скачать
Министерство образования Российской Федерации
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ
ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
УТВЕРЖДАЮ
_________________ П. Орлов
«___» ____________ ______ г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
по дисциплине
«Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций»
Руководитель темы ______________ П. Орлов
подпись, дата
Подготовил ____________ А. Булатов
РЕФЕРАТ
Отчет 24 с., 1 ч., 10 рис., 7 табл., 3 прил.
^
В данной работе описывается проектирование сети с нуля. Рассчитываются ее возможности. Оценивается количество необходимого оборудования и его стоимость.
 СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ 2
СОДЕРЖАНИЕ 3
АННОТАЦИЯ 4
^
АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 6
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
РАСЧЕТ НАГРУЗКИ НА СЕТЬ 9
ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ 9
КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕТИ 9
^
ПРИЛОЖЕНИЕ В 23
Таблица итоговой стоимости сети: 23
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 24
 АННОТАЦИЯ
В данной работе описан проект по созданию ЛВС здания в соответствии с техническим заданием. Приведены планы здания со схемой проложенной сети. Произведен расчет нагрузки на сеть, анализ топологии разработанной сети и выбранного оборудования. Таким образом, работа представляет собой подробный план по созданию сети, который полностью готов к реализации или же может служить наглядным пособием по созданию сети.
^
Наименование проекта: разработка структурной схемы сети офисного здания. Целью проекта является разработать структурную схему локальной вычислительной сети компании, при следующих заданных условиях:
Количество этажей в здании: 4 (1,2,3,4 этажи);
Количество фирм в здании: 4
Количество сотрудников в фирме: 37-50;
Количество подразделений: 4-7;
Количество городских телефонных линий – 4;
Фирмы занимают помещения на разных этажах;
Допустимо использовать оборудование поддерживающее протоколы 802.1P и 802.1Q;
Сервера в каждой фирме: СУБД, WEB+mail, IP-PBX(Сервер IP-телефонии), файл-сервер, сервер удаленного доступа;
Сервера расположены в отдельных помещениях;
Трафик между фирмами отсутствует;
Стоимость оборудования сети (без стоимости компьютеров) должна быть минимально возможной при условии обеспечения её корректности и масштабируемости;
Для ЛВС выделены внутренние IP – адреса сетей класса С.
Использовать спецификацию 100BASE-TX. Физической средой передачи служит витая пара.
Планы помещений, размещения рабочих мест и условные обозначения на плане находятся в Приложении А и приложении Б.
^
Для создания ЛВС здания необходимо в первую очередь подробно исследовать план здания и сделать выводы о возможностях прокладки сети. При анализе важно обращать внимание на размеры помещений, особенностей здания. С учетом этих условий, а также исходя из предъявляемых к сети требований, складывается представление о топологии будущей сети.
Применительно к данному проекту после анализа здания и ТЗ были сделаны следующее выводы:
Топология проектируемой ЛВС – звезда с центром в информационном узле на 2 этаже и узлами на 1, 3 и 4 этажах.
Выбраны помещения (серверные), в которых установлены сервера и сетевое оборудование. При выборе учитывалась удаленность каждого клиентского компьютера от данного узла. Для нормальной работы сети она не должны превышать 100м.
В магистралях применяется кабель типа «витая пара» категории 5e, обеспечивающий скорость передачи данных в магистралях, связывающих узловые управляемые коммутаторы, составляет 100 Мб/с (100BASE-TX).
Перед тем, как приступить непосредственно к реализации сети, важно рассчитать нагрузку на сеть, используя созданный план сети, и в соответствии с этим выбрать все необходимое оборудование, которое будет наиболее оптимальным по соотношению цены и качества в условиях данной сети.
^
Приступая к решению задач, поставленных в данной работе, следует ознакомиться с теорией, непосредственно касающейся этой темы.
Локальная вычислительная сеть, ЛВС (Local Area Network, LAN ) — компьютерная сеть , покрывающая относительно небольшую территорию, такую как дом, офис, или небольшую группу зданий, например, институт. Компьютеры могут соединяться по различным протоколам, таким как Wi-Fi или Ethernet.
Звезда́ — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу. Рабочая станция, которой нужно послать данные, отсылает их на концентратор, а тот определяет адресата и отдаёт ему информацию. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных.
Достоинства
Выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом; Хорошая масштабируемость сети;
Лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
Высокая производительность сети;
Гибкие возможности администрирования .
Недостатки
Выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети в целом;
Для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
Конечное число рабочих станций, т.е. число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном концентраторе.
 Применение
 Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель - витая пара.
Технология Ethernet:
Достигшая к настоящему времени состояния массовой доступности технология передачи данных Fast Ethernet позволяет обеспечить потребности в высокоскоростной передаче данных в локальной сети при относительно низких затратах на телекоммуникационное оборудование. Совместимость оборудования Fast Ethernet с технологиями предыдущих поколений (Ethernet) позволяет сохранить работоспособность созданной ранее телекоммуникационной инфраструктуры. Одновременно обеспечивается масштабируемость решения, которая может быть достигнута последующим переходом к перспективным технологиям GigabitEthernet , 10 GigabitEthernet (10GE).
VoIP (Voice-over-IP — IP-телефония) — система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям. Сигнал по каналу связи передается в цифровом виде и, как правило, перед передачей преобразовывается (сжимается) с тем, чтобы удалить избыточность, свойственную человеческой речи.
^
Нагрузка на сеть это объем данных, реально передаваемый по сети в единицу времени.
Расчет нагрузки на сеть осуществляется по формуле:
V = nvi где n – число компьютеров в сети, vi – нагрузка на один компьютер в сети.
Расчет нагрузки на один компьютер в сети осуществляется по формуле:
V = D/t, где D – количество переданных данных, t – время, за которое были переданы данные.
В данном случае: D = 3 Mb, t = 60 секунд, тогда v = 3/60 = 0,05 Mb/сек.
Тогда нагрузка на сеть составляет:
V1 = 160*0.05 = 8 Mb/сек.
^
Пропускная способность vmax это максимально возможная для данной сети скорость передачи данных, которая определяется битовой скоростью и некоторыми другими ограничивающими факторами (длительность интервалов между передаваемыми блоками данных, объем передаваемой по сети служебной информации и др.). Значения пропускной способности для сетевых технологий известны и приводится в стандарте. В большинстве случаев можно принять пропускную способность равной битовой скорости.
vmax, для стандарта 100BASE-TX составляет 100 Mbit/сек = 12.5Mb/сек.
^
Коэффициент использования сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности. Коэффициент использования сети рассчитывается по формуле: = V/ vmax .
Подставив данные, получим:
= 8/12.5 = 0.64
Несмотря на то, что скорость передачи данных в сети определенной технологии всегда одна и та же, производительность сети уменьшается с увеличением объема передаваемых данных. Во-первых, объем передаваемых данных (трафик) делится между всеми компьютерами сети. Во-вторых, даже та доля пропускной способности разделяемого сегмента, которая должна приходиться на один узел, очень часто ему не достается из-за особенностей работы механизма доступа к общей среде передачи данных. После определенного предела увеличение коэффициента использования сети приводит к резкому уменьшению реальной скорости передачи данных. Потери времени, связанные с работой механизма доступа к разделяемой среде зависят от хара ктера обращений компьютеров к сети и не могут быть точно рассчитаны, поэтому для обеспечения достаточной производительности задается предельное значение коэффициента использования сети, при котором сеть будет быстро реагировать на обращения пользователей.
 ^
ОБОРУДОВАНИЕ ЛВС
Оборудование ЛВС выбиралось исходя из наилучшего соотношения цена/качество.
После рассмотрения нескольких вариантов, выбор был сделан в пользу оборудования
D-Link. За достаточно продолжительное время эксплуатации оборудования D-Link, оно зарекомендовало себя как довольно надёжное и недорогое решение при построении среднего размера ЛВС (до 1000 абонентов). Стоимость используемого оборудования
D-Link DES-3550: 14500 руб.
D-Link DI1750: 20 000 руб.
D-Link DVG-7044S: 10500 руб.
D-Link DPH-100H: 3000 руб.
Realtek RTL8139D 110 руб.
Выбор типов (спецификаций) физической среды передачи данных.
Сетевой кабель - физическая среда передачи данных.
Для построения ЛВС использовался кабель – неэкранированная витая пара категории 5e.
Технические характеристики ка беля приведены в Таблице 3.
Кабель отвечает всем требованиям технологии спецификации 100Base-TX.
Достигшая к настоящему времени состояния массовой доступности технология передачи данных Fast Ethernet позволяет обеспечить потребности в высокоскоростной передаче данных в локальной сети при относительно низких затратах на телекоммуникационное оборудование. Совместимость оборудования Fast Ethernet с технологиями предыдущих поколений (Ethernet) позволяет сохранить работоспособность созданной ранее телекоммуникационной инфраструктуры. Одновременно обеспечивается масштабируемость решения, которая может быть достигнута последующим переходом к перспективным технологиям GigabitEthernet , 10 GigabitEthernet (10GE). Повышение скорости локальных сетей и внедрение в них развитых функций управления приоритетом и качеством сервиса делает их идеальной средой для интегрированной передачи всех видов информации.
Выбор коммуникационного (структурообразующего) оборудования ЛВС
При построении сети использовалось следующее активное оборудование:
1. Роутеры D-Link DI-1750
2. D-Link DES-
3. Сетевые адаптеры Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet Adapter и встроенные сетевые адаптары.
4. Голосовые шлюзы D-Link DVG-7044S
5. IP-телефоны D-Link DPH-100H
Итого: D-Link DES-3500G 7 шт., D-Link DI-1750 5 шт., D-link DVG-7044S 4 шт., D-Link DPH-100H 120 шт., Realtek RTL8139 120 шт.
Пассивное сетевое оборудование:
Кабель UTP 4 пары кат.5e <бухта 305м> Highgates Cable : 1900 руб.
RJ-45 Коннектор Кат.5: пачка 100 шт. 150 руб.
Стяжка нейлоновая, неоткрыв. , 150мм: упаковка 100 шт.: 50 руб.
 Розетка внешняя RJ-45 (экран.) кат.5e универсальная: 40 руб.
Patch Cord UTP кат.5e 3м: 30 руб.
Итого пассивного сетевого оборудования:
Кабель UTP 4 пары кат.5e 8 шт., RJ-45 Коннектор Кат.5 2 уп., Стяжка нейлоновая, неоткрыв. 5 уп, Розетка внешняя RJ-45 (экран.) кат.5e 150 шт., Patch Cord UTP кат.5e 3м 150 шт.
 ^
1. Маршрутизатор D-Link DI-1750
RISC Процессор
|
Motorola MPC860T 50MHz
|
Память
|
Flash: 8MBytes
EEPROM: 512Kbytes
SDRAM: 64MBytes
|
Интерфейсы
|
1 порт RJ-45 10/100M Fast Ethernet (IEEE 802.3/802.3u)
Вспомогательный AUX порт (RJ-45 с RS-232 интерфейсом, асинхронный DTE с полной поддержкой управления модемом)
Консольный порт (RJ-45 с RS-232 интерфейсом, асинхронный DTE, no RTS/CTS, hardware handshaking)
|
Слоты
|
2 слота с поддержкой WAN интерфейсов и голосовых карт
|
Размеры
|
445 (L) x 310 (W) x 45 (H) mm
|
Питание
|
100 ~ 240 VAC, 47 ~ 63Hz
|
Потребляемая мощность
|
Max. 50 Вт
|
Таблица 1
2. Коммутатор D-Link DES-1050G
Стандарты
|
IEEE 802.3 10Base-T Ethernet
IEEE 802.3u 100Base-TX Fast Ethernet
IEEE 802.3ab 1000Base-T Gigabit Ethernet
Автоопределение скорости Nway ANSI/IEEE 802.3
Управление потоком IEEE 802.3x
|
Порты
|
48 портов 10/100Base-TX с автоматическим определением полярности MDI/MDIX
2 гигабитных порта 10/100/1000Base-T с  автоматическим определением полярности MDI/MDIX
|
Поддержка режима дуплекса/полудуплекса
|
Ethernet/Fast Ethernet: дуплекс/полудуплекс
Gigabit: дуплекс
|
Управление потоком
|
Режим полудуплекса: метод «обратного давления»
Режим дуплекса: управление потоком 802.3х
|
Метод коммутации
|
Store-and-forward
|
Таблица МАС-адресов
|
8К записей на устройство
|
Буфер RAM
|
3,2 Мбит на устройство
|
Питание
|
от 100 до 240 В переменного тока, 50/60 Гц
Внутренний универсальный источник питания
|
Размер
|
441 x 309 x 44 мм
|
Вес
|
3,7 кг
|
Таблица 2
3. Кабель UTP cat. 5e
Тип оболочки
|
стандартная (ПВХ)
|
Наружный диаметр оболочки
|
5 мм
|
Тип экрана
|
нет
|
Вес кабеля
|
40 кг/км
|
Диапазон рабочих температур
|
-15...+70
|
Диапазон температур монтажа
|
5...+40
|
Ключевые особенности
|
Категория 5е
|
Частота
|
до 125МГц
|
Сопротивление
|
100 Ом
|
Со вместимость
|
RJ-45
|
Назначение
|
Кабель предназначен для использования в компьютерных сетях, в горизонтальной подсистеме структурированных кабельный систем.
|
Таблица 3
Голосовой шлюз D-link DVG-7044S
Телефонная книга
|
Сервер управления телефонной книгой, до 200 записей IAD
|
Поддерживаемые кодеки
|
G.711 a/u, G.726 (32K), G.729A, G.723.1
|
Интерфейсы
|
4 порта FXS c разъемом RJ-11
4 порта FXO с разъемом RJ-11
4 порта 10/100BASE-TX RJ-45 LAN
|
Управление
|
Web-интерфейс и Telnet, IVR
|
Размеры
|
202 (L) x 172 (W) x 35 (H) mm
|
Питание
|
100 ~ 240 VAC, 47 ~ 63Hz
|
Потребляемая мощность
|
Max. 50 Вт
|
Таблица 4
^
В сети Ethernet и ее модификациях (Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) время передачи кадра минимальной длины Tmin должно быть больше PDV - времени двойного оборота сигнала в сегменте: Tmin≥PDV.
PDV складывается из задержек сигналов в кабелях и задержек, вносимых повторителями (концентраторами) и сетевыми адаптерами. Время передачи кадра минимальной длины
Tmin=512 битовых интервала (без учета преамбулы)
Задержки, вносимые прохождением сигналов по кабелю, рассчитываются на основании данн ых таблицы 4, в которой учитывается удвоенное прохождение сигнала по кабелю.
-
Тип кабелей
|
Удвоенная задержка в bt на 1м
|
Удвоенная задержка на кабеле максимальной длины
|
UTP Cat 5
|
1,112bt
|
111,2 bt(100)м
|
Оптоволокно
|
1,0 bt
|
412 (412м)
|
Таблица 4
Задержки, которые вносят два взаимодействующих через повторитель сетевых адаптера
(или порта коммутатора), берутся из таблицы 5.
-
Тип сетевых адаптеров
|
Максимальная задержка при двойном обороте
|
Два адаптера TX/FX
|
100bt
|
Два адаптера T4
|
138 bt
|
Один адаптер TX/FX и один Т4
|
127 bt
|
Таблица 5
Между двумя наиболее удаленными друг от друга узлами имеется следующая картина:
user 47m switch 34m user
При подсчёте PDV имеем: 100+100+100+90,072=390,072 (bt).
Tmin ≥ PDV
512 ≥ 390,072
^
     
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Условные обозначения:
^
Устройство
|
Цена, руб
|
Количество, шт
|
D-Link DES-3550
|
14500
|
7
|
D-Link DI1750
|
20000
|
5
|
D-Link DVG-7044S
|
10500
|
4
|
D-Link DPH-100H
|
3000
|
120
|
Realtek RTL8139D
|
110
|
120
|
Кабель UTP 4 пары кат.5e <бухта 305м>
|
1900
|
8
|
RJ-45 Коннектор Кат.5: пачка 100 шт.
|
150
|
2
|
Стяжка нейлоновая, неоткрыв. , 150мм
|
50
|
5
|
Розетка внешняя RJ-45 (экран.) кат.5e универсальная
|
40
|
150
|
Patch Cord UTP кат.5e 3м
|
30
|
150
|
Итого
|
642950 руб.
|
 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы 3-е изд.», М.: Питер, 2006
Москва 2008
Добавить документ в свой блог или на сайт
|
ПРИЛОЖЕНИЕ В