Проектирование локальной вычислительной сети предприятия "Строительно-монтажный трест №16" города Новополоцка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

введение

Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений ( факсов, Е - Маil писем и прочего ) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных.

Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использования программ и баз данных несколькими пользователями.

Понятие локальная вычислительная сеть - ЛВС ( англ. LAN - Local Агеа Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети: разделение ресурсов, разделение данных, разделение программных средств, многопользовательский режим.

Целью дипломного проекта является проектирование локальной вычислительной сети предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка. Данное предприятие является главным государственным предприятием в городе Новополоцке по строительству жилья. «Строительно-монтажный трест №16» включает в себя подразделения: СУ-121, СУ-124, СУ-126, УМ-141, СУ-155 и завод КПД.

Организация общей локальной вычислительной сети предприятия «Строительно-монтажный трест №16», а не существования множества несвязанных сетей подразделений, крайне необходима. За счет следующих источников она позволит получить экономический эффект:

объединение всех бухгалтерий каждого подразделения в одну единую;

усовершенствование процесса управления предприятием, методом полного слежения за всеми действиями и изменениями в информационном потоке предприятия;

сокращение затрат времени на обмен информацией;

усовершенствование и улучшение процесса работы сотрудников путем внедрения новых информационных технологий;

снижение экономических затрат на обеспечение процесса работы сотрудников организации.

Проектирование локальной вычислительной сети предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка позволит решить следующие задачи:

а) возможность оперативного обмена информацией и сообщениями между всеми управлениями предприятия, включая руководство самого предприятия. Возможность проведения онлайн конференций между всеми сотрудниками и руководителями без отрыва от рабочего места;

б) создание общей бухгалтерии, которая будет находиться в одном месте, а не у каждого управления. Данная возможность позволит получить огромные преимущества: как экономические, так и преимущества в скорости оборота информации;

в) создание общих ресурсов:

1) файловое хранилище;

2) сетевые принтеры;

3) многофункциональные устройства;

4) сканеры;

г) создание общих сетевых информационных ресурсов (удобный доступ к необходимым специализированным программам или информации, избавляет от необходимости копировать нужную информацию на все компьютеры);

д) резервное копирование и хранение всех баз данных бухгалтерии централизовано, что снижает риск потери информации и является важным фактором для работы бухгалтерии;

е) обеспечение контроля и управления политиками доступа к глобальной сети Интернет и электронной почты;

ж) поддержка работы web-сайта предприятия.

Проанализировав все возможности, предоставляемые локальной вычислительной сетью в предприятии «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка можно отметить, что использование сетевых технологий крайне целесообразно и значительно упростит работу всех сотрудников, учитывая при этом получения значительного экономического эффекта.

1. Анализ исходных данных и разработка технического задания проекта локальной вычислительной сети

1.1 Анализ зданий объекта автоматизации

Объект автоматизации представляет собой три здания, два из которых, стоят друг к другу, а третье соединено с остальными переходными помещениями, которые располагаются на втором и третьем этаже второго здания. Так же анализ показал, что на первых этажах всех зданий нецелесообразна прокладка ЛВС из-за отсутствия необходимости в ней для сотрудников, которые работают там. Поэтому далее будем рассматривать только вторые и третьи этажи всех зданий.

На втором этаже первого здания расположены следующие помещения СУ-126:

комната мастеров;

бухгалтерия СУ-126;

отдел кадров СУ-126;

кабинет экономиста СУ-126;

производственно технический отдел СУ-126;

зал заседаний;

кабинет главного инженера СУ-126;

приемная;

кабинет начальника СУ-126;

кабинет диспетчера;

санузел.

На третьем этаже первого здания расположены следующие помещения УМ-141:

плановый отдел;

архив УМ-141;

отдел кадров УМ-141;

материальный отдел УМ-141;

производственно технический отдел УМ-141;

отдел заработной платы УМ-141;

кабинет главного бухгалтера УМ-141;

кабинет техники безопасности;

кабинет системного администратора;

зал заседаний;

кабинет главного инженера УМ-141;

приемная;

кабинет начальника УМ-141;

санузел.

На втором этаже второго здания расположены следующие помещения СУ-121:

комната мастеров;

бухгалтерия СУ-121;

отдел кадров СУ-121;

кабинет экономиста СУ-121;

производственно технический отдел СУ-121;

зал заседаний;

кабинет главного инженера СУ-121;

приемная;

кабинет начальника СУ-121;

кабинет диспетчера;

санузел.

На третьем этаже второго здания расположены следующие помещения СУ-125:

плановый отдел;

архив СУ-125;

отдел кадров СУ-125;

материальный отдел СУ-125;

производственно технический отдел СУ-125;

отдел заработной платы СУ-125;

кабинет главного бухгалтера СУ-125;

кабинет техники безопасности;

кабинет системного администратора;

зал заседаний;

кабинет главного инженера СУ-125;

приемная;

кабинет начальника СУ-125;

санузел.

На втором этаже третьего здания расположены следующие помещения:

архив главного управления;

отдел кадров главного управления;

материальный отдел главного управления;

производственно технический отдел главного управления;

отдел заработной платы главного управления;

кабинет системного администратора;

кабинет заместителя главного директора по идеологии и персоналу;

кабинет главного инженера;

приемная;

кабинет генерального директора;

санузел.

На третьем этаже третьего здания расположены следующие помещения:

актовый зал;

бухгалтерия главного управления;

кабинет главного бухгалтера;

отдел кадров главного управления;

плановый отдел главного управления;

комнаты отдыха;

архив;

санузел.

В приложениях А представлены планы вторых и третьих этажей первого, второго и третьего зданий предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка соответственно.

Проанализировав потребности и необходимости работников и управляющих предприятия было решено, что подключение пользователей сети необходимо обеспечить на скорости не менее 100 Мбит/с в режиме полного дуплекса, а на магистральных участках связи зданий до 1Гбит/с.

Связь между связующим активным оборудованием локальной вычислительной сети необходимо обеспечить на скорости не менее чем 1 Гбит/с.

Техническое задание представлено в приложении В.

1.2 Выбор топологии ЛВС

Так как одной из целей данного дипломного проекта является объединение всех управление в единую ЛВС, то можно сделать выводы существующая топология общей ЛВС представляет собой множество разрозненных, неупорядоченных сетей. Анализируя каждую отдельную ЛВС управлений можно сказать, что абсолютно все сети имеют смешанную топологию с низкой степенью надежности из-за проблемы неравномерного и непоследовательного наращивания сетей отдельных управлений.

Топология сети определяет структуру связей в ЛВС. Выбор той или иной топологии влияет:

- на состав необходимого сетевого оборудования;

- характеристики сетевого оборудования;

- возможности расширения сети;

- способ управления сетью.

Выбор топологии налагает ряд условий на проектирование сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия компьютеров, и эти методы оказывают большое влияние на параметры производительности локальной вычислительной сети. По своей работе ЛВС должна быть устроена надежно, чтобы при отказе работы одной из составляющих, это не привело к остановке деятельности всей системы. На общем фоне технических требований не должен остаться без внимания и экономический фактор. Также сеть должна быть расширяема.

Все проводные сети строятся на основе трех базовых топологий:

- шина;

- звезда;

- кольцо;

- дерево.

Ниже рассматриваются основные преимущества и недостатки представленных сетевых топологий.

Топология шина в основном реализуется на тонком коаксиальном кабеле с волновым сопротивлением 50 Ом. Сетевые адаптеры технологии Ethernet 10Base2. Ретрансляторы (повторители, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы) в данной топологии не используются. Сеть чаще всего является одноранговой и не имеет выделенного сервера. Обеспечивается совместная работа с одиночными документами, обмен сообщениями по ЛВС.

Достоинства:

- небольшое время монтажа сети;

- дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);

- простота настройки;

- выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.

Недостатки:

- любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети;

- сложная локализация неисправностей;

- с добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

Данная топология абсолютно не подходит из-за применения уже устаревших технологий и использования крайне медлительной среды передачи данных.

Топология кольцо основана на волоконно-оптическом кабеле или на витой паре. Чаще всего используются сетевые адаптеры технологии Token Ring. При организации сети используются повторители, а также специальный блок Multistation Access Unit. В данной сети имеется сервер, и каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая поступающие сигналы и передавая их следующему. Обеспечивается возможность совместного использования периферийных устройств. Обеспечиваются такие сервисы, как: организация коллективных работ в среде электронного документооборота.

Достоинства:

- простота установки;

- практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

- возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки:

- выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;

- сложность конфигурирования и настройки;

- сложность поиска неисправностей.

Данная топология обладает достаточными показателями скорости, однако сам принцип работы и недостаточная надежность позволяет сделать выбор не в пользу данной топологии. Стоит заметить, что реализация данной топологии в данном дипломном проекте так же невозможна из-за расположения и структуры зданий предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка.

Топология звезда наиболее распространенный вариант среди небольших и средних ЛВС. В качестве среды передачи данных используется витая пара категории 5е. Однако так же возможно использование волоконно-оптического кабеля. Сетевые адаптеры технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. При организации сети с данной топологией используются концентраторы. Сеть имеет клиент-серверную модель построения. Имеется возможность совместного использования периферийных устройств, путем подключения их непосредственно к сетевому кабелю через сетевую плату. Хорошо подходит для работы с электронной почтой, обработкой факсимильных сообщений, организацией коллективных работ в среде электронного документооборота, работа с БД с использованием специальных серверов.

Достоинства:

- выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

- хорошая масштабируемость сети;

- лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

- высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

- гибкие возможности администрирования.

Недостатки:

- выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

- для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

- конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Хорошо подходит для поставленных задач, однако чаще всего в чистом виде топологию типа звезда редко используют. Чаще всего применение осуществляется в комбинации с топологией дерево.

Топология дерево обычно реализуется на неэкранированной или экранированной витой паре. Используемые сетевые адаптеры - адаптеры технологий Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. При организации сети с данной топологией используются коммутаторы. Сеть реализует клиент-серверную архитектуру. Имеется возможность совместного использования периферийных устройств. Так же как и при топологии звезда хорошо подходит для работы с электронной почтой, обработкой факсимильных сообщений, организацией коллективных работ в среде электронного документооборота, работа с БД с использованием специальных серверов.

Данный вариант обладает следующими достоинствами:

- Высокая пропускная способность;

- Обладает иерархической структурой. Каждая станция обеспечивает непосредственное управление станциями, находящимися ниже в иерархии, что уменьшает нагрузку на центральную станцию;

- При построении используются коммутаторы. Данные передаются только в тот порт, на котором расположен получатель. Также сеть делится на отдельные разделяемые среды, повышая скорость работы сети в целом;

- Выход из строя одного узла или нескольких узлов не влияет на работоспособность остальной сети;

- Легкость включения в сеть новых узлов;

- Возможность использования в одной сети нескольких типов кабелей;

- Легкость создания подсетей путем установки дополнительного концентратора, подсоединения к нему машин и соединения концентраторов между собой.

Недостатки:

- Наличие на промежуточных узлах активных устройств, требующих индивидуального питания;

- Зависимость работоспособности сети от состояния концентраторов и коммутаторов;

- Более высокая стоимость по сравнению с шинной топологией.

Данная топология идеально подходит для предъявляемых задач по проектированию ЛВС предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка. Главным преимуществом является иерархичность. Именно это преимущество позволит четко и структурировано объединить все управления предприятия при этом сохранить все параметры скорости, надежности, удобного управления и администрирования.

Однако на практике часто встречаются довольно сложные комбинации, сочетающие свойства и характеристики нескольких топологий.

В таблице 1.1 представлены характеристики топологий проводной сети.

Таблица 1.1 - Сравнительный анализ топологий проводной сети

Топология Характеристики	Шина	Звезда	Кольцо	Дерево
Надежность	«1»	«3»	«2»	«3»
Производительность	«1»	«3»	«3»	«3»
Локализация неисправностей	«1»	«3»	«1»	«3»
Поведение системы при нагрузках	«1»	«3»	«2»	«3»
Обслуживание	«2»	«3»	«1»	«3»
Простота реализации	«3»	«2»	«1»	«2»
Масштабируемость	«1»	«2»	«1»	«3»

В таблице 1.1 представлены параметры и характеристики, по которым оцениваются достоинства и недостатки всех топологий. Оценка происходит по трех бальной шкале от меньшего бала как наихудшего к большему как наилучшему.

Проанализировав все достоинства и недостатки различных топологий можно сделать вывод: топология дерево применяется там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Это как раз относится к нашему варианту. Данная топология является достаточно экономичной в плане расходов. Она отвечает всем предъявленным к проектированию сети требованиям: высокая скорость и надежность, простота расширения, средняя стоимость, высокий уровень информационной безопасности. Таким образом, именно данный вариант топологии является оптимальным при проектировании предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка.

Выбранная топология представлена в приложении Г.

1.3 Выбор среды передачи данных

Анализ существующей среды передачи данных показал, что на данный момент во всех зданиях проложена кабельная ЛВС. Однако качество и рациональность выбора среды передачи данных не всегда верна и на некоторых участках устарела. Это связано с тем, что ЛВС прокладывалась не в один момент времени, а по мере необходимости объединения компьютеров в единое информационное пространство. Поэтому можно сделать вывод, что кабельная ЛВС устарела на физическом уровне, как физическая среда передачи сигналов, так и она не соответствует представляемым требованиям для работы предприятия.

При выборе среды передачи данных необходимо руководствоваться принципами действительной необходимости. Это означает, что не стоит подходить к выбору параметров «чем больше, тем лучше». Чаще всего данный принцип будет абсолютно не оправдан во всех аспектах - начиная от загруженности кабельной системы и заканчивая достаточно большими экономическими затратами. При выборе среды передачи данных был сделан упор на кабельную систему, так как при выборе беспроводной среды пришлось учитывать особенность технологии беспроводной передачи данных. Данная особенность заключаются в зональном распространение сигнала, то есть наличие среды передачи данных есть только там, где есть сигнал от передающего устройства. Из этого вытекают две сложности. Во-первых, особенность плана зданий предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка, заключается в том, что они достаточно узкие по ширине и длинные по длине. Это подразумевает установку дополнительного оборудования. Во вторых, обязательная закупка налагает дополнительные затраты и, соответственно, ставит крест на уже существующей инфраструктуре.

В таблице 1.2 приведен сравнительный анализ кабельных систем ЛВС.

Таблица 1.2 - Сравнительный анализ кабельных систем ЛВС

Среда передачи Характеристики	Витая пара UTP категории 5е	Витая пара S/FTP 6 категория	Волоконно-оптический кабель
Скорость передачи данных	100Мбит/с	1000Мбит/с	10Гбит/с
Помехозащищенность	30 дБ	до 60 дБ	-
Длина сегмента сети	100м	До 100м	от 1000 до 2000м
Волновое сопротивление	100 Ом	84 Ом	-
Полоса пропускания	100МГц	250МГц	от 1600МГц до 900ГГц

Из таблицы видно, что волоконно-оптический кабель обладает хорошими параметрами по всем пунктам, однако, как сказано было ранее, налагает финансовые проблемы с покупкой дополнительного оборудования и дальнейшего монтажа.

Основу всей кабельной ЛВС будут представлять неэкранированная витая пара категории 5е. Данная категория кабеля на данный момент распространена и идеально подходит для связи непосредственно между работниками управлений и локальными коммутаторами этих управлений. Кабель отвечает всем требованиям, в частности, так как данный кабель будет прокладываться в зданиях и лежать в кабель-каналах, то параметры помехозащищенности и устойчивость к воздействиям не критичны.

При выборе среды передачи данных для магистральной системы стоял выбор между витой парой и волоконно-оптическим кабелем. По экономическим причинам выбор был сделан в пользу витой пары. Учитывая предъявляемые требования к магистральному кабелю была выбрана витая пара категории 6. Главным фактором являлось, то что необходимо было максимально повысить безопасность данного кабеля, как против воздействий, так против помех. Если сравнить витую пару категории 5е и 6, то главным отличием будет большее количество витков скрутки каждой пары (более двух на каждый сантиметр пары). Так же наличием разделительной перегородки между парами. Все это позволит уменьшить помехи и увеличит прочность кабеля. В данном дипломном проекте будет использована фольгированная экранированная витая пара S/FTP. Это позволит намного повысить параметры защищенности для магистральной кабельной системы. Следует заметить, что скорость передачи данных в магистральной системе будет достигать 1 Гбит/с. Для передачи данных на данной скорости необходимо использовать все четыре пары и частота будет увеличена до 125 МГц. Из этого следует, что витая пара категории 6 больше подходит для передачи данных на данной скорости. Так же следует заметить, что витая пара категории 6 может передавать данные до 10 Гбит/сек на расстоянии до 50 метров. Данная возможность указывает на расширяемость пропускной способности.

1.4 Выбор технологии передачи данных

В настоящее время наиболее эффективными являются технологии Ethernet и FDDI. Однако на данном этапе технология Ethernet полностью вытиснила всех конкурентов. Поэтому при разработке проекта локальной вычислительной сети предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка будет использоваться технология Ethernet.

При выборе технологии передачи данных необходимо опираться выбранную среду передачи данных, так как это зависимые характеристики проектируемой локальной вычислительной сети. Каждая технология налагает определенные требования к устанавливаемому оборудованию и среде передачи данных.

При выборе среды передачи данных было решено, что основная часть кабельной системы будет представлять неэкранированная витая пара категории 5е. Данный тип кабеля характеризуется популярностью из-за дешевизны и распространенности в различных технологиях передачи данных. Поэтому большая часть сети будет построенная по технологии Fast Ethernet.

Fast Ethernet (100BASE-T) -- набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с. 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 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), который используется и в 10BaseT. Кроме того, Fast Ethernet может работать на кабелях нескольких типов, в том числе и на витой паре оптоволокне.

Главным коммерческим аргументом в пользу 100BaseT является то, что Fast Ethernet базируется на наследуемой технологии. Так как в Fast Ethernet используется тот же протокол передачи сообщений, что и в старых версиях Ethernet, а кабельные системы этих стандартов совместимы, для перехода к 100BaseT от 10BaseT требуются меньшие капитальные вложения, чем для установки других видов высокоскоростных сетей. Кроме того, поскольку 100BaseT представляет собой продолжение старого стандарта Ethernet, все инструментальные средства и процедуры анализа работы сети, а также все программное обеспечение, работающее на старых сетях Ethernet должны в данном стандарте сохранить работоспособность.

Главная практическая польза новой технологии это решение оставить протокол передачи сообщений без изменения. Протокол передачи сообщений, в нашем случае CSMA/CD, определяет способ, каким данные передаются по сети от одного узла к другому через кабельную систему. В модели ISO/OSI протокол CSMA/CD является частью уровня управления доступом к среде (Media Access Control, MAC). На этом уровне определяется формат, в котором информация передается по сети, и способ, каким сетевое устройство получает доступ к сети (или управление сетью) для передачи данных.

Название CSMA/CD можно разбить на две части: Carrier Sense Multiple Access и Collision Detection. Из первой части имени можно заключить, каким образом узел с сетевым адаптером определяет момент, когда ему следует послать сообщение. В соответствии с протоколом CSMA, сетевой узел вначале "слушает" сеть, чтобы определить, не передается ли в данный момент какое-либо другое сообщение. Если прослушивается несущий сигнал (carrier tone), значит в данный момент сеть занята другим сообщением - сетевой узел переходит в режим ожидания и пребывает в нем, пока сеть не освободится. Когда в сети наступает молчание, узел начинает передачу. Фактически данные посылаются всем узлам сети или сегмента, но принимаются лишь тем узлом, которому они адресованы.

Collision Detection - вторая часть имени - служит для разрешения ситуаций, когда два или более узла пытаются передавать сообщения одновременно. Согласно протоколу CSMA, каждый готовый к передаче узел должен вначале слушать сеть, чтобы определить, свободна ли она. Однако, если два узла слушают в одно и тоже время, оба они решат, что сеть свободна, и начнут передавать свои пакеты одновременно. В этой ситуации передаваемые данные накладываются друг на друга (сетевые инженеры называют это конфликтом), и ни одно из сообщений не доходит до пункта назначения. Collision Detection требует, чтобы узел прослушал сеть также и после передачи пакета. Если обнаруживается конфликт, то узел повторяет передачу через случайным образом выбранный промежуток времени и вновь проверяет, не произошел ли конфликт.

Стандарт определяет три модификации для обеспечения работы с разными видами кабелей Fast Ethernet: 100Base-TX, 100Base-T4, 100Base-FX, 100Base-SX, 100Base-BX, 100Base-LX. Модификации 100BaseTX и 100BaseT4 рассчитаны на витую пару, а 100BaseFX, 100Base-SX, 100Base-BX, 100Base-LX был разработан для оптического кабеля.

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.

Стандарт 100BaseT4 отличается более мягкими требованиями к используемому кабелю. Причиной тому то обстоятельство, что 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.

Преимущество 100BaseT4 заключается в менее жестких требованиях к проводке. Кабели Категорий 3 и 4 более распространены, и, кроме того, они существенно дешевле, нежели кабели Категории 5, о чем не следует забывать до начала монтажных работ. Недостатки же состоят в том, что для 100BaseT4 нужны все четыре пары и что полнодуплексный режим этим протоколом не поддерживается.

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.

Стандарт 100BASE-SX -- удешевленная альтернатива 100BASE-FX с использованием многомодового волокна, так как использует недорогую коротковолновую оптику. 100BASE-SX может работать на расстояниях до 300 метров (980 футов). 100BASE-SX использует ту же самую длину волны как и 10BASE-FL. В отличие от 100BASE-FX, это позволяет 100BASE-SX быть обратно-совместимым с 10BASE-FL. Благодаря использованию более коротких волн (850 нм) и небольшой дистанции, на которой он может работать, 100BASE-SX использует менее дорогие оптические компоненты (светодиоды (LED) вместо лазеров).

Стандарт 100BASE-BX -- вариант Fast Ethernet по одножильному волокну. Используется одномодовое волокно, наряду со специальным мультиплексором, который разбивает сигнал на передающие и принимающие волны.

Стандарт 100BASE-LX -- 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.

Стандарт 100BASE-LX WDM -- 100 Мбит/с Ethernet с помощью волоконно-оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну на длине волны 1310 нм и 1550 нм.

Теоретический предел диаметра сегмента сети Fast Ethernet составляет 250 метров; это всего лишь 10 процентов теоретического предела размера сети Ethernet (2500 метров). Данное ограничение проистекает из характера протокола CSMA/CD и скорости передачи 100Мбит/с.

Учитывая предъявляемые требования и задачи, а так же выбранную среду передачи данных, при проектирование ЛВС предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка будем использовать технологию Fast Ethernet стандарта 100Base-TX.

Применение более быстрой технологии передачи данных охарактеризовано тем, что более высокие уровни иерархии древовидно структуры сети предполагают большой объем передаваемой информации и как следствие необходимо более широкие каналы передачи данных. Для этого на магистральных участках локальной вычислительной сети будет использоваться технология Gigabit Ethernet. Данная технология будет использовать среду передачи данных, которая представляет собой фольгированную экранированную витую пару S/FTP категории 6.

Технология Gigabit Ethernet появилась вследствие возрастания информационных потоков возникла потребность в увеличении скорости передачи стандарта Ethernet. Так же как и предшественник данной технологии Fast Ethernet, Gigabit Ethernet сохранил метод доступа к среде передачи данных CSMA/CD, полудуплексный и полнодуплексный режимы работы, а также форматы кадров Ethernet.

Первой проблемой при реализации скорости 1 Гбит/с являлось обеспечение приемлемого диаметра сети. Минимальный размер кадра в сетях Ethernet и Fast Ethernet составляет 64 байта. При скорости передачи 1 Гбит/с этот размер кадра приводит к тому, что для надежного распознавания коллизий необходимо, чтобы максимальный диаметр сети (расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга компьютерами) составлял не более 20 м, что было бы мало полезным (успешное распознавание коллизий возможно только в том случае, если время между посылкой двух последовательных кадров минимальной длины больше, чем двойное время распространения сигнала между двумя максимально удаленными друг от друга узлами в сети). Поэтому, чтобы обеспечить максимальный диаметр сети в 200 м (два кабеля по 100 м и коммутатор), минимальная длина кадра в стандарте Gigabit Ethernet была увеличена до 512 байт.

Всего определяются четыре различных типа физических интерфейсов, которые отражены в спецификациях стандарта 802.3z (1000Base-X) и 802.3ab (1000Base-T).

Спецификация 802.3z (интерфейс 1000Base-X) 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. 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 (интерфейс 1000Base-T), определяет использование неэкранированной витой пары UTP категории 5 с максимальной длиной сегмента 100 метров. 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, следовательно, пропускная способность одной пары возрастает до 250 Мбит/с.

Таким образом, сохранив преемственность с предыдущими спецификациями, Gigabit Ethernet дает ряд потенциальных выгод. Наиболее очевидная из них заключается в том, что предприятия, имеющие локальные сети, базирующиеся на витой паре категории 5, смогут без особых усилий нарастить пропускную способность, используя уже существующие кабельные системы. Это потребует минимальных финансовых вливаний и трудозатрат. Технология передачи данных и протоколы нижних уровней остаются принципиально теми же, на которых строится существующая сетевая структура. Стандарт 1000Base-T поддерживает технологию автосогласования между устройствами, работающими на разных скоростях, - 100 или 1000 Мбит/с, что дает возможность поэтапного перехода к возможностям нового оборудования: пользователи могут продолжать пользоваться Fast Ethernet, а при возникновении необходимости перейти к гигабитным скоростям.

Поэтому при проектировании магистральных участков ЛВС предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка необходимо использовать технологию Gigabit Ethernet стандарта 1000Base-T, учитывая при этом высокие требования, предъявляемые к магистральным участкам ЛВС.

1.5 Используемое программное обеспечение

Одной из главных задач данного дипломного проектирования является объединения всех бухгалтерий методом создания единой информационной среды - ЛВС предприятия «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка. На данном предприятии используются пакет специализированных ПО для ведения бухгалтерии 1С 8.1 «Предприятие». Так же для обеспечения совместимости и поддержки архивных данных используются 1С 7.7 «Предприятие». После внедрения данного дипломного проект на предприятии «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка планируется осуществить переход на пакет специализированных ПО для ведения бухгалтерии 1С 8.2 «Предприятие».

1.6 Разработка вариантов конфигурации

В таблице 1.3 представлены варианты конфигураций локальной вычислительной сети.

Таблица 1.3 - Варианты конфигураций локальной вычислительной сети

№ варианта	Топология	Линия связи	Технология
Вариант 1	Дерево	Неэкранированная витая пара категории 5e	Fast Ethernet
Вариант 2	Дерево	Неэкранированная витая пара категории 5e	Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
Вариант 3	Дерево	Неэкранированная витая пара категории 5e, фольгированная экранированная витая пара категории 6	Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
Вариант 4	Дерево	Неэкранированная витая пара категории 5e, волоконно-оптический кабель	Fast Ethernet, Gigabit Ethernet

Проанализировав представленные варианты конфигураций, было решено при проектировании локальной вычислительной сети предприятии «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка использовать вариант 3.

Вариант 3 является оптимальным, так как при его реализации будут наименьшие денежные и трудовые затраты связанные с монтажом кабельной системы и докупкой дорогостоящего оборудования как с вариантом конфигурации №4. Однако в свою очередь данный вариант обладает чуть меньшей степенью надежности по сравнению с вариантом №4, но данный показатель компенсируется расширяемостью и большей совместимостью.

2. РАЗРАБОТКА ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

2.1 Разработка структурированной кабельной системы

2.1.1 Разработка подсистемы рабочего места

2.1.1.1 Анализ рабочих помещений предприятии «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка

Перед началом разработки структурированной кабельной связи необходимо рассмотреть планировку объекта, в котором будет прокладываться локальная вычислительная сеть, и определить в каких помещениях должны размещаться компьютеры, подключенные к сети. Планы этажей трех зданий представлены в приложении А. Изучив планировку и назначение помещений в предприятии «Строительно-монтажный трест №16» города Новополоцка, а также учитывая возможности, предоставляемые локальной вычислительной сетью, составим список тех помещений, в которых необходимо установить рабочие станции для доступа к ЛВС. К этим помещениям относятся:

все помещения директоров управлений, а так же кабинет генерального директора;

все кабинеты главных инженеров и заместителей генерального директора;

кабинеты главных бухгалтеров;

помещения бухгалтерий;

все помещения начальников и сотрудников отделов кадров;

все помещения экономистов;

все помещения расчетных отделов;

все материальные и производственно-технические отделы;

кабинеты охраны труда и техники безопасности;

диспетчерские.

2.1.1.2 Размещение рабочих мест

Размещение рабочих мест производилось в соответствии с учётом существующих норм и требований, изложенных в СанПин 9 - 131 РБ 2000:

пункт 5.4: площадь на одно рабочее место с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6,0м2, а объем не менее 20,0м3;

пункт 9.1.2: схемы размещения рабочих мест с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ должны учитывать расстояния между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), которое должно быть не менее 2,0м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2м;

пункт 9.2.2: модульными размерами рабочей поверхности стола для ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1000, 1200 и 1400мм, глубину 800 и 1000мм при нерегулируемой его высоте, равной 725мм.

На основании вышеизложенных норм и требований необходимо рассчитать максимально возможное количество рабочих мест для каждого помещения.

Расчёт производится по формуле:

, (2.1)

где S - площадь помещения, м2;

norma - норма рабочего пространства на одно рабочее место, м2.

Согласно СанПин 9 - 131 РБ 2000 norma будет принята равной 6м2.

Расчеты были произведены только для помещений, где необходимо установить рабочие станции. Так же были проанализированы требования и рекомендации руководства предприятия по размещению рабочих мест подключенных к локальной вычислительной сети.

Обозначение помещений будет проводиться в соответствии номером здания, этажа и номера помещения на этаже начиная с верхней левой части плана по часовой стрелке.

На основании расчета рабочих мест согласно формуле (2.1) было рассчитано количество максимально возможных рабочих мест и реальное количество необходимых рабочих мест.

В таблице 2.1 представлены полученные данные.

Таблица 2.1 - Расчет количества возможных рабочих мест

Номер помещения	Площадь, м2	Расчет количества мест	Количество возможных рабочих мест	Количество реальных рабочих мест
1.2.1	7,44	7,44/61,24	1	1
1.2.3	56,60	56,60/69,43	9	5
1.2.4	11,60	11,60/61,93	1	1
1.2.5	11,20	11,20/61,87	1	1
1.2.6	45,84	45,84/67,64	7	5
1.2.12	36,58	36,58/66,09	6	1
1.2.13	17,36	17,36/62,89	2	1
1.2.14	53,88	53,88/68,98	8	1
1.2.15	17,79	17,79/62,96	2	1
1.3.1	30,89	30,89/65,16	5	5
1.3.2	8,45	8,45/61,41	1	1
1.3.3	11,59	11,59/61,93	1	1
1.3.4	11,32	11,32/61,88	1	1
1.3.5	23,36	23,36/63,89	3	3
1.3.6	10,72	10,72/61,78	1	1
1.3.7	34,26	34,26/65,71	5	4
1.3.8	10,56	10,56/61,76	1	1
1.3.9	11,06	11,06/61,84	1	1
1.3.10	11,06	11,06/61,84	1	1
1.3.11	11,06	11,06/61,84	1	1
1.3.16	35,79	35,79/65,96	5	1
1.3.17	17,36	17,36/62,89	2	1
1.3.18	53,87	53,87/68,97	8	1
1.3.19	16,74	16,74/62,79	2	1
1.3.20	14,38	14,38/62,39	2	1
2.2.1	17,09	17,09/62,85	2	2
2.2.2	17,14	17,14/62,86	2	1
2.2.3	17,57	17,57/62,93	2	1
2.2.4	17,19	17,19/62,86	2	2
2.2.5	17,29	17,29/62,88	2	1
2.2.6	31,30	31,30/65,21	5	1
2.2.7	32,83	32,83/65,47	5	1
2.2.8	20,31	20,31/63,38	3	2
2.2.9	21,52	21,52/63,58	3	2
2.2.10	20,33	20,33/63,38	3	2
2.2.11	21,13	21,13/63,52	3	2
2.2.12	22,34	22,34/63,72	3	3
2.3.1	15,25	15,25/62,54	2	1
2.3.2	34,20	34,20/65,70	5	1
2.3.3	18,54	18,54/63,09	3	1
2.3.4	15,52	15,52/62,58	2	1
2.3.5	52,47	52,47/68,74	8	5
2.3.6	21,53	21,53/63,58	3	1
2.3.7	21,53	21,53/63,58	3	2
2.3.8	11,78	11,78/61,96	1	1
3.2.2	24,2	24,2/64,03	4	1
3.2.3	12,1	12,1/62,01	2	2
3.2.4	12,3	12,3/62,05	2	2
3.2.5	12,3	12,3/62,05	2	2
3.2.6	20,8	20,8/63,46	3	1
3.2.7	21,0	21,0/63,5	3	1
3.2.8	20,8	20,8/63,46	3	1
3.2.9	12,0	12,0/62	2	1
3.2.10	11,8	11,8/61,96	1	1
3.2.11	12,1	12,1/62,01	2	2
3.2.12	17,3	17,3/62,88	2	1
3.2.16	21,2	21,2/63,53	3	1
3.2.17	20,8	20,8/63,46	3	1
3.2.19	61,6	61,6/67,7	7	1
3.2.20	37,6	37,6/66,26	6	1
3.2.21	43,0	43,0/67,16	7	1
3.2.25	20,1	20,1/63,35	3	2
3.3.3	24,8	24,8/64,13	4	1
3.3.4	11,8	11,8/61,96	1	1
3.3.5	22,1	22,1/63,68	3	1
3.3.6	19,2	19,2/63,2	3	1
3.3.7	21,4	21,4/63,56	3	1
3.3.8	24,6	24,6/64,1	4	2
3.3.9	12,1	12,1/62,01	2	1
3.3.14	19,5	19,5/63,25	3	1
3.3.15	22,4	22,4/63,73	3	2
3.3.16	20,6	20,6/63,43	3	1
3.3.17	20,1	20,1/63,35	3	1
3.3.18	41,9	41,9/66,98	6	1
3.3.19	103,0	103,0/617,16	17	1

Сервер локальной вычислительной сети будет расположен на втором этаже третьего здания в помещении 3.2.12.

Планы расстановки рабочих мест представлены в приложении Б.

2.1.1.3 Установка информационных розеток

При проектировании сети было решено размещать розетки в соответствии с планом постановки мебели рекомендуемой СанПином, с учетом перестановки существующей и возможной, при необходимости, установки дополнительной мебели. Это позволит частично снизить длину, а и соответственно стоимость кабельной системы и также сократит время монтажа. Установка розетки будет проводиться с использованием декоративных коробов.

Розетки устанавливаются непосредственно под коробом. Благодаря этому они не будут слишком выделяться на поверхности стены, и иметь приятный эстетический вид. Короб располагается на высоте 600 мм от пола. ИР размещаются непосредственно рядом со столом, это обеспечивает отсутствие лишних выступающих проводов и возможности случайного их обрыва.

Информационные розетки размещаются гнездом вниз, для уменьшения попадания в них мусора и пыли.

Информационные розетки имеют разъем RJ-45 (категория 5е).

По результатам проведенных расчетов общее количество информационных розеток составляет 85. Все розетки являются двойными.

Схемы размещения информационных розеток представлены в приложении Б.

2.1.1.4 Оконечные шнуры (патч-корды) в помещениях для размещения пользователей

С помощью оконечных шнуров производится подключение компьютеров конечных пользователей к розеточным модулям ИР.

Расчет патч-кордов включает в себя:

определение количества шнуров;

обоснование выбора длины шнуров.

Общее количество патч-кордов будет соответствовать количеству информационных розеток, учитывая, что часть из них является двойными, оно составит 110 штуки.

Длины оконечных шнуров для подключения компьютерного оборудования выбираются в зависимости от размеров помещений. В относительно небольших помещениях (таких, как в рассматриваемых зданиях) достаточно шнуров одной длины порядка 2м. Ширина рабочей поверхности стола для установки персонального компьютера не превышает 1400мм. Тем самым использование шнуров указанной длины позволяет:

не ограничивать свободу перемещения системного блока и монитора по столу в соответствии возможной необходимостью;

достаточно эффективно препятствовать образованию петель, оказывающих отрицательное влияние на параметры пропускной способности канала;

обеспечивать заметное увеличение эксплуатационной надежности подсистемы рабочего места;

приятный эстетичный вид рабочего места.

Применение оконечных шнуров меньшей длины возможно, но в связи с представленными требованиями является нецелесообразным.

По результатам проведенного анализа по проектированию подсистемы рабочего места с учетом технологического запаса в 10% получены следующие сведения, представленные в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Перечень материалов для оборудования рабочего места

Наименование материала	Количество, шт.
1. Патч-корт UTP 5Е, длина - 2метра	121
2. Внешняя соединительная розетка RJ-45, категория 5е (двойная)	85

2.1.2 Разработка горизонтальной подсистемы

Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:

ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих между собой рабочие станции;

ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих рабочие станции с портом коммутатора;

ограничения на максимальный диаметр сети.

Исходя из выбранных ранее стандартов, максимальный диаметр сети составляет 200м. Длина кабелей не может превышать 100м:

6м - между коммутатором и патч-панелью;

90м - от кабельного шкафа до настенной розетки;

2м - между розеткой и настольным устройством.

2.1.2.1 Расчет длины кабеля

При расчете длины горизонтального кабеля учитывается следующее:

каждый розеточный модуль ИР связывается с коммутационным оборудованием в кроссовой каждого этажа одним кабелем;

кабели прокладываются по кабельным каналам в обязательном порядке прямолинейно или с поворотом под углом не более 90°.

Таким образом, в качестве достаточно эффективной оценки длины горизонтального кабеля можно использовать длину трассы его прокладки. Трасса рассмат...