Диплом: Проектирование ЛВС сети
Диплом: Проектирование ЛВС сети
1.Введение.
Редкий серьезный деловой человек, профессиональный программист или системный
оператор не может представить себе полноценную работу без использования
такого мощного, оперативного и удобного сочетания как обычная телефонная
линия, модем и компьютерная сеть. В то время как первые две составляющие
всего лишь техническая сторона новой организации информационного обмена между
пользователями, компьютерная сеть - это та глобальная идея, объединяющая
разрозненных обладателей компьютеров и модемов, систематизирующая и
управляющая хаотически предъявляемыми требованиями и запросами по быстрому
информационному обслуживанию, моментальной обработкой коммерческих
предложений, услугами личной конфиденциальной переписки и т.д. и т.п.
Сейчас, в условиях многократно возрастающих каждый год информационных
потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие
банковских структур, торговых и посреднических фирм, государственных
учреждений и других организаций без современной вычислительной техники и
компьютерных сетей. В противном случае пришлось бы содержать гигантский штат
обработчиков бумажных документов и курьеров, причем надежность и быстрота
функционирования такой системы все равно была бы значительно ниже
предоставляемой модемной связью и компьютерными сетями. А ведь каждая минута
задержки в пересылке важных информационных сообщений может вылиться в
весьма ощутимые денежные потери и имиджевые крахи.
Результатом эволюции компьютерных технологий явились вычислительные сети.
Вычислительная сеть – это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно
функционирующих программных и аппаратных компонентов.
Комплекс аппаратно – программных средств сети может быть описан
многоуровневой моделью.
В основе любой сети лежит аппаратный слой, который включает компьютеры
различных классов. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору
разнообразных задач, решаемых сетью.
Второй слой составляет разнообразное сетевое оборудование, необходимое для
создания локально-вычислительных сетей, и коммуникационное оборудование для
связи с глобальными сетями. Коммуникационные устройства играют не менее
важную роль, чем компьютеры, которые являются основными элементами по
обработке данных.
Третьим слоем являются операционные системы, которые составляют программную
основу сети. При построении сетевой структуры важно учитывать насколько
эффективно данная операционная система может взаимодействовать с другими
операционными системами сети, насколько она способна обеспечить безопасность
и защиту данных и т. д.
Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения,
такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования
данных и др. Важно знать совместимость различных сетевых приложений.
В настоящее время использование вычислительных сетей даёт предприятию
многочисленные возможности. Конечной целью использования вычислительных сетей
на предприятии является повышение эффективности его работы, которое может
выражаться, например, в увеличении прибыли предприятия. Если же рассматривать
вопрос внедрения ЛВС в работу учреждений (с учётом появления новых
возможностей у предприятия) более глубоко, то из этого вытекают ещё несколько
преимуществ.
Концептуальным преимуществом распределённых систем и, следовательно, сетей
перед централизованными системами является их способность выполнять
параллельные вычисления, что увеличивает производительность. Такие системы
имеют лучшее соотношение производительность – стоимость, чем централизованные
системы.
Следующее преимущество – это совместное использование пользователями данных и
устройств: цветных принтеров, графопостроителей, модемов, оптических дисков.
В последнее время стал преобладать другой побудительный мотив развертывания
сетей, гораздо более важный, чем экономия средств при разделении
дорогостоящих ресурсов. Этим мотивом стало стремление обеспечить
пользователям сети оперативный доступ к обширной корпоративной информации.
Использование сети приводит к совершенствованию коммуникаций, т.е. к
улучшению процесса обмена информацией и взаимодействия между сотрудниками
предприятия, а также его клиентами и поставщиками. Сети снижают потребность
предприятий в других формах передачи информации, таких как телефон или
обычная почта. Зачастую вычислительные сети на предприятии развёртываются из-
за возможности организации электронной почты.
Безусловно, вычислительные сети имеют и свои проблемы (сложности с
совместимостью программного обеспечения, проблемы с транспортировкой
сообщений по каналам связи с учётом обеспечения надежности и
производительности), но главным доказательством эффективности является
бесспорный факт их повсеместного распространения. Всё больше и больше
появляются крупные сети с сотнями рабочих станций и десятками серверов.
2.Анализ.
Необходимо спроектировать сеть, имеющую три уровня организации: сеть отдела,
сеть корпуса и сеть, объединяющую корпусы между собой. Каждое здание имеет
три этажа, на каждом этаже располагается несколько отделов, в каждом из
которых есть определённое количество компьютеров. Максимальный трафик
учреждений составляет 250 Мбит/с. Всего серверов – 4. Телефонной канализацией
соединены 1-й корпус со 2-м и 3-й с 4-м, связь между 1,2 корпусами и 3,4
обеспечивается посредством соединения 1-ого и 3-его корпуса по беспроводной
линии. Необходимо обеспечить подключение к Internet, со скоростью 48 Кбит/с.
на расстоянии 3 км. В условиях проектирования не стоит максимальная
производительность, защита информации, минимальная стоимость.
Беспроводная связь.
Среди отличительных свойств беспроводных технологий наиболее очевидное - это возможность мобильности. Невозможность подсоединения подвижных (иначе, мобильных) абонентов является принципиально непреодолимым ограничением чисто кабельных сетей (т.е. сетей, использующих кабели и на сетевых магистралях, и для подсоединения абонентов). Это ограничение относится к любому виду коммуникаций - как к обычной телефонной и факсимильной связи, так и к передачам данных. Имея технологический, а не экономический характер, указанное ограничение относится к России в той же мере, как и ко всем остальным странам. Использование радио-технологий дало возможность снять это ограничение, вызвав бурное развитие мобильных сотовых и транковых сетей. Мобильные сети в основном используются для голосовой телефонной связи, а не для передачи данных, и эта тенденция пока сохраняется. В некоторых ситуациях, однако, мобильность требуется и при передаче данных; ниже мы рассмотрим, как эта возможность реализуется специальными средствами внутри здания или на территории одного учреждения, т.е. при медленных перемещениях на ограниченной территории. При быстрых же передвижениях (в автомобиле) или при перемещениях на большие расстояния пока освоены только радиосредства передачи данных на низких скоростях (в несколько раз меньших, чем дает хороший современный модем на обычном телефонном кабеле). В России из таких низкоскоростных радиосредств уже используется мобильный сотовый телефон со специальным сотовым модемом, а также радиомодемы разных видов. Другое преимущество беспроводных сетей имеет не технологический, а чисто экономический характер. Оно касается подсоединения к сети удаленных абонентов, когда протягивать кабель оказывается экономически нецелесообразно. Это могут быть либо абоненты, разбросанные по обширной малонаселенной (и, как правило, труднодоступной) территории, либо абоненты, сгруппированные в удаленном или труднодоступном пункте. В первом случае экономически нецелесообразным оказывается прокладка или подвеска кабелей абонентского доступа, во втором - магистральных кабелей («опорной сети»).
Поскольку телефонная канализация занята и свободных кабельных трасс нет, то
необходимо использовать радиоканалы наземной или спутниковой связи, которые
образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое
количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым
частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и
длинных волн, называемые также диапазонами амплитудной модуляции по типу
используемого в них метода модуляции сигнала, обеспечивают дальнюю связь, но
при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы,
работающие на диапазонах ультракоротких волн, для которых характерна
частотная модуляция, а также диапазонах сверхвысоких частот.
Для осуществления беспроводной связи между корпусами возможно использование
радиомодемов
Схема расположения корпусов городка представлена на рисунке
Схема расположения корпусов городка
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТАНЦИЙ ПО ОТДЕЛАМ
|
- станции двойного подключения (DAS) имеют скорость передачи данных 200 Мбит/с;
станции одиночного подключения (SAS) – скорость передачи 100 Мбит/с.
Максимальное количество станций двойного подключения в кольце 500,
максимальный диаметр двойного кольца 100 км, а между соседними узлами для
оптоволокна равно 2 км, для UTP категории 5 – 100 м.
Достоинства: - хорошая производительность;
- большое расстояние:
- высокая отказоустойчивость;
- обеспечивает восстановление логической структуры;
Недостаток: - дорогая технология.
100VG – AnyLAN.
Эта технология отличается от Ethernet больше, чем от Fast Ethernet. А именно:
здесь используется другой метод доступа – Demand Priority, который
поддерживает приоритетный метод доступа. Сеть 100VG – AnyLAN состоит из
центрального коммутатора (корневого), соединённых с ним конечных узлов и
других концентраторов. Концентратор циклически выполняет опрос портов.
Станция, желающая передать пакет, посылает сигнал концентратору, запрашивая
передачу кадра и указывая его приоритет. Существует два уровня приоритетов –
низкий (файловая служба) и высокий (данные, чувствительные к задержкам). Если
сеть свободна, то концентратор разрешает передачу пакета и после анализа
адреса получателя в пакете отправляет его станции назначения. Если сеть
занята, то концентратор ставит полученный запрос в очередь, которая
обрабатывается в порядке поступления запросов и с учетом приоритетов. Имеет
физический стандарт для UTP категории 5, STP Type 1 и оптоволокна. Расстояние
между концентратором и АС составляет 100 м.
Достоинства: - надежность передачи данных;
скорость передачи данных 100 Мбит/с;
возникновение коллизий отсутствует;
совместимость с другими сетевыми средами;
Недостатки: - небольшие технические возможности;
- дороговизна.
Проанализировав сетевые технологии и учитывая что сеть должна
обеспечить надёжность,простоту и распостраненность. Явные преимущества над
всеми технологиями у технологии Fast Ethernet 100BaseТX.
Для построения кабельной системы между корпусами будем использовать
технологию GigabitEthernet 1000BaseLX.
3 Выбор и обоснование варианта структурной схемы
Следуя всему изложенному выше, спроектируем сеть на основе технологии Fast Ethernet и GigabitEthernet .Fast Ethernet
Fast Ethernet использует метод передачи данных CSMACD-множественный доступ к среде с контролем несущей и обнаружением коллизий. Fast Ethernet использует размер пакета 15160 байт. Кроме того, Fast Ethernet налагает ограничение на расстояние между подключаемыми устройствами – не более 100 метров. Для того чтобы снизить перегрузку, сети стандарта Fast Ethernet разбиваются на сегменты, которые объединяются с помощью мостов и маршрутизаторов. Сегодня при построении центральной магистрали, объединяющей серверы, используют коммутируемый Fast Ethernet. Fast Ethernet-коммутаторы можно рассматривать как высокоскоростные много портовые мосты, которые в состоянии самостоятельно определить, в какой из его портов адресован пакет. Коммутатор просматривает заголовки пакетов и таким образом составляет таблицу, определяющую, где находится тот или иной абонент с таким физическим адресом. Это позволяет ограничить область распространения пакета и снизить вероятность переполнения, посылая его только в нужный порт. Только широковещательные пакеты рассылаются по всем портам. Официальный стандарт 803.u установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet. Официальный стандарт 803.u установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet. 100Base-TX - для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type1; Стандарт 100BaseTX требует применения двух пар UTP или STP. Одна пара служит для передачи, другая – для приема. Этим требованиям отвечают два основных кабельных стандарта: EIA/TIA-568 UTP Категории 5 и STP Типа 1 компании IBM. В 100BaseTX привлекательно обеспечение полнодуплексного режима при работе с сетевыми серверами, а также использование всего двух из четырех пар восьмижильного кабеля - две другие пары остаются свободными и могут быть использованы в дальнейшем для расширения возможностей сети.
Недостатки: этот кабель дороже других восьмижильных кабелей, кроме того, для
работы с ним требуется использование пробойных, разъемов и коммутационных
панелей, удовлетворяющих требованиям Категории 5. Нужно добавить, что для
поддержки полнодуплексного режима следует установить полнодуплексные
коммутаторы.
100Base-T4 - для четырёхпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP
категории 3, 4 или 5;
100BaseT является расширением стандарта 10BaseT с пропускной способностью от
10 М бит/с до 100 Мбит/с. Стандарт 100BaseT включает в себя протокол
обработки множественного доступа с опознаванием несущей и обнаружением
конфликтов CSMA/CD. В 100BaseT4 используются все четыре пары восьмижильного
кабеля: одна для передачи, другая для приема, а оставшиеся две работают как
на передачу, так и на прием. Таким образом, в 100BaseT4 и прием, и передача
данных могут осуществляться по трем парам. Раскладывая 100 Мбит/с на три
пары. 100BaseT4 уменьшает частоту сигнала, поэтому для его передачи довольно
и менее высококачественного кабеля. Для реализации сетей 100BaseT4 подойдут
кабели UTP Категорий 3 и 5, равно как и UTP Категории 5 и STP Типа 1.В
10BaseT расстояние между концентратором и рабочей станцией не должно
превышать 100метров. Поскольку соединительные устройства (повторители) вносят
дополнительные задержки, реальное рабочее расстояние между узлами может
оказаться еще меньше.
Недостатки же состоят в том, что для 100BaseT4 нужны все четыре пары и что
полнодуплексный режим этим протоколом не поддерживается.
100Base-FX - для многомодового оптоволоконного кабеля, используются два волокна.
Fast Ethernet включает также стандарт для работы с многомодовым оптоволокном
с 62.5-микронным ядром и 125-микронной оболочкой. Стандарт 100BaseFX
ориентирован в основном на магистрали - на соединение повторителей Fast
Ethernet в пределах одного здания. Традиционные преимущества оптического
кабеля присущи и стандарту 100BaseFX: устойчивость к электромагнитным шумам,
улучшенная защита данных и большие расстояния между сетевыми устройствами.
Gigabit Ethernet.
Итак, вследствие возрастания информационных потоков возникла потребность в
увеличении скорости передачи стандарта Ethernet. Была предложена спецификация
Gigabit Ethernet, принятая к разработке комитетом IEEE 802.3. В мае 1996 года
несколько крупных производителей сетевого оборудования, таких как 3Com,
Cisco, Bay Networks, Compaq и Intel, организовали Gigabit Ethernet Alliance.
Первоначально в состав Альянса вошло 11 компаний. На начало 1998 года Альянс
включал в себя уже более 100 компаний.
29 июня 1998 года был принят стандарт IEEE 802.3z. Спецификация 802.3z
описывает использование одномодового и многомодового оптического волокна
(интерфейс 1000Base-LX и 1000Base-FX), а также экранированной витой пары STP
категории 5 на расстояния до 25 метров (интерфейс 1000Base-CX). Интерфейс
1000Base-CX не получил распространения из-за малой длины сегмента. На
сегодняшний день устройств с интерфейсом данного типа не наблюдается. Попытки
увеличить длину сегмента столкнулись с увеличением количества ошибок в
процессе передачи данных, что потребовало разработки помехоустойчивого кода.
Полученная в результате доработки спецификация 802.3ab, принятая годом позже,
определяет использование неэкранированной витой пары UTP на расстояния до 100
метров (интерфейс 1000Base-T).
Gigabit Ethernet использует тот же протокол передачи CSMA/CD, что и его
предшественники Ethernet и Fast Ethernet. Этот протокол определяет
максимальную длину сегмента. Минимальный размер кадра CSMA/CD в спецификации
802.3 равен 64 байтам. Именно минимальный размер кадра определяет
максимальное расстояние между станциями. Это расстояние также называется
диаметром коллизионного домена. Время передачи такого кадра равно 51,2 мкс
или 512 ВТ (bit time — время, необходимое для передачи одного бита). Поэтому
время, за которое сигнал достигает удаленного узла и возвращается обратно, не
должно превышать 512 ВТ. Это время определяет максимальную длину сети
Ethernet.
В случае Fast Ethernet скорость передачи возрастает, а время трансляции кадра
уменьшается до 5,12 мкс. Для обнаружения всех коллизий до конца трансляции
кадра необходимо либо увеличивать длину кадра, либо уменьшать максимальную
длину сегмента. В Fast Ethernet был оставлен такой же минимальный размер
кадра, как и в Ethernet. При этом совместимость была сохранена, но диаметр
коллизионного домена значительно уменьшился. В случае Gigabit Ethernet
скорость передачи возрастает в десять раз. Соответственно, уменьшается время
передачи пакета аналогичной длины. Если оставить минимальный размер кадра без
изменений, то максимальная длина сегмента уменьшится до 20 метров.
В этом случае оборудование не находит широкого применения, как и случилось со
стандартом 1000Base-CX. Поэтому было принято решение увеличить время
трансляции кадра до 4096 ВТ. Это в 8 раз больше, нежели в случае Fast
Ethernet. Однако минимальный размер кадра для совместимости с предшествующими
стандартами был оставлен прежним. Вместо увеличения размера кадра к нему было
добавлено дополнительное поле, названное «расширение носителя» (carrier
extension). Расширение носителя не несет в себе служебной информации. Оно
предназначено для заполнения канала и увеличения диаметра коллизионного
домена.
Если размер кадра меньше 512 байт, то поле расширения дополняет его до 512
байт. Если же размер кадра превышает 512 байт, то поле расширения не
добавляется. У такого решения существует один крупный недостаток: большая
часть полосы пропускания канала тратится впустую, особенно при передаче
большого числа коротких кадров. Поэтому компанией Nbase Communications была
предложена технология, названная «пакетная перегруженность» (packet
bursting). Смысл ее в следующем. Если у станции имеется несколько коротких
кадров, то первый из них дополняется полем расширения носителя до 512 байт и
отправляется. Последующие кадры посылаются следом с минимальным межкадровым
расстоянием 96 байт, которое заполнено символами расширения. В результате
никакое другое устройство не может вклиниться в очередь до окончания передачи
всех имеющихся пакетов. Максимальный размер подобной «очереди» составляет
1518 байт. Поэтому коллизия может возникнуть только на этапе передачи первого
оригинального кадра, дополненного расширением носителя. Благодаря этому
увеличивается производительность сети, особенно при больших нагрузках.
В настоящее время производители выпускают полный спектр оборудования Gigabit
Ethernet: сетевые адаптеры, коммутаторы, концентраторы, конверторы. Из-за
того, что стандарт для оптического волокна был принят на год раньше, большая
часть выпускаемого сегодня оборудования имеет интерфейсы для оптического
волокна.
Основные трудности при использовании Gigabit Ethernet связаны с
возникновением дифференциальной задержки сигналов в многомодовых волоконных
кабелях. В результате возникают нарушения синхронизации сигнала,
ограничивающие максимальное расстояние, на которое могут передаваться данные
по Gigabit Ethernet.
В Gigabit Ethernet с учетом кодирования по схеме 8B/10B мы получаем скорость
передачи данных в 1 Гбит/с.
Спецификация Gigabit Ethernet изначально предусматривала три среды передачи:
1000BaseLX одномодовый и многомодовый оптический кабель с длинноволновым
лазером 1300 нм, для длинных магистралей, для зданий и комплексов зданий.
Максимальная протяженность многомодового кабеля 550 м, с
диаметром волокна 62,5 мкм, и 550 м с диаметром волокна
50 мкм. Для одномодового с максимальной протяженность 5 км, с
диаметром волокна 9мкм.
1000BaseSX многомодовый оптический кабель с коротковолновыми лазерами(850
нм) для коротких недорогих магистралей, максимальная протяженность
220 м, с диаметром волокна 62,5 мкм, и 500 м с
диаметром волокна 50 мкм.
1000BaseCX симметричный экранированный короткий 150-омный медный кабель
для межсоединения оборудования в аппаратных и серверных. Максимальная
протяженность 25 м.
1000BaseT для четырёхпарных кабелей с неэкранированными витыми парами
Категории 5. Эта группа получила наименование 803.2ab. Максимальная
протяженность 100 м.
В отличие от 100Base-T, где для передачи данных задействовано только две
пары, здесь используются все четыре пары. Скорость передачи по одной паре
составляет 125 Мбит/с, что в сумме дает 500 Мбит/с. Для достижения скорости 1
Гбит/с была использована технология «двойной дуплекс» (dual duplex). Суть ее
состоит в следующем. Обычно для передачи информации по одной паре
используется один из фронтов распространяющегося по этой линии сигнала. Это
означает, что передача информации может идти только в одном направлении, то
есть одна пара может быть использована только для приема или передачи
информации. Двойной дуплекс подразумевает использование обоих фронтов
сигнала, то есть передача информации по одной паре происходит одновременно в
двух направлениях. Таким образом, пропускная способность одной пары
возрастает до 250 Мбит/с. Однако при этом начинают сказываться переходные
помехи, вызванные влиянием трех соседних пар в четырёхпарном кабеле,
приводящие к значительному росту количества ошибок в приемнике и передатчике.
Для уменьшения числа ошибок была предложена пятиуровневая импульсно-
амплитудная схема кодирования PAM-5.
Широко используемое четырехуровневое кодирование обрабатывает поступающие
биты парами. То есть существует четыре различные комбинации: 11, 00, 10, 01.
Передатчик каждой паре бит может сопоставить свой уровень напряжения
передаваемого сигнала. Это позволяет уменьшить частоту модуляции с 250 до 125
МГц. Добавление пятого уровня позволяет создать избыточность кода, вследствие
чего становится возможной коррекция ошибок на приеме. Это позволяет увеличить
соотношение сигнал/шум и уменьшить влияние переходных помех.
Кроме переходных помех из-за дуплексной передачи по четырем парам начинают
сказываться еще два параметра, не определенные ранее ни в одной спецификации.
Это приведенное переходное затухание на дальнем конце (Equal Level Far End
Crosstalk — ELFEXT) и возвратные потери (return loss). ELFEXT оценивает
интенсивность перекрестных помех на противоположном конце линии с учетом
затухания. Эта нормированная величина, не зависящая от длины линии, подлежит
измерению с двух сторон. Возвратные потери характеризуют отклонение волнового
сопротивления линии от номинала и представляют собой отношение входного
сигнала к отраженному сигналу.
Рассмотрев основные технологии, вернемся к проекту. Так как в условии у нас
есть свободный телефонный кабель и есть места для прокладки кабеля, а так же
расстояния в масштабе городка небольшие, то использование беспроводных сетей
не целесообразно. Следовательно, сосредоточимся на более подходящих
технологиях.
Проанализировав внимательно информацию о различных технологиях, я пришел к
выводу, что сеть горизонтальной и вертикальной подсистемы можно организовать
на основе технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.
4. Проектирование кабельной системы
Кабельная система является фундаментом любой сети.
Ответом на высокие требования к качеству кабельной системы стали
структурированные кабельные системы, представляющие собой набор
коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и
шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет
создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных
сетях.
Обзор кабельного оборудования
Кабеля:
1. Витая пара (UTP/STP, unshielded/shielded twisted pair) в настоящее время
является наиболее распространенной средой передачи сигналов в локальных
сетях. Кабели UTP/STP используются в сетях Ethernet, Token Ring и ARCnet. Они
различаются по категориям (в зависимости от полосы пропускания) и типу
проводников (гибкие или одножильные). В кабеле 5-й категории, как правило,
находится восемь проводников, перевитых попарно (то есть четыре пары).
Все кабели состоят из 4 пар (две для передачи файлов, другие два для передачи
голоса). Для соединения кабелей с оборудованием используют вилки и розетки
RJ-45. Появились так же кабели категории 6, с частотой до 200 МГц, и
категории 7, с частотой до 600 МГц, которые обязательно экранируются.
Структурированная кабельная система, построенная на основе витой пары 5-й
категории, имеет очень большую гибкость в использовании. Ее идея заключается
в следующем.
На каждое рабочее место устанавливается не менее двух (рекомендуется три)
четырехпарных розеток RJ-45. Каждая из них отдельным кабелем 5-й категории
соединяется с кроссом или патч - панелью, установленной в специальном
помещении, — серверной. В это помещение заводятся кабели со всех рабочих
мест, а также городские телефонные вводы, выделенные линии для подключения к
глобальным сетям и т.п. В помещении, естественно, монтируются серверы, а
также офисная АТС, системы сигнализации и прочее коммуникационное
оборудование.
Благодаря тому что кабели со всех рабочих мест сведены на общую панель, любую
розетку можно использовать как для подключения рабочего места к ЛВС, так и
для телефонии или вообще чего угодно. Допустим, две розетки на рабочем месте
были подключены к компьютеру и принтеру, а третья — к телефонной станции. В
процессе работы появилась необходимость убрать принтер с рабочего места и
установить вместо него второй телефон. Нет ничего проще — патч-корд
соответствующей розетки отключается от концентратора и переключается на
телефонный кросс, что займет у администратора сети никак не больше нескольких
минут.
2.Волоконно-оптические кабели
Оптоволоконные кабели — наиболее перспективная и обеспечивающая наибольшее
быстродействие среда распространения сигналов для локальных сетей и
телефонии. В локальных сетях оптоволоконные кабели используются для работы по
протоколам ATM и FDDI.
Оптоволокно, как понятно из его названия, передает сигналы при помощи
импульсов светового излучения. В качестве источников света используются
полупроводниковые лазеры, а также светодиоды. Оптоволокно подразделяется на
одно- и многомодовое.
Одномодовое волокно очень тонкое, его диаметр составляет порядка 10 микрон.
Благодаря этому световой импульс, проходя по волокну, реже отражается от его
внутренней поверхности, что обеспечивает меньшее затухание. Соответственно
одномодовое волокно обеспечивает большую дальность без применения
повторителей. Теоретическая пропускная способность одномодового волокна
составляет 10 Гбит/с. Его основные недостатки — высокая стоимость и высокая
сложность монтажа. Одномодовое волокно применяется в основном в телефонии.
Многомодовое волокно имеет больший диаметр — 50 или 62,5 микрона. Этот тип
оптоволокна чаще всего применяется в компьютерных сетях. Большее затухание во
многомодовом волокне объясняется более высокой дисперсией света в нем, из-за
которой его пропускная способность существенно ниже — теоретически она
составляет 2,5 Гбит/с.
Для соединения оптического кабеля с активным оборудованием применяются
специальные разъемы.
Наиболее часто применимыми типами соединителей являются:
SMA — это соединитель с резьбовым соединением. Он был наиболее распространен,
поскольку первым был стандартизирован, но сейчас его применение сокращается.
ST — это соединитель байонетного типа. Он наиболее популярен, поскольку
обеспечивает более точное и надежное соединение.
FC-PC — этот тип соединителя представляет собой комбинацию резьбового и
байонетного соединителей. Он не настолько популярен, как ST, но объединяет
лучшие качества соединителей SMA и ST.
SC — этот быстроразъемный соединитель завоевывает все большую популярность на
рынке.
Патч-панель, или панель соединений, представляет собой группу розеток
RJ-45, смонтированных на пластине шириной 19 дюймов. Это стандартный размер для
универсальных коммуникационных шкафов — рэков (rack), в которых устанавливается
оборудование (концентраторы, серверы, источники бесперебойного питания и т.п.).
На обратной стороне панели смонтированы соединители, в которые монтируются
кабели.
Кабели с многожильными гибкими проводниками используются в качестве патч-
кордов, то есть соединительных кабелей между розеткой и сетевой платой, либо
между розетками на панели соединений или кроссе. Кабели с одножильными
проводниками — для прокладки собственно кабельной системы. Монтаж разъемов и
розеток на эти кабели совершенно идентичен, но обычно кабели с одножильными
проводниками монтируются на розетки рабочих мест пользователей, панели
соединений и кроссы, а разъемы устанавливают на гибкие соединительные кабели.
Разъемы:
Как правило, применяются следующие виды разъемов:
• RJ-11 и RJ-12 — разъемы с шестью контактами. Первые обычно применяются в
телефонии общего назначения — вы можете встретить такой разъем на шнурах
импортных телефонных аппаратов. Второй обычно используется в телефонных
аппаратах, предназначенных для работы с офисными мини-АТС, а также для
подключения кабеля к сетевым платам ARCnet;
• RJ-45 — восьмиконтактный разъем, использующийся обычно для подключения
кабеля к сетевым платам Ethernet либо для коммутации на панели соединений.
Стандарты физического уровня Fast Ethernet.
100BASE-TX - для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1 (макс. длина равна 100м., скорость передачи данных равна 100Мб/с.); 100BASE-T4 - для четырёхпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5 (макс. длина равна 100м., скорость передачи данных равна 100Мб/с.). 100BASE-FX - для многомодового оптоволоконного кабеля, используются два волокна. Из этих трёх технологий в качестве основной кабельной системы используется неэкранированная витая пара категории 5 (100 Base-TX). По условию технического задания защиты информации нет, следовательно, использование экранированной витой пары не требуется. Также в проекте не требуется связь рабочих станций с концентраторами и концентраторов с коммутаторами оптоволокном. Это связано с тем, что монтаж витой пары намного дешевле и более простая укладка, чем монтаж оптоволокна. При прокладке подсистемы кампуса предлагается использовать оптоволоконный кабель (магистральный тип), т.к. он позволяет достигнуть больших расстояний, имеет сильно защищенную оболочку, что защищает его от внешнего воздействия.Структурированная кабельная система
Следуя всему изложенному выше будем делать структурированную кабельную систему, отвечающую техническим требованиям курсового проекта. Структурированная кабельная система строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее. Типичная иерархическая структура структурированной кабельной системы включает: горизонтальные подсистемы (в пределах этажа); вертикальные подсистемы (внутри здания); подсистему кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями). Использование структурированной кабельной системы вместо хаотически проложенных кабелей дает предприятию много преимуществ: · универсальность · увеличение срока службы · уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения ·
возможность легкого расширения сети
· обеспечение более эффективного обслуживания
· надежность
Структурированная кабельная система включает в себя:
1. Горизонтальная подсистема (в пределах этажа);
1.1. Абонентская часть;
1.2. Стационарная часть;
1.3. Коммутационная часть;
2. Вертикальная подсистема (между этажами);
3. Подсистема кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями).
Горизонтальная подсистема характеризуется большим количеством ответвлений
кабеля, так как его нужно провести к каждой пользовательской розетке. Поэтому
к кабелю, используемому в горизонтальной проводке, предъявляются повышенные
требования к удобству выполнения ответвлений, а так же удобству его прокладки
в помещениях. При выборе кабеля принимаются во внимание следующие
характеристики: полоса пропускания, расстояние, физическая защищенность,
электромагнитная помехозащищенность, стоимость.
Горизонтальную подсистему, то есть этажную, можно разделить на три части:
Абонентская часть
Она состоит из розеток RJ-45, соединенных патч-кордом.
Стационарная часть
Представляет собой патч-корд, который соединяет розетки со шкафчиком с сетевым оборудованием.Коммутационная часть
Это патч-корд между коммутатором и розетками на патч-панелиВертикальная подсистема
Кабель вертикальной подсистемы, который соединяет этажи здания, должен передавать данные на большие расстояния и с большей скоростью по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы. Она состоит из более протяженных отрезков кабеля, количество ответвлений намного меньше, чем в горизонтальной подсистеме. Для простоты монтажа здесь будет использоваться витая пара категории 5.Подсистема кампуса.
Подсистема кампуса представляет собой объединение нескольких зданий между
собой.Для данной подсистемы оптимальнее всего построить кабельную систему на
основе оптоволоконного одномодового кабеля.
С электрической схемой можно ознакомиться на чертеже формата А1 -
2204.КПСД03.023 Э4
5. Выбор сетевого оборудования.
На сегодняшний день существует множество фирм, выпускающих сетевое
оборудование. Наиболее популярными являются 3COM, Cisco, Allied Telesyn, ATI,
D-Link, и другие. Разнообразие фирм затрудняет выбор оборудования, т.к.
некоторые фирмы занимаются производством уже давно, являются престижными и
устанавливают высокие цены на свои продукты. Другие менее известные
устанавливают цены ниже, но качество тоже может быть ниже.
Появление каждой новой фирмы и ее продуктов обостряет конкуренцию на рынке и
приводит к снижению цен на оборудование. Сети становятся все более
доступными.
3COM производит весь спектр сетевого оборудования. Она занимает первое место
по общим поставкам оборудования для локальных сетей.
CISCO известна на рынке сетевых продуктов, как производитель маршрутизаторов
и концентраторов. В последнее время неплохо зарекомендовали себя коммутаторы
для рабочих групп. Эти фирмы продают свою продукцию по сравнению с другими
фирмами по более низким ценам.
Проанализировав схему кабельных соединений, мне необходимо следующее
оборудование:
концентраторы:
· 5портовый 10/100 base TX - 4
· 8 портовый 10/100 base TX - 13
· 16 портовый 10/100 base TX – 21
Всего 48
коммутаторы:
· 12 портовый Fast Ethernet 10/100 base TX(UTP/STP) + 8 портов для
оптоволокна - 5
· 4 портовый 10/100 base TX - 3
· 8 портовый 10/100 base TX 1
Всего 12
кабель:
· патч - корд неэкранированная витая пара 5 кат. 1м.., Всего 613
· патч - корд неэкранированная витая пара 5 кат. 5м.
· стационарный кабель UTP 5 категории примерно 7000 метров,
· патч - панель настенная под RJ-45 UTP 5 категории 27 штук,
· розетка RJ-45-250 штук,
· волоконно-оптический кабель 4 жильный, внешний 2600 метров,
· кабель на 2 Мбит/с для выхода в Internet(-----),
сетевые адаптеры:
· для сервера на 1000 Мбит/с – 4
· для рабочих станций на 100 Мбит/с- 356
· для рабочих станций на 1000 Мбит/с- 180
шкафы для сетевого оборудования:
· шкаф на 600w 600d 12U 22 штуки,
· шкаф на 600w 600d 24U 3 штуки,
· шкаф на 600w 600d 36U 1 штуки,
оборудования для подключения к Internet:
· модем .. на 56 Кбит/с,
· маршрутизатор на 56 Кбит/с.
Изучив рынок сетевого оборудования, я нашел оборудование, удовлетворяющее
исходному заданию построения сети, следующих фирм: .. и решил использовать
его для моего проекта. Марки выбранного оборудования будут указаны в
следующем разделе.
6.Расчет стоимости оборудования.
Название оборудования | Фирма | Количество | Цена | Итого | |
| Концентраторы | |||||
| Switch Hub 816VX 16-port 10/100Mb Mini Case | ElNet | 14 | 2316 | 32424 | |
| Switch Hub 824DX-CS 24-port 10/100Mb RM | ElNet | 14 | 4398 | 61572 | |
| Switch Hub 808XS 8-port 10/100Mb Mini Case | ElNet | 16 | 943 | 15088 | |
| Switch Hub 810CG 10/100/1000Mb | ElNet | 4 | 5338 | 21352 | |
Коммутаторы | |||||
| Office Connect Dual Speed Switch 16794 (8 портов 10BASE-T/ 100BASE-TX) | 3Com | 8 | 3191 | 25528 | |
| SwitchGX2226WM 24*10/100TX+2Gigabit port | Compex | 3 | 19806 | 59418 | |
| Сетевые адаптеры | |||||
| 3C996B-T 10/100/1000 PCI-X Server NIC | 3COM | 154 | 4557 | 701778 | |
| Net 320X-R (Realtek) PCI 10/100 Retail | Eline | 366 | 169 | 61854 | |
| FastEthernet 320X-R FullDuplex PCI 10/ 100 | 30 | ||||
Шкафы для сетевого оборудования | |||||
| Шкаф настенный 310 (19", 17U, 570x815x400, дверь тонир.стекло) | IMnet | 12 | 8443 | 101316 | |
Модем | |||||
| Модем TFM-560R (V.90, PCMCIA, Real Port) | TrendNet | 1 | 1940 | 1940 | |
Маршрутизатор | |||||
| Cisco 1601 | Cisco | 1 | 32522 | 32522 | |
Кабельная система | |||||
| Розетка RJ-45 5 кат. | -- | 539 | 54 | 29106 | |
| Кабель, витая пара UTP 5,m | -- | 7000 | 6 | 42000 | |
| Кабель оптоволоконный | -- | ||||
| Патч-корд UTP 5, 3м | -- | 599 | 36 | 21564 | |
| Патч-панель 19”, 12xRJ-45 UTP 5 | -- | 12 | 726 | 8712 | |
| Итого: | 1216174 | ||||
| Поз. обозн. | Наименование | Кол |
| А1,А2. А12 | Шкаф настенный с сетевым оборудованием 600w 600d 12u | 12 |
| X1..X539 | Розетка RJ-45 | 539 |
| А1 | ElNet Switch Hub 816VX 16-port 10/100Mb Mini Case | 4 |
| А2 | ElNet Switch Hub 824DX-CS 24-port 10/100Mb RM | 2 |
| А2 | ElNet Switch Hub 808XS 8-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А3 | ElNet Switch Hub 816VX 16-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А3 | ElNet Switch Hub 808XS 8-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А4 | ElNet Switch Hub 824DX-CS 24-port 10/100Mb RM | 4 |
| А5 | ElNet Switch Hub 808XS 8-port 10/100Mb Mini Case | 4 |
| А6 | ElNet Switch Hub 816VX 16-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А6 | ElNet Switch Hub 824DX-CS 24-port 10/100Mb RM | 2 |
| А7 | ElNet Switch Hub 808XS 8-port 10/100Mb Mini Case | 4 |
| А8 | ElNet Switch Hub 816VX 16-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А8 | ElNet Switch Hub 824DX-CS 24-port 10/100Mb RM | 2 |
| А9 | ElNet Switch Hub 808XS 8-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А9 | ElNet Switch Hub 824DX-CS 24-port 10/100Mb RM | 2 |
| А10 | ElNet Switch Hub 816VX 16-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А10 | ElNet Switch Hub 824DX-CS 24-port 10/100Mb RM | 2 |
| А11 | ElNet Switch Hub 808XS 8-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А11 | ElNet Switch Hub 816VX 16-port 10/100Mb Mini Case | 2 |
| А12 | ElNet Switch Hub 810CG 10/100/1000Mb 8+1Gigabit+1ext Port Switch (Desktop metal case) | 4 |
| А1,А2,А4, А5,А7,А8, А10,А11 | 3Com Office Connect Dual Speed Switch 16794 (8 портов 10BASE-T/ 100BASE-TX) | 8 |
| А3,А6,А9 | Compex Switch SGX2226WM 24*10/100TX+2Gigabit port | 3 |
| А1,А2,А4,А5,А6,А7,А8,А9 | Eline-Net 320X-R (Realtek) PCI 10/100 Retail | 366 |
| А3 | FastEthernet 320X-R FullDuplex PCI 10/ 100 | 30 |
| A12 | 3COM 3C996B-T 10/100/1000 PCI-X Server NIC | 154 |
| А12 | Маршрутизатор Cisco 1601 | 1 |
| А12 | Модем TrendNet TFM-560R (V.90, PCMCIA, Real Port) | 1 |
| А3,А12 | Compex WP11A-E Wireless Access Point (2.4GHz, IEEE802.11b, 11Mbps, Bridging) | 2 |
| А1,А2.А12 | Патч панель UTP, 16 портов RJ45, 5е, 19", 1U | 12 |