СТАРООСКОЛЬСКИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО
ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ «МИСИС»
Кафедра АИСУ
Курсовая работа
по дисциплине
"Сети"
г. Старый Оскол
2011
Введение
Назначение
данных методических указаний – комплексное
проектирование офисной локальной сети,
оптимизация ее структуры с применением
экономико-математических методов и ее
имитационное моделирование с использованием
пакета визуального моделирования вычислительной
сети NetCracer Professional.
Организация
компьютерной сети - довольно непростая
задача. Но с помощью моделирования появляется
возможность испытания, оценки и проведения
экспериментов с предлагаемой системой
без каких-либо непосредственных воздействий
на нее. При имитационном моделировании
проводится эксперимент с программой,
которая является моделью системы.
Цели
и задачи курсового
проектирования
Курсовая
работа предназначена для практического
усвоения одного из основных разделов,
посвященного моделированию вычислительной
систем, а именно моделированию офисных
локальных сетей, а также развития практических
навыков решения задач проектирования
локальных сетей на базе современных методик
и программных пакетов.
В задачи курсовой работы
входит: развитие у студентов навыков
проектирования локальных сетей и рационализации
их структуры, обоснованного выбора сетевого
оборудования, применение имитационного
моделирования, принятие технически
обоснованных инженерных решений, использования
справочников, технической литературы
и т.д.
Информация
об оборудовании
- Сетевой
коммутатор или свитч — устройство,
предназначенное для соединения нескольких
узлов компьютерной сети в пределах одного
или нескольких сегментов сети. В отличие
от концентратора, который распространяет
трафик от одного подключенного устройства
ко всем остальным, коммутатор передаёт
данные только непосредственно получателю,
исключение составляет широковещательный
трафик (на MAC-адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF) всем узлам
сети. Это повышает производительность
и безопасность сети, избавляя остальные
сегменты сети от необходимости (и возможности)
обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Принцип
работы коммутатора
Коммутатор
хранит в памяти таблицу коммутации
(хранящуюся в ассоциативной памяти),
в которой указывается соответствие
MAC-адреса узла порту коммутатора. При
включении коммутатора эта таблица пуста,
и он работает в режиме обучения. В этом
режиме поступающие на какой-либо порт
данные передаются на все остальные порты
коммутатора. При этом коммутатор анализирует
кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя,
заносит его в таблицу. Впоследствии, если
на один из портов коммутатора поступит
кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес
которого уже есть в таблице, то этот кадр
будет передан только через порт, указанный
в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя
не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора,
то кадр будет отправлен на все порты.
Со временем коммутатор строит полную
таблицу для всех своих портов, и в результате
трафик локализуется. Стоит отметить малую
латентность (задержку) и высокую скорость
пересылки на каждом порте интерфейса.
- Витаая
пара — вид кабеля связи, представляет
собой одну или несколько пар изолированных
проводников, скрученных между собой (с
небольшим числом витков на единицу длины),
покрытых пластиковой оболочкой. Свивание
проводников производится с целью повышения
степени связи между собой проводников
одной пары (электромагнитная помеха одинаково
влияет на оба провода пары) и последующего
уменьшения электромагнитных помех от
внешних источников, а также взаимных
наводок[1] при передаче дифференциальных
сигналов. Для снижения связи отдельных
пар кабеля (периодического сближения
проводников различных пар) в кабелях
UTP категории 5 и выше провода пары свиваются
с различным шагом. Витая пара — один из
компонентов современных структурированных
кабельных систем. Используется в телекоммуникациях
и в компьютерных сетях в качестве физической
среды передачи сигнала во многих технологиях,
таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее
время, благодаря своей дешевизне и лёгкости
в монтаже, является самым распространённым
решением для построения проводных (кабельных)
локальных сетей.
Виды
кабеля, который применяется
в сетях
В
зависимости от наличия защиты —
электрически заземлённой медной оплетки
или алюминиевой фольги вокруг скрученных
пар, определяют разновидности данной
технологии:
- неэкранированная
витая пара (англ. UTP — Unshielded twisted pair) —
без защитного экрана;
- фольгированная
витая пара (англ. FTP — Foiled twisted pair), также
известна как F/UTP) — присутствует один
общий внешний экран в виде фольги
- экранированная
витая пара (англ. STP — Shielded twisted pair) — присутствует
защита в виде экрана для каждой пары и
общий внешний экран в виде сетки;
- фольгированная
экранированная витая пара (англ. S/FTP —
Screened Foiled twisted pair) — внешний экран из медной
оплетки и каждая пара в фольгированной
оплетке.
Экранирование обеспечивает
лучшую защиту от электромагнитных наводок
как внешних, так и внутренних,
и т. д. Экран по всей длине соединен
с неизолированным дренажным
проводом, который объединяет экран
в случае разделения на секции при излишнем
изгибе или растяжении кабеля
Категории
кабеля
Существует
несколько категорий кабеля витая
пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7
и определяют эффективный пропускаемый
частотный диапазон. Кабель более высокой
категории обычно содержит больше пар
проводов и каждая пара имеет больше витков
на единицу длины. Категории неэкранированной
витой пары описываются в стандарте EIA/TIA
568.
- CAT1 (полоса
частот 0,1 МГц) — телефонный кабель, всего
одна пара (в России применяется кабель
и вообще без скруток — «лапша» — у нее
характеристики не хуже, но больше влияние
помех). В США использовался ранее, только
в «скрученном» виде. Используется только
для передачи голоса или данных при помощи
модема.
- CAT2 (полоса
частот 1 МГц) — старый тип кабеля, 2 пары
проводников, поддерживал передачу данных
на скоростях до 4 Мбит/с, использовался
в сетях Token ring и Arcnet. Сейчас иногда встречается
в телефонных сетях.
- CAT3 (полоса
частот 16 МГц) — 4-парный кабель,
используется при построении телефонных
и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает
скорость передачи данных до 10 Мбит/с или
100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии
не дальше 100 метров. В отличие от предыдущих
двух, отвечает требованиям стандарта
IEEE 802.3.
- CAT4 (полоса
частот 20 МГц) — кабель состоит из 4 скрученных
пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T,
100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает
16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.
- CAT5 (полоса
частот 100 МГц) — 4-парный кабель,
использовался при построении локальных
сетей 100BASE-TX и для прокладки телефонных
линий, поддерживает скорость передачи
данных до 100 Мбит/с при использовании
2 пар.
- CAT5e (полоса
частот 125 МГц) — 4-парный кабель,
усовершенствованная категория 5. Скорость
передач данных до 100 Мбит/с при использовании
2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании
4 пар. Кабель категории 5e является самым
распространённым и используется для
построения компьютерных сетей.
- CAT6 (полоса
частот 250 МГц) — применяется в сетях
Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников
и способен передавать данные на скорости
до 1000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне
2002 года.
- CAT6a (полоса
частот 500 МГц) — применяется в сетях Ethernet,
состоит из 4 пар проводников и способен
передавать данные на скорости до 10 Гбит/с
и планируется использовать его для приложений,
работающих на скорости до 40 Гбит/с. Добавлен
в стандарт в феврале 2008 года.
- CAT7 — спецификация
на данный тип кабеля утверждена
только международным стандартом ISO
11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с,
частота пропускаемого сигнала до 600—700
МГц. Кабель этой категории имеет общий
экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая
категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened
Fully Shielded Twisted Pair).
- Коннектор RJ45
8P8C
(8 Position 8 Contact), часто ошибочно называемый
RJ45 или RJ-45 — унифицированный
разъём, используемый в телекоммуникациях,
имеет 8 контактов и защёлку.
Используется для
создания ЛВС по технологиям 10BASE-T, 100BASE-T
и 1000BASE-TX с использованием 4-парных кабелей
витой пары. Используется во многих других
областях и для построения иных сетей.
Телефонный унифицированный
разъём RJ-11 меньше по размеру и может вставляться
в гнёзда 8P8C (для обратной совместимости).
Для создания полного
соединения с сигнальным кабелем
проводники вводятся в разъём по соответствующим
стандартам и обжимаются специальным
обжимным инструментом. При обжиме
для сетей Ethernet используются таблицы TIA/EIA-568-B
Схемы
обжима
- для создания
прямого кабеля — для соединения порта
сетевой карты со свитчем/хабом,
- перекрёстного
(использующий кроссированный MDI, англ.
MDI-X) кабеля, имеющий инвертированную разводку
контактов разъёма для соединения напрямую
двух сетевых плат, установленных в компьютеры,
а также для соединения некоторых старых
моделей хабов/свитчей (uplink порт).
Выполнение:
Цель: разработать
проект построения корпоративной ЛВС.
Необходимо:
1.Описание
предметной области структуры предприятия
существующего программного обеспечения
рабочих мест.
2. Обосновать
необходимость прокладки сети
3.
Определить структуру сети
4.
Рассчитать параметры сети
5.
Реализовать модель сети в
среде netcracker
6.
Подсчитать стоимость сети и
представить список необходимого оборудования.
Задание
Проект
сети, связывающих 3 склада, расположенных
в разных зданиях и диспетчерскую по управлению
оптимальной загрузкой складских помещений.
- Схематичная
структура сети: