Сетевые технологии

     Отличия метода доступа заключаются в  том, что время удержания маркера  в сети FDDI не является постоянной величиной, как в сети Token Ring.

Выбор технологии ЛВС

     Для локальной вычислительной сети офиса  коммерческой фирмы, занимающейся покупкой и продажей лекарственных препаратов, больше всего подходит технология Fast Ethernet спецификации 100Base-TX (полнодуплексный режим)- позволяющая обеспечить необходимую скорость  100Мб/с. Данная фирма расположена на втором и восьмом этажах многоэтажного здания в 10 помещениях расположены 17 ПК; а также серверы, на втором (один) и восьмом (два) этажах.

     Другие  технологии построения ЛВС, такие как  Ethernet (10Мб/с) , Gigabit Ethernet (1 Гбит/с) и Token Ring (16 Мбит/с) не удовлетворяют необходимым требованиям по тем или иным параметрам. Технология Ethernet не обеспечивает указанную в техническом задании скорость 100Мб/с. Использование технологии Gigabit Ethernet влечет за собой большие затраты материальных ресурсов и для офиса небольшой коммерческой фирмы данная технология не является необходимостью, т.к. поставленные задачи может решить более простая и менее затратная технология Fast Ethernet. А технология Token Ring достаточно устарела и так как в дальнейшем возможно расширение данной фирмы, а, следовательно, и модернизация сети, то использование данной технологии неоправданно.

     Существуют  три основных вида сетевых топологий: звезда, кольцо и шина.

     Кольцо — компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера.

     Сравнение с другими топологиями

     Достоинства:

• Простота  установки;
• Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
• Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

• Недостатки:

• Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
• Сложность конфигурирования и настройки;
• Сложность поиска неисправностей.

     Шина  — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам.

     Сравнение с другими топологиями

     Достоинства:

• Небольшое время установки сети;
• Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
• Простота настройки;
• Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.
• Недостатки: 
• Любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети;
• Сложная локализация неисправностей;
• С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

     Компьютеры  в Fast Ethernet физически соединены с использованием топологии «звезда».

     Fast Ethernet действует в качестве шинных сетей. Другими словами, Fast Ethernet физически использует топологию звезда, а логически действует как шинная сеть в силу исторических причин.

     В проектировании ЛВС будет задана топология «звезда».

      Звезда — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи. Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным.

     Преимуществами  данной топологии  сети являются:

• легкость подключения нового ПК (может потребоваться при расширении организации, модернизации сети);
• имеется возможность централизованного управления;
• сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.
• Недостатками сетей топологии звезда являются:
• отказ хаба влияет на работу всей сети;
• большой расход кабеля.

     В сети будет использован метод  коммутации пакетов, специально разработанный  для эффективной передачи компьютерного  трафика. При коммутации пакетов  все передаваемые пользователем  сети сообщения разбиваются в  исходном узле на сравнительно небольшие  части, называемые пакетами. Пакеты транспортируются в сети, как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге - узлу назначения. По прогнозам многих специалистов будущее принадлежит технологии коммутации пакетов, как более гибкой и универсальной.

      В качестве физической среды передачи данных будут использованы внутренние кабельные линии. Промышленностью выпускается огромное количество типов кабелей, но в данной работе будет использован тип неэкранированная витая пара (т.к. построение сети производиться внутри многоэтажного здания), он используется в стандарте Fast Ethernet и способен обеспечить необходимую пропускную способность, скорость передачи данных и помехозащищенность.

      Витые пары проводов используются в дешевых  и сегодня, пожалуй, самых популярных кабелях. Кабель на основе витых пар  представляет собой несколько пар  скрученных попарно изолированных  медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке. Он довольно гибкий и удобный для прокладки. Скручивание  проводов позволяет свести к минимуму индуктивные наводки кабелей  друг на друга и снизить влияние  переходных процессов. 

 

     1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНФИГУРАЦИИ  СЕТИ

     1.1 Выбор базовой  технологии, спецификации  физической среды,  топологии физических  связей и метода  коммутации

     Основным  отличием конфигураций сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 м, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения скорости передачи в 10 раз по сравнению с 10-мегабитным Ethernet.

     Официальный стандарт 802.3u установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия:

     100Base-TX - для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1;

     100Base-T4 - для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5;

     100Base-FX- для многомодового оптоволоконного кабеля, используются два волокна.

     100Base-TX - витая пара UTP Cat 5 или STP Type 1, две пары

     В качестве среды передачи данных спецификация 100Base-TX использует кабель неэкранированную витую пару UTP категории 5 или экранированную витую пару STP Type 1.

     Максимальная  длина кабеля в обоих случаях - 100 м.

     Основные  отличия от спецификации 100Base-FX - использование метода кодирования MLT-3, который использует сигналы двух полярностей для передачи сигналов 5-битовых порций кода 4В/5В по витой паре.

     Но  самая отличительная возможность  физического стандарта 100Base-TX - наличие специальной функции автопереговоров (Auto-negotiation). Она предназначена для согласованной работы Fast Ethernet со стандартами Ethernet.

     Всего в настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые могут поддерживать устройства стандарта 100Base-TX или 100Base-T4 на витых парах:

• 10Base-T - работа с 2-мя парами категории 3;
• 10Base-T full duplex - работа с 2-мя парами категории 3  (полнодуплексный).
• 100Base-TX - используются 2 витые пары категории 5 (или Type 1A STP);
• 100Base-T4 - используются 4 витые пары категории 3;
• 100Base-TX full-duplex - 2 витые пары категории 5 (или Type 1A STP), работы в полнодуплексном режиме.

     Режим 10Base-T имеет самый низкий приоритет при переговорном процессе, а полнодуплексный режим 100Base-T4 - самый высокий.

     Стандарт  100Base-TX более усовершенствованный, он обеспечивает сетевым устройствам возможность выбора работы сети Fast Ethernet.

     100Base-T4 - витая пара UTP Cat 3, четыре пары

     Спецификация  100Base-T4 появилась позже всех других спецификаций физического уровня Fast Ethernet. Данная спецификация 100Base-T4 была разработана для того, чтобы можно было использовать уже имеющуюся проводку на витой паре категории 3. Общую пропускную способность эта спецификация позволяет повысить за счет одновременной передачи потоков бит по всем 4 парам кабеля.

     Вместо  кодирования 4В/5В в этом методе используется кодирование 8В/6Т, которое обладает более узким спектром сигнала и при скорости 33 Мбит/с укладывается в полосу 16 МГц витой пары категории 3 (при кодировании 4В/5В спектр сигнала в эту полосу не укладывается).

     100Base-FX - многомодовое оптоволокно, два волокна

     Эта спецификация определяет работу протокола  Fast Ethernet по многомодовому оптоволокну. Каждый узел соединяется с сетью двумя оптическими волокнами, идущими от приемника (Rх) и от передатчика (Тх).

     Все стандарты физического уровня Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с для представления данных при передаче по кабелю используют манчестерское кодирование. В стандарте Fast Ethernet в спецификацию 100Base-FX/TX используется другой метод - кодирование избыточными кодами - 4В/5В.

     Эти спецификации разрабатывались с  целью повышения пропускной способности  Ethernet до значения 100 Мб/с.

     Все спецификации используют типовую топологию "звезда" и иерархическое соединение концентраторов с подключенными  к нему узлами, как в стандарте  10Base-T и 10Base-F.

     В проекте будет использован стандарт Fast Ethernet 100Base-TX обеспечивающий пропускную способность 100 Мб/с – неэкранированная витая пара UTP категории 5 с разъемами RJ-45, использующая 2 пары проводов. Для объединения сети между этажами также будет использован стандарт 100Base-TX, т.к. применение оптоволоконного кабеля влечет за собой существенные для не большой фирмы затраты, а также сложности с выполнением ответвлений.

     Для соединения сети между этажами, а  также для прокладывания сети на самих этажах будет использовано два коммутатора. Коммутаторы делят сеть на отдельные логические сегменты, создавая при этом отдельные небольшие по размеру домены коллизий на каждом порту. Разделение сети на несколько автономных сегментов при помощи  коммутаторов имеет несколько преимуществ. Поскольку перенаправлению подвергается только часть трафика, коммутаторы уменьшают трафик, принимаемый устройствами во всех сегментах сети. Коммутаторы увеличивают фактический размер сети, позволяя подключать к ней удаленные станции, которые иначе подключить нельзя. Это достигается возможностью работы коммутатора в режиме полного дуплекса, благодаря которому нет необходимости определять коллизию в сети. Коммутаторы предоставляют каждому узлу (если он подключен непосредственно к порту коммутатора) отдельную полосу пропускания, чем уменьшают вероятность коллизий в сетевых сегментах.

     В табл. 1.1 приведена сравнительная  характеристика основных типов топологий  сетей.

     Таблица 1.1