Материал: Расчет компьютерной сети организации по технологии Ethernet

Расчет компьютерной сети организации по технологии Ethernet

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Госуниверситет - УНПК"

Мценский филиал

Кафедра математики и информатики

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине "Компьютерные сети и телекоммуникации"

Вариант №11

Специальность: 230106 "Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей"

Содержание

Лист задания

Введение

Задание 1. Виды кабелей

Задание 2

Задание 3

Заключение

Список литературы

Лист задания

Задание 1. Реферат

1.  подготовить реферат на тему в соответствии с заданием (таблица 1)

2.      оформить его на домашней Web - странице, применив необходимые стили форматирования

.        для создания Web - страницы использовать любые удобные способы

Задание 2. Расчет компьютерной сети организации по технологии Ethernet

1. Выполнить расчет стоимости построения локальной компьютерной сети организации, согласно схемы 1.

Схема 1- Структура локальной компьютерной сети организации

Задание 3. Построение и расчет затрат на монтаж локальной сети организации

1.  Равномерно расположить по периметру помещения заданное число компьютеров, оставив место для входной двери.

2.      Выполнить схему помещения, используя какой - либо графический редактор (см. рисунок 1).

Введение

- технология пакетной передачи данных, применяемая в основном в локальных сетях. Дословно с английского языка "ethernet" можно перевести как "эфирная сеть", то есть сеть, по которой вы связаны с другим компьютером (или сервером) "в прямом эфире". Эта технология позволяет передавать данные с одного компьютера к другому со скоростью до 100 Гбит/сек. В настоящий момент миллионы локальных сетей используют Интернет-протокол Ethernet. Эту технологию передачи данных изобрёл в 1973 г. Роберт Меткалф, тогда ещё работник компании "Xerox". Это привело к созданию наиболее известного стандарта Ethernet DIX (DEC, Intel, Xerox). Собственно он и является протоколом для большинства локальных сетей. Сама технология Ethernet за долгие годы со времени создания претерпела некоторые изменения. В частности, приобрела в скорости. Первоначальные версии имели скорость передачи или приёма всего 3 Мбит/сек и пользовались полудуплексным режимом работы (т.е. либо передавать, либо принимать). Затем пришли более совершенные технологии, использовавшие полный дуплекс: 10-мегабитный Ethernet - 10BASE5 (Толстый Ethernet), 10BASE2 (Тонкий Ethernet), StarLAN 10 и др.; Быстрый Ethernet (100 Мбит/сек.) - 100BASE-T, 100BASE-S и др.; Гигабитный Ethernet - 1000BASE-X, 1000BASE-T и др.; 10-гигабитный Ethernet - 10GBASE-CX4, 10GBASE-LR и др., и, в итоге, 40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet - 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR10 и др. В моей курсовой работе я использовал одну из последних технологий Gigabit Ethernet а именно 1000Base-LX эта технология позволяет проводить сеть на большие расстояния и передавать данные с огромной скоростью. Но обладая такими важными качествами, она проигрывает в цене, и является крайне дорогой, поскольку использует одномодовое оптоволокно, так что в настоящее время используется менее активно, чем её предшественники. Будущее локальных сетей однозначно за этой технологией.

В данном курсовом проекте рассмотрим проектирование компьютерной локальной сети по технологии 10Base-T, 1000Base-LX, выбор топологии и определяется необходимое аппаратное и программное обеспечение. Кроме того, рассмотрим и обоснуем выбор технологии для организации единой сети, т.е. связь офисов между собой. Произведем расчет затрат на сетевое оборудование, проектирование и монтаж локальной сети организации.

Задание 1. Виды кабелей

Коаксиальный кабель

В течение примерно десяти лет с момента появления сетей Ethernet, это был единственный тип кабелей, который применялся для создания ЛВС. В настоящее время он используется только для создания низкоскоростных сетей с шинной магистралью и в некоторых специальных случаях. При этом возможно применение только двух типов коаксиальных кабелей, которые получили название "тонкого" и "толстого". То, что в реальной жизни не редко применяют коаксиальные кабели, не описанные ниже (утверждая, что сеть и так работает), ни чуть не означает, что их можно применять. Просто проблемы, вызванные не правильным применением кабелей приходится решать совсем другим людям. Толстый коаксиальный кабель, известный еще как "толстый", "желтый" Ethernet или кабель 10BASE-5, это кабель с одной центральной жилой и несколькими слоями изолятора и экрана (см. рисунок) и имеющий волновое сопротивление 50 Ом. Структура "толстого" коаксиального кабеля.

При использовании этого типа кабеля для организации магистрали ЛВС, приемо-передатчики подключаются к кабелю через определенные промежутки друг от друга (2,5 м или кратное этой цифре), а с помощью AUI-кабелей соединяют эти приемо-передатчики (трансиверы) с сетевыми устройствами. По причине высокого качества экранирования, данный вид кабеля чрезвычайно устойчив к внешним электромагнитным излучениям (помехам). Из-за своих физических характеристик, связанных с диаметром (11 мм или 0,405 дюйма) и жесткостью, определяемой большим количеством защитных слоев кабеля толстый коаксиальный кабель наиболее приспособлен для создания магистрали коридорного типа, с последующим подключением к ней сетевых потребителей.

Правильно проложенный "толстый коаксиал" позволяет создать магистраль длиной 500м и обеспечить подключение 100 трансиверов. Соединители, используемые при применении "Толстого" коаксиального кабеля.

Если мы произнесли слова "толстый", "классический" или "желтый" Ethernet, это однозначно ведет за собой использование соответствующих типов соединительных элементов. Если же нет, то это является нарушением спецификации 802.3. Разъемы "толстого" Ethernet-а это разъемы N-типа. Их внешний вид представлен на рисунках ниже. Полный спектр соединителей представляет собой разъемы типа "папа" и "мама" (служат для соединения отрезков кабеля между собой и являются составной частью всех прочих соединителей), терминаторы (устанавливаются на каждом конце кабельного сегмента) и трансиверы, обеспечивающие подключение рабочих станций к кабельному сегменту. Многие типы разъемов не припаивались к кабелю, а накручивались на его экран, примерно как производится прокладка телевизионных кабельных сетей фирмой Eurocable.

Тонкий коаксиальный кабель, также известный как "тонкий" Ethernet, кабель RG-58, BNC или кабель 10BASE-2, имеет то же самое волновое сопротивление (50 Ом), но значительно более худшие защитные характеристики, чем у кабеля "толстого" Ethernet-а, связанные с его конструкцией: его сердцевину представляет многожильный проводник, он имеет один медный плетеный экран (иногда дополнительно экран - фольгу). Однако, сопутствующие этим недостаткам достоинства привели к тому, что он получил большее распространение: он тоньше (6 мм), более гибкий чем толстый коаксиальный кабель, с ним проще проводить монтажные работы, можно без каких-либо трудностей подвести непосредственно к рабочему месту. Правильно проложенный "тонкий коаксиальный кабель позволяет создавать сегменты сетей общей протяженностью в 185 метров (606.7 футов) и установить до 30-ти Т-connector-ов, обеспечивающих подключение пользователей ЛВС к кабелю. Т-connector-ы должны устанавливаться не ближе чем 0,5 м друг от друга.

Соединители "тонкого" Ethernet-а.

Для соединения сегментов кабеля в сетях, построенных по технологии 10BASE-2, применяются разъемы серии BNC. В их состав входят следующие виды соединителей: BNC-соединитель (BNC-connector), который устанавливается на конце каждого кабельного сегмента и собственно обеспечивающий подключение к кабелю, BNC T-соединитель, (T-connector), используемый для подключения активного сетевого оборудования, BNC-баррел соединитель (BNC barrel-connector или I-connector), используемый для соединения сегментов кабеля между собой, BNC-терминатор (BNC-terminator), устанавливаемый на каждом конце сегмента и служащий для "гашения" сигнала, достигшего конца кабеля. Терминатор представляет BNC-коннектор с установленным в его корпус резистором на 50 Ом. Аббревиатура "BNC" означает British Naval Connector. На территории СНГ широко применяются для этих же целей отечественные разъемы серии СР, но они требуют пайки при монтаже и поэтому не так удобны, хотя и обеспечивают (на мой взгляд) лучшее качество соединения. I-коннекторы используются для соединения кабельных сегментов друг с другом, но они не так распространены и известны, как Т-коннекторы, которые позволяют их использовать для двух целей: как соединению кабельных сегментов друг с другом, так и для подсоединения сетевых устройств к кабелю.

Витая пара

Изначально витая пара использовалась в телефонных линиях. В таком кабеле обычно используются несколько пар изолированных проводов, обвитых вокруг друг друга. Взаимная обвивка обеспечивает защиту от собственных и внешних наводок. Кабель с витой парой бывает двух типов: неэкранированным и экранированным. Стандарт EIA/TIA 568 Commercical Building Wiring Standart (стандарт проводки в офисах) определил пять категорий кабелей на неэкранированной витой паре (Unshielded Twisted Pair, UTP).

Кабель UTP 1 не поддерживает передачу цифровых данных.

Кабель UTP 2 устарел; он поддерживает скорость передачи до 4 Мбит/с.

Кабель UTP 3 способен поддерживать скорость передачи до 10 Мбит/с и отвечает лишь минимальным требованиям к среде передачи. Эта категории соответствует классу C.

Кабель UTP 4 не намного опережает кабель категории 3 по скорости передачи. Он способен передавать данные со скоростью 16 Мбит/с. Этот кабель был разработан для стандарта IEEE 802.5.

Более современным является кабель UTP 5, который соответствует классу D. Он способен работать со скоростью 100 Мбит/с. Этот кабель был разработан для сетей IEEE 802.5 и TPFDDDI (спецификация сети FDDI на электрическом кабеле).

В соответствии со стандартом волновое сопротивление кабелей UTP 4 и 5 должно составлять 100 Ом в диапазоне частот от 1 Мгц до предельной. Для кабеля UTP 5 установлено минимальное число взаимных скручиваний на единицу длины (8 на фут, или, примерно, 26 на метр).

Соединение кабеля с адаптером и концентратором производится при помощи 8-контактных соединителей RJ-45. К достоинствам кабеля на витой паре относят его дешевизну и простоту установки. Его недостатками являются: взаимное наложение сигналов между смежными проводами (crosstalk), чувствительность к внешним электромагнитным полям, возможность несанкционированного перехвата информации, большая степень затухания сигнала по пути, чем у кабелей других типов.

Объединение компьютеров в сеть со спецификацией 100BASE-TX практически не отличается от схемы 10BASE-T. Используются 8- контактные разъемы RJ-45 и две витые пары в кабеле, но разных категорий (5 и 3). Длина сегмента сети на таком кабеле не может превышать 100 м.

Топология "пассивная звезда" требует обязательного использования концентратора. Между адаптерами и сетевыми кабелями могут быть включены трансиверы. При повышении качества кабеля для спецификации 10BASE-T может быть увеличена его предельная длина. В спецификации 100BASE-TX предельная длина определяется двойным временем прохождения сигнала и по этой причине не может быть увеличена. Для спецификации 100BASE-T4, которая использует четыре витые пары, требования к кабелю несколько снижены. Могут быть использованы UTP 3, 4 или 5. Обмен данными производится по одной передающей паре, по одной принимающей паре и по двум двунаправленным парам.

Повышение скоростей передачи данных предъявляет новые, более жесткие требования к современной кабельной инфраструктуре. По этой причине неэкранированная витая пара категории 5 в настоящее время является наиболее распространенным типом кабелей. Этот кабель хорошо подходит для технологии Fast Ethernet.

В связи с увеличением скорости передачи до гигабитной рабочая группа по Gigabit Ethernet института IEEE разрабатывает специальную версию указанного стандарта для кабелей UTP 5.

Кабели UTP 5 традиционно содержат четыре пары проводов, из которых в сетях Ethernet и Fast Ethernet используются только две. В связи с тем, что в сетях Gigabit Ethernet и ATM со скоростью передачи 622 Мбит/с и выше задействуются все четыре пары, возрастает интенсивность перекрестных помех. Сейчас усилия многих организаций направлены именно на их ослабление. Существует "расширенный" вариант кабельной системы категории 5.

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP) отличается только тем, что содержит электрически заземляемую медную оплетку или алюминиевую фольгу. Существуют кабели как с общим экраном, так и с экраном вокруг каждой пары. Экран обеспечивает защиту от всех внешних электромагнитных полей. Однако по скорости передачи данных и по ограничениям, накладываемым на максимальное расстояние, такие кабели идентичны кабелям без экранирования, взаимосвязь операционными системами, важно узнать об общих свойствах протокол локальных сетей.

Оптоволоконный кабель

В Оптоволокно обладает отличными характеристиками передачи, большой емкостью передаваемых данных, потенциалом для дальнейшего увеличения пропускной способности и прекрасной электромагнитной совместимостью ЭМС. Оптический световод состоит из сердечника и защитного внешнего слоя (оболочки). Оболочка служит в качестве отражающего слоя, с помощью которого световой сигнал удерживается внутри сердечника. Оптический кабель может состоять только из одного оптического световода, но на практике он содержит множество оптических волокон. Волокна уложены в мягкий защитный материал (буфер), а он, в свою очередь, защищен жестким покрытием. В большинстве оптических волокон диаметр оболочки составляет 125 мкм. Размер сердечника в распространенных типах оптических волокон составляет 50 мкм и 62,5 мкм для многомодового оптоволокна и 8 мкм для одномодового оптоволокна. Вобщем-то, световоды характеризуются соотношением размеров сердечника и оболочки, например 50/125, 62,5/125 или 8/125.

Сигналы оптического излучения передаются через оптоволокно и принимаются электронным оборудованием на другом конце кабеля. Такое оборудование называется оконечным оборудованием волоконно-оптической линии связи. Оно преобразует электрические сигналы в оптические, и наоборот. Одно из преимуществ оптоволокна состоит в том, что пропускную способность сети на базе оптоволокна можно увеличить простой заменой оконечного оборудования на обоих концах волоконно-оптической линии связи.

Многомодовое и одномодовое оптоволокно отличаются способом распространения оптического излучения в волокне. Самое простое отличие заключается в размерах сердечника световода. Более конкретно, многомодовое волокно может передавать несколько мод (независимых световых путей) с различными длинами волн или фазами,

однако больший диаметр сердечника приводит к тому, что вероятность отражения света от внешней поверхности сердечника повышается, а это приводит к модовой дисперсии (рассеиванию) и, как следствие, уменьшению пропускной способности и расстояния между повторителями сигнала. Грубо говоря, пропускная способность многомодового оптоволокна составляет около 2,5 Гбит/с.

Одномодовое оптоволокно передает световую энергию только одной моды. Однако меньший диаметр сердечника такого оптоволокна означает и меньшую модовую дисперсию. В результате сигнал может передаваться на большие расстояния без повторителей. Проблема заключается в том, что само одномодовое оптоволокно и электронные компоненты для передачи и приема оптического сигнала стоят дороже. Одномодовое волокно имеет очень тонкий сердечник (диаметром 10 мкм и менее). Из-за малого диаметра сердечника световой пучок отражается от его поверхности реже, а это приводит к меньшей модовой дисперсии. Термин "одномодовый" означает, что такой тонкий сердечник может передавать только один световой несущий сигнал (или моду). Пропускная способность одномодового оптоволокна превышает 10 Гбит/с.