Проектирование локальной сети организации

 
 

Кафедра прикладной информатики 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

По дисциплине: Вычислительные системы и сети телекоммуникаций 

Тема: Проектирование локальной сети организации 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент 1 курса 12 группы 
 

Проверил:

Дата сдачи_________________ 

Дата защиты_______________ 

Оценка____________________ 
 
 
 
 

Ставрополь,2010 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

Введение……………………………………………………………………. 

Глава 1. Локальные вычислительные сети и их стандарты………………

1. История Ethernet………………………………………………………...
2. Стандарты Ethernet……………………………………………………...
3. Базовая модель OSI (Open System Interconnection)…………………..

1.4 Физический уровень модели OSI………………………………………

Глава 2. Проектирование локальной сети районного отдела организации по обработке информации……………………………………………………..

2.1 Выбор размера сети и ее структуры……………………………………

2.2 Оценка конфигурации сети……………………………………………..

2.3 Выбор необходимого оборудования…………………………………

Глава 3.  Технико-экономический расчет…………………………..

3.1 Расчет приблизительной сметы по монтажу локальной сети районного отдела организации……………………………………………

Глава 4.  Экология проекта………………………………..

4.1 Производственные факторы……………………………………..

4.2 Требования к экологии рабочего места…………………………

4.3 Требования безопасности перед началом работы………………

4.4 Требования безопасности во время работы……………………….

4.5 Требования безопасности по окончании работы………………

Заключение…………………………………

Список  литературы……………………. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 
 
 

На современном  этапе компьютеризации общества, когда ни одна сфера жизни людей  немыслима без компьютеров, совместное использование информационных ресурсов и баз данных выходит на первый план. По некоторым данным сейчас в мире насчитывается около 140 миллионов компьютеров и 80% из них объединены в локальные сети. По выборочному наблюдению крупных предприятий и организаций отдельных видов деятельности в Ставропольском крае в 2009 году насчитывалось 88 тыс. компьютеров, в том числе в составе локальных сетей 68 тыс.. За пять последних лет количество компьютеров выросло в 1,6 раза, в том числе в составе локальных сетей в 1,8 раза. Доля компьютеров  в составе локальных сетей выросла на  11 процентных пунктов и достигла в 2009 году 77%.

        Поэтому предметом нашего исследования  и является локальная сеть  районного подразделения организации  по сбору и обработке информации.

Прежде  всего необходимо определить само понятие  «локальная сеть».

Что такое локальная вычислительная сеть? 
Локальная вычислительная сеть (далее ЛВС) - это сеть, объединяющая два или более компьютеров, с целью совместного использования их ресурсов: принтеров, файлов, папок, дисков и т.д. Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использования программ и баз данных, несколькими пользователями. 
Понятие локальная вычислительная сеть - ( англ. LAN - Loсal Area Network ) относится к географически ограниченным ( территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связаны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций.  
В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему.

Назначение  всех компьютерных сетей можно выразить двумя словами: совместный доступ (или  совместное использование). Прежде всего  имеется в виду совместный доступ к данным. Людям, работающим в этой организации , приходится постоянно использовать одни методы сбора данных, обрабатывать их при помощи одних программных продуктов и передавать полученную информацию на выше стоящий уровень.

Локальная сеть предоставляет возможность  совместного использования оборудования. Часто дешевле создать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чем приобретать по принтеру для каждого рабочего места. Файловый сервер сети позволяет обеспечить совместный доступ к программам. Оборудование, программы и данные объединяют одним термином: ресурсы. Можно считать, что основное назначение локальной сети - доступ к ресурсам. У локальной сети есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело со множеством автономных компьютеров.

Целью нашего проектирования сети является  изучение оптимального варианта локальной  сети  организации, в которой выявляются потоки информации, циркулирующие внутри организации, каналы по которым данная информация перемещается, степень критичности и чувствительности информации.

В ходе выполнения курсового проекта была разработана модель локальной сети подразделения  организации по сбору и обработке информации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        1.Локальные вычислительные сети и их стандарты

     При создании локальных сетей  чаще всего используется аппаратная  архитектура, называемая Ethernet В простейшем  виде сеть Ethernet состоит из одного  кабеля, к которому при помощи  разъемов, коннекторов и трансиверов  подключаются все сетевые узлы. Простая сеть Ethernet обходится относительно недорого, что в сочетании со скоростью передачи в 10, 100 и даже 1000 Мбит/с в значительной степени способствует ее популярности.

1.1 История Ethernet

Днем рождения Ethernet можно считать 22 мая 1973 г., когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) и Дэвид Боггс (David Boggs) опубликовали докладную записку, в которой описывалась экспериментальная сеть, построенная ими в Исследовательском центре фирмы Xerox в Пало-Альто. При рождении сеть получила имя Ethernet, базировалась на толстом коаксиальном кабеле и обеспечивала скорость передачи данных 2,94 Мбит/с. В декабре того же года Меткалф опубликовал докторскую работу "Packet Communication" ("Пакетная связь"), а в июле 1976 г. Меткалф и Боггс выпустили совместный труд "Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks" ("Ethernet: распределенная пакетная коммутация для локальных компьютерных сетей"). Таким образом, была создана теоретическая база для дальнейшего развития технологии. Ключевой фигурой в судьбе Ethernet становится Роберт Меткалф, который в 1979 г. для воплощения своих идей в жизнь создает собственную компанию 3Com, одновременно начиная работать консультантом в Digital Equipment Corporation (DEC). В DEC Меткалф получает задание на разработку сети, спецификации на которую не затрагивали бы патентов Xerox. Создается совместный проект Digital, Intel и Xerox, известный под названием DIX. Задачей консорциума DIX был перевод Ethernet из лабораторно-экспериментального состояния в технологию для построения новых систем, работающих с немалой на то время скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Таким образом, Ethernet превращался из разработки Xerox в открытую и доступную всем технологию, что оказалось решающим в становлении его как мирового сетевого стандарта. В феврале 1980 г. результаты деятельности DIX были представлены в IEEE, где вскоре была сформирована группа 802 для работы над проектом. Ethernet закреплял свои позиции в качестве стандарта. Для успешного внедрения технологии важное значение сыграли дальнейшие шаги "родителей" Ethernet по взаимодействию с другими производителями чипов и аппаратного обеспечения - так, например, группа разработчиков Digital представила чип Ethernet и исходные тексты его программного обеспечения компаниям Advanced Micro Devices (AMD) и Mostek. В результате возможность производить совместимые чипсеты Ethernet получили и другие компании, что сказалось на качестве железа и снижении его стоимости. В марте 1981 г. 3Com представила 10 Мбит/с Ethernet-трансивер, а в сентябре 1982 г. - первый Ethernet-адаптер для ПК. После выхода первых изделий, в июне 1983 г. IEEE утвердил стандарты Ethernet 802.3 и Ethernet 10Base5. В качестве среды передачи предусматривался "толстый" коаксиальный кабель, а каждый узел сети подключался с помощью отдельного трансивера. Такая реализация оказалась дорогостоящей. Дешевой альтернативой с применением менее дорогого и более тонкого коаксиального кабеля, стал 10Base2 или ThinNet. Станции уже не требовали отдельных трансиверов для подключения к кабелю. В такой конфигурации Ehternet начал победное шествие по просторам экс-СССР. Главными его преимуществами была простота развертывания и минимальное количество активного сетевого оборудования. Сразу же определились и недостатки. На время подключения новых станций приходилось останавливать работу всей сети. Для выхода сети из строя достаточно было обрыва кабеля в одном месте, поэтому эксплуатация кабельной системы требовала от технического персонала проявлений прикладного героизма. Следующим шагом развития Ethernet стала разработка стандарта 10Base-T, предусматривавшего в качестве среды передачи неэкранированную витую пару (Unshielded Twisted Pair - UTP). В 10Base-T использовалась топологии "звезда", в которой каждая станция соединялась с центральным концентратором (hub). Такой вариант реализации устранял необходимость прерывания работы сети на время подключения новых станций и позволял локализовать поиск обрывов проводки до одной линии концентратор-станция. Производители получили возможность встраивать в концентраторы средства мониторинга и управления сетью. В сентябре 1990 г. IEEE утверждает стандарт 10Base-T.

 
1.2 Стандарты Ethernet

Ethernet 10Base5

Спецификация Ethernet 10Base5 предусматривает выполнение следующих условий:

• Среда передачи - "толстый" около 12 мм в диаметре коаксиальный кабель (RG-8 или RG-11) с волновым сопротивлением 50 Ом.
• Длина кабеля между соседними станциями не менее 2,5 м.
• Максимальная длина сегмента сети не более 500 метров.
• Общая длина всех кабелей в сегментах не более 2,500 метров.
• Общее число узлов на один сегмент сети не более 100.
• Сегмент оканчивается терминаторами, один из которых должен быть заземлен.
• Ответвительные кабели могут быть сколь угодно короткими, но расстояние от трансивера до адаптера не более 50 метров.
• В идеальном случае расстояние между соседними станциями должно быть кратно 2,5 м. Некоторые кабели имеют соответствующую маркировку через каждые 2,5 м для облегчения соблюдения этого условия.

Наибольшее  распространение получило подключение  трансивера к кабелю при помощи разъемов, имеющих веселенькое название "вампиры" (это из-за того, что при подключении  разъем прокалывает кабель до центральной жилы). Подключение производится без остановки работы сети, в отличие от подключения через N-коннектор. Кабели в сегменте должны браться с одной катушки кабеля, что обеспечивает одинаковые электрические параметры всех подключаемых отрезков.

В трансивере находится активный приемо-передатчик с детектором коллизий и высоковольтным (1-5 кВ) разделительным трансформатором, питание обеспечивается от AUI-порта адаптера.

Основные  преимущества 10Base5: большая длина сегмента, хорошая помехозащищенность кабеля и высокое напряжение изоляции трансивера. Благодаря этим качествам "толстый" Ethernet чаще всего применялся для прокладки базовых сегментов (Backbone). Сейчас этот стандарт практически полностью вытеснен более дешевыми и производительными реализациями Ethernet.

 
Ethernet 10Base2

Ограничения по спецификации Ethernet 10Base2:

• Среда передачи - "тонкий" (около 6 мм в диаметре) коаксиальный кабель (RG-58 различных модификаций) с волновым сопротивлением 50 Ом.
• Длина кабеля между соседними станциями не менее 0,5 м.
• Максимальная длина сегмента сети не более 185 метров.
• Общая длина всех кабелей в сегментах (соединенных через повторители) не более 925 метров.
• Общее число узлов на один сегмент сети не более 30 (включая повторители).
• Сегмент оканчивается терминаторами, один из которых заземляется.
• Ответвления от сегмента недопустимы.

Сеть Ethernet 10Base2 часто называют "тонкой Ethernet" или Thinnet из-за применяемого кабеля. Это одна из самых простых в установке и дешевых типов сетей. Топология сети - общая шина. Кабель прокладывается вдоль маршрута, где размещены рабочие станции, которые подключаются к сегменту при помощи Т-коннекторов. Отрезки сети, соединяющие соседние станции, подключаются к T-коннекторам при помощи BNC-разъемов. Для соединения двух отрезков кабеля применяются I-коннекторы. В сети не более 1024 станций. Сейчас 10base2 применяется в "домашних" сетях.

Правила построения сетей, использующих физическую топологию "общая шина".

В этом случае действует правило 5-4-3, т.е.:

• не более чем 5 сегментов сети
• могут быть объединены не более чем 4-мя повторителями
• при этом станции могут быть подключены не более чем к 3-м сегментам, остальные 2 могут быть использованы для увеличения общей длины сети.

 
Ethernet 10Base-T

Соответствует стандарту IEEE 802.3i, принятому в 1991 г. 
Ограничения спецификации Ethernet 10Base-T:

• Среда передачи - неэкранированный кабель на основе витой пары (UTP - Unshielded Twisted Pair) категории 3 и выше. При этом задействуются 2 пары - одна на прием, вторая на передачу.
• Физическая топология "звезда".
• Длина кабеля между станцией и концентратором не более 100 м.
• Максимальный диаметр сети не более 500 метров.
• Количество станций в сети не более 1024.

В сети 10Base-Т термин "сегмент" применяют  к соединению станция-концентратор. Дополнительные расходы в 10Base2, связанные  с необходимостью наличия концентратора и большим количеством кабеля, компенсируются большей надежностью и удобством эксплуатации. Индикаторы, присутствующие даже на самых простых концентраторах, позволяют быстро найти неисправный кабель. Управляемые модели концентраторов способны осуществлять мониторинг и управление сетью. Совместимость кабельной системы со стандартами Fast Ethernet увеличивает пропускную способность без изменения кабельных систем. Для оконцовки кабеля применяются восьмиконтактные разъемы и розетки RJ-45.

 

Ethernet 10Base-F

Среда передачи данных стандарта 10Base-F - оптоволокно. В стандарте повторяется топология  и функциональные элементы 10Base-T: концентратор, к портам которого с помощью кабеля подключаются сетевые адаптеры станций. Для соединения адаптера с повторителем используется два оптоволокна - одно на прием, второе на передачу.