Проектирование структурированной кабельной сети

         Данная  топология обычно строится на  кабельной системе "витая пара", хотя если используется концентратор  с дополнительным портом для  подсоединения с помощью коаксиального кабеля можно использовать это соединение. Например, можно подсоединить к общей сети еще несколько рабочих станций по топологии, например "шина".   Таким образом, из данной топологии можно сделать практически любую смешанную топологию.

На основе   всей  вышеприведенной информации о топологиях построения сетей, достоинствах и недостатках каждой из них, и в соответствии с характеристиками создаваемой сети выбираем топологию "звезда".

Выбор кабельной системы  зависит от интенсивности сетевого трафика, требований к защите информации, максимального расстояния, требований к характеристикам кабеля, стоимости реализации. Кабельная система должна соответствовать условиям ее применения. К числу факторов, влияющих на стоимость и пропускную способность кабеля, относятся:  простота монтажа, экранирование, перекрестные помехи, скорость передачи, стоимость кабеля, затухание сигнала, стоимость оборудования, необходимого для подключения кабеля.

Проанализировав характеристики различных типов кабеля, физическое расположение компьютеров в качестве кабельной системы для нашей сети выбираем кабель "витая пара"  10 Base-T  Level 5. Так  как  данный вид кабеля является наиболее дешевым  соединением, позволяет передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, не вызывает особых сложностей при монтаже.

По определению, витая  пара - это два изолированных провода, скрученных между собой. Именно скрутка позволяет предотвратить некоторые типы помех, наводимые на кабеле.

Пассивная часть кабельной  структуры  ЛВС  включает в себя:  сам кабель, настенные розетки  RJ-45, патч-корды с разъемами  RJ-45/5L  (кабель для соединения настенных розеток с разъемами на сетевом адаптере компьютера).

 

По определению, сервер - это некоторое обслуживающее устройство, которое в  ЛВС  выполняет, например, роль управляющего центра и концентратора данных. Под сервером, вообще говоря, понимается комбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа.

Файл-сервер  в  ЛВС  является "выделенным" компьютером, который отвечает за коммуникационные связи всех остальных компьютеров, входящих в данную сеть, а также предоставляет им общий доступ к общим сетевым ресурсам: дисковому пространству, принтеру (принтерам), межсетевому интерфейсу и т.д. 

В  ЛВС  может использоваться несколько выделенных серверов. Например, сервер приложений (программы типа "клиент-сервер"), являясь, так же как и файл-сервер, "выделенным" компьютером, выполняет одну или несколько прикладных задач, которые запускаются пользователями со своих терминалов, включенных в данную сеть. 

На файл-сервере должна работать специальная сетевая операционная система. Обычно это мультизадачная ОС, использующая защищенный режим  работы процессора.

Остальные компьютеры называются рабочими станциями.  Рабочие станции имеют доступ к дискам файл-сервера и совместно используемому принтеру (принтерам).

В нашей сети необходимо установить один выделенный сервер, который  будет выполнять функции (файл-сервера), централизованную обработку запросов других пользователей, хранения информации, сервер

должен решать вопросы маршрутизации и транспортировки информации, администрирования сети, централизованного управления сетевыми ресурсами, централизованного обеспечения безопасности и управления доступом.

Можно выделить два основных параметра, отличающих сервер от обычных  компьютеров. Во-первых, это очень  высокая производительность (это  касается, разумеется, и эффективного обмена с периферийными устройствами), достаточно мощная дисковая подсистема (преимущественно  со SCSI интерфейсом), а во-вторых, повышенная надежность (сервер как правило работает круглые сутки не выключаясь). Что касается производительности, то для сервера ее довольно часто оценивают в транзакциях. Вообще говоря, под транзакцией понимают совокупность трех последовательных действий: чтение данных, обработка данных и запись данных. Применительно, например, к файл-серверу транзакцией можно считать процесс изменения записи на сервере, когда рабочая станция выполняет модификацию файла, хранимого на сервере.

Немалую роль играет возможность расширения системы и простота ее модернизации, поскольку именно это позволяет  обеспечить требуемую производительность не только на текущий момент времени, но и в будущем.

 

Наибольший интерес представляет максимальный объем оперативной памяти, который можно использовать на данном сервере, возможность установки более мощного процессора, а так же второго процессора (если планируется использование операционной системы, поддерживающей двухпроцессорную конфигурацию). Немаловажным так же остается вопрос о том, какую конфигурацию дисковой подсистемы можно использовать на данном сервере, в первую очередь, какой объем дисков, максимальное их количество.

Несомненно, что жизненно важным параметром любого сервера является его качественное и бесперебойное питание. В связи с этим необходимо проверить наличие у сервера нескольких (хотя бы двух) блоков питания. Обычно эти два блока питания работают параллельно, т.е. при выходе из строя одного, сервер продолжает работать, получая питание от другого (исправного) блока питания. При этом должна так же быть возможность их "горячей" замены. И само собой разумеется, необходим источник бесперебойного питания. Его наличие позволяет в случае пропадания напряжения в электросети по крайней мере корректно завершить работу операционной системы и выключить сервер.

Высокая надежность серверов достигается путем реализации комплекса  мер, касающихся как обеспечения  необходимого теплообмена в корпусе, контроля температуры важнейших компонентов, слежения за рядом других параметров, так и полного или частичного дублирования подсистем.

Так, в подсистеме памяти наряду с обычным контролем четности часто используется контроль с исправлением ошибок  ECC (Error Checking and Correction).

В принципе, сервер может быть реализован и на обычном, стандартном компьютере, имеющем конфигурацию с достаточно хорошими характеристиками. Операционная система, реализующая сервер не предъявляет специальных требований к аппаратному обеспечению, однако надежность при этом будет снижена. Поэтому, если в конкретном случае к надежности сервера предъявляются повышенные требования, рекомендуется использовать специально предназначенные для этого компьютеры.

В качестве серверной платформы планируется установка операционной системы Windows Server 2003. При ее разработке преследовались следующие цели: надежность, производительность, переносимость, масштабируемость, совместимость и безопасность.

Надежность позволяет  использовать Windows Server 2003 в качестве основы для задач, требующих именно этого свойства. Она идеально приспособлена для работы в качестве сетевого сервера, где требуется повышенная устойчивость и высокая производительность.

Для рабочих станций  используем операционную систему Windows XP SP2. Будучи истинно 32-х разрядной системой, Windows XP SP2 работает в

 

 

32-х битовой линейной  модели памяти, которая позволяет адресовать 4 Гбайт (свыше 4-х миллиардов байт) памяти.

Транзакционная файловая система (NTFS)  Windows XP усовершенствована и предельно надежна. Используя транзакции,       Windows XP имеет возможность отменить незавершенную или неправильную операцию записи, возникающую в случае сбоя аппаратного или программного обеспечения (например, внезапное отключение электропитания во время записи файла). Благодаря такому подходу файловая система Windows XP гораздо менее подвержена разрушению при различных нештатных ситуациях.

Все составляющие части Windows XP используют 32-х битовый код что позволяет повысить скорость работы по сравнению операционными системами использующими 16-ти разрядную технологию.

В Windows XP существует поддержка файловой системы  FAT32, в связи с чем стало возможным использование жестких дисков больших емкостей и возможность использование их емкости с меньшими потерями, по сравнению с более старой файловой системой  FAT16. Еще в систему внесена технология  Plug-and-Play, позволяющая упростить процесс инсталляции новых аппаратных компонентов.

Протокол - это набор  правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Естественно, все компьютеры, участвовавшие в обмене данными, должны работать по одному и тому же протоколу, чтобы по завершении передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.

Сетевые протоколы управляют  адресацией, маршрутизацией, проверкой  ошибок и запросами на повторную  передачу пакета (в случае обнаружения  ошибки в процессе передачи). Наиболее популярны из них следующие:

- IP (Internet Protocol) - TCP/IP - протокол  для передачи данных. Применяется для работы с глобальной сетью (Доступа в Internet). Промышленный стандартный набор протоколов, которые обеспечивают связь в гетерогенной (неоднородной) среде, т.е. обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость - одно из основных преимуществ данного протокола, поэтому на большинстве  ЛВС  применяют данный протокол. Кроме того,  TCP/IP является маршрутизируемым протоколом для сетей масштаба предприятия. Поскольку  TCP/IP поддерживает маршрутизацию, обычно его используют в качестве межсетевого протокола.

Однако вышеуказанный  протокол имеет два недостатка: размер и недостаточно высокую скорость работы.  TCP/IP - относительно большой стек протоколов, который может вызвать проблемы у  MS-DOS-клиентов. Однако для операционных систем  Windows NT или Windows 95,98 и более поздних версий размер не является проблемой, а скорость работы сравнима

 

 

со скоростью протокола IPX (наиболее быстрым из всех протоколов).   

- IPX (Internetwork Packet Exchange) - протокол  фирмы Novell для передачи и маршрутизации пакетов. Используется для взаимодействия с сетями  NetWare.

-NWLink - реализация протокола  IPX/SPX фирмой Microsoft;

- NetBEUI - транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений NetBIOS. Обеспечивает связь компьютеров в сети Microsoft.  Не поддерживает маршрутизацию.

На основе вышеприведенной  информации обо всех сетевых протоколах для нашей сети выбираем протокол  TCP/IP, так этот протокол наиболее полно обеспечивает все необходимые нам функции, главной из которых является выход на глобальную сеть (Internet).

Принтеры и другое периферийное оборудование в нашем случае подключаются к ЛВС так же, как и персональные компьютеры. 

 

Выбор оптимальной конфигурации

В предыдущем разделе  мы подробно описали выбор оптимальных  параметров из возможных и теперь можем приступить к разработке структурной  схемы ЛВС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Разработка структурной схемы ЛВС

4.1. Проектирование  подсистемы рабочего места

Каждое рабочее место  в нашем помещении предусматривает  по    одной ИР с двумя розеточными модулями, образующими абонентские порты СКС, и по три силовые розетки различного назначения. Для выполнения требований в отношении высоты установки и расстояния между силовыми и информационными розетками используем их конструктивное исполнение в форме единого по конструкции блока, монтируемого на стене рядом с коробом на высоте около 70 см.

Тип розеточных модулей определяется с учетом требований по пропускной способности, конфигурации рабочего места и выбранного способа крепления. В данном конкретном случае для построения информационных розеток применим одиночные модули категории 5е серии RJ-45. Применение двух розеточных модулей категории 5е определяе6тся соображениями универсальности и полностью соответствует требованиям стандарта ISO/IEC 11801 в редакции 2000 года.

Длины шнуров выбираются следующим образом: для каждой рабочей станции шнур по 2 м. Данные шнуры предназначены для подключения рабочих станций на каждом этаже. Для получения параметров трактов горизонтальной подсистемы, обеспечивающих возможность передачи сигналов Gigabit Ethernet, шнуры имеют характеристики категории 5е.

 

4.2. Проектирование горизонтальной подсистемы

В рассматриваемом здании отсутствуют большие залы и компактные обособленные группы пользователей. На основании этого в нем не будет применяться прокладка кабелей под ковром, и нецелесообразна реализация отдельных участков и некоторых трактов горизонтальной подсистемы на основе многопарного кабеля. В свою очередь это означает, что в СКС не требуются точки перехода и консолидационные точки.

Таким образом, процесс  проектирования горизонтальной подсистемы в данном случае сведется к расчету объема поставки горизонтального кабеля и определению его конструктивного исполнения.

Горизонтальная подсистема СКС строится на основе неэкранированных кабелей категории 5е, проложенных  по два к каждому блоку розеток. Требуемое количество рассчитывается с использованием статистического метода следующим образом:

1) Формула для нахождения  средней длины одного проброса равна:

 

где - длина кабеля до самого дальнего места;

      - - до самого ближнего места;

      - статистический коэффициент запаса ( );

       X – фиксированная величина запаса на разделку кабеля составляет 300 мм.