Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Апреля 2014 в 19:06, курсовая работа
Сегодня существует большое количество способов объединения компьютеров в локальную сеть. Разного размера проводниковые и беспроводниковые локальные сети сотнями появляются каждый день. При этом если большие корпоративные сети требуют соответствующих знаний и уровня подготовки для их создания, то небольшие офисные и тем более домашние сети могут создавать простые пользователи. Главное при этом-достаточный уровень знаний и желание добиться результата.
Сегодня существует большое количество способов объединения компьютеров в локальную сеть. Разного размера проводниковые и беспроводниковые локальные сети сотнями появляются каждый день. При этом если большие корпоративные сети требуют соответствующих знаний и уровня подготовки для их создания, то небольшие офисные и тем более домашние сети могут создавать простые пользователи. Главное при этом-достаточный уровень знаний и желание добиться результата.
Появление компьютерных сетей было логическим шагом в истории компьютеризации общества. Благодаря этом шагу компьютеры получили еще большего распространения, а именно главное - практически в каждый дом пришел Интернет, который предоставляет доступ к практически неограниченным источникам информации.
Компьютерные сети прошли длинный этап развития. В результате на сегодня компьютеры можно объединить как в локальном, так и в глобальном масштабе. Итак, существует два варианта сетей - локальные и глобальные. Принцип объединения в них компьютеров и работы в этих сетях практически идентичный, но масштабы сети накладывают свои ограничения и требования.
Требования к документации: документация должна отвечать условиям ЕСКД.
Топология «шина» была первой которая использовалась в локальных сетях топологии. Она применялась довольно долго, почти целое десятилетие. Однако настал момент, когда эта сетевая топология (но по крайней мере с использованием коаксиального кабеля) перестала удовлетворять требованиям скорости передачи данных, и особенно - надежности сети. Уменьшение скорости передачи данных при значительном увеличении количества рабочих станций сводило на нет главное достоинство подобных сетей - малые затраты на их создание. Кроме того, сыграла свою роль низкая надежность сети в плане обеспечения еще физической целостности.
Рисунок 1 - Топология сети "Шина"
По этим причинам комитет 802.3 начал работу над созданием нового стандарта, который использует современные технологии. В результате в 1990 появился 10 Base-T. Он стал первым стандартом, которые используют сетевую топологию «звезда» и новый физический носитель - неэкранированный кабель «витая пара» с двумя парами проводников. Наверное, именно это событие и стало важнейшим этапом в распространении локальных сетей.
Использование топологии «звезда» сделало локальные сети более гибкими и расширяемыми, а также повысило их безопасность и отменостойкость. Стандарт 10 Base-T имеет на внимании выполнения следующих требований:
- для передачи данных используется кабель «витая пара» с двумя парами неэкранированных проводников. При этом одна пара проводников применяется для передачи данных, а вторая - для их приема;
- длина кабеля «витая пара», используемого для подключения рабочей станции, не должна превышать 100 м;
- для увеличения диаметра сети может применяться не больше 4 репиторов, при этом расстояние между двумя самыми крайними рабочими станциями при использовании кабеля «витая пара» не должно превышать 500 м;
- все рабочие станции подключаются к центральному управляющему устройству, в качестве которого могут применяться концентратор, коммутатор и т.д.;
- максимальное количество подключений 1024.
Использование данного стандарта разрешает достичь скорости передачи данных 10 Мбит с. Главной особенностью локальных сетей с применением топологии «звезда» есть то, что скорость передачи данных не зависит от количества подключенных участников.
При этом сеть стала еще более гибкой, поскольку ее максимальный радиус можно легко увеличить, используя, например, толстый коаксиальный кабель. Это разрешает создавать разные отдаленные сегменты сети и объединять их в одну локальную сеть с общими ресурсами.
Дальнейшее развитие сетевых стандартов происходило уже «по накатанной»: главный акцент делался на улучшение качественных показателей. Современные требования относительно скорости передачи данных заставляли комитет по стандартизации функционирования локальных сетей создавать стандарты, которые бы удовлетворяли эти запросы. Одним из таких стандартов, которые имеют сильное широкое распространение, стал 100 Base-TX принятый в 1995 году. Именно он есть первым среди стандартов, которые получили общее название Fast Ethernet. Данный стандарт используется в сетях, построенных за топологией «звезда» и в качестве физической среды используют кабель «витая пара» UTP не ниже пятой категории. Это разрешает оборудованию работать как в полудуплексному, так и в дуплексному режимах. При этом дуплексный режим обеспечивает максимально возможную для стандарта скорость передачи данных в 100 Мбіт/ с. Стандарт 100 Base-TX требует выполнения следующих условий:
- для передачи данных используется кабель «витая пара» пятой категории;
- длина кабеля «витая пара» для подключения рабочей станции не должна превышать 100 м;
- для увеличения диаметра сети может применяться не больше 2 репитеров, при этом максимальный радиус сети составляет 205 м;
- длина кабеля между репитетарми не должна превышать 5 м;
- все рабочие станции подключаются к центральному управляющему устройства, в качестве которого могут использоваться концентратор, коммутатор и т.д.;
- максимальное количество подключений - 1024. Немало влияет на широкое распространение 100 Base-TX справила стандартизация материнских плат (АТХ), которая сделала наличие сетевого адаптера на материнской плате обязательным.
Коммутатор (свитч) - основное устройство активного типа, который применяется как центрального узла для подключения компьютеров в сетях, основанных на топологии «звезда». Его ближайшим по функциональности, но не за «интеллекта» устройством является концентратор, который еще не крюк давно в силу своей меньшей стоимости получил более широкое распространение. Большей чем у концентратора, функциональности коммутатор обязан протоколами, которые работают на канальном уровне. Это разрешает избегнуть лишнего трафика, когда необходимо передать данные от отправителя конкретного компьютера, не задевая при этом другие компьютеры. За счет этого достигается высокая скорость передачи данных. Коммутатор является довольно интеллектуальным устройством, которое способно учиться. Он использует Массы-адреса устройств, причем эти адреса коммутатор запоминает.
Например, когда компьютер передаст данные другого компьютера, коммутатор запоминает Масс-адресу отправителя и отправляет данные сразу на все порты, т.е. работает как концентратор. Однако это происходит только на первых порах. Как только коммутатор сможет определить Масс-адрес каждого компьютера, подключенного к его портам, данные сразу же будут отправляться на конкретный порт, тем самым уменьшая время доставки, а значит, увеличивая скорость передачи данных. Извне коммутатор выглядит как коробка с определенным количеством (как правило, не больше 48) портов. Как и в случае с концентраторами, часто встречаются соприкасающиеся коммутаторы, предназначенные для установки в монтажный шкаф. При этом статические коммутаторы по обыкновению можно соединять. Для этого используется или отдельный RJ-45 порт на задней панели, или один из свободных портов на передней панели. Еще одним плюсом коммутаторов является возможность управления. Так, различают управляемые и неуправляемые коммутаторы. Управляемые коммутаторы, кроме набора портов RJ-45, содержат еще один порт, с помощью которого их можно подключить к компьютеру и делать настройку.
Кроме того, часто управление коммутатором осуществляется с помощью веб-интерфейса через любой браузер, для чего коммутатор обеспечивается статическим Iр-Адресом, который при необходимости всегда можно изменить.
Для создания сети были избраны коммутаторы с 48 портами 10/100 Base-TX + 2 портами 10/100/1000 Base-T фирмы D-Link.
Рисунок 2 - Коммутатор DES-1050G
Данный неуправляемый коммутатор DES-1050G с высокой плотностью портов 10/100 Ethernet идеально подходит для эффективного по стоимости подключения рабочих групп. Обеспеченный 48 портами 10/100 Мбіт/с Ethernet, 2 гигабитными портами 1000 Base-T и выполненный в плоском металлическом корпусе для монтажа в стандартную стойку, этот коммутатор обеспечивает недорогое подключение до 48 рабочих станций и 2 гигабитное соединение по витой пари с двумя серверами. 48 соединений Plug-and-Play к рабочему месту. Все 48 портов 10/100 Base-TX коммутатора DES-1050G есть plug-and-play и поддерживают автоматическое определение скорости и полярности MDI / MDIX.
Поэтому DES-1050G обеспечивает простое и недорогое решения по подключению до 48 настольных компьютеров. Коммутатор снабжен 2-мя портами 1000 Base-T Gigabit для подключения к серверам по крученой паре категории 5. С помощью этих портов можно также соединить несколько коммутаторов вместе с целью увеличения количества портов, предназначенных для сетевых подключений.
Управление потоком для безопасной передачи информации. Коммутатор поддерживает управление потоком 802.3х, что разрешает уменьшить количество откидываемых пакетов. Это достигается за счет отправки сигналов коллизии при заполнении буфера принимает порта, Благодаря поддержке этой функции, возможная организация безопасного соединения с серверами на скорости 2000Мбит / с в режиме полного дуплекса для одновременного доступа нескольких рабочих станций без риска потери данных.
Данный коммутатор имеет следующие характеристики:
Стандарты:
IEEE 802.3 10 Base-T Ethernet
IEEE 802.3u 100 Base-TX Fast Ethernet
IEEE 802.3ab 1000 Base-T Gigabit Ethernet
Автоопределение скорости Nway ANSI / IEEE 802.3
Управление потоком IEEE 802.3x
Порты
48 портов 10/100 Base-TX с автоматическим определением полярности MDI/MDIX 2
гигабитных порта 10/100/1000 Base-TX с автоматическим определением полярности MDI/ MDIX
Поддержка режима дуплексу / полудуплекса
Ethernet / Fast Ethernet: дуплекс / полудуплекс Gigabit: дуплекс
Управление потоком
Режим полудуплекса: метод "обратного давления»
Режим дуплексу: управление потоком 802.3х
Светодиодные индикаторы
Для устройства: Power (Питание)
Производительность обеспечивает коммутационная матрица 13,6 Гбит/с. используется метод коммутации Store-and-forward.
Таблица Масс-адресов 8К записей на устройство. Буфер коммутатора имеет 3,2 Мбит RAM на устройство.
сервер топология
Для среды передачи данных используется кабель «скрученные провода».Он представляет собой два скрученных проводника. В качестве проводников используется медний одножильный или многожильный скрученный проводник. Кабель имеет волновое сопротивление 100 Ом. Подключение рабочих станций к среде передачи на базе скрученных проводов происходит при помощи разъема RJ-45.
Рисунок 3 - Кабель UTP CAT 5E
Расчет пропускной способности сети
Для расчета максимального количества кадров минимальной длины, которые проходят по сегменту Ethernet, укажем, что размер кадра минимальной длины вместе с преамбулой составляет 72 байта или 576 бит, поэтому на его передачу тратится 5,75 мкс. Прибавив межкадровый интервал в 0,96 мкс, получим, что период прохождения кадров минимальной длины составляет 6,71 мкс. Отсюда максимальная возможная пропускная способность сегмента Ethernet составляет 148 800 кадр/с. Наличие в сегменте нескольких узлов снижает эту величину за счет ожидания доступа к среде, а также за счет коллизии, которые приводят к необходимости повторной передачи кадров.
Кадры максимальной длины технологии Fast Ethernet имеют поле длиной 1500 байт, которое вместе со служебной информацией дает 1518 байт, а с преамбулой составляет 1526 байт или 12 208 бит. Максимально возможная пропускная способность сегмента Fast Ethernet для кадров максимальной длины составляет 8130 кадр/с. Очевидно, что при работе с большими кадрами нагрузки на мосты, коммутаторы и маршрутизаторы заметно снижается.
Теперь рассчитаем, какой максимальной эффективной (полезной) пропускной способностью в битах за секунду владеют сегменты Fast Ethernet при использовании кадров разного размера. Под эффективной пропускной способностью протокола имеется в виду скорость передачи предназначенных для пользователя данных, которые переносятся полем данных кадра. Эта пропускная способность всегда меньшая номинальной битовой скорости протокола Ethernet за счет нескольких факторов:
- служебной информации кадра;
- межкадровых интервалов (IPG);
- ожидание доступа к среде.
Для кадров максимальной длины эффективная пропускная способность равная: