина сегмента - 500 м;

• сегменти кабелю товстої Ethernet повинні мати 50-омную оконечную навантаження;

• для подовження сегмента можна використовувати повторювачі і інші пристрої, також як кабельні концентратори;

• робочі станції і мережеві пристрої підключаються до мережі через зовнішні трансивери, або MAU;

• для підключення трансивера до кабельної середовищі використовується роз'єм типу відвід-вампір;

• до сегмента товстої Ethernet можна підключити до 100 робочих станцій або пристроїв LAN;

• система кабельних з'єднань товстої Ethernet забезпечує більш надійний захист від електричних перешкод.

Тонка Ethernet

• передача даних - 10 Мбіт / с, односмугова;

• схема сполук - у вигляді шини;

• тип кабелю, який найчастіше використовують у цьому середовищі, - RG58A;

• максимальна довжина сегмента - 185 м;

• сегменти кабелю тонкої Ethernet повинні мати 50-омную оконечную навантаження;

• для подовження сегмента можна використовувати повторювачі і інші пристрої, також як кабельні концентратори;

• робочі станції і мережеві пристрої підключаються до мережі через зовнішні трансивери, або MAU. Вони можуть бути зовнішніми або внутрішніми по відношенню до мережним платам;

• для підключення трансивера до кабельної середовищі використовується адаптер типу BNC-T;

• до одного сегмента тонкої Ethernet за допомогою трансіверов може підключатися не більше 30 робочих станцій або мережевих пристроїв.

Ethernet на кручений парі - 10Base-T

• передача даних - 10 Мбіт / с, односмугова;

• схема сполук - у вигляді зірки;

• тип кабелю, який найчастіше використовують у цьому середовищі, - неекранована вита пара, рівні 3, 4 і 5;

• центральні кабельні концентратори служать для підключення окремих кабелів - відводів 10Base-T до робочих станцій і пристроїв локальної мережі;

• максимальна довжина сегмента на один UTP кабель-відвід Ethernet - 100 м. Ця величина може змінюватися в залежності від виробника конкретного кабельного концентратора і мережевого адаптера;

• мережеві плати Ethernet, засновані на UTP, зазвичай поставляються з внутрішніми UTP-трансіверами. У разі відсутності внутрішніх UTP-трансиверів можна підібрати зовнішній пристрій, за допомогою якого стандартні плати для товстої і тонкої Ethernet зможуть працювати у схемі UTP;

• в якості роз'єму мережевої плати зазвичай використовується модульне гніздо RJ45 з позитивними і негативними парами прийому і передачі, заснованими на 8-голчастих з'єднаннях;

• кабельні з'єднання UTP легко монтувати і обслуговувати, їхня відносна вартість невисока. Вони сприйнятливі до електричних перешкод і повинні монтуватися у відповідності зі специфікацією.

Волоконно-оптична Ethernet 10Base-F

• передача даних - 10 Мбіт / с, односмугова;

• схема сполук - у вигляді зірки;

• зазвичай використовується 50 - або 100-мікронних волоконно-оптичний кабель;

• для підключення окремих кабелів-відводів 10Base-F до робочих станцій і пристроїв локальної мережі використовуються центральні волоконно-оптичні кабельні концентратори або багатопортовий повторювачі;

• максимальна довжина сегмента на один волоконно-оптичний кабель-відвід Ethernet - до 2100 м;

• волоконно-оптичний кабель забезпечує максимальний захист від перешкод з боку джерел електроенергії.

Кабельні роз'єми Ethernet.

Залежно від типу Ethernet, для з'єднання з мережними платами, трансіверами, повторювачами і концентраторами використовуються різні типи кабельних роз'ємів.

Всі пристрої, призначені для роботи з товстою Ethernet, забезпечені 15-голчастим AUI-або DIX-роз'ємом. Робоча станція або інший пристрій підключається до трансивер Ethernet за допомогою кабелю інтерфейсу підключення пристрою, що з'єднує DIX-роз'єм на мережевій платі Ethernet з DIX-роз'ємом на трансивері. Трансивер, у свою чергу, підключається до коаксіального кабелю Ethernet або за допомогою роз'ємів, або з допомогою відводу-вампіра, який вгризається безпосередньо в кабель. Для з'єднання двох коаксіальних кабелів використовується цілий ряд роз'ємів коаксіальних кабелів.

Для підключення кабелів Ethernet безпосередньо до гнізда на робочій станції або іншого пристрою в середовищі тонкої Ethernet служить Т-образний роз'єм BNC. Треба відзначити, що роз'єм часто є джерелом різних проблем з тим чи іншим кабельним сегментом в середовищі тонкої Ethernet. Щоб уникнути їх, необхідно перевірити, чи правильно він приєднаний до коаксіального кабелю.

Ethernet 10 Base-T використовується для з'єднань між мережевими платами 10Base-T і інтелектуальними кабельними концентраторами, що базуються на UTP Ethernet, стандартний роз'єм телефонного типу RJ45.

На звичайному кабельному концентраторе досить часто зустрічаються різні роз'єми типу Ethernet для організації з'єднань між різнотипними мережами. Наприклад, на задній панелі звичайного кабельного концентратора 10 Base-T дуже часто можна побачити DIX-роз'єм для підключення AUI товстої Ethernet, а також BNC-роз'єм для підключення стандартної товстої Ethernet. Це дозволяє інтегрувати системи різних типів Ethernet з метою організації їх спільної роботи. На одній платі Ethernet дуже часто розміщуються роз'єми BNC, RJ45 і AUI.

Малюнок 2.8. Основні роз'єми для різних середовищ Ethernet

На рис. 2.8 показані основні види роз'ємів, що зустрічаються в системах різних типів Ethernet, в тому числі DIX-роз'єм товстої Ethernet, роз'єм тонкої Ethernet і роз'єм RJ45 10Base-T, для UTP.

2.2 Аналіз та вибір мережевого устаткування

При проектуванні локальної мережі Ethernet буде використане таке устаткування:

• плати мережного адаптера;

• активні концентратори;

• сервер;

• джерело безперебійного живлення;

• міст.

2.2.1 Плати мережевого адаптера

Плати мережевого адаптера виступають фізичного інтерфейсу між ПК і середовищем передачі. Плати вставляються в ISA і PCI слоти розширення всіх мережевих ПК і серверів.

Щоб забезпечити фізичне з'єднання між ПК та мережею, до соответствуюшей роз'єму, або порту, плати підключається мережевий кабель.

Плати мережевих адаптерів призначені для:

• підготовки даних, що надходять від ПК, до передачі по мережевому кабелю;

• передачі даних до інших ПК;

• управління потоками даних між ПК і кабелем.

Плата мережного адаптера складається з апаратної частини і вбудованих програм, записаних у ПЗП. Ці програми реалізують функції підрівнів управління логічної зв'язком і управління доступом до середовища канального рівня OSI.

Перед тим як надіслати дані в мережу, плата мережного адаптера повинна перевести їх з форми, зрозумілої ПК, у форму в якій вони можуть передаватися з мережевого кабелю.

Плата мережного адаптера приймає паралельні дані та організує їх для послідовної, побітової передачі. Цей процес завершується перекладом цифрових даних ПК в електричні та оптичні сигнали, які й передаються з мережних кабелів. Відповідає за ці перетворення трансивер (прийомопередавач).

Плата мережного адаптера, крім перетворення даних, повинна вказати своє місцезнаходження, або адресу, - щоб її могли відрізнити від інших плат. Для цього на платі мережного адаптера існують перемикачі, якими встановлюється номер (адреса) ПК.

Основними елементами мережевих адаптерів є:

• приймач (трансивер);

• мережевий контролер;

• пам'ять мікропрограм;

• оперативна пам'ять.

Мережеві адаптери Ethernet бувають двох типів: зі швидкістю передачі 10 Мбіт / с і 100 Мбіт / с. Вони відомі високою надійністю, а виникаючі проблеми з кабелем і адаптерами легко піддаються діагностиці.

2.2.2 Мережні сервери

Під сервером розуміється комп'ютер, що надає свої ресурси іншим комп'ютерам. Сервер здійснює обробку та зберігання основної інформації, що знаходиться в комп'ютерній мережі. У зв'язку з різноманітністю використовуваної інформації та видів її обробки існують різні типи серверів, найбільш поширеним з яких є файловий сервер.

Під файловим сервером розуміється комп'ютер, підключений до мережі використовується для зберігання файлів даних до яких звертаються робочі станції. З точки зору користувача файловий сервер розглядається як центральний архів, в якому зберігається загальна ля всіх робочих станцій інформація. Централізоване зберігання даних дозволяє більш ефективно здійснювати контроль над даними, а також доступ до них з боку користувачів.

У більш складних комп'ютерних мережах крім файлового сервера можуть бути присутні й інші види серверів, наприклад: сервер друку, сервер бази даних, Web-сервер, поштовий сервер та ін

По складу обладнання сервери мало чим відрізняються від робочих станцій, однак до самого обладнання пред'являються більш високі вимоги. Це пов'язано з тим, що файловий сервер повинен достатньо швидко обробляти безліч запитів від усіх робочих станцій. Зі збільшенням числа робочих станцій і складності розв'язуваних завдань значно зростають вимоги до сервера по продуктивності, обсягу пам'яті, надійності. У табл 2.1 представлені мінімальні вимоги до апаратного забезпечення для мережного сервера.

Таблиця 2.1 Вимоги до апаратного забезпечення для мережного сервера

Для забезпечення необхідної продуктивності сервери оснащуються високопродуктивними процесорами, наприклад Pentium II з тактовою частотою 266-450 МГц.

З метою підвищення продуктивності в серверах широко використовується кеш-пам'ять. Ця надшвидкодіючі пам'ять призначена для тимчасового зберігання команд і даних, до яких відбувається найбільш часте звертання. Кеш-пам'ять використовує спеціалізовані швидкодіючі мікросхеми SRAM-пам'яті. Вміст кеш-пам'яті постійно змінюється, тобто інформація, ряд технічних рішень. У першу чергу це стосується до якої звертаються менш часто, замінюється на інформацію до якої відбувається найбільш часте звертання.

З метою підвищення надійності та відмовостійкості в мережевих серверах застосовується використання в якості оперативної пам'яті, так званої EDC-пам'яті, що забезпечує в процесі читання / запису виявлення та виправлення одиночних помилок. В даний час це тип пам'яті переходить в стандартне устаткування мережевих серверів [3].

Для запобігання втрати інформації при роботі з жорсткими дисками в серверах використовується система RAID - надлишкові масиви недорогих дисків. Системи RAID включає набір жорстких дисків, при цьому реалізуються різні режими одночасного запису однієї і тієї ж на кілька жорстких дисків. Це дозволяє у випадку збою жорсткого диска відновлювати дані з резервної копії, що знаходиться на іншому диску. Існує 5 рівнів системи RAID, що відрізняються способом організації дублювання інформації і, відповідно, можливістю її відновлення.

Для забезпечення нормальної роботи мережі і запобігання втрати інформації при раптовому відключенні живлення сервер повинен бути забезпечений джерелом безперебійного живлення (UPS). Джерело безперебійного живлення використовує акумуляторну батарею для підтримки працездатності сервера протягом часу, достатнього для збереження даних і нормального завершення роботи.

Мережеві сервери повинні мати можливість нарощувати свої ресурси. У зв'язку з цим сервери проектуються з урахуванням можливості встановлення більш потужних або додаткових процесорів, оперативної пам'яті і жорстких дисків.

2.2.3 Аналіз джерел безперебійного живлення

Джерела безперебійного живлення (ДБЖ) - це автоматичний зовнішнє джерело енергії, який підтримує працездатність сервера або інших пристроїв у випадку збоїв електричної мережі.

Системи безперебійного живлення використовують здатність ДБЖ взаємодіяти з операційними системами через спеціальний інтерфейс. Стандартна система безперебійного живлення забезпечує дві важливі для мережі функції:

• харчування сервера протягом деякого часу;

• управління безпечним завершенням роботи системи.

Джерелом енергії зазвичай служать акумулятори. Система працює наступним чином. При порушенні харчування ПБП інформує користувачів про збій і попереджає їх про необхідність закінчити роботу. Потім, перечекавши певний проміжок часу, ДБЖ організовано закриває систему.

Якісна система безперебійного живлення, крім того, здатна запобігти доступ до сервера нових користувачів, а також пошле адміністратору мережі повідомлення про збій харчування. Найкращі системи безперебійного живлення працюють в інтерактивному режимі. При збої живлення в зовнішній мережі воно починає надходити від ДБЖ. Процес перемикання на живлення від батарей жодним чином не зачіпає користувачів.

Існують також резервні системи безперебійного живлення, які включаються при відсутності енергії в основній мережі. Вони дешевші інтерактивних систем, але не так надійні [2].

При виборі ДБЖ необхідно враховувати споживану потужність обладнання, для якого необхідна установка ДБЖ.

2.2.4 Концентратори

В даний час одним із стандартних компонентів мереж стає концентратор. А в мережах з топологією «зірка» він служить центральним вузлом (мал. 2.9).

Малюнок 2.9. Концентратор - центральний вузол у мережі з топологією «зірка»

Активні концентратори

Серед концентраторів виділяються активні і пасивні. Активні концентратори регенерують і передають сигнали так само, як це роблять репітери. Іноді їх називають багатопортовими репітерами - вони мають від 8 до 12 портів для підключення комп'ютерів.

Пасивні концентратори

Деякі типи концентраторів є пасивними, наприклад монтажні панелі або комутуючі блоки. Вони просто пропускають через себе сигнал як вузли комутації, не посилюючи і не відновлюючи його. Пасивні концентратори не треба підключати до джерела живлення.

Гібридні концентратори

Гібридними називаються концентратори, до яких можна підключати кабелі різних типів. Мережі, побудовані на концентраторах, легко розширити, якщо підключити додаткові концентратори (рис. 2.10).

Малюнок 2.10. Гібридний концентратор

Використання концентраторів дає ряд переваг. Розрив кабелю в мережі зі звичайною топологією «лінійна шина» призведе до «падіння» всієї мережі. Між тим розрив кабелю, підключеного до концентратора, порушить роботу тільки одного сегмента. Інші сегменти залишаться працездатними.

До числа інших переваг використання концентраторів відносяться:

• простота зміни або розширення мережі: досить просто підключити ще один комп'ютер або концентратор;

• використання різних портів для підключення кабелів різних типів;

• централізований контроль за роботою мережі та мережевим трафіком: у багатьох мережах активні концентратори наділені діагностичними можливостями, що дозволяють визначити працездатність з'єднання.

Міст складається з апаратних і програмних засобів, необхідних для зв'язування в одну интерсеть двох окремих ЛВС, або підмереж, розташованих в одному місці. Міст найпростішого типу аналізує 48-бітове поле адреси пункту призначення пакета і порівнює цю адресу за таблицею, в якій вказані адреси усіх робочих станцій даного сегмента мережі. Якщо адреса не відповідає жодному з вказаних у таблиці, міст передає пакет у наступний сегмент. Ці прості мости продовжують передавати пакети, перехід за переходом, до тих пір, поки вони не досягнуть сегмента мережі, що містить комп'ютер з вказаною адресою пункту призначення. Мости, які беруть участь у такому процесі аналізу таблиць адрес і передачі пакетів, називаються прозорими мостами. Цей метод використовується у всіх Ethernet-мостах і в деяких мости в мережах Token Ring. Принцип роботи моста такого типу показаний на рис. 2.11.

Деякі мости створюють власні таблиці мережевих адрес. Такі мости перевіряють адресу відправника і адресу одержувача кожного пакета, переданого в ті ЛВС, до яких вони підключені. Потім вони будують таблиці адрес, в яких перераховуються адреси відправників пакетів їх мережі, що мають відповідний цієї мережі номер. Після цього мости звіряють адреси одержувачів пакетів з адресами відправників. Виявивши збіг, міст фільтрує пакет і посилає його по мережі далі; станція-адресат розпізнає свою адресу і копіює цей пакет у свою пам'ять. Якщо збігу немає, пакет просувається, тобто йому дозволяється переміщуватися через міст у наступний сегмент мережі. Широкомовні і групові пакети просуваються завжди, оскільки їх поля адрес одержувачів ніколи не використовуються як адреси відправників.

Мости «не розуміють» протоколів більш високого рівня і не пов'язані з ними. Вони функціонують на підрівні управління доступом до середовища передачі (МАС) канального рівня моделі OSI і відстоять далеко від протоколів верхніх рівнів типу XNS і TCP / IP. Якщо обидві мережі відповідають станндартам управління логічним каналах IEEE 802.2, то міст може їх зв'язати незалежно від відмінностей у середовищах передачі і методах доступу. Як стане ясно з подальшого розгляду, це означає, що фірми можуть з'єднувати мостами свої мережі Ethernet, мережі Token Ring і ЛВС стандарту 802.3, використовуючи 100BaseX Ethernet на кручених парах класу передачі даних, 100BaseТ Ethernet на неекранованих кручених парах або тонкий коаксіальний кабель.

2.3 Огляд операційних систем

2.3.1 Unix / Linux

Прабатько мережевих операційних систем UNIX, має кілька «нащадків» і різновидів, причому версії її продовжують модернізуватися і поліпшуватися до цього дня. Основні розробники, корпорації Digital Equipment, Hewlett-Packard і Sun Microsystems, пропонують спеціальні версії UNIX, що працюють на випускаються цими компаніями робочих станціях. Головне питання, досить тривалий час пов'язаний з UNIX, полягає в тому, чи буде ця операційна система витіснена операційними системами, що працюють на персональних комп'ютерах. Microsoft і Intel докладають титанічних зусиль, намагаючись стати монополістами, однак на ринку завжди знайдеться місце для виробників, які в змозі запропонувати конкурентноздатні продукти. Фахівці погоджуються з тим, що деякі «різновиди» UNIX будуть розвиватися постійно, що пояснюється їх тісним зв'язком з Internet.

Операційні системи UNIX спочатку замислювалися і створювалися для забезпечення живучості систем і підтримки мережевого устаткування. Ця причина дозволила UNIX проіснувати багато років як єдино можливого рішення. Підтримка багатозадачності одночасно зробила UNIX потенційним кандидатом для використання в швидкісних мережах. Висока продуктивність і мобільність лише доповнюють список причин. завдяки яким операційна система UNIX може бути використана на складних робочих станціях. Застосування таким потужним обчислювальним станціям можна знайти в багатьох інженерних та науково-дослідних роботах.

Linux являє собою версію UNIX, адаптовану для процесорів Intel. Більшість переваг UNIX при роботі на таких платформах залишаються непоміченими, оскільки процесори Intel і їхні клони постійно поліпшуються, а взглядипользователей, як правило, прикуті до програмних продуктів компанії Microsoft, які не поступаються в ефективності UNIX і разюче легкі у використанні.

2.3.2 Windows NT 4

Windows NT можна розглядати як потенційну заміну відомої UNIX або ж просто як чергову операційну систему Microsoft. Третя (і основна) версія операційної системи NT має різновиди для установки на робочі станції і на сервери. Основна відмінність полягає у використанні оболонки Windows 95. Розглянута операційна система характеризується і вищим рівнем стабільності роботи. Основну увагу розробники приділили поліпшенню підтримки зовнішніх пристроїв і розширення можливості роботи з Internet.

Хоча компанія Microsoft мала достатньо часу на випуск нової версії Windows, їй не вдалося зробити належний акцент на можливостях роботи з Internet і інтрамережа. Сподіваємося, що положення буде виправлено в оновлених версіях NT.

Windows NT 4 - це мережева операційна система, що пропонує практично такі ж функціональні можливості, що й операційні системи UNIX. Оскільки вона базується на одній з основних операційних систем і дійсно є багатозадачною середовищем, NT 4 представляє собою дуже еффіктівную платформу. Не слід забувати, що UNIX була розроблена майже тридцять років тому, в той час як NT знаходиться в стадії становлення. Цій операційній системі необхідний час на те, щоб стати такою ж сильною, як UNIX.

2.3.3 NetWare

Ця лідирує на ринку мережева операційна система останнім часом зазнає значних збитків від серйозної застою. Займаючи великий сегмент ринку мережевих операційних систем, компанія Novell все ж відстала від кон'юктури. Тепер, коли розпродані власні програмні продукти WordPerfect і Borland, погляд компанії знову звернений на побудову потужних мережевих операційних систем. Novell завжди пропонувала прекрасне програмне забезпечення, проте, як відомо, саме конкуренція сприяє створенню найкращого.

На відміну від попередніх двох мережевих операційних систем, які дійсно є операційними, для NetWare необхідна базова операційна система. Подібний вибір був свідомим рішенням компанії і довів нездоланність цієї перешкоди для Novell.

Програмні продукти компанії Novell до цих пір досить широко представлені в усьому світі і є невід'ємною частиною мережевих середовищ. Добре налагоджена система підготовки технічного персанала, який продовжує і буде продовжувати підтримувати ці продукти.

Novell доведеться змиритися з тим, що її продукти будуть вважатися менш ефективними в порівнянні з програмним забезпеченням компанії Microsoft (або інших компаній), оскільки Novell втрачає свій сектор ринку. Ця компанія все ще випускає досить надійні засоби, які можуть працювати в перебігу багатьох років. Їх високу продуктивність варто розглядати окремо. Протягом останніх декількох років компанія Novell намагається відреагувати на популярність интрасетей. Її мережна операційна система відмінно підходить для створення такого роду середовища і починає проявляти себе на ринку. Поява і широке распостроненіе броузерів також відбилося на стратегії компанії, яка намагається відвоювати невеличкий сектор ринку.

Висновки

У даному розділі був проведений огляд і аналіз мережевого устаткування і операційних систем. На підставі цього можна зробити наступні висновки:

• в мережі Ethernet 10BaseT використовується вита пара, яка є найпоширенішою середовищем передачі останнім часом;

• при проектуванні мережі немає необхідності використовувати повторювачі, тому що вони встановлені прямо на мережевих адаптерах;

• для взаємодії ЛВС Ethernet з ЛВС Token Ring використовуються мости;

• для оптимізації роботи мережі необхідно встановити мережевий сервер;

• для сервера необхідно встановити операційну систему Windows NT, оскільки вона є найбільш перспективною ОС;

• для захисту мережного обладнання від перепадів напруги необхідно використовувати джерело безперебійного живлення.

3. Обгрунтування вибору апаратно-програмної платформи

3.1 Обгрунтування вибору середовища передачі

Для побудови кабельної системи ЛВС необхідно вибрати середовище передачі. При виборі типу кабелю необхідно враховувати такі умови: тип ЛВС, розміри проектованої ЛВС, швидкість передачі в мережі.

Вище були розглянуті три типи кабелів: вита пара, коаксіальний кабель, волоконно-оптичний кабель. Застосування коаксіального кабелю або волоконно-оптичного кабелю недоцільно, тому що волоконно-оптичний кабель призначений для передачі інформації на великі відстані. Він має високу вартість, і виникають складнощі і додаткові витрати при розгортанні. Коаксіальний кабель призначений для передачі інформації на короткі відстані.

Враховуючи вищесказане можна зробити висновок що вита пара - єдино правильне рішення. Даний тип кабелю має високу швидкість передачі (до 100 Мбіт / с), низькою вартістю, а розгортання не надає труднощів. У ЛВС Ethernet 10BaseT використовується вита пара. У даному дипломному проекті буде використана «неекранована вита пара» (UTP), тому що при використанні екранованої кручений пари в значній мірі збільшується загасання і лінія стає схильною до втрати даних, а це не припустимо.

3.2 Обгрунтування вибору мережевого обладнання

Для побудови ЛОМ Ethernet необхідно вибрати наступне мережеве обладнання:

• концентратори;

• мережеві адаптери;

• сервер;

• міст, для забезпечення взаємодії проектованої мережі Ethernet з мережею Token Ring.

При виборі концентратора необхідно враховувати наступні вимоги:

• забезпечення роботи мережі зі швидкістю 10 Мбіт / с;

• використання в якості середовища передачі кабелю «неекранована вита пара» (UTP).

Враховуючи вищевикладені вимоги, в проектованої ЛВС буде використовуватися чотири 16-ти портових концентратора Ethernet HUB 1016B, що працюють зі швидкістю 10 Мбіт / с і використовують в якості середовища передачі кабель UTP 5-ї категорії.

Для виконання цих вимог будуть використані концентратори Ethernet NE 2000.

Для забезпечення взаємодії мережі Ethernet з мережею Token Ring буде використовуватися міст Ethernet RS 232. Це автономний пристрій, що використовує маршрутизацію джерела, здатне працювати на швидкості 10 Мбіт / с, що має власними керуючими можливостями, що полегшує управління і контроль даного пристрою.

Відповідно до вимог, що у табл. 2.1 на мережі встановлюється сервер Compaq ProLiant 2000, який володіє наступними характеристиками:

• процесор Intel Pentium II 450 Мгц;

• відеоадаптер ASUS V3000 Riva 128;

• обсяг оперативної пам'яті 128 Мб;

• обсяг пам'яті жорсткого диску 4 * 4,3 Гб;

• 3,5 "дисковод;

• CD-ROM.

3.3 Обгрунтування вибору операційної системи

У попередньому розділі обговорювалися три найбільш розповсюджені системи Microsoft Windows NT 4.0, Novell Net Ware і Unix / Linux. У даному дипломному проекті як мережевої операційної системи буде використана ОС Windows NT 4.0. Підставою для вибору цієї операційної системи послужило наступне. Ця версія була випущена в кінці 1996 року і відразу ж стала користуватися популярністю. Вона об'єднує в собі поліпшену інтеграцію з Internet, підвищену продуктивність, відмінну сумісність з іншими операційними системами Microsoft.

Windows NT розроблялася як сучасна операційна система, яка повинна була не тільки враховувати уроки, піднесені класичними системами, а й надати нові рішення. Вона досягає всіх цих цілей саме завдяки своїй дуже гнучкою, стабільною і безпечною структурі [16].

Одним з основних переваг Windows NT вважається абсолютна переносимість системи. Велика частина її коду написана на легко стерпному мові С. Специфічні функції та виклики апаратних засобів обробляються спеціальним рівнем абстракції апаратних засобів.

На сучасному неоднорідному промисловому ринку високий рівень сумісності з іншими продуктами є одним з основних умов виживання мережевої операційної системи.

Для високоефективної роботи в мережі максимально оптимізований і мережевий стек NT, тому при використанні високоякісного дорогого обладнання він може досягати рівня мережевої продуктивності робочих станцій з UNIX.

Важливою особливістю сучасних операційних систем є можливість розширення або модернізації відповідно до удосконаленням технології. Можливість подальшої модернізації NT забезпечується завдяки її повної модульності. Окремі компоненти можуть бути переписані або перебудовані незалежно від інших, при цьому основні функціональні можливості не постраждають. Раціональність такого гнучкого підходу доводиться швидким розвитком можливостей і продуктивності NT протягом свого життєвого циклу.

До недавнього часу всі мережеві операційні системи представляли собою додатки, що завантажуються поверх автономної операційної системи. Найважливіша відмінність між мережевою операційною системою Windows NT та іншими операційними системами якраз в тому і полягає, що мережеві можливості вбудовані в саму Windows NT.

Виходячи з вищевикладеного на сервері буде встановлена ​​мережна операційна система Microsoft Windows NT Server.

Висновки

За даним розділу можна сформулювати наступні висновки:

• для побудови кабельної системи ЛВС Ethernet 10BaseT використовується кабель «неекранована вита пара»;

• як концентраторів використовуються Ethernet HUB 1016B;

• використовуються мережеві адаптери Ethernet NE 2000;

• для взаємодії з мережею Token Ring використовується міст Ethernet RS 232;

• на мережі встановлюється сервер Compaq ProLiant 2000;

• в якості мережевої операційної системи використовується Windows NT 4,0.

4. Проектування ЛОМ Ethernet

4.1 Проектування структурованої кабельної системи

4.1.1 Принцип побудови СКС

При проектуванні і монтажі структурованої кабельної системи (СКС) для робочих місць офісу на базі протоколу Ethernet враховуються рекомендації загальновизнаних американських і міжнародних стандартів у галузі будівництва телекомунікаційних кабельних мереж таких як: EIA / TIA 568A, EIA / TIA / TSB 36, EIA / TIA / TSB 40, EIA / TIA 569, ISO / IEC 11801.

Кабельна система підприємства, побудована відповідно до рекомендацій, зазначених вище стандартів, дозволяє працювати активного мережевого обладнання в смузі частот до 100 Мгц і підтримувати як існуючі стандарти ЛВС Ethernet, Token Ring, 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet, TP-PMD, ISDN, ATM , так і ті, які можуть виникнути в майбутньому.

Локальна обчислювальна мережа підприємства, описувана в даному проекті, реалізована на базі структурованої кабельної системи по топології «зірка-шина» з одним розподільчим вузлом. СКС забезпечує взаємодію активного мережевого обладнання, встановленого в розподільчих шафах та мережевих адаптерів робочих станцій на фізичному рівні еталонних моделей взаємодії відкритих систем (OSI).

До складу кабельної системи входять наступні компоненти: комутаційні шнури для підключення активного мережевого обладнання, комутаційні панелі для механічного перемикання робочих місць, горизонтальні абонентські кабелі, прокладені до робочих місць, модульні розетки на робочих місцях і комутаційні шнури для підключення робочих станцій до розеток.

Всі перераховані складові СКС як окремо, так і всі разом, у змонтованому вигляді, відповідає категорії 5 (стандарт EIA / TIA 568A TSB-40).

Незручності, пов'язані із застосуванням традиційних технологій при побудові неструктурованих кабельних систем загальновідомі: складність і дорожнеча внесення змін, мала надійність, висока залежність кабельної системи від застосовуваної мережевої технології. Неструктурована кабельна система будується швидше, але її набагато складніше модернізувати. Таке проведення для локальних мереж зберігається без переобладнання приблизно 3-5 років. У той же час структурована система будується грунтовно, як будь-яке довгострокове споруду. У ній закладається структурована надмірність, яка передбачає додаткові робочі місця, можливість переміщення обладнання та персоналу. Надмірність СКС вимагає додаткової кількості кабелю, розеток, крос-панелей, однак додаткові капітальні витрати, необхідні для створення СКС, швидко окупаються в процесі експлуатації мережі. СКС володіє наступними перевагами:

• максимальна гнучкість у розміщенні відповідного комунікаційного обладнання;

• можливість впроваджувати нові програми та технології, не піклуючись про обмеження, що накладаються традиційними неструктурованими кабельними системами;

• гарантоване відповідність всіх її компонентів міжнародним стандартам;

• можливість підключення різних видів обладнання за допомогою універсальних розеток на робочих місцях;

• допускається управління та адміністрування мінімальною кількістю обслуговуючого персоналу;

• використання єдиної кабельної проводки для передачі інформації.

Кабельна система офісу, спроектована в даному дипломному проекті, дозволяє працювати активного мережевого обладнання в смузі частот до 100 Мгц і підтримувати як існуючі стандарти ЛВС Token Ring, Ethernet, Fast Ethernet і ін, так і ті, які можуть виникнути в майбутньому.

4.1.2 Аналіз кабельної системи

Структурована кабельна система буде реалізована з використанням комутаційного обладнання та кабелю «неекранована вита пара» (UTP) 5-ї категорії. Загальна кількість робочих місць - 48. Враховуючи 30%-й запас на майбутнє число робочих місць дорівнює 62. На кожному робочому місці встановлена ​​зовнішня розетка з одним модулем RJ-45 5-ї категорії. До кожної комп'ютерної розетки від шафи прокладений 4-х парний кабель «неекранована вита пара» (UTP) 5-ї категорії. Все активне і комутаційне обладнання сконцентровано в шафі 19 "висотою 15U (1U = 1Unit - висота одиниці стандартного устаткування - 44,45 мм). Схема розташування та маркування мережевого устаткування наведена на плакаті.

За завданням дипломного проекту ЛВС Ethernet повинна забезпечувати роботу 48 робочих місць. У СКС закладається 30% структурної надлишковості, що передбачає додаткові робочі місця. Отже загальна кількість робочих місць буде одно 62. На кожному робочому місці встановлена ​​зовнішня розетка з одним модулем RJ-45 5-ї категорії. До кожної комп'ютерної розетки від шафи прокладений 4-х парний кабель «неекранована вита пара» (UTP) 5-ї категорії. Все активне і комутаційне обладнання сконцентровано в шафі. З'єднання ліній горизонтальної проводки з портами активного мережевого обладнання здійснюється комутаційними шнурами довжиною 1 м через комутаційні канали 5-ї категорії.

Всі порти панелі будуть марковані і відповідають номеру комп'ютерної розетки, що надає обслуговуючому персоналу можливість простої ідентифікації кожної абонентської лінії. Маркування кабелю виконується в процесі монтажу на кінцях кабелю перед обробленням в комутаційній панелі і в розетках на робочих місцях. Для підключення робочих станцій до розеток використовуються комутаційні шнури довжиною 0,5 м.

СКС призначена для безперервного функціонування протягом тривалого часу. Початком експлуатації СКС вважається момент підключення до системи активного обладнання передачі даних.

Підключення активного устаткування не повинно супроводжуватися внесенням будь-яких змін у встановлену СКС. Ці підключення повинні виконуватися окремими комутаційними шнурами.

4.1.3 Розрахунок довжини кабелю

На кожному робочому місці встановлюється зовнішня комп'ютерна розетка. Всього встановлюється 62 розетки. До кожної розетки від шафи прокладається кабель «неекранована вита пара» (UTP). З'єднання горизонтальної проводки з портами активного мережевого обладнання здійснюється комутаційними шнурами завдовжки один метр.

Для підключення робочих станцій до розеток використовуються комутаційні шнури завдовжки три метри. Кількість даних шнурів одно 62-розум. На рис. 4.4 зображена структурна схема мережі.

Прокладка кабелю виконується по периметру приміщення в кабель-каналах. Кабель прокладається на висоті не менше 0,5 м від підлоги. ЛВС розміщується на двох поверхах будівлі. Розподільна шафа встановлюється на першому поверсі. Для прокладання кабелю на другий поверх використовується спеціальний люк.

План розташування комп'ютерних розеток, розподільної шафи і кабельних трас від шафи до розеток на поверхах представлений на плакатах. Загальна довжина кабелю буде дорівнює сумі довжин кабелю від кожної розетки до шафи. Розрахунок довжини кабелю представлений в табл. 4.1.

Таблиця 4.1 Розрахунок довжини кабелю

N кабелю	Довжина кабелю	N кабелю	Довжина кабелю
L1	L2 +3 = 10.5	L32	2.5 +2.5 +1 +0.5 = 6.5
L2	L3 +4 = 7.5	L33	L32 +1.5 +10 +5.5 +1 +0.5 = 25
L3	2 +1 +0.5 = 3.5	L34	L32 +1.5 +10 +5.5 +0.5 = 24
L4	2 +0.5 +0.5 = 3	L35	L34 +4 = 28
L5	2 +2 +10.5 +5.5 +1 +0.5 +0.5 = 22	L36	L35 +3 = 31
L6	2 +2 +10.5 +5.5 +0.5 +0.5 = 21	L37	L38 +0.5 +4.5 = 41
L7	L6 +3 = 24	L38	L39 +3.5 = 36
L8	L7 +4 = 28	L39	L40 +1.5 = 32.5
L9	L10 +3.5 = 33	L40	L41 +3.5 = 31
L10	L11 +4.5 = 29.5	L41	L32 +1.5 +10 +9 +0.5 = 27.5
L11	2 +2 +10.5 +9.5 +0.5 +0.5 = 25	L42	L43 +1 = 39.5
L12	L13 +1 = 36.5	L43	L44 +3.5 = 38.5
L13	L14 +3.5 = 35.5	L44	L45 +4.5 = 35
L14	L15 +11.5 = 32	L45	L46 +7 = 30.5
L15	L16 +3.5 = 20.5	L46	L47 +3.5 = 23.5
L16	L17 +1 = 17	L47	L48 +4 = 20
L17	L18 +3 = 16	L48	2.5 +2 +11 +0.5 = 16
L18	1.5 +11 +0.5 = 13	L49

З даного розрахунку випливає, що довжина кабельної системи мережі Ethernet буде дорівнює приблизно 1462,5 метрів.

Кабель UTP використовується в даній мережі має низьку вартість, а розгортання даного кабелю не представляє труднощів. Це дозволяє побудувати кабельну систему за досить короткий термін і за низьку ціну.

4.2 Установка активного обладнання

До складу активного обладнання мережі входять: плати мережевих адаптерів Ethernet, активні концентратори, міст, сервер.

На кожному комп'ютері, що підключається до мережі, встановлюються мережеві плати Ethernet NE 2000, а на файл-сервері буде встановлена ​​плата Ethernet. Для підключення 48 комп'ютерів та сервера буде потрібно 49 мережевих плат.

Ethernet HUB 1016B, міст і сервер Compaq ProLiant 2000 встановлюються у розподільний шафа.

Всі дані пристрої підключаються до ДБЖ, який також встановлюється в розподільна шафа.

Висота одиниці стандартного устаткування - 44,45 мм = 1U. Отже, розподільна шафа встановлюється висотою 15U.

Розташування комутаційного обладнання, активного обладнання і ДБЖ в розподільній шафі представлено на малюнку 4.5.

Розташування всього устаткування в єдиному розподільчому шафі дозволяє спростити контроль і обслуговування устаткування.

4.3 Розрахунок споживаної потужності джерела безперебійного живлення

ЛВС офісу включає в себе комп'ютери з платами мережевого адаптера, концентратори, міст і сервер. Неполадки в системі силового живлення в тій чи іншій мірі впливають на роботу даних пристроїв мережі. Тому для захисту мережі від неполадок електроживлення всі ці пристрої будуть одержувати живлення від ДБЖ. Використовується централізована система силового живлення. Це значить, що все обладнання, що бере участь в передачі даних, буде підключено до одного потужного джерела безперебійного живлення, який встановлюється в розподільній шафі.

Буде використаний ДБЖ типу on-line, що забезпечує найвищу якість вихідної напруги і захищає апаратуру від всіх видів перешкод і неполадок.

Сучасні ПК споживають у середньому 150-200 Вт, сервери від 300 до 500 Вт, концентратори споживають до 100 Вт. До мережі потрібно підключити, з урахуванням резерву, 62 ПК, один сервер, 4 концентратора і міст. Сумарна потужність ДБЖ, встановленого в даній мережі буде розрахована за формулою

Р _ДБЖ = 62 * Р _пк + Р _сер. +4 * Р _конц. + Р _мосту.

Отже, ДБЖ повинен мати потужність не менше

Р _ДБЖ »62 * 200 +500 +4 * 100 +100» 13400 Вт »14 кВт.

5. Аналіз характеристик ЛВС Ethernet

Основні характеристики локальної мережі Ethernet проектуються у даному дипломному проекті представлені в табл. 5.1.

Однією з основних характеристик є продуктивність мережі. Основним критерієм при визначенні продуктивності мережі є її пропускна здатність, тобто середній потік даних, переданих через мережу і затримка вноситься в передачу даних користувача.

Додатковий параметр, який дуже важливий, коли потік даних містить в основному тільки короткі кадри, - це кількість кадрів, переданих за одиницю часу по мережі.

Таблиця 5.1 Основні характеристики ЛВС Ethernet

Кращий спосіб показати продуктивність - це описати ставлення затримки, що вноситься кадром, до середньої пропускної здатності.

Підставою для опису продуктивності, таким чином є те, що при збільшенні завантаження мережі користувач повинен очікувати більше часу для початку передачі своїх даних. У результаті цього збільшується затримка при передачі даних.

Максимальна швидкість передачі кадру в мережах Ethernet залежить від фізичної швидкості передачі даних і від довжини поля даних у кожному кадрі. Максимальна швидкість передачі пакетів виходить тоді, коли постійно передаються короткі кадри з мінімумом інформації.

У спроектованої ЛВС Ethernet є можливість роботи зі швидкістю 10 Мбіт / с. Дана мережа може об'єднати 1024 комп'ютера і надати вихід на іншу локальну мережу типу Token Ring.

6. Техніко-економічне обгрунтування проекту

6.1 Характеристика проекту

Для оперативного планування і управління науковими дослідженнями і розробками успішно застосовується система мережевого планування (СПУ). Ефективність СПУ останнім часом значно зросла завдяки широкому застосуванню електронно-обчислювальної техніки в плануванні та управлінні.

Загальною основою всіх систем СПУ є використання всіх мережевих моделей, в яких весь комплекс робіт розчленовується на окремі, чітко визначені ланки в їх логічній послідовності та взаємозв'язку. СПУ - один з методів кібернетичного підходу до управління складними динамічними системами з метою забезпечення мінімальних показників.

Весь комплекс робіт по СПУ виконується в такій послідовності:

• розчленування комплексу робіт по проекту на окремі етапи та підетапи, що закріплюються за відповідальними виконавцями;

• виявлення та опис кожним відповідальним виконавцем усіх подій і робіт, необхідних для виконання поставленої перед ним кінцевої мети;

• побудова мережі;

• визначення часу виконання кожної роботи в мережі;

• розрахунки параметрів мережевого графіка;

• аналіз мережевого графіка і його оптимізація (у разі необхідності).

• Усі розрахунки і вихідні дані для побудови мережевого графіка представлені в таблицях.

6.2 Планування мереж при проектуванні локальної мережі

У даному проекті застосовуються дві імовірнісні оцінки тривалості виконання робіт і мережу з такими оцінками називається ймовірнісної.

Оптимістична оцінка (t _min) - це мінімальна необхідний час виконання роботи при найбільш сприятливому збігу обставин.

Песимістична оцінка (t _max) - максимальний час, необхідний для виконання роботи при найбільш несприятливому збігу обставин.

Величина t _{очікуван} представляє собою математичне сподівання або середнє статистичне значення двох оцінок тривалості робіт і визначається за формулою 6.1.

t _{ож = (3} * t _min +2 * t _max) / 5. (6.1)

Мірою невизначеності часових оцінок ймовірнісних робіт є дисперсія (З ² _tож), яка обчислюється за формулою 6.2.

C ² _tож = ((t _{max-t min)} / 5) 2. (6.2)

Знайдені значення t _{очікуван} округлюються до цілих чисел. Величина t _{очікуван} проставляється в мережі над стрілками, які зображують відповідні роботи (рис. 6.1). У таблиці 6.1 представлені підраховані величини t _{очікуван} і C ² _tож.

Таблиця 6.1 Перелік подій та робіт до мережного графіку на проектування ЛОМ Ethernet