Сравнительный анализ принципов проектирования проводной и беспроводной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дагестанский государственный университет народного хозяйства

Кафедра «Информационные технологии и информационная безопасность»

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ВСС и ТК»

ТЕМА: «Сравнительный анализ принципов проектирования проводной и беспроводной сети»

РУКОВОДИТЕЛЬ Тагиев Рамидин Хейрудинович

ВЫПОЛНИЛ Тулпаров Арслан Баймурзаевич



Содержание

Введение

§1. Обзор структурированной кабельной системы

§2. Выбор передающей среды

§3. Сравнительный анализ проектирования проводной и беспроводной сети

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Результатом эволюции компьютерных технологий явились вычислительные сети. В настоящее время использование вычислительных сетей даёт предприятию многочисленные возможности. Конечной целью использования вычислительных сетей на предприятии является повышение эффективности его работы, которое может выражаться различными факторами: увеличении прибыли предприятия, повышение качества работы сотрудников, эффективное взаимодействие различных отделов предприятия как внутри отдельно взятого магазина, так и между торговыми точками.

Долгое время для организации локальной сети использовались проводные линии связи между отдельными узлами. Обладая многочисленными достоинствами, проводные технологии не могут полностью удовлетворить потребности крупной организации. Удаленность рабочих мест более чем на 100 м, сложность прокладки кабеля, многоэтажность здания, железобетонные перекрытия этажей - все эти факторы делают непригодным использование универсальной витой пары. На помощь приходят беспроводные сети (Wireless Local Area Network, WLAN), использующие для передачи информации радиоволны. Wi-Fi (это аббревиатура от Wireless Fidelity)- это один из форматов передачи цифровых данных по радиоканалам, стандарт IEEE 802.11.

Для предприятия выбор технологии ЛВС нужно делать, отталкиваясь от задачи, ведь цель предприятия - улучшение бизнеса. Технология Wi-Fi позволяет минимизировать время и затраты на развертывание сети. Поэтому если учесть ситуации, в которых при организации ЛВС невозможна прокладка кабеля, где стоимость прокладки кабельной сети несоизмеримо высока или необходима полная мобильность, то в этой области у беспроводных сетей нет конкуренции. Однако полностью новая технология еще не может вытеснить утвердившийся стандарт проводных сетей. Таким образом, для реализации ЛВС предприятия можно воспользоваться комбинированным вариантом.

Целью курсовой работы является провести сравнительный анализ принципов проектирования проводной и беспроводной сети.

Для достижения цели необходимо выполнить ряд следующих задач:

- обзор структурированной кабельной и беспроводной системы;

- перечислить методы и оборудования организации беспроводной сети;

- провести сравнительный анализ проводной и беспроводной сети..

Структура курсовой работы состоит из введения, трех параграфов, заключения и список использованной литературы.



§1. Обзор структурированной кабельной системы

Структурированная кабельная система (СКС)- физическая основа информационной инфраструктуры предприятия, позволяющая свести в единую систему множество информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т. д.

СКС представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделённую на структурные подсистемы. Она состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс-панелей, соединительных шнуров, кабельных разъёмов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определённым правилам.

Кабельная система - это система, элементами которой являются кабели и компоненты, которые связаны с кабелем. К кабельным компонентам относится все пассивное коммутационное оборудование, служащее для соединения или физического окончания (терминирования) кабеля - телекоммуникационные розетки на рабочих местах, кроссовые и коммутационные панели («патч-панели») в телекоммуникационных помещениях, муфты и сплайсы.

Термин «структурированная» означает, с одной стороны, способность системы поддерживать различные телекоммуникационные приложения (передачу речи, данных и видеоизображений), с другой - возможность применения различных компонентов и продукции различных производителей, и с третьей- способность к реализации так называемой мультимедийной среды, в которой используются несколько типов передающих сред - коаксиальный кабель, UTP, STP и оптическое волокно.



Таблица 1 - Хронологическая таблица принятия категорий СКС

Категория СКС	Диапазон частот	Приложения, под которые разрабатывались категории	Год принятия стандарта
Категория 3	16 МГц	Ethernet, 10Base-T	1991
Категория 4	20 МГц	Token Ring 16Мбит/с	1993
Категория 5	100 МГц	100Base-TX (Fast Ethernet) АТМ 155	1995
Категория 5E	100 МГц	100Base-TX (Fast Ethernet) 1000Base-T (Gigabit Ethernet)	1999
Категория 6	200 МГц	Gigabit Ethernet 1000Base-TX Gigabit Ethernet 2,5 Гб/с	2004
Категория 7	600 МГц	Предложений нет

Сетевое оборудование и среды передачи данных

Сетевое оборудование - устройства, необходимые для работы компьютерной сети, такие как маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др. Обычно выделяют активное и пассивное сетевое оборудование:

· Активное сетевое оборудование. Под этим названием подразумевается оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. Задача активного оборудования заключается в создании и поддержании логической структуры каналов передачи данных поверх физических носителей.

· Пассивное сетевое оборудование. Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Пассивное оборудование составляет физическую инфраструктуру сетей (коммутационные панели, розетки, стойки, монтажные шкафы, кабели, кабель-каналы, лотки и т.п.) От качества исполнения кабельной системы во многом зависит пропускная способность и качество каналов связи.

Средой передачи информации называется канал связи, установленный между сетевыми компьютерами. Различают кабельные и беспроводные каналы связи. В настоящее время наиболее распространены именно кабельные системы, что связано с относительной дешевизной этого технологического решения (особенно в случае применения традиционных медных кабелей).

Как правило, данные в локальных сетях передаются последовательно (поразрядно). Это решение способствует уменьшению стоимости самого кабеля, поскольку с ростом числа каналов связи неизбежно увеличивается количество проводящих жил в самом кабеле. Использование достаточно длинных кабелей неизбежно ведет к удорожанию сети, причем порой стоимость кабеля сопоставима со стоимостью остальных аппаратных компонентов сети. Существуют также и другие негативные моменты, связанные с параллельной передачей сигналов по кабелю.

Все кабели, применяемые в локальных сетях, можно отнести к одной из трех категорий:

* кабели на основе витых пар (twisted pair), которые, в свою очередь, бывают экранированными (shielded twisted pair, STP), а также неэкранированными (unshielded twisted pair, UTP);

* коаксиальные кабели (coaxial cable);

* оптоволоконные кабели (fiber cable).

Невозможно однозначно сказать, какой кабель лучше, а какой - хуже. Все определяется конкретной решаемой задачей (сетевая архитектура и топология, величина бюджетных средств, наличие требований относительно расширяемости сети в будущем и т.д.). При наличии специфических требований к развертываемой локальной сети может оказаться приемлемым беспроводное решение. В этом случае информация передается по радиоканалу или с помощью инфракрасных лучей.

Технология Ethernet

Ethernet был разработан Исследовательским центром в Пало Альто (PARC) корпорации Xerox в 1970-м году. Ethernet стал основой для спецификации IEEE 802.3, которая появилась 1980-м году. После недолгих споров компании Digital Equipment Corporation, Intel Corporation и Xerox Corporation совместно разработали и приняли спецификацию (Version 2.0), которая была частично совместима с 802.3. На сегодняшний день Ethernet и IEEE 802.3 являются наиболее распространенными протоколами локальных вычислительных сетей (ЛВС). В настоящее Ethernet чаще всего используется для описания всех ЛВС работающих по принципу множественный доступ с обнаружением несущей (carrier sense multiple access/collision detection (CSMA/CD)), которые соответствуют Ethernet, включая IEEE 802.3.

Когда Ethernet был разработан, он должен был заполнить нишу между глобальными сетями, низкоскоростными сетями и специализированными сетями компьютерных центров, которые работали на высокой скорости, но очень ограниченном расстоянии. Ethernet хорошо подходит для приложений, где локальные коммуникации должны выдерживать высокие нагрузки при высоких скоростях в пиках.

Физическое подключение.

IEEE 802.3 определяет несколько различных стандартов физического уровня, в то время Ethernet определяет только один. Каждый из стандартов протокола физического уровня IEEE 802.3 имеет наименование, в котором отражены его важнейшие характеристики. Физические характеристики представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Физические характеристики стандартов Ethernet Версии 2 и IEEE 802.3

Характеристики	Ethernet	IEEE 802.3
		10Base5	10Base2	1Base5	10BaseT	10Broad36
Скорость, Mbps	10	10	10	1	10	10
Метод передачи	Baseband	Baseband	Baseband	Baseband	Baseband	Broadband
Макс. длина сегмента, м	500	500	185	250	100	1800
Среда передачи	50-Ом коаксиал (толстый)	50-Ом коаксиал (толстый)	50-Ом коаксиал (тонкий)	неэкр. витая пара	неэкр. витая пара	75-ohm coax
Топология	Шина	Шина	Шина	Звезда	Звезда	Шина

Ethernet соответствует стандарту 10Base5 IEEE 802.3. Оба этих протокола определяют шинную топологию сети с соединительным кабелем между конечной станцией и действующей сетевой средой. В случае Ethernet, этот кабель называется трансиверный кабель. Трансиверный кабель соединяется с приемопередающим устройством, подключенным к физической сетевой среде.

Формат кадров стандартов Ethernet и IEEE 802.3 показан на рисунке 2.

Рис. 2 - Формат кадра сетей Ethernet.

Как кадр Ethernet, так и кадр IEEE 802.3 начинаются с чередующейся последовательности нулей и единиц, называемой преамбулой. Преамбула извещает принимающую станцию о начале кадра.

Байт перед адресом назначения в обоих кадрах является разделителем начала кадра - start-of-frame (SOF) delimiter. Этот байт заканчивается двумя единицами и служит для синхронизации приема всеми станциями сети.

Следующими полями в кадрах Ethernet и IEEE 802.3 являются поля адресов назначения (destination) и источника (source), длиной по 6 байтов. Адреса прошиваются в аппаратной части интерфейсных карт. Первые три байта определяют изготовителя интерфейсной карты, в то время как следующие три байта определяются самим изготовителем. Адрес источника всегда является адресом отдельного устройства, а адрес назначения может быть адресом отдельного устройства, групповым адресом, либо широковещательным.

В кадре Ethernet 2-байтовое поле, следующее за адресом источника, является полем типа. Это поле определяет протокол верхнего уровня, принимающий данные для последующей обработки, после того как завершится работа Ethernet.

В кадре IEEE 802.3 2-байтовое поле, следующее за адресом источника, является полем длины, показывающее количество байт данных, которые будут следовать за этим полем и предшествовать полю контрольной последовательности - frame check sequence(FCS).

Следующее за полем типа/длины поле содержит данные, передаваемые в кадре. После того как процессы физического и канального уровней завершатся, эти данные будут переданы протоколу верхнего уровня. В случае Ethernet протокол верхнего уровня определяется значением поля тип. В случае IEEE 802.3 тип протокола верхнего уровня определяется данными, содержащимися в кадре. Длина поля данных заполняется байтами набивки до минимальной длины кадра - 64 байта.

После поля данных следует 4-байтовое поле проверочной последовательности - FCS, содержащее величину проверки избыточности цикла - cyclic redundancy check (CRC). Эту величина вычисляется устройством-источником, а затем заново высчитывается устройством-приемником для проверки целостности информации.

Беспроводные локальные сети

Стандарт RadioEthernet IEEE 802.11 - это стандарт организации беспроводных коммуникаций на ограниченной территории в режиме локальной сети, т.е. когда несколько абонентов имеют равноправный доступ к общему каналу передач. 802.11 - первый промышленный стандарт для беспроводных локальных сетей (Wireless Local Area Networks), или WLAN. Стандарт был разработан Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 802.11 может быть сравнен со стандартом 802.3 для обычных проводных Ethernet сетей [9].

Стандарт RadioEthernet IEEE 802.11 определяет порядок организации беспроводных сетей на уровне управления доступом к среде (MAC-уровне) и физическом (PHY) уровне. В стандарте определен один вариант MAC (Medium Access Control) уровня и три типа физических каналов.

Подобно проводному Ethernet, IEEE 802.11 определяет протокол использования единой среды передачи, получивший название carrier sense multiple access collision avoidance (CSMA/CA). Вероятность коллизий беспроводных узлов минимизируется путем предварительной посылки короткого сообщения, называемого ready to send (RTS), оно информирует другие узлы о продолжительности предстоящей передачи и адресате. Это позволяет другим узлам задержать передачу на время, равное объявленной длительности сообщения. Приемная станция должна ответить на RTS посылкой clear to send (CTS). Это позволяет передающему узлу узнать, свободна ли среда и готов ли приемный узел к приему. После получения пакета данных приемный узел должен передать подтверждение (ACK) факта безошибочного приема. Если ACK не получено, попытка передачи пакета данных будет повторена.

В стандарте предусмотрено обеспечение безопасности данных, которое включает аутентификацию для проверки того, что узел, входящий в сеть, авторизован в ней, а также шифрование для защиты от подслушивания.

На физическом уровне стандарт предусматривает два типа радиоканалов и один инфракрасного диапазона.

В основу стандарта 802.11 положена сотовая архитектура. Сеть может состоять из одной или нескольких ячеек (сот). Каждая сота управляется базовой станцией, называемой точкой доступа (Access Point, AP). Точка доступа и находящиеся в пределах радиуса ее действия рабочие станции образуют базовую зону обслуживания (Basic Service Set, BSS). Точки доступа многосотовой сети взаимодействуют между собой через распределительную систему (Distribution System, DS), представляющую собой эквивалент магистрального сегмента кабельных ЛС. Вся инфраструктура, включающая точки доступа и распределительную систему, образует расширенную зону обслуживания (Extended Service Set). Стандартом предусмотрен также односотовый вариант беспроводной сети, который может быть реализован и без точки доступа, при этом часть ее функций выполняется непосредственно рабочими станциями.



§2. Выбор передающей среды

Залогом успеха при проектировании локальной сети является грамотный выбор передающей среды, так как она определяет качество и надежность работы всей структуры в целом.

Передающая среда в локальных сетях представлена следующими каналами:

· медный кабель;

· волокно - оптический кабель;

· радиоканал;

· оптический канал;

· лазерный канал.

Выбор передающей среды обусловлен требованиями организации к проекту сети:

· Невысокая стоимость сети;

· Широкая инфраструктура сети;

· Способность к масштабированию.

Зачастую сеть доступа не может быть организована только за счет проводных технологий по ряду причин:

· Проблема прокладки кабеля из-за особенностей конструкции зданий, которая приводит к высокой стоимости сети;

· Высокая стоимость работ;

· Удалённость рабочих мест более чем на 100м, что накладывает ограничение на использование технологии 100BASE-TX.

В подобных случаях задача может быть решена за счет использования радиоканала, стандартом которого для локальных сетей стала технология Wi-Fi. Передача данных по радиоканалу во многих случаях надёжнее и дешевле, чем передача по коммутируемым каналам. При отсутствии развитой сетевой инфраструктуры использование радиосредств для передачи данных часто является единственно разумным вариантом организации связи. Сеть передачи с использованием точек доступа может быть развёрнута практически в любом здании.

Факторы, служащие основой для распространения радиосетей.

· Гибкость конфигурации. Все беспроводные сети поддерживают как режим инфраструктуры (подключение через точку доступа) так и режим "равный с равным" (без применения точки доступа). Добавление новых пользователей и установка новых узлов сети в любом месте не вызывают трудностей. Беспроводные сети могут быть установлены для временного использования в помещениях, где нет инсталлированной кабельной сети.

· Простота расширения сети. Беспроводные рабочие станции могут добавляться без ухудшения производительности сети. Перегрузки сети трафиком можно легко избежать добавлением точки доступа для сокращения времени отклика сети.

· Беспроводной доступ в Интернет. Подключение беспроводной точки доступа к коммутатору сети позволяет пользователям, имеющим на своих компьютерах адаптеры для приёма радиосигнала, разделять общий доступ в Интернет.

· Передающая среда. Сигнал распространяется с помощью маломощного шумоподобного сигнала, имея более десятка частотных каналов шириной 22 МГц в области 2,4 ГГц.

Приведем в таблице все аргументы при выборе передающей среды (таблица 4)



Таблица 4 - Аргументы при выборе передающей среды

Тип кабеля	Достоинства	Недостатки
Неэкранированная витая пара UTP (категория 5 или выше)	· доступность по цене; · доступность инструментов для установки разъемов (RJ45); · удобство прокладки кабеля; · относительная простота ремонта при повреждении; · поддержка перспективных высокоскоростных сетей (Fast и Gigabit Ethernet) при использовании кабеля категории 5 или выше.	· относительно низкая устойчивость к электромагнитным помехам; · сравнительно малые допустимые расстояния кабельных соединений, особенно для высокоскоростных сетей; · невозможность использования во внешних участках соединений (между зданиями).
Экранированная витая пара STP (оплеточный экран)	· повышенная устойчивость к электромагнитным помехам по сравнению с неэкранированной витой парой	· несколько более высокая цена по сравнению с кабелем типа UTP.
Многомодовый оптоволоконный кабель	· практическая нечувствительность к внешним электромагнитным помехам и отсутствие собственного излучения; · поддержка перспективных высокоскоростных сетей, в том числе на расстояниях, недоступных при использовании витой пары	· относительно высокая цена кабеля и сетевого оборудования; · сложность установки (требуется специальный инструмент и высокая квалификация персонала); · низкая ремонтопригодность; · чувствительность к воздействиям факторов окружающей среды (могут вызвать помутнение оптоволокна)
Одномодовый оптоволоконный кабель	· улучшенные технические характеристики по сравнению с многомодовым кабелем (возможность увеличения скорости передачи или длины соединений).	· более высокая цена; · сложная установка и ремонт.
Беспроводная технология	· устранение необходимости организации кабельной системы; · мобильность рабочих станций (простота их перемещения внутри зданий	· относительно дорогое оборудование; · сильная зависимость надежности соединения от наличия препятствий;



§3. Сравнительный анализ проектирования проводной и беспроводной сети

Требования к организации сети определяются характером решаемых задач на предприятии. Решение о выборе того или иного способа управления принимается на основании подсчета рабочего парка машин организации и выбора структуры предприятия (рисунок 3)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 - Выбор способа управления сетью

Каждый компьютер должен быть подключен к локальной сети. Сотрудник магазина, в зависимости от выполняемых обязанностей, должен иметь доступ только к определённому набору данных - принцип вертикальной структуры предприятия. Такой подход к организации локальной сети возможно организовать только с помощью выделенного сервера.

Сервер позволяет разграничить права и обязанности локальных пользователей, обеспечить безопасный доступ к данным. Еще одна важная функция сервера - это централизованное управления локальной сетью.

Рассмотрев технические требования, переходим к проектированию участка локальной сети с использованием проводной технологии стандарта 802.3

Существует четыре основных правила корректной конфигурации Ethernet 802.3:

1. Количество узлов не должно превышать 1024.

2. Максимальная длина кабеля в сегменте определена соответствующей спецификацией.

3. Время двойного оборота сигнала между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не более 575 битовых интервала.

4. Сокращение межкадрового интервала при прохождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49 битовых интервала.

Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:

· ограничения на максимальные длины сегментов, которые соединяют устройства - источники кадров (соединение DTE - DTE);

· ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих устройства-источники кадров (DTE) с портом повторителя;

· ограничения на общий максимальный диаметр сети;

· ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители.

Приведем расчет самого длинного сегмента сети для определения верности построения локальной сети с использованием технологии Fast Ethernet (рисунок 4). Подробный план помещения представлен в приложении.

Посчитаем итоговую длину сегмента кабеля: 27 + 5 + 25 + 55= 112м. С учетом 10% запаса на установку розеток, протяжку и монтаж кабеля получим итоговую длину самого длинного сегмента около 123 м, что является предельным значением для технологии 100BASE-TX.

Построим техническую модель разрабатываемой локальной сети. СКС устанавливается на 1-м этаже 2-х этажного цехового здания, включающего цокольный этаж, с размерами в плане 55x25 м.

Рис. 4- Расчет самого длинного сегмента локальной сети

сеть кабельный передающий сегмент

Высота этажа составляет 4.5 м, общая толщина перекрытий равна 50 см. На 1-м этаже использована цеховая планировка, которая представляет собой торгово-выставочный зал 55х15м, а также несколько комнат с фактическими размерами 5х4м. На цокольном этаже использована однотипная коридорная планировка рабочих помещений, которые имеют одинаковые размеры 11.5x11м. Коридор шириной 2 метра проходит по всей длине продольной оси этажа. 2-й этаж представлен открытым помещением с размерами 55x10м

В коридоре и во всех помещениях 1-го и цокольного этажей имеется подвесной потолок с высотой свободного пространства 35 см. Стены помещений изготовлены из армированного бетона и покрыты штукатуркой, толщина которой составляет 1 см. Каких-либо дополнительных каналов в полу и стенах, которые могут быть использованы для прокладки кабелей, строительным проектом здания не предусмотрено. Серверы и центральное оборудование ЛВС будут размещены в помещении серверной, то есть используется принцип одноточечного администрирования.

Создаваемая СКС должна обеспечить функционирование ЛВС: для этого на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с одним розеточным модулем. Для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы вдоль коридора за подвесным потолком устанавливаются лотки. Расстояние от верхней кромки лотка до капитального потолка равно 25 см. Серверная располагается в центре этажа, и поэтому на каждую половину лотка укладываются кабели. В рабочих помещениях прокладка кабеля в соответствии с требованиями этой проектной работы будет выполняться в декоративных коробах (располагаются на высоте 1 м. от пола). Для перехода от лотков к коробам в стенках рабочих помещений сверлятся отверстия, в которые прокладывается кабель (рисунок 5)

Рис. 5 - Схема прокладки кабеля

Горизонтальная подсистема СКС строится на основе неэкранированных 4-х парных кабелей UTP категории 5e, проложенных по одному к каждому блоку розеток. Характеристики кабеля по затуханию, перекрестным наводкам и импедансу приведены в таблице:

Требуемая средняя длина кабеля(Lcp) рассчитывается с использованием эмпирической формулы, исходя из предположения, что рабочие места распределены по обслуживаемой площади равномерно:

Lcp =(Lmax+Lmin)/2,

где Lmin и Lmax - соответственно длины кабельной трассы от точки размещения кроссового оборудования до информационного разъема самого близкого и самого далекого рабочего места, посчитанные с учетом технологии прокладки кабеля, всех спусков, подъемов, поворотов и особенностей здания. При определении длины трасс необходимо добавить технологический запас величиной 10% от Lcp и запас Х для процедур разводки кабеля в распределительном узле и информационном разъеме; так что длина трасс L составит:

L= (1,1*Lcp+X)*N,

где N - количество розеток.

Рассчитаем необходимое количество кабеля. Дробные значения округляем до целых.

Для цокольного этажа Lmin и Lmax равны соответственно 20 и 123 метров.

Lcp = (20+123)/2 = 71м.

L = (1,1*71+2)*11= 881 метр кабеля.

Известно, что в бухте (катушке) 305 метров кабеля. Тогда для создания горизонтальной подсистемы необходимо 3 бухты.

Подсистема управления включает в себя кроссовое оборудование для коммутации сигналов, передаваемых по медному кабелю.

Коммутация рабочих мест осуществляется при помощи специальных кросс-кабелей к главному кроссовому элементу (коммутатор). Применение такой схемы обеспечивает более безопасный метод коммутации активного оборудования.

В помещении серверной согласно выбранному оборудованию устанавливается один открытый 19” телекоммуникационный шкаф (стойка) высотой 42U, в котором размещаются:

· сетевой коммутатор D-Link DES-1024D;

· сервер;

· 2 ИБП APC Smart-UPS RM 2U

· маршрутизатор Cisco 2811

Для коммутации шкаф укомплектовывается патч-кордами длиной 0,5, 1 и 1,5м.

Получившаяся топология ЛВС приведена на рисунке 6.

Структурированная кабельная система, являющаяся единой транспортной средой для различных систем и объединяющая в себе ранее разрозненные сети, требует изменения существующих ранее принципов организации эксплуатации и технического обслуживания локальных, телефонных и прочих сетей.

Разработанный проект охватывает не только общую кабельную систему, но и интегрированную локальную сеть, которую можно подразделить на следующие подсистемы:

· кабельное хозяйство;

· главное активное оборудование (маршрутизатор, коммутаторы и концентраторы);

· основное вычислительное оборудование (серверы с дополнительным оборудованием, подключенным к ним);

· периферийное активное оборудование (персональные компьютеры, телефонные аппараты и др.).



Рис. 6 - Топология проводной ЛВС

Основной задачей обслуживающего и ремонтно-технического персонала является устранение возникающих неисправностей в различных подсистемах. Эти функции обычно совмещались с другими обязанностями администратора, что приводило к сложности выполнения ремонтных работ в случае аврала.

В случае инсталляции структурированной кабельной системы высокое качество всех компонентов, тестирование всей кабельной системы на соответствие категории 5е после проведения инсталляции сводят к минимуму вероятность возникновения аварии в кабельном хозяйстве.

При принятии решений относительно развертывания беспроводных LAN (WLAN) необходимо учитывать:

· особенности работы протоколов передачи данных 802.11;

· поведение мобильных узлов;

· вопросы защиты;

· качество связи (QoS);

· приложения, используемые беспроводными клиентами.

Физический аспект выполнения картирования места работ дает возможность понять, какую зону покрытия имеет каждая точка доступа, каково количество точек доступа, необходимое для покрытия заданной области, и установить параметры каждого канала и излучаемую мощность.

Разработка архитектуры с описанием основных параметров проектируемой WLAN

Возможны несколько вариантов построения беспроводной сети. В простейшем случае она может быть построена на беспроводных сетевых адаптерах с использованием точки доступа в качестве базовой станции, что обеспечивает минимальную стоимость, но при этом ограниченный радиус действия и зависимость скорости соединения от количества клиентов и их удаленности от точки доступа. Другой вариант это развертывание распределённой беспроводной сети на базе двух или более точек доступа. Этот вариант обеспечивается так называемый «бесшовный» роуминг, когда абонент, покидая зону действия одной точки доступа, автоматически подключается к зоне действия другой. При добавлении в структуру сети беспроводных коммутаторов или маршрутизаторов, получаем сеть на основе централизованной архитектуры, но это вносит дополнительные затраты на приобретение сетевого оборудования, зато позволяет достичь максимальной производительности и большей эффективности. Такие устройства могут использоваться как для создания каналов "точка-точка", так и для развертывания масштабных сетей сложной топологии с возможностью многократной ретрансляции сигналов. Однако данная реализация в условиях проекта является нецелесообразной, так как беспроводная сеть будет использоваться как дополнение к уже существующей проводной локальной сети. Также последний вариант построения является самым дорогостоящим.

Наконец, то, что больше всего интересует вас и пользователей вашей WLAN, - это такие характеристики беспроводных устройств, как зона уверенного приема и пропускная способность. Они напрямую связаны с радиусом действия и скоростью передачи данных. Радиус действия - это расстояние, на котором потери на трассе становятся равными коэффициенту усиления системы.

При развертывании WLAN в помещениях главной сложностью является учет прохождения сигнала через перегородки, стены и железобетонные перекрытия (таблица 6). Любые преграды уменьшают уровень сигнала, увеличивают потери и сказываются на скорости передачи данных. Радиоэфир довольно чувствителен к различного рода помехам. Условия приема и передачи радиосигнала ухудшают не только физические препятствия, также помехи создают и различные радиоизлучающие приборы (таблица 5).

Таблица 5 - Ослабление сигнала, вызванное различными препятствиями

Препятствие	Ослабление, дБ	Эффективная дальность, %
Открытое пространство	0	100
Окно (неметаллизированная краска)	3	70
Окно (металлизированная краска)	5-8	50
Тонкая стена	5-8	50
Средняя стена (дерево)	10	30
Толстая стена (твердый материал толщиной 15 см)	15-20	15
Очень толстая стена (твердый материал толщиной 30см)	20-25	10
Пол / потолок (армированный бетон)	15-20	15

Проблема качества сигнала не решится простым увеличением мощности точек доступа. Такой подход не гарантирует повышения качества связи, а скорее наоборот - ведет к его ухудшению, так как создает массу помех в том диапазоне частот, который используют другие точки доступа. Так как точки доступа 802.11 предоставляют разделяемую среду, то в определенный момент времени лишь одна из них может вести передачу данных. Как следствие, масштабирование таких сетей ограничено. Единственный способ точно определить потери на трассе в конкретных условиях эксплуатации - это провести картирование места развертывания сети. Однако все равно полезно знать механизмы, которые влияют на характеристики системы, и то, как можно определить коэффициент усиления вашей системы и сравнить его с аналогичным параметром других систем.

Дальность расстояния определяется характеристиками помещений, в которых развертывается беспроводная сеть. Так, производители указывают максимальное значение скорости при условии прямой видимость между точкой доступа и клиентом. Одна из особенностей обмена данными в беспроводных сетях заключается в том, что при ухудшении качества связи скорость передачи автоматически падает, но падает не плавно, а до следующего фиксированного значения, то есть дискретно. В общем случае скоростной ряд для 802.11g выглядит следующим образом: 1, 2, 5.5, 11, 22, 54 Мбит/с. При улучшении качества связи скорость вновь поднимается до оптимального на текущий момент значения.

Подключение и настройка беспроводных точек доступа не является простой процедурой. Однако, только грамотное расположение точки доступа определяет оптимальной диапазон передающего устройства.

Для обеспечения уверенного приёма сигнала точки доступа должны находиться на оптимальном уровне, обеспечивающем равномерное покрытия зоны этажа, а также должны находиться друг от друга на значительном расстоянии, чтобы не быть подверженными взаимному влиянию.

Для реализации совместной работы точек доступа следует выбрать принцип объединения их в единую архитектуру. Существует 2 вариант объединения, рассмотренные в таблице 6.



Таблица 6 - Возможные варианты реализации архитектуры WLAN

Способ объединения ТД	Проводной	Беспроводной
Принцип объединения	ТД сегментами кабеля объединяются с маршрутизатором напрямую, либо через коммутаторы	ТД по радиоканалу объединяются с центральной ТД («мост») по принципу «точка - точка» или «точка - несколько точек», которая взаимодействует с маршрутизатором
Достоинства	централизованная архитектура, возможность «бесшовного» роуминга	отказ от проводов
Трудности	требуется прокладка кабельной системы	требуется настройка каналов для корректной работы, дабы исключить перекрываемость зон обслуживания

Для обеспечения беспроводного соединения точек доступа с коммутационным узлом необходима поддержка 2-х канальной работы точек доступа. Один из каналов обеспечивает постоянное соединение с маршрутизатором, а второй - производит вещание данных в сеть. Данная реализация значительно требует использования дорогостоящих ТД, цена которых не может окупить прокладку кабеля до каждой их точек. По этому причине объединение ТД с сетевым узлом будет производиться с помощью сетевого кабеля.

Определившись с основными параметрами проектируемой сети, рассмотрим схему реализации беспроводной сети как дополнение основной проводной локальной сети (рисунок 7).



Рис. 7 - Реализация беспроводного сегмента в рамках LAN.

Проанализировав возможную реализацию сети, сразу встаёт вопрос об отдельном питании точек доступа, которые обычно располагают как можно выше в пределах этажа. Подводить питание сети 220В является довольно сложной процедурой, за исключением тех случаев, когда розетки 220В уже имеются на стенах. Выходом из данной ситуации является подключение к сети еще одного коммутатора с поддержкой технологии Power over Ethernet. Данная технология позволяет подавать питающее напряжение устройствам через сетевой кабель Ethernet. Сетевой коммутатор необходимо расположить на одинаковом удалении от точек доступа для минимизации прокладки кабеля между точкой доступа и коммутатором (рисунок 8)



Рис. 8 - Реализация беспроводного сегмента в рамках LAN с дополнительным коммутатором.

Рассмотрев реализацию беспроводного сегмента в рамках LAN, следует представить реализацию комбинированной локальной сети организации (рисунок 9).



Рис. 9 - Реализация комбинированной локальной сети.



Заключение

В результате выполнения выпускной квалификационной работы были получены следующие результаты:

1) Разработан проект информационной сети торговой организации.

2) Разработаны и проанализированы вариантов интеграции проводной и беспроводной сети, представленных в виде структурных схем, что позволило наглядно увидеть структурное взаимодействие сетевых компонентов. Результатом анализа стал выбор одного из вариантов, более полно отвечающего требованиям задания.



Список использованной литературы

1. Беспроводные сети Wi-Fi: учебное пособие/ А.В Пролетарский и др. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. - 215 с.

2. «Беспроводные сети. Первый шаг» / Джим Гейер. - М.: Издательство: Вильямс, 2014.

3. Старцев С.С.: Модели распространения радиосигнала Wi-Fi [Электронный ресурс] - НГАСУ (Сибстрин) - Электрон. дан. - 7 с.

4. Рудаков Д.В., Комагоров В.П. К вопросу о проектировании беспроводных локальных сетей WLAN [Электронный ресурс] - Доклады ТУСУРа, №2 (22). - Электрон. дан. - 2015. - 5 с.

5. Денисов Д.В.: Пакетные радиосети: Учебное пособие. - Е: УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2014. - 44 с.

6. Новиков Ю. В. Основы локальных сетей: курс лекций: учеб. пособие / Ю. В. Новиков, С. В. Кондратенко. - М.: Интернет - Ун-т Информ. Технологий, 2015. - 360 с.

7. Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы, 2-е изд. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - СПб.: Питер-пресс, 2015.

8. Смирнов И. Г. Структурированные кабельные системы - проектирование, монтаж и сертификация / И. Г. Смирнов. - Л.: Экон-Информ, 2014.

9. Самарский П. А. Основы структурированных кабельных систем / П. А. Самарский. - М.: ДМК - АйТи, 2014.

10. Сергеев А.П. Офисные локальные сети. Самоучитель / А.П. Сергеев. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2015. - 320 с.

Размещено на Allbest.ru

...