Материал: Проектирование локальной вычислительной сети предприятия

Проектирование локальной вычислительной сети предприятия

Содержание

Введение

. Планировка предприятия

. Сбор необходимой информации

. Выбор топологии

. Технологии локальной вычислительной сети

.1 Сравнение технологий локальной вычислительной сети

.2 Выбор технологий локальной вычислительной сети

. Проектирование сети

. Построение сети

.1 Логическая топология сети

.2 DHCP

.3 Безопасность

.4 Выход в интернет

.5 Пример конфигурации устройств

. Схема кабельных укладок и расчет длин кабелей

. Выбор активного и пассивного оборудования

.1 Выбор пассивного оборудования

.2 Выбор активного оборудования

. Масштабирование сети

. Спецификация используемого оборудования с указанием стоимости и расчет общих затрат на оборудование

Заключение

Используемая литература

Введение

Существует много типов сетей, предоставляющих нам самые разные услуги. В течение дня люди звонят по телефону, смотрят шоу по телевизору, слушают радио, что-то ищут в Интернете или даже играют в видеоигры с партнером из другой страны. Все это было бы невозможно, если бы не было надежных сетей. Сети объединяют людей и устройства независимо от того, в какой части света они находятся. Сети используют, даже не думая, как они работают и что бы было, если бы их не существовало.

Коммуникационные технологии, которые использовались в 90-х годах и ранее, предполагали прокладку отдельных, специализированных сетей для передачи голоса, видео и компьютерных данных. Для доступа к каждой сети необходимы были отдельные устройства. Телефоны, телевизоры и компьютеры передавали данные с использованием специализированных технологий и сетевых структур. Тем не менее, всем хотелось бы получить доступ к таким сетевым службам одновременно, желательно с одного устройства.

Современные технологии позволили создать сеть нового типа, предоставляющую несколько видов услуг. В отличие от некоммутируемых сетей новые объединенные системы могут передавать голос, видеоизображение и данные с использованием одного и того же канала связи или сетевой структуры.

На рынке появляются новые продукты, поддерживающие возможности объединенных информационных сетей. Появилась возможность смотреть эфирные видеопрограммы на мониторе компьютера, звонить по телефону через Интернет или искать информацию в Интернете, используя экран телевизора. Все это сделали объединенные сети.

Существуют сети любого размера, начиная от простых сетей из двух компьютеров, и до систем, соединяющих миллионы устройств. Сети, созданные в малых офисах, дома или в домашних офисах, сокращенно называются сетями SOHO. Сети SOHO обеспечивают нескольким локальным компьютерам общий доступ к ресурсам, например, принтерам, документам, изображениям и музыке.

Крупные корпоративные сети используются в рекламных целях и для продажи продукции, заказа расходных материалов и общения с покупателями. Как правило, сетевая связь эффективнее и дешевле традиционных методов обмена данными, например, почты или международных телефонных звонков. С помощью сетей можно быстро обмениваться данными (например, сообщениями электронной почты или мгновенными сообщениями), а также собирать, хранить и скачивать информацию с сетевых серверов.

Обычно корпоративные и домашние сети предоставляют общий доступ к сети Интернет. Интернет считается "сетью сетей", поскольку фактически состоит из тысяч соединенных друг с другом сетей.

Сеть и Интернет можно использовать в различных целях:

·          обмен музыкальными файлами и видеозаписями;

·          поиск информации и дистанционное обучение;

·          общение с друзьями;

·          планирование отпусков;

·          покупка подарков и расходных материалов.

В сеть могут входить различные компоненты, например, персональные компьютеры, серверы, сетевые устройства и кабели. Эти компоненты можно разделить на четыре основные категории:

·          узлы;

·          совместно используемые периферийные устройства;

·          сетевые устройства;

·          сетевая среда.

Ближе всего пользователям знакомы узлы и периферийные устройства. Узлы - это устройства, которые непосредственно отправляют и принимают сообщения в сети.

Совместно используемые периферийные устройства подключаются к сети не непосредственно, а через узлы. Соответственно, узел обеспечивает общий доступ к периферийному устройству из сети. На узлах устанавливается компьютерное программное обеспечение, с помощью которого люди используют периферийные устройства по сети.

Сетевые устройства, как и сетевая среда, соединяют узлы между собой.

Некоторые устройства могут выполнять несколько функций, в зависимости от метода подключения. Например, принтер (локальный) можно подключить непосредственно к узлу, как периферийное устройство. Принтер, подключенный к сетевому устройству и непосредственно участвующий в обмене данными по сети, является узлом.

Обычно клиентское и серверное программное обеспечение запускается на разных компьютерах, но эти роли может играть и один компьютер. В небольших корпоративных и домашних сетях многие компьютеры работают и как серверы, и как клиенты. Такие сети называются одноранговыми.

Простейшая одноранговая сеть состоит из двух непосредственно подключенных друг к другу с помощью проводной или беспроводной связи компьютеров.

Кроме того, можно соединить несколько ПК и создать более крупную одноранговую сеть, но для этого потребуется сетевое устройство, например коммутатор.

Основной недостаток одноранговой среды состоит в том, что при одновременной работе в качестве клиента и сервера узел работает медленнее.

В крупных корпоративных сетях с большим объемом сетевого трафика часто приходится устанавливать специализированные серверы, способные одновременно обрабатывать много запросов.

1. Планировка предприятия

Имеется предприятие, разделенное на два здания, имеющие следующую планировку (рис. 1).

Рисунок 1. План помещений

Количество компьютеров, установленных в отделах:

·   Производственный отдел - 14 шт.

·   Отдел поддержки - 2 шт.

·   Отдел маркетинга - 7 шт.

·   Отдел ПДО - 4 шт.

·   Отдел кадров - 5 шт.

·   Приемная - 0 шт.

Размеры помещений и длина трубопровода:

·   Производственный отдел - 96,5² м.

·   Отдел поддержки - 20,4² м.

·   Отдел маркетинга - 55,3² м.

·   Отдел ПДО - 19,9² м.

·   Отдел кадров - 39,9² м.

·   Приемная - 44,9² м.

·   Трубопровод - 500 м.

Предприятие имеет 6 отделов, 4 из которых располагаются в корпусе 1 и два в корпусе 2, удаленном от первого на 500 метров.

Отделы корпуса 1:

. Производственный отдел (14 персональных компьютеров).

Производственный отдел является самым большим отделом предприятия, в нём работает 14 сотрудников. Одновременно работает всего не менее 10 персональных компьютеров.

. Отдел поддержки (2 персональных компьютера).

В отделе поддержки находятся 2 сотрудника. Отдел поддержки должен обеспечивать функционирование всей вычислительной сети. В отделе поддержки установлен коммутационный шкаф.

. Отдел маркетинга (7 персональных компьютера).

В отделе маркетинга работает 12 сотрудников, а установлено всего 7 персональных компьютеров. Связанно это с тем, что некоторым сотрудникам не нужен персональный компьютер для работы, а некоторые приходят со своими ноутбуками. По этому, некоторым сотрудникам нужен доступ в интернет через WiFi. Одновременно в помещении находится не более 10 сотрудников.

. Отдел ПДО (4 персональных компьютера).

В производственно-диспетчерском отдел все 4 сотрудника всегда находятся на рабочем месте.

Отделы корпуса 2:

. Отдел кадров (5 персональных компьютера).

В отделе кадров всегда работают 5 сотрудников.

. Приемная.

Посетителям помещения необходим выход в интернет, поэтому там необходимо установить Wi-Fi точку.

3. Выбор топологии

Топология - это конфигурация сети, способ соединения элементов сети (то есть компьютеров) друг с другом. Чаще всего встречаются три способа объединения компьютеров в локальную сеть: «звезда», «общая шина» и «кольцо».

Соединение типа "звезда". Каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией «звезда», при этом конфигурация сети получается разветвленной.

Достоинства: При соединении типа «звезда» легко искать неисправность в сети.

Недостатки: Соединение не всегда надежно, поскольку выход из строя центрального узла может привести к остановке сети.

Рисунок 2. Схема соединения «звезда»

Соединение "общая шина". Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю; этот кабель используется совместно всеми рабочими станциями по очереди. При таком типе соединения все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети.

Достоинства: в топологии «общая шина» выход из строя отдельных компьютеров не приводит всю сеть к остановке.

Недостатки: несколько труднее найти неисправность в кабеле и при обрыве кабеля (единого для всей сети) нарушается работа всей сети.

Рисунок 3. Схема соединения «общая шина»

Соединение типа «кольцо». Данные передаются от одного компьютера к другому; при этом если один компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, то он передает их дальше (по кольцу).

Достоинства: балансировка нагрузки, возможность и удобство прокладки кабеля.

Недостатки: физические ограничения на общую протяженность сети.

Рисунок 4. Схема соединения «кольцо»

От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения. Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема «снежинка», в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Рисунок 5. Схема соединения «снежинка»

В этом проекте будет применяться схема «снежинка». Этот выбор аргументирован следующими факторами:

·        при выключении какого-либо компьютера вся сеть будет продолжать работать.

·        простота добавления новых устройства.

·        удобство обслуживания.

·        простота нахождения проблем в сети.

4. Технологии локальной вычислительной сети

Существует несколько разновидностей технологий локальной вычислительной сети: Ethernet, Token Ring и FDDI.

Технология Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей.- это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году.

На основе стандарта Ethernet были приняты дополнительные стандарты: в 1995 году Fast Ethernet (дополнение к IEEE 802.3), в 1998 году Gigabit Ethernet (раздел IEEE 802.3z основного документа), которые во многом не являются самостоятельными стандартами.

Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код.

В манчестерском коде для кодирования единиц и нулей используется перепад потенциала, то есть фронт импульса. При манчестерском кодировании каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. Единица кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому (передним фронтом импульса), а ноль - обратным перепадом (задним фронтом).

Каждый ПК работает в Ethernet согласно принципу «Слушай канал передачи, перед тем как отправить сообщения; слушай, когда отправляешь; прекрати работу в случае помех и попытайся еще раз».

Данный принцип можно объяснить следующим образом:

1.      Никому не разрешается посылать сообщения в то время, когда этим занят уже кто-то другой (слушай перед тем, как отправить).

2.      Если два или несколько отправителей начинают посылать сообщения примерно в один и тот же момент, рано или поздно их сообщения «столкнутся» друг с другом в канале связи, что называется коллизией.

Коллизии нетрудно распознать, поскольку они всегда вызывают сигнал помехи, который не похож на допустимое сообщение. Ethernet может распознать помехи и заставляет отправителя приостановить передачу и подождать некоторое время, прежде, чем повторно отправить сообщение.

Причины широкой распространенности и популярности Ethernet:

1.      Дешевизна.

2.      Большой опыт использования.

.        Продолжающиеся нововведения.

.        Богатство выбора оборудования. Многие изготовители предлагают аппаратуру построения сетей, базирующуюся на Ethernet.

Недостатки Ethernet:

1.      Возможность столкновений сообщений (коллизии, помехи).

2.      В случае большой загрузки сети время передачи сообщений непредсказуемо.

Продолжением развитии технологии Ethernet стала технология Fast Ethernet - это общее название для набора стандартов передачи данных в компьютерных сетях по технологии Ethernet со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от исходных 10 Мбит/с.

Технология Token Ring, как и сети Ethernet, характеризует разделяемая среда передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему требуется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке. Это право передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером, или токеном (token).

Технология Token Ring был разработана компанией IBM в 1984 году, а затем передана в качестве проекта стандарта в комитет IEЕЕ 802, который на ее основе принял в 1985 году стандарт 802.5.

Каждый ПК работает в Token Ring согласно принципу «Ждать маркера, если необходимо послать сообщение, присоединить его к маркеру, когда он будет проходить мимо. Если проходит маркер, снять с него сообщение и отправить маркер дальше».

Сети Token Ring работают с двумя битовыми скоростями - 4 и 16 Мбит/с. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается.

Технология FDDI - оптоволоконный интерфейс распределенных данных - это первая технология локальных сетей, в которой средой передачи данных является волоконно-оптический кабель. Технология появилась в середине 80-х годов.

Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, поддерживая метод доступа с передачей маркера.

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервные пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец - это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности, должны быть подключены к обоим кольцам.

В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля только первичного (Primary) кольца, этот режим назван режимом Thru - «сквозным», или «транзитным». Вторичное кольцо (Secondary) в этом режиме не используется.