Проектирование локальной 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.



	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.

Следующее поле, необходимое к заполнению Маска подсети - в нашем случае она едина для всех компьютеров нашей локальной сети: 255.255.255.0

Остальные поля оставляем пустыми - обычно они используются для создания компьютера-шлюза Интернета, управления почтовыми записями и так далее. Жмем ОК и повторяем те же действия на всех остальных компьютерах.

После того, как IP-адреса и маски подсети заданы на всех компьютерах, нам необходимо присвоить каждому из них уникальное имя и единую рабочую группу. Это достаточно просто и быстро. Для этого нам необходимо отыскать на рабочем столе значок Мой компьютер и зайти в его Свойства, кликнув по нему правой клавишей мыши и выбрав соответствующий пункт в появившемся контекстом меню. В открывшемся окне перейдите во вкладку Имя компьютера.








Можете ознакомиться с текущим именем, после чего жмите кнопку Изменить.







В поле ввода имени компьютера задайте уникальное желаемое имя, например PK1 или OFFICE4. Ниже можете увидеть два поля, из которых нас интересует лишь второе рабочая группа: задаем единое для всех компьютеров, подключенных в сеть, имя, например MYGROUP. Сохраняем все изменения и перезагружаем каждый компьютер. Наша локальная сеть настроена, необходимо ее проверить.



4.3 Тестирование сети



Наиболее быстрым способом проверки можно назвать системную команду PING, которая посылает сетевой запрос на заданный IP-адрес компьютера, получает ответ и выводит отчет на экран. Если посланный запрос получен обратно - связь физически существует, то ваша сеть настроена и работает корректно. Если же на экране вы увидите надпись «Превышен интервал ожидания запрос» - вы допустили ошибку либо в настройках, либо в подключении компьютеров к свитчу.







Итак, открываем меню Пуск - Выполнить и вводим команду












Заключение



В результате проведенной работы была выполнена задача: создание ЛВС для двухэтажного учебного заведения и подбор оборудования. Было выполнено построение локальной сети. Выбранное оборудование соответствует всем стандартам качества, надежности и зарекомендовало себя как одно из лучших во множестве организаций. 




Используемая литература



Аппаратные средства локальной сети. Энциклопедия. Кварцов И.Я. 2005г.

Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей. Пер. с англ. Джордан Валлос 2006г.

Современные компьютерные сети. Моргунов Ж.Ц. 2008г.

Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Акропов П.Ц. 2006г.

Компьютерные сети, протоколы и технологии интернета.

http://polaris.ru/