Проектирование Локальной Вычислительной Сети предприятия

 - обработка документов и построения на базе этого действующей системы анализа, прогнозирования и оценки обстановки с целью принятия оптимального решения и выработки глобальных отчетов;

 - обеспечивать прозрачный доступ к информации  авторизованному пользователю в соответствии с его правами и привилегиями.

   Исходя из всех многочисленных возможностей, которые открывает

пользователям ЛВС а также особенностей информации, используемой в работе предприятия связи, можно выявить потребности проектирования ЛВС в данной организации.

        

       

1.3 Перечень функций пользователей в ЛВС

       На основе вышерассмотренных вопросов определим перечень функций пользователей ЛВС. Для всех отделов работа с точки зрения использования компьютерной техники будет носит одинаковый характер, а именно:

-  обработка  документов;  

- пользование  базой данных;            

- доступ к  глобальной сети Internet;

- использование  электронной почты;    

-передача данных и связь; 

- использование  машинной графики;

- обмен  информацией между отделами.

   

2  ВЫБОР СТРУКТУРЫ  СЕТИ

      Рассмотрим  различные варианты конфигурации ЛВС  для предприятия связи. Сетевая  архитектура включает технологию, топологию  сети, кабельную проводку, соединительные устройства. Рассмотрим некоторые технологии построения сети и выберем наиболее подходящий для проектируемой сети, руководствуясь следующими критериями: информационная безопасность, быстродействие, надежность, стоимость.

Локальная сеть Token Ring

       Этот  стандарт разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная или экранированная витая пара (англ. UPT или SPT) или оптоволокно. Скорость передачи данных 4 Мбит/с или 16Мбит/с. В качестве метода управления доступом станций к передающей среде используется метод – маркерное кольцо (англ. Тоken Ring). Основные положения этого метода:

• устройства подключаются к сети по топологии кольцо;
• все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);
• в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.

       Типы  пакетов.

       В IВМ Тоken Ring используются три основных типа пакетов:

• пакет «управление/данные» (англ. Data/Соmmand Frame);
• пакет «маркер» (англ. Token);
• пакет «сброса» (англ. Abort).

 

Локальная сеть ArcNet.

       ArcNet (англ. Attached Resource Computer Network) – простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на ArcNet приобрела корпорация SMC (англ. Standard Microsystems Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей ArcNet. В качестве передающей среды используются витая пара, коаксиальный кабель (RG–62) с волновым сопротивлением 93 Ом и оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных – 2,5 Мбит/с, существует также расширенная версия – ArcNetplus – поддерживает передачу данных со cкоростью 20 Мбит/с. При подключении устройств в ArcNet применяют топологии шина и звезда. Метод управления доступом станций к передающей среде – маркерная шина (англ. Token Bus). Этот метод предусматривает следующие правила:

• Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные
• только получив разрешение на передачу (маркер);
• В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;
• Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Основные  принципы работы.

       Передача  каждого байта в ArcNet выполняется  специальной посылкой ISU (англ. Information Symbol Unit – единица передачи информации), состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается начальный разделитель АВ (англ. Alert Burst), который состоит из шести служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции преамбулы пакета.

      В сети ArcNet можно использовать две топологии: «звезда» и «шина».

Локальная сеть Ethernet

 Технология Ethernet

      Эфирная сеть, как можно перевести Ethernet, получила свое название от несуществующей субстанции (эфира), которой, как считали ученые в прошлом веке, был заполнен вакуум и которая якобы служила средой для распространения света. Однако это технология имеет и более непосредственное отношение к эфиру, точнее, радиоэфиру, так как ее предшественницей была система радиосвязи для разбросанных по Гавайскому архипелагу станций под названием ALOHA.

      Основываясь на принципах, заложенных в ALOHA, компания Xerox построила свою собственную кабельную  сеть с пропускной способностью 2,94 Мбит/с для связи 100 компьютеров. Проект оказался настолько успешным, что Xerox совместно с DEC и Intel разработала затем спецификацию для Ethernet на 10 Мбит/с. Позднее эта спецификация легла в основу стандарта 802.3. Этот стандарт отличается от исходной спецификации Ethernet форматом кадров и некоторыми другими деталями, в частности он описывает несколько сред и скоростей передачи, на которые Ethernet изначально не был рассчитан. Однако название Ethernet столь прочно прижилось, что оно осталось и за официальным стандартом, и за всеми последующими его модификациями. 

Технология Fast Ethernet

      Технология Fast Ethernet – это сетевой стандарт передачи данных со скоростью 100 Мбит/с, который появился в 1995-м году. Все  отличие технологий Ethernet и Fast Ethernet сосредоточены  на физическом уровне. Организация  физического уровня технологии Fast Ethernet является более сложной, поскольку в ней используются три варианта кабельных систем:

• Волоконно-оптический многомодовый кабель (два волокна);
• Витая пара категории 5 (две пары);
• Витая пара категории 3 (четыре пары).

     Коаксиальный  кабель используемый в технологии Ethernet здесь не используется. А за счет использования витой пары сеть получается дешевле, чем при использовании коаксиального кабеля. А скорость в 100 Мбит/с может обеспечить необходимое быстродействие. Поэтому технология Fast Ethernet подходит для проектируемой нами сети. 

Технология Gigabit Ethernet

      Основная  идея разработчиков стандарта Gigabit Ethernet состояла в максимальном сохранении идей классической технологии Ethernet при достижении битовой скорости в 1000 Мбит/с.

      Не  смотря на то что в Gigabit Ethernet не стали встраивать новые функции, обеспечение даже достаточно простых функций классического стандарта Ethernet на скорости в 1 Гбит/с потребовало решения нескольких сложных задач:

• Обеспечение приемлемого диаметра сети для работы на разделяемой среде.
• Достижение битовой скорости 1000 Мбит/с на оптическом кабеле.
• Использование в качестве кабеля витой пары.

     Технология Gigabit Ethernet обеспечивает очень высокое быстродействие, но при использовании оптоволоконного кабеля стоимость сети будет выше, чем в технологии Fast Ethernet.

Разновидности ETHERNET

      В качестве физической среды передачи стандарт для Ethernet на 10 Мбит/с определяет тонкий и толстый коаксиальный кабель, витую пару и даже оптоволокно. В  купе с прочими факторами такое  разнообразие возможных сред передачи немало способствовало росту популярности Ethernet. Ниже мы рассмотрим вкратце спецификации Ethernet на 10 Мбит/с.

10Base5. Как и изначальная версия Ethernet, эта спецификация в качестве среды передачи предусматривает толстый коаксиальный кабель на 50 Ом с двумя оболочками. По этой причине в англоязычной литературе ее иногда еще называют Thicknet и толстым Ethernet. Каждый коаксиальный кабель в сети образует отдельный сегмент. Протяженность сегмента не может превышать 500 м, а число узлов - 100, причем отрезок кабеля между соседними узлами должен быть не менее 2,5 м. Это позволяет уменьшить вероятность отражений и появления стоячих волн. Как правило, производители предусматривают соответствующую разметку кабеля в целях упрощения идентификации мест, где станция может быть подключена к сегменту. Контроллер станции, т. е. сетевая плата, подключается к кабелю с помощью трансиверного кабеля и трансивера. Длина трансиверного кабеля не должна превышать 50 м.

      10Base2. Спецификация предусматривает использование тонкого коаксиального кабеля RG-58 с характеристическим импедансом 50 Ом, а также соединителей типа BNC-T, подключаемых к контроллеру Ethernet напрямую. Это исключает необходимость применения дорогостоящих трансивера и трансиверного кабеля, а также выполнение самой операции по подключению трансивера к кабелю. Данный стандарт известен так же, как Cheapernet, Thinnet или тонкий Ethernet. Протяженность сегмента ограничена расстоянием 185 м, а число узлов - 30. Кроме того, Cheapernet более подвержена шумам, в частности от радиосигналов. Тем не менее эта намного более дешевая, чем 10Base5, разновидность Ethernet была в свое время, несмотря на присущие ей ограничения, весьма популярна.

      10BaseT. Данная разновидность Ethernet в настоящее время, вероятно, наиболее распространена. Буква T в названии означает, что средой передачи является неэкранированный кабель на основе витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Спецификация предусматривает использование концентратора для подключения пользователей по физической топологии "звезда". Применение дешевых кабелей UTP является одним из основных преимуществ 10BaseT над 10Base2 и 10Base5. Подключение узлов к сети осуществляется с помощью модульных настенных телефонных гнезд RJ-45 и RJ-11 и четырехпарного телефонного кабеля UTP, причем соединитель RJ-45 вставляется напрямую в сетевую плату. Протяженность отрезка кабеля от концентратора до станции не должна превышать 100 м (в случае UTP Категории 3) или 150 м (в случае UTP Категории 5).

      10BaseF. Принятая относительно недавно, эта спецификация предусматривает использование в качестве среды передачи оптический кабель. Естественно, это весьма дорогостоящая разновидность Ethernet, и не столько из-за стоимости самого кабеля, сколько из-за дороговизны соединителей и терминаторов. Однако она не чувствительна к электромагнитным помехам и позволяет связывать по Ethernet здания и далеко отстоящие друг от друга концентраторы.

      Каждая  из разновидностей Ethernet предусматривает  те или иные ограничения на протяженность сегмента кабеля. Для создания более протяженной сети несколько кабелей может быть соединено с помощью повторителей. Повторитель представляет собой устройство физического уровня. Он принимает, усиливает и передает сигнал дальше в обоих направлениях (таким образом, повторитель полностью прозрачен для кадров Ethernet). С точки зрения программного обеспечения последовательность кабельных сегментов, связанных повторителями, ничем не отличается от одного кабеля. Сеть может содержать несколько сегментов кабеля и несколько повторителей, но никакие два узла не должны отстоять друг от друга на расстояние свыше 2,5 км, а путь между ними - пролегать более чем через четыре повторителя. 

Топологии вычислительных сетей.

Существуют  три основных топологии сети: кольцо, звезда, шина. 
 

Топология типа «звезда».

      Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте сети RelCom. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. 

Рисунок 1 Структура топологии ЛВС в виде «звезды» 

       Пропускная  способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает.

       Кабельное соединение довольно простое, так как  каждая рабочая станция связана  с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.

       При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.