Проектирование локально-вычислительной сети

МОСКОВСКИЙ  ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ

Государственного образовательного учреждения высшего профессионально  образования

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

специальность:2204 «Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей»

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: «Компьютерные сети и телекоммуникации»,

тема: «Проектирование  ЛВС»

 

 

Выполнил: студент группы ЭК429

Волобуев А.В.

Проверил: преподаватель

Асадулин О. Р.

 

 

 

 

 

2009 год

 

Содержание

 

Введение

1. Постановка задач

2. Выбор и обоснование архитектуры сети

2.1 Описание режимов  работы сети и режимов работы  оборудования

2.2 Оборудование

3. Графическая часть

3.1 Физическая схема

3.2 Описание физической  схемы

3.3 Логическая схема

3.4 Описание логической  схемы

4. Практическая часть

4.1 Монтаж сети

4.2 Установка и настройка программного обеспечения

4.3 Тестирование сети

Заключение

Список используемой литературы

 

 

Введение

 

Работы по созданию ЛВС начались еще в 60-х годах с попытки  внести новую технологию в телефонную связь. Эти работы не имели серьезных результатов вследствие дороговизны и низкой надежности электроники. В начале 70-х годов в исследовательском центре компании "Xerox", лабораториях при Кембриджском университете и ряде других организаций было предложено использовать единую цифровую сеть для связи мини-ЭВМ. Использовалась шинная и кольцевая магистрали, данные передавались пакетами со скоростью более 2 Мбит/с.

В конце 70-х годов появились первые коммерческие реализации ЛВС: компания "Prime" представила ЛВС "RingNet", компания "Datapoint" - ЛВС "Attached Resourse Computer" (ARC) с высокоскоростным коаксиальным кабелем. В 1980 году в институте инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Eleсtrical and Eleсtronic Engeneers) организован комитет "802" по стандартизации ЛВС. В дальнейшем темпы развития ускорились, и на сегодняшний день имеется большое количество коммерческих реализаций ЛВС.

 

 

1. Постановка задачи

 

Спроектировать ЛВС для учебного учреждения на основе технологии Ethernet.

Исходные данные:

Количество зданий - 1

Количество этажей - 2

Первый этаж - 15 компьютеров

Второй этаж - 15 компьютеров

 

2. Выбор и обоснование  архитектуры сети

 

Клиент-сервер — сетевая архитектура, в которой устройства являются либо клиентами, либо серверами. Клиентом является запрашивающая машина (обычно ПК, но так же в качестве клиента могут выступать такие устройства как: сетевой принтер или прочие устройства), сервером — машина, которая отвечает на запрос. Оба термина (клиент и сервер) могут применяться как к физическим устройствам, так и к программному обеспечению.

Сеть с выделенным сервером —  это локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты (такие, как ПК) должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы).

Локальная сеть малого офиса не предполагает наличия сложной иерархической  структуры. Как правило, для управления сетью достаточно одного сервера. Конфигурация сервера может содержать следующие сервисы, как то:

• Файл сервер
• Автоматическое конфигурирование рабочих станций (DHCP)
• Сервер имен (DNS)
• Локальный почтовый сервер
• Сервер печати
• Сервер кеширования Web данных из интернет (Proxy server)
• Сервер баз данных (SQL)

Сеть фактически состоит из одной рабочей группы. При количестве рабочих мест менее 10 (в нашем случае всего 19) и в случае, когда совместный доступ к Интернет не требуется, можно обойтись без сервера (одноранговая сеть). Это позволяет уменьшить затраты, но, вместе с тем, существенно снижает

возможности сети и информационную безопасность.

Пример сети с выделенным сервером на базе Windows Server 2003 и WindowsXP Professional

Распределение ресурсов, как то: совместный доступ к данным, общие принтеры, другие совместно используемые периферийные устройства, организуется путем предоставления локальных ресурсов и периферийных устройств в общее пользование, хотя не исключено и использование сетевых устройств, главным образом принтеров.

Сервер, помимо основной задачи, - хранения данных, может являться также и сервером приложений. Например обеспечивать совместный доступ к базе данных, подключения к Интернет и т.д.

Как правило сеть не требует постоянного  администрирования. Для поддержания  сети в рабочем состоянии достаточно еженедельного проведения профилактических работ.

 

2.1 Описание режимов работы сети и режимов работы оборудования Ethernet

 

В Ethernet-сетях используется множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD).Его можно описать вкратце следующим образом.

Когда какая-либо станция А в  сегменте Ethernet хочет передать пакет  другой станции Б, она пытается вначале  определить, что никакая другая станция  в это время ничего не передает: в случае, если кабель свободен, станция  начинает передачу немедленно. В противном случае она ждет, пока кабель не освободится. Если две станции начинают передачу одновременно, то происходит конфликт. Обе станции прекращают передачу и ждут случайное время, прежде чем попытаться ее возобновить. Конфликт может быть определен по увеличению мощности или ширины импульса регистрируемого сигнала по сравнению с соответствующими характеристиками переданного сигнала.

Допустим, две станции начали передачу одновременно, посчитав, что канал  свободен. Сколько времени им потребуется, чтобы понять, что помимо них передачу осуществляет еще и другая станция? Как минимум, это время распространения сигнала от одной станции до другой. Однако, даже если станция не зафиксировала конфликта в течение времени распространения сигнала по кабелю между двумя самыми удаленными станциями, это еще не означает, что она избежала конфликта и "заняла" кабель.

Как следствие, кодирование сигнала  должно позволять установить наличие  конфликта (например, наложение двух сигналов напряжением 0 В зарегистрировать не представляется возможным). По этой причине в Ethernet применяется специальное кодирование сигнала.

Коммутирующие концентраторы, или  просто коммутаторы (switch), позволили  каждой станции использовать среду  передачи без конкуренции с другими  за счет буферизации входящих данных и передаче их станции-получателю только тогда, когда его порт открыт. Коммутация фактически преобразует Ethernet из широковещательной системы с конкурентной борьбой за полосу пропускания в систему адресной передачи данных. При этом пары портов отправитель-адресат динамически образуют независимые виртуальные каналы. Это увеличивает пропускную способность сети по сравнению с применением концентраторов. Довольно популярными являются решения, когда серверы подключаются к более скоростным портам коммутатора, станции - к менее скоростным. В этом случае в идеале каждая станция имеет доступ к серверу с максимальной скоростью, поддерживаемой адаптером.

Передача пакетов от порта-источника  в порт-получатель в коммутаторе  происходит либо "на лету" (cut-though), либо с полной буферизацией пакетов (store-and-forward). При использовании передачи "на лету" передача порту-получателю начинается еще до окончания приема пакета с порта-источника, используя адрес получателя из заголовка пакета. Такой способ сокращает задержки передачи при небольшой загрузке сети, однако ему присущи и недостатки - в этом случае невозможна предварительная обработка пакетов, позволяющая отбрасывать плохие пакеты без передачи их получателю. При увеличении загрузки сети задержка при передаче "на лету" практически равняется задержке при передаче с буферизацией, это объясняется тем, что в этом случае выходной порт часто бывает занят приемом другого пакета, поэтому вновь поступивший пакет для данного порта все равно приходится буферизовать.

Во многих коммутаторах применяется  адаптивная технология: режимы буферизации  и передачи "на лету" применяются  в зависимости от величины нагрузки сети. Технология коммутации позволяет  строить сети с большим количеством  станций, при этом доля широковещательного (broadcast) трафика достигает существенных значений. При необходимости ограничить доступ станций к сетевым ресурсам, применяется технология виртуальных локальных сетей (VLAN). Виртуальную локальную сеть (ВЛС) образует группа узлов сети, трафик которой, в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от узлов, входящих в другие ВЛС. Передача кадров между разными ВЛС на основании адреса канального уровня невозможна, независимо от типа адреса - уникального, группового или широковещательного.

 

2.2 Оборудование

 

Плата TrendNet TE100-PCIWN N-кан. (10/100) PCI BOX:

TE100-PCIWN - это адаптер Fast Ethernet, который использует современные микроэлектронные технологии, а также технологию Plug-n-Play, обеспечивающую легкую установку. Устройство подключается к сетям Ethernet с помощью разъема RJ-45 и имеет функции автоопределения скорости соединения (10/100 Мбит/с или 20/200 Мбит/с). Адаптер имеет интерфейсы PCI 2.1 и PCI 2.2 (3.3 В) и идеально подходит для мультимедийных рабочих станций или серверов (при работе в режиме полного дуплекса).

Коннектор RJ-45 5E cat:

Для подключения кабеля сети на основе витой пары. 

Витая пара:

Тип кабеля и количество пар: кабель UTP (unshielded twisted pair - неэкранированная витая пара) для внутренней прокладки, 4 пары (solid), категория 6.

Кабель соответствует  стандарту пожарной безопасности UL 444 UL 1581Кабель подходит для горизонтальной прокладки в локальных сетях.

Устройство  обжимное для RJ45 и RJ-12 T-568:

Модульные опрессовочные  клещи 7.3". Для обрезки-зачистки-обжима двух типов клемм 6P&8P в одном  инструменте. Для обжима клемм 8P8C/RJ-45, 6P6C/RJ-12, 6P4C/RJ-11 и 6P2C.

Коммутатор D-Link DGS-1016D/GE 16port 10/100/1000Mb

Базовые порты Lan: 16 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек Внутренняя пропускная способность 32 (Гбит/с) Размеры таблицы MAC адресов 8192 Память: Объем оперативной памяти 0.512 мб Поддержка стандартов Auto MDI/MDIX Размеры 280 x 44 x 180 мм

 

 

3. Графическая часть

 

3.2 Описание физической схемы

 

На схеме одно двухэтажное  здание. Компьютеры расположены вдоль стены.

Компьютеры соединены  при помощи витой пары которая  вложена в кабель-канал прикреплённый  к стене. Затем кабель соединяется с коммутатором. Первый коммутатор соединён со вторым коммутатором с помощью витой пары которая проходит через потолок. Витая пара также вложена в кабель канал.

На втором этаже компьютеры также расположены вдоль стены. Компьютеры соединены с помощью витой пары вложенной в кабель-канал. И также кабель соединяется с коммутатором.

 

3. Описание логической схемы

 

На схеме показано как будет передаваться сигнал с восьмого компьютера на шестой. С восьмого компьютера сигнал передаётся на коммутатор на первом этаже. Далее сигнал идёт на коммутатор на втором этаже и потом на шестой компьютер.

 

 

4. Проектирование

 

4.1 Монтаж локальной сети

 

Сначала определяем длину кабеля между  каждым ПК и коммутатором. Затем  следует обжать витую пару с помощью специального устройства. Самое главное при этом то, что при работе по схеме ПК-коммутатор провода кабеля в коннекторах с обоих концов кабеля располагаются в одинаковом порядке. Так же соединяем компьютеры с 1 коммутатором, а 1коммутатор соединяем со вторым коммутатором. Из-за дороговизны инструментов для монтажа оптоволоконных сетей, будет целесообразней обратиться в компанию, оказывающую соответствующие услуги. После чего проверяем работоспособность сети.

 

4.2 Установка и настройка программного обеспечения

 

На сервере в данной ЛВС будет использоваться Windows 2003 Server,на клиентских ПК-Windows XP

Настройка Windows XP для работы в локальной сети.

Для начала, нам нужно убедиться, что все провода подключены верно, о чем нам скажет появившееся  активное подключение по локальной сети в меню Панель управления - Сетевые подключения.

 

 

 

В случае отсутствия подключения, проверьте, правильно ли обжаты патч-кабеля, а  также включен ли свитч в розетку. Итак, иконка компьютеров загорелась, что дает нам возможность приступить к настройке.

 

 

Выбираем активное сетевое подключение  и жмем на него правой клавишей мыши - Свойства.

 

 

Открывшееся окно предлагает нам список Компонентов, используемых этим подключением, в котором мы должны выбрать Протокол Интернета (TCP/IP) и нажать кнопку Свойства.

По-умолчанию, все сетевые настройки  недоступны (они определяются автоматически, что нам не подходит) - включаем переключатель  Использовать следующий IP-адрес, после  чего становятся доступны к редактированию поля ниже.

 

 

 

Первое поле IP-адрес должно указать системе виртуальный сетевой адрес компьютера (это как ваш домашний адрес в компьютерном мире), вводим следующие значения: 192.168.1.* - где * является любым целым числом от 1 до 255. Удобно задавать данные значения по порядку, чтобы в будущем не путаться с адресами компьютеров в офисе или дома.