Разработка проекта магистральной сети Украины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ УКРАИНЫ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

КАФЕДРА КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

 

 

 

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ

Заведующий кафедрой

 

 проф. ___________Д.А. ЗАЙЦЕВ

 

__________________ 2011 года

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

(ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА)

 

РАЗРАБОТКА  ПРОЕКТА МАГИСТРАЛЬНОЙ СЕТИ УКРАИНЫ

 

 

Выполнил: М.А. ХАРСУН 

 

Руководитель:  И.В. ШЕРЕПА

 

Консультанты по разделам:

 

И.В. ШЕРЕПА

 

 

 

 

Нормоконтролер по ЕСКД (ЕСПД)  В.И. ГУРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одесса, 2011 
Международный гуманитарный университет

 

Факультет:  компьютерных наук и инновационных технологий 

Кафедра:  компьютерной инженерии 

Образовательно-квалификционный уровень:  бакалавр 

Специальность:  Компьютерные системы и сети 

 

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

 

проф. ___________ Д.А. ЗАЙЦЕВ

 

___________________ 2011 года

 

 

ЗАДАНИЕ

 

НА  ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

1. Тема проекта:  Проектирование магистральной сети Украины и исследование информационных потоков между областями.

 

утверждена на заседании кафедры компьютерных технологий

______________ 2011 года, протокол №_

 

2. Срок  выполнения проекта: 9 июня 2011 года

 

3. Выходные  данные к проекту: Разработать проект магистральной сети Украины и посчитать информационные потоки E1 между областями, в соответствии с индивидуальным заданием.

 

4. Содержание  пояснительной записки:

 

1. Теоретические основы.
2. Описание топологии “Кольцо”.
3. Интерпретация исходных данных в соответствии с индивидуальным вариантом.
4. Описание процесса построения матрицы условных тяготений.
5. Описание процесса построения сети.
6. Вывод.

 

 

5. Перечень  обязательного графического материала:

 

5.1. Матрица условных тяготений.

5.2. Матрица информационных тяготений.

5.3. Матрица информационных потоков E1.

5.4. Контурная карта Украины с выделенными зональными центрами.

5.5. Карта основного магистрального кольца.

5.6. Карта магистральной сети Украины, включая зональные кольца.

5.7. Расчёты длин кабеля для всей сети.

 

6. Консультанты по отдельным разделам

 

Раздел	Консультант (ученая степень, ученое звание, должность, инициалы и фамилия)	Дата, подпись
		Задание выдал	Задание принял
Курсовой проект
в полном объеме

 

7. Подписи

 

Дата выдачи задания:   

 

Руководитель:  И.В. ШЕРЕПА

 

Задание принял к выполнению:  М.А. ХАРСУН

 

Дата:   

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Стр. №

ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 2

ОПИСАНИЕ АЛЬБОМА 5

ВВЕДЕНИЕ 6

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРЁХ БАЗОВЫХ СЕТЕВЫХ ТОПОЛОГИЯХ 8

1.1 Топология “Звезда” 8

1.1.1 Работа в сети 8

1.1.2 Сравнение с остальными топологиями 9

1.1.3 Применение топологии “Звезда” 9

1.2 Топология “Кольцо ” 9

1.2.1 Сравнение с остальными топологиями 11

1.2.2 Применение топологии “Кольцо” 12

1.3 Топология “Шина ” 12

1.3.1 Работа в сети 12

1.3.2 Сравнение с остальными топологиями 14

1.3.3 Применение топологии “Шина” 15

2 ОПИСАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ 16

2.1 Исходные данные  16

2.2 Производные общие данные 18

3 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТОКИ УКРАИНЫ 20

3.1 Построение матрицы условных тяготений 20

3.2 Построение матрицы информационных тяготений 21

3.3 Построение матрицы трибных тяготений 22

4 ПОСТРОЕНИЕ МАГИСТРАЛЬНОЙ СЕТИ УКРИНЫ 24

4.1 Зональные центры 25

4.2 Построение магистрального кольца 25

4.3 Построение зональных колец 25

4.4 Подсчёт длины кабеля 26

4.5 Подсчёт информационных потоков во всех кольцах 26

ВИВОДЫ 27

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28

ПРИЛОЖЕНИЯ 29

ПРИЛОЖЕНИЕ А Контурная карта Украины, с выделенными областями зональных центров 30

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ЭСКИЗ Магистрального кольца 31

ПРИЛОЖЕНИЕ В ЭСКИЗ МАгистральной сети укрины 32

 

 

. 

№ экз.	Формат	Обозначение	Наименование	Кол-во листов	№ экз.	Примечания
1			Документация общая	4
2
3	А4	МГУ 11 2111 21  ПЗ	ПО1. Пояснительная записка	23
4
5	А4	МГУ 11 2111 21  СЛ	ПО1. Список литературы	1
6
7	А4	МГУ 11 2111 21  АР	ПО1. Приложения	1
8
9	А4	МГУ 11 2111 21  АР	ПО1 Контурная карта этажа	1
10			Украины с выделенными
11			областями
12
13	А4	МГУ 10 2111 21  АР	ПО1 Эскиз магистрального этажа	1
14			кольца
15
16	А4	МГУ 10 2111 21  АР	ПО1Эскиз магистральной	1
17			сети Украины
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

 

ВВЕДЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

Магистральная сеть связи — транспортная телекоммуникационная инфраструктура для предоставления услуг связи. Как правило, магистральная сеть связи выстраивается на собственных или арендованных волоконно-оптических линиях (ВОЛС) с использованием высокоскоростного канального оборудования связи.

Сеть Украины состоит из магистральной  сети, и зональных сетей. Зональная  сеть организуется в пределах одной-двух областей или краев. Она подразделяется на внутризоновую и местную. Внутризоновая  связь соединяет областной (краевой) центр с районами. Местная связь включает сельскую связь (райцентр с колхозами, совхозами и рабочими поселками) и городскую связь. Магистральная сеть соединяет Киев с центрами зон (областей, краев), а также зоны между собой. Внутриобластная (внутризоновая) сеть  является сетью областного, краевого значения. Эта сеть обеспечивает связью областной, краевой или центр со своими городами и районными центрами и последние между собой, а также выход их на магистральную сеть. 

Сеть строится на основе территориально-сетевых (ТСУ) и сетевых (СУ) узлов. Кроме того, сеть связи страны подразделяется на первичную и вторичную.

Первичная сеть — это совокупность всех каналов без подразделения их по назначению и видам связи. В состав ее входят линии и каналообразующая аппаратура. Первичная сеть является единой для всех потребителей каналов и представляет собой базу для вторичных сетей. Вторичная сеть состоит из каналов одного назначения (телефонных, телеграфных, передачи газет, вещания, видеотелефонных, передачи данных, телевидения и других), образуемых на базе первичной сети. Вторичная сеть включает коммутационные узлы, оконечные пункты и каналы, выделенные на первичной сети.

Вторичные междугородные сети подключаются к первичной сети с помощью  соединительных линий между оконечными станциями первичной и вторичных  сетей.

Рабочая станция — комплекс технических и программных средств, предназначенных для решения определенного круга задач.

Сетевой концентратор — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

Термин концентратор применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire и прочим.

Сетевой коммутатор — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик (на MAC-адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF) всем узлам сети. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

В настоящее время концентратор почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи), выделяющие каждое подключённое устройство в отдельный сегмент.

Терминатор — поглотитель энергии (обычно резистор) на конце длинной линии, сопротивление которого равно волновому сопротивлению данной линии[1]. Слово «терминатор» применяется в основном в компьютерном жаргоне, терминологичным синонимом ему является выражение “согласованная нагрузка”.

 

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРЁХ БАЗОВЫХ СЕТЕВЫХ ТОПОЛОГИЯХ

1.1 Топология “Звезда”

Звезда — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе не возможны, потому что управление полностью централизовано. Данная топология схематично изображена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схематичное представление  топологии типа “Звезда”

 

1.1.1 Работа в сети

Рабочая станция, с которой необходимо передать данные, отсылает их на концентратор. 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. Этот недостаток отсутствует на сетевом устройстве более высокого уровня — коммутаторе, который, в отличие от концентратора, подающего пакет на все порты, подает лишь на определенный порт — получателю. Одновременно может быть передано несколько пакетов. Сколько — зависит от коммутатора.

 

1.1.2 Сравнение с остальными топологиями

Достоинства топологии  “Звезда”:

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

• хорошая маcштабируемость сети;

• лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
• высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
• гибкие возможности администрирования.

Недостатки топологии “Звезда”:

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

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

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

 

1.1.3 Применение топологии “Звезда”

Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель витая пара UTP категории 3 или 5.

 

1.2 Топология “Кольцо”

Кольцо́ — это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов. Данная топология схематично изображена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Схематичное представление  топологии типа “Кольцо”

Работа в сети кольца заключается  в том, что каждый компьютер ретранслирует (возобновляет) сигнал, то есть выступает  в роли репитера, потому затухание  сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Четко выделенного центра в этом случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако достаточно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента снижает надежность сети, потому что выход его из строя сразу же парализует весь обмен. 
Компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Одни из них обязательно получают информацию от компьютера, который ведет передачу в этот момент, раньше, а другие – позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на «кольцо». В этих методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. 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 (до тысячи 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 (в отличие от звезды).