951,953 11-04-2020-ПракРаб 4-5 Моделирование ЛВС

Пример подхода к разработке ЛВС предприятия, выбору типа сервера с возможностью расширения сети

Технические требования к разрабатываемой сети: число помещений — 7;

число персональных компьютеров в помещениях — 18; построение сети выполнить на линиях связи типа витой пары; управление сервером должно осуществляться операционной системой Windows 2000 Server.

1. Разработка функциональной схемы корпоративной локальной вычислительной сети. Информационные потоки в ЛВС предприятия

Рассмотрим организационно-штатную структуру предприятия (рис.1). Во главе стоит генеральный директор. В структуру предприятия входят четыре отдела. Каждый отдел имеет в подчинении разное количество сотрудников. На предприятии существуют три типа потоков инфор­мации: распоряжения, доклады, оперативная информация (т.е. инфор­мация, изменяющаяся во время работы предприятия, например, о количестве заказов, наличии товаров на складе и т.п.).

Рис. П. 16.1. Организационная структура предприятия и информационные потоки:

— распоряжения, оперативная информация; — доклады

Отделы предприятия:

демонстрационный (3 чел.) — занимается демонстрацией образцов продукции, предлагаемой клиентам;

оформления заказов (8 чел.) — принимает заказы от клиентов, зани­мается их оформлением и выдает оплаченный товар, т.е. непосредствен­но работает с клиентами;

информационной и технической поддержки (2 чел.) — поддерживает работоспособность программно-аппаратного комплекса;

финансовый (4 чел.) — состоит из трех служб (бухгалтерская, кадро­вая, касса).

Всего на предприятии задействовано 18 чел., каждому из которых предполагается выделить в пользование персональный компьютер.

2. Разработка структуры сети

2.1. Выбор структуры управления сетью

Каждая фирма формулирует собственные требования к конфигура­ции сети, определяемые характером решаемых задач. В первую очередь необходимо установить, сколько человек будут работать в сети. От этого решения, по существу, будут зависеть все последующие этапы создания сети.

Количество рабочих станций напрямую зависит от предполагаемого числа сотрудников. Другим фактором является иерархия компании. Для фирмы с горизонтальной структурой, где все сотрудники должны иметь доступ к данным друг друга, оптимальным решением является простая одноранговая сеть.

Фирме, построенной по принципу вертикальной структуры, в кото­рой точно известно, какой сотрудник и к какой информации должен иметь доступ, следует ориентироваться на более дорогой вариант сети — с выделенным сервером. Только в такой сети существует возможность администрирования прав доступа к определенным ресурсам сразу для группы пользователей.

На предприятии имеется 18 рабочих станций, которые требуется объе­динить в корпоративную сеть. При этом они должны быть объединены в следующие группы:

директор предприятия — 1 рабочая станция;

демонстрационный отдел — 3 рабочие станции;

отдел оформления заказов — 8 рабочих станций;

отдел информационной и технической поддержки — 2 рабочие стан­ции;

финансовый отдел — 4 рабочие станции.

Так как на предприятии присутствует несколько отделов, каждый из которых занимается определенной деятельностью и, следовательно, работает с разной информацией, то предприятие имеет вертикальную структуру, при которой осуществляется разграниченный доступ к информации.

Одним из главных этапов планирования является создание предвари тельной схемы. При этом в зависимости от типа сети возникает вопрос об ограничении длины кабельного сегмента. Это может быть несущественно для небольшого офиса, однако, если сеть охватывает несколько этажей здания, проблема предстает в совершенно ином свете. В таком случае необходима установка дополнительных репитеров (repeater).

В ситуации с рассматриваемым предприятием вся сеть будет распола­гаться на одном этаже и расстояние между сегментами сети не столь велико, чтобы требовалось использование репитеров.

2.2. План помещений

План помещения (рис. 2) влияет на выбор топологии сети зна­чительно сильнее, чем это может показаться на первый взгляд. После определения места установки сервера можно сразу определить, какое количество кабеля потребуется.

Рис. 2. План помещений предприятия

2.3. Размещение сервера

В отличие от установки одноранговой сети при построении ЛВС с сервером возникает еще один вопрос: где лучше всего установить сервер.

На выбор места влияют следующие факторы:

необходимость обеспечить постоянный доступ к серверу для техни­ческого обслуживания;

по соображениям защиты информации требуется ограничить доступ к серверу посторонних лиц.

В рассматриваемом примере единственно возможное место установки сервера, не требующее перестройки внутренних помещений, — это по­мещение отдела информационной и технической поддержки (см. рис. П. 16.2), так как только оно удовлетворяет указанным выше требованиям (обеспечивает постоянный доступ сотрудников данного отдела к серве­ру; изолировано от других помещений, что ограничивает доступ к серве­ру посторонних лиц).

3. Выбор сетевой архитектуры и его обоснование

Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помеще­ния, в котором разворачивается ЛВС. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для фирмы, разброс цен здесь также доста­точно велик.

3.1. Топология ЛВС предприятия

Для ЛВС рассматриваемого предприятия самой оптимальной являет­ся топология типа звезда в связи с тем, что она представляет собой более производительную структуру: каждый компьютер, в том числе и сервер, соединяется отдельным сегментом кабеля с центральным кон­центратором (hub).

Основным преимуществом такой сети является ее устойчивость к сбо­ям, возникающим вследствие неполадок на отдельных ПК или из-за по­вреждений сетевого кабеля.

Топология сети предприятия показана на рис.3.

Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальных се­тях являются так называемые методы доступа (access methods), регла­ментирующие порядок, в котором рабочая станция получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.

Так как метод CSMA/CD хорошо зарекомендовал себя именно в ма­лых и средних сетях, для рассматриваемого предприятия данный метод удобен. К тому же сетевая архитектура Ethernet, которую и будет приме­нять сеть предприятия, использует именно этот метод доступа.

Сеть на основе витой пары в отличие от сети на базе тонкого и тол­стого коаксиального кабеля строится по топологии звезда. Чтобы пост­роить сеть по указанной топологии, требуется большее количество кабе­ля (но цена витой пары невелика). Подобная схема имеет и неоценимое преимущество — высокую отказоустойчивость. Выход из строя одной или нескольких рабочих станций не приводит к отказу всей системы. Правда, если из строя выйдет концентратор (hub), его отказ затронет все под­ключенные через него устройства.

Рис.3. Топология сети предприятия

Еще одним преимуществом данного варианта является простота рас­ширения сети, поскольку при использовании дополнительных концент­раторов (до четырех последовательно) появляется возможность подклю­чения большого количества рабочих станций (до 1024). При применении неэкранированной витой пары (UTP) длина сегмента между концент­ратором и рабочей станцией не должна превышать 100 м. Это условие для рассматриваемого предприятия выполняется.

3.2. Сетевые ресурсы

Следующим важным аспектом проектирования сети является совме­стное использование сетевых ресурсов (принтеров, факсов, модемов и другой периферии).

Перечисленные ресурсы могут использоваться как в одноранговых сетях, так и в сетях с выделенным сервером. Однако в случае одноранго­вой сети сразу выявляются ее недостатки. Чтобы работать с перечислен­ными компонентами, их нужно установить на рабочую станцию или подключить к ней периферийные устройства. При отключении этой стан­ции все компоненты и соответствующие службы становятся недоступ­ными для коллективного пользования.

В сетях с выделенным сервером обеспечивается круглосуточный дос­туп рабочих станций к сетевой периферии, поскольку сервер никогда не выключается, если не считать коротких остановок для технического об­служивания.

На предприятии имеются четыре принтера — в каждом отделе по одному. Рассмотрим вопрос подключения принтера к ЛВС. Для этого су­ществует несколько способов:

• подключение к рабочей станции. Принтер подключается к той рабо­чей станции, которая находится к нему ближе всех. В результате данная рабочая станция становится сервером печати. Недостаток такого подклю­чения в том, что при выполнении заданий на печать производительность рабочей станции на некоторое время снижается, что отрицательно ска­зывается на работе прикладных программ при интенсивном использова­нии принтера. Кроме того, если машина будет выключена, сервер печа­ти станет недоступным для других узлов;

• прямое подключение к серверу. Принтер подключается к параллель­ному порту сервера с помощью специального кабеля. В этом случае он постоянно доступен для всех рабочих станций. Недостаток подобного ре­шения обусловлен ограничением по длине принтерного кабеля, обеспе­чивающего корректную передачу данных. Хотя кабель можно протянуть на 10 м и более, его следует прокладывать в коробах или в перекрытиях, что повышает расходы на организацию сети;

• подключение к сети через специальный сетевой интерфейс. Принтер оборудуется сетевым интерфейсом и подключается к сети как рабочая станция. Интерфейсная карта работает как сетевой адаптер, а принтер регистрируется на сервере как узел ЛВС. Программное обеспечение сер­вера осуществляет передачу заданий на печать по сети непосредственно на подключенный сетевой принтер;

• подключение к выделенному серверу печати. Альтернативой преды­дущему варианту является использование специализированных серверов печати. Такой сервер представляет собой сетевой интерфейс, скомпоно­ванный в отдельном корпусе, с одним или несколькими разъемами (пор­тами) для подключения принтеров. Однако в данном случае использова­ние сервера печати является непрактичным.

В рассматриваемом примере в связи с тем, что установка отдельного сервера печати увеличивает стоимость создания сети (так же как и по­купка принтера с сетевым интерфейсом), целесообразно подключать принтеры непосредственно к рабочим станциям в отделах. В пользу тако­го решения говорит и то, что принтеры расположены в тех помещениях, где потребность в них наибольшая. Поэтому был выбран первый способ подключения принтера.

4. Обоснование выбора структуры сети на основе Windows 2000

Выпустив операционную систему Windows 2000, компания Microsoft сделала серьезный шаг к тому, чтобы Windows NT (NT — New Technology) стала корпоративным стандартом проведения вычислений. Windows 2000 — один из самых крупных среди когда-либо реализованных проектов создания программного обеспечения; программный код этой операцион­ной системы содержит 40... 65 млн символов. Над проектом работало бо­лее 2000 программистов, в Windows 2000 Server включены новые техно­логии, разработанные 24 компаниями.

Многие комбинации новых технологий обеспечили расширение воз­можностей операционной системы, в частности иерархическую структу­ру системы хранения данных, при которой часто используемые файлы переносятся на ленточные накопители, откуда их при необходимости извлекают. Эта технология реализована благодаря разработкам компа­нии High Ground. Некоторые возможности, основанные на улучшенных вариантах технологий, представленных в предыдущих версиях операци­онной системы или в сервисных пакетах, например организация много­сессионных вычислений в сетевых серверах с использованием архитек­туры «тонкого» клиента, реализованы благодаря совместным разработ­кам компаний Microsoft и Citrix.

Если спросить у группы системных администраторов, что их больше всего беспокоит и что они прежде всего хотели бы видеть в следующем поколении серверных операционных систем под названием Windows, ответ на оба вопроса будет одинаковым — стабильность и надежность.

Компания Microsoft уделила повышенное внимание тому, чтобы сде­лать систему Windows 2000 более стабильной, менее склонной к зависа­ниям, легче настраиваемой и требующей перезагрузки в меньшем коли­честве случаев. Если Windows NT 4.0 требует перезагрузки в 75 различных ситуациях, то Windows 2000 — только в пяти. Раньше простое изменение параметров протокола TCP/IP требовало обязательной перезагрузки си­стемы. В Windows 2000 Server это не так.

Несмотря на то что Windows 2000 Server еще отстает от Windows 98 по возможностям автоматической настройки работы различных устройств, она все же более совместима со стандартом «Plug and Play», чем ее пред­шественницы. Поскольку сервер, работающий под управлением Windows 2000 Server, выключается нечасто, возможности этой операционной си­стемы по управлению питанием аппаратуры достаточно слабы, не­смотря на заявления компании Microsoft о поддержке стандарта ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — усовершенствованный ин­терфейс управления питанием).

Дополнительные улучшения в операционной системе Windows 2000 Связаны с поддержкой аппаратного обеспечения. Хотя Windows NT и поддерживает экзотические типы жестких дисков, только немногие мо­дели потребительских цветных принтеров или сканеров могут взаимо­действовать с этой операционной системой. Windows 2000 поддерживает модель драйверов Windows (WDM — Windows Driver Model), позволяю­щую разработчикам писать драйверы, которые будут нормально взаимо­действовать и с Windows 98, и с Windows 2000. Драйвер должен быть откомпилирован для каждой операционной системы отдельно, но его исходный код — один и тот же. В результате этого производители различ­ного периферийного оборудования очень быстро выпустили драйверы для операционной системы Windows 2000 Server. Кроме того, Windows 2000 Server может взаимодействовать с большим количеством устройств, чем предыдущие версии серверных операционных систем.

Основным элементом централизованного администрирования в Windows 2000 Server является домен — группа серверов, работающих под управлением Windows 2000 Server, которая функционирует как одна система. Все серверы Windows 2000 в домене используют один и тот же набор учетных карточек пользователя, поэтому достаточно заполнить учетную карточку пользователя только на одном сервере домена, чтобы она распознавалась всеми серверами этого домена.

5. Разработка и описание ЛВС предприятия

5.1. Схема построения

ЛВС построена по топологии звезда, хотя, если быть точнее, пред­ставляет собой дерево: все клиенты сети являются ответвлениями цент­рального «магистрального» канала. Но топологически вся сеть представ­ляет собой звезду с центром в виде концентратора в серверной комнате отдела информационной и технической поддержки.

5.2. Основные административные блоки

Объединение компьютеров в рабочие группы дает два важных пре­имущества сетевым администраторам и пользователям. Первое, наибо­лее существенное, заключается в том, что серверы домена составляют (формируют) единый административный блок, совместно использую­щий службу безопасности и информацию учетных карточек пользовате­ля. Каждая рабочая группа имеет одну базу данных, содержащую учет­ные карточки пользователя и групп, а также установочные параметры системы обеспечения безопасности.

Второе преимущество касается удобства пользователей: когда пользо­ватели просматривают сеть в поисках доступных ресурсов, они видят домены, а не разбросанные по всей сети серверы и принтеры.

5.3. Конфигурирование сервера

Сетевая операционная система выполняется на сервере. С другой сто­роны, компьютеры-клиенты могут работать под управлением различных операционных систем. Чтобы операционная система клиента могла ис­пользовать сеть, должны быть установлены специальные драйверы, ко­торые позволяют плате сетевого интерфейса компьютера-клиента свя­заться с сетью. Эти драйверы работают подобно драйверам принтера, позволяющим прикладным программам посылать информацию на прин­тер. Программное обеспечение сетевого драйвера дает возможность про­граммам посылать и принимать информацию по сети. Каждый компью­тер в сети может содержать одну или более плат сетевого интерфейса, которые соединяют компьютер с сетью.

Очевидно, что производительность ЛВС зависит от компьютера, ис­пользуемого в качестве сервера. При использовании Windows 2000 Server необходимо ориентироваться на наиболее высокоскоростной компью­тер. Существует возможность выбора между готовыми серверами, предлагаемыми производителями и поставщиками компьютерной техники, и серверами самостоятельной сборки. При наличии определенного опы­та самостоятельно собранный под заказ сервер может составить альтер­нативу готовому продукту. Поэтому следует обратить внимание на ряд рассмотренных ниже вопросов.

На вопрос об используемой шине ответ однозначен — PCI. Помимо того, что PCI-компоненты имеют высокую производительность (за счет 64-битной разрядности шины), они еще допускают программное кон­фигурирование. Благодаря последнему обстоятельству возможные конф­ликты между подключаемыми аппаратными ресурсами почти всегда пре­дотвращаются автоматически.

Windows 2000 Server изначально предъявляет высокие требования к объему оперативной памяти. Поэтому с учетом того, что стоимость опе­ративной памяти на сегодняшний день не столь велика, минимальный объем ОЗУ не целесообразно делать менее 512 Мбайт (как с точки зре­ния цены, так и с точки зрения производительности).

В серверах рекомендуется использовать винчестеры Fast SCSI и соот­ветствующий адаптер SCSI. При использовании Fast SCSI скорость пере­дачи данных достигает 10 Мбит/с. Новейшие жесткие диски с интерфей­сом Ultra SCSI обладают скоростью передачи до 20 Мбит/с. Если же вин­честер должен работать еще быстрее, необходимо установить более до­рогой Ultra Wide SCSI-диск и соответствующий контроллер. Скорость передачи данных у Ultra Wide SCSI-диска достигает 40 Мбит/с, и он представляет собой идеальное устройство для высокопроизводительного сервера, в том числе и для сетей с интенсивным обменом данными. Од­нако для рассматриваемого предприятия лучше использовать обыкно­венные винчестеры IDE, так как использование SCSI значительно уве­личивает стоимость сервера.

Маленький корпус для такого компьютера противопоказан, так как это может привести к перегреву, особенно при использовании высоко­производительного процессора и нескольких жестких дисков. Идеальным корпусом будет корпус типа Big Tower, кроме всего прочего обеспечива­ющий возможность дальнейшего расширения системы. Еще более удоб­ны специальные корпуса для серверов, снабженные мощными блоками питания, дополнительными вентиляторами, съемными заглушками и защитной передней панелью. Если сервер будет оснащен двумя или бо­лее жесткими дисками, необходимо подумать о его дополнительном ох­лаждении. Для этого применяют специальные вентиляторы, которые можно дополнительно установить в системный блок.

Скоростной привод CD-ROM (или CD-RW) сэкономит время при установке ОС и прикладного программного обеспечения.

Так как все подключенные к сети рабочие станции будут постоянно обращаться к серверу, одним из его важнейших компонентов является производительная 32-битная сетевая карта. Она должна эффективно уп­равлять информационным обменом, т.е. иметь сопроцессор, принимаю­щий на себя основные функции центрального процессора по обработке поступающих на сервер данных.

Таким образом, разработана топология ЛВС для небольшого пред­приятия, обосновано применение конкретной ОС сервера.

6

1. Постановка задачи

Филиал организации имеет в своем составе секретариат: начальник, участок входящей корреспонденции (УВК), участок исходящей корреспонденции (УИК), участок контроля сроков исполнения документов (УКС), архив, машбюро. Кроме этого он должен быть связан со своими структурными подразделениями, расположенными в городе, и с центром, расположенным в черте Москвы.

Филиал располагает следующими аппаратными средствами (7 ПК): у начальника филиала; у начальника секретариата; на УВК, УИК, УКС; 2 ПК - в машбюро. Приобретен принтер, который планируется использовать как сетевой. В задачи секретариата входит прием документов из центра и других филиалов, связанных с центром.

2. Разработка функциональной схемы корпоративной локальной вычислительной сети. Информационные потоки в ЛВС организации

Рассмотрим организационно-штатную структуру филиала организации (рис.1). Во главе стоит начальник филиала. В структуру филиала входят три участка, машбюро и архив, образующие секретариат филиала организации. В организации существуют три типа потоков информации: распоряжения, доклады, оперативная информация (т.е. информация, изменяющаяся во время работы предприятия, например, о количестве заказов, наличии товаров на складе и т.п.).

Рис.1. Организационная структура филиала и информационные потоки:

— распоряжения, оперативная информация;
— доклады

В филиале установлены 7 персональных компьютеров и один принтер. В перспективе, с развитием организации необходимо будет установить еще один ПК в отдел архива.

3. Разработка структуры сети

3.1. Выбор структуры управления сетью

Каждая фирма формулирует собственные требования к конфигурации сети, определяемые характером решаемых задач и количеством человек, которые будут работать в сети. От этого решения, по существу, будут зависеть все последующие этапы создания сети.

Другим фактором является иерархия компании. Для фирмы с горизонтальной структурой, где все сотрудники должны иметь доступ к данным друг друга, оптимальным решением является простая одноранговая сеть.

Фирме, построенной по принципу вертикальной структуры, в которой точно известно, какой сотрудник и к какой информации должен иметь доступ, следует ориентироваться на более дорогой вариант сети — с выделенным сервером. Только в такой сети существует возможность администрирования прав доступа к определенным ресурсам сразу для группы пользователей.

Так как в организации присутствует несколько отделов, каждый из которых занимается определенной деятельностью и, следовательно, работает с разной информацией, то целесообразнее применить вертикальную структуру, при которой осуществляется разграниченный доступ к информации.

Одним из главных этапов планирования является создание предварительной схемы. При этом в зависимости от типа сети возникает вопрос об ограничении длины кабельного сегмента. Это может быть несущественно для небольшого офиса, однако, если сеть охватывает несколько этажей здания, проблема предстает в совершенно ином свете. В таком случае необходима установка дополнительных репитеров (repeater).

В данной ситуации с рассматриваемой организацией предполагаем, что вся сеть будет располагаться на одном этаже и расстояние между сегментами сети не столь велико, чтобы требовалось использование репитеров.

Построение сети будет выполнено на линиях связи типа витой пары; управление сервером должно осуществляться операционной системой Windows 2003/2008 Server.

3.2. Размещение сервера

В отличие от установки одноранговой сети при построении ЛВС с сервером возникает еще один вопрос: где лучше всего установить сервер.

На выбор места влияют следующие факторы:

необходимость обеспечить постоянный доступ к серверу для технического обслуживания;

по соображениям защиты информации требуется ограничить доступ к серверу посторонних лиц.

В рассматриваемом варианте возможное место установки сервера, не требующее перестройки внутренних помещений, — это помещение машбюро, так как только оно удовлетворяет указанным выше требованиям (обеспечивает постоянный доступ сотрудников данного отдела к серверу; изолировано от других помещений, что ограничивает доступ к серверу посторонних лиц).

После определения места установки сервера можно сразу определить, какое количество кабеля потребуется.

4. Выбор сетевой архитектуры и его обоснование

Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором разворачивается ЛВС. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для фирмы, разброс цен здесь также достаточно велик.

Предполагается, что в каждом персональном компьютере имеются сетевые платы для подключения к сети с установленным лицензионным программным обеспечением. В дальнейшем затраты на приобретение сервера и другого сетевого оборудования, а так же программного обеспечения учтены не будут, так как предполагают составление специальной сметы на приобретение, настройку и установку программного обеспечения, что не является целю данной конкретной работы по проектированию локальной сети предприятия. 

4.1. Топология ЛВС организации

Для ЛВС рассматриваемого филиала организации самой оптимальной является топология типа звезда в связи с тем, что она представляет собой более производительную структуру: каждый компьютер, в том числе и сервер, соединяется отдельным сегментом кабеля с центральным концентратором (hub/ switch).

Основным преимуществом такой сети является ее устойчивость к сбоям, возникающим вследствие неполадок на отдельных ПК или из-за повреждений сетевого кабеля.

Топология сети филиала показана на рис.2.

Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальных сетях являются так называемые методы доступа (access methods), регламентирующие порядок, в котором рабочая станция получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.

Так как метод CSMA/CD хорошо зарекомендовал себя именно в малых и средних сетях, для рассматриваемого филиала данный метод удобен. К тому же сетевая архитектура Ethernet, которую и будет применять сеть филиала, использует именно этот метод доступа.

Сеть на основе витой пары в отличие от сети на базе тонкого и толстого коаксиального кабеля строится по топологии звезда. Чтобы построить сеть по указанной топологии, требуется большее количество кабеля (но цена витой пары невелика). Подобная схема имеет и неоценимое преимущество — высокую отказоустойчивость. Выход из строя одной или нескольких рабочих станций не приводит к отказу всей системы. Правда, если из строя выйдет концентратор (hub), его отказ затронет все подключенные через него устройства.

Рис.2. Топология сети филиала

Еще одним преимуществом данного варианта является простота расширения сети, поскольку при использовании дополнительных концентраторов (до четырех последовательно) появляется возможность подключения большого количества рабочих станций (до 1024). При применении неэкранированной витой пары (UTP) длина сегмента между концентратором и рабочей станцией не должна превышать 100 м. Это условие для рассматриваемого филиала выполняется.

Для обеспечения нормального взаимодействия компьютеров необходим некий единый унифицированный стандарт, строго определяющий алгоритм передачи данных в распределенной вычислительной системе. В современных локальных сетях, роль такого стандарта выполняют сетевые протоколы. Сетевым протоколом, или протоколом передачи данных, называется согласованный и утвержденный стандарт, содержащий описание правил приема и передачи между несколькими компьютерами команд, файлов, иных данных, и служащий для синхронизации работы вычислительных машин в сети

Прежде всего следует понимать, что в локальных сетях передача информации осуществляется не только между компьютерами как физическими устройствами, но и между приложениями, обеспечивающими коммуникации на программном уровне. Причем под такими приложениями можно понимать как компоненты операционной системы, организующие взаимодействие с различными устройствами компьютера, так и клиентские приложения, обеспечивающие интерфейс с пользователем.

4.2. Сетевые ресурсы

Следующим важным аспектом проектирования сети является совместное использование сетевых ресурсов (принтеров, факсов, модемов и другой периферии).

Перечисленные ресурсы могут использоваться как в одноранговых сетях, так и в сетях с выделенным сервером. Однако в случае одноранговой сети сразу выявляются ее недостатки. Чтобы работать с перечисленными компонентами, их нужно установить на рабочую станцию или подключить к ней периферийные устройства. При отключении этой станции все компоненты и соответствующие службы становятся недоступными для коллективного пользования.

В сетях с выделенным сервером обеспечивается круглосуточный доступ рабочих станций к сетевой периферии, поскольку сервер никогда не выключается, если не считать коротких остановок для технического обслуживания.

В филиале имеется принтер, который планируется использовать как сетевой. Рассмотрим вопрос подключения принтера к ЛВС. Для этого существует несколько способов:

• подключение к рабочей станции. Принтер подключается к той рабочей станции, которая находится к нему ближе всех. В результате данная рабочая станция становится сервером печати. Недостаток такого подключения в том, что при выполнении заданий на печать производительность рабочей станции на некоторое время снижается, что отрицательно сказывается на работе прикладных программ при интенсивном использовании принтера. Кроме того, если машина будет выключена, сервер печати станет недоступным для других узлов;

• подключение к сети через специальный сетевой интерфейс. Принтер оборудуется сетевым интерфейсом и подключается к сети как рабочая станция. Интерфейсная карта работает как сетевой адаптер, а принтер регистрируется на сервере как узел ЛВС. Программное обеспечение сервера осуществляет передачу заданий на печать по сети непосредственно на подключенный сетевой принтер;

• подключение к выделенному серверу печати. Альтернативой предыдущему варианту является использование специализированных серверов печати. Такой сервер представляет собой сетевой интерфейс, скомпонованный в отдельном корпусе, с одним или несколькими разъемами (портами) для подключения принтеров. Однако в данном случае использование сервера печати является непрактичным;

• прямое подключение к серверу. Принтер подключается к параллельному порту сервера с помощью специального кабеля. В этом случае он постоянно доступен для всех рабочих станций. Недостаток подобного решения обусловлен ограничением по длине принтерного кабеля, обеспечивающего корректную передачу данных.

В рассматриваемом проекте в связи с тем, что установка отдельного сервера печати увеличивает стоимость создания сети (так же как и покупка принтера с сетевым интерфейсом), целесообразно подключить принтер непосредственно к серверу. В пользу такого решения говорит и то, что принтер один единственный и потребность в нем наибольшая. Поэтому был выбран последний способ подключения принтера.

5. Аппаратно-программная организация ЛВС

Часто организации принимают решение развивать компьютерную сеть поэтапно, приобретая продукты по мере развития. То есть сначала просто объединяют компьютеры в сеть под управлением сервера, через год добавляют сервер электронной почты, затем задумываются о повышении безопасности и т.п. К сожалению, это оказывается наиболее сложный и дорогой вариант, который требует с, одной стороны, суммарных инвестиций во все продукты, а с другой, высокой квалификации персонала, т.к. ему приходится решать многие задачи "промежуточными" методами (например, организовать электронную почту до появления полноценного почтового сервера). Но, главное, этот подход приводит к тому, что организация не полностью использует все возможности для бизнеса, которые могла бы предоставить ей грамотно работающая компьютерная инфраструктура. 

Наиболее удачным выбором операционной системы для сервера является Windows 2000\2003 Server или, если позволяют средства, Windows 2008 Server

Простота настройки,

Дружественный интерфейс, привычный пользователям Windows XP и Me

Наличие в системе драйверов для наиболее распространённых сетевых карт и современного оборудования.

Функции автоматической настройки сети

Встроенная служба ICS. (Общий доступ в Интернет)

Встроенный брандмауэр.

Минимальные системные требования

CPU: 300-600 МГц

Оперативная память: не менее 128 Мб

С такими параметрами система запустится, но скорость и качество работы будет оставлять много лучшего. Windows может запуститься и на более слабом оборудовании, но вряд ли сможет справиться с функцией сервера.

Рекомендуемые

CPU: 800-1000 МГц или выше.

Оперативная память: 512 и выше.

Нужно помнить, что чем больше пользователей обращаются к системе, тем более мощным и быстрым должен быть сервер.

Microsoft Windows Server 2003 

Возможности и функционал: 

Технология Windows Server 2003 содержит все функции, ожидаемые пользователями от серверной ОС Windows, используемой для выполнения ответственных задач, такие как безопасность, надежность, доступность и масштабируемость. Кроме того, корпорация Microsoft усовершенствовала и расширила серверную ОС Windows для того, чтобы ваша организация могла оценить преимущества технологии Microsoft .NET, разработанной для связи людей, систем, устройств и обмена данными. 

Windows Server 2003 является многозадачной операционной системой, способной централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. Некоторые из ролей сервера: 

 файловый сервер и сервер печати;

 веб-сервер и веб-сервер приложений;

 почтовый сервер;

 сервер терминалов;

 сервер удаленного доступа/сервер виртуальной частной сети (VPN);

 служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и служба Windows Internet Naming Service (WINS);

 сервер потокового мультимедиа-вещания. 

Windows Server 2003, основанная на технологиях надежности ОС Windows 2000 Server, является превосходной и экономичной серверной операционной системой. Познакомьтесь со множеством новых возможностей и технологий, делающих Windows Server 2003 идеальной серверной платформой для организаций любого размера. Узнайте о том, как данная надежная серверная операционная система может помочь в повышении производительности и улучшении качества связи в организации и между ее сотрудниками. 

Безотказность в работе, доступность, масштабируемость и безопасность делают Windows Server 2003 платформой высокой надежности. 

На рабочие станции желательно установить ОС Windows 2000/ХР

Microsoft Windows XP 

Возможности и функционал: 

В основе операционной системы Windows® XP Professional лежит основной программный код, используемый в Windows 2000 и Windows NT® Workstation. Благодаря этому коду, называемому ядром NT или новым ядром Windows, операционная система Windows XP становится более эффективной, безопасной и стабильной по сравнению с системами Windows Me, Windows 98 и Windows 95. Пользователи, работавшие в прошлом с этими операционными системами, смогут по достоинству оценить огромное преимущество, которым обладает Windows XP: даже если происходит сбой в программе, компьютер в большинстве случаев продолжает работать. 

Небрежно написанные программы и содержащие ошибки драйверы устройств часто являются причиной неполадок в работе компьютера. Операционная система Windows® XP Professional позволяет избежать этих проблем, обеспечивая защиту важных системных файлов. Защита системных файлов обеспечивается за счет защиты файлов операционной системы Windows XP и блокирование драйверов, содержащих ошибки. 

Windows Update - это оперативное расширение Windows XP обеспечивается с помощью сайта, на котором размещаются различные усовершенствования продуктов, например пакеты обновлений, обновления драйверов устройств и обновления системы безопасности. При установке нового устройства операционная система Windows XP ищет драйвер на компьютере и на сайте Windows Update (при наличии подключения к интернету). Если обновленный драйвер доступен на веб-странице Windows Update, и если для работы требуется более новая версия драйвера, Windows Update загрузит и установит ее. Организациям предоставляется возможность отключить эту функцию и запретить использование Windows Update. Для этого необходимо обратиться к системному администратору. На сайте Windows Update существует раздел для системных администраторов, предназначенный для поиска, сбора и загрузки обновлений, которые могут устанавливаться на компьютеры организации. 

Самонастройка устройств (Plug and Play), имеющаяся в операционной системе Windows XP, используется для поиска нового оборудования и установки соответствующего драйвера. В Windows XP включены драйверы для значительно большего количества устройств, чем в Windows 2000 Professional. С помощью функции автозапуска Windows XP определяется вид содержимого, хранящегося на новых устройствах, и тип носителя (например, Zip-диски или компакт-диски). В зависимости от вида содержимого - графика, музыка или видео - функция автозапуска открывает программу, предназначенную для работы с соответствующим типом файлов. 

Выбор файловой системы, соответствующей требованиям пользователя 

Одним из основных преимуществ операционной системы Windows® XP Professional является поддержка файловой системы NTFS. Под файловой системой подразумевается способ именования, хранения и упорядочивания файлов на компьютере. Благодаря возможности шифровать файлы и папки, и устанавливать запрет на доступ к ним использование файловой системы NTFS повышает безопасность компьютера. Файловая система NTFS безопасна и надежна. Она обеспечивает более высокое быстродействие, чем файловые системы FAT16 и FAT32, используемые в Windows Me, Windows 98 и Windows 95. Файловая система NTFS поддерживается в операционных системах Windows NT® Workstation и Windows 2000 Professional, но не поддерживается в Windows Me, Windows 98 и Windows 95. 

5. Обоснование выбора структуры сети на основе Windows 2000

Выпустив операционную систему Windows 2000, компания Microsoft сделала серьезный шаг к тому, чтобы Windows NT (NT — New Technology) стала корпоративным стандартом проведения вычислений. Windows 2000 — один из самых крупных среди когда-либо реализованных проектов создания программного обеспечения; программный код этой операцион­ной системы содержит 40... 65 млн символов. Над проектом работало более 2000 программистов, в Windows 2000 Server включены новые техно­логии, разработанные 24 компаниями.

Многие комбинации новых технологий обеспечили расширение воз­можностей операционной системы, в частности иерархическую структу­ру системы хранения данных, при которой часто используемые файлы переносятся на ленточные накопители, откуда их при необходимости извлекают. Эта технология реализована благодаря разработкам компа­нии High Ground. Некоторые возможности, основанные на улучшенных вариантах технологий, представленных в предыдущих версиях операционной системы или в сервисных пакетах, например организация многосессионных вычислений в сетевых серверах с использованием архитектуры «тонкого» клиента, реализованы благодаря совместным разработкам компаний Microsoft и Citrix.

Если спросить у группы системных администраторов, что их больше всего беспокоит и что они прежде всего хотели бы видеть в следующем поколении серверных операционных систем под названием Windows, ответ на оба вопроса будет одинаковым — стабильность и надежность.

Компания Microsoft уделила повышенное внимание тому, чтобы сде­лать систему Windows 2000 более стабильной, менее склонной к зависа­ниям, легче настраиваемой и требующей перезагрузки в меньшем коли­честве случаев. Если Windows NT 4.0 требует перезагрузки в 75 различных ситуациях, то Windows 2000 — только в пяти. Раньше простое изменение параметров протокола TCP/IP требовало обязательной перезагрузки си­стемы. В Windows 2000 Server это не так.

Несмотря на то что Windows 2000 Server еще отстает от Windows 98 по возможностям автоматической настройки работы различных устройств, она все же более совместима со стандартом «Plug and Play», чем ее пред­шественницы. Поскольку сервер, работающий под управлением Windows 2000 Server, выключается нечасто, возможности этой операционной си­стемы по управлению питанием аппаратуры достаточно слабы, не­смотря на заявления компании Microsoft о поддержке стандарта ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — усовершенствованный ин­терфейс управления питанием).

Дополнительные улучшения в операционной системе Windows 2000 Связаны с поддержкой аппаратного обеспечения. Хотя Windows NT и поддерживает экзотические типы жестких дисков, только немногие мо­дели потребительских цветных принтеров или сканеров могут взаимо­действовать с этой операционной системой. Windows 2000 поддерживает модель драйверов Windows (WDM — Windows Driver Model), позволяю­щую разработчикам писать драйверы, которые будут нормально взаимо­действовать и с Windows 98, и с Windows 2000. Драйвер должен быть откомпилирован для каждой операционной системы отдельно, но его исходный код — один и тот же. В результате этого производители различ­ного периферийного оборудования очень быстро выпустили драйверы для операционной системы Windows 2000 Server. Кроме того, Windows 2000 Server может взаимодействовать с большим количеством устройств, чем предыдущие версии серверных операционных систем.

Основным элементом централизованного администрирования в Windows 2000 Server является домен — группа серверов, работающих под управлением Windows 2000 Server, которая функционирует как одна система. Все серверы Windows 2000 в домене используют один и тот же набор учетных карточек пользователя, поэтому достаточно заполнить учетную карточку пользователя только на одном сервере домена, чтобы она распознавалась всеми серверами этого домена.

6. Разработка и описание ЛВС предприятия

6.1. Схема построения

ЛВС построена по топологии звезда, с центром в виде концентратора.

В качестве коммуникаторов будут использоваться гигабитные и 100 мегабитные свитчи фирмы D-Link. Выбор фирмы-производителя обусловлен оптимальным соотношением цена/качество. Используется неэкранированный кабель типа "витая пара" (UTP) категории 5. 

D-Link DES-1008D является неуправляемым коммутатором 10/100 Мбит/с предназначенным для повышения производительности работы малой группы пользователей, обеспечивая при этом высокий уровень гибкости. Мощный и одновременно с этим простой в использовании, DES-1008D позволяет пользователям без труда подключить к любому порту сетевое оборудование, работающее на скоростях 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, понизить время отклика и удовлетворить потребности в большой пропускной способности сети. 

Коммутатор снабжен 8 портами 10/100 Мбит/с, позволяющими небольшой рабочей группе гибко подключаться к сетям Ethernet и Fast Ethernet, а также интегрировать их. Это достигается благодаря свойству портов автоматически определять сетевую скорость, согласовывать стандарты 10Base-T и 100Base-TX, а также режим передачи полу-/полный дуплекс. 

Функция управления потоком предотвращает пакеты от передачи, которая может привести к их потере, посредством передачи сигнала о возможном переполнении портом, буфер которого полон. Приостановка передачи пакетов продолжается до тех пор, пока буфер порта не будет готов принимать новые данные. Управление потоком реализовано для режимов полного и полудуплекса. 

Все порты поддерживают автоматическое определение полярности MDI/MDIX. Это исключает необходимость в использовании кроссированных кабелей или портов uplink. Любой порт можно подключить к серверу, маршрутизатору или коммутатору, используя прямой кабель на основе витой пары. 

Имея 8 портов plug-and-play, коммутатор является идеальным выбором для сетей малых рабочих групп для увеличения производительности между рабочими станциями и серверами. Порты могут быть подключены к серверам в режиме полного дуплекса, либо к концентратору в режиме полудуплекса. 

Коммутатор может быть использован для непосредственного подключения компьютеров, так как обладает малой стоимостью подключения на порт. Это предотвращает возможность образования "узких мест" благодаря предоставлению каждому компьютеру сети выделенной полосы пропускания. 

Для обеспечения связи с центром и другими филиалами организации и доступа в Интернет, будет использоваться технология ADSL, которая позволит получить скорость потока данных в пределах от 1,5 до 8 Мбит/с. Технология ADSL позволяет телекоммуникационным компаниям предоставлять частный защищенный канал для обеспечения обмена информацией между пользователем и провайдером. Кроме того, ADSL эффективна с экономической точки зрения хотя бы потому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует уже существующие двухпроводные медные телефонные линии. ADSL открывает совершенно новые возможности в тех областях, в которых в режиме реального времени необходимо передавать качественный видеосигнал. К ним относится, например, организация видеоконференций, обучение на расстоянии и видео по запросу. Технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость самого быстрого на данный момент аналогового модема (56 Кбит/с) и более чем в 70 раз превышает скорость передачи данных в ISDN (128 Кбит/с). Решено использовать ADSL - модем производства фирмы D-Link, а именно модель DSL-500T. Он отвечает всем современным требованиям к сетевому оборудованию и наиболее оптимален по соотношению цена/качество. 

Основные административные блоки

Объединение компьютеров в рабочие группы дает два важных пре­имущества сетевым администраторам и пользователям. Первое, наибо­лее существенное, заключается в том, что серверы домена составляют (формируют) единый административный блок, совместно использую­щий службу безопасности и информацию учетных карточек пользовате­ля. Каждая рабочая группа имеет одну базу данных, содержащую учет­ные карточки пользователя и групп, а также установочные параметры системы обеспечения безопасности.

Второе преимущество касается удобства пользователей: когда пользователи просматривают сеть в поисках доступных ресурсов, они видят домены, а не разбросанные по всей сети серверы и принтеры.

Конфигурирование сервера

Сетевая операционная система выполняется на сервере. С другой стороны, компьютеры-клиенты могут работать под управлением различных операционных систем. Чтобы операционная система клиента могла ис­пользовать сеть, должны быть установлены специальные драйверы, ко­торые позволяют плате сетевого интерфейса компьютера-клиента свя­заться с сетью. Эти драйверы работают подобно драйверам принтера, позволяющим прикладным программам посылать информацию на прин­тер. Программное обеспечение сетевого драйвера дает возможность про­граммам посылать и принимать информацию по сети. Каждый компью­тер в сети может содержать одну или более плат сетевого интерфейса, которые соединяют компьютер с сетью.

Очевидно, что производительность ЛВС зависит от компьютера, ис­пользуемого в качестве сервера. При использовании Windows 2003 Server необходимо ориентироваться на наиболее высокоскоростной компью­тер. Существует возможность выбора между готовыми серверами, предлагаемыми производителями и поставщиками компьютерной техники, и серверами самостоятельной сборки. При наличии определенного опыта самостоятельно собранный под заказ сервер может составить альтернативу готовому продукту. Поэтому следует обратить внимание на ряд рассмотренных ниже вопросов.

На вопрос об используемой шине ответ однозначен — PCI. Помимо того, что PCI-компоненты имеют высокую производительность (за счет 64-битной разрядности шины), они еще допускают программное конфигурирование. Благодаря последнему обстоятельству возможные конфликты между подключаемыми аппаратными ресурсами почти всегда пре­дотвращаются автоматически.

Windows 2003 Server изначально предъявляет высокие требования к объему оперативной памяти. Поэтому с учетом того, что стоимость оперативной памяти на сегодняшний день не столь велика, минимальный объем ОЗУ не целесообразно делать менее 512 Мбайт (как с точки зре­ния цены, так и с точки зрения производительности).

В серверах рекомендуется использовать винчестеры Fast SCSI и соотетствующий адаптер SCSI. При использовании Fast SCSI скорость передачи данных достигает 10 Мбит/с. Новейшие жесткие диски с интерфейсом Ultra SCSI обладают скоростью передачи до 20 Мбит/с. Если же винчестер должен работать еще быстрее, необходимо установить более дорогой Ultra Wide SCSI-диск и соответствующий контроллер. Скорость передачи данных у Ultra Wide SCSI-диска достигает 40 Мбит/с, и он представляет собой идеальное устройство для высокопроизводительного сервера, в том числе и для сетей с интенсивным обменом данными. Однако для рассматриваемого филиала лучше использовать обыкновенные винчестеры IDE, так как использование SCSI значительно увеличивает стоимость сервера.

Маленький корпус для такого компьютера противопоказан, так как это может привести к перегреву, особенно при использовании высоко­производительного процессора и нескольких жестких дисков. Идеальным корпусом будет корпус типа Big Tower, кроме всего прочего обеспечива­ющий возможность дальнейшего расширения системы. Еще более удобны специальные корпуса для серверов, снабженные мощными блоками питания, дополнительными вентиляторами, съемными заглушками и защитной передней панелью. Если сервер будет оснащен двумя или более жесткими дисками, необходимо подумать о его дополнительном ох­лаждении. Для этого применяют специальные вентиляторы, которые можно дополнительно установить в системный блок.

Скоростной привод CD-ROM (или CD-RW, DVD) сэкономит время при установке ОС и прикладного программного обеспечения.

Так как все подключенные к сети рабочие станции будут постоянно обращаться к серверу, одним из его важнейших компонентов является производительная 32-битная сетевая карта. Она должна эффективно уп­равлять информационным обменом, т.е. иметь сопроцессор, принимаю­щий на себя основные функции центрального процессора по обработке поступающих на сервер данных.

Таким образом, разработана топология ЛВС для небольшого офиса, обосновано применение конкретной ОС сервера.

В качестве коммуникаторов будут использоваться гигабитные и 100 мегабитные свитчи фирмы D-Link. Выбор фирмы-производителя обусловлен оптимальным соотношением цена/качество. Используется неэкранированный кабель типа "витая пара" (UTP) категории 5. 

Для обеспечения доступа в Интернет, будет использоваться технология ADSL, которая позволит получить скорость потока данных в пределах от 1,5 до 8 Мбит/с. Технология ADSL позволяет телекоммуникационным компаниям предоставлять частный защищенный канал для обеспечения обмена информацией между пользователем и провайдером. Кроме того, ADSL эффективна с экономической точки зрения хотя бы потому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует уже существующие двухпроводные медные телефонные линии. ADSL открывает совершенно новые возможности в тех областях, в которых в режиме реального времени необходимо передавать качественный видеосигнал. К ним относится, например, организация видеоконференций, обучение на расстоянии и видео по запросу. Технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость самого быстрого на данный момент аналогового модема (56 Кбит/с) и более чем в 70 раз превышает скорость передачи данных в ISDN (128 Кбит/с). Решено использовать ADSL - модем производства фирмы D-Link, а именно модель DSL-500T. Он отвечает всем современным требованиям к сетевому оборудованию и наиболее оптимален по соотношению цена/качество. 

D-Link DES-1008D является неуправляемым коммутатором 10/100 Мбит/с предназначенным для повышения производительности работы малой группы пользователей, обеспечивая при этом высокий уровень гибкости. Мощный и одновременно с этим простой в использовании, DES-1008D позволяет пользователям без труда подключить к любому порту сетевое оборудование, работающее на скоростях 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, понизить время отклика и удовлетворить потребности в большой пропускной способности сети. 

Коммутатор снабжен 8 портами 10/100 Мбит/с, позволяющими небольшой рабочей группе гибко подключаться к сетям Ethernet и Fast Ethernet, а также интегрировать их. Это достигается благодаря свойству портов автоматически определять сетевую скорость, согласовывать стандарты 10Base-T и 100Base-TX, а также режим передачи полу-/полный дуплекс. 

Функция управления потоком предотвращает пакеты от передачи, которая может привести к их потере, посредством передачи сигнала о возможном переполнении портом, буфер которого полон. Приостановка передачи пакетов продолжается до тех пор, пока буфер порта не будет готов принимать новые данные. Управление потоком реализовано для режимов полного и полудуплекса. 

Все порты поддерживают автоматическое определение полярности MDI/MDIX. Это исключает необходимость в использовании кроссированных кабелей или портов uplink. Любой порт можно подключить к серверу, маршрутизатору или коммутатору, используя прямой кабель на основе витой пары. 

Имея 8 портов plug-and-play, коммутатор является идеальным выбором для сетей малых рабочих групп для увеличения производительности между рабочими станциями и серверами. Порты могут быть подключены к серверам в режиме полного дуплекса, либо к концентратору в режиме полудуплекса. 

Коммутатор может быть использован для непосредственного подключения компьютеров, так как обладает малой стоимостью подключения на порт. Это предотвращает возможность образования "узких мест" благодаря предоставлению каждому компьютеру сети выделенной полосы пропускания. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барановская Т. П., Лойко В.И. и др. Архитектура компьютерных систем и сетей: Учеб пособие – М: Финансы и статистика, 2003. – 256 с.:ил.

2. Максимов Н.В., Попов И.И. Компьютерные сети: Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003, 336с.

3. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб.: Питер 2001.

4. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2002.544с.

Расчете длины горизонтального кабеля

При расчете длины горизонтального кабеля учитываются следующие очевидные положения. Каждая телекоммуникационная розетка связывается с коммутационным оборудованием в кроссовой этажа одним кабелем. В соответствии со стандартом ISO/IEC 11801 длина кабелей горизонтальной подсистемы не должна превышать 90 м. Кабели прокладываются по кабельным каналам. Принимаются во внимание также спуски, подъемы и повороты этих каналов. 

Существует два метода вычисления количества кабеля для горизонтальной подсистемы: 

 метод суммирования;

 эмпирический метод. 

Метод суммирования заключается в подсчете длины трассы каждого горизонтального кабеля с последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляется технологический запас величиной до 10%, а также запас для выполнения разделки в розетках и на кроссовых панелях. Достоинством рассматриваемого метода является высокая точность. Однако при отсутствии средств автоматизации и проектировании СКС с большим количеством портов такой подход оказывается чрезмерно трудоемким, что практически исключает, в частности, просчет нескольких вариантов организации кабельной системы. Он может быть рекомендован для использования только в случае наличия у разработчика специализированных программ автоматического проектирования (например, пакета CADdy), когда выполнение рутинных операций учета всех спусков, поворотов и т.д., а также подсчета общей длины каждого проброса перекладывается на средства вычислительной техники. 

Эмпирический метод реализует на практике положение известной центральной предельной теоремы теории вероятностей и, как показывает опыт разработки, дает хорошие результаты для кабельных систем с числом рабочих мест свыше 30. Его сущность заключается в применении для подсчета общей длины горизонтального кабеля, затрачиваемого на реализацию конкретной кабельной системы, обобщенной эмпирической формулы. 

На основании сделанных предположений средняя длина Lav кабельных трасс принимается равной:

где L min и L max - длина кабельной трассы от точки ввода кабельных каналов в кроссовую до телекоммуникационной розетки соответственно самого близкого и самого далекого рабочего места, рассчитанная с учетом особенностей прокладки кабеля, всех спусков, подъемов, поворотов, межэтажных сквозных проемов (при их наличии) и т.д.; 

K s - коэффициент технологического запаса - 1.1 (10%); 

X = Х1 + Х2 - запас для выполнения разделки кабеля. Со стороны рабочего места (Х1) он принимается равным 30 см. Со стороны кроссовой - Х2 - он зависит от ее размеров и численно равен расстоянию от точки входа горизонтальных кабелей в помещение кроссовой до самого дальнего коммутационного элемента опять же с учетом всех спусков, подъемов и поворотов. Далее рассчитывается общее количество Ncr кабельных пробросов, на которые хватает одной катушки кабеля: 

где Lcb - длина кабельной катушки (стандартные значения 305, 500 и 1000 м), причем результат округляется вниз до ближайшего целого. На последнем шаге получаем общее количество кабеля Lc, необходимое для создания кабельной системы: 

где Nt0 - количество телекоммуникационных розеток. 

Приведенный алгоритм может быть использован в электронной таблице Excel. Используемая формула имеет вид: 

где Nt0, Lcb, Lav, X - числовые значения, или ссылки на ячейки, в которых содержатся цифровые значения соответствующих параметров. 

Исходя из эмпирического метода расчетов, я пришел к следующим результатам: длина максимального сегмента кабеля 35 метров, минимального - 1.5, количество кабелей - 81. 

Используя вышеупомянутые формулы расчета, я получил примерную длину требуемого кабеля 1123 метра. 

Глядя на эту цифру, делаем вывод, что для реализации проекта потребуется 4 бухты витой пары UTP (по 305 метров) и 1 бухта FTP (305 метров). Кабель учитывается с небольшим запасом, который потребуется при прокладке кабеля и в процессе эксплуатации. 

Расчет кабель-канала проводился по периметру каждой комнаты, затем все суммируется. Потребуется примерно 707.5 метров кабель-канала. Углы будут браться в процентном соотношении - 20% от общей длины кабель-канала. 

Расчете длины горизонтального кабеля

При расчете длины горизонтального кабеля учитываются следующие очевидные положения. Каждая телекоммуникационная розетка связывается с коммутационным оборудованием в кроссовой этажа одним кабелем. В соответствии со стандартом ISO/IEC 11801 длина кабелей горизонтальной подсистемы не должна превышать 90 м. Кабели прокладываются по кабельным каналам. Принимаются во внимание также спуски, подъемы и повороты этих каналов. 

Существует два метода вычисления количества кабеля для горизонтальной подсистемы: 

 метод суммирования;

 эмпирический метод. 

Метод суммирования заключается в подсчете длины трассы каждого горизонтального кабеля с последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляется технологический запас величиной до 10%, а также запас для выполнения разделки в розетках и на кроссовых панелях. Достоинством рассматриваемого метода является высокая точность. Однако при отсутствии средств автоматизации и проектировании СКС с большим количеством портов такой подход оказывается чрезмерно трудоемким, что практически исключает, в частности, просчет нескольких вариантов организации кабельной системы. Он может быть рекомендован для использования только в случае наличия у разработчика специализированных программ автоматического проектирования (например, пакета CADdy), когда выполнение рутинных операций учета всех спусков, поворотов и т.д., а также подсчета общей длины каждого проброса перекладывается на средства вычислительной техники. 

Эмпирический метод реализует на практике положение известной центральной предельной теоремы теории вероятностей и, как показывает опыт разработки, дает хорошие результаты для кабельных систем с числом рабочих мест свыше 30. Его сущность заключается в применении для подсчета общей длины горизонтального кабеля, затрачиваемого на реализацию конкретной кабельной системы, обобщенной эмпирической формулы. 

На основании сделанных предположений средняя длина Lav кабельных трасс принимается равной:

где L min и L max - длина кабельной трассы от точки ввода кабельных каналов в кроссовую до телекоммуникационной розетки соответственно самого близкого и самого далекого рабочего места, рассчитанная с учетом особенностей прокладки кабеля, всех спусков, подъемов, поворотов, межэтажных сквозных проемов (при их наличии) и т.д.; 

K s - коэффициент технологического запаса - 1.1 (10%); 

X = Х1 + Х2 - запас для выполнения разделки кабеля. Со стороны рабочего места (Х1) он принимается равным 30 см. Со стороны кроссовой - Х2 - он зависит от ее размеров и численно равен расстоянию от точки входа горизонтальных кабелей в помещение кроссовой до самого дальнего коммутационного элемента опять же с учетом всех спусков, подъемов и поворотов. Далее рассчитывается общее количество Ncr кабельных пробросов, на которые хватает одной катушки кабеля: 

где Lcb - длина кабельной катушки (стандартные значения 305, 500 и 1000 м), причем результат округляется вниз до ближайшего целого. На последнем шаге получаем общее количество кабеля Lc, необходимое для создания кабельной системы: 

где Nt0 - количество телекоммуникационных розеток. 

Приведенный алгоритм может быть использован в электронной таблице Excel. Используемая формула имеет вид: 

где Nt0, Lcb, Lav, X - числовые значения, или ссылки на ячейки, в которых содержатся цифровые значения соответствующих параметров. 

Исходя из эмпирического метода расчетов, я пришел к следующим результатам: длина максимального сегмента кабеля 35 метров, минимального - 1.5, количество кабелей - 81. 

Используя вышеупомянутые формулы расчета, я получил примерную длину требуемого кабеля 1123 метра. 

Глядя на эту цифру, делаем вывод, что для реализации проекта потребуется 4 бухты витой пары UTP (по 305 метров) и 1 бухта FTP (305 метров). Кабель учитывается с небольшим запасом, который потребуется при прокладке кабеля и в процессе эксплуатации. 

Расчет кабель-канала проводился по периметру каждой комнаты, затем все суммируется. Потребуется примерно 707.5 метров кабель-канала. Углы будут браться в процентном соотношении - 20% от общей длины кабель-канала. 

Вступление.

На практике приходится довольно часто сталкиваться с неправильным построением локальных сетей. Как правило, детальное рассмотрение сети с точки зрения совместимости оборудования оставляет желать лучшего. Особенно это относится к масштабируемости сети. Чаще всего проблемы возникают на малых и средних предприятиях, где очень редко есть отдельный специалист, занимающийся техническим состоянием сети. Однажды я наткнулся на сеть, в которой все сетевые карты поддерживали Fast Ethernet , в то время, как концентратор поддерживал лишь простой Ethernet со скоростью 10 Mb/s, тем самым тормозя всю сеть.

Когда у меня возник вынужденный перерыв в работе, я решил, что создание локальной сети с нуля может быть вполне неплохой темой для написания если не книги, то уж хорошей статьи точно. Итак, приступим.

Часть 1. Работа c заказчиком.

Шаг первый. Цель создания.

Первое, о чем следует говорить с заказчиком, это цель, с которой тот хочет создать компьютерную сеть в своей организации. Цель всегда определяет заказчик, задачей системного интегратора на данном этапе является консультирование и более четкое определение целей и задач создаваемой сети.

В частности, целью создания сети может быть: 

1. Обмен файлами между компьютерами. Эта цель ставиться всегда, различия могут быть лишь в способах организации. 

2. Использование конкретной системы электронного документооборота. Отличается от первой цели тем, что известно программное обеспечение, с которым будет работать заказчик и под его особенности и проектируется сеть. 

3. Объединение в единую сеть нескольких офисов компании-заказчика. 

4. Контроль со стороны менеджмента компании-заказчика за действиями пользователей сети. Иными словами - удаленное администрирование. 

5. Подключение всех компьютеров офиса к сети Интернет через один высокоскоростной канал. 

Вот несколько чаще всего ставящихся компанией-заказчиком целей, но, как правило, заказчик хочет реализовать все, хотя бы в минимальном варианте.

Общеизвестно: задачей любой сети является передача данных. И эту задачу сеть должна выполнять с максимальным быстродействием.

Шаг второй. Размер сети.

Скорость передачи данных зависит, в том числе, и от того, на какое расстояние их необходимо передать. Следующая вещь, которую должен узнать у заказчика интегратор, это предполагаемый размер сети. Как правило, локальные сети подразделяются на три категории в соответствии с их размером:

1. Малые сети (от 2х до 30-ти машин); 

2. Средние сети (30-100 машин); 

3. Большие сети (100-500 машин). 

Я бы не стал говорить о сетях, в которых объединены более 500 машин, так как такие сети не могут быть названы локальными. 

Шаг третий. Стоимость работ.

Одним из важнейших моментов для системного интегратора при подготовке проекта является его стоимость.

До составления технического задания можно говорить об оценочной стоимости проекта. После этого составляется смета работ и подписывается окончательный договор между заказчиком и системным интегратором. В смете указывается конкретная стоимость необходимого оборудования, стоимость труда и, иногда, стоимость необходимых для монтажа и тестирования сети инструментов.

Как правило, встречаются следующие подходы к распределению средств со стороны заказчика: 

1. Без ограничений. Заказчик готов оплатить все необходимые расходы. 
2. С ограничениями. Существует верхний предел средств, которые заказчик готов выделить на создание сети и в этих пределах системный интегратор может делать любые траты. 

3. Договорной. Каждая позиция в смете согласуется с заказчиком. 

Каждый из этих подходов имеет свои плюсы и минусы. Конечно, хорошо иметь бездонный кошелек, но это грозит непониманием со стороны заказчика: его наверняка заинтересует то, куда идут его деньги. Это даже может привести к отказу заказчика от услуг интегратора. Второй подход хорош, когда цель заказчика совпадает с выделенными на нее средствами, т.е. он не требует сверхпроизводительности за маленькие деньги. Третий подход плох, если у заказчика отсутствуют грамотные специалисты и приносит большую пользу, если у заказчика такие специалисты есть. 

На данном этапе проекта основной задачей интегратора является согласование стоимости работ по созданию сети с заказчиком и интегратором. На этом заканчивается непосредственная работа с заказчиком и начинается проектирование сети.

Часть 2. Проектирование сети.

Шаг четвертый. Выбор архитектуры.

На этом этапе системный интегратор должен спроектировать архитектуру (топологию) сети. Типов топологии сетей, как известно, бывает три: "шина", "кольцо" и "звезда". Самым правильным является смешанный тип, но все же сейчас в большинстве случаев используется "звезда". Основным преимуществом (и недостатком одновременно) этого типа является централизованность. Если из строя выходит центральное звено, то его проще заменить, но в это время не работает сеть целиком.

Рассмотрим несколько наиболее часто встречающихся случаев зависимости топологии от географического расположения машин и их функций:

 Сеть мала по размерам и не имеет ярко выраженных серверов. В данном случае, как правило, используется звезда и очень редко используется кольцо. 

 В сети мало машин, но они распределены на большой площади (Независимо от их функций). Рекомендуется использовать концентратор (хаб), расположенный примерно посередине между машинами. 

 Средних размеров сеть не имеет ярко выраженных серверов. В этом случае все машины объединяются через один или несколько многопортовых хабов, объединенных либо через центральный хаб (звезда) или последовательно (шина). 

 Средних размеров сеть имеет ярко выраженные серверы (серверы БД, файл-серверы, WWW). Здесь можно выделить несколько способов. Можно все серверы выделить в отдельную группу и "повесить" их на надежный хаб, а можно но каждый хаб в сети "довешивать" по серверу. Во втором случае уменьшается нагрузка на один хаб, в первом достигается централизация вычислительных ресурсов в одном месте. 

 Большая сеть, расположенная в одном здании. В основном, рекомендации те же, что и в предыдущем случае. Чаше всего используют топологию типа "звезда". 

 Большая сеть, расположенная в нескольких зданиях. Здесь все пути ведут в "Рим", в виде высокопроизводительного центрального хаба, на который идут все потоки в сети. 

Следует помнить, что в каждом конкретном случае выбор архитектуры сети сугубо индивидуален и зависит лишь от знаний и практического опыта системного интегратора.

Шаг пятый. Масштабируемость.

Самой большой проблемой не только компьютерных сетей является их емкость, иными словами — пропускная способность. Ближайшим примером тому могут служить телефонные сети - очередь на подключение может составлять несколько лет даже в городах.

Чаще всего проблемы с емкостью встречаются в маленьких организациях, где не хватает средств "про запас". Через некоторое время организации расширяются, появляются новые компьютеры, а лишних портов в хабе нет.

Господа ! Товарищи "по цеху" ! Не забывайте оставлять 1-2 свободных порта на хабе, а если нужны все, то поставьте хаб с большим количеством портов, но не съедайте всю емкость сети ! Не создавайте себе лишних проблем и "очередь на подключение". Помните, что потом заказчик вынужден будет заплатить больше за новый хаб, чем вложив сегодня немного больше в дополнительные порты.

Часть 3. Установка сети.

Шаг шестой. Выбор оборудования.

Итак, после составления плана нашей сети менеджер проекта получает возможность подсчитать какие комплектующие ему нужны. Следующим этапом построения сети является выбор оборудования. Здесь существует несколько рекомендаций, которые можно свести к следующему списку:

• Кабель выбирается одинаковым на всю сеть (чаще всего используется витая пара 5-й категории). 

• Если в сети существуют вертикальные участки, то нужно выбирать специальный "вертикальный" кабель, имеющий ребра жесткости. (Дело в том, что обычный горизонтальный кабель, если его укрепить вертикально через некоторое время провисает, снижая АЧХ, что отрицательно сказывается на производительности и надежности сети). 

• Для улучшения АЧХ рекомендуется использовать экранированный кабель, это уменьшает возможность потери пакетов на длинных участках сети. 

• В некоторых случаях следует рассматривать возможность беспроводных сетей (здесь следует особое внимание уделять безопасности). 

• Рекомендуется использовать оборудование, по возможности, от одного известного производителя. 

• Посмотрите, сколько у Вас финансовых средств - выбирать нужно по соотношению цена/качество. 

• Не выбирайте оборудование, чьи возможности не сможете использовать в перспективе. 

• Производительность коммутирующего оборудования должна быть выше производительности машин. 

Шаг седьмой. Выбор операционной системы.

Выбор ОС всецело зависит от пожеланий заказчика и ваших рекомендаций и предпочтений. Не стоит менять Windows на Linux только потому, что к последнему привыкли Вы. Обе операционные системы легко уживаются в одной сети.

Выбор ОС также зависит от установленного в сети оборудования.(Например, Windows 2000 не будет устанавливаться на машины с менее чем 32 MB памяти). Не стоит забывать, что у каждой ОС существуют свои особенности : 

• ОС Linux плохо работает с дизайнерскими и мультимедийными приложениями; 

• все ОС Windows не достаточно надежно работает с дисками и другой памятью; 

• Процесс копирования больших файлов в ОС Windows 2000 занимает много времени (в силу особенностей NTFS 5.0, при копировании она "раскручивается", замедляя весь процесс); 

• Для неопытных пользователей ОС Linux имеет недостаточно простой графический интерфейс; 

• ОС Windows9х не является в полной мере сетевой ОС и не может быть установлена на сервер и т.д.. 

Вывод таков: 

На серверы рекомендуется устанавливать ОС семейства Linux. Они быстрее обрабатывают внешние запросы и более "устойчивы". К тому же, они прекрасно "понимают" присутствие в сети машин с ОС Windows (обратное "понимание" отсутствует). На рабочие станции рекомендуется устанавливать ОС Windows 2000 - она привычнее конечному пользователю и проще в удаленном администрировании с сервера.

Напоследок, стоит сказать о лицензировании ПО. Если Вы работаете над созданием средней или большой сети, то лицензии необходимы. И здесь сообщество Linux "делает" Microsoft по всем параметрам. Все дело в том, что Microsoft продает лицензии на определенное количество рабочих мест, в то время как Linux предлагает заплатить за один! дистрибутив, с которого можно устанавливать неограниченное количество копий ОС.

Часть 4. Установка и настройка ПО.

Шаг восьмой. Установка специализированного ПО.

На данном этапе системный интегратор устанавливает всё программное обеспечение, необходимое для комфортной работы администраторов и пользователей. Как правило, выделяют несколько групп специализированного ПО :

• ПО для систем электронного документооборота ( СЭД) 

• Дизайнерское ПО : 

а) Графический дизайн; 

б) 3D-дизайн; 

в) WEB-дизайн 

• Конструкторское ПО 

• Мониторинговые утилиты 

В первой категории наиболее распространён продукт фирмы IBM - Lotus Notes, именно его чаще всего рекомендуют для создания СЭД. С ним чаще всего конкурируют такие продукты от Microsoft, как MS Business Solutions и MS Exchange. 

Среди дизайнерского ПО лидируют фирмы Adobe, Corel, Macromedia. Однако, необходимо устанавливать лишь то ПО, с которым будет работать дизайнер заказчика.

Та же ситуация с конструкторским ПО (САПР системы).

Мониторинговое ПО, как правило, поставляется вместе с ОС. Это всевозможные утилиты для настройки безопасности системы, ведения журналов событий (logo'в) и других задач по отслеживанию действий пользователей.

Шаг девятый. Окончательная наладка системы.

После установки всего необходимого ПО, как правило, происходит окончательная наладка и тестирование системы. Следует заметить, что системный интегратор не должен настраивать ПО, с которым будут работать пользователи, необходимо лишь проверить, что все программы работают (запускаются). 

Примечание. В Windows 9x существует т.н. "корректирующая установка". Полезнейшая вещь - после установки всего ПО подправляет отсутствующие или некорректно работающие компоненты системы.

Шаг десятый. Сдача проекта.

На данном этапе системный интегратор должен сдать проект заказчику. Не следует понимать это как подпись последнего в графе "выполнено". Заказчик должен самостоятельно проверить работоспособность системы (на это уходит не менее 1-го дня) и только после этого системный интегратор может завершить договор.

После этого, системный интегратор не обязан производить какие-либо действия, кроме тех услуг, которые были указаны в договоре. 

Практическое занятие №4-5

Тема: «Моделирование локальной вычислительной сети »

Время выполнения: 2 занятия (4часа)

Цель занятия: получить навык моделирования локальной вычислительной сети

План выполнения занятия

1. Распаковать архивный файл

2. Установить программу FPinger

3. Изучить теоретический материал, используя информацию в файлах из папки «Вспомогательные файлы»

4. Выполнить задания практической работы

5. Используя скриншоты, создать отчет о проделанной работе в виде презентации

6. Переслать на почту преподавателя отчет в виде файла с именем фамилия_группа_дата занятия (например: Петров_951_20-03-20)

Теоретические основы

Правила проектирования локальной вычислительной сети (ЛВС) рабочей группы стандартов 10Base-5/2/Т

Исторически сложилось так, что основная масса сетей, создавалась по технологии 10Base-2 и 10Base-T. На сегодняшний день основными типами ЛВС являются сети, построенные на базе "витой пары". Поэтому основной акцент в данной статье будет делаться на правила проектирования сетей стандарта 10Base-T, а также особенности и ограничения, накладываемые на эти правила при совместном их применении с другими стандартами (10Base-5, 10Base-2, 10Base-F, 100Base-TX, 100Base-T4 и 100VG-AnyLAN).

В начале несколько основополагающих терминов и определений:

• Стандарт IEEE 802.3 (стандарт Ethernet) определяет локальную вычислительную сеть как коллизионную область или домен коллизий.

• Коллизия - разрушение пакета данных в канале во время передачи. Когда узел посылает пакет, он одновременно проверяет, не произошла ли во время передачи коллизия. Если коллизия происходит, то попавшие в нее узлы прекращают передачу, выдерживают паузу в течении случайного промежутка времени и повторяют передачу. Отсутствие обнаружения коллизии указывает узлу, что передача пакета прошла успешно.

• Время, по истечении которого пакет гарантированно проходит по каналам связи от источника до получателя не претерпев по пути коллизий называется "максимальным периодом кругового обращения сообщения" (maximum round-trip time). Это время определяет самую худшую ситуацию, при которой пакет пройдет от узла-отправителя на одном конце сети до места возникновения коллизии на другом конце сети и при этом сигнал о коллизии гарантированно дойдет до узла - отправителя.

• Геометрические размеры сети, которые отвечают требованиям "максимального периода кругового обращения сообщения" и определяют коллизионную область. ЛВС будет функционировать правильно только в том случае, когда все ее узлы могут быть оповещены о коллизии в течение максимального периода кругового обращения.

Правила проектирования сетей стандарта 10Base-5

Я не могу понять, почему даже в последнее время приходят сообщения о монтаже сетей по стандарту 10Base-5. Ведь применение этого стандарта в настоящее время для монтажа новой ЛВС на мой взгляд не оправдано ни финансовой, ни с технической сторон, а для решения проблем объединения ЛВС, обычно экономически и технологически выгоднее применение технологии 10/100Base-F. Но раз это происходит, значит "это кому-нибудь нужно" и придется изложить правила применения этой технологии:

1. сеть стандарта 10Base-5 может состоять максимум из пяти магистральных сегментов.

2. сегменты сети соединяются между собой репитерами. Их максимальное количество - 4.

3. компьютеры могут быть подключены только к трем сегментам магистрального кабеля.

4. максимальная длина сегмента - 500 м (длины кабелей трансиверов не учитываются).

5. на концах кабельного сегмента должны быть установлены терминаторы.

6. подключение компьютеров к магистральному кабелю осуществляется с помощью трансивера.

7. максимальное расстояние между компьютером и трансивером - 50 м.

8. минимальное расстояние между трансиверами - 2,5 м.

9. максимальное количество компьютеров на кабельном сегменте - 100.

10. максимальное количество компьютеров на всех сегментах сети - 1024.

11. максимальная общая длина сети - 2500 м.

Примеры применения технологии 10Base-5

Применение технологии 10Base-5 на одном коаксиальном сегменте

Рис. 1. "Классический" Ethernet (10Base-5)

Приведенный на рис. 1 пример "классического" Ethernet-а настолько широко распространен в литературе, что, по-моему, не требует никаких комментариев.

Демонстрация возможностей технологии 10Base-5

На рис. 2 изображен вариант построения многосегментной ЛВС с применением технологии 10Base-5 и многопортовых трансиверов. Пример с многопортовыми трансиверами приведен с целью продемонстрировать то явление, что "классический" Ethernet - система, имеющая достаточно развитую базу аксессуаров.

Рис. 2. Многосегментный Ethernet, построенный с применением технологии 10Base-5

Правила проектирования сетей стандарта 10Base-2

Множество сетей стандарта 10Base-2 было построено во второй половине 80-х - начале 90-х г.г. В настоящее время, как правило, областью применения этого стандарта являются магистральные каналы, при помощи которых объединяются рабочие группы, построенные с применением технологии 10Base-T, а также небольшие ЛВС, как правило одноранговые и имеющие в своем составе не более 10-ти (обычно 3-5) компьютеров. Широкое применение технологии 10Base-2 сдерживается недостаточно высокой надежностью кабельной подсистемы в целом как системы с "общей шиной", а также тем, что на практике она была дискредитирована в результате повсеместного применения при монтаже не специфицированных для этого кабелей, что приводило к неустойчивой работе сетей, построенных с применением этого вида технологии. Лично мне приходилось наблюдать результаты применения не просто неподходящего кабеля по своим геометрическим характеристикам, но даже применение сегментов с волновым сопротивлением 75 и 100 ом.

Правила применения технологии 10Base-2:

1. сеть стандарта 10Base-2 может состоять максимум из пяти магистральных сегментов.

2. сегменты сети соединяются между собой репитерами (максимум 4).

3. компьютеры могут быть подключены только к трем сегментам магистрального кабеля. Два сегмента служат для увеличения диаметра ЛВС.

4. подключение компьютеров осуществляется с помощью Т-коннекторов.

5. максимальная длина сегмента - 185 м.

6. применяемый кабель - RG-58 (волновое сопротивление 50 ом).

7. на концах кабельного сегмента должны быть установлены терминаторы.

8. максимальное количество компьютеров на кабельном сегменте - 30 (учитывая подключенные к кабелю, но не задействованные Т-коннекторы).

9. максимальное количество компьютеров на всех сегментах сети - 1024.

10. минимальная длина кабельного сегмента - 0.5 м.

11. максимальная общая длина сети - 925 м.

Примеры применения технологии 10Base-2

Ethernet технологии 10Base-2 на одном коаксиальном сегменте

Рис. 3. Ethernet стандарта 10Base-2

В последнее время монтаж новой сети Ethernet типа 10Base-2 на одном коаксиальном сегменте (см. рис. 3) - довольно редкое явление. Сферой приложения этой технологии остались лишь небольшие офисы, где количество компьютеров редко когда более 5-ти.

Дополнительные возможности технологии 10Base-2

Ограничение на количество компьютеров на сегменте (30) и на сама длина сегмента (185 м) являются достаточно серьезным препятствие при планировании сети размеров не то чтобы двух, а даже одного этажа. Однако совсем не обязательно опутывать "коаксиальной шиной" все помещения. Технология 10Base-2 допускает применение и звездообразных топологий: на рис. 4 представлен вариант топологии типа "звезда", лучи которой являются шинными сегментами.

Рис. 4. Вариант расширенного применения Ethernet-а стандарта 10Base-2

Правила проектирования сетей стандарта 10Base-T

Технология 10Base-T была стандартизована только в 1990 году (стандарт IEEE 802.3). 10Base-T предусматривает построение ЛВС путем использования кабельных сегментов для создания точечных каналов связи (point-to-point links). Тем самым основной топологией становится уже не "шина", как в 10Base-5 и 10Base-2, а "звезда". Геометрические размеры сетей, построенных по варианту 10Base-T так же зависят от затухания сигнала в передающей среде и от времени распространения сигнала. Дело в том, что определив другой тип кабеля, соединители и другую топологию сети, 10Base-T остается тем же самым Ethernet-ом (в логическом смысле) и 10Base-5. В логическом смысле, концентратор - Hub это просто сегмент коаксиального кабеля из технологии 10Base-5 или 10Base-2.

Правила применения технологии 10Base-T:

1. сеть стандарта 10Base-Т может содержать максимум четыре концентратора.

2. компьютеры подключаются к концентраторам с помощью UTP (STP) кабеля категории 3, 4 или 5.

3. подключение компьютеров к концентраторам осуществляется с помощью коннекторов RJ-45 и кабелей "прямого соединения".

4. соединение концентраторов между собой осуществляется с помощью кабелей "перекрестного соединения" или, при использовании Up-Link-портов - с помощью кабелей прямого соединения.

5. максимальная длина UTP сегмента - 100 м.

6. максимальное количество компьютеров, подключенных ко всем концентраторам ЛВС - 1024.

7. минимальная длина кабельного сегмента - 2.5 м.

8. максимальная общая длина сети - 500 м.

Примеры применения технологии 10Base-T

Простейший вариант применения технологии 10Base-Т

Рис. 5. Простейший пример применения технологии 10Base-T

Простейший вариант сети, построенной по технологии 10Base-T - сеть с одним концентратором (см. рис. 5). Самые распространенные маломощные концентраторы имеют 8 портов (пишу 8, т.к. когда-то я видел концентратор на 5 портов). С их помощью можно организовать сеть малого офиса, которая не будет сильно расти и не нуждается в сетевом администрировании. Такое решение приемлемо для территориально сосредоточенных сетей (в пределах нескольких смежных помещений). Имейте в виду, что цена "за порт" у многопортовых концентраторов ниже. Поэтому, если Вы планируете объединить в сеть около 20-ти компьютеров, целесообразнее приобрести один 24-х портовый концентратор, чем три 8-ми портовых.

Возможности технологии 10Base-Т

Один из вариантов геометрически предельных топологических схем ЛВС с применением технологии 10Base-T изображен на рис. 6. Он не содержит ни одной пары узлов, между которыми было бы более 4-х концентраторов.

Рис. 6. Вариант предельной топологии с применением технологии 10Base-T

Резюме правил и рекомендаций стандарта IEEE 802.3

• Максимальное количество компьютеров в сети без применения специальных средств - 1024.

• Максимальное число кабельных сегментов не более пяти (для сети, не содержащей мостов, коммутаторов или маршрутизаторов). При этом количество сегментов из коаксиального кабеля не может быть более трех.

• Максимальное количество концентраторов или повторителей в любом сочетании между самыми дальними узлами сети - 4 (если среди них есть хотя бы один Fiber-Optic Hub, то 5).

• Максимальное количество мостов, коммутаторов или маршрутизаторов с функциями мостов между любыми двумя узлами сети - 7. Это рекомендация протокола связного дерева по стандарту IEEE 802.1. При этом, когда путь данных проходит через мост (коммутатор), отсчет концентраторов и кабельных сегментов начинается сначала. Мост (коммутатор) изолирует трафик локальной сети, т.к. он устраняет продвижение пакетов (forwarding) на обратную сторону моста в тех случаях, когда пакет прошел кабельный сегмент, на котором находится узел-получатель. Мосты и коммутаторы также распознают попавшие в коллизию пакеты (collision packets) и не пропускают их на другие кабельные сегменты. Тем самым коллизии устраняются в рамках каждой из ЛВС, соединенных мостом или коммутатором.

При проектировании сетей стандартов 10Base-5/2/T необходимо придерживаться требований, предъявляемых стандартом IEEE 802.3. С другой стороны, выполняя конкретные проекты, часто не удается обойтись этими правилами и приходится заниматься расчетами задержек распространения сигналов или консультироваться у фирм-производителей сетевого оборудования. Однако, если при разработке сети Вам удалось соблюсти все перечисленные выше требования, сеть будет успешно функционировать и Заказчик не выскажет Вам никаких претензий.

Методические рекомендации по выполнению практической работы

ЗАДАНИЕ: Построить модель локальной вычислительной сети

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА МИНИ ПРОЕКТ:

Спроектировать ЛВС для магазина «Супермаркет» с доступом в Интернет согласно условию:

В здании Супермаркета должны располагаться помещения со следующей техникой:

- кабинет главного менеджера: 1 ПК, принтер;
- секретариат: 2 ПК, принтер, сканер;
- склад: 3ПК, принтер
- торговый зал: 10 ПК;
- кабинет бухгалтеров: 6 ПК, принтер, сканер.
- отдел охраны: 2ПК для контроля камер наблюдения,

- 16 IP камер наблюдения

Порядок выполнения:

1. Провести анализ Технического задания

2. Построить ИНФОРМАЦИОННУЮ МОДЕЛЬ взаимодействия всех отделов

3. Выбрать архитектуру и топологию компьютерной сети. Обосновать свой выбор

4. С использованием программы FPinger разработать и построить:

   1. План здания магазина

   2. Топологическую схему компьютерной сети магазина

   3. Технологическую схему компьютерной сети магазина (где и как именно располагается оборудование и проложены кабели )

5. Произвести выбор оборудования и ПО

6. Рассчитать количество кабеля и кабель-канала

7. Рассчитать смету расходов (затраты на оборудование и ПО, используя интернет ресурсы)

8. Сделать вывод о проделанной работе

9. Создать отчет о проделанной работе и сдать его на проверку преподавателю

Для выполнения работы использовать вспомогательный материал, файлы:

• «Выбор архитектуры сети»

• «Определение конфигурации сети»

• «Пример подхода к разработке ЛВС предприятия»

• «Расчет ЛВС»

• «Создание локальной сети с нуля»

• «ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЛВС»

Выбор архитектуры сети

Выбор архитектуры сети зависит от назначения сети, количества рабочих станций и от выполняемых на ней действий.

Следует выбрать одноранговую сеть, если:

• количество пользователей не превышает десяти;

• все машины находятся близко друг от друга;

• имеют место небольшие финансовые возможности;

• нет необходимости в специализированном сервере, таком как сервер БД, факс-сервер или какой-либо другой;

• нет возможности или необходимости в централизованном администрировании.

Следует выбрать клиент серверную сеть, если:

• количество пользователей превышает десяти;

• требуется централизованное управление, безопасность, управление ресурсами или резервное копирование;

• необходим специализированный сервер;

• нужен доступ к глобальной сети;

• требуется разделять ресурсы на уровне пользователей.

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

ПРИМЕР 3

ПРИМЕР 4

ПРИМЕР 5