Материал: Pазработка мультисервисной сети для Комсомольского-на-Амуре завода подъемно-транспортного оборудования

Для конструкторского отдела потребуется одна специализированная графическая станция для проведения расчетов металлоконструкций и системного проектирования кранового оборудования на базе материнской платы ASUS P4GE GOLD на основе процессора Intel Pentium 4. С монитором LG 95ОР 19”. Подробная спецификация на однопроцессорную графическую станцию сведена в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 - Подробная спецификация на однопроцессорную графическую станцию

В таблице 3.9 представлен программный продукт для работы отдела главного конструктора и отдела главного технолога.

Таблица 3.9 - Программный продукт

При выборе оборудования для локальной вычислительной сети заводоуправления учитывались потребности и возможности предприятия.

Для максимально надежной работы сети выбран удаленный от источников помех «маршрут» прокладки кабельной системы.

Потребовалось приобретение дополнительных компьютеров, недостающего количества источников бесперебойного питания и программного обеспечения для работы в сети. В процессе подбора оборудования пришлось заменить старые низкоскоростные сетевые карты новыми сетевыми кортами с подходящей скоростью (до 100 Мбит/с).

Все оборудование поддерживает одинаковый стандарт Ethernet 100 BaseTX, то есть не смотря на разных производителей оно аппаратно совместимо.

Для подключения проектируемой ЛВС к Интернет, для организации узла удаленного доступа, а также для соединения телефонной сети предприятия с телефонной сетью общего пользования используется модульный маршрутизатор Cisco 3745 (серия Cisco 3700).

Мультисервисные маршрутизаторы доступа серии Cisco 3700 - это новое семейство модульных сетевых устройств, обеспечивающих гибкое и масштабируемое внедрение современных приложений электронного бизнеса на интегрированной платформе доступа, установленной в корпоративном филиале. Маршрутизаторы серии Cisco 3700 поддерживают Cisco AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data) - основанную на отраслевых стандартах сетевую архитектуру корпоративного масштаба, которая позволяет объединить технологические стратегии со стратегиями ведения бизнеса в единую связную модель.

Модульные маршрутизаторы доступа серии Cisco 3700 оснащаются сетевыми модулями (network module, NM), платами интерфейса с глобальными вычислительными сетями (ГВС) WAN Interface Card, WIC и усовершенствованными модулями интеграции (Advanced Integration Module, AIM), для доступа к ГВС. Организации голосовых шлюзов и выполнения приложений, связанных с коммутируемым доступом. Модель серии Cisco 3745 может оснащаться новым, более широким сервисным модулем высокой плотности портов (high density services module, HDSM) с большим числом интерфейсов. В маршрутизаторе Cisco 3745, стандартная конфигурация которого включает 4 слота для сетевых модулей (NM), вместо четырех модулей NM можно установить два модуля HDSM, удалив перегородки между соседними слотами модулей NM. Маршрутизатор Cisco 3745 стандартно оснащается двумя слотами для сетевых модулей NM, но в один из этих слотов можно установить модуль HDSM, а во второй - модуль NM. За счет использования новых модулей HDSM маршрутизаторы серии Cisco 3700 обеспечивают более высокую плотность портов и внедрение новых, более производительных сервисов.

Особенностью Cisco 3745 является поддержка интегрированной функции In-Line Power (запитывание цепей без использования дополнительного блока питания) на факультативных коммутирующих модулях 10/100 Мбит/с, необходимой для приложений IP-телефонии или для беспроводной связи в локальной сети при использовании устройств семейства Aironet. Модель Cisco 3745 оснащена оперативной памятью DRAM и Flash-памятью повышенной емкости для ускорения и упрощения внедрения будущих сервисов и функциональных дополнений.

Структурная схема локальной сети показана на рисунке 3.2.

         3-й этаж

                                                                                                   АРМ

                                                                                                    АРМ                     30 шт.

                                                                                                   АРМ

         2-й этаж

                                                                                                   АРМ

                  RC 2.1

                               Патч-панели 

                                                                                                   АРМ                      38 шт.

                                         пачкорд RJ-45

                       Активное оборудование                          

                                                                                                           АРМ

        1-й этаж

                                                                                                  АРМ

                                                                                                   АРМ                       31 шт.

                                                                                                   АРМ

Рисунок 3.2 - Структурная схема локальной сети

3.3 Проектирование узла доступа в Интернет

В данном проекте доступ во всемирную сеть Интернет организуется при помощи шлюза, в качестве которого используется маршрутизатор Cisco. Принцип построения соединения показан на рисунке 3.3.

Локальная сеть подключается к Интернет всего через один адрес, динамически выдаваемый провайдером. Фактически понадобится DialUp соединение для одного пользователя, а подключается к Интернет вся сеть. При этом во внутренней сети возможно использование IP адресов выделенных для использования в частных сетях, поскольку маршрутизатор будет динамически осуществлять трансляцию внутренних адресов в полученный во время сеанса связи внешний адрес по портам TCP. Такой вид трансляции называется PAT (port address translation) - трансляция по портам TCP через один IP адрес. На маршрутизаторе может быть включен протокол DHCP, тогда все IP адреса в подключенной сети будут раздаваться клиентским станциям динамически.

Типичный сеанс доступа в Интернет или к почтовому серверу провайдера где хранятся почтовые ящики клиента выглядит следующим образом. На каком-либо компьютере сети запускается приложение - например Netscape Navigator и открывает удаленный сервер например www.cisco.com <#"791901.files/image002.gif">

Рисунок 3.3 - Схема подключения DSL -модема для выхода в Интернет

3.4 Проектирование беспроводного сегмента локальной сети

При разработке проекта мультисервисной сети предприятия КЗ ПТО, появилась необходимость соединения с локальной сетью заводоуправления складского помещения, находящегося на территории завода и расположенного на расстоянии 250м от заводоуправления.

Для этого в складе был установлен один компьютер и специализированное программное обеспечение «Реализация и склад».

Соединение данного рабочего места с ЛВС при помощи кабеля (по воздуху) - невозможно, так как между складом и заводоуправлением располагается площадка сборки и погрузки высотного подъемно-транспортного оборудования. Прокладка кабеля под землей для одного компьютера - нецелесообразна и не выгодна. Ввод в проводную сеть стандарта Ethernet 802.3 сегмента RadioEthernet 802.11 потребует больших затрат на приобретение дополнительного оборудования.

Поэтому мной было принято решение соединить компьютер складского помещения с сетью посредством GPRS.

Технология GPRS ориентирована на применение только в сетях цифровой сотовой связи стандарта GSM, реализованных на основе метода временного разделения доступа - Time Division Multiple Access (TDMA). Именно использованию особенностей TDMA и обязана своим появлением GPRS.

Упрощенно суть метода TDMA заключается в следующем. Время работы одного радиоканала связи, он делится на стандартные по длительности (временные интервалы, распределяемые по очереди между несколькими абонентами). В результате на одной радиочастоте, возможно, передавать сразу несколько разговоров или организовать несколько независимых каналов обмена данными. В стандарте GSM максимальное число таких каналов равно восьми.

Подобное временное разделение канала связи между несколькими пользователями позволяет увеличить количество одновременно обслуживаемых абонентов, при этом только в редкие моменты пиковых нагрузок в сотовой сети все каналы оказываются занятыми. Остальное же время часть таких каналов свободна. Вот на этой особенности и основана идея технологии GPRS: когда абоненту требуется высокоскоростная передача информации - временно "отдавать" ему свободные временные интервалы в данном радиоканале. Таким образом, скорость передачи информации может возрастать в несколько раз.

Сам канал GSM способен обеспечить несколько большую скорость передачи информации, если использовать иные методы кодирования. Без заметного снижения качества, скорость передачи данных может быть увеличена до 14,4 Кб/с.

Отсюда и возникают высокие скорости передачи данных в GPRS: до 115 Кб/с, а в пределе - более 170 Кб/с. Причем именно столь большие скорости связи позволяют достаточно безболезненно выделять на некоторое время увеличенные ресурсы одному из пользователей, не рискуя заметно снизить шансы других абонентов дозвониться до сети. Действительно, в режиме GPRS, например, получение даже довольно большого электронного письма размером с целую машинописную страницу может быть осуществлено за десятые доли секунды.

А если учесть, что заложенное в технологии GPRS время задержки выделения радиоресурсов для передачи пакета данных не должно превышать 1 сек., то, например, проверка почтового ящика для пользователя будет происходить почти мгновенно.

Столь существенные изменения в условиях обмена данными с помощью мобильных терминалов открывают и многочисленные новые возможности.

Одно из самых больших преимуществ режима GPRS - то, что абонентское устройство в паузах между приемом и передачей данных "не занимает линию". Аппаратура оператора сотовой сети просто "помнит" о том, что пользователь находится в готовности к передаче или получению данных, а ресурсы радиоканала выделяются ему только на время обмена информацией. Другими словами, любые GPRS-устройства могут находиться на связи непрерывно (если они, конечно, включены и находятся в пределах зоны покрытия сети) - в состоянии "постоянного виртуального соединения". При этом оператор требует от абонента только оплату интервалов активной работы его терминала или объема переданной и полученной информации.

Абоненты могут быть постоянно подключены к Интернету или корпоративной вычислительной сети. Большие возможности технология GPRS открывает для электронной коммерции, систем передачи телеметрии, дистанционного мониторинга, охранных систем, промышленной электроники и т. п.

Сегодня в мире общее число сотовых сетей, занятых внедрением GPRS, исчисляется сотнями. Целью внедрения технологии GPRS было существенное повышение скорости передачи данных по каналам сотовой связи, а также обеспечение режима "постоянной подключенности" абонентов, наподобие того, как это реализовано в локальных вычислительных сетях. Но, в отличие от локальных сетей, рабочей зоной здесь оказывается уже вся зона охвата используемой сотовой сети, а с учетом роуминга - практически все области Земли, где действуют сотовые сети GSM. Такой охват сегодня недоступен, фактически, никаким другим беспроводным технологиям, за исключением спутниковых. В этом состоит одно из принципиальных достоинств технологии GPRS.

Для организации связи по технологии GPRS в данном проекте понадобится два GPRS-модема и две SIM-карты оператора мобильной связи предоставляющего услугу GPRS .модемы - один из типов устройств беспроводной передачи данных. Они работают по технологии пакетной передачи информации, реализуемой в сетях сотовой связи стандарта GSM и получившей наименование General Pocket Radio Service, или сокращенно -

GPR. Фактически в роли GPRS-модема может выступать мобильный телефон. В данном проекте используется два GSM/GPRS-модема (производитель - немецкая корпорация Falcom Wireless Communications <#"791901.files/image003.gif">

Рисунок 4.1 - Подключение IP-телефонов и внедрение Cisco CallManager Express (CCME)

4.4 Разработка схемы IP-адресации

адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами.

Проектируемая в данном дипломе сеть содержит менее 255 АРМ, поэтому для распределения IP-адресов выбрана сеть класса С.

Для разделения номера сети и номера узла используется маска - это число, которое используется в паре с IP - адресом. Двоичная запись маски содержит последовательность единиц в тех разрядах, которые в IP - адресе интегрируются как номер сети. В данном проекте маска сети 255.255.255.0.

В таблице 4.3 указано распределение IP-адресов. Диапазон адресов 1.10.0.0

Система видеонаблюдения включена в сеть и для того чтобы любой компьютер с соответствующим программным приложением мог получить информацию с видео-сервера, видео-сервер подключен к порту коммутатора с IP-адресом 1.10.0.112.

Узел удаленного доступа задействует 4 модемных порта с адресами 1.10.0.101, 1.10.0.102, 1.10.0103, 1.10.0.104. Пакет, имеющий адрес -broadcast рассылается всем узлам сети. Такая рассылка называется широковещательным сообщением. Шлюзом по умолчанию для любого компьютера сети является порт маршрутизатора с IP-аресом 1.10.0.111.