Сетевые технологии

 

     В проектируемой ЛВС будет применена  неполносвязная топология типа «звезда», при которой для обмена данными между компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети.

   1.2. Целесообразность  физической и логической  структуризации ЛВС

   В офисе коммерческой фирмы на одном  этаже многоэтажного здания в 5 помещениях, находящихся по разные стороны центрального коридора, расположены 17 ПК; а так  же серверы, файловый и баз данных, расположенные во втором и третьем  помещениях соответственно.

   Коммерческая  фирма занята покупкой, продажей и  лизингом технологического оборудования. Чтобы определить расстояния между узлами необходимо составить план этажей и определить размеры каждого помещения, которые выбираются самостоятельно студентом. Также определить место расположения ПК в каждом из помещений, основываясь на физической и логической структуризации. 

1.3. Расстояние между  узлами сети

     Рис.1. Схема размещения кабелепровода 

     На  плане изображено 5 помещений, в которых  расположено 17 рабочих станций. В местах, где расположены ПК, проложен кабелепровод, к которому подведены провода всех узлов сети, а также коммуникационного оборудования (Ширина стен составляет 12 см).

     Рассчитаем  длину кабеля в соответствии со схемой кабелепровода показанной на плане этажа:

Длина кабеля от Рабочей станции 1 до Свич = 1+0,12+4=5,12

Длина кабеля Рабочей  станции 2 до Свич = 1+0,12+4+0,12+4=9,24

Длина кабеля Рабочей  станции 3 до Свич = 5+0,12+4+0,12+4=13,24

Длина кабеля Рабочей  станции 4 до Свич = 1+0,12+4+0,12+6+4=15,24

Длина кабеля Рабочей  станции 5 до Свич = 1+0,12+6+0,12+4+0,12+4=15,36

Длина кабеля Рабочей  станции 6 до Свич = 5+0,12+6+0,12+4+0,12+4=19,36

Длина кабеля Рабочей  станции 7 до Свич = 1+0,12+6+0,12+4+0,12+6+4=21,36

Длина кабеля Рабочей  станции 8 до Свич = 0,5+0,12+1+3+0,12+7+4=15,74

Длина кабеля Рабочей  станции 9 до Свич = 0,5+0,12+7+3+0,12+6+4=20,74

Длина кабеля Рабочей  станции 10 до Свич = 1+8+0,12+3+0,12+6=18,24

Длина кабеля Рабочей  станции 11 до Свич = 5+9+0,12+3+0,12+6=23,24

Длина кабеля Рабочей  станции 12 до Свич = 7+9+0,12+3+0,12+6=25,24

Длина кабеля Рабочей  станции 13 до Свич = 11+9+0,12+3+0,12+6=29,24

Длина кабеля Рабочей  станции 14 до Свич = 0,5+0,12+9+3+0,12+6+4=22,74

Длина кабеля Рабочей  станции 15 до Свич = 0,5+0,12+13+3+0,12+6+4=26,74

Длина кабеля Рабочей  станции 16 до Свич = 1+0,12+12+9+0,12+3+0,12+6=31,36

Длина кабеля Рабочей  станции 17 до Свич = 3+0,12+12+9+0,12+3+0,12+6=33,36

Длина кабеля Сервера  баз данных до Свич = 5+0,12+4+0,12+6+4=19,24

Длина кабеля Файлового сервера до Свич = 3+3+0,12+6+4=16,12 

Необходимые затраты кабеля составят 380,92 м 

     1.4. Расчет конфигурации  сети

     В качестве среды передачи данных будет  использоваться спецификация 1000Base-T использующая кабель UTP категории 5 с максимальной длиной кабеля 100 метров. Эта спецификация поддерживает функцию автопереговоов. Схема автопереговоров позволяет двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбрать наиболее выгодный режим работы.

1.4.1. Ограничения длин  сегментов DTE-DTE

     В качестве DTE (Data Terminal Equipment) может выступать любой источник кадров данных для сети: сетевой адаптер (компьютер), порт моста, порт маршрутизатора, модуль управления сетью и другие подобные устройства. Отличительной особенностью устройства DTE является то, что оно вырабатывает новый кадр для разделяемого сегмента (мост или коммутатор, хотя и передают через выходной порт кадр, выработанный в свое время сетевым адаптером, но для сегмента сети, к которому подключен выходной порт, этот кадр является новым). Порт повторителя не является устройством DTE, так как он побитно повторяет уже появившийся в сегменте кадр.

     Максимальные  значения длины сегментов DTE-DTE для Ethernet стандарта 1000Base-TX составляет 100 метров ( тип кабеля UTP 5 категории). Расстояния в данной ЛВС вполне укладываются  в 100 м. Применении в создании сети коммуникаторов позволяет избежать ограничения на максимальный диаметр, (при использовании концентраторов диаметр ограничивается 2500 м).  

     1.4.2. Ограничения сетей  Fast Ethernet

     Четыре  основных правила корректной конфигурации для сети Fast Ethernet:

• количество узлов не более 1024;
• максимальная длина кабеля в сегменте определена соответствующей спецификацией;
• время двойного оборота сигнала (PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не более 512 битовых интервала;
• сокращение межкадрового интервала IPG (PVV) при прохождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49 битовых интервала.
• Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:
• ограничения на максимальные длины сегментов, которые соединяют устройства - источники кадров (соединение DTE- DTE);
• ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих устройства-источники кадров (DTE) с портом повторителя;
• ограничения на общий максимальный диаметр сети;

     При использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в полнодуплексном режиме, не имеющем ограничений на общую длину сети (100м в полудуплексном режиме) и на общий диаметр сети (200м в полудуплексном режиме).  

     В полнодуплексном режиме сетевой  адаптер может одновременно передавать свои данные в сеть и принимать  из сети чужие данные. Такой режим  несложно обеспечивается при прямом соединение с мостом/коммутатором или маршрутизатором, так как вход и выход каждого порта такого устройства работают независимо друг от друга, каждый со своим буфером кадров.

     Так как выбранная для построения данной сети спецификация 100Base-TX поддерживает полнодуплексный режим, ограничений на общую длину сети и на диаметр сети накладываться не будет.

     Тем самым, остаются только ограничения  на длину физических сегментов, соединяющих  соседние устройства (адаптер - коммутатор или коммутатор - коммутатор).

     В случае данной локальной сети это  коммутатор – коммутатор и ограничения  для полудуплексного режима составляют 412 м, а для полного дуплекса 2000 м. Разрабатываемая сеть соответствует  стандарту на длину физических сегментов  соединяющих соседние устройства, т.к. это значение равно 18 м (соединение коммутаторов 2 и 8 этажей).

     Для расчёта конфигурации разработанной  локальной сети  определим наиболее удалённые узлы сети. В нашем случае ими являются компьютеры ПК 3 и ПК 9. Расстояние от коммутатором 1 на втором этаже до рабочей станции ПК 3 равно 21,55 м, между коммутатором 2 восьмого этажа и рабочей станции ПК 9  – 25,05 м. Коммутаторы разделены кабелем длинной 18 м. Таким образом, наиболее протяжённый участок сети состоит из двух коммутаторов, двух сетевых адаптеров, кабеля UTP 5 длинной 64,6 м. Один метр витой пары категории 5 вносит задержку в 1,112 bt. Значит, весь сегмент вносит задержку равную 71,8 bt, пара сетевых адаптеров TX дают задержку в 100 bt и два коммутатора по 92 bt каждый. Общая задержка данного сегмента равна 355,8 bt.  

     Так как выполняется условие превышения задержки в  512 bt над PDV наибольшего сегмента сети, значит сеть спроектирована корректно, запас задержки составляет 156,2 bt.

     Для сетей Fast Ethernet допустимо не проводить расчёт PVV. Это связано с тем, что даже максимальное количество концентраторов, допустимых в Fast Ethernet, не может вызвать недопустимого сокращения межпакетного интервала. 
 
 

2. ВЫБОР СЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 
     

1.   Характеристики и методика выбора коммутаторов

     Коммутаторы выполняют роль центральной точки для вашей ЛВС, объединяя различные устройства, такие как компьютеры, серверы, принтеры и межсетевые экраны. Коммутаторы обладают разной функциональностью и интеллектом. Вам необходим управляемый или неуправляемый коммутатор ? Gigabit или Fast Ethernet ? Количество требуемых восходящих соединений? Технология Power over Ethernet (PoE)? Все это справедливые вопросы, и очень часто окончательный выбор определяется ценой и репутацией вендора.

     Выбор правильного коммутатора имеет  огромное влияние на сеть, и на эффективность  бизнеса в целом. При росте  объемов в бизнесе компании, требуется  внедрение новых гораздо более  сложных и интеллектуальных приложений, например для управления административными  процессами и обслуживания расширяющейся  базы данных заказчиков, а также  увеличение числа рабочих мест. В  таких условиях объем сетевого трафика  существенно возрастает, и в результате сеть может оказаться перегруженной  и не справляться с запросами  пользователей. Подобные перегрузки также  снижают надежность сети, вызывая  потери данных во время передачи, или  крах системы в целом. Коммутаторы  являются сердцем ЛВС, и правильный выбор оптимизирует продуктивность с увеличением коэффициента ROI. Коммутаторы  предлагаются с широким диапазоном функциональности и производительности, с выбором 5-, 8-, 12-, 16-, 24, 48-ми портовых моделей. Коммутаторы работают путем  анализа адресов пакета, перенаправляя его только получателю.

     

     Коммутатор DGS-1016D с 16 портами 10/100/1000Base-T выполнен в  компактном корпусе. Он позволяет обеспечить скорость Gigabit Ethernet для соединения с серверами и магистральной сетью, а также для подключения высокопроизводительных рабочих станций. 
Поддержка скорости 1000 Мбит/с позволяет домашним и офисным пользователям передавать по сети файлы, требующие большой полосы пропускания, графические файлы, CGI, CAD и мультимедиа. Все порты поддерживают автоматическое определение полярности MDI/MDIX. Это исключает необходимость использования кроссированных кабелей или выделенных портов. Кроме того, коммутатор поддерживает автоматическое определение скорости(10, 100 или 1000 Мбит/с) на каждом порту, выбирая максимально возможную в данном случае скорость и обеспечивая оптимальную производительность. 
Также коммутатор оснащен диагностическими индикаторами, отображающими статус и активность, позволяя быстро обнаружить и принять меры по решению проблем в сети. 

Стандарты:

• IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet (на витой медной паре)
• IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet (на витой медной паре)
• IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet (на витой медной паре)
• Автосогласование ANSI/IEEE 802.3 Nway
• Управление потоком IEEE 802.3x
• IEEE 802.1p QoS  
  

Протокол: 
CSMA/CD  
Скорость передачи данных:

Ethernet:

10 Мбит/с  (полудуплекс)

20 Мбит/с  (полный дуплекс)

Fast Ethernet:

100 Мбит/с  (полудуплекс)

200 Мбит/с  (полный дуплекс)

Gigabit Ethernet:

2000 Мбит/с  (полный дуплекс) 

 
 

WebSmart коммутатор с 12 портами 10/100/1000Base-T + 2 комбо-портами 1000Base-T/Mini GBIC (SFP) и функцией энергосбережения 

Стандарты:

• IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet (медный кабель на основе витой пары)
• IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet (медный кабель на основе витой пары)
• IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet (медный кабель на основе витой пары) 
   
  Количество портов:
• 12 портов 10/100/1000BASE-T, 2 комбо-порта 10/100/1000BASE-T/SFP     
  Скорость передачи Ethernet:
• 10 Мбит/с (полудуплексный режим)
• 20 Мбит/с (полнодуплексный режим) Fast Ethernet:
• 100 Мбит/с (полудуплексный режим)
• 200 Мбит/с (полнодуплексный режим) Gigabit Ethernet:
• 2000 Мбит/с (полнодуплексный режим)