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
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:
розбити 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: 0509499
Вихідні дані для проектування, які визначаються на основі номера залікової книжки (НЗК) студента наступні:
а) число філій корпоративної мережі п=2, бо передостання цифра НЗК є непарною;
б) відстань між мережою головного підрозділу та найближчою філією d=499 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=4;
г) число вузлів в мережі головного підрозділу к=990, бо воно визначається як добуток двох останніх цифр НЗК на 10;
д) число поверхів р центрального будинку головного підрозділу становить 3, бо к=990;
є) для мережі головного підрозділу регіональним Internet провайдером виділена наступна ІР-адреса:
187.99.0.0 , де 99 - 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, навів основні характеристики цих мереж, охарактеризував найбільш поширені стеки комунікаційних протоколів.
У другому розділі цього курсового проекту я розробив загальну структуру корпоративної мережі, яка складається з головного підрозділу корпорації та двох філій, які розташовані на далекій відстані від головного підрозділу. Вибрав мережу доступу до географічно віддалених філій та обгрунтував її. Також я обгрунтував вибір стеку комунікаційних протоколів TCP/IP.
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, на основі аналізу виділеної регіональним провайдером Internet IP - адреси та її маски і вихідних даних на проектування, 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.
Зміст:
Технічне завдання………………………………………………………..2
Анотація………………………………………………………………….4
Вступ………………………………………………………………………..6
Огляд основних технологій структури корпоративної мережі передавання даних………………………………………………….7
Розробка загальної структури корпоративної мережі передавання даних…………………………………………………………………20
Розробка локальної мережі кампусу головного підрозділу організації…………………………………………………………..21
Структуризація IP-мережі головного підрозділу…………………24
Розробка структурованої кабельної системи центрального будинку кампусу………………………………………………………………27
Висновки………………………………………………………………...28
Список використаної літератури………………………………………29
Додатки…………………………………………………………………..30
Вступ:
В сучасних умовах обмін даними між комп’ютерами став невід’ємною частиною життя. Мережні засоби застосовуються у всіх сферах діяльності. В навчальних закладах всіх рівнів, починаючи від початкових і закінчуючи спеціальними, комп’ютерні мережі дозволяють студентам і викладачам отримати миттєвий доступ до інформації в бібліотеках всього світу. На даний час зростає потреба у використанні інформаційних технологій в управлінні навчальним процесом у всіх навчальних закладах.
З розширенням комп’ютерних систем і їх взаємодії з різними за структурою мережами спостерігається щораз більша залежність як організацій, так і окремих людей від інформації, що передається по мережі, і зберігається в таких системах. Це, у свою чергу, дозволяє зрозуміти необхідність захисту даних і ресурсів від можливого несанкціонованого доступу, важливість використання спеціальних засобів для забезпечення достовірності отриманих даних та повідомлень, а також захисту систем від мережних атак.
На даний час існують два найбільших класи компютерних мереж: локальні мережі і глобальні.
Глобальна мережа передавання даних (WAN) - це мережа з’єднаних між собою з допомогою спеціального телекомунікаційного обладнання ліній зв’язку та апаратури передачі даних абонентів, розташованих на великій території. Сучасні МПД можуть передавати такі види трафіка як: комп’ютерний, голос, телезображення і т.д. Абонентами глобальної мережі можуть бути як локальні комп’ютерні мережі так і окремі комп’ютери, різноманітні абонентські пункти з вбудованими процесорами та інше термінальне обладнання (наприклад, касові апарати, банкомати, вимірювальне обладнання і т.п.). WAN можуть охоплювати цілі держави та континенти.
Локальна мережа передавання даних (LAN) – це мережа з’єднаних між собою комп’ютерів або інших термінальних пристроїв, розміщених на невеликій території. Локальні мережі забезпечують користувачам доступ до розподілених ресурсів, розміщених на інших комп'ютерах.
Огляд основних технологій локальних та глобальних мереж передавання даних
Глобальна мережа
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.
Декілька мереж, сполучених одна з одною, називають мережним комплексом (internetwork або internet). Якщо слово "internet" написано з рядкової букви, то воно означає мережі, сполучені в одну мережу, або мережний комплекс. Якщо перша буква прописна, то це слово означає глобальний загальнодоступний мережний комплекс, відомий всім під ім'ям Інтернет. Використовуються також терміни intranet (внутрішньомережний) і extranet (екстрамережа). Терміном "intranet" позначаються приватні локальні мережі компаній, що використовують протоколи (наприклад, TCP, HTTP і FTP) і технології Internet. Екстрамережею називається об'єднання корпоративних мереж різних компаній, що взаємодіють одна з одною за допомогою Інтернет.
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.
Розподілені глобальні мережі є маршрутизованими мережами. Це значить, що пакети, які передаються з однієї локальної мережі в іншу, повинні пройти через шлюзи. Шлюз – це маршрутизатор, або комп'ютер, що конфігурується для виконання функцій маршрутизації.
Локальна мережа
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.
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.
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 задіюється 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
Способи передачі даних в локальних обчислювальних мереж.
Для передачі даних в мережі використовуються такі основні способи:
Комутація каналів. Мережа комутації каналів працює так, що вона встановлює весь шлях із з’єднаних ліній від відправника до адресата. Цей повний шлях встановлюється з допомогою спеціальних повідомлень сигналізації, які самі прокладають собі шлях по мережі і займають канали після їх проходження. Після встановлення шляху сигнали повідомляють джерело про можливість починати передачу, і всі канали цього шляху пізніше використовуються одночасно. Весь шлях залишається зв’язаним цією передачею (незалежно від того чи використовується він чи ні), і тільки після того коли один з абонентів звільнює ланцюжок зв’язку - всі канали звільняються. Основною перевагою методу комутації каналів є можливість використання широко розгалуженої системи телефонних каналів. Наприклад, описаний метод використовується в телефонії.
Комутація повідомлень. При комутації повідомлень у визначений момент часу використовується тільки один канал для даної передачі (між двома сусідніми вузлами комутації, а між двома наступними - інший канал). Повідомлення спочатку передається від джерела до другого вузла на його шляху; після прийому повідомлення цим вузлом вибирається наступний вузол в напрямі адресата у відповідності з маршрутизацією. Якщо канал зайнятий, тоді повідомлення очікує черги і передача продовжується після звільнення каналу. Таким чином, при передачі по мережі з проміжним збереженням, повідомлення перестрибує через ділянки мережі від одного вузла до іншого, використовуючи в кожен момент часу тільки один канал. Для нормальної роботи мережі і ефективного використання каналів вимагається велика кількість пристроїв проміжного запам’ятовування. Класичним прикладом є телеграфна мережа і системи електронної пошти.
Комутація пакетів. Метод комутації пакетів нагадує метод комутації повідомлень, з тою різницею, що повідомлення розбиваються на частини (пакети), кожен з яких має встановлену максимальну довжину. Ці пакети нумеруються і помічаються деякою адресою (як і при комутації повідомлень) і прокладають собі шлях по мережі (методом передачі з проміжним зберіганням), яка їх комутує. Таким чином, множина пакетів одного повідомлення може передаватися одночасно, що є найбільшою перевагою цього методу. Приймач здійснює зшивку повідомлення з пакетів у відповідності з їх нумерацією і відправляє його адресату. Завдяки можливості не нагромаджувати повідомлення цілком у вузлі мережі при передачі не вимагається додаткових пристроїв запам’ятовування.
Види локальних комп'ютерних мереж
Ethernet
В даний час з відносно невеликих комп'ютерних мереж зі швидкістю передачі до 10 Мбiт/с найбільш поширеною є Ethernet. Ця мережа призначена для об'єднання робочих станцій різних установ (банків, офiсiв i т.п.) в локальну мережу. Мережа характеризується низькою вартiстю, простотою наладки та експлуатації. Для даного типу мереж існує достатньо великий набір програмних та апаратних засобів.
В якостi фiзичного середовища для даної мережi стандартом IЕЕЕ 802.3 визначенi два типи коаксiального кабеля, вита пара провiдникiв та оптоволоконний кабель. Вiдповiдно, розрізняють чотири типи специфiкацiї середовища передачі: 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 кабелю з діаметром центрального провiдника 0,89 мм . Фiзичнi та електричнi характеристики кабелю впливають на такі параметри мережi, як далекість передачi по кабелю без повторювачів, максимальне число станцiй, що пiдключенi до одного сегмента та iн. Щоб розрізнити мережi на базi кабелiв цих типiв, в першому випадку говорять про мережу товста Ethernet, а в другому – тонка Ethernet.
В якостi магiстрального кабелю 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 кінцях сегмента розмiщуються термiнатори, що попереджають виникнення ефекту вiдбитої хвилi на кiнцi коаксiального кабелю. Термінатор має такий же хвилевий опiр, як i коаксiальний кабель – 50 Ом. Для підключення станцiй до середовища передачi використовується спецiальний прийомопередавач (трансiвер) та адаптер. Довжина iнтерфейсного кабелю мiж адаптером i трансiвером може досягати 50 метрiв. Це дозволяє в достатньо великих межах міняти місцеположення станцій, не чіпаючи основний кабель, який прокладають вiд одного приміщення до iншого, як правило, в спецiальних монтажних коробах.
Для мереж системи 10BASE2 максимальна довжина сегмента складає 185 м , хоча деякі 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 кабелю та попередження ефекту вiдбитої хвилi. Один з термiнаторiв (але не обидва) повинен бути заземленим. Iнакше мережа буде працювати нестабільно.
В загальному, за рахунок використання відносно дешевого кабелю та вiдсутностi трансiверiв, вартiсть мережi Ethernet 10BASE2 є нижчою в порiвняннi з мережею Ethernet 10BASE5, у зв'язку з чим за нею закріпилась 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.
Більше 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 виті 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 кабелю 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 підвищення ефективності мереж Ethernet пов'язане з використанням комутуючих концентраторів (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 зіткнень 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 підтримується за допомогою оптоволоконних концентраторiв. Максимальна довжина одного променя (сегмента) складає 2100 метрiв.
Fast Ethernet
Мережа Fast Ethernet – це дальший розвиток мережi Ethernet за рахунок збiльшення в 10 разiв тактової частоти. При цьому основні аспекти побудови мережі Ethernet залишились незмінними. В першу чергу це стосується метода доступу, формату кадру та iн. Основні вiдмiнностi стосуються фізичного рівня та пов'язані з використовуваним середовищем передачі.
Вiдповiдно до стандарту IЕЕЕ 802.3u для технології Fast Ethernet залежно вiд використовуваного кабелю визначені наступні три найменування: 100BASE-TX i 100BASE-T4 – для витої пари провiдникiв та 100BASE-FX – для оптоволоконного кабелю.
Довжина сегментів в мережі 100BASE-TX на кабелі UTP категорії 5 з хвилевим опором 100 Ом не повинна перевищувати 100 м . Це обмеження диктується допустимим часом затримки поширення сигналу в середовищі передачі i є достатньо жорстким.
Стандартом 100BASE-TX передбачено використання екранованої витої пари з хвилевим опором 150 Ом i стандартних 9-штиркових конекторiв D-типу.
Специфiкацiєю 100BASE-T4 теж визначена довжина кабеля до 100 м . При цьому допускається використання кабелiв UTP категорiй 3, 4 i 5.
Специфiкацiя на оптоволоконний iнтерфейс 100BASE-FX визначає довжину сегмента до 100 м , однак допустимий дiаметр мережi, що дорiвнює 412 м . По специфiкацiї 100BASE-FX для кожного з'єднання потрiбний двожильний багатомодовий волоконно-оптичний кабель, в якому по одному волокну передається, а по другому – приймається сигнал.
Мережi з маркерним методом доступу (IЕЕЕ 802.4)
Однiєю з перших локальних мереж з маркерним методом доступу була мережа ArcNet фiрми Datapoint. Швидкiсть передачi iнформацiї по сучасних поняттях вiдносно невисока – 2,5 Мбiт/с, однак остання розробка мережi – ArcNet Plus працює на швидкостi 20 Мбiт/сек. Вважається, що на основi ArcNet був розроблений стандарт IЕЕЕ 802.4, однак мiж ними iснує достатньо багато вiдмiнностей. Розглянемо мережi стандарту IЕЕЕ 802.4. Цi мережi, як i ArcNet, використовують маркерний метод доступу в рамках шинної топологiї. Доступ здiйснюється за допомогою неперервної передачi кадра маркера певного формату. Передача маркера вiдбувається вiд однiєї станцiї до iншої в порядку зменшення їх логiчних адрес. Станцiя з найменшою адресою циклiчно передає кадр маркера станцiї з найбiльшою адресою, тим самим замикаючи логiчне кiльце передачi маркера. Станцiя, яка одержує маркер вiд iншої станцiї, вiдносно неї називається наступником. Вiдповiдно, станцiя, вiд якої поступає маркер, називається попередником. Слiд зауважити, що послiдовнiсть розмiщення станцiй в логiчному кiльцi не обов'язково повинна вiдповiдати послiдовностi їх фiзичного розмiщення на шинi.
Залежно вiд використовуваних мережевих засобiв може бути реалiзована рiзна топологiя мережi: лiнiйна, зiркоподiбна або деревовидна. Основною областю використання мереж стандарту IЕЕЕ 802.4 є сфера виробничих мереж, де ставляться жорсткi вимоги до мережевого трафiка. В першу чергу сюди вiдносяться мережi крупних машинобудiвних заводiв.
Token Ring
З кiльцевих мереж з маркерним методом доступу найпоширенішою є мережа Token Ring. Ця мережа розроблена фiрмою IВМ. Популярнiсть Token Ring, мабуть, така ж, якi Ethernet. Фiрма IВМ провела велику роботу по стандартизацiї мережi Token Ring, в результатi чого вона була прийнята спочатку в якостi стандарта IЕЕЕ 802.5, а пiзнiше й мiжнародного стандарта ISO/DIS 8802/5. Стандартом визначена швидкiсть передачi 4 Мбiт/с. В даний час використовуються мережi зi швидкiстю 16 Мбiт/с.
Cambridge Ring
Кiльцевi мережi з методом тактованого доступу (стандарт ISO/DIS 8802/7). В основу стандарту на мережi з методом тактованого доступу до кiльця покладено протоколи доступу локальної мережi. Фiзичним середовищем такої мережi є коаксiальний кабель з набором активних повторювачiв, якi забезпечують швидкiсть передачi до 10 Мбiт/с. Робочi станцiї до середовища передачi пiдключаються за допомогою мережевого контролера, кабеля погодження та вилки зв'язаності.
Вилка зв'язаностi – це пристрiй, який замикає кiльце при механiчному вiдключеннi станцiї. Повторювач – пристрiй, що здiйснює кодування, декодування, регенерацiю, прийом i передачу сигналiв з кiльця чи станцiї.
FDDI
Свою назву мережi FDDI отримали вiд початкових букв Fiber Distributed Data Interface. З метою широкого впровадження високошвидкiсних каналiв передачi даних в 1985 р. комiтетом Х3Т9.5 Американського iнституту нацiональних стандартiв (ANSI) був розроблений стандарт на оптоволоконний iнтерфейс розподiлених даних. Хоча цей стандарт офiцiйно називається стандартом ANSI Х3Т9.5, за ним закрiпилась назва FDDI. З метою пiдвищення ефективностi передачi цифрових, звукових та вiдеопотокiв даних реального часу в 1986 р. був розроблений стандарт FDDI-II. В подальшому стандарт FDDI був прийнятий в якостi мiжнародного стандарту ISO 9314.
Слiд пiдкреслити, що основна увага при розробцi стандарту придiлялась питанням пiдвищення продуктивностi та надiйностi мережi. Перше завдання вирішувалось за рахунок використання високошвидкісних (100 Мбiт/с) оптоволоконних каналiв передачi даних та удосконалених протоколiв доступу до середовища передачi.
Висока надiйнiсть мережi забезпечується її здатністю до динамiчної реконфiгурацiї своєї структури за рахунок використання подвійного кільця передачi даних та спецiальних процедур управлiння конфiгурацiєю.
100VG-AnyLAN
Мережа 100VG-AnyLAN являє собою локальну комп'ютерну мережу деревовидної топологiї. В якостi промiжних вузлiв мережi використовуються концентратори, а кiнцевими вузлами є робочi станцiї та сервери.
Для підтримання багаторiвневої структури концентратори оснащуються портами двох видiв:
• порти низхідних зв'язкiв – використовуються для пiдключення пристроїв, що лежать нижче рiвнiв, до яких можуть пiдключатись як кiнцевi вузли, так i концентратори;
• порт висхiдного зв'язку – призначений для пiдключення до концентратора бiльш високого рiвня.
На фiзичному рiвнi технологiя мережi 100VG-AnyLAN пiдтримує стандарти, прийнятi в мережах Ethernet 10Base-T Token i Ring, що забезпечує можливiсть експлуатацiї iснуючих кабельних iнфраструктур даних мереж.
В тому числi, в якостi середовища передачi використовуються:
• неекранований кабель категорiї 3, 4 i 5 (чотири витих пари);
• екранований кабель (двi витi пари);
• оптоволоконний кабель.
Канальний рiвень складається з пiдрiвнiв:
• управлiння логiчним каналом;
• управлiння доступом до середовища.
Основна вiдмiннiсть мережi 100VG-AnyLAN вiд iнших локальних комп'ютерних мереж полягає в методi доступу, в якостi якого використовується централiзований метод опитування, так званий протокол прiорiтетiв запитiв – DDP (Demand Priority Protocol). Перевага методiв опитування в порiвняннi з множинним методом доступу полягає у вiдсутностi колiзiй. В свою чергу, порiвняно з маркерним методом доступу, за рахунок виключення затримок на обертання маркера можна досягнути суттєвого скорочення часу доступу.
2. Розробка загальної структури корпоративної мережі передавання даних
До складу корпоративної мережі входять мережа головного підрозділу (LAN1) та віддалені від неї на відстань, відповідно мережі двох філій (LAN2, LAN3). При цьому відстань між мережею головного підрозділу корпорації до найближчої філії становить 499 км.
Локальні мережі головного підрозділу організації та філій побудовані на базі технологій Fast Ethernet і Ethernet. Так як філії розташовані на великих відстанях від головного підрозділу, для їх зв'язку з мережею LAN1 використана телефонна мережа на основі цифрової технології з інтегрованими послугами ISDN. При цьому маршрутизатори локальних мереж до телефонної мережі під'єднані з допомогою асиметричної цифрової абонентської лінії ADSL. Порт першого маршрутизатора Rl LAN головного підрозділу корпоративної мережі під'єднаний до мережі Internet.
Порти маршрутизаторів, які під'єднані до WAN, містять апаратуру передавання даних і підтримують протоколи технології ISDN, а порти, під’єднані до LAN, - протоколи цих технологій.
Термін "TCP/IP" звичайно позначає усе, що зв'язано з протоколами TCP і IP. Він охоплює ціле сімейство протоколів, прикладні програми і навіть сама мережа . TCP/IP - це технологія міжмережевої взаємодії, технологія internet. Мережа , що використовує технологію internet, називається "internet". Якщо мова йде про ...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора