Проектирование локальной сети

Схема сети.cdw

Содержание.doc

Обоснование выбора типа и топологии сети
Выбор типа кабельного соединения
Определение длины сегментов количество рабочих станций в каждом сегменте
Расчет корректности сети и оценка их с предельно допустимыми
Окончательный компоновочный вариант сети
Экономический расчет стоимости компонентов сети с определением суммы затрат на их приобретение

Приложение 2.cdw

Курс. раб..doc

Необходимо рассчитать локальную сеть Ethernet для фирмы:
Количество отделов: 7
Обеспечиваемый максимальный диаметр сети до 1000 м
Расстояние между отделами: 100-150 м.
Число рабочих станций в отделе: 10-20
Тип сети: одноранговая.
Таблица 1.1 - Отделы организации и кол-во рабочих станций.
Кол-во рабочих станций
Отдел по учету налогов
Административно-управленческий
Обоснование выбора типа и топологии сети.
Серверные (или клиентсервер) содержащие клиентов и обслуживающие их серверы.
Одноранговые сетевые среды (peer-to-peer) в которых нет серверов и разделяются ресурсы независимых узлов.
Гибридные сети — сети клиентсервер с одноранговыми разделяемыми ресурсами.
Большинство сетей на самом деле являются гибридными.
Серверные среды характеризуются наличием в сети серверов обеспечивающих защиту сети и ее администрирование. Серверы могут выполнять множество ролей.
В Windows NT серверные сети организованы в так называемые домены. Домен — это совокупность сетей и клиентов совместно использующих информацию системы защиты. Защитой домена и полномочиями на регистрацию управляют специальные серверы — контроллеры домена. В домене имеется один контроллер называемый основным (PDC Primary Domain Controller) и вспомогательные резервные контроллеры (BDC Backup Domain Controller) которые выполняют функции контроллера домена когда PDC занят или недоступен.
Ни один из компьютеров в сети не сможет обращаться к разделяемым ресурсам сервера пока не пройдет аутентификацию на контроллере домена.
1.2Преимущества серверных сетей
Серверные сети имеют такие преимущества как:
Сильная централизованная защита;
Центральное хранилище файлов благодаря чему все пользователи могут работать с одним набором данных а резервное копирование важной информации значительно упрощается;
Возможность совместного использования серверами доступного аппаратного и программного обеспечения снижает общие затраты;
Способность совместного использования дорогого оборудования например лазерных принтеров;
Оптимизированные выделенные серверы функционируют в режиме разделения ресурсов быстрее чем одноранговые узлы;
Менее назойливая система защиты — доступ к разделяемым ресурсам всей сети - обеспечивается по одному паролю;
Освобождение пользователей от задачи управления разделяемыми ресурсами;
Простая управляемость при большом числе пользователей;
Централизованная организация предотвращающая потерю данных на компьютерах.
1.3Недостатки серверных сетей
Серверным сетям присущи и некоторые недостатки которые в основном относятся к стоимости серверного оборудования:
Дорогое специализированное аппаратное обеспечение
Дорогостоящие серверные ОС и клиентские лицензии
Как правило требуется специальный администратор сети.
1.4Одноранговые сети
Для одноранговых сетей характерно отсутствие централизованного управления. В них нет и серверов. При необходимости пользователи работают с общими дисками и такими ресурсами как принтеры и факсы.
Одноранговые сети организуются по рабочим группам. Рабочие группы не обеспечивают сильного контроля защиты. В них нет центрального процесса регистрации. При регистрации на одном узле пользователь получает доступ к любым ресурсам в сети не защищенным специальным паролем.
Доступом к отдельным ресурсам можно управлять если потребовать от пользователя ввода пароля при обращении к ним. Поскольку централизованных полномочий защиты здесь нет нужно знать пароли для доступа к конкретному ресурсу что может оказаться весьма неудобным.
Кроме того одноранговые сети не оптимизированы для разделения ресурсов. В общем случае обращение многих пользователей к разделяемому ресурсу на одноранговом компьютере заметно снижает его производительность. В одноранговых сетях также существуют лицензионные ограничения не позволяющие получить доступ к ресурсу сразу большому числу пользователей.
1.5Преимущества одноранговых сетей
Не влекут дополнительных расходов на серверы или необходимое ПО
Просты в инсталляции
Не требуют специальной должности администратора сети
Позволяют пользователям управлять разделением ресурсов
При работе не вынуждают полагаться на функционирование других компьютеров
Стоимость создания небольших сетей достаточно низка
1.6Недостатки одноранговых сетей
Дополнительная нагрузка на компьютеры из-за совместного использования
Неспособность одноранговых узлов обслуживать подобно серверам столь же
большое число соединений
Отсутствие централизованной организации что затрудняет поиск данных
Нет центрального места хранения файлов что усложняет их архивирование
Необходимость администрирования пользователями собственных компьютеров
Слабая и неудобная система защиты
Отсутствие централизованного управления осложняющее работу с большими
одноранговыми сетями
В гибридных сетях имеются все три типа клиентов а также (как правило) активные домены и рабочие группы. Это означает что хотя большинство общих ресурсов находится на серверах пользователи имеют доступ к любым ресурсам определенным как разделяемые на компьютерах в рабочей группе. Кроме того для доступа к ресурсам рабочей группы с которыми совместно работают одноранговые узлы сети пользователям необязательно регистрироваться на контроллере домена.
1.8Преимущества гибридной модели вычислений
Достоинствами серверной модели
Многими преимуществами одноранговых вычислений
Позволяют пользователям и администраторам управлять защитой в зависимости от важности разделяемого ресурса.
1.9 Недостатки гибридной модели вычислений
Недостатки гибридных сетей аналогичны недостаткам для серверных сетей.
2 Защита в одноранговых и серверных сетях
Одно из самых больших отличий между одноранговыми и серверными сетями заключается в реализации защиты. Одноранговые сети обычно менее защищены чем серверные. В одноранговой среде защита как правило реализуется на уровне разделяемых ресурсов а в среде клиентсервер --на уровне файлов или полномочий доступа.
Например в Windows 95 пользователь может разрешить всем другим машинам в сети обращаться к своему разделяемому каталогу или устройству. Если необходима защита назначается пароль для доступа к ресурсу. Между тем он не может задать каким именно пользователям сети разрешается обращаться к ресурсам. Доступ к ресурсу получит любой пользователь которому известен пароль.
Другим ограничением в одноранговой сети является то что каждый ресурс для которого необходимо управлять доступом должен иметь свой собственный пароль. В крупной сети число таких паролей быстро становится чрезмерно большим.
В большинстве серверных сетей защита реализуется по-другому. В них достаточно одного пароля контролирующего доступ ко всем ресурсам сети на которые у вас есть полномочия.
Преимущество защиты в одноранговых сетях заключается в том что каждый пользователь сам управляет доступом к своим ресурсам. К недостаткам можно отнести невозможность дифференциации сетевых пользователей которым разрешено обращаться к ресурсу. Достоинством защиты в серверных сетях является возможность доступа пользователя только к тем ресурсам на которые он имеет полномочия. Недостаток — необходимость в специальной должности сетевого администратора.
3 Выбор верного типа сети
При принятии решения о выборе типа сети основной вопрос состоит в том может ли организация позволить себе файловый сервер сетевую операционную систему и администратора сети. Если да то можно использовать серверную сетевую среду. Если нет - одноранговая сеть.
Можно организовать одноранговую сеть аналогично серверной используя для хранения файлов и обслуживания разделяемых ресурсов (например принтеров) один мощный одноранговый компьютер. Это позволит централизованно администрировать ресурсы и выполнять резервное копирование на одной машине. Между тем такой компьютер будет испытывать большую нагрузку поэтому нужно сделать так чтобы с ним работало ограниченное число ПК. Используемые таким образом компьютеры называют невыделенными серверами.
Исходя из поставленных условий проектирования (большое число рабочих станций необходимость расширения высокий уровень безопасности большое количество ресурсов и т.д.) правильным решением будет проектирование сети на основе выделенного сервера что позволит выполнить поставленные требования.
Топология сети - это ее физическая схема отображающая расположение узлов и соединение их кабелем. Каждая топология имеет собственные сильные и слабые стороны. Выделяют четыре основные сетевые топологии:
4.1 Шинная топология
Шинная топология часто применяется в небольших простых или временных сетевых инсталляциях.
В типичной сети с шинной топологией кабель содержит одну или более пар проводников а активные схемы усиления сигнала или передачи его от одного компьютера к другому отсутствуют. Таким образом шинная топология является пассивной. Когда одна машина посылает сигнал по кабелю все другие узлы получают эту информацию но только один из них (адрес которого совпадает с адресом закодированным в сообщении) принимает ее. Остальные отбрасывают сообщение.
В каждый момент времени отправлять сообщение может только один компьютер поэтому число подключенных к сети машин значительно влияет на ее быстродействие. Перед передачей данных компьютер должен ожидать освобождения шины. Указанные факторы действуют также в кольцевой и звездообразной сетях.
Еще одним важным фактором является оконечная нагрузка. Поскольку шинная топология является пассивной электрический сигнал от передающего компьютера свободно путешествует по всей длине кабеля. Без оконечной нагрузки сигнал достигает конца кабеля отражается и идет в обратном направлении. Такое эхоотражение и путешествие сигнала туда и обратно по кабелю называется зацикливанием (ringing). Для предотвращения подобного явления к обоим концам кабельного сегмента подключается оконечная нагрузка (терминаторы). Терминаторы поглощают электрический сигнал и предотвращают его отражение. В сетях с шинной топологией кабели нельзя оставлять без оконечной нагрузки.
2 Преимущества шинной топологии
Она надежно работает в небольших сетях проста в использовании и понятна.
Шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле чем
другие схемы кабельных соединений.
Шинную топологию легко расширить. Два кабельных сегмента можно состыковать в
один длинный кабель с помощью цилиндрического соединителя BNC. Это позволяет
подключить к сети дополнительные компьютеры.
Для расширения сети с шинной топологией можно использовать повторитель.
Повторитель (repeater) усиливает сигнал и позволяет передавать его на большие
4.3Недостатки шинной топологии
Шинная топология обычно имеет следующие недостатки:
Интенсивный сетевой трафик значительно снижает производительность такой
сети. Поскольку любой компьютер может передать данные в произвольный момент времени и в большинстве сетей они не координируют друг с другом моменты передачи в сети с шинной топологией с большим числом компьютеров станции часто прерывают друг друга и немалая часть полосы пропускания (мощность передачи информации) теряется понапрасну. При добавлении компьютеров к сети проблема еще более усугубляется;
Каждый цилиндрический соединитель ослабляет электрический сигнал и большое
их число будет препятствовать корректной передаче информации по шине.
Сеть с шинной топологией трудно диагностировать. Разрыв кабеля или
неправильное функционирование одного из компьютеров может привести к
тому что другие узлы не смогут взаимодействовать друг с другом. В результате
вся сеть становится неработоспособной.
4.4Звездообразная топология
В топологии типа "звезда" все кабели идут к компьютерам от центрального узла где они подключаются к концентратору (hub).
Звездообразная топология применяется в сосредоточенных сетях в которых конечные точки достижимы из центрального узла. Она хорошо подойдет в тех случаях когда предполагается расширение сети и требуется высокая надежность.
Каждый компьютер в сети с топологией типа "звезда" взаимодействует с центральным концентратором который передает сообщение всем компьютерам (в звездообразной сети с широковещательной рассылкой или только компьютеру-адресату (в коммутируемой звездообразной сети).
Активный концентратор регенерирует электрический сигнал и посылает его всем подключенным компьютерам. Такой тип концентратора часто называют многопортовым повторителем (multiport repeater). Для работы активных концентраторов и коммутаторов требуется питание от сети. Пассивные концентраторы например коммутационная кабельная панель или коммутационный блок действуют как точка соединения не усиливая и не регенерируя сигнал. Электропитания такие устройства не требуют.
Для реализации сети с топологией типа "звезда" можно применять несколько типов кабелей. Гибридный концентратор позволяет использовать в одной звездообразной сети разные типы кабелей.
Расширять звездообразную сеть можно путем подключения вместо одного из компьютеров еще одного концентратора и подсоединения к нему дополнительных машин. Так создается гибридная звездообразная сеть.
4.5Преимущества звездообразной топологии
Такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров не нарушая
остальной ее части. Достаточно проложить новый кабель от компьютера к
центральному узлу и подключить его к концентратору. Если возможности
центрального концентратора будут исчерпаны следует заменить его устройством с
большим числом портов.
Центральный концентратор звездообразной сети удобно использовать для
диагностики. Интеллектуальные концентраторы (устройства с микропроцессорами
добавленными для повторения сетевых сигналов) обеспечивают также мониторинг и
Отказ одного компьютера не обязательно приводит к останову всей сети.
Концентратор способен выявлять отказы и изолировать такую машину или сетевой
кабель что позволяет остальной сети продолжать работу.
В одной сети допускается применение нескольких типов кабелей (если их позволяет
использовать концентратор).
4.6Недостатки звездообразной топологии
При отказе центрального концентратора становится неработоспособной вся сеть.
Многие сети с топологией типа "звезда" требуют применения на центральном узле
устройства для ретрансляции широковещательных сообщений или коммутации сетевого графика.
Все компьютеры должны соединяться с центральной точкой это увеличивает
расход кабеля и следовательно такие сети обходятся дороже чем сети с иной
4.7 Сети с кольцевой топологией
В кольцевой сети каждый компьютер связан со следующим а последний - - с первым. Кольцевая топология применяется в сетях требующих резервирования определенной части полосы пропускания для критичных по времени средств (например для передачи видео и аудио) в высокопроизводительных сетях а также при большом числе обращающихся к сети клиентов (что требует ее высокой пропускной способности).
В сети с кольцевой топологией каждый компьютер соединяется со следующим компьютером ретранслирующим ту информацию которую он получает от первой машины. Благодаря такой ретрансляции сеть является активной и в ней не возникают проблемы потери сигнала как в сетях с шинной топологией. Кроме того поскольку "конца" в кольцевой сети нет никаких оконечных нагрузок не нужно.
Некоторые сети с кольцевой топологией используют метод эстафетной передачи. Специальное короткое сообщение-маркер циркулирует по кольцу пока компьютер не пожелает передать информацию другому узлу. Он модифицирует маркер добавляет электронный адрес и данные а затем отправляет его по кольцу. Каждый из компьютеров последовательно получает данный маркер с добавленной информацией и передает его соседней машине пока электронный адрес не совпадет с адресом компьютера-получателя или маркер не вернется к отправителю. Получивший сообщение компьютер возвращает отправителю ответ подтверждающий что послание принято. Тогда отправитель создает еще один маркер и отправляет его в сеть что позволяет другой станции перехватить маркер и начать передачу. Маркер циркулирует по кольцу пока какая-либо из станций не будет готова к передаче и не захватит его.
Все эти события происходят очень часто: маркер может пройти кольцо с диаметром в 200 м примерно 10000 раз в секунду. В некоторых еще более быстрых сетях циркулирует сразу несколько маркеров. В других сетевых средах применяются два кольца с циркуляцией маркеров в противоположных направлениях. Такая структура способствует восстановлению сети в случае возникновения отказов.
4.8Преимущества сетей с кольцевой топологией
Поскольку всем компьютерам предоставляется равный доступ к маркеру никто из них не сможет монополизировать сеть.
4.9Недостатки сетей с кольцевой топологией
Отказ одного компьютера в сети может повлиять на работоспособность всей сети.
Кольцевую сеть трудно диагностировать.
Добавление или удаление компьютера вынуждает разрывать сеть.
4.10Сотовая топология
Ячеистая (сотовая) топология характеризуется наличием избыточных связей между устройствами. Например в истинной сети с сеточной структурой (mesh) существует прямая связь между всеми устройствами сети. Для большого числа устройств такая схема оказывается неприемлемой. Большинство сотовых сетей не являются истинными ячеистыми структурами а представляют собой гибридные сотовые сети содержащие некоторые избыточные связи (но не между всеми узлами).
4.11Преимущества и недостатки сотовой сети
Основным достоинством сети с сотовой структурой является ее отказоустойчивость. Другие преимущества включают в себя гарантированную пропускную способность канала связи и то что такие сети достаточно легко диагностировать.
К недостаткам сотовой топологии относятся сложность инсталляции и реконфигурации а также стоимость поддержки избыточных каналов.
4.12Шинно-звездообразная топология
Шинно-звездообразноя топология комбинирует сети типа "звезда" и "шина" связывая несколько концентраторов шинными магистралями. Если один из компьютеров отказывает концентратор может выявить отказавший узел и изолировать неисправную машину. При отказе концентратора соединенные с ним компьютеры не смогут взаимодействовать с сетью а шина разомкнется на два не связанных друг с другом сегмента.
4.13Звездообразно-кольцевая топология
В звездообразной колъцевой топологии (которую называют также кольцом с соединением типа "звезда") сетевые кабели прокладываются аналогично звездообразной сети но в центральном концентраторе реализуется кольцо. С внутренним концентратором можно соединить внешние тем самым расширив петлю внутреннего кольца.
5Выбор верной топологии
Исходя из условий проектирования сети верным решением будет использовать топологию сети типа - звезда (или звездообразная топология). Данная топология соответствует установленным требованиям (высокая надежность трафик последующее расширение сети).
6Черновой вариант схематичного плана соединения устройств сети
По выбранным в предыдущих пунктах вариантах типа и топологии сети построим предварительную блок-схему сети:
тип сети – одноранговая;
Компоновка сети – черновой вариант показан в приложении №1.
Выбор типа кабельного соединения
В Ethernet применяются многие типы кабеля (физического носителя или среды передачи данных) В различных типах Ethernet применяются разные характеристики передачи сигналов но во всех используется одна и та же спецификация кадров Ethernet скорость 10 Мбитс и арбитражный доступ CSMACD. Вот четыре наиболее распространенных типа кабельных систем Ethernet 10 Мбитс:
Base5 или толстая Ethernet (thicknet) с толстым коаксиальным кабелем
Base2 или тонкая Ethernet (thinnet) с тонким коаксиальным кабелем
BaseT где применяется кабель типа неэкранированная витая пара
BaseFL в которой используется одно-или многомодовый волоконно-оптический кабель.
Для нашего случая целесообразно внутрисегментные соединения выполнять c использованием 10BaseT на витой паре 5-й категории что позволит в дальнейшем повысить скорость обмена до 100 Mbс а межсегментные соединения - 10BaseFL для обеспечения расстояния между отделами в 150 м.
1 Характеристика 10BaseT
Использование кабеля типа "неэкранированная витая пара" (UTP unshielded twistedpair) хорошо зарекомендовало себя в сетях Ethernet и стало заметной тенденцией. Кабель UTP дешевле и гибче по сравнению с 10BaseS или 10Base2. Спецификации UTP были определены подкомитетом IEEE 802.S в 80-ых годах. Нужно обратить внимание что эти спецификации не относятся к кабелю "экранированная витая пара" и касаются только UTP.
Ethernet 10BaseT (витая пара) имеет следующие спецификации:
Максимально допустимое число сегментов 1024
Максимальное число сегментов с узлами 1024
Максимальная длина сегмента100м
Максимальное число узлов на сегмент2
Максимальное число узлов в сети1024
Максимальное число концентраторов в цепочке 4
В сети 10BaseT применяется звездообразное соединение. Это означает что каждое устройство подключается собственным кабелем к концентратору. Хотя физическая топология 10BaseT построена по схеме "звезда" логически эта сеть имеет шинную топологию. Сеть 10BaseT легко диагностировать поскольку проблемы в одном кабельном сегменте обычно не влияют на другие сегменты. (Каждый узел использует свой собственный сегмент.)
Выявить вызывающее проблемы устройство можно отключив кабель от концентратора. Некоторые концентраторы имеют встроенные средства сообщающие об ошибках или проблемах а также позволяют удаленно отключать устройства. Такие концентраторы называются интеллектуальными.
Для подключения концентратора к адаптеру ЛС используется разъем RJ-45.
Кроме того для соединения 10ВаsеТ можно применять DIX-коннектор или разъем AUI и использовать трансивер или устройство доступа к кабелю "витая пара" (TPAU twistedpair access unit). Подключение сетевых плат к тонкой Ethernet осуществляется через специальные устройства-трансиверы.
Кабель UTP классифицируется по категориям определенным Ассоциацией изготовителей электронного оборудования (EIA Electrical Industries Association). Кабель категорий 1 и 2 используется для передачи речи. Категории 3 4 и 5 применяются для передачи данных. При покупке кабеля категории 5 узнайте у изготовителя о его производительности и убедитесь что она отвечает потребностям вашей сети.
Существуют также варианты кабеля UTP с тефлоновым покрытием. Данный кабель используется для прокладки в зонах требующих пожаробезопасности (таких как потолочные пазухи). Этот кабель легок и гибок поэтому его удобно протягивать через конструкции здания. Кабель должен иметь категорию американского сортамента кабелей (AWG American Wire Gauge) 22 24 или 26 с полным сопротивлением (сопротивлением на основе частоты сигнала) от 85 до 110 ом на частоте 10 МГц.
2 Характеристика 10Base FL
Широко использовать оптоволоконный кабель в Ethernet начали сравнительно недавно. Его применение позволило сразу же значительно увеличить допустимую длину сегмента и существенно повысить помехоустойчивость передачи. Немаловажна также и полная гальваническая развязка компьютеров сети которая достигается здесь без всякой дополнительной аппаратуры просто в силу специфики среды передачи. Еще одно преимущество оптоволоконных кабелей состоит в возможности плавного перехода на Fast Ethernet так как пропускная способность оптоволокна позволяет достигнуть не только 100 Мбитс но и более высоких скоростей передачи.
Передача информации в данном случае идет по двум оптоволоконным кабелям передающим сигналы в разные стороны (как и в 10BASE-T). Иногда используются двухпроводные оптоволоконные кабели содержащие два кабеля в общей внешней оболочке но чаще — два одиночных кабеля. Вопреки распространенному мнению стоимость оптоволоконного кабеля не слишком высока (она близка к стоимости тонкого коаксиального кабеля). Правда в целом аппаратура в данном случае оказывается заметно дороже так как требует использования дорогих оптоволоконных трансиверов.
Ethernet 10BaseFL имеет следующие спецификации:
Максимальная длина сегмента 2000 м
Максимальное число подключаем устройств 2
Максимально допустимое число сегментов 4
Максимальное чисто сегментов с узлами4
Минимальное расстояние между 2.5 м
подключаемыми устройствами
Максимальное число повторителей4
Максимальная общая длина с повторителями 10000 км
Максимальная длина абонентских отводков AUI 100 м
Тройниковое подключение осуществляется через концентратор. Концентратор (многопортовый повторитель) осуществляют функции повторителей сигналов на всех участках передачи данных. Обнаруживают коллизии в сегменте и посылают джам-последовательности на все свои выходы.
Для нашего случая подобрали оптический кабель с двумя волокнами для закрытых помещений фирмы Duplex-ST 2.8 мм.
Характерные особенности выбранного кабеля:
Удобные для оконцовки оптические волокна в полуплотном буфере.
Кабели этой категории изготовлены из диэлектрических материалов (не содержат какого-либо металла).
Кабели этой категории не содержат галогена (FRNC - пожаростойкий материал и LSNH - безгалогенного материала с низким дымовыделением).
Срок службы кабелей не менее 30 лет.
Определение длины сегментов количество рабочих станций в каждом сегменте.
По схеме определяем длины сегментов локальной сети результаты внесли в таблицу.
Таблица 3.1 – Длины сегментов рабочих станций локальной сети.
Таблица 3.2 – Длины промежуточных сегментов локальной сети.
Как видно по схеме для соединения всех рабочих групп в одну сеть мы использовали маршрутизатор. Для подключения маршрутизатора с группами №17 использовали для связи оптоволоконный кабель т.к. расстояние от коммутатора до маршрутизатора больше 100м что не дает возможности использовать витую пару для передачи данных. Соединение остальных промежуточных сегментов произвели витой парой.
Расчет корректности сети и оценка их с предельно допустимыми
Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE содержащие значение задержек распространения сигналов в повторителях приемопередатчиках и различных физических средах. В таблице 3 приведены данные для расчета значения PDV для используемых в данной локальной сети физических стандартов. Битовый интервал обозначен как bt.
Таблица 4.1 – Данные для расчета значения PDV.
База левого сегмента bt
База промежуточно-го сегмента bt
База правого сегмента bt
Задержка среды на 1м bt
Максимальная длина сегмента м
Для корректности расчета PDV необходимо выбрать сегменты локальной сети с максимальной длинной. Отсюда получили что сегментом максимальной длины является связь между рабочими станциями 4.17 и 7.18.
Проведем расчет для левого сегмента 4.17 и правого сегмента 7.18:
Левый сегмент 4.17: 15.3+56*0.113=216
Промежуточный сегмент 4: 42+50*0.113=4765
Промежуточный сегмент 7(1): 42+1*0.113=42113
Промежуточный сегмент 7(2): 42+1*0.113=42113
Промежуточный сегмент 7: 335+150*01=485
Правый сегмент 7.18: 165+66*0.113=1725.
Определили суммарную величину задержек всех сегментов выделенного пути
6+4765+42113+42113+485+1725=374476.
Произведем обратный расчет для левого сегмента 7.18 и правого сегмента 4.17:
Левый сегмент 7.18: 15.3+66*0.113=22758
Правый сегмент 7.18: 165+56*0.113=171328.
758+4765+42113+42113+485+171328 =374462.
Суммарная величина задержек всех сегментов выделенного пути не должна превышать предельной величины 512 битовых интервалов. Таким образом для данного случая сеть корректна.
Однако расчета двойного времени прохождения в соответствии со стандартом еще не достаточно чтобы сделать окончательный вывод о работоспособности сети.
Второй расчет проверяет соответствие стандарту величины межкадрового интервала (IPG). Эта величина изначально не должна быть меньше чем 96 битовых интервалов (96 икс) то есть только через 96 мкс после освобождения сети абоненты могут начать свою передачу. Однако при прохождении пакетов (кадров) через репитеры и концентраторы межкадровый интервал может сокращаться вследствие чего два пакета могут в конце концов восприниматься абонентами как один. Допустимое сокращение IPG определено стандартом в 49 битовых интервалов (49 мкс).
Таблица 4.2 - Величины сокращения межкадрового интервала (IPG) для разных сегментов Ethernet.
Для вычислений здесь так же как и в предыдущем случае используются понятия начального сегмента и промежуточного сегмента. Конечный сегмент не вносит вклада в сокращение межкадрового интервала так как пакет доходит по нему до принимающего компьютера без прохождения репитеров и концентраторов.
Для вычисления используются данные таблицы 4.2.
Для получения полной величины сокращения IPG надо просуммировать величины из таблицы для сегментов входящих в путь максимальной длины и сравнить сумму с предельной величиной 49 битовых интервалов. Если сумма меньше 49 мы можем сделать вывод о работоспособности сети. Для гарантии расчет производится в обоих направлениях выбранного пути.
Берем в качестве начального сегмента 10BASE-Т. Для него сокращение межкадрового интервала равно 16. Далее следуют промежуточные сегменты: два сегмента 10BASE-FL (каждый из них внесет свой вклад по 8 битовых интервалов) и 10BASE-Т (величина сокращения составит 11). В результате суммарное сокращение межкадрового интервала составит:
что меньше предельной величины 49. Следовательно данная конфигурация и по этому показателю будет работоспособна.
Вычисления для обратного направления по этому же пути дадут в данном случае тот же результат так как начальный сегмент 10BASE-T даст ту же величину а все промежуточные сегменты опять же останутся промежуточными.
Окончательный компоновочный вариант сети
Чтобы сеть Ethernet состоящая из сегментов различной физической природы работала корректно необходимо выполнение четырех основных условий:
количество станций в сети не более 1024;
максимальная длина каждого физического сегмента не более величины опре
деленной в соответствующем стандарте физического уровня;
время двойного оборота сигнала (Path Delay Value PDV) между двумя самыми
удаленными друг от друга станциями сети не более 575 битовых интервала;
сокращение межкадрового интервала PVV (Path Variability Value при про-хождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше чем 49 битовых интервала. Так как при отправке кадров конечные узлы обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервала то после прохождения повторителя оно должно быть не меньше чем 96 - 49 = 47 битовых интервала.
Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях когда нарушаются простые правила конфигурирования определяющие максимальное количество повторителей и общую длину сети в 2500 м.
Все рассчитанные параметры спроектированной локальной сети удовлетворяют основным необходимым требования сети Ethernet. Для расчетов применялись максимальные из возможных значений параметров (длины и т.д.). Исходя из чего можно утверждать что рассчитанный проект локальной сети будут работоспособен и удовлетворяет поставленным требованиям проектирования.
Окончательный вариант компоновочной схемы сети приведен в приложении 2.
Экономический расчет стоимости компонентов сети с определением
суммы затрат на их приобретение.
Для повышения надежности соединения и лучшего сохранения кабеля можно приобрести прокладочные короба. Для надежности и защиты коммутаторов бесперебойных блоков питания маршрутизатора и медиаконвертеров используем установочные шкафы имеющие возможность принудительного охлаждения.
На основании предьявленных требований произведем подбор необходимого сетевого оборудования и элементов необходимых для бесперебойной работы этого оборудования составили таблицу с указанием элементов и их стоимости.
Таблица 6.1 – Спецификация оборудования.
Коммутатор 16-портовый
Источник бесперебойного питания
ИБП UPS 500VA Back CS APC
Compex RE100TX PCI 10100
Cable UTP 5 level (305m)
PRACTICAL 19" (TWP-125442-G-GY)
ADVANCED 19" (TWA-095362-G-GY)
Розетка под коннектор RJ-45
Локальная сеть была рассчитана по всем требованиям предъявляемым к сетям Ethernet. Все рассчитанные параметры удовлетворяют критериям работоспособности сети. Рассчитанная сеть может подлежать наращиванию и дальнейшей модернизации с повышением требований к сети.
[1] Д.Челлис и др. «Основы построения сетей» Учебное руководство для специалистов MCSE 323 стр. Москва изд. "Лори" 1997.
[2] В.Г. .Олифер Н.А.Олифер «Компьютерные сети» учебник 668 стр. С.-П. изд. «Питер» 2001
[3] «Сети windows 2000 server» учебный курс MCSE 2-е издание 860 стр. Microsoft press 2001.