Проектирование информационно-вычислительной сети виртуальной школы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование информационно-вычислительной сети виртуальной школы

Введение

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, сканеры, диски, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близко расположенными зданиями.

В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. 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. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.

Разделение локальных ресурсов каждого компьютера между всеми пользователями сети - основная цель создания вычислительной сети, позволяет использовать ресурсы, подключенные к данной сети, например, управлять периферийными устройствами, такими как принтера, модемы и т.п. Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей - файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т.п.

Сетевые службы всегда представляют собой распределенные программы. Распределенная программа - это программа, которая состоит из нескольких взаимодействующих частей, причем каждая часть, как правило, выполняется на отдельном компьютере сети. Сетевые службы относятся к системным распределенным программам. Однако в сети могут выполняться и распределенные пользовательские программы - приложения. Распределенное приложение также состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи. Например, одна часть приложения, выполняющаяся на компьютере пользователя, может поддерживать специализированный графический интерфейс, вторая - работать на мощном выделенном компьютере и заниматься статистической обработкой введенных пользователем данных, третья - заносить полученные результаты в базу данных на компьютере с установленной стандартной СУБД. Распределенные приложения в полной мере используют потенциальные возможности распределенной обработки, предоставляемые вычислительной сетью, и поэтому часто называются сетевыми приложениями.

1. Характеристика построения локально-вычислительных сетей и обзор технологий

1.1 Классификация локально-вычислительных сетей

Локальные сети обычно объединяют ряд компьютеров, работающих под управлением одной операционной системы.

Классификация локальных вычислительных сетей представлена на рис. 1.1. Локальные сети отделов используются для работы небольшой группы сотрудников предприятия (отдел кадров, бухгалтерия, отдел маркетинга).

Сети кампусов (college campus - университетский городок) могут занимать значительные территории и объединять много разнородных сетей.

Корпоративные сети - сети масштаба всего предприятия, корпорации могут охватывать большие территории, объединять филиалы, расположенные в разных странах.

В однородных сетях применяется однотипный состав программного и аппаратного обеспечения.

Различают одноранговые ЛВС и ЛВС на основе сервера.

В одноранговых сетях нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и единого устройства для хранения данных. Функции управления сетью распределены между станциями. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. На каждом компьютере должны быть установлены программные средства администрирования сетью. Каждая станция сети может быть как клиентом, так и сервером. Каждый компьютер, работающий в одноранговой сети, имеет свои собственные сетевые программные средства. Достоинства одноранговых сетей: низкая стоимость, высокая надежность. Недостатки одноранговых сетей: возможность подключения небольшого числа рабочих станций (не более 10), сложность управления сетью, трудности обновления и изменения программного обеспечения станций, сложность обеспечения защиты информации.

Рисунок 1.1 - Признаки классификации ЛВС

В серверных сетях один из компьютеров, который называют сервером, реализует процедуры, предназначенные для использования всеми рабочими станциями, управляет взаимодействием рабочих станций и выполняет ряд сервисных функций. В процессе обработки данных клиент формирует запрос на сервер для выполнения тех или иных процедур: чтение файла, поиск информации в базе данных, печать файла и т.п.

В качестве межсетевого интерфейса для соединения сетей между собой используются повторители, мосты, маршрутизаторы, шлюзы.

Повторители - устройства, которые усиливают электрические сигналы и обеспечивают сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большие расстояния.

Мосты - устройства, которые регулируют трафик между сетями, используют одинаковые протоколы передачи данных на сетевом и высших уровнях и выполняют фильтрацию информационных сообщений в соответствии с адресами получателей.

Маршрутизаторы - обеспечивают соединение логически не связанных сетей. Они анализируют сообщение, определяют его дальнейший наилучший путь, выполняют его некоторое протокольное преобразование для согласования и передачи в другую сеть, создают нужный логический канал и передают сообщение по назначению.

Шлюзы - устройства, позволяющие объединить вычислительные сети, использующие различные протоколы OSI на всех ее уровнях. Мосты, маршрутизаторы и шлюзы в локальной вычислительной сети - это, как правило, выделенные компьютеры со специальным программным обеспечением и дополнительной связной аппаратурой.

1.2 Существующие технологии построения локальных вычислительных сетей

На настоящий момент используются следующие стандарты построения локальных вычислительных сетей:

- Arcnet;

- Token Ring;

- Ethernet.

Arcnet - простая, недорогая, достаточно надежная и гибкая архитектура локальной сети. Она разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. В настоящее время основной разработчик и производитель оборудования для сетей Arcnet - корпорация SMC.

В сетях Arcnet в качестве каналов коммуникаций используются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконные линии. Скорость передачи данных - 2,5 Мб/с.

При создании сетей Arcnet используются топологические структуры «звезда» и «шина». Для управления процессом передачи данных применяется специальная маркерная шина (Token Bus).

Маркер на право передачи сообщения передается по очереди каждой станции сети, после того как предыдущая станция закончила передачу своей информации.

В сети Arcnet установлены следующие правила работы:

- все узлы сети могут передавать данные, только получив специальное разрешение на передачу - маркер;

- в каждый момент времени только одна рабочая станция обладает маркером;

- сообщения, циркулирующие в сети, доступны всем ее узлам.

Token Ring - технология построения локальных сетей, разработанная фирмой IBM.

Каналы передачи данных строятся на основе обычной или экранированной витой пары или оптоволокна. Скорость передачи данных - 4 Мб/с или 16 Мб/с.

Сети Token Ring строятся по топологии «кольцо».

Для управления правом передачи информации используется маркерное кольцо (Token Ring).

Маркер передается по циклу так, что в определенный промежуток времени правом передачи обладает определенный узел сети. В каждый момент времени такое право может быть только у одного узла сети.

Стандарт на технологию построения сетей Ethernet был разработан в конце 70_х годов компанией Xerox Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе этой спецификации институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.

Различия между этими стандартами незначительны.

Ethernet - строятся по топологии «шина». Стандартная скорость передачи данных - 10 Мб/с.

В сети этого типа должны соблюдаться следующие принципы работы:

- в каждый момент времени любая рабочая станция сети может начать передачу данных, т.е. все узлы сети равноправны;

- данные, передаваемые одной рабочей станцией, доступны всем остальным узлам сети;

каждый узел сети имеет свой уникальный адрес - номер Ethernet_карты; - информация передается кадрами; - в кадрах, циркулирующих в сети, указываются адреса отправителя и получателя, что позволяет каждому узлу сети выбирать из общего информационного потока только те данные, которые предназначены ему.

В сети Ethernet существует следующий механизм разрешения конфликтных ситуаций, которые возникают, когда сразу две рабочие станции пытаются передавать информацию. Такие ситуации выявляются с помощью специальных детекторов на Ethernet_карте. Конфликтующие кадры теряются в сети или запоминаются в памяти соответствующих карт. Каждая карта ждет в течение своего (случайным образом определенного) промежутка времени, а затем снова пытается «выбросить» кадр в сеть.

Около 80-90% сетей в России построено по технологии Ethernet (как правило, «тонкий» Ethernet). Однако применяются и другие технологии.

1.3 Постановка задачи

Ученики работают на 2-х этажах в зданиях школы. Основная работа - это работа с документами, таблицами, создание презентаций, работа с электронной почтой. Все ученики школы и преподаватели, кто-то больше, кто-то меньше, используют Интернет, т.е. всем им необходимо искать и просматривать в Интернете какую-то информацию.

В школе имеется следующие, расположение помещений: 14 кабинетов, 7 кабинетов на первом этаже и 7 кабинетов на втором этаже.

На каждом этаже оборудовано 2 кабинета с компьютерами. Планы помещений представлены на рис. 1.2 и рис. 1.3.

· Программное обеспечение, которое используется в компьютерных классах:

1. MS Word

2. MS Excel

3. TheBat! (почтовая программа)

4. Антивирус - Norton Antivirus

5. Интернет браузеры - Opera, FireFox, IE

6. Запись CD_дисков - Nero

7. Мультимедиа - MS Windows Media, WinAmp.

Рисунок 1.2 - План - схема первого этажа

Рисунок 1.3 - План - схема второго этажа

· Рабочие станции имеют следующее техническое обеспечение

1. CPU от PIII_733 до PIV_3.0.

2. RAM от 128 Мб до 512 Мб.

3. HDD от 20 Гб до 80 Гб.

4. Ethernet - Dlink DFE_550.

5. Видеокарты интегрированные с RAM от 32 Мб.

· Серверы (железо и что, на каком стоит)

6. CPU от PIII_733 до PIV_3.0.

7. RAM от 128 Мб до 512 Мб.

8. HDD от 20 Гб до 80 Гб.

9. Ethernet - Dlink DFE_550.

10. Видеокарты интегрированные с RAM от 32 Мб.

Задачей является прокладка ЛВС, позволяющей объединить в единую сеть данные компьютерные классы с выходом в Интернет.

Это позволить обеспечить более комфортное обучение учеников школы, а доступ в Интернет упрощает процесс обучения.

2. Проектирование информационно-вычислительной сети виртуальной школы

2.1 Обоснование выбора структуры сети

Физическая структура сети предусматривает выбор архитектурно-планировочных и технологических решений, и, в большинстве случаев, эти решения можно разбить на три типа:

· Решения для отдельно стоящих зданий рассматриваются при проектировании и внедрении структурированных кабельных систем (СКС).

· Территориальные решения; фактически это предоставление операторами связи различных каналов и подбор канального оборудования.

· Решения для группы зданий (кампусные / домашние сети) - это случай интеграции двух вышеперечисленных вариантов.

Из-за шумихи вокруг систем третьего и четвертого уровня можно легко забыть, что коммутация второго уровня никуда не исчезла, а устройства второго уровня далеко не устарели. На самом деле, они по-прежнему остаются весьма и весьма полезными на уровне рабочих групп и могут служить в качестве эффективных связующих звеньев между многосегментными рабочими группами и магистралями в крупных корпоративных сетях. Все зависит от таких факторов, как число пользователей и объем трафика. При правильной конфигурации сети вы вполне можете обходиться имеющимися устройствами второго уровня еще довольно долго.

При плохо спланированной сети увеличение пропускной способности или добавление оборудования вряд ли способно решить проблемы с перегрузками. В этом случае вам придется предпринять трудный, но необходимый шаг по перекройке всей инфраструктуры сети (или ее части). Если перегрузка происходит на уровне устройства, то обычно проблемным местом оказывается маршрутизатор, особенно если он уже достаточно старый, а ему приходится поддерживать множество правил и фильтров.

Однако замена устаревшего маршрутизатора на коммутатор далеко не всегда решает проблему. При отсутствии достаточной пропускной способности простое перекачивание битов в различные области сети вряд ли поможет. Однако коммутатор третьего уровня вполне может пригодиться, когда маршрутизатор не имеет достаточной вычислительной мощности для поддержки имеющейся у сети пропускной способности.

Одной из вероятных точек возникновения перегрузок является сервер. Например, у вас есть коммутируемая локальная сеть в архитектуре клиент-сервер с линиями к рабочим станциям Fast Ethernet и каналом 10 Мбит/с к серверу. Такая конфигурация способна привести к весьма серьезным заторам трафика. Тем не менее, вы можете предпринять ряд мер для предотвращения возникновения перегрузок в каналах к серверам. Устройства с поддержкой механизмов контроля потоков способны минимизировать различия в скоростях, а предоставление серверам выделенных высокоскоростных портов практически всегда позволяет повысить скорость работы с ними, когда канал к серверу на 10 Мбит/с оказывается узким местом.

В проектируемой сети школы имеет смысл использовать топологию «звезда», так как данная топология является на сегодняшней день самой распространенной в небольших офисных сетях и сетях среднего размера.

На рис. 2.1 и рис. 2.2 представлена схема сети с расположением рабочих мест соответственно первого и второго этажей.

Данная топология поддерживает сетевые архитектуры Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet, что делает сеть на ее основе не дорогой в плане подборки оборудования и кабелей относительно других топологий. Преимущества использования топологии «звезда»:

1. Гибкость сети, позволяющая со временем расширить число пользователей подключаемых к ЛВС, путем простого подключения кабеля удаленного компьютера к концентратору или коммутатору.

2. Выгодное (с точки зрения расширения числа подключаемых пользователей) централизованное расположение роутера, что позволит последовательно соединить узлы сети максимально компактно.

Рисунок 2.1 - План - схема первого этажа с расположением рабочих мест

Рисунок 2.2 - План - схема второго этажа с расположением рабочих мест

Соединение элементов устройств сетевой связи с компьютерами пользователей и другими сетевыми устройствами в проектируемой локальной сеть базируется на витой паре. Всего имеется 6 категорий кабеля с витой парой:

1 категория подходит только для передачи голосовых сообщений на скорости до 4 Мбит/сек.

2 категория подходит для передачи голоса и данных на скорости до 4 Мбит/сек.

3 категория подходит для передачи голоса и данных на скорости до 16 Мбит/сек. Используется в сетях Ethernet, Token Ring.

4 категория подходит для передачи данных на скорости до 20 Мбит/сек.

5 категория это улучшенная версия 3_ей категории. Подходит для передачи данных до 100 Мбит/сек. Используется в сетях Fast Ethernet\Gigabit Ethernet, Token Ring.

5+ категория подходит для передачи данных на скорости до 155 Мбит/сек. Используется в сетях ATM.

В проектируемой ЛВС завода будет оптимально использовать архитектуру Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с).

§ 1000BASE-T, IEEE 802.3ab - стандарт, использующий витую пару категорий 5e. В передаче данных участвуют 4 пары. Скорость передачи данных - 250 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM5, частота основной гармоники 62,5 МГц. Расстояние до 100 метров

§ 1000BASE-TX был создан Ассоциацией Телекоммуникационной Промышленности (англ. Telecommunications Industry Association, TIA) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA_854-2001)» (англ. «A Full Duplex Ethernet Specification for 1000 Mbis/s (1000BASE-TX) Operating Over Category 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA_854-2001)»). Стандарт, использует раздельную приёмо-передачу (по одной паре в каждом направлении), что существенно упрощает конструкцию приёмопередающих устройств. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX является отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена процессоров становится ниже, чем у процессоров стандарта 1000BASE-T. Но, как следствие, для стабильной работы по такой технологии требуется кабельная система высокого качества, поэтому 1000BASE-TX может использовать только кабель 6 категории. На основе данного стандарта практически не было создано продуктов, хотя 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем стандарт 1000BASE-T, и поэтому может использовать более простую электронику.

§ 1000BASE-X - общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками GBIC или SFP.

§ 1000BASE-SX, IEEE 802.3z - стандарт, использующий многомодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.

§ 1000BASE-LX, IEEE 802.3z - стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя зависит только от типа используемых приемопередатчиков и, как правило, составляет от 5^[3] до 50 километров.

§ 1000BASE-CX - стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий твинаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом (каждый из двух волноводов). Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.

1000BASE-LH (Long Haul) - стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

Характеристики Gigabit Ethernet и преимущества

§ Gigabit Ethernet - расширение стандартов 10Mbps (10BASE-T) Ethernet и 100Mbps (100BASE-TX) Fast Ethernet для вычислительных сетей. IEEE одобрил проект Gigabit Ethernet как IEEE 802.3z. Исходная спецификация Ethernet была определена как формат фрейма и поддержка протокола CSMA/CD, полный дуплекс, управление потоком и управление объектами, как определено стандартом IEEE 802.3. Gigabit Ethernet поддерживает все эти спецификации. В него также включены дополнительные особенности, которые обеспечивают достаточную производительность современным приложениям и сочетают возрастающую мощность серверов и рабочих станций.

§ Несмотря на то, что Gigabit Ethernet использует тот же формат кадров, тот же метод доступа к среде передачи CSMA/CD, те же механизмы контроля потоков и те же управляющие объекты, все же эта технология отличается от Fast Ethernet больше, чем Fast Ethernet от Ethernet.

§ Основные усилия рабочей группы IEEE 802.3z были направлены на определение физических стандартов для Gigabit Ethernet. За основу был взят стандарт ANSI X3T11 Fiber Channel, точнее, два его нижних подуровня: FC_0 (интерфейс и среда передачи) и FC_1 (кодирование и декодирование).

§ Спецификация Gigabit Ethernet изначально предусматривала три среды передачи: одномодовый и многомодовый оптический кабель с длинноволновыми лазерами 1000Base-LX для длинных магистралей для зданий и комплексов зданий, многомодовый оптический кабель с коротковолновыми лазерами 1000Base-SX для коротких недорогих магистралей, симметричный экранированный короткий 150_омный медный кабель 1000Base-CX для подключения оборудования в монтажных шкафах.

§ Однако в настоящее время четырехпарная 100_омная проводка Категории 5 является наиболее распространенной кабельной системой во всем мире. Учитывая это, в марте 1997 г. была создана рабочая группа, получившая наименование 803.2ab по разработке стандарта физического уровня 1000Base-T для четырехпарных кабелей с неэкранированными витыми парами Категории 5 длиной 100 м (т.е. для сетей с диаметром 200 м, как и в 100Base-T) и данный стандарт был принят в июне 1999 года.

Кабельная конфигурация для 1000Base-T

Физический уровень стандарта 1000BASE-T обеспечивает передачу сигнала 1 Гбит/с Ethernet по четырем парам UTP кабеля 5_й категории. Данные передаются со скоростью 125 Мбод, так же как и Fast Ethernet. Но, при использовании более сложного пятиуровневого (PAM_5) кодирования с четырьмя парами, можно передавать намного больше данных. Для этого каждая пара одновременно передает и принимает данные, по 250 Мбит/с (125 Мбод x 2 бита). Передача данных 250 Мбит/с по четырем парам обеспечивает номинальную скорость - 1000 Мбит/с.

Стандартные расстояния передачи данных для Гигабитных сетей по витой паре до 100 метров, или диаметром 200 метров. 100_метровое расстояние - безопасный предел для надежной передачи данных.

Полный Дуплекс и Управление потоком

В режиме полного дуплекса, Gigabit Ethernet использует тот же метод управления потоком данных, как и Fast Ethernet. Когда устройства передают и получают пакеты в режиме полного дуплекса, нет необходимости в обнаружении коллизий (CSMA/CD collision detection). Вместо этого используется методология управления потоком данных, чтобы избежать скопления пакетов и перегрузки сегмента сети. Для этого каждое устройство периодически посылает пакет, чтобы указать, что оно находится в режиме передачи и принимающее устройство должно находиться в режиме приема.

Тесты независимых лабораторий показали, что для сетей Gigabit Ethernet может быть получен почти теоретический максимум скорости передачи данных, а частота передачи битов ошибки (меньше чем один к десяти миллиардам) - такая же, как и для сетей Fast Ethernet. 1000BASE-T использует технику выравнивания DSP сигнала, чтобы решить проблемы шумов, эхо и других наводок и гарантировать номинальное количество ошибок. Gigabit Ethernet - высоконадежная технология, которая может применяться в сетях с повышенными требованиями к секретности передаваемых данных и надежности сетевых соединений.

Тестирование существующих кабелей для 1000Base-T

Существующая кабельная система 5_й категории должна соответствовать определенным характеристикам передачи сигнала прежде, чем она может быть использована для Gigabit Ethernet. Старая кабельная проводка, предназначенная для использования 1000BASE-T, должна быть протестирована на Far-end Crosstalk и Return Loss и исправлена в случае необходимости. Если кабельный тест не проходит, то проблема вероятнее всего в соединителях или патч-кордах, а не в горизонтальной кабельной проводке. Спецификация ANSTI/TIA/EIA TSB_95 (1998) определяет пять относительно простых способов для устранения несоответствий.

Параметры Far-end Crosstalk и Return Loss не были определены в стандартах 1995 года, поскольку в то время им не придавалось должного значения. Но в последствии было определено, что они могут существенно затрагивать сигналы для 100BASE-TX и 1000BASE-T, даже если это воздействие незначительно для 10BASE-T.

Return Loss: этот параметр определяет уровень сигнала, который отражается обратно к передатчику из-за несоответствия импеданса линии, причиной которого могут быть соединители. Кабельные системы 5_й категории, установленные до выхода спецификации ANSI/TIA/EIA569_A в 1995 году могут содержать пассивное оборудование, которое не соответствует стандарту.

Far-end Crosstalk: этот параметр определяет уровень шумов витой пары на дальнем конце от передатчика-то есть около приемника. Crosstalk вызван сигналами, которые появляются вследствие наводок от смежных пар. Этот параметр измеряется в каждой паре как Equal Level Far-end Crosstalk (ELFEXT), или как Power Sum ELFEXT (PSELFEXT), как сумма всех шумов от всех смежных пар.

Преимущества Gigabit Ethernet

Развертывание ресурсоемких прикладных программ, вероятно, будет расти на всех уровнях предприятий в течение обозримого будущего. В то же время, сетевые администраторы часто будут сталкиваться с бюджетными проблемами, которые не позволяют обновить сетевую инфраструктуру для повышения производительности на всех уровнях. Решение достаточно прозрачно: развитие сетевой инфраструктуры с поддержкой 100/1000BASE-T uplinks, позволяет добавлять Гигабитную инфраструктуру постепенно, по мере необходимости. Ряд сетевых продуктов может использоваться в сетях 100Мбит/с или 1000 Мбит/с. Gigabit Ethernet по витой паре - решение, которое позволяет сетевым администраторам быстро и эффективно увеличить быстродействие сети, используя уже установленные кабельные системы 5_й категории.

Для прокладывания сети нам понадобиться витая пара 5е, т.к. обжатие кабеля подходит как для 100 так и для 1000mb.

Первое требование - сетевой контроллер. Лучше всего, если каждый компьютер в сети будет оснащён гигабитным сетевым адаптером (отдельным или интегрированным на материнскую плату). Это требование удовлетворить проще всего, поскольку большинство производителей материнских плат пару последних лет интегрируют гигабитные сетевые контроллеры.

Второе требование - сетевая карта тоже должна поддерживать 1 Гбит/с. Есть распространённое заблуждение, что для гигабитных сетей требуется кабель категории 5e, но на самом деле даже старый кабель Cat 5 поддерживает 1 Гбит/с. Впрочем, кабели Cat 5e обладают лучшими характеристиками поэтому они будут более оптимальным решением для гигабитных сетей, особенно если длина у кабелей будет приличная. Впрочем, кабели Cat 5e сегодня всё равно самые дешёвые, поскольку старый стандарт Cat 5 уже устарел. Новые и более дорогие кабели Cat 6 обладают ещё лучшими характеристиками для гигабитных сетей.

Третий и, наверное, самый дорогой компонент в гигабитной сети - это концентратор / коммутатор с поддержкой 1 Гбит/с. Конечно, лучше использовать коммутатор (возможно, в паре с маршрутизатором), поскольку концентратор или хаб - не самое интеллектуальное устройство, просто транслирующее все сетевые данные по всем доступным портам, что приводит к появлению большого числа коллизий и замедляет производительность сети. Если вам нужна высокая производительность, то без гигабитного коммутатора не обойтись, поскольку он перенаправляет сетевые данные только на нужный порт, что эффективно увеличивает скорость работы сети по с равнению с концентратором. Маршрутизатор обычно содержит встроенный коммутатор (с несколькими портами LAN), а также позволяет подключать вашу домашнюю сеть к Интернету. Большинство домашних пользователей понимают преимущества маршрутизатора, поэтому гигабитный маршрутизатор - вариант вполне привлекательный. Таким образом, общая схема сети представлена на рис. 2.3.

Рисунок 2.3 - Общая схема проектируемой сети

Этаж 1

Кабинет 3 - 7 компьютеров (коммутатор 8 портов)

Кабинет 7 - 12 компьютеров (коммутатор 16 портов)

Этаж 2

Кабинет 9 - 10 компьютеров (коммутатор 16 портов).

Кабинет 11 - 10 компьютеров (коммутатор 16 портов).

2.2 Обоснование выбора сетевого оборудования и программного обеспечения

Оборудование D-Link.

Корпорация D-Link основана в 1986 г. в Научном Парке Шинчу (Тайвань). Компания D-Link является всемирно известным разработчиком и производителем сетевого и коммуникационного оборудования и предлагает широкий набор решений для:

· создания локальных сетей Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet,

· построения беспроводных сетей и организации широкополосного доступа,

· передачи изображений и голоса по IP (VoIP),

· проведения видеоконференций.

87 региональных офисов компании D-Link осуществляют продажу и поддержку оборудования на территории более чем 100 стран мира. В компании работает более 1600 сотрудников. Годовой оборот превышает $728 миллионов долларов. Согласно ряду исследований потребительского сектора рынка сетевого оборудования, проведенных аналитической компанией Synergy Research Group, D-Link занимает первое место в мире по объему продаж оборудования в этом секторе. По данным Synergy Research Group, в первом квартале 2004 года компания D-Link продала более 8 миллионов сетевых устройств, что почти в два раза превосходит количество устройств, проданных ее ближайшим конкурентом.

Сетевая карта D-Link DGE_528Т

Она полностью соответствует спецификациям IEEE 802.3 и поддерживает скорость обмена от 100 до 1000 Мбит/с, что дает возможность работы как с гигабитными, так и традиционными сетями Ethernet.

Наличие стандартного интерфейса GMII/MII позволяет применять стандартные устройства связи с физическим уровнем (PHY), а интерфейс TBI (Ten-Bit Interface) обеспечивает универсальность БИС, давая возможность ее применения для построения адаптеров, работающих с оптоволоконным кабелем.

Контроллер PCI разработан в соответствии со спецификациями ACPI v1.0, PC 97, PC 98 и PC 99; PCI Power Management Specification v1 и OnNow.

Согласно спецификации Wake on LAN (WOL) осуществляется управление при помощи магических пакетов, адресованных пакетов, ARP_пакетов и изменения состояния кабеля (Phy status change).

Управление потоком происходит по спецификации 802.3x (полный дуплекс), включая автоматическую передачу пакетов «Пауза» при переполнении буферной памяти, а аппаратный подсчет контрольных сумм IPv.4, пакетов IP, TCP и UDP снижает нагрузку на центральный процессор.

Поддерживается приоритезация по спецификациям 802.1p и 802.1q в направлениях как на прием, так и на передачу.

Обеспечивается сбор статистики согласно спецификациям RFC 1213 (MIB II), RFC 1398 (Ether-like MIB), IEEE 802.3 LME, в результате чего снижается загрузка центрального процессора задачами управления и мониторинга.

Имеется внутренний буфер размером 16 Кбайт для передаваемых и 32 Кбайт для принимаемых пакетов. Поддерживается прием и передача гигантских пакетов (Jumbo packets).

Загрузка конфигурации адаптера происходит по последовательному интерфейсу из EEPROM при включении или перезапуске компьютера.

Связь с физическим уровнем осуществляется при помощи БИС 88E1000 Alaska производства фирмы Marvell (http://www.marvell.com/), снабженной радиатором.

БИС 88E1000 представляет собой полнофункциональный приемопередатчик физического уровня (PHY) и может осуществлять взаимодействие с сетями, построенными на базе протоколов 10Base-T, 100Base-TX и 1000Base-T. Она способна работать как по интерфейсу IEEE 802.u MII, так и по IEEE 802.3z GMII. При этом обеспечиваются функция Auto-Negotiation и автоконфигурирование MDI/MDIX на любой скорости обмена.

Состояние адаптера отображается при помощи четырех светодиодных индикаторов: Link/Activity, Full Duplex, 1000 Mbps и 100 Mbps. Первый из них горит при наличии связи с коммутатором и мигает при приеме / передаче данных, второй загорается при наличии полнодуплексного соединения, два последних показывают скорость работы.

Интенсивность исходящего трафика слабо зависит от размера запроса и колеблется от 160 до 300 Мбит/с. Интенсивность входящего трафика определяется размером запроса. При размере запроса до 8 Кбайт/с трафик возрастает пропорционально размеру запроса, после чего насыщается на уровне 700 Мбит/с. Для исходящего и входящего трафиков утилизация процессора приблизительно одинакова и экспоненциально уменьшается по мере роста размера запроса, насыщаясь приблизительно на уровне 30%.

Учитывая, что пропускная способность адаптера для входящего трафика значительно выше, чем для исходящего, данный адаптер более целесообразно использовать в тех сетевых сегментах, где основной трафик направлен на сервер со стороны клиентов.

Максимальная пропускная способность адаптера D-Link DGE_550T (Мбит/с)

Коммутатор D-link DES_1016

Серия коммутаторов DES_1016 EasySmart объединяют полный набор настраиваемых функций, обеспечивающих лучшую производительность и масштабируемость. Линейка коммутаторов EasySmart представлена моделями DES_1016 с 16 портами 10/100 Мбит/с, DES_1008F с 8 портами 10/100 Мбит/с и DES_1016 с 16 портами 10/100 Мбит/с и 2 гигабитными комбо-портами. Коммутаторы помогают пользователям легко и быстро развернуть сеть благодаря простому управлению с помощью утилиты SmartConsole или через Web_интерфейс. Коммутатор серии DES_1210 представляет собой законченное и недорогое решение для сетей малого и среднего бизнеса (SMB). DES_1210 является подходящим решением для развертывания сетей предприятий, например, для филиалов и помещений для деловых встреч, где требуется простое управление.

Программное обеспечение Windows:

Windows Server 2003 - для серверных машин

Windows XP/7 - для рабочих компьютеров

Программное обеспечение семейства windows является наиболее распространённым и удобным в использование, так же имеет большую популярность и доступность на российском рынке ОС.

2.3 Расчёт стоимости сетевого, программного обеспечения и материалов использованного в проектировании информационной сети

На основе проведенного выбора сетевого и программного обеспечения в п. 2.3 для организации ЛВС с выходом в Интернет проведем расчет затрат на ее построение.

Компьютеры, установленные в школе были приобретены ранее, поэтому в стоимость они не входят.

сеть локальный программный оборудование

Таблица 2.1 - Затраты на организацию ЛВС

Наименование	Количество	Цена
D-link DES_1016	3	3489 рублей
DES_1008F	4	6323 рублей
Витая пара бухта 402 метра	3	8000 рублей
Всего:		17812 рублей

Размещено на Allbest.ru

...