Проектирование локально вычислительной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение "Санкт-Петербургский технический колледж управления и коммерции"

ОТДЕЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По учебной дисциплине МДК 01.01 Организация, принципы построения и функции КС

На тему Проектирование локально вычислительной сети

Санкт-Петербург

2017



Содержание

Техническое задание

Введение

1. Общая часть

2. Специальная часть

2.1 Выбор топологии сети

2.2 Среда передачи

2.3 Выбор кабеля

2.4 Выбор аппаратного обеспечения

2.5 Выбор программного обеспечения

2.6 Расчет необходимого количества оборудования

Заключение

Приложения



Техническое задание

В качестве объекта для проектирования компьютерной сети была создана собственная модель двухэтажного здания.

План этажей в приложении 1.

Нужно расположить на каждом этаже по 30 компьютеров в 5 кабинетах

Стены и потолки сделаны из бетона.

Для прокладки кабеля использованы кабель-каналы.

Расстояние между рабочими станциями не должно превышать 3 м. Расстояние между кабинетами не должно превышать 20 м.



Введение

сеть программный кабель локальный

Локальные вычислительные Сети (ЛВС) стали такими же стандартными объектами повседневной жизни, как и обычная электрическая сеть. Локальная сеть (LAN, Local Area Network) - это компьютерная сеть, позволяющая многим ПК (фирмам, квартирам, зданиям, регионам) подсоединяться к сети интернет посредством общей точки допуска. Общими точками допуска могут быть модемы, маршрутизаторы, коммутаторы, сетевые адаптеры. В соответствии с этим, местная линия способен являться выстроена согласно технологические процессы Ethernet (проводной доступ в Сеть интернет) либо Wi-Fi, Bluetooth, GPRS (беспроводный доступ).

Подключение к сети интернет посредством локальной сети комфортно для членов сети, по этой причине данная методика имеет огромное продвижение в Российской федерации и других государствах. В особенности распространены локальные сети в мегаполисах с огромным количеством жителей. Локальные сети зачастую используют предприимчивые операторы и частные лица, организовывая большие и маленькие локальные сети. Подобная линия способна включать в себя, как и ряд квартир в 1 здании, так и быть проложенной в целом городе с десятками и сотнями зданий. На это влияют мощности точки доступа и количество пользователей.

С помощью оптоволокна, кабельного модема или линии1 DSL происходит подключение к интернету на нашу точку доступа. Данное подключение дает возможность получить довольно хорошую скорость и устойчивость связи, необходимые для формирования локальной сети. Так как в подобных сетях скорость раздачи весьма значима, в особенности в случае если число пользователей сети больше десяти и даже больше ста. Конечной целью создания локальной сети на предприятии или в организации является повышение эффективности работы вычислительной системы и пользователей сети в целом.

За правильным функционированием ЛВС следят сетевые администраторы. Непосредственно они и настраивают спецоборудование, определяют нужные обновления и установку нового ПО, наблюдают за устойчивостью локальной сети. При организации малых локальных сетей в небольшой фирме сетевым администратором может выступать доброволец, который сможет построить, установить и обслуживать малые ЛВС. Однако в больших локальных сетях, проложенных Интернет-провайдером, обязательно имеется должность «сетевой администратор».

Еще одной уникальной чертой локальных сетей считается применение единого внешнего IP-адреса с целью подключения к сети интернет. Т.е. внешний IP-адрес, неповторимый, обладает только лишь место допуска, внутри сети любой пользователь обладает собственный внутренним IP-адресом. В зоне локальной сети внутренние IP-адреса кроме того неповторимы, однако в разных локальных сетях они смогут повторяться. Данное никак не препятствует стандартной работе, так как внутренние адреса никак не фиксируются в сети интернет и никак не доступа в Глобальную Сеть. Вследствие такого рода схемы экономятся и IP-адреса, с какими в наш период жизни млн. пользователей сети интернет возникли трудности.

На сегодняшний день трудно представить работу современного офиса без локальной вычислительной сети. Без общей информационной сети не может обойтись ни одна организация.

Объект исследования: Компьютерные сети и их проектирование

Предмет исследования: Проект ЛВС организации

Цель исследования: Спроектировать ЛВС для здания предприятия

Задачи исследования:

1)анализ специальной и технической литературы

2)создание плана разработки сети

3)проектирование сети

4)подсчёт стоимости оборудования

Гипотеза исследования: Если не нагромождать оборудования в малое пространство, в дальнейшем будет легче обслуживание сети.

Методы исследования: Анализ, моделирование, проектирование.

Теоретическая и практическая значимость исследования:

Экспериментальное исследование, позволяющее собраться информацию о происходящем ходе вычислительного процесса, практичном использовании оборудования, уровне потребности пользователей системы и в дальнейшем по итогам обработки полученных данных сделать вывод о качестве проектных решений, а также подумать о дальнейших модернизациях системы.



1. Общая часть

Информативная работа выступает в нынешних критериях равно как 1 из основных условий функционирования и формирования предприятия.

Необходимость использования индивидуальной вычислительной техники с целью своевременной работы компании дает возможность ему регулировать все без исключения основные проблемы и лучше организовывать собственную работу. Применение вычислительных и информационных систем непосредственно в работе компании может обеспечивать удобное хранение, обработку и использование сферы деятельности компании.

Широкий и регулярно растущий перечень ЛВС, сетевые программные продукты и технологии, взваливают на пользователя непростую проблему подбора необходимой системы из всего количества существующих.

В этом ряду особое место занимают компьютеры и другое электронное оборудование, связанное с их использованием в качестве инструмента для делопроизводства и рационализации управленческого труда. Их использование в качестве информационных машин, что, хотя и не соответствует их названию, но в последнее время становится основным видом их применения, позволяет сократить время, требуемое на подготовку конкретных маркетинговых и производственных проектов, уменьшить непроизводительные затраты при их реализации, исключить возможность появления ошибок в подготовке бухгалтерской, технологической и других видов документации, что дает коммерческой компании прямой экономический эффект.



2. Специальная часть

2.1 Выбор топологии

В локально вычислительной сети все рабочие станции и сетевое оборудование необходимо соединять между собой. При внедрении в ЛВС файл-сервера, его необходимо также подключать к ЛВС.

1.Шина(Рис 1). Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию -- шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать -- только тогда, когда шина свободна. Данные (сигналы) передаются компьютером на шину. Каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация, и принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует. Если компьютеры расположены близко друг друга, то организация КС с шинной топологией недорога и проста -- необходимо просто проложить кабель от одного компьютера к другому. Затухание сигнала с увеличением расстояния ограничивает длину шины и, следовательно, число компьютеров, подключенных к ней. Если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения (конфликта, коллизии). В шине всегда реализуется режим так называемого полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно). Шина самой своей структурой допускает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, -- последовательно -- потому что линия связи единственная. В противном случае пакеты передаваемой информации будут искажаться в результате взаимного наложения (то есть произойдет конфликт, коллизия). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена: данные могут передаваться в обоих направлениях, но лишь в различные моменты времени, а не одновременно (то есть последовательно, а не параллельно). Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями. Важное преимущество шины состоит в том, что при отказе любого из компьютеров сети, исправные машины смогут нормально продолжать обмен.

Рисунок 1. Топология Шина

Проблемы шинной топологи возникают, когда происходит разрыв в любой точке; сетевой адаптер одного из компьютеров выходит из строя и начинает передавать на шину сигналы с помехами.

2.Кольцо(Рис 2). Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном направлении. Каждый узел помимо всего прочего реализует функции ретранслятора. Он принимает и передает сообщения, а воспринимает только обращенные к нему. Используя кольцевую топологию, можно присоединить к сети большое количество узлов, решив проблемы помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла.

Недостатки кольцевой организации: разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети; время передачи сообщения определяется временем последовательного срабатывания каждого узла, находящегося между отправителем и получателем сообщения; из-за прохождения данных через каждый узел существует возможность непреднамеренного искажения информации.

Рисунок 2. Топология Кольцо

Подключение новых абонентов в «кольцо» обычно совсем безболезненно, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае топологии «шина», максимальное количество абонентов в кольце может быть достаточно большое (1000 и больше). Кольцевая топология обычно является самой стойкой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками переданной по сети информации, потому что в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент

3. Звезда -- это единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные абоненты. Обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он, как правило, заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии всех абонентов (как в шине) в данном случае говорить не приходится. Обычно центральный компьютер самый мощный, именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано.

Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера или его сетевого оборудования никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной. В связи с этим должны приниматься специальные меры по повышению надежности центрального компьютера и его сетевой аппаратуры.

Проблема затухания сигналов в линии связи также решается в звезде проще, чем в случае шины, ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Предельная длина сети с топологией звезда может быть вдвое больше, чем в шине, так как каждый из кабелей, соединяющий центр с периферийным абонентом, может иметь длину Lпр.

Рисунок 3. Топология Звезда



Серьезный недостаток топологии звезда состоит в жестком ограничении количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8--16 периферийных абонентов. В этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, но за ними оно просто невозможно. В звезде допустимо подключение вместо периферийного еще одного центрального абонента (в результате получается топология из нескольких соединенных между собой звезд)

В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство -- концентратор или, как его еще называют, хаб (hub), которое выполняет ту же функцию, что и репитер, то есть восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их во все другие линии связи.

2.2 Среда передачи

Средой передачи информации называются те линии связи (или каналы связи), по которым производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются проводные или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроводные сети, которые сейчас находят все более широкое применение, особенно в портативных компьютерах.

Информация в локальных сетях чаще всего передается в последовательном коде, то есть бит за битом. Такая передача медленнее и сложнее, чем при использовании параллельного кода. Однако надо учитывать то, что при более быстрой параллельной передаче (по нескольким кабелям одновременно) увеличивается количество соединительных кабелей в число раз, равное количеству разрядов параллельного кода (например, в 8 раз при 8-разрядном коде). Это совсем не мелочь, как может показаться на первый взгляд. При значительных расстояниях между абонентами сети стоимость кабеля вполне сравнима со стоимостью компьютеров и даже может превосходить ее. К тому же проложить один кабель (реже два разнонаправленных) гораздо проще, чем 8, 16 или 32. Значительно дешевле обойдется также поиск повреждений и ремонт кабеля.

Но это еще не все. Передача на большие расстояния при любом типе кабеля требует сложной передающей и приемной аппаратуры, так как при этом необходимо формировать мощный сигнал на передающем конце и детектировать слабый сигнал на приемном конце. При последовательной передаче для этого требуется всего один передатчик и один приемник. При параллельной же количество требуемых передатчиков и приемников возрастает пропорционально разрядности используемого параллельного кода. В связи с этим, даже если разрабатывается сеть незначительной длины (порядка десятка метров) чаще всего выбирают последовательную передачу.

К тому же при параллельной передаче чрезвычайно важно, чтобы длины отдельных кабелей были точно равны друг другу. Иначе в результате прохождения по кабелям разной длины между сигналами на приемном конце образуется временной сдвиг, который может привести к сбоям в работе или даже к полной неработоспособности сети. Например, при скорости передачи 100 Мбит/с и длительности бита 10 нс этот временной сдвиг не должен превышать 5--10 нс. Такую величину сдвига дает разница в длинах кабелей в 1--2 метра. При длине кабеля 1000 метров это составляет 0,1--0,2%.

Надо отметить, что в некоторых высокоскоростных локальных сетях все-таки используют параллельную передачу по 2--4 кабелям, что позволяет при заданной скорости передачи применять более дешевые кабели с меньшей полосой пропускания. Но допустимая длина кабелей при этом не превышает сотни метров. Примером может служить сегмент 100BASET4 сети Fast Ethernet.

Промышленностью выпускается огромное количество типов кабелей, например, только одна крупнейшая кабельная компания Belden предлагает более 2000 их наименований. Но все кабели можно разделить на три большие группы:

* электрические (медные) кабели на основе витых пар проводов (twistedpair), которые делятся на экранированные (shieldedtwistedpair, STP) и неэкранированные (unshieldedtwistedpair, UTP);

* электрические (медные) коаксиальные кабели (coaxialcable);

* оптоволоконные кабели (fiberoptic).

Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при выборе надо учитывать, как особенности решаемой задачи, так и особенности конкретной сети, в том числе и используемую топологию.

Можно выделить следующие основные параметры кабелей, принципиально важные для использования в локальных сетях:

* Полоса пропускания кабеля (частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем) и затухание сигнала в кабеле. Два этих параметра тесно связаны между собой, так как с ростом частоты сигнала растет затухание сигнала. Надо выбирать кабель, который на заданной частоте сигнала имеет приемлемое затухание. Или же надо выбирать частоту сигнала, на которой затухание еще приемлемо. Затухание измеряется в децибелах и пропорционально длине кабеля.

* Помехозащищенность кабеля и обеспечиваемая им секретность передачи информации. Эти два взаимосвязанных параметра показывают, как кабель взаимодействует с окружающей средой, то есть, как он реагирует на внешние помехи, и насколько просто прослушать информацию, передаваемую по кабелю.

* Скорость распространения сигнала по кабелю или, обратный параметр - задержка сигнала на метр длины кабеля. Этот параметр имеет принципиальное значение при выборе длины сети. Типичные величины скорости распространения сигнала - от 0,6 до 0,8 от скорости распространения света в вакууме. Соответственно типичные величины задержек - от 4 до 5 нс/м.

* Для электрических кабелей очень важна величина волнового сопротивления кабеля. Волновое сопротивление важно учитывать при согласовании кабеля для предотвращения отражения сигнала от концов кабеля. Волновое сопротивление зависит от формы и взаиморасположения проводников, от технологии изготовления и материала диэлектрика кабеля. Типичные значения волнового сопротивления - от 50 до 150 Ом.

В настоящее время действуют следующие стандарты на кабели:

* EIA/TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) - американский;

* ISO/IEC IS 11801 (Generic cabling for customer premises) -международный;

* CENELEC EN 50173 (Generic cabling systems) - европейский.

Эти стандарты описывают практически одинаковые кабельные системы, но отличаются терминологией и нормами на параметры. В данном курсе предлагается придерживаться терминологии стандарта EIA/TIA 568.

В данной ситуации среда передачи данных выбран кабельный канал связи.

2.3 Выбор кабеля

Коаксиальные кабели

Коаксиальный кабель представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального провода и металлической оплетки, разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку.

Коаксиальный кабель до недавнего времени был распространен наиболее широко, что связано с его высокой помехозащищенностью (благодаря металлической оплетке), а также более высокими, чем в случае витой пары, допустимыми скоростями передачи данных (до 500 Мбит/с) и большими допустимыми расстояниями передачи (до километра и выше). К нему труднее механически подключиться для несанкционированного прослушивания сети, он также дает заметно меньше электромагнитных излучений вовне. Однако монтаж и ремонт коаксиального кабеля существенно сложнее, чем витой пары, а стоимость его выше (он дороже примерно в 1,5-3 раза по сравнению с кабелем на основе витых пар). Сложнее и установка разъемов на концах кабеля. Поэтому его сейчас применяют реже, чем витую пару.

Основное применение коаксиальный кабель находит в локальных компьютерных сетях с топологией типа «шина». При этом на концах кабеля обязательно должны устанавливаться терминаторы для предотвращения внутренних отражений сигнала, причем один (и только один!) из терминаторов должен быть заземлен. Без заземления металлическая оплетка не защищает сеть от внешних электромагнитных помех и не снижает излучение передаваемой по сети информации во внешнюю среду. Но при заземлении оплетки в двух или более точках из строя может выйти не только сетевое оборудование, но и компьютеры. Терминаторы должны быть обязательно согласованы с кабелем, то есть их сопротивление должно быть равно волновому сопротивлению кабеля. Например, если используется 50-омный кабель, для него подходят только 50-омные терминаторы.

Реже коаксиальные кабели применяются в сетях с топологией «звезда» и «пассивная звезда» (например, в сети Arcnet). В этом случае проблема согласования существенно упрощается, так как внешних терминаторов на свободных концах не требуется.

Волновое сопротивление кабеля указывается в сопроводительной документации. Чаще всего в локальных сетях применяются 50-омные (например, RG-58, RG-11) и 93-омные кабели (например, RG-62). 75-омные кабели, распространенные в телевизионной технике, в локальных сетях не используются. Вообще, марок коаксиального кабеля значительно меньше, чем кабелей на основе витых пар. Он не считается особо перспективным.

Существует два основных типа коаксиального кабеля:

Тонкий кабель, имеющий диаметр около 0.5 см, более гибкий;

Толстый кабель, имеющий диаметр около 1 см, значительно более жесткий. Он представляет собой классический вариант коаксиального кабеля, который уже почти полностью вытеснен более современным тонким кабелем.

Тонкий кабель используется для передачи на меньшие расстояния, чем толстый, так как в нем сигнал затухает сильнее. Зато с тонким кабелем гораздо удобнее работать: его можно оперативно проложить к каждому компьютеру, а толстый требует жесткой фиксации на стене помещения. Подключение к тонкому кабелю (с помощью разъемов BNC байонетного типа) проще и не требует дополнительного оборудования, а для подключения к толстому кабелю надо использовать специальные довольно дорогие устройства, прокалывающие его оболочки и устанавливающие контакт как с центральной жилой, так и с экраном. Толстый кабель примерно вдвое дороже, чем тонкий. Поэтому тонкий кабель применяется гораздо чаще.

Как и в случае витых пар, важным параметром коаксиального кабеля является тип его внешней оболочки. Точно так же в данном случае применяются как non-plenum (PVC), так и plenum кабели. Естественно, тефлоновый кабель дороже поливинилхлоридного. Обычно тип оболочки можно отличить по ее окраске (например, для кабеля PVC фирма Belden использует желтый цвет, а для тефлонового - оранжевый).

Типичные величины задержки распространения сигнала в коаксиальном кабеле составляют для тонкого кабеля около 5 нс/м, а для толстого - около 4,5 нс/м.

Существуют варианты коаксиального кабеля с двойным экраном (один экран расположен внутри другого и отделен от него дополнительным слоем изоляции). Такие кабели имеют лучшую помехозащищенность и защиту от прослушивания, но они немного дороже обычных.

Витая пара

Витые пары проводов используются в дешевых и сегодня, пожалуй, самых популярных кабелях. Кабель на основе витых пар представляет собой несколько пар скрученных попарно изолированных медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке. Он довольно гибкий и удобный для прокладки. Скручивание проводов позволяет свести к минимуму индуктивные наводки кабелей друг на друга и снизить влияние переходных процессов.

Обычно в кабель входит две или 4 витые пары.

Неэкранированные витые пары характеризуются слабой защищенностью от внешних электромагнитных помех, а также от подслушивания, которое может осуществляться с целью, например, промышленного шпионажа. Причем перехват передаваемой по сети информации возможен как с помощью контактного метода (например, посредством двух иголок, воткнутых в кабель), так и с помощью бесконтактного метода, сводящегося к радиоперехвату излучаемых кабелем электромагнитных полей.

Причем действие помех и величина излучения во вне увеличивается с ростом длины кабеля. Для устранения этих недостатков применяется экранирование кабелей.

В случае экранированной витой пары STP каждая из витых пар помещается в металлическую оплетку-экран для уменьшения излучений ка-беля, защиты от внешних электромагнитных помех и снижения взаимного влияния пар проводов друг на друга (crosstalk- перекрестные наводки). Для того чтобы экран защищал от помех, он должен быть обязательно заземлен. Естественно, экранированная витая пара заметно дороже, чем не-экранированная. Ее использование требует специальных экранированных разъемов. Поэтому встречается она значительно реже, чем неэкранированная витая пара.

Основные достоинства неэкранированных витых пар - простота монтажа разъемов на концах кабеля, а также ремонта любых повреждений по сравнению с другими типами кабеля. Все остальные характеристики у них хуже, чем у других кабелей. Например, при заданной скорости передачи затухание сигнала (уменьшение его уровня по мере прохождения по кабелю) у них больше, чем у коаксиальных кабелей. Если учесть еще низкую помехозащищенность, то понятно, почему линии связи на основе витых пар, как правило, довольно короткие (обычно в пределах 100 метров). В настоящее время витая пара используется для передачи информации на скоростях до 1000 Мбит/с, хотя технические проблемы, возникающие при таких скоростях, крайне сложны. Согласно стандарту EIA/TIA 568, существуют пять основных и две дополнительные категории кабелей на основе неэкранированной витой пары (UTP):

* Кабель категории 1 - это обычный телефонный кабель (пары проводов не витые), по которому можно передавать только речь. Этот тип кабеля имеет большой разброс параметров (волнового сопротивления, полосы пропускания, перекрестных наводок).

* Кабель категории 2 - это кабель из витых пар для передачи данных в полосе частот до 1 МГц. Кабель не тестируется на уровень перекрестных наводок. В настоящее время он используется очень редко. Стандарт EIA/TIA 568 не различает кабели категорий 1 и 2.

* Кабель категории 3 - это кабель для передачи данных в полосе частот до 16 МГц, состоящий из витых пар с девятью витками проводов на метр длины. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Это самый простой тип кабелей, рекомендованный стандартом для локальных сетей.

* Кабель категории 4 - это кабель, передающий данные в полосе частот до 20 МГц. Используется редко, так как не слишком заметно отличается от категории 3. Стандартом рекомендуется вместо кабеля категории 3 переходить сразу на кабель категории 5. Кабель категории 4 тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Кабель был создан для работы в сетях по стандарту IEEE 802.5.

* Кабель категории 5 - в настоящее время самый совершенный кабель, рассчитанный на передачу данных в полосе частот до 100 МГц. Состоит из витых пар, имеющих не менее 27 витков на метр длины (8 витков на фут). Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Рекомендуется применять его в современных высокоскоростных сетях типа Fast Ethernet и TPFDDI. Кабель категории 5 примерно на 30--50% дороже, чем кабель категории 3.

* Кабель категории 6 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 200 (или 250) МГц.

* Кабель категории 7 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 600 МГц.

Согласно стандарту EIA/TIA 568, полное волновое сопротивление наиболее совершенных кабелей категорий 3, 4 и 5 должно составлять 100 Ом 15% в частотном диапазоне от 1 МГц до максимальной частоты кабеля. Требования не очень жесткие: величина волнового сопротивления может находиться в диапазоне от 85 до 115 Ом. Здесь же следует отметить, что волновое сопротивление экранированной витой пары STP по стандарту должно быть равным 150 Ом 15%. Для согласования сопротивлений кабеля и оборудования в случае их несовпадения применяют согласующие трансформаторы (Balun). Существует также экранированная витая пара с волновым сопротивлением 100 Ом, но используется она довольно редко. Второй важнейший параметр, задаваемый стандартом, - это максимальное затухание сигнала, передаваемого по кабелю, на разных частотах.

Оптоволоконные кабели

Оптоволоконный кабель (Рис 4) (он же волоконно-оптический) - это принципиально иной тип кабеля по сравнению с другими типами электрических или медных кабелей. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае мы имеем дело с режимом так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам этот сигнал принципиально не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как это требует нарушения целостности кабеля. Теоретически воз¬можная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, что несравнимо выше, чем у любых электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля. Однако в данном случае необходимо применение специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет около 5 Дб/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, он просто не имеет конкурентов.

Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки. Самый главный из них - высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа.

Хотя оптоволоконные кабели и допускают разветвление сигналов (для этого выпускаются специальные разветвители на 2-8 каналов), как правило, их используют для передачи. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети.

Оптоволоконный кабель менее прочен, чем электрический, и менее гибкий (типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10-20 см). Чувствителен он и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. В настоящее время выпускаются оптические кабели из радиационно стойкого стекла (стоят они, естественно, дороже).

Оптоволоконные кабели чувствительны также к механическим воздействиям (удары, ультразвук) - так называемый микрофонный эффект. Для его уменьшения используют мягкие звукопоглощающие оболочки.

Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией «звезда» и «кольцо». Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели всех типов или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.

Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:

Многомодовый, или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;

Одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие характеристики.

Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле:

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень не значительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не слишком долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным благодаря своим прекрасным характеристикам.



.

Рисунок 4 Оптоволоконный кабель

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается. Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки - 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм. Допустимая длина кабеля достигает 2-5 км. В настоящее время многомодовый кабель - основной тип оптоволоконного кабеля, так как он дешевле и доступнее. Задержка распространения сигнала в оптоволоконном кабеле не сильно отличается от задержки в электрических кабелях. Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м



2.4 Выбор аппаратного обеспечения

Выбор аппаратного обеспечения важен в проектировании ЛВС. Необходимо смотреть какие нужны кабеля, совпадение разъемов, правильный подбор сетевого оборудования и т.д. Если один из параметров не будет совпадать, процентная возможность реализация ЛВС будет снижена до нуля. Важно соблюдать технику безопасности и все ГОСТы, указанные в нормативных документах. Правильный выбор аппаратного обеспечения может облегчить установку и наладку ЛВС в дальнейшем и уменьшить количество нужного программного обеспечения для сетевых устройств (серверов, персональных компьютеров и коммутаторов). Пассивное сетевое оборудование, которое тоже входит в аппаратное обеспечение, в большинстве нужно брать с запасом, потому что в процессе установки и монтажа могут произойти разные обстоятельства и может понадобиться больше, чем было посчитано.

Сервер

SuperMicro SYS-6028R-TT (Рис. 5) предназначен как на малое кол-во объема работ, так и на большое. При дальнейшем расширении компании и ЛВС в частности не придется менять сервер.

Рисунок 5. SuperMicro SYS-6028R-TT

Сервер SuperMicro SYS-6028R-TT

Характеристики:

Разъем процессора: Dual socket R3 LGA 2011

Поддержка процессоров: Intel Xeon E5-2600 v3/v4 family

Чипсет: Intel C612

Память: 16 слотов 288-pin DDR4 2400/2133/1866/1600 MHz ECC, поддержка до 2 Тб (LRDIMM), 512 Гб (RDIMM)

Видео: ASPEED AST2400 BMC

Разъем PCI-E 3.0: три слота х16 (Low-profile), три слота x8 (Low-profile)

SATA III: 6+2+2 портов

Сетевой контролер: Intel® X540 Dual Port 10Gbase-T, Realtek RTL8201N PHY Порты: USB 2.0/3.0, RJ45, VGA, COM, SuperDOM

Корпус: 2U

Мощность блока питания: 650 Вт

Габариты: 490х89х680 мм

Для данного сервера необходимо подобрать внутренние комплектующие: 2 процессора, оперативная память, жесткий диск и внешнее: монитор, клавиатура. Монитор, клавиатуру и мышь не обязательно брать сильно дорогую, т.к. они будут использоваться только для работы с сервером

Процессор

Рисунок 6. Xeon E5 2600

Xeon E5 2670 (Рис 6)

Характеристики:

Socket: LGA2011

Количество ядер: 8

Частота процессора: 2600 МГц

Объем кэша L1: 64 Кб

Объем кэша L2: 2048 Кб

Объем кэша L3: 20480 Кб

Оперативная память

Рисунок 7.KINGMAX DDR4

KINGMAX DDR4 -- 4Гб (Рис 7)

Характеристики:

Форм-фактор DIMM

Тип памяти DDR4

Количество контактов 288-pin

Объем 4096 Мб

Скорость 2133МГц

Жесткий диск



Рисунок 8.TOSHIBA P300

TOSHIBA P300 HDWD110UZSVA (Рис 8)

Характеристики:

Тип жесткого диска: HDD

Форм-фактор: 3.5 «

Объем накопителя: 1 Тб

Интерфейс: SATA III

Буферная память: 64 Мб

Скорость вращения шпинделя: 7200 об/мин

Серверный шкаф

Рисунок 9.Шкаф настенный 19», 22U, Cabeus

Шкаф настенный 19", 22U, Cabeus (Рис 9)

Характеристики:

Высота в юнитах: 22 U

Высота шкафа: 1166 мм

Ширина шкафа: 600 мм

Глубина шкафа: 450 мм

Вес: 36 кг

Объем упаковки: 0,293 м3

Допустимая нагрузка: 60 кг

Боковые панели: съемные

Тип рамы: разборная

Передняя дверь: стеклянная

Цвет: серый

Покрытие: порошковая эмаль

Степень защиты: IP41

Толщина стали, мм: монтажный профиль 2.0мм, несущая конструкция 1.5мм, остальное 1.2мм

Бренд: Cabeus

Источник бесперебойного питания

Рисунок 10.APC Back-UPS Pro BR1200G-RS

APC Back-UPS Pro BR1200G-RS, 1200ВA (Рис 10)

Характеристики:

Мощность 720 Вт

Мощность 1200 ВA

Входные параметры

Входное напряжение 176 -- 294 В

Частота входного напряжения 50 -- 60 Гц

Напряжение при питании от батареи 230 В

Время переключения на батареи 10 мс

Автоматический регулятор напряжения есть

Стабилизатор выходного напряжения есть

Интерфейс RS-232 есть

КПД 89 %

Количество аккумуляторов 2

Напряжение 12 В

Емкость 9 А/ч

Время батарейной поддержки 5 мин

Время заряда, около 8 ч

Горячая замена возможна

Цвет корпуса черный

Размеры (ШхГхВ) 112 х 382 х 301 мм

Монитор



Рисунок 11.AOC Value Line e970Swn

AOC Value Line e970Swn (Рис 11)

Характеристики:

Размер экрана: 18.5 «

Разрешение экрана: 1366Ч768

Соотношение сторон экрана: 16:9

Тип матрицы: TN+film

Статическая контрастность: 700:1

Динамическая контрастность: 20000000:1

Яркость экрана: 200 кд/м2

Время отклика: 5 мс

Углы обзора (при CR>10): 90° по горизонтали, 65° по вертикали

Шаг пикселов: 0.3Ч0.3 мм

Тип блока питания: внутренний

Энергопотребление: 15 Вт

Комплект (клавиатура + мышь)



Рисунок 12.Комплект (клавиатура + мышь) RAPOO N1850

RAPOO N1850 (Рис 12)

Характеристики:

Интерфейс подключения: USB

Тип соединения: проводной

Длина провода клавиатуры: 1.5 м

Длина провода мыши: 1.5 м

Клавиатура

Дизайн клавиш: квадратные

Цвет английских букв: белый

Цвет русских букв: белый

Защита от попадания жидкостей: есть

Мышь

Тип мыши: оптическая

Разрешение сенсора: 1000 dpi

Количество кнопок мыши: 2

Колесо прокрутки: есть

Дизайн мыши: для правой и левой руки

Коммутатор

Сетевой коммутатор (жарг. Свитч от англ. Switch -- переключатель) -- устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения остальных коммутаторов был выбран HPE 1920-24G, JG924A(Рис 13)

Рисунок 13.HPE 1920-24G, JG924A

Коммутатор HPE 1920-24G, JG924A

Характеристики:

Тип: управляемый

Порты 10-100-1000Base-T (Gigabit Ethernet): 24 шт.

Порты SFP: 4

WEB-интерфейс управления: есть

Размеры: 440Ч173 Ч 44мм

Количество WAN портов - 1 порт

Протоколы Ethernet: IEEE 802.3a, IEEE 802.3ab, IEEE 802.3u

Тип кабеля: витая пара

Поддержка Ipv6: ЕСТЬ

Для соединения рабочих станций в каждом кабинете был выбран коммутатор TP-LINK TL-SG1016D(Рис.14)

Рисунок 14.TP-LINK TL-SG1016D

Коммутатор TP-LINK TL-SG1016D

Характеристики:

Тип: неуправляемый

Порты 10-100-1000Base-T (Gigabit Ethernet): 16 шт.

Протоколы Ethernet: IEEE 802.3a, IEEE 802.3ab, IEEE 802.3u

Размеры: 294Ч180 Ч 44мм

Кабель

Был выбран кабель типа «витая пара» размерами 40х25, категории 5е(Рис.15)

Рисунок 15.Витая пара

Коннектор

Наилучшим и универсальным вариантом коннектора является RJ-45(Рис.16)



Рисунок 16. Коннектор RJ-45

Компьютеры

Для рабочих станций были выбраны моноблоки IRU Office H2103(Рис.17). Данный моноблок отвечает требованиям сотрудников компании, прост в эксплуатации и размещении.

Рисунок 17. IRU Office H2103

Компьютер IRU Office H2103

Характеристики:

Процессор: Intel Celeron J3355

Процессор, частота: 2.0 ГГц (2.5 ГГц, в режиме Turbo)

Количество ядер: 2

Оперативной памяти: 16 Гб

Графика: Intel HD Graphics 500

Жесткий диск: 500 Гб, 5400 об/мин, SATA

Тип кабельной сети (разъем RJ-45) Gigabit Ethernet

Операционная система Windows 10 Home

Тип блока питания внутренний

Блок питания 200 Вт

Размеры корпуса (ШхВхГ) 510 х 391 х 75 мм

2.5 Выбор программного обеспечения

Для реализации работы сервера необходимо подобрать к нему ОС. В данном проекте выбрана Microsoft Windows Server 2008. Рассмотрим основные функции и возможности данной операционной системы.

Windows Server 2008 является многозадачной операционной системой, способной централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. Некоторые из ролей сервера:

Лаборатория Касперского Антивирус Касперского для Windows FileServers и WindowsWorkstations будет использована в роли програмного обеспечения по защите от вирусов.

Так же будет использована Kaspersky Anti-Spam для предотвращения попадания спам пользователям корпоративной почты. Данная программа отфильтровывает нежелательные почтовые сообщения в процессе приема электронной почты по протоколу SMTP, т. е. до того, как они будут доставлены в почтовый ящик конечного получателя.

Существует два варианта управления коммутатором: через веб интерфейс и с командной строки. Обычно веб интерфейс администраторы закрывают для доступа в целях безопасности. Брандмауэр-это комплекс аппаратных и программных средств в компьютерной сети, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов в соответствии с заданными правилами.

2.6 Расчет необходимого количества оборудования

Наименование	количество	Цена за шт/м руб.	Сумма, руб.
SuperMicro SYS-6028R-TT	1	85 540	85 540
Xeon E5 2670	2	5 400	10 800
KINGMAX DDR4-4Гб	8	1 910	15 280
TOSHIBA P300 HDWD110UZSVA	1	2 790	2 790
Шкаф настенный 19", 22U, Cabeus	1	17 150	17 150
APC Back-UPS Pro BR1200G-RS	1	19 560	19 560
AOC Value Line e970Swn	1	3 860	3 860
RAPOO N1850	61	960	58 560
Коммутатор HPE 1920-24G, JG924A	1	15 210	15 210
TP-LINK TL-SG1016D	10	3 090	30 900
Коннектор RJ-45	200	3,3	660
IRU Office H2103	60	25 890	1 553 400
Витая Пара	4	1 699	6 796
Итого			1 820 506

Затраты на проектирование были выполнены в двух миллионный бюджет. Остаток был потрачен на работы по установке оборудования и уборке мусора.



Заключение

В данном курсовом проекте целью является проектирование локальной вычислительной сети с применением структурированной кабельной системы.

При проектировании были учтены и выполнены все требования, указанные в техническом задании. Все работы были выполнены в срок и не было лишних затрат.

В пункте расчета необходимого количества оборудования приведены данные и расчеты используемого оборудования. Были учтены все правила техники безопасности.

В ходе проекта теорема была доказана.



Список литературы

1. Ватаманюк А.И. «Создание, обслуживание и администрирование сетей». Питер, 2014г. Кенин А.В.622 стр.

2. Джесси Рассел «Шина (топология КС)» VSD 2013 73 стр.

3. Иванов Г. Принципы, технологии, протоколы. Питер, 2013. 571 стр.

4. Исаченко О.В. «Программное обеспечение компьютерных сетей» Инфра-М 2017г. 117 стр.

5. Олифер В. «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы» Питер 2016 г. 992 стр.

6. Палмер М. «Проектирование и внедрение компьютерных сетей» БХВ-Петербург 2014г. 752 стр.

7. Таненбаум Э.С. «Компьютерные сети» Питер 2017г. 960 .стр.

8. Хант К. «TCP/IP: Сетевое администрирование: Для системных администраторов UNIX» Символ-Плюс 2013г. 816 стр.

9. Интернет источиники:

10. www.citilink.ru (поиск и цены на оборудование)

11. https://ru.wikipedia.org/wiki/Windows_Server_2008

12. http://tagline.ru/server-operating-systems-rating/

13. http://shkafi-stoiki.com/product/shkaf-nastennyj-19-22u-sh-05f-22u6045/#prettyPhoto

14. http://www.super-micro.ru/product/platformy-supermicro-sys-6028r-tt-g204587

15. https://ark.intel.com/ru/products/64595/Intel-Xeon-Processor-E5-2670-20M-Cache-2_60-GHz-8_00-GTs-Intel-QPI

16. https://www.citilink.ru/catalog/computers_and_notebooks/powersafe/ups/



Приложение

Размеры здания 25*15 метров

Рисунок 18 Этаж 1 с планировкой кабеля

Рисунок 19 Этаж 2 с планировкой

Нормоконтороль

Тема

Студент_гр._9КС 31

№ п/п	Объект	Параметры	Соответствует+, Не соответствует-	Примечание
1.	Наименование темы работы	Соответствует утвержденной приказом
2.	Размер шрифта	14
3.	Название шрифта	Nimes New Roman
4.	Междустрочный интервал	Полуторный
5.	Абзац	1,25
6.		Левое - 3, верхнее, нижнее - 2, правое - 1
7.	Объем без приложения	35-45
8.	Нумерация страниц	Сквозная, в нижнем правом углу страницы
9.	Последовательность	Титульный лист. Содержание. Задание на выполнение курсовой работы. Введение. Основная часть. Заключение. Список использованных источников. Приложения
10.	Оформление структурных частей работы	Каждая структурная часть начинается с новой страницы. Наименования приводятся с абзаца с прописной (заглавной буквы). Точка в конце наименования не ставится
11.	Состав списка использованных источников	Не менее 15 источников
12.	Наличие приложений	Обязательно
13.	Оформление содержания (оглавления)	Содержание (оглавление) включает в себя заголовки всех разделов, глав, параграфов, приложений, с указанием страниц начала каждой части



Курсовая работа допускается к защите после устранения выявленных несоответствий.

Руководитель проекта __Лазуткина Наталья Сергеевна_______________________

Фамилия, имя, отчество Подпись

Консультант проекта

Размещено на Allbest.ru

...