Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Комп'ютерна мережа Ethernet масштабу будинку
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра ЕОМ
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Комп'ютерні мережі
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет "Львівська політехніка"
Кафедра ЕОМ
Курсова робота
З курсу "Комп'ютерні мережі"
На тему: "Комп'ютерна мережа Ethernet масштабу будинку"
Львів 2005
Зміст
Вступ…….……………………………………………………………………3
Вихідні дані для проектування мережі………………………………4
Теоретичні відомості……………………………………………………5
2.1. Мережна топологія типу “зірка”….................................................5
2.2. Кабельні системи. Тип кабеля “скручена пара”…………………..5
2.3. Комунікаційні мережні засоби………………………………………..6
2.3.1. Концентратори (Hubs)………………………………………………6
2.3.2. Комутатори (Switches)………………………………………………7
2.4. Особливості мережної технології Ethernet………………………..10
2.4.1. Етапи розвитку технології Ethernet………………………………10
2.4.2. Правила побудови мереж Ethernet стандарту 10 Base………11
2.4.3. Правила проектування мереж стандарту 10Base-T…………..12
3. Розрахунки……………………………………………………………….15
3.1. Опис проекту мережі………………………………………………….15
3.2. Обрахунок PDV (Path Delay Value)…………………………………15
3.3. Розрахунок значення PDV…………………………………………...16
3.4. Розрахунок значення PVV……………………………………………17
4. ВИСНОВКИ……………………………………………………………….18
5. СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ……………………………19
6. Додаток. План розташування комп’ютерів
на поверсі та загальний план будівлі……………………...………20
Вступ
На даний момент комп‘ютерна промисловість надзвичайно стрімко розвивається, щоразу пропонуючи нові пристрої та нові технології, що сприяють інтеграції комп’ютерних та інформаційних засобів в наше життя. До однієї з таких галузей відносяться комп’ютерні мережі.
Зокрема, локальна комп’ютерна мережа—це комунікаційна система, яка дозволяє користувачам комп’ютерів обмінюватися інформацією, спільно використовувати прикладні програми, передавати файли між комп'ютерами, розділяти доступ і спільно використовувати ресурси комп'ютерів та пристроїв, підключених до мережі (принтери, модеми, приводи CD—ROM та ін.).Постійне зростання можливостей і продуктивності комп'ютерів обумовило зростання вимог до ефективності функціонування мереж.
Для локальних мереж, як правило, прокладається спеціалізована кабельна система і положення можливих точок підключення абонентів визначається цією кабельною системою.
Локальні мережі (LAN (Local Area Network)) в свою чергу є елементами більш масштабних утворень—CAN (Campus Area Network) – так звана кампусна, або корпоративна мережа, що поєднує локальні мережі порівняно недалеко розташованих будинків, MAN (Metropolitan Area Network)—мережа міського масштабу, WAN (Wide Area Network)—широкомасштабна мережа регіону, GAN (Global Area Network )—глобальна мережа, наприклад, Internet.
Сьогодні локальні мережі—це складні системи, які вимагають кваліфікованого обслуговування і адміністрування.
Для побудови локальних зв'язків між комп'ютерами використовуються різні види кабельних систем, мережні адаптери, концентратори—повторювачі, мости, комутатори і маршрутизатори, а також пристрої передачі даних на значні відстані—модеми. Існує ряд стандартів мережних технологій, різні мережні операційні системи. Таким чином, при побудові конкретної локальної мережі дуже важливо зробити правильний вибір з огляду на усі вихідні умови та впливаючі фактори.
Запропоноване рішення повинно відповідати конкретним умовам застосування. Так, вимоги, висунуті невеликими фірмами, значно відрізняються від вимог з боку великих організацій. Вибір типу мережі залежить від багатьох факторів: масштабів підприємства, необхідного рівня безпеки, виду діяльності організації, рівня адміністративної підтримки, обсягу мережного трафіка, потреб мережних користувачів, фінансових витрат та ін. І навіть після розробки варіантів мереж, які відповідають конкретними вимогам, необхідно зробити вибір між ними, давши об'єктивну оцінку за багатьма критеріями.
В даній курсовій роботі розглядається методика розробки та засоби побудови мережі масштабу будинку з орієнтацією на технологію Ethernet.
Вихідні дані для проектування мережі
Вихідні дані подано нижче, у таблиці. 1.1:
Табл. 1.1. Вихідні дані на проектування
Стандарт
Кількість поверхів
Кількість кімнат на поверсі
Кількість комп’ютерів в кімнаті
Площа кімнати
10Base-T
3
5
13
43 м2
У вихідних даних не вказано розміри кімнати, тому вважатимемо що одна кімната має розміри 5.4 х 8 метрів, що приблизно дорівнює 43 м2.
2. Теоретичні відомості
Метою цієї курсової роботи є проектування комп’ютерної мережі Ethernet масштабу будинку. При проектуванні використано стандарт 10Base-T.
В даному розділі описано основні характеристики мережі Ethernet стандарту 10Base-T.
2.1. Топологія мережі типу “зірка”
Стандартом 10Base-T враховано можливість використання топології “зірка”. Структура такої топології подана нижче, на рис. 2.1:
Рис. 2.1. Топологія мережі типу "зірка", тут T – робоча станція, чорна крапка – мережний пристрій.
Кожен комп'ютер підключають окремим кабелем до окремого порту спеціального мережного пристрою (концентратор, повторювач, комутатор або міст), що утворює центр “зірки”.
Центром “зірки” може бути концентратор, повторювач, комутатор або міст. Якщо між підключеним до мережі пристроєм і, наприклад, концентратором відбувається розрив з'єднання, то вся інша мережа продовжує працювати. При виході з ладу концентратора (або іншого “центра”) мережа перестане працювати. Ця топологія має переваги при пошуку ушкоджень мережних елементів: кабеля, мережних адаптерів, з‘єднань та ін. При підключенні нових пристроїв "зірка" також зручніша у порівнянні з топологією загальна шина. Як передаюче середовище використовуються скручена пара та оптоволоконні кабелі.
Сьогодні 100 і 1000 Мбітні мережі Ethernet побудовіні на основі переважно за топологією "зірка".
2.2. Кабельні системи. Тип кабеля “скручена пара”
Кабель такого типу є найдешевшим і найпоширенішим. Він містить дві або більше пари провідників. В кожній парі провідники скручені один з одним по всій довжині кабеля. Скручування дозволяє підвищити завадостійкість кабеля і зменшити вплив сигналу в кожній парі на всі інші. Максимальна відстань передавання при його використанні дорівнює 1.5 - 2.0 км, а максимальна швидкість - 1.2 Гбіт/с. Тривалість поширення сигналу – 8-12 нс/м . Загасання сигналу – 12-28 Дб на 100 м при частоті 10 МГц.
Найпопулярнішим типом середовища передачі даних на невеликі відстані стає неекранована скручена пара (UTP), що включена практично в усі сучасні стандарти і технології локальних мереж і забезпечує пропускну здатність до 100 Мб/с (на кабелях категорії 5).
Екранована скручена пара суттєво дорожча неекранованої, але забезпечує кращу електромагнітну сумісність кабельної системи з джерелами і приймачами сигналів, та забезпечує менший рівень випромінювання в навколишнє середовище (показник ЕМІ—Electromagnetic Interference). Використовують фольговану (FTP), та екрановану (STP) скручені пари та їх комбінації.
Але, всі види скручених пар мають гірший захист від завад, ніж у коаксіальному кабелі.
Табл. 2.2.. Порівняльні характеристики скручених пар
Показник
UTP
FTP
S/FTP
S/STP
Ціна в $ за 1 км
200—300
280—420
460—690
700—1050
Максимальна частота, МГц
100
150
300
300
Товщина, мм
5.1
6.2
6.5
7.3
Встановлення
Легке
Легке
Легке
Важке
Заземлення
Легке
Важке
Легке
Легке
Згідно європейського стандарту мережне обладнання в промислових умовах повинно мати випромінювання до 40 Дб на відстані 10 м, а для комерційних та непромислових умов експлуатації – до 30 Дб ( показник ЕМІ).
2.3. Комунікаційні мережні засоби
2.3.1. Концентратори (Hubs)
Багатопортовий повторювач часто називають концентратором (hub, concentrator), тому що даний пристрій реалізує не тільки функцію повторення сигналів, але і функції об'єднання комп'ютерів та окремих сегментів в мережу. Практично в усіх сучасних мережних стандартах концентратор є необхідним елементом.
Концентратори утворюють з окремих фізичних відрізків кабеля загальне середовище передачі даних—логічний сегмент. Логічний сегмент також називають доменом колізій.
Конструкцію концентраторів визначає їх область застосування. Концентратори робочих груп найчастіше випускаються як пристрої з фіксованою кількістю портів, корпоративні концентратори – як модульні пристрої на основі шасі, а концентратори відділів можуть мати стекову конструкцію. Такий розподіл не є жорстким і в якості корпоративного концентратора може використовуватись, наприклад, модульний концентратор.
Концентратор з фіксованою кількістю портів — це найбільш просте конструктивне виконання, коли концентратор — це окремий корпус із усіма необхідними елементами (портами, органами індикації і керування, блоком живлення), які замінювати неможливо. Зазвичай усі порти такого концентратора підтримують одне середовище передачі, загальна кількість портів змінюється від 4-8 до 24. Один порт може бути спеціально виділений для підключення концентратора до магістралі чи мережі, або для об'єднання концентраторів.
Модульний концентратор виконується у вигляді окремих модулів з фіксованою кількістю портів, встановлених на загальному шасі. Шасі має внутрішню шину для об'єднання окремих модулів у єдиний повторювач. Часто такі концентратори є багатосегментними. Для модульного концентратора можуть існувати різні типи модулів, які відрізняються кількістю портів і типом підтримуваного фізичного середовища. Модульні концентратори дозволяють більш точно підібрати необхідну для конкретного застосування конфігурацію концентратора, а також гнучко і з мінімальними витратами реагувати на зміни конфігурації мережі.
Оскількі корпоративні модульні концентратори виконують дуже відповідальну роботу, вони забезпечуються модулем керування, системою терморегулювання, додатковими джерелами живлення і можливістю заміни модулів “на ходу”.
Недоліком концентратора на основі шасі є висока початкова вартість такого пристрою для випадку, коли підприємству на першому етапі створення мережі потрібно встановити всього 1—2 модуля. Висока вартість шасі викликана тим, що воно поставляється разом із усіма загальними пристроями, такими як додаткові джерела живлення і т.ін. Тому для мереж середніх розмірів велику популярність отримали стекові концентратори.
Стековий концентратор, як і концентратор з фіксованим числом портів, виконується у вигляді автономного корпусу без можливості заміни окремих його модулів. Стековими вони називаються тому, що мають спеціальні порти і кабелі для об'єднання декількох таких корпусів у єдиний повторювач, який має загальний блок повторення, забезпечує загальну ресинхронизацію сигналів для усіх своїх портів і тому з погляду “правила 4-х хабів” вважається одним повторювачем. Якщо стекові концентратори мають кілька внутрішніх шин, то при з'єднанні в стек ці шини поєднуються і стають загальними для всіх пристроїв стека.
2.3.2. Комутатори (Switches)
Зменшення числа вузлів в мережі називається сегментацією. Вона здійснюється за рахунок поділу великої мережі на менші частини—сегменти. Оскільки користувачам, як правило, необхідно мати доступ до ресурсів всіх сегментів, потрібні механізми забезпечення міжсегментного обміну з досить високою швидкістю. Пристрої, які називаються комутаторами, надають такі можливості.
Комутатори подібно мостам і маршрутизаторам здатні сегментувати мережі. Як і багатопортові мости, комутатори передають пакети між портами на основі адреси одержувача, яка включена до кожного пакета. Реалізація комутаторів звичайно відрізняється від мостів у частині можливості організації одночасних з'єднань між будь—якими парами портів пристрою—це значно розширює сумарну пропускну здатність мережі. Більше того, мости у відповідності із стандартом IEEE 802.1d, повинні прийняти весь пакет до того моменту, як він почне передаватись адресату, а комутатори можуть почати передачу пакета, не прийнявши його повністю.
Технологія комутації сегментів Ethernet була запропонована фірмою Kalpana у 1990 році у відповідь на зростаючі потреби у підвищенні пропускної здатності зв'язків високопродуктивних серверів із сегментами робочих станцій.
Комутатор Ethernet підтримує внутрішню таблицю, яка зв'язує порти з адресами підключених до них пристроїв. Цю таблицю адміністратор мережі може створити самостійно або задати її автоматичне створення засобами комутатора.
Комутатор використовуює таблицю адрес і адресу одержувача, що міститься в пакеті, та організовує віртуальне з'єднання порту відправника з портом одержувача і передає пакет через це з'єднання.
Віртуальне з'єднання між портами комутатора зберігається на час передачі одного пакета, тобто для кожного пакета віртуальне з'єднання організується знову на основі адреси, що міститься в даному пакеті.
Через те, що пакет передається тільки в той порт, до якого підключений адресат, інші користувачі не отримають цей пакет. Таким чином, комутатори забезпечують засоби безпеки, недоступні для стандартних повторювачів Ethernet.
У комутаторах Ethernet передача даних між будь-якими парами портів відбувається незалежно, тому для кожного віртуального з'єднання виділяється вся смуга перепускання каналу.
Якщо, наприклад, для кожного з'єднання дається смуга 10 Mбіт/с, сумарна перепускна здатність комутатора буде складати 20 Mбіт/с. Якщо дані передаються між великим числом пар портів, інтегральна смуга відповідно розширюється. Наприклад, 24 портовий комутатор Ethernet може забезпечувати інтегральну пропускну здатність до 120 Mбіт/с при одночасній організації 12 з'єднань зі смугою 10 Mбіт/с для кожного з них. Теоретично, інтегральна смуга комутатора росте пропорційно числу портів. Однак, в реальності швидкість пересилання пакетів, що вимірюється в Mбіт/с, менша ніж сумарна смуга пар портів за рахунок так званого внутрішнього блокування. Для комутаторів високого класу блокування незначно знижує інтегральну перепускну смугу пристрою.
Комутатор Ethernet 10Mбіт/с може забезпечити високу перепускну здатність за умови організації одночасних з'єднань між усіма парами портів. Однак, реально трафік звичайно являє собою ситуацію "один до багатьох" (наприклад, безліч користувачів мережі звертається до ресурсів одного сервера). У таких випадках перепускна здатність комутатора в нашому прикладі не буде перевищувати 10 Mбіт/с і комутатор не забезпечить істотної переваги в порівнянні зі звичайним концентратором (повторювачем) з точки зору режиму, що розглядається.
Важливим параметром комутатора є його продуктивність. В якості характеристик продуктивності використовують такі показники:
Швидкість передачі між портами
Загальна перепускна здатність
Затримка
При смузі 10Mбіт/с Ethernet може передавати 14880 пакетів мінімального розміру (64 байта)в секунду (PPS). Цей параметр (PPS) визначається властивостями середовища. Комутатор, що здатний забезпечити швидкість 14880 PPS між портами, цілком використовує можливості середовища. Смуга перепускання середовища є важливим параметром, оскільки комутатор, що забезпечує передачу пакетів з такою швидкістю, цілком використовує можливості середовища, надаючи користувачам максимальну смугу.
Загальна перепускна здатність вимірюється в Mбіт/с або PPS і характеризує максимальну швидкість, з якою пакети можуть передаватися через комутатор адресатам. В комутаторах, усі порти яких мають смугу 10 Mбіт/с, сумарна перепускна здатність дорівнює швидкості порту, помноженої на число віртуальних з'єднань, що можуть існувати одночасно (це число портів комутатора, поділене на 2). Комутатор, здатний забезпечувати максимальну швидкість передачі, не має внутрішнього блокування.
Затримка — це проміжок часу між отриманням пакета від відправника і передачею його адресату. Звичайно затримку вимірюють щодо першого біта пакета.
Комутатори Ethernet можуть забезпечувати дуже низьку затримку після того, як буде визначений адресат. Оскільки адреса одержувача розміщається на початку пакета, передачу можна почати до того, як пакет буде цілком прийнятий від відправника. Такий метод називається комутацією на льоту (cut—through) і забезпечує мінімальну затримку. Мала затримка важлива, оскільки з нею безпосередньо пов'язана продуктивність комутатора. Але метод комутації на льоту не перевіряє пакети на предмет помилок При такому методі комутатор передає всі пакети (навіть ті, які містять помилки). Наприклад, при виникненні колізії після початку передачі пакета (адреса вже отримана) отриманий фрагмент все одно буде переданий адресату. Передача таких фрагментів займає частину смуги каналу і знижує загальну продуктивність комутатора.
При передачі пакетів з низькошвидкісного порту у високошвидкісний (наприклад, з порту 10Mбіт/с у порт 100Mбіт/с) комутацію на льоту використовувати взагалі неможливо. Оскільки порт – приймач має більшу швидкість, ніж передавач, при використанні комутації на льоту неминуче виникнуть помилки. При організації віртуального з'єднання між портами з різною швидкістю потрібна буферизация пакетів.
Мала затримка підвищує продуктивність мереж, у яких дані передаються у виді послідовності окремих пакетів, кожний з який містить адресу одержувача. У мережах, де дані передаються у формі послідовності пакетів з організацією віртуального каналу, мала затримка менше впливає на продуктивність.
2.4. Особливості мережної технології Ethernet
2.4.1. Етапи розвитку технології Ethernet
Ethernet — це найпоширеніший на сьогоднішній день стандарт локальних мереж. Загальна кількість мереж, що працюють за протоколом Ethernet у теперішній час, оцінюється в 5 мільйонів, а кількість комп'ютерів з установленими мережними адаптерами Ethernet — у 50 мільйонів.
Коли говорять про Ethernet, то під цим, звичайно, розуміють будь—який із варіантів цієї технології. У більш вузькому розумінні Ethernet — це мережний стандарт, впроваджений на експериментальній мережі Ethernet Network, яку фірма Xerox розробила й реалізувала в 1975 році. Метод доступу було випробувано ще раніше. У другій половині 60—х років у радіомережі Гавайського університету Aloha використовувалися різні варіанти конкурентного доступу до загального передаючого середовища (CSMA/CD). B 1980 році фірми DЕС, Intel та Xerox спільно розробили й опублікували стандарт Ethernet версії II для мережі, побудованої на основі коаксіального кабелю, який став останньою версією фірмового стандарту Ethernet. Тому фірмову версію стандарту Ethernet називають стандартом Ethernet DIX або Ethernet II.
Дещо пізніше на його основі з’явився стандарт IEEE 802.3. За першими літерами назв цих фірм утворено скорочення DIX, що фігурує в описі цієї технології. Слово Ether (ефір) в назві технології означає різноманіття можливих середовищ передачі. Перші версії – Ethernet v1.0 і Ethernet v2.0 застосовувались тільки для коаксіального кабелю, стандарт IEEE 802.3 розглядає і інші варіанти середовищ передачі – виту пару і оптоволокно . У стандарті IEEE 802.3 розрізняють рівні MAC і LLC , в оригінальному Ethernet обидва ці рівні об'єднані в єдиний канальний рівень.
У залежності від типу фізичного середовища стандарт IEEE 802.3 має різні модифікації—10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-FL, 10Base-FB.
Технологія Fast Ethernet є еволюційним розвитком класичної технології Ethernet. 10-мегабітний Ethernet влаштовував більшість користувачів протягом близько 15 років. Проте, на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня перепускна здатність. Якщо для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 чи 80386 із шинами ISA (швидкість обміну 8 Мбайт/с) чи EISA (32 Мбайт/с) перепускна здатність сегмента Ethernet складала 1/8 чи 1/32 каналу "пам'ять-диск", то це добре узгоджувалося із співвідношенням обсягів обміну локальними і зовнішніми даними для комп'ютера.
В теперішній час в потужних клієнтських станціях із процесорами Pentium (або аналогами інших фірм) і шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що явно недостатньо. Тому багато сегментів 10—Мегабітного Ethernet стали працювати з перевантаженням, швидкість реакції серверів на них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більше знижуючи номінальну перепускну здатність.
У 1992 році група виробників мережного устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet як SynOptics, 3Com та ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка узагальнила б досягнення окремих компаній в області Ethernet—спадкоємного високошвидкісного стандарту. Нова технологія отримала назву Fast Ethernet.
Одночасно почалися роботи в інституті IEEE зі стандартизації нової технології—там була сформована дослідницька група з вивчення технічного потенціалу високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE розглянула 100 — Мегабітні рішення, запропоновані різними виробниками. Поряд із пропозиціями Fast Ethernet Alliance ця група розглянула також і іншу високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett — Packard і AT&T.
У центрі дискусій була проблема збереження конкурентного методу доступу (CSMA/CD). Пропозиція по Fast Ethernet зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадковість і погодженість мереж 10Base-T і 100Base-T. Коаліція HP і AT&T, що мала підтримку набагато меншого числа виробників у мережній індустрії, ніж Fast Ethernet Alliance, запропонувала зовсім новий метод доступу, названий Demand Priority. Він істотно змінював картину поведінки вузлів у мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.
У травні 1995 року комітет IEEE прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3u, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3.
Основними перевагами технології Fast Ethernet є:
збільшення перепускної здатності сегментів мережі до 100 Мбіт/c;
збереження методу конкурентного (випадкового ) доступу Ethernet;
збереження зіркоподібної топології мереж і підтримка традиційних середовищ передачі даних (скрученої пари й оптоволоконного кабеля).
Зазначені властивості дозволяють здійснювати поступовий перехід від мереж 10Base-T (найбільш популярного на сьогоднішній день варіанту Ethernet) до швидкісних мереж, які зберігають спадковість з добре знайомою технологією: Fast Ethernet не вимагає суттєвого перенавчання персоналу і заміни устаткування у всіх вузлах мережі, а також кабельної системи.
Офіційний стандарт 100Base-T (802.3u) встановив три різних специфікації для фізичного рівня (у термінах семирівневої моделі OSI) з підтримкою таких кабельних систем: 100Base-TX для двохпарного кабеля на неекранованій скрученій парі UTP категорії 5, або екранованій скрученій парі STP Type 1; 100Base-T4 для чотирьохпарного кабеля на неекранованій скрученій парі UTP категорії 3, 4 або 5; 100Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю.
Усі види стандартів Ethernet (у тому числі Fast Ethernet і Gigabit Ethernet) використовують той самий метод розділення середовища передачі даних — метод CSMA/CD.
2.4.2. Правила побудови мереж Ethernet стандарту 10 Base
Історично склалося так, що основна маса мереж Ethernet створювалась за технологіями 10Base-2 та 10Base-T. На сьогоднішній день основними є мережі, побудовані на базі "скрученої пари". Тому надалі більш докладно розглядаємо правила побудови мереж стандарта 10Base-T.
Стандарт IEEE 802.3 (стандарт Ethernet) визначає локальну обчислювальну мережу як область або домен колізій.
Колізія — руйнування пакета даних в каналі під час передачі. Коли вузол посилає пакет, він одночасно перевіряє, чи не відбулася під час передачі колізія. Якщо колізія є, то вузли, які попали в неї, припиняють передачу, витримують паузу на протязі випадкового проміжку часу і повторюють передачу. Відсутність виявлення колізії показує вузлу, що передача пакета відбулася успішно.
Час, по закінченні якого пакет гарантовано проходить по каналам зв’язку від джерела до приймача , називається "максимальним періодом колового обертання повідомлення" (maximum round-trip time). Цей час визначає найгіршу ситуацію, за якої пакет пройде від вузла-відправника на одном кінці мережі до місця виникнення колізії на іншому кінці мережі і при цьому сигнал про колізію гарантовано дійде до вузла-відправника.
Геометричні розміри мережі, які відповідають вимогам "максимального періоду колового обертання повідомлення" і визначають домен колізій. ЛОМ буде функціонувати правильно тільки в тому випадку, коли всі її вузли отримають повідомлення про колізію на протязі максимального періоду колового обертання.
2.4.3. Правила проектування мереж стандарту 10Base-T
Технологія Ethernet 10Base-T була стандартизована тільки в 1990 році (стандарт IEEE 802.3). Стандарт 10Base-T предбачає побудову ЛОМ шляхом використання кабельних сегментів для створення каналів зв’язку point-to-point. Тому основною топологією стає вже не "шина", як в 10Base-5 та 10Base-2, а "зірка". Геометричні разміри мереж, побудованих за стандартом 10Base-T, також залежать від послаблення сигналу в передаючому середовищі та від часу розповсюдження сигналу. Тобто, визначивши інший тип кабеля, з’єднувачі та іншу топологію мережі, 10Base-T залишається тим самим Ethernet в логічному розумінні, що і 10Base-5. В цьому розумінні концентратор ( Hub ) це просто сегмент коаксіального кабеля із стандарту 10Base-5 або 10Base-2.
Правила застосування цього стандарту такі:
Мережа стандарту 10Base-Т може вміщувати максимум чотири концентратори.
Комп’ютери підключаються до концентраторів кабелями UTP (STP) категорій 3, 4 або 5.
Підключення до концентраторів виконується конекторами (роз’ємами ) RJ—45 і кабелями "прямого з’єднання".
З’єднання концентраторів між собою виконується кабелями "перехресного з’єднання" або, при використанні Up-Link-портів, кабелями “прямого з’єднання”.
Максимальна довжина UTP-сегмента—100 м.
Максимальна кількість комп’ютерів, підключених до всіх концентраторів ЛОМ—1024.
Мінімальна довжина кабельного сегмента—2.5 м.
Максимальна загальна довжина мережі—500 м.
Приклад застосування стандарту 10Base-T
Рис. 2.4.3. Модель Ethernet стандарту 10Base-T
Найпростіший варіант мережі, збудованої за технологією 10Base-T—мережа з одним концентратором. Найбільш розповсюджені малопотужні концентратори мають 8 портів . З їх допомогою можна створити мережу невеликого офіса, яка не буде сильно збільшуватись і не потребує мережного адміністрування. Таке рішення прийнятне для територіально зосереджених мереж (в межах декількох суміжних приміщень). Треба мати на увазі, що ціна "за порт" у багатопортових концентраторах нижче. Тому, якщо планується об’єднати в мережу біля 20-ти комп’ютерів, доцільно придбати один 24-х портовий концентратор, ніж три 8-ми портові.
Резюме правил та рекомендацій стандарту IEEE 802.3
Стандарт сегмента кабеля: Стандарт 10Base-T
Мах кількість підключень: 100
Максимальна кількість комп’ютерів в мережі без застосування спеціальних засобів—1024.
Максимальна кількість кабельних сегментів—не більше п’яти (для мережі, що не містить комутаторів або маршрутизаторів). При цьому кiлькість сегментів з коаксіального кабеля не може бути більше трьох.
Максимальна кількість концентраторів або повторювачів в довільній комбінації між найбільш віддаленими вузлами мережі—4 (якщо серед них є хоча б один Fiber-Optic Hub, то 5).
Максимальна кількість мостів, комутаторів або маршрутизаторів з функціями мостів між довільними двома вузлами мережі—7. Це рекомендація стандарту IEEE 802.1. При цьому, якщо шлях даних проходить через міст (комутатор), відлік концентраторів та кабельних сегментів починаєтся спочатку. Міст (комутатор) ізолює трафік локальної мережі, оскільки він усуває просування пакетів (forwarding) на зворотню сторону моста в тих випадках, коли пакет пройшов кабельний сегмент, на якому знаходиться вузол-отримувач. Мости та комутатори також розпізнають пакети, що попали в колізію (collision packets) і не пропускают їх на інші кабельні сегменти. Таким чином, колізії усуваються в рамках кожної з ЛОМ, з’єднаних мостом або комутатором.
3. РОЗРАХУНКИ
3.1. Опис проекту мережі
Використовуючи вихідні дані на проектування плануємо розташування комп’ютерів, концентраторів та комутаторів. Розміщення кімнат в будинку вибираємо на власний розсуд. Припускаємо, що всі поверхи мають однакове розташування кімнат.
Нижче подано загальний план будівлі (рис 3.1.2) і план розташування комп’ютерів на поверсі (рис 3.1.1).
При створенні планів використовувались умовні позначення, наведені нижче:
- Комутатор( switch).
- Концентратор(hub).
- Робоча станція(terminal).
- Сукупність ліній(кабель utp).
Рис. 3.1.1. План розташування комп’ютерів на поверсі
Рис. 3.1.2. Загальний план будівлі
3.2. Обрахунок PDV (Path Delay Value)
Для визначення затримок при передачі пакета використаємо дані таблиці 3.2.
Табл. 3.2. Довідкові дані для 10Base-T
Тип сегменту
База лівого сегменту
База проміжного сегменту
База правого сегменту
Затримка середовища на 1м
Максимальна довжина сегмента
10Base-T
15.3
42.0
165.0
0.113
100
Лівий сегмент - то є сегмент, з якого починається шлях сигналу від виходу передавача кінцевого вузла. Далі сигнал проходить через проміжні сегменти і доходить до приймача найбільш віддаленого вузла найбільш віддаленого сегмента, який називається правим. З кожним сегментом пов’язана відповідна постійна затримка, що називається базовою. Ця затримка залежить тільки від сегменту і від положення сегмента на шляху сигналу (лівий, проміжний, правий). Крім того, з кожним сегментом пов’язана затримка розповсюдження сигналу вздовж кабеля сегмента, яка залежить від довжини сегмента і обраховується шляхом множення часу розповсюдження сигналу по одному метру кабеля (в бітових інтервалах) на довжину кабеля в метрах.
Використовуючи план розташування комп’ютерів на поверсі обчислюємо найбільш ймовірні варіанти найдовшого шляху. Нижче наведено результати обчислень (рис.3.2).
18.4m 11m
а)
18.4m 17.4m
б)
Рис.3.2. Найдовший шлях проходженя сигналу:
а) проходження пакетом шляху до комутатора;
б) проходження пакетом шляху від комп’ютера до комп’ютера.
Для того, щоб знайти найдовші шляхи використовуємо правило, описане нижче.
Спочатку знаходимо найвіддаленіший від комутатора концентратор на поверсі. Потім від цього концентратора шукаємо комп’ютер, розміщений на найбільшій відстані до цього концентратора. Шлях від цього комп’ютера до комутатора і назад, до передостаннього комп’ютера теоретично буде найдовшим.
3.3. Розрахунок значення PDV
Для визначення path delay value використовуємо дані з таблиці 3.3 та параметри розташування комп’ютерів на поверсі.
Таблиця 3.3. Дані для обрахунку значення PDV
Тип сегмента
База лівого сегмента, bt
База проміжного сегмента, bt
База правого сегмента, bt
Затримка середовища на 1м, bt
Максимальна довжина сегмента, м
10 Base-T
15,3
42,0
165,0
0,113
100
Проходження пакетом шляху до комутатора:
Лівий сегмент (до концентратора): 18.4 * 0.113 +15.3 = 17,378 bt.
Правий сегмент (після концентратора): 11 * 0.113 + 165 = 166,243 bt.
PDV = 183,621 bt.
Проходження пакетом шляху від комп’ютера до комп’ютера:
Лівий сегмент (до концентратора): 18.4 * 0.113 +15.3 = 17,378 bt.
Правий сегмент (після концентратора): 17.4 * 0.113 + 165 = 166,967 bt.
PDV = 184,345 bt.
З розрахунків видно, що в значення PDV набагато менше максимально допустимого 575 bt. Отже спроектована мережа є коректна стосовно максимально можливої затримки подвійного обертання сигналу.
3.4. Розрахунок значення PVV
При обчисленні PVV використаємо дані з таблиці 3.4, де подано значення максимальних величин зменшення міжкадрового інтервалу при проходженні повторювачів різних фізичних середовищ для віріанту 10Base-T.
Таблиця 3.4. Дані для обрахунку значення PVV
Тип сегменту
Передаючий сегмент
Проміжний сегмент
10Base-T
10.5
8
Розраховуємо значення PVV для майбутньї мережі:
Проходження пакетом шляху до комутатора:
Лівий сегмент (Т – Н): 10.5
Проходження пакетом шляху від комп’ютера до комп’ютера:
Лівий сегмент (Т – Н): 10.5
PVV рівне 10.5 bt. А це не перевищує граничного значення 49bt.
4. Висновки
Метою цієї курсової роботи було спроектувати комп’ютерну мережу Ethernet стандарту 10Ваsе-Т/FL. Були обчислені значення PDV та PVV, які використовувались при проектуванні мережі. Значення PDV та PVV є набагато меншими, ніж максимально допустимі стандартом. Також при проектуванні розглядався варіант з оптоволокном між комутаторами, але я вирішив використати скручену пару через її дешевизну, а також через те, що спроектована з використанням лише 10Ваsе-Т мережа і так задовольняє потребам замовника і передбачає в майбутньому деяке збільшення робочих місць. На поверсі розміщено 65 користувацьких станцій, п’ять 16-портових концентраторів та один 8-портовий комутатор. Використання комутатора на кожному поверсі збільшило загальну вартість мережі, але це набагато розширює сумарну пропускну здатність мережі. Для з’єднання станцій, концентраторів та комутаторів використовується скручена пара. Цей тип кабелю є набагато дешевшим
ніж оптоволокно. Також, на мою думку використання оптоволокна на такій малій відстані не вплинуло б відчутно на швидкодію, але це збільшило б загальну вартість цієї мережі.
5. Список використаної літератури
Методичні вказівки до курсової роботи „Комп’ютерна мережа технології Ethernet масштабу будинку” з дисципліни „Комп’ютерні мережі” для студентів бакалаврату 6.0915 „Комп’ютерна інженерія”. Укл. Л.О..Березко, В.В..Троценко, І..П.Паралюх. – Львів, Видавничий відділ Інституту підприємництва та перспективних технологій при Національному університеті „Львівська політехніка”, 2004.—47 с.
Комп’ютерні мережі. Є. Буров, 1999.—468 с.: іл.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора