Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розробка корпоративної комп’ютерної мережі організації
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2008
Тип роботи:
Курсовий проект
Предмет:
Комп'ютерні мережі
Група:
ІБ – 34
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Курсовий проект
з дисципліни “Комп’ютерні мережі ”
на тему:
“ Розробка корпоративної комп’ютерної мережі організації”
Технічне завдання:
Спроектувати корпоративну мережу передавання даних організації (навчального закладу, проектного інституту, банку, виробничого підприємства, заводу та ін.), яка повинна забезпечити своїм користувачам наступні послуги:
доступ до розподілених інформаційних, програмних та технічних ресурсів;
передавання мультимедійного трафіку;
проведення аудіо та відео конференцій;
вихід в мережу Internet.
При виконанні курсового проекту необхідно:
розробити структуру корпоративної мережі, до складу якої входять локальна мережа головного підрозділу та локальні мережі географічно віддалених філій;
вибрати та обґрунтувати технології для побудови мережі кампусу головного підрозділу (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI та ін.);
вибрати та обґрунтувати мережу доступу до віддалених філій (КТЗНК, ISDN, Х.25 Internet та ін.);
обґрунтувати вибір для локальної мережі головного підрозділу необхідного комунікаційного обладнання, мереженої операційної системи та стеку комунікаційних протоколів TCP/IP;
розробити структурну схему мережі головного підрозділу;
- виконати структуризацію IP-мережі головного підрозділу, визначити маску та унікальні ідентифікатори підмереж, ідентифікатори хостів в підмережах;
- визначити основні характеристики мережі передавання даних.
Номер залікової книжки: 0509422
Вихідні дані для проектування, які визначаються на основі номера залікової книжки (НЗК) студента наступні:
а) число філій корпоративної мережі п=3, бо передостання цифра НЗК є парною;
б) відстань між мережою головного підрозділу та найближчою філією d=422 кілометри, оскільки вона визначається трьома останніми цифрами НЗК;
в) число т будинків у кампусі головного підрозділу визначається останньою цифрою НЗК:
НЗК
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
m
4
3
2
4
3
2
4
3
2
4
Отже, m=2;
г) число вузлів в мережі головного підрозділу к=220, бо воно визначається як добуток двох останніх цифр НЗК на 10;
д) число поверхів р центрального будинку головного підрозділу становить 5, бо к=220;
є) для мережі головного підрозділу регіональним Internet провайдерам виділена наступна ІР-адреса:
187.22.0.0 , де 22 - дві останні цифри НЗК виконавця проекту.
Анотація:
Розробляючи курсовий проект, у першому розділі я провів короткий огляд основних технологій локальних та глобальних мереж, що призначені для передавання даних. Після того я навів основні характеристики цих мереж. Дальше я охарактеризував найбільш поширені стеки комунікаційних протоколів, зокрема стек комунікаційного протоколу TCP/IP, а також описав загальні принципи побудови об'єднаних мереж.
У другому розділі цього курсового проекту я розробив загальну структуру корпоративної мережі, яка складається з головного підрозділу корпорації та трьох філій, які розташовані на далекій відстані від головного підрозділу. Потім обгрунтував вибір базових технологій локальних мереж головного підрозділу корпорації та двох її філій.
У третьому розділі проекту розробив структурну схему локальної мережі кампусу головного підрозділу організації, обгрунтував вибір необхідного комунікаційного обладнання та мережевої операційної системи.
У четвертому розділі я виконав структуризацію IP - мережі головного підрозділу, визначив маски та унікальні ідентифікатори підмереж, поле хостів та їх ідентифікатори в підмережах, обгрунтував число встановлених маршрутизаторів. Згодом в цьому розділі можна побачити таблицю маршрутизації, яку я розробив для маршрутизатора, встановленого у кампусі головного підрозділу, а саме у центральному корпусі цього кампусу.
У п'ятому розділі курсового проекту я розробив структуровану кабельну систему центрального будинку кампусу головного підрозділу. Також я обгрунтував вибір типу кабелів, розміщення комутаційних шаф та комунікаційного обладнання, обладнання робочих місць. Оптимізував розташування серверів, принтерів та інших периферійних пристроїв у всіх підмережах робочих груп і відділів.
Зміст:
Технічне завдання………………………………………………………........2
Анотація………………………………………………………………………4
Вступ……………………………………………………………………………..6
Огляд основних технологій структури корпоративної мережі передавання даних……………………………………………………7
Розробка загальної структури корпоративної мережі передавання даних…………………………………………………………………..24
Розробка локальної мережі кампусу головного підрозділу організації………………………………………………………….....25
Структуризація IP-мережі головного підрозділу…………………...28
Розробка структурованої кабельної системи центрального будинку кампусу……………………………………………………………….......31
Висновки…………………………………………………………………….32
Список використаної літератури……………………………………….......33
Додатки…………………………………………………………………….34
Вступ
Пiд корпоративною мережею розумiють комп’ютерну мережу, що об’єднує рiзнорiднi локальнi мережi. Поява i розвиток корпоративних мереж зв’язана з великою рiзноманiтнiстю локальних мереж i необхiднiстю об’єднання їх в загальну мережу. Так, в рамках промислового пiдприємства, як правило, iснує кiлька типiв локальних мереж, однi з них орiєнтованi на управлiння виробничими процесами, iншi – на обслуговування адмiнiстративно-господарських служб. Використовувати однорiдну мережу для вирiшення комплексу всiх задач недоцiльно, а в бiльшостi випадкiв i досить важко.
Корпоративні мережі (мережі масштабу підприємства) об’єднують велику кількість комп’ютерів на всіх територіях окремого підприємства. Вони можуть мати складні зв’язки і покривати місто, регіон чи навіть континент. Віддаль між окремими територіальними мережами можуть бути такими, що стає необхідним використання глобальних зв’язків. Корпоративні мережі забезпечують передавання даних між підрозділами одного відомства (корпорації, міністерства, організації, фірми і т.п.), розміщеними на певній території (будинок, місто, держава, континент). До їх складу можуть входити різні LAN і WAN та MAN, які використовують різнотипні лінії зв’язку, в т.ч. телефонні канали, радіо і супутниковий зв’язок. Корпоративні мережі часто використовують складне комунікаційне обладнання і апаратуру передавання даних.
Огляд основних технологій локальних та глобальних мереж передавання даних
Термін “локальна мережа” (Local Area Network - LAN) означає мережу, що охоплює обмежену площу. Комп'ютери, які належать локальній мережі, розташовують недалеко один від одного. Проте кількість комп'ютерів і користувачів локальної мережі може знаходитися в досить широких межах. Наприклад, мережа може складатися з двох робочих місць з комп'ютерами, розташованих в декількох метрах один від одного, або із сотень комп'ютерів, розкиданих по поверхах хмарочоса, а іноді і декількох розташованих поряд будівель.
Кількість комп'ютерів локальної мережі може бути обмежена архітектурою мережі і типом кабелю.
Щоб полегшити управління великими локальними мережами, їх іноді розділяють на робочі групи. В цьому випадку в робочу групу входять користувачі, що мають доступ до одних і тих же ресурсів, таких як файли, принтери або програми. Наприклад, локальна мережа деякої компанії може бути розділена на робочі групи відповідно до таких її підрозділів, як фінансовий відділ, відділ продаж, відділ кадрів і т. д.
Локальні комп'ютерні мережі можуть скласти основу більших мереж, міських або глобальних, які утворюються шляхом з'єднання двох або більше локальних мереж.
Глобальними (Wide Area Network - WAN) називаються комп'ютерні мережі, що охоплюють великі географічні простори. Кращим і найбільш знайомим прикладом глобальної мережі є Інтернет. Проте існують і приватні глобальні мережі. Багато великих компаній з офісами в різних країнах мають корпоративні глобальні мережі, що сполучають віддалені офіси за допомогою телефонних ліній, супутникових та інших засобів зв'язку. Глобальна мережа завжди складається з багатьох сполучених разом локальних мереж.
Призначення та особливості побудови глобальних мереж
В глобальних мережах для з'єднання складових частин можуть використовуватися приватні лінії, проте частіше всього для цього використовуються загальнодоступні засоби зв'язку, наприклад система телефонного зв'язку. Тому, частіше всього швидкість передачі даних в глобальних мережах значно нижча ніж в локальних.
Іншою характерною особливістю глобальних мереж є те, що їх з'єднання не можуть бути постійними, як в кабельних локальних мережах. Досить часто, хоча і не завжди, використовуються комутовані зв'язки, тобто зв’язки "по виклику". Багато глобальних мереж використовують виділені канали зв'язку, призначені виключно для даної мережі, проте в глобальних мережах, на відміну від локальних, значно частіше використовуються тимчасові з'єднання.
Таким чином, в глобальних мережах можуть використовуватися як приватні, так і загальнодоступні засоби зв'язку, як виділені, так і комутовані.
Глобальні мережі поділяються на розподілені та централізовані. В розподілених глобальних мережах (наприклад, Інтернет) немає центрального пункту управління, а централізована глобальна мережа має центральний сервер або вузол, до якого підключені всі інші мережі.
Основне призначення WAN – це надання засобів комунікації великому числу різноманітних користувачів, тобто виконання транспортних функцій при передаванні мережевого трафіку.
Сучасні глобальні мережі передавання даних надають користувачам такі види послуг:
Передавання даних між локальними мережами та окремими комп’ютерами;
Передавання мультимедійного трафіку, в т.ч. широкомовних аудіозапису та телевізійних зображень;
Передавання гіпертекстової інформації;
Передавання телефонного трафіку, телеграфних та факсимільних повідомлень;
Забезпечення зв’язку центрального комп’ютера з неінтелектуальними терміналами, в т.ч. касовими апаратами та банкоматами;
Замовлення та придбання квитків на засоби пасажирського транспорту (залізниця, авіаційні перевезення, морський транспорт і т.п.);
Організація та проведення відеоконференцій;
Організація ітерактивних розмов (в т.ч. ІР-телефонія)
Пошук та надання інформації за індивідуальними замовленнями і т.п.
Глобальна мережа являє собою транспортний засіб для передавання даних між абонентами. WAN будуються за певними мережевими технологіми - набором стандартних протоколів (правил) і використовують програмні і апаратні засоби, які реалізіють ці протоколи. Важливим показником мережі є її топологія - конфігурація зв’язків між абонентами і комутаційними вузлами мережі.
Типова структура глобальної мережі приведена на рис. 5.2. На схемі використані такі позначення:
КОД (DTE) - кінцеве обладнання даних;
АПД (DCE) - апаратура передавання даних;
КВ - комутаційні вузли;
МК - магістральні канали;
АК - абонентські канали;
M (R) - маршрутизатор;
МХ - мультиплексор;
АТС - автоматична телефонна станція;
Т - термінальне обладнання (касові апарати, банкомати і т.п.).
Комутаційні вузли забезпечують створення маршрутів для обміну інформацією між абонентами мережі. КВ являють собою комплекс взаємопов’язаних технічних засобів, які здійснюють приймання електричних сигналів із вхідних каналів, обробку отриманих повідомлень, розподілення та подальше передавання повідомлень у потрібний канал зв’язку. Крім основної функції (комутації абонентів) КВ виконують ряд інших функцій: контроль за проходженням повідомлення по мережі, забезпечення пріоритетності передачі, підвищення надійності та достовірності передавання даних та ін.
В глобальних мережах КВ можуть використовувати три способи комутації абонентів:
Комутацію каналів;
Комутацію пакетів;
Комутацію повідомлень.
При одній і тій же структурі мережі різні способи комутації забезпечують для абонентів і мережі в цілому різні можливості та характеристики.
Комутація каналів забезпечує створення неперервного фізичного каналу між абонентами шляхом з’єднання між собою окремих як абонентських, так і магістральних каналів. Розрізняють динамічну і постійну комутацію каналів.
При динамічній комутації в мережу передається спеціальний службовий кадр інформації з адресою абонента, який викликається. Цей кадр послідовно проходить через комутаційні вузли і налаштовує їх на відповідну комутацію. Після закінчення сеансу зв’язку комутація каналів ліквідовується. При постійній комутації канали виділяються користувачам на довгий термін. Режим постійної комутації називають сервісом виділених або орендованих каналів.
При комутації пакетів повідомлення розбивається на невеликі частини, які називаються пакетами. Кожний пакет містить службову інформацію та поле даних обмеженої довжини (наприклад, від 46 до 1500 байт). Комутатори приймають пакети від кінцевих вузлів і на основі аналізу адресної інформації передають їх один одному аж до вузла призначення.
Комутатори пакетів на відміну від комутаторів каналів мають буферну пам’ять для тимчасового зберігання пакетів. Якщо вихідний порт комутатора зайнятий, то пакети, які поступають на інші його порти записуються в буферну пам’ять і ставляться в чергу на подальшу передачу при звільнені вихідного порта. Така схема передавання даних дозволяє згладжувати пульсацію трафіка на магістральних каналах і збільшити пропускну здатність мережі.
При комутації повідомлень повідомлення не розбивається на окремі частини, а посилається в мережу суцільним блоком довільної довжини. Цей спосіб комутації перевантажує мережу і зменшує її пропускну здатність.
Магістральні канали з’єднують між собою комутаційні вузли і переносять дані від багатьох абонентів. Вони є важливою складовою мережі, від якої в значній мірі залежить швидкість і надійність передавання даних. В сучасних мережах МК будують, як правило, на основі цифрових каналів зв’язку, або використовують виділені канали.
Для під’єднання до комутаційних вузлів абонентського обладнання в глобальних мережах в переважній більшості також використовують виділені канали, але з меншою пропускною здатністю. Використовують також комутовані канали , в т.ч. телефонні лінії зв’язку, але якість транспортних послуг у цьому випадку зменшується.
Глобальна мережа може містити різноманітне обладнання даних (DTE): комп’ютери, локальні мережі, маршрутизатори, мультиплексори і т.п. Для одночасного передавання комп’ютерного і голосового трафіку від АТС використовують мультиплексор МХ "голос-дані". МХ упаковує голосову інформацію у кадри або пакети і передає їх у мережу. При цьому голосовий трафік має вищий приорітет, чим комп’ютерні дані. Адресат також повинен мати МХ, який розділяє голосовий і комп’ютерний трафіки та направляє голосову інформацію в АТС, а комп’ютерні дані – в локальну мережу. Кінцеве DTE під’єднується до мережі з допомогою АПД (DCE).
Глобальна мережа характеризується інтерфейсом "користувач-мережа" UNI. Цей інтерфейс строго стандартизований і забезпечує під’єднання користувачів до мережі з допомогою комунікаційного обладнання будь-якого виробника. Інтерфейс "мережа-мережа" NNI для під’єднання комутаційних вузлів може бути не стандартизованим і дозволяє власнику мережі свободу дій.
Великі відстані і ненадійні ЛЗ обумовили необхідність побудови ГМПД за мережевими технологіями, які вимагають використання спеціальної АПД та складних методів передачі даних, різноманітних методів модуляції електричних сигналів, їх синхронізації та багатократного відновлення якості. Методи передавання даних, які застосовують в ГМ, передбачають складний багатократний контроль достовірності передачі кадрів і повторну передачу спотворенних кадрів.
Особливості побудови локальних мереж
Як випливає із назви, локальна комп’ютерна мережа є системою, яка охоплює відносно невеликі віддалі. Міжнародний комітет IEEE802 (Інститут інженерів по електроніці і електротехніці, США), що спеціалізується на стандартизації в галузі локальних комп’ютерних мереж, дає наступне визначення цим системам: “Локальні комп’ютерні мережі відрізняються від інших видів мереж тим, що вони звичайно обмежені невеликим географічним районом, таким, як група поруч розташованих будівель, і, в залежності від каналів зв’язку здійснюють передачу даних в діапазонах швидкостей від помірних до високих з низьким рівнем помилок .” Значення параметрів району, загальна протяжність, кількість вузлів, швидкість передачі і топологія локальної обчислювальної мережі можуть бути різними, але комітет IEEE802 обмежує використання в локальних мережах кабелів довжиною до кількох кілометрів, підтримки декількох сотень станцій різноманітної топології при швидкості передачі інформації порядку 1-2 і більше Мбіт/с”.
Локальні комп’ютерні мережі - це системи розподіленої обробки даних і, на відміну від глобальних та регіональних комп’ютерних мереж, охоплюють невеликі території (діаметром 5-10 км) всередині окремих контор, банків, бірж, вузів, установ, науково-дослідних організацій і т.д. При допомозі загального каналу зв’язку локальна мережа може об’єднувати від десятків до сотень абонентських вузлів, що включають персональні комп’ютери, зовнішні запам’ятовуючі пристрої, дисплеї, друкуючі і копіюючі пристрої, касові і банківські апарати, інтерфейсні схеми та інші. Локальні мережі можуть під’єднуватися до інших локальних і великих (регіональних або глобальних) мереж ЕОМ за допомогою спеціальних шлюзів, мостів і маршрутизаторів, які реалізуються на спеціалізованих пристроях або на персональних комп’ютерах з відповідним програмним забезпеченням. На рисунку 6 наведена схема побудови локальної мережі.
Відносно невелика складність і вартість локальних обчислювальних мереж, основу яких складають персональні комп’ютери, забезпечують широке використання їх в сферах автоматизації комерційної, банківської та інших видів діяльності, діловодства, технологічних і виробничих процесів, для створення розподілених управлінських, інформаційно-довідкових, контрольно-вимірювальних систем, систем промислових роботів і гнучких промислових виробництв. В більшості випадків успіх використання локальних мереж обумовлений їх доступністю масовому користувачу, з одного боку, і тими соціально-економічними наслідками, які вони вносять в різноманітні види людської діяльності з іншого. Якщо на початку своєї діяльності локальні мережі здійснювали обмін міжмашинною і міжпроцесорною інформацією, то на наступних стадіях свого розвитку вони дозволяють передавати, в доповненні до цього, текстову, цифрову, графічну і мовну інформацію. Завдяки цьому почали з’являтися центри машинної обробки ділової (документальної) інформації - наказів, звітів, відомостей, калькуляцій, рахунків, листів і т.д. Такі центри об’єднали певну кількість автоматизованих робочих місць і стали новим етапом на шляху створення в майбутньому безпаперових технологій для застосування в керівних, фінансових, облікових та інших підрозділах. Це дозволило відмовитись від громіздких, незручних і трудомістких карткових каталогів, конторських і бухгалтерських книг та іншого, замінивши їх компактними і зручними комп’ютерними носіями інформації - магнітними і оптичними дисками, магнітними стрічками і т.д. У разі необхідності можна легко отримати копію документа на паперовому носії.
LAN будується за певними мережевими технологіями – наборами стандартних протоколів (правил) і використовують конкретні програмні і апаратні засоби, які реалізують ці протоколи.
Основними компонентами локальної мережі є комп’ютери, мережеві адаптери та фізичне середовище, яке з’єднує комп’ютери між собою. В локальних мережах використовуються комп’ютери двох типів:
1. Рядовий комп’ютер (клієнт) – це робоча станція, яка через мережу отримує доступ до розподілених ресурсів і призначена для розв’язування прикладних задач користувача.
2. Центральний комп’ютер (сервер) – це потужний комп’ютер, який містить розподілені ресурси, доступні до інших комп’ютерів (клієнтів).
Комп’ютери під’єднуються до мережі за допомогою спеціальних апаратних засобів, які називаються мережевими адаптерами (мережевими картами). Мережеві адаптери разом із спеціальними програмами – драйверами перетворюють повідомлення комп’ютерів у послідовність електричних сигналів, які поступають у фізичне середовище (кабелі), що з’єднують комп’ютери між собою.
Фізичне середовище призначене для передачі електричних сигналів між комп’ютерами, розміщеними на певній віддалі один від одного. Для зв’язку комп’ютерів між собою в локальних мережах найчастіше використовують кабелі на основі скручених пар, волоконно-оптичні та коаксиальні кабелі.
Важливою характеристикою LAN є її топологія. Розрізняють фізичну і логічну топологію (фізичні і логічні зв’язки) мережі. Фізична топологія – це конфігурація електричних зв’язків, утворених окремими сегментами фізичного середовища. Логічна топологія - це конфігурація інформаційних потоків в мережі.
Найбільш поширеними фізичними топологіями локальних мереж є "загальна шина", "зірка", "ієрархічна зірка" та "кільце".
Комунікаційні пристрої локальних мереж відповідають стандартам конкретних базових технологій і підтримують передавання даних по конкретному фізичному середовищі. Вони призначені для здійснення комутації між вузлами мережі, відновлення якості електричних сигналів, збільшення діаметру мережі, фізичної та логічної структуризації локальних мереж.
Фізичну структуризацію здійснюють з метою збільшення її довжини та числа комп’ютерів за допомогою повторювачів і концентраторів. Фізична структуризація дозволяє не тільки збільшити число PC і довжину мережі, але й підвищує її надійність.
Логічну структуризацію виконують з метою підвищення продуктивності і безпеки даних шляхом розбиття єдиного для всієї мережі фізичного середовища на окремі сегменти за допомогою мостів, комутаторів і маршрутизаторів. Логічна структуризація дозволяє локалізувати трафіки окремих сегментів і забезпечує одночасний обмін даними між комп’ютерами в межах кожного сегменту. Логічна структуризація не тільки підвищує ефективність мережі, але і зменшує можливість несанкціонованого доступу до даних.
Топологія мереж
Топологія – це тип з'єднання комп'ютерів у мережу. Фізична топологія описує фізичну структуру складових частий ЛОМ, а логічна топологія – характеризує спосіб передачі пакетів даних, метод організації зв'язку, принцип контролю помилок у мережі тощо.
Термін “фізична топологія” означає фізичну розкладку або форму мережі. Логічна топологія показує шлях проходження сигналів від одного комп'ютера до іншого. Логічна топологія тісно пов'язана з фізичною.
Фізична і логічна топології можуть співпадати. Наприклад, в мережі, фізично реалізованій у вигляді шини, дані проходять від одного комп'ютера до наступного "по прямій лінії". Проте фізична і логічна топології можуть і не співпадати. Наприклад, в зіркоподібній топології всі комп'ютери сполучені кабелями з одним концентратором, утворюючи таким чином зірку, проте всередині концентратора з'єднання можуть бути побудовані так, що сигнал проходить по колу від одного порту до іншого, утворюючи логічне кільце.
Найбільш поширеними топологіями локальних мереж є:
шинна;
кільцева;
зіркоподібна;
комірчаста;
змішана.
Вибір топології залежить від структури будівлі, засобів діагностики несправностей, вартості інсталяції, типу кабелю, що використовується.
Мережі з шинною топологією
Шина є мережею, прокладеною по лінії (Рис.1). Кабель проходить послідовно від одного комп'ютера до другого, від другого до третього і т.д. Як правило, з’єднання відбувається за допомогою коаксіального кабелю.
Якщо застосовується товстий коаксіальний кабель, то мережа має центральну магістраль, до якої приєднуються комп'ютери через трансивер – пристрій, що з'єднує станцію і магістраль.
З'єднання тонкого коаксіального кабелю з мережним адаптером відбувається напряму за допомогою спеціальних роз’ємів BNC (Bayonet Nut Connector) і T-подібних роз’ємів. Роз’єми BNC закріплюються на кінці коаксіального кабелю, а потім за допомогою T-подібного роз’єму, до якого прикріплюється BNC-роз’єм, кабель приєднується до мережної плати. Вільний контакт T-подібного роз’єму може бути використаний для підключення коаксіального кабелю, що йде до наступного комп'ютера.
Оскільки в кожної лінії є початок і є кінець, то на кожному кінці шини повинен бути „термінатор” – спеціальна опір-заглушка в 50 Ом. Термінатори потрібні для того, щоб гасити відбиту від кінців кабелю електромагнітну хвилю. Якщо один або обидва кінці кабелю не підключені до термінаторів, або відбувається розрив кабелю, або один роз’єм вийнятий з гнізда, то відбувається віддзеркалення сигналу, що порушує нормальну роботу мережі і вона виходить з ладу. Один з кінців шини, але не обидва одночасно, обов'язково повинен бути заземлений.
Рис.1. Топологія “шина”
В мережі з шинною топологією повідомлення, які посилаються кожним комп'ютером, поступають на всі комп'ютери, підключені до шини. Кожний мережний адаптер аналізує заголовки повідомлень і таким чином визначає, чи призначено повідомлення для цього комп'ютера. Якщо так, то повідомлення обробляється, інакше відкидається.
В такій мережі необхідно координувати взаємодію між машинами, адже якщо передачу будуть вести кілька комп'ютерів одночасно, то інформація не дійде до адресата і перетворится в абсолютно нечитабельний набір випадкових даних. Тому у найбільш популярній мережній технології Ethernet використовується метод CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect ). Він полягає в тому, що перед початком передачі даних комп'ютер робить перевірку кабелю на наявність електричних сигналів. Якщо один комп'ютер вже веде передачу даних, то інший, виявивши її, буде очікувати завершення процесу.
Однак це не завжди виключає появу колізій: можливий випадок, коли кілька комп'ютерів починають передачу даних одночасно. У такому випадку задаються метод Collision Detect, який полягає в тому, що комп'ютер-передавач контролює сигнал у кабелі, і якщо в цей же момент передачу почне ще один вузол, то будуть виявлені колізії й трансляція даних обома станціями негайно припиниться. Після цього розпочинається нова спроба передачі, а щоб колізія не повторилася, дані починають транслюватися після певної затримки, що вибирається випадковим чином з деякого стандартного інтервалу часу. Таким чином, той комп'ютер, у якого затримка виявиться меншою, почне передачу даних першим, і нормальна робота мережі відновиться. Однак якщо на обох комп'ютерах були обрані однакові або близькі значення, то конфлікт повториться. Щоб уникнути безлічі повторних колізій, інтервал часу, по якому вибирається значення затримки, подвоюється після кожної такої колізії, це називається двійковою експонентною відстрочкою. Таким чином, повторення конфліктів при передачі зменшує ймовірність наступного конфлікту, і працездатність мережі швидко відновлюється.
Шинна топологія називається пасивною, оскільки комп'ютери не регенерують сигнали, а просто передають їх далі. Тому сигнали в такій мережі схильні до загасання, тобто інтенсивність сигналу з відстанню зменшується. Цю проблему можна вирішити за допомогою повторювачів.
Мережі з кільцевою топологією
Особливість кільцевої топології полягає в тому, що комп'ютери в такій мережі з'єднані між собою кабелем, що замкнутий у кільце (Рис.2). Такий кабель з'єднує перший комп'ютер із другим, другий із третім, і так далі. Останній же комп'ютер з'єднується з першим, утворюючи в такий спосіб замкнуту систему. Оскільки кільце не має кінця, то термінатори не потрібні і навіть неможливі. Фізично в кільцевій мережі використовується коаксіальний кабель.
У більшості локальних мереж з кільцевою топологією використається механізм передачі маркера. Такі мережі називають маркерним кільцем. Їхньою особливістю є використання для визначення черговості передачі даних спеціального пакета – маркера, який курсує по кільцю від одного комп'ютера до іншого. Якщо комп'ютер одержує маркер, то він має право передати один фрейм, після чого маркер переходить до наступного комп'ютера в кільці. Щоб уникнути випадкового збігу даних у маркері з даними у фреймі для останнього застосовується вставка байтів. А за тим, щоб у кільці був тільки один маркер, стежить мережне устаткування. Така схема забезпечує рівноправний доступ до середовища передачі всім комп'ютерам без винятку й повністю виключає можливість появи колізій.
У кільці пакет з даними починає передаватися в одному з напрямків і переходить від одного комп'ютера до іншого, поки не повернеться до відправника. Одержувач же лише знімає з нього копію, не заважаючи проходженню. Таким чином, відправник, одержавши назад свій пакет, може проконтролювати правильність передачі даних, зрівнявши його з вихідним. Відправник також повинен подбати про видалення цього пакета з мережі остаточно. Якщо комп'ютер, у якого зараз перебуває маркер, не має даних для передачі, він негайно переправляє його наступному у мережі. Таким чином, у мережі, що простоює, маркер циркулює по кільцю з великою швидкістю, що виміряється долями секунди.
Звичайно в мережі з кільцевою топологією присутня станція з особливими повноваженнями. Вона має право відновлювати маркер, якщо той був пошкоджений або загублений, а також видаляти пакети даних, які не може видалити станція-відправник після їхнього проходження по кільцю.
Рис.2 Топологія “кільце”
Кільцева топологія називається активною, тому що кожний комп'ютер, перш ніж передати сигнал далі, регенерує його.
Частіше всього кільцева топологія використовується в архітектурі Token Ring. В цій архітектурі кільце завжди є логічним кільцем, коло реалізується в концентраторі Token Ring, який називається MSAU (Multistation Access Unit).
Кільцевій топології властиві деякі недоліки шинної топології. Якщо коло не розривається, то це надійна топологія, проте якщо де-небудь відбувається розрив або роз'єднання, то вся мережа виходить з ладу.
Зіркоподібні мережі
Зірка – одна з найбільш поширених топологій локальних мереж, вона утворюється шляхом з'єднання кожного комп'ютера з центральним концентратором (hub) або комутатором (switch) (Рис.3).
Рис. 3. Топологія “зірка”
Різновидом зіркоподібної топології ЛОМ є “зв'язана або розподілена” зірка, в якій кілька пасивних зірок з'єднуються концентраторами, що забезпечують обмін інформацією.
В зіркоподібній мережі сигнал передається від мережного адаптера, встановленого в комп'ютері, наприклад, до концентратора. Тут сигнал підсилюється і передається назад на всі порти. В зірці повідомлення одержують всі комп'ютери. Отримавши повідомлення, комп'ютер аналізує його заголовок і ухвалює рішення: обробити його або відкинути.
В порівнянні з шинною і кільцевою топологіями – зіркоподібна топологія має дві великі переваги. По-перше, вона значно стійкіша до збоїв. Іншими словами, якщо один з комп'ютерів відключається або розривається кабель, то це впливає тільки на нього, а в іншій частині мережі продовжується нормальний процес комунікації. По-друге, легко змінити конфігурацію мережі. Додавання в мережу нового комп'ютера або видалення комп'ютера з мережі полягає всього лише в приєднанні або від'єднанні роз’єму кабелю.
Недоліки зіркоподібної топології пов'язані головним чином з фінансовими витратами. Для зіркоподібної мережі потрібно більше кабелів, ніж для шинної топології або топології кільця, тому що окремий кабель проходить від кожного комп'ютера до концентратора, який може знаходитися далеко. Окрім кабелів доводиться купувати досить дорогий концентратор. На щастя, виті пари, що використовуються в зірці, коштують недорого, до того ж відпадає необхідність в термінаторах.
Комірчаста топологія
В комірчастій топології кожний комп'ютер сполучений безпосередньо з кожним іншим комп'ютером мережі (Рис.4).
Завдяки надмірним з'єднанням комірчаста топологія більш стійка до збоїв. Якщо один шлях проходження сигналу виходить з ладу, то сигнал може пройти по іншому шляху.
Рис. 4. Комірчаста топологія
Недоліком комірчастої топології є її вартість, за рахунок надмірної кількості кабелів, і складність мережі, якщо до її складу входить багато комп'ютерів. При додаванні нового комп'ютера кількість з'єднань росте експоненціально. Мабуть, недарма в англійській мові термін "осередок" (mesh) звучить як "плутанина" (mess) – це саме те, що виходить при нарощуванні мережі.
Змішані комірчасті мережі
Оскільки комірчаста топологія із зростанням мережі швидко стає дуже складною і некерованою, то в багатьох мережах використовується напівко мір часта топологія, в якій надмірні з'єднання встановлюються тільки між найбільш відповідальними комп'ютерами (Рис.5). Таку мережу іноді називають змішаною комірчастою мережею.
Рис5. Напівкомірчаста або змішана комірчаста топологія
Особливості базових технологій локальних мереж
Ethernet
В даний час з вiдносно невеликих комп’ютерних мереж зi швидкiстю передачi до 10 Мбiт/с найбiльш поширеною є Ethernet. Ця мережа призначена для об’єднання робочих станцiй рiзних установ (банкiв, офiсiв i т.п.) в локальну мережу. Мережа характеризується низькою вартiстю, простотою наладки та експлуатацiї. Для даного типу мереж iснує достатньо великий набiр програмних та апаратних засобiв.
В якостi фiзичного середовища для даної мережi стандартом IЕЕЕ 802.3 визначенi два типи коаксiального кабеля, вита пара провiдникiв та оптоволоконний кабель. Вiдповiдно, розрiзняють чотири типи специфiкацiї середовища передачi: 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T i 10BASE-F. Однiєю з перших появилась специфiкацiя 10BASE5, яка визначає використання товстого коаксiального кабеля з дiаметром центрального мiдного провiдника 2,17 мм. Специфiкацiя 10BASE2 визначає використання тонкого коаксiального кабеля з дiаметром центрального провiдника 0,89 мм. Фiзичнi та електричнi характеристики кабеля впливають на такi параметри мережi, як далекiсть передачi по кабелю без повторювачiв, максимальне число станцiй, що пiдключенi до одного сегмента та iн. Щоб розрiзнити мережi на базi кабелiв цих типiв, в першому випадку говорять про мережу товста Ethernet, а в другому – тонка Ethernet.
В якостi магiстрального кабеля в системi 10BASE5 використовується кабель RG-11. Для системи 10BASE2 найчастiше використовують кабель RG-58A/U. Кабель RG-11 характеризується бiльшою надiйнiстю та завадостiйкiстю, однак його вартiсть суттєво вища вартостi кабеля RG-58A/U.
Максимальна довжина сегмента, тобто участка мережi без додаткових пiдсилювачiв (повторювачiв), для системи 10BASE5 складає 500 метрiв. До сегмента допускається пiдключення до 100 станцiй. На кiнцях сегмента розмiщуються термiнатори, що попереджають виникнення ефекту вiдбитої хвилi на кiнцi коаксiального кабеля. Термiнатор має такий же хвилевий опiр, як i коаксiальний кабель – 50 Ом. Для пiдключення станцiй до середовища передачi використовується спецiальний прийомопередавач (трансiвер) та адаптер. Довжина iнтерфейсного кабеля мiж адаптером i трансiвером може досягати 50 метрiв. Це дозволяє в достатньо великих межах мiняти мiсцеположення станцiй, не чiпаючи основний кабель, який прокладають вiд одного примiщення до iншого, як правило, в спецiальних монтажних коробах.
Для мереж системи 10BASE2 максимальна довжина сегмента складає 185 м, хоча деякi типи мережевих адаптерiв допускають збiльшення цього параметра до 200, а деякi, для адаптерiв 3СОМ – навiть до 300 метрiв. Максимальне число станцiй, що пiдключаються до сегмента, повинно бути не бiльше 30. Пiдключення станцiї здiйснюється за допомогою Т- i BNC-конекторiв з хвилевим опором 50 Ом. Т-конектор являє собою невеликий трiйник, який однiєю стороною пiдключається до мережевого адаптера, а двома iншими через BNC-конектори – до коаксiального кабеля. Термiнатор використовується для поглинання сигналiв на кiнцях коаксiального кабеля та попередження ефекту вiдбитої хвилi. Один з термiнаторiв (але не обидва) повинен бути заземленим. Iнакше мережа буде працювати нестабiльно.
В загальному, за рахунок використання вiдносно дешевого кабеля та вiдсутностi трансiверiв, вартiсть мережi Ethernet 10BASE2 є нижчою в порiвняннi з мережею Ethernet 10BASE5, у зв’язку з чим за нею закрiпилась назва CheapNet (дешева мережа).
Використовуючи спецiальнi повторювачi (репiтери), можна об’єднати мiж собою до п’яти сегментiв мережi. В цьому випадку максимальна довжина мережi Ethernet 10BASE5 складає 2,5 км, а максимальна довжина мережi Ethernet 10BASE2 – 1 км. Репiтери можуть розташовуватись на довiльному участку сегмента, утворюючи мережi рiзної кофiгурацiї – лiнiйної та розгалуженої.
Бiльше того, повторювачi дозволяють об’єднати мережi з товстим i тонким кабелем. В даний час появились багатопортовi повторювачi, якi дозволяють об’єднати декiлька сегментiв у виглядi зiркоподiбної структури. Таким чином, за допомогою повторювачiв може бути реалiзована топологiя локальної комп’ютерної мережi, близька до оптимальної.
Вдосконалення мережевих засобiв, i в першу чергу адаптерiв, дозволило широко використати витi пари провiдникiв в якостi середовища передачi локальних комп’ютерних мереж. Так, в рамках мережi Ethernet розроблена специфiкацiя 10BASE-Т, яка визначає використання в якостi середовища передачi витої пари провiдникiв категорiї 3 i довжиною кабеля до 100 метрiв. Основним структурним елементом мережi є концентратор (Hub), до якого радiальним чином пiдключаються робочi станцiї. Використовуючи декiлька концентраторiв, можна побудувати мережу достатньо складної кофiгурацiї.
Дальше пiдвищення ефективностi мереж Ethernet пов’язане з використанням комутуючих концентраторiв (switching hub), якi на вiдмiну вiд звичайних (ретранслюючих) концентраторiв дозволяють розглядати сегменти мережi в якостi окремих мереж, зв’язаних разом через iнтерфейс комутацiї пакетiв. Комутуючий концентратор обладнаний двома буферами на кожний комутований порт: для пакетiв, що приймаються, i пакетiв, що передаються. Завдяки цьому комутуючий концентратор працює аналогiчно вузлу комутацiї пакетiв – приймає i передає пакети одночасно мiж рiзними парами абонентiв. Це, поряд iз збiльшенням продуктивностi, дозволяє уникнути зiткнень пакетiв (колiзiй). Комп’ютернi мережi, що використовують подiбну технологiю, отримали назву Switch Ethernet.
Також новим технологiчним напрямком розвитку мереж Ethernet є оптоволоконна мережа Ethernet 10BASE-F зi швидкiстю передачi 10 Мбiт/с. В якостi середовища передачi використовується 50- та 100-мiкронний оптоволоконний кабель. Мережа характеризується зiркоподiбною топологiєю, яка пiдтримується за допомогою оптоволоконних концентраторiв. Максимальна довжина одного променя (сегмента) складає 2100 метрiв.
Fast Ethernet
Мережа Fast Ethernet є подальшим розвитком мережі Ethernet за рахунок збільшення у 10 разів частоти швидкості передачі. При цьому основні аспекти побудови мережі Ethernet залишилися незмінними. Насамперед це стосується механізму (методу) доступу і формату кадру. Основні відмінності спостерігаються на фізичному рівні і пов'язані з використовува ним передавальним середовищем.
Згідно із стандартом IEEE 802.3u, прийнятим 1995 року, для технології Fast Ethernet за лежності від застосовуваного кабелю визначено такі три найменування: 100Base-TX і 100Base-T4 — для витої пари провідників і 100Base-FX — для оптоволоконного кабелю.
У системі 100Base-TX використовуються дві пари проводів: одна для передачі, друга-для прийому даних. Специфікація стандарту на фізичне середовище передачі даних ANSI TP-PMD, на якому грунтується застосування витої пари в 100Base-TX, допускає викорис тання неекранованої (UTP) і екранованої (STP) витих пар категорії 5.
Найпоширенішим середовищем є неекранована вита пара. У цьому кабелі пари провід ників мають бути завиті уздовж усього кабелю, за винятком його країв, де кабель підключається до роз'ємів. Довжина невитої ділянки не повинна перевищувати 1-1,5 см. Довжина сегментів мережі 100Base-TX на кабелі UTP категорії 5 з хвильовим опором 100 Ом не по винна перевищувати 100 м. Це обмеження зумовлене допустимим часом затримки поши рення сигналу в передавальному середовищ і є досить жорстким. З метою зниження впливу перешкод використовується біполярна передача: по одному з проводів передається позити вний, по другому — негативний потенціал. На відміну від стандарту ANSI TP-PMD у 100Base-TX використовується така ж розпайка, як і в 10Base-T. Це дозволяє заміняти інтер-фейсні плати без перепаювання або заміни кабелю.
Стандартом 100Base-TX передбачене використання екранованої витої пари з хвильовим опором 150 Ом і стандартних дев'яти штиркових конвекторів D...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора