Проэктироваие ЛВС

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Финансово-технологическая академия»

Информационно-технологический  факультет

Кафедра информационных технологий и управляющих систем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

 

по дисциплине «_________ВССиТК__________________»

 

 

Вариант №  10

 

 

 

 

 

Группа ИО-02

 

 

Студент: Храпов. С. Д

           

 

Оценка работы____________

 

Преподаватель: Стреналюк Ю.В.                                                _________________________

(подпись,  дата)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Королев, 2013

 

Введение

 

Локальная вычислительная сеть (ЛВС; англ. Local Area Network, LAN) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

Существует множество  способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято  считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как  организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом  сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности  строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться  между собой, используя различные  среды доступа: медные проводники (витая  пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются  через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь шлюзы с другими локальными сетями, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные  сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

 

Существует два основных типа сетей: одноранговые и иерархические – сети (с разделением функций подключенных компьютеров). В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны, но все еще широко применяются для решения простых задач. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой компьютер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции и только предоставляя ресурсы прочим участникам сети). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Иерархические сети стали промышленным стандартом, и именно они будут рассмотрены в этой работе. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении  персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.

1) Разделение ресурсов: ресурсов  позволяет экономно использовать  ресурсы, например, управлять периферийными  устройствами, такими как печатающие  устройства, внешние устройства  хранения информации, модемы и  т.д. со всех подключенных рабочих  станций;

2) Разделение данных: предоставляет  возможность доступа и управления  базами данных с периферийных  рабочих мест, нуждающихся в информации;

3) Разделение программных  средств: предоставляет возможность  одновременного использования централизованных, ранее установленных программных  средств.

4) Разделение ресурсов  процессора: делает возможным использование  вычислительных мощностей для  обработки данных другими системами,  входящими в сеть. Предоставляемая  возможность заключается в том,  что на имеющиеся ресурсы не  «набрасываются» моментально, а  только лишь через специальный  процессор, доступный каждой рабочей  станции.

 

5) Многопользовательский  режим: содействует одновременному  использованию централизованных  прикладных программных средств,  обычно, заранее установленных на  сервере приложения (англ. Application Server).

Таким образом, сеть дает возможность  отдельным сотрудникам организации  взаимодействовать между собой  и обращаться к совместно используемым ресурсам; позволяет им получать доступ к данным, хранящимся на персональных компьютерах, как в удаленных  офисах, так и соседних ПК. Кроме  того, правильная организация ЛВС  обеспечивает информационную безопасность (исключает несанкционированный  доступ к информационным блокам).

С помощью современного оборудования можно передавать большие информационные потоки данных не только по проводным  линиям, но и по радиоканалу, что  увеличивает эффективность и  гибкость создаваемых локальных  и корпоративных сетей связи.

Вложенные на этапе организации  финансовые средства обеспечивают системе  долговечность и эффективность, в дальнейшем сеть быстро окупается  и требует минимальных затрат на эксплуатацию.

Основные принципы построения ЛВС:

1) Открытость - возможность  подключения дополнительных компьютеров  и других устройств, а также  линий (каналов) связи без изменения  технических и программных средств  существующих компонентов сети;

2) Гибкость - сохранение работоспособности  при изменении структуры в  результате выхода из строя  любого компьютера или линии  связи;

3) Эффективность - обеспечение  требуемого качества обслуживания  пользователей при минимальных  затратах.

В настоящее время локальные  вычислительные сети также довольно широко используются в учебных заведениях различного плана. Благодаря технологиям  локальных сетей становится возможным  организация компьютерных классов  в школах или вычислительных центров  в институтах.

 

Использование ЛВС внутри учебного заведения, также как и  любого другого предприятия, позволяет  выполнять следующие функции:

1) Создание единого информационного  пространства, способного охватить  всех пользователей и предоставить  им информацию, созданную в разное  время и в разном программном  обеспечении для ее обработки,  а также осуществлять распараллеливание  и жесткий контроль данного  процесса.

2) Повышение достоверности  информации и надежности ее  хранения путем создания устойчивой  к сбоям и потери информации  вычислительной системы, а так  же создание архивов данных  которые можно использовать в  дальнейшем, но на текущий момент  необходимости в них нет.

3) Обеспечения эффективной  системы накопления, хранения и  поиска технологической, технико–экономической и финансово–экономической информации по текущей работе и проделанной некоторое время назад (архивная информация) с помощью создания глобальной базы данных.

4) Обработка документов  и построения на базе этого  действующей системы анализа,  прогнозирования и оценки обстановки  с целью принятия оптимального  решения и выработки глобальных  отчетов.

5) Обеспечивать прозрачный  доступ к информации авторизованному  пользователю в соответствии  с его правами и привилегиями.

Таким образом, в настоящее  время без локальной вычислительной сети невозможно представить себе эффективную  работу даже самой скромной по размерам организации, а тем более учебного заведения, что приводит к необходимости  выполнения работ по проектированию компьютерной сети, ее монтажу и  тестированию, а также выделения  денежных средств на реализацию проекта.

 

 

 

Постановка задач

Данная курсовая работа посвящена  проектированию локально вычислительной сети высшего учебного заведения.

Исходные данные:

Количество аудиторий 2

Первая аудитория 15 компьютеров

Вторая аудитория 15 компьютеров

Расстояние между аудиториями  более 200 метров

 

Помимо предоставления возможности  централизованной обработки данных проектируемая локальная сеть должна обеспечивать доступ в Интернет, а  также обеспечивать беспроводную передачу данных в пределах учебных аудиторий.

Разрабатывать схему разводку сети и подбирать необходимое  оборудование необходимо с учетом всех вышеупомянутых особенностей использования  сети, чтобы обеспечить возможность  удовлетворения всех потребностей.

Также желательно по возможности  минимизировать затраты на реализацию данного проекта, но в то же время  стараться не пренебрегать качеством  используемых материалов и оборудования.

 

 

Выбор стандарта передачи данных внутри сети

 

Наиболее известными технологиями передачи данных в локальной вычислительной сети на сегодняшний день являются FDDI, Token Ring и Ethernet. Необходимо сравнить их между собой для того, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант для нашего проекта.

Token ring – это технология локальной вычислительной сети (LAN) кольца с «маркерным доступом» — протокол локальной сети, который находится на канальном уровне (DLL) модели OSI. Он использует специальный трехбайтовый фрейм, названный маркером, который перемещается вокруг кольца. Владение маркером предоставляет право обладателю передавать информацию на носителе.

Данная технология предлагает вариант решения проблемы коллизий, которая возникает при работе локальной сети. В технологии Ethernet, такие коллизии возникают при одновременной передаче информации несколькими рабочими станциями, находящимися в пределах одного сегмента, то есть использующих общий физический канал данных. Использование технологии Token Ring позволяет обеспечивать передачу данных на скорости до 16 Мбит/с и подключать до 260 станций в одном сегменте. В качестве среды передачи данных технология использует витую пару.

Технология FDDI – это первая технология локальных сетей, в которой  средой передачи данных является волоконно-оптический кабель. Сеть FDDI строится на основе двух волоконно-оптических колец, которые  образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец – это основной способ повышения отказоустойчивости в сети. Как и в Token Ring, в FDDI используется маркерный метод доступа . отличие лишь в том, что здесь имеется режим раннего освобождения маркера, который передаётся после передачи пакета. В этой сети не используются приоритеты, но определены два вида станций для подключения:

 

- станции двойного подключения  (DAS) имеют скорость передачи данных 200 Мбит/с;

- станции одиночного подключения  (SAS) – скорость передачи 100 Мбит/с.

Максимальное количество станций двойного подключения в  кольце 500, максимальный диаметр двойного кольца 100 км, а между соседними узлами для оптоволокна равно 2 км, для UTP категории 5 – 100 м.

Достоинства: - хорошая производительность;

- большое расстояние:

- высокая отказоустойчивость;

- обеспечивает восстановление  логической структуры;

Недостаток: дорогая технология.

Fast Ethernet - эта технология почти полностью повторяет технологию Ethernet. Метод доступа остался тот же самый, а скорость передачи данных увеличилась до 100 Мбит/с. Расстояние между станциями ограничено и не должно превышать 100 м. В качестве среды передачи данных используется витая пара или оптоволоконный кабель. В качестве физической топологии сети Fast Ethernet используется «звезда».

Достоинства:

- дешевизна технологии;

- скорость передачи 100 Мбит/с;

- простота;

- распространенность.

Недостатки: малое расстояние.

Таким образом, проанализировав все  варианты технологий организации передачи данных в сети, и, учитывая, что для  данного объекта необходимо, надежную, хорошо масштабируемую и недорогую  сеть, я решил остановить свой выбор  на технологии Fast Ethernet, так как она  наиболее полно отвечает всем предъявляемым  требованиям. Использование этой технологии позволяет обеспечить качественную и производительную работу сети без  сбоев, что обеспечивает высокую  степень доступности информации и минимизирует риски ее утраты или  искажения при передаче и хранении

 

Выбор оборудования и программного обеспечения

В качестве коммуникаторов будут использоваться гигабитные и 100 мегабитные свитчи фирмы D-Link. Выбор фирмы-производителя обусловлен оптимальным соотношением цена/качество. Основой кабельной системы будет являться неэкранированный (UTP) кабель типа "витая пара" категории 5.