Курсовая работа: Разработка проекта кампусной сети организации

3. Обоснование выбора технологий передачи данных, линий связи и сетевого оборудования

В качестве используемой технологии передачи будем использовать одну из семейства технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей - Ethernet. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3 и стал наиболее распространенной технологией локальных вычислительных сетей в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet и Token ring. Ethernet был разработан корпорацией Xerox PARC 22 мая 1973 года. Впервые стандарт опубликован 30 сентября 1980 года.

Предлагается использовать Gigabit Ethernet, так как он обеспечивает максимальную скорость передачи из всех рассмотренных технологий. При использовании выбранной технологии, появляется запас пропускной способности в случае возрастания трафика внутри сети.

В соответствии с международным стандартом ISO/IEC 11801 в кабельной системе выделяются следующие функциональные подсистемы: внешняя, вертикальная, управления, горизонтальная. Для каждой из этих подсистем существует свой тип линии связи.

3.1 Горизонтальная подсистема и подсистема рабочего места

Горизонтальная подсистема является частью телекоммуникационной кабельной системы, которая проходит между телекоммуникационной розеткой/коннектором на рабочем месте и горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу. Она состоит из горизонтальных кабелей и той части горизонтального кросса в телекоммуникационном шкафу, которая обслуживает горизонтальный кабель. Каждый этаж здания рекомендуется обслуживать своей собственной горизонтальной подсистемой.

Все кабели, построенные на основе симметричной витой пары проводников, имеют волновое сопротивление 100 Ом. В проекте в качестве типа линии связи выбран четырехпарный UTP-кабель категории 5e.

Выбор кабеля обусловлен простотой, а также низкими затратами при его монтаже и использовании. Площадь каждого этажа, а также пути прокладки позволяют использовать данный кабель без дополнительного специального оборудования. Еще одним преимуществом выбранного кабеля является сравнительно небольшая толщина, что позволит снизить затраты на покупку изоляционного короба, и короб меньших размеров будет не так сильно бросаться в глаза.

Под рабочим местом понимается место в помещении, на котором располагается сетевое оборудование пользователей (персональный компьютер, телефон). Иногда на рабочих местах устанавливается оборудование коллективного пользования (сетевой принтер, факс и т. д.). Подсистема рабочего места служит для подключения оконечных устройств (компьютеров, терминалов, принтеров и т. д.) к ЛВС.

3.2 Вертикальная подсистема

Вертикальная подсистема является частью СКС, обеспечивающей разводку магистральных линий кабеля по зданию. Она служит для соединения горизонтальных подсистем между собой и с подсистемами оборудования и администрирования (соединение распределительных пунктов этажей). Вертикальная подсистема строится на многопарных неэкранированных медных, а также на оптических кабелях. В вертикальную подсистему входит и сопутствующее оборудование, применяемое для разводки кабеля по зданию.

Стандарт ISO/IEC 11801 рекомендует для монтажа вертикальной подсистемы применять оптоволоконный кабель, внешняя оболочка кабеля должна быть пригодна для прокладки по вертикальным каналам.

Около точки спуска трассы в канализацию для соединения различных типов волоконно-оптических кабелей устанавливаются универсальные муфты.

3.3 Внешняя кабельная система

Внешняя кабельная система служит для коммутации между собой зданий. Так как объем трафика между разными зданиями, как правило, значительный, то необходимо обеспечить значительную скорость передачи данных (более 500 Мбит/с) посредством применения оптоволоконного кабеля. Также обеспечивает гальваническую развязку зданий, с целью предотвращения возможности электрического пробоя вследствие разности потенциалов их заземлений. Оптоволоконный кабель должен быть многожильным для резервирования каналов, бронированным для обеспечения защиты от механических повреждений и обеспечения огне- и водостойкости. Рекомендуемый диаметр световода 50/125/900 мкм.

Основная система между корпусами кампуса проложена в техническом колодце. Также в качестве дублирующей системы между корпусами кампуса будут попарно оборудованы: радиоканал точка-точка (point-to-point) и ЛАНтастИКа.

Способ передачи цифровых потоков данных по радиоканалам обладает рядом преимуществ: мобильность, компактность, отсутствие соединительных проводов. Использование такой сети актуально для зданий, в которых нельзя проложить кабель или для зданий, между которыми есть непреодолимое препятствие, мешающее прокладке кабелей.

Решением проблемы является использование Wi-Fi. Это позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями. Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi. Изображение адаптера Wi-Fi представлено на рисунке 3.

Рисунок 2 - Беспроводной адаптер Wi-Fi

Оборудование беспроводной оптической связи серии ЛАНтастИКа - это аппаратура беспроводного оптического канала связи для приема и преобразования трафика Ethernet. На рисунке 3 представлено фото.

Рисунок 3 - ЛАНтастИКа

3.4 Подсистема управления

Подсистема управления предназначена для переключения цепей. Она состоит из коммуникационного оборудования, кросс-панелей с разъемами и соединительных кабелей и объединяет оборудование для компьютерной, телефонной, сигнальной и других видов сетей, исключая силовую. Монтируется подсистема управления на основе неэкранированной витой пары (UTP). В особых случаях используется экранированная витая пара (STP) и соответствующие ей аксессуары. Выбор кабеля UTP представлен в пункте 3.1.

4. Функциональная схема компьютерной сети кампуса

Функциональная схема сети предназначена для отображения связи сети посредством активного оборудования: коммутаторов и маршрутизаторов.

Функциональная схема структурированной кампусной сети приведена на листе 2 приложения «Структурированная кабельная сеть». От провайдера сеть идет к маршрутизатору кампуса, от него - на коммутатор кампуса. В данном случае коммутатор кампуса выступает в роли связующего звена между маршрутизатором кампуса, сервером кампуса и коммутаторами корпусов. Коммутаторы корпусов, в свою очередь, связаны с коммутаторами этажа, которые связаны с рабочими группами (конечными абонентами). Так как используется иерархическая топология, то потребуются коммутаторы, которые будут обеспечивать связь через оптоволоконный кабель.

Коммутатор кампуса является основным звеном в сети. Он предназначен для коммутации всей сети кампуса с группой управляющих серверов и продвижения интернет-трафика далее по сети. Поэтому к нему предъявляются максимальные требования безопасности и надежности. Надежность данного коммутатора отвечает за надежность полноценной работы сети.

Наличие управляемых коммутаторов в сети необходимо для эффективного и надежного управления сетью кампуса, а также для обеспечения ее стабильной работой. К управляющим коммутаторам подключаются серверы, как рабочих групп, так и основная серверная группа, поэтому к ним предъявлены завышенные требования по безопасности и надежности.

Коммутаторы зданий соединены между собой полносвязной топологией для обеспечения надежности функционирования всей сети кампуса, а в случае технических неполадок сохранения работоспособности наиболее крупных сегментов сети.

Задачи основной серверной группы - это обеспечение надежного функционирования сети, а также ее обслуживание и администрирование, обеспечение работы приложений в сети.

5. Функциональная схема СКС

Схема СКС в обязательном порядке разрабатывается в рамках технико-коммерческого предложения, а также входит в проектную документацию на СКС. Принято различать структурированную и функциональную схемы СКС.

Функциональная схема СКС раскрывает в себе особенности элементов подсистем сети и их качественные и количественные параметры - например, количество и тип коммутационных шкафов в кроссовых помещениях, особенности и число рабочих мест. Схема также указывает на соединения всех элементов инфраструктуры, их назначение и привязку к помещениям, портам, кабельным трассам. Если объект небольшой, допускается объединение структурной и функциональной схемы СКС в единый итоговый план объекта, предоставляющий исчерпывающую информацию для проведения монтажа СКС.

Функциональная схема СКС разрабатываемой работы представлена в приложении «Структурированная кабельная сеть» на листе 3. На схеме видно условное объединение зданий в главный кросс, группировка рабочих мест в промежуточные кроссы, изображены основные магистральные сегменты СКС и так далее.

6. Обоснование выбора служебного помещения (серверной)

Под техническим помещением СКС понимают служебное помещение, отвечающее определенным требованиям по габаритам, климатическим и другим условиям, оборудованное системами вентиляции, энергоснабжения и связи. Оно предназначается для установки коммутационного и сетевого оборудования и рассматривается как коммуникационная комната, называемая также кроссовой, аппаратной или серверной.

На первом этаже главного здания сконцентрированы все кабельные коммуникации ЛВС и размещено активное оборудование сети - коммутаторы, маршрутизаторы и серверы подразделения.

Серверные вторых этажей располагаются над серверными зданий, что сокращает расходы на волоконно-оптический кабель.

Серверную рекомендуется располагать без соприкосновения с внешними стенами здания и без сообщения с посторонними помещениями. Через серверную не должны проходить транзитные коммуникации. Трассы обычного и пожарного водоснабжения, отопления и канализации должны быть вынесены за пределы помещения и не должны находиться непосредственно над ним на верхних этажах.

План здания, заданный вариантом, ограничивает соблюдение некоторых рекомендаций, поэтому на плане кроссовая, обозначенная как «Серверная» расположена в комнате №109 (лист 4, приложение «Структурированная кабельная сеть»). В ней нет окон и из нее сравнительно удобно прокладывать коммуникации. Серверная оборудована коммуникационным шкафом и тремя двухпортовыми телекоммуникационными розетками для оборудования рабочих мест персонала, который наблюдает за работой центрального оборудования ЛВС. План размещения оборудования в серверной представлен в приложении (лист 6, приложение «Структурированная кабельная сеть).

7 Обоснование выбора системы кабель-каналов

Для прокладки кабеля в помещении используют специальные короба, позволяющие сохранить эстетику здания при монтаже элементов СКС, а также обеспечить нормы противопожарной безопасности, а также для удобства и надежности построения СКС. Емкость и тип короба выбирается исходя из его назначения и количества кабеля, проходящего по этому коробу. На емкость короба будет влиять величина площади самого кабеля, величина запаса и площадь межкабельного пространства в поперечном сечении.

Для определения типа кабель-канала (короба) и его габаритных размеров необходимо вычислить площадь сечения кабеля и площадь сечения кабельных жгутов на разных участках кабельной системы.

В разработке проекта кампусной сети организации локальная сеть представлена сетевой топологией звезда. Для локальной сети выбран кабель витой пары категории 5E, изображение кабеля представлено на рисунке 4.

Рисунок 4 - Кабель

Диаметр выбранного кабеля 5 мм. Учитывая диаметр кабеля, можно найти площадь сечения:

мм2.

Максимальное число проводов в коридорных коробах равно 28.

Для обеспечения возможности расширения кабельной сети кабельные каналы проектируются с заполнением короба не более 50-60%. Это делается для того, чтобы при повороте канала под прямым углом провода не пришлось изламывать.

Площадь сечения коридорного короба вычисляется по формуле 6.1:

, (6.1)

где - количество кабелей, - площадь сечения кабеля.

Площадь магистрального кабель-канала так же рассчитаем по формуле 6.1. Результаты расчетов размера кабель-канала представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Расчет кабель-канала

Площадь магистрального кабель канала: 2292,79мм2.