bigpo.ru
добавить свой файл
1

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 ____________ П. Вальская

РЕФЕРАТ


Отчет 24 с., 1 ч., 9 рис., 6 табл., 4 прил.

^ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ, ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ, ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ, НАГРУЗКА НА СЕТЬ, ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ, КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕТИ.

В данной работе поэтапно описывается процесс проектирование локальной сети здания, рассчитываются ее возможности, оценивается количество необходимого оборудования и его стоимость.




СОДЕРЖАНИЕ


РЕФЕРАТ 2

СОДЕРЖАНИЕ 3

АННОТАЦИЯ 4

^ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 5

АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 6

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7

РАСЧЕТ НАГРУЗКИ НА СЕТЬ 9

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ 9

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕТИ 9

^ ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ДВОЙНОГО ОБОРОТА PDV 17

Маршрутизатор 3COM Router 5012 22

Коммутатор 3COM Baseline Switch 2250 Plus 22

ПРИЛОЖЕНИЕ В 23

Таблица итоговой стоимости сети: 23



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.
^

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ


Наименование проекта: разработка структурной схемы сети офисного здания. Целью проекта является разработать структурную схему локальной вычислительной сети компании, при следующих заданных условиях:

  1. Количество этажей в здании: 4 (2-5 этажи);

  2. Количество фирм в здании: 6

  3. Количество сотрудников в фирме: 35-43;

  4. Количество подразделений: 3-7;

  5. Количество городских телефонных линий – 7;

  6. Фирмы занимают помещения на разных этажах;

  7. Допустимо использовать оборудование поддерживающее протоколы 802.1P и 802.1Q;

  8. Сервера в каждой фирме: СУБД, WEB+mail, IP-PBX(Сервер IP-телефонии), файл-сервер, сервер удаленного доступа;

  9. Сервера расположены в отдельных помещениях;

  10. Трафик между фирмами отсутствует;

  11. Стоимость оборудования сети (без стоимости компьютеров) должна быть минимально возможной при условии обеспечения её корректности и масштабируемости;

  12. 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.
^

АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ


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:

  1. Топология проектируемой ЛВС – звезда с центром в информационном узле на 3 этаже и узлами на 2, 4 и 5 этажах.

  2. 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.

  3. 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.
^




ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ



Приступая к решению задач, поставленных в данной работе, следует ознакомиться с теорией, непосредственно касающейся этой темы.

Локальная вычислительная сеть, ЛВС (Local Area Network, LAN ) — это основной класс компьютерных сетей. Архитектура ЛВС может варьироваться между простой (два компьютера, соединенные кабелем) и сложной (десятки компьютеров и периферийных устройств, объединенных в сеть какой-либо крупной организации). Отличительной особенностью ЛВС является то, что она существует в ограниченной географической области, такой как здание или отдел компании (как правило не превышает 5 км в диаметре).


Топология типа «Звезда» (star topology) использует специальное коммутирующее устройство - концентратор (HUB). Каждый компьютер подключается к концентратору при помощи отдельного кабеля. В звездообразной топологии используется кабель на основе витой пары. Большинство локальных сетей, использующие технологию Ethernet, строятся на основе звездообразной топологии.

Благодаря тому, что каждый ПК имеет выделенное соединение с концентратором, топология типа «Звезда» обеспечивает более надежную работу сети, т.к. выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом, недостатком звезды является то, что для нее требуется дополнительное устройство – концентратор. Выход из строя концентратора затрагивает всю сеть. Конечное число рабочих станций в сети ограничено количеством портов у концентратора.


Применение

Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель - витая пара.


Технология Ethernet:

Стандарт Fast Ethernet включает в себя две кабельных спецификации: 100BaseTX и 100BaseT4. В обеих сохраняется ограничение на длину кабельного отрезка – 100 м. В спецификации 100BaseTX применяется кабель 5 категории. 100BaseTX обеспечивает более высокое качество передачи данных, чем 100BaseT4. Так же, как и в спецификации 100BaseT, в спецификации 100BseTX используются только 2 пары проводников кабеля.

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.
^

РАСЧЕТ НАГРУЗКИ НА СЕТЬ


Нагрузка на сеть это объем данных, реально передаваемый по сети в единицу времени.

Расчет нагрузки на:

V = nvi где n – число компьютеров в сети, vi – нагрузка на один компьютер в сети.

Расчет нагрузки на один:

v = D/t, где D –переданные данные, t – время, за которое были переданы данные.

D = 3 Mb, t = 60 секунд, тогда v = 3/60 = 0.05 Mb/сек.

Нагрузка:

V1 = 210*0.05 = 10.5 Mb/сек.

^

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ


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 100BaseTX составляет 100 Mbit/сек = 12.5Mb/сек.

^

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕТИ


Коэффициент использования сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности. Коэффициент использования сети рассчитывается по формуле:  = V/ vmax .

Подставив данные, получим:

 = 10.5/12.5 = 0.84


^ ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ЛВС





ОБОРУДОВАНИЕ ЛВС


Стоимость используемого оборудования:

3COM Router 5012: 21044 руб.

3COM Baseline Switch 2250 Plus: 11043 руб.

3Com 3C905C-TX-M: 327 руб.

3LinkSys SPA2102: 2200 руб.

D-Link DVG-5008S: 9310 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 кабеля приведены в Таблице 3.

Кабель отвечает всем требованиям технологии спецификации 100BaseTX.


Выбор коммуникационного (структурообразующего) оборудования ЛВС


При построении сети использовалось следующее активное оборудование:

1. Маршрутизаторы (роутеры) 3COM Router 5012

2. Коммутаторы 3COM Baseline Switch 2250 Plus

3. Сетевые 3Com 3C905C-TX-M и встроенные сетевые адаптары.

4 Голосовые шлюзы D-Link DVG-5008S

5. IP-телефоны 3LinkSys SPA2102

Итого: 3COM Router 5012 7 шт., . 3COM Baseline Switch 2250 Plus 7 шт., 3Com 3C905C-TX-M 210 шт., 3LinkSys SPA2102 210 шт., D-Link DVG-5008S 6 шт.


Пассивное сетевое оборудование:

Кабель UTP 4 пары кат.5e <бухта 305м> Highgates Cable : 2 183 руб.

RJ-45 Коннектор Кат.5: пачка 100 шт. 162 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 9 шт., RJ-45 Коннектор Кат.5 2 уп., Стяжка нейлоновая, неоткрыв. 5 уп, Розетка внешняя RJ-45 (экран.) кат.5e 162 шт., Patch Cord UTP кат.5e 3м 150 шт.

^ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ




  1. Маршрутизатор 3COM Router 5012




^ Общие характеристики

Тип устройства

маршрутизатор (router)




 

Возможность установки в стойку

есть




 

Количество слотов для дополнительных интерфейсов

1

 

 

Управление

Консольный порт

есть

 

 

Web-интерфейс

есть

 

 

Поддержка SNMP

есть

 

 

Маршрутизатор

WAN-порт

последовательный высокоскоростной

 

 

Межсетевой экран (Firewall)

есть

 

 

NAT

есть

 

 

DHCP-сервер

есть

 

 

Поддержка VPN pass through

есть

 

 

Поддержка VPN-туннелей

есть

 

 

Память

Объем оперативной памяти

128 Мб

 

 

Объем флеш-памяти

32 Мб

 

 

LAN

LAN-порты

1 x Ethernet 10/100 Мбит/сек

 

 

Дополнительно

Поддержка стандартов

Auto MDI/MDIX, IEEE 802.1p (Priority tags), IEEE 802.1q (VLAN)

 

 

Размеры

440 x 43 x 315 мм

 

 

Вес

6 кг

 

 

Дополнительная информация

2 порта для Smart Interface Cards. 1 порт one AUX serial. 1 слот MIM.

 

 

Таблица 1


  1. Коммутатор 3COM Baseline Switch 2250 Plus




^ Общие характеристики

Тип устройства

коммутатор (switch)

 

 

Возможность установки в стойку

есть

 

 

Управление

Web-интерфейс

есть

 

 

Дополнительно

Поддержка стандартов

Auto MDI/MDIX, IEEE 802.1q (VLAN)

 

 

Размеры

440 x 44 x 235 мм

 

 

Вес

3.1 кг

 

 

LAN

Базовые порты

48 x Ethernet 10/100 Мбит/сек

 

 

Uplink

2 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек

 

 

Внутренняя пропускная способность

13.6 Гбит/сек

 

 

Размер таблицы MAC адресов

8192







Таблица 2


  1. Кабель UTP cat. 5E




Тип оболочки

коммутатор (switch)

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

Совместимость

RJ-45

Назначение

Кабель предназначен для использования в компьютерных сетях, в горизонтальной подсистеме структурированных кабельный систем.


Таблица 3




4. Голосовой шлюз D-Link DVG-5008S


Телефонная книга

Сервер управления телефонной книгой, до 200 записей IADСервер управления телефонной книгой, до 200 записей IAD

Поддерживаемые кодеки

G.711 a/u, G.726 (32K), G.729A, G.723.1

Интерфейсы

8 портов FXS c 1 разъемом RJ-11

Ethernet

Порт 10/100BASE-TX RJ-45 WAN
4 Порта 10/100BASE-TX RJ-45 LAN

Управление

Web-интерфейс и Telnet, IVR

Размеры

302 x 179 x 45 мм

Вес

1.2 кг

Питание

От 100 до 240 В переменного тока , 50/60 Гц, 12 В постоянного тока внутреннего источника питания


Таблица 4


^

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ДВОЙНОГО ОБОРОТА PDV



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 данных таблицы 1, 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 1

Задержки, которые вносят два взаимодействующих через повторитель сетевых адаптера

(или порта коммутатора), берутся из таблицы 2.

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 2

Между двумя наиболее удаленными друг от друга узлами проектируемой сети суммарная длина сегментов составляет 126 метров. Сегменты соединены 3 -мя коммутаторами. Значит времени двойного оборота сигнала составляет:

100+100+100+126*1,112=437,888bt.

Tmin ≥ PDV (512 440,112)

^ ПРИЛОЖЕНИЕ А


Этаж 2






Этаж 3






Этаж 4






Этаж 5






^ ПРИЛОЖЕНИЕ Б


Этаж 2






Этаж 3





Этаж 4





Этаж 5









Условные обозначения


Персональный компьютер
^

Маршрутизатор 3COM Router 5012




Голосовой шлюз
^

Коммутатор 3COM Baseline Switch 2250 Plus





  1. Сервер


Кабель соединяющий маршрутизаторы и коммутаторы

Кабель соединяющий компьютеры и коммутатор

Телефонная линия

Подъем и спуск кабелей между этажами (распаичная коробка)
^

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Таблица итоговой стоимости сети:


Устройство

Цена, руб

Количество, шт

3COM Router 5012

21044

7

3COM Baseline Switch 2250 Plus

11043

7

3Com 3C905C-TX-M

327

210

3LinkSys SPA2102

2200

210

D-Link DVG-5008S

9310

6

Кабель UTP 4 пары кат.5e <бухта 305м>

2190

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

162

Patch Cord UTP кат.5e 3м

30

162

Итого

840549 руб.



^ ПРИЛОЖЕНИЕ Г


Распределение адресного пространства.


192.168.1.1 - 192.168.1.52 – 1я фирма

192.168.2.1 - 192.168.2.44 – 2я фирма

192.168.3.1 - 192.168.3.46 – 3я фирма

192.168.4.1 - 192.168.4.46 – 4я фирма

192.168.5.1 - 192.168.5.44 – 5я фирма

192.168.6.1 - 192.168.6.52 – 6я фирма





СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Стивен Дж. Бигелоу «Сети. Поиск неисправностей, поддержка и восстановление»,


СПб.: БХВ-Петербург, 2005

В.Г. Олифер, Н.А. Олифер «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы 3-е изд.», М.: Питер, 2006



Москва 2008