Принципы построения и этапы проектирования

Введение

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 90 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E - Mail писем и прочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные возможности которые несет в себе компьютерная вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.

Поэтому необходимо разработать принципиальное решение вопроса по организации ИВС (информационно-вычислительной компьютерной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного комплекса отвечающего современным научно-техническим требованиям с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

Целью дипломного проекта разработать компьютерную сеть предприятия ООО «КСД».

Для достижения данной цели дипломного проекта необходимо:

1. Спроектировать локальную компьютерную сеть на базе проводных и беспроводных технологий.

2. Выбрать оборудование и программные средства.

3. Организовать эксплуатацию сети.

Проектирование локальной компьютерной сети

Принципы построения и этапы проектирования

Информационно-управляющая компьютерная сеть предприятия — система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Классификация

PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.

LAN (Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.

CAN (Campus Area Network — кампусная сеть) — объединяет локальные сети близко расположенных зданий.

На сегодня большинство предприятий используют (ЛВС, LAN – Local Area Network). Локальная вычислительная компьютерная сеть (ЛВС) представляет собой логически разделенную на структурные подсистемы кабельную систему здания или группы зданий, которая включает в себя кабельную локальную компьютерную сеть, активное сетевое оборудование, серверы и рабочие станции, так же используют беспроводную компьютерную сеть, но она не пользуется популярной среди больших предприятий.

ЛВС обеспечивает:

· Высокоскоростную многоуровневую коммутацию;

· Контроль и разграничение доступа к сетевым ресурсам;

· Доступ к локальным сетевым устройствам (принтеры, сканеры…);

· Доступ к сети Интернет.

Любое проектирование, как известно, представляет собой сильно упрощенное моделирование еще не наступившей действительности. Именно поэтому предусмотреть все возможные факторы, учесть все потребности, которые могут возникнуть в будущем, практически невозможно.

Однако общие подходы к проектированию локальных компьютерных сетей все-таки могут быть сформулированы, некоторые полезные принципы такого проектирования предлагаются и с успехом используются. Не стоит только воспринимать их как нечто пригодное для любых практических случаев и учитывающее все возможные ситуации.

На рис. 2.1 приведена примерная последовательность этапов и варианты выбора при проектировании локальной сети. Вообще, проблема выбора одного из многочисленных вариантов при проектировании ЛС является основной для данного раздела. Выбор затрудняет необходимость учета множества требований, иногда противоречивых (например, обеспечение высоких технических характеристик сети при доступной стоимости), а также настойчивая, порой агрессивная реклама отдельных решений. Последнее часто относится к новейшим вариантам сетевого оборудования и/или программного обеспечения, отнюдь не самым доступным по цене и не всегда имеющим значительные преимущества по техническим характеристикам перед опробованными вариантами.

Не все этапы проектирования, перечисленные на рис. 2.1, будут далее рассматриваться. Так, организация силовой электрической сети, актуальна в относительно редких случаях. Например, если компьютерная сеть размещается в новом здании или производится капитальный ремонт, то возникает необходимость организации силовой электрической сети " по всем правилам". Многие из этих правил в отечественных условиях реализуются нечасто (или возможность их реализации ограничена по техническим причинам). Не вдаваясь в излишние подробности, следует упомянуть необходимость организации полноценной системы заземления оборудования (что означает использование не 2х, а 3х-полюсных розеток, причем один из полюсов должен быть подключен к шине физического заземления) и обеспечение мер электробезопасности. Другой этап, который также не будет далее детализироваться, это этап 6 (установка сетевых карт, активных сетевых устройств, сетевой ОС и других сетевых программных средств).

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

UTP - кабель медный неэкранированный, независимо от категории выпускается в 4-парном исполнении. Обычно 2 пары для передачи данных, а две - для передачи голоса. Категория 5 специально разработана для поддержки высокоскоростных протоколов. На этом кабеле работают протоколы со скоростью передачи 100 Мбит/с (Fast Ethernet), 155 Мбит/с (ATM протокол), 1000Мбит/с (Gigabit Ethernet). Характеристики определяются в диапазоне 100 МГц. Улучшенная категория 5е разработана специально для поддержки протокола Gigabit Ethernet и передает данные одновременно по всем четырем парам.

Рис. 1 Примерная последовательность этапов и варианты выбора при проектировании компьютерной сети предприятия

Основные преимущества (или принципы) СКС:

· Универсальность: передача данных в ЛВС, видеоинформации или сигналов от датчиков пожарной безопасности либо охранных систем по единой кабельной системе, организация локальной телефонной сети.

· Устойчивость: тщательно спланированная СКС устойчива к внештатным ситуациям и гарантирует высокую надежность и защиту данных в течение многих лет. Основным препятствием широкого внедрения СКС является, как уже отмечалось, их высокая стоимость, что делает приемлемым это решение для относительно масштабных локальных сетей уровня организации. Действительно, стандарты на СКС предусматривают проведение, наряду с прочими, комплекса дорогостоящих строительных работ.

Основными стандартами на СКС являются:

· Международный стандарт ISO/IEC 11801 Generic Cabling for Customer Premises.

· Европейский стандарт EN 50173 Information technology– Generic cabling systems.

· Американский стандарт ANSI/TIA/EIA 568-В Commercial Building Telecommunication Cabling Standard.

Стандарты на СКС периодически (примерно раз в пять лет) пересматриваются в связи с развитием аппаратных средств локальных сетей (включая совершенствование медных и оптоволоконных кабелей).

Согласно стандартам, СКС включает следующие три подсистемы:

· магистральная подсистема комплекса;

· магистральная подсистема здания;

· горизонтальная подсистема.

Распределительные пункты (РП) обеспечивают возможность создания топологии каналов типа " шина", " звезда" или " кольцо" (см.рис. 2.2).

Рис. 2 Подсистемы СКС

Магистральная подсистема комплекса включает магистральные кабели комплекса, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП комплекса и РП здания и коммутационные соединения в РП комплекса. Магистральные кабели комплекса также могут соединять между собой распределительные пункты зданий.

Магистральная подсистема здания включает магистральные кабели здания, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП здания и РП этажа, а также коммутационные соединения в РП здания. Магистральные кабели здания не должны иметь точек перехода, электропроводные кабели не следует соединять сплайсами (тип непосредственного соединения кабелей без разъемов).

Горизонтальная подсистема включает горизонтальные кабели, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП этажа, коммутационные соединения в РП этажа и телекоммуникационные разъемы. В горизонтальных кабелях не допускается разрывов. При необходимости возможна одна точка перехода. Точка перехода – это место горизонтальной подсистемы, в котором выполняется соединение двух кабелей разных типов (например, круглого кабеля с плоским) или разветвление многопарного кабеля на несколько четырехпарных. Все пары и волокна телекоммуникационного разъема должны быть подключены. Телекоммуникационные разъемы не являются точками администрирования. Не допускается включения активных элементов и адаптеров в состав СКС.

Для подключения к СКС достаточно одного сетевого кабеля. Стандарты на СКС по содержанию можно разделить на три группы – стандарты проектирования, монтажа и администрирования. Пожалуй, наиболее полезная в практическом плане группа стандартов монтажа включает рекомендуемые типы и длины отдельных сегментов кабелей в различных подсистемах. В настоящее время во вновь создаваемых кабельных системах рекомендуется использовать только витую пару (симметричный кабель в соответствии с терминологией стандартов) и оптоволоконный кабель, причем, чем выше уровень подсистемы, тем предпочтительнее использование оптоволокна.

Стандарт определяет пять классов приложений. Этим гарантируется гибкость в выборе различных систем передачи информации. Классы приложений:

· Класс A – речевые и низкочастотные приложения. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса A, определены до 100 КГц.

· Класс B – приложения цифровой передачи данных со средней скоростью. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса B, определены до 1 МГц.

· Класс C – приложения высокоскоростной цифровой передачи данных. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса C, определены до 16 МГц.

· Класс D – приложения сверхвысокой скорости передачи данных. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса D, определены до 100 МГц.

· Класс оптики – приложения с высокой и сверхвысокой скоростью цифровой передачи. Рабочие характеристики волоконно-оптических кабельных линий определены для частот 10 МГц и выше. Ширина полосы обычно не является ограничивающим фактором в системах на территории конечных пользователей.

Связь между классами линий и категорией кабелей, показана в таблице 1.

Таблица 1.

Связь между классами линий и категорией кабелей.

Наиболее серьезной проблемой при создании СКС для работы высокоскоростных приложений (категория 3 и выше) является качество монтажа.

Логическая структура компьютерной сети представляет собой схему, на которой изображены все рабочие станции (РС) сети, узлы коммутации и распределения информации, а также все логические каналы связи, по которым осуществляется обмен информацией между компонентами сети.

При проектировании логической структуры компьютерной сети была использована иерархическая звездная топология. В данном случае кабели от каждой из телекоммуникационных розеток заканчиваются на телекоммуникационном распределительном пункте этажа – «кроссовой». В частности, в кроссовом помещении будет осуществляться соединение нескольких коммутаторов между собой для формирования иерархической структуры. На первом этаже предполагается расположить «главную кроссовую», в которой будет находиться коммутатор здания, маршрутизатор, используемый для доступа в Интернет, также данная комната будет использоваться в качестве серверной.

Архитектурно-планировочные решения

Объектом проектирования является локальная компьютерная сеть предприятия (ООО «КСД»). Данная компьютерная сеть должна обеспечивать транспортировку информации в рамках предприятия и обеспечивать возможность взаимодействия с глобальной сетью Internet.

Наша задача - проектирование одной СКС в двух зданиях. Здание 1 имеет 3 этажа, здание 2 имеет 2 этажа Расстояние между ними - 70 метров. Метод связи между зданиями будет основан на средствах оптической передачи данных. Между зданиями есть другие постройки. В обоих зданиях имеются кабельные тоннели, потому проводку кабеля между этажами осуществлять только по данным тоннелям.