Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Системи передавання даних
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Комп'ютерні мережі
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Вступ
Системи передавання даних - це один із видів систем електрозв’язку, які призначені для передавання певного виду інформації (даних) з ЕОМ або в ЕОМ для її подальшої обробки або зберігання. Кінцевим обладнанням в системах та мережах передавання даних (СМПД) є, в переважній більшості, ЕОМ або інше термінальне обладнання з вбудованими процесорами.
Мережі передавання даних класифікуються за такими ознаками:
принципом побудови: глобальні, локальні, об’єднані;
місцем використання: міські, регіональні, корпоративні;
видом ліній зв’язку: дротові, кабельні, безпровідні наземного і супутникового зв’язку;
способом передавання інформації: аналогові, цифрові;
числом каналів: одноканальні, багатоканальні;
режимом передавання даних: симплексні, напівдуплексні, дуплексні;
методом комутації абонентів: з комутацією каналів, з комутацією пакетів, з комутацією повідомлень.
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 мережі передачі даних (МПД) можуть передавати такі види трафіку як: комп’ютерний, голос, відео телезображення тощо. 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.
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. (рис.1). 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, 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.
Регіональні мережі обслуговують абонентів в межах певного густонаселеного регіону, на території якого можуть знаходитися декілька населених пунктів. До їх складу можуть входити декілька побудованих за різними технологіями MAN та WAN.
Міські мережі (MAN) об’єднують різні LAN, персональні комп’ютери та інші термінальні пристрої в масштабах міста та забезпечують їм вихід у глобальні мережі. Такі мережі можуть забезпечувати проведення відеоконференцій та здійснювати інтегровану передачу голосу і тексту.
Мережі кампусів об’єднують велику кількість мереж різних відділів одного підприємства в межах окремої будівлі чи в межах однієї території, що покриває площу в декілька квадратних кілометрів.При цьому глобальні з’єднання в мережах кампусів не використовуються. Служби такої мережі включають взаємодію між мережами відділів, доступ до спільних баз даних підприємства, спільних серверів, високошвидкісних модемів, високошвидкісних принтерів тощо. В результаті співробітники кожного відділу підприємства дістають доступ до деяких файлів та ресурсів мереж інших відділів.
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.
Мережі відділів – це мережі, які використовуються порівняно невеликою групою користувачів, що працюють в одному відділі підприємства (рис.3). Головною метою мережі відділу є розділення локальних ресурсів, таких як прикладні програми, дані, принтери, модеми. Зазвичай мережі відділів можуть мати один чи два файлових сервери і не більше тридцяти користувачів. Мережі відділів зазвичай створюються на основі якої-небудь мережевої технології – Ethernet, Token Ring, і т.д .
Технічне завдання
Спроектувати корпоративну комп’ютерну мережу (ККМ) організації (навчального закладу, проектного інституту, банку, виробничого підприємства, заводу та ін.), яка повинна забезпечувати наступні послуги своїм корпоративним користувачам:
централізованої бази даних;
корпоративних WWW-, FTP- та E_mail-серверів;
аудіозв’язок;
корпоративний телефонний зв’язок;
підключення корпоративних користувачів до мережі INTERNET з метою забезпечення її базових послуг;
організація публічних WWW-, FTP-серверів для користувачів INTERNET;
Номер залікової книжки: 0709033
Вихідні дані для проектування, які визначаються на основі номера залікової книжки (НЗК) є наступними:
число географічно віддалених між собою мереж кампусів (центральна мережа та філії) n = 2( згідно з предостанньою цифорою НЗК) ;
відстань між головною мережею та її найближчою філією d = 33 км (рівна 3-м останнім цифрам НЗК);
мережа кампусу об’єднує n = 4 будинки ( згідно останньої цифри НЗК з табл.), максимальна відстань між будинками m = 4 км (згідно передостанньої цифри НЗК з табл.).
кількість k вузлів в мережі центрального будинку кампусу головного підрозділу дорівнює добутку двох останніх цифр НЗК на 10 (kmin=100)
k =2ост.цифри НЗК * 10 = 330
1.Огляд основних технологій локальних та глобальних комп’ютерних мереж
1.1 Огляд основних технологій локальних мереж.
Технологія Ethernet
Технологія Ethernet на сьогоднішній день є однією з найбільш найпоширених технологій локальних мереж. Число локальних мереж, які використовують технологію Ethernet на сьогодні за деякими оцінками становить біля 5 мільйонів, а число комп'ютерів - більше 50 мільйонів.
Вперше технологія Ethernet була розроблена і випробувана в експериментальній мережі фірмою Xerox у середині 70-их років минулого століття. На початку 80-их років фірми DEC, Intel і Xerox спільно розробили й опублікували стандарт Ethernet версії II, який пізніше отримав назву Ethernet DIX. На основі цього стандарту в середині 80-их років був розроблений стандарт IEEE 802.3, який, проте, має деякі відмінності від свого аналога.
Характерними особливостями технології Ethernet є:
1. Метод доступу до фізичного середовища - множинний доступ з упізнаванням несучої і виявленням колізій (CSMA/CD);
2. Швидкість передавання даних - 10 Мбіт/сек;
3. Логічна топологія - загальна шина;
4. Тип фізичного середовища - коксиальний кабель, кабель на основі скрученої пари, волокнисто-оптичний кабель;
5. Діаметр мережі (віддаль між найбільш віддаленими комп’ютерами) - 2,5 км;
6. Максимальне число комп’ютерів в мережі - 1024.
В залежності від типу фізичного середовища у стандарт IEEE 802.3 були введені специфікації 10Base-5, 10Base-2, 10Base-Т, 10Base-FL, 10Base-FB, які описують відповідно побудову мережі на грубому і тонкому коаксиальних кабелях, кабелі на основі скрученої пари UTP та одно- і двомодовому волоконно-оптичних кабелях за фізичними топологіями загальна шина, зірка і ієрархічна зірка. Усі специфікації технології Ethernet при фізичному кодування бітів інформації використовують манчестерський код.
Стандарт IEEE 802.3 використовує специфікації 10Base-5, 10Base-2, 10Base-Т, 10Base-FL і 10Base-FB, які описують побудову фізичного рівня мережі Ethernet. При цьому у назві специфікації число 10 означає швидкість передавання даних (10 Мбіт/сек); Base - передавання даних здійснюється на одній базовій частоті (10 МГц); останній символ - тип кабелю.Дотримання численних обмежень, установлених для різних стандартів фізичного рівня Ethernet, гарантує коректну роботу мережі.
Специфікація 10Base-5 описує побудову мережі Ethernet за фізичною топологією "загальна шина" на товстому коаксиальному кабелі діаметром 0,5 дюйма (грубий коаксиал, ~10 мм). Діаметр жили цього кабелю становить 2,17 мм, а хвильовий опір - 50 Ом. Такі характеристики мають кабелі RG-8, RG-11. Максимальна довжина сегмента – 500 м, максимальна віддаль між вузлами мережі (при використанні повторювачів) – 2500 м, максимальне число станцій в сигменті 100, максимальне число повторювачів між будь-якими станціями мережі 4. Стандарт 10Base-5 дозволяє використовувати 5 сегментів з’єднаних 4 повторювачами, з яких тільки 3 може бути навантаженими. Це так зване правило "5-4-3", дотримання якого є обов’язковим при побудові мереж на грубому коаксиальному кабелі.
До переваг мережі Ethernet на товстому коаксиальному кабелі слід віднести:
Добрий захист від зовнішніх факторів, у т.ч. від електро-магнітних полів;
Велика довжина розподілених сегментів та великі віддалі між під’єднаннями трансиверів;
Великі віддалі переміщння комп’ютерів у границях довжини кабелю AUI.
До недоліків мережі Ethernet, побудованій відповідно до вимог стандарту 10Base-5 можна віднести:
Висока вартість кабелю;
Складність монтажних робіт, обумовлена великою жорсткістю кабелю;
Вихід з ладу всієї мережі при пошкодженні кабелю в одному місці.
Специфікація 10Base-2 описує побудову мережі Ethernet за фізичною топологією "загальна шина" на тонкому коаксиальному кабелі діаметром 0,25 дюйма. Діаметр жили цього кабелю становить 0,89 мм, хвильовий опір - 50 Ом. Такі характеристики мають кабелі RG-58/U, RG-58A/U, RG-58C/U. Тонкий коаксиальний кабель має розмітку з кроком 1 м. Комп’ютери з кроком l, кратним одному метру під’єднуються до кабелю з допомогою конекторів К типу BNC. Конектор - це Т-подібних трійник, до середнього відводу якого під’єднується мережевий адаптер, а до двох інших - кінці тонкого коаксиального кабелю. На кінцях розподілених сегментів з тонкого коаксиалу довжиною до 185 метрів необхідно, так само як і при товстому коаксиалі, ставити термінатори, які запобігають утворенню відбитих хвиль. Розподілені сегменти з’єднуються між собою повторювачами, яких у мережі може бути не більше 4-ох. До кожного сегменті може бути під’єднано не більше 30 комп’ютерів.
До переваг мережі Ethernet на тонкому коаксиальному кабелі порівняно з товстим коаксиальним кабелемі слід віднести:
Нижча вартість кабелю;
Дешевші монтажні роботи, обумовлені порівняно невеликою жорсткістю кабелю;
Простіше під’єднання комп’ютерів до розподілених сегментів.
До недоліків мережі Ethernet, побудованій відповідно до вимог стандарту 10Base-2 порівняно з попереднім стандартом можна віднести:
Гірший захист від зовнішніх факторів, у т.ч. від електро-магнітних полів;
Багато механічних з’єднань з конекторами, що зменшує надійність роботи мережі;
Відсутність засобів для тестування механічних пошкоджень кабелю.
Специфікація 10Base-Т описує побудову мережі Ethernet з допомогою кабелів на базі неекранованих скручених пар UTP категорії 3. Цей стандарт був прийнятий у 1991 році як додаток до існуючих стандартів Ethernet і отримав позначення 802.3і. Для побудови мережі за фізичною топологією "зірка" він використовує багатопортові портові повторювачі електричних сигналів - концентратори, до яких мережеві адаптери комп’ютерів під’єднуються з допомогою двох скручених пар довжиною до 100 м кожна. Метод CSMA/CD доступу до фізичного середовища у цьому стандарті вокористовується у повному обсязі. Максимальна віддаль комп’ютерів від концентратора обумовлена тим, що смуга пропускання скрученої пари UTP категорії 3 дозволяє передавати манчестерський код частотою 10 МГц на віддаль до 100 м. З метою збільшення діаметру мережі і загального числа комп’ютерів у ній стандарт 10Base-T описує побудову мережі Ethernet на декількох концентраторах за фізичною топологією ієрархічна зірка.
До переваг мережі Ethernet на основі скручених пар належать:
Низька вартість кабелю на основі скручених пар та дешевше виконання монтажних робіт;
Можливість використання вже існуючих телефонних кабельних систем;
Більше число комп’ютерів у мережі;
Вища надійність роботи. Пошкодження кабелю не впливає на працездатність мережі в цілому;
Можливість від’єднання від концентратора некоректно працюючі адаптери;
Дешевша експлуатація мережі.
До недоліків мережі Ethernet, побудованій відповідно з вимогами стандарту 10Base-Т можна віднести:
Поганий захист від зовнішніх факторів, у т.ч. механічних пошкоджень;
Чутливість до зовнішніх завад.
Специфікація 10Base-FOIRL описує побудову мережі Ethernet на базі дешевих волокнисто-оптичних кабелів із смугою пропускання до 800 МГц і світлодіодним передавачем. Довжину розподіленого сегменту вона обмежує 1000 м при діаметрі мережі до 2500 м.
Специфікація 10Base-FL, як і попередня специфікація описує побудову Ethernet на базі дешевих багатомодових волокнисто-оптичних кабелів, але передавачем з покращеними характеристиками. Завдяки збільшеній потужності передавача світлових сигналів довжину розподіленого сегменту збільшено до 2000 м при тому же діаметрі мережі 2500 м.
Специфікація 10Base-FВ описує використання для з’єднання між собою концентраторів мережі Ethernet більш дорогих волокнисто-оптичних кабелів із смугою пропускання більше 1000 МГц. За стандартом 10Base-FВ порти концентраторів при відсутноті передачі кадрів обмінюються між собою спеціальними синхронізуючими сигналами. Це дозволило збільшити довжину з’єднувального кабелю між концентраторами до 2000 м при діаметрі мережі до 2740 м. Специфікацію 10Base-FВ ще називають "синхронним Ethernet".
До переваг мережі Ethernet на базі волокнисто-оптичних кабелів слід віднести:
Збільшення довжини сегменту та діаметру мережі;
З меншення чутливості до зовнішніх електромагнітних завад.
До недоліків оптоволоконної Ethernet можна віднести:
Висока вартість волоконно-оптичних кабелів
Висока вартість виконання монтажних робіт.
Технологія Fast Ethernet
Технологія Fast (швидкий) Ethernet була розроблена на початку 90-их років некомерційним об’єднанням Fast Ethernet Alliance, в яке ввійшло декілька ведучих фірм та інститутів в галузі технології Ethernet. Метою розробки було створення нової недорогої технології локальних мереж, яка при великій швидкості передавання даних зберегла би особливості Ethernet, в т.ч. її ефективність по співвідношенню ціна/якість. У 1995 році комітет ІЕЕЕ 802 затвердив цю технологію стандартом 802.3u.
Технологія Fast Ethernet має такі характерні особливості:
Швидкість передавання даних - -100 Мбіт/сек;
Метод доступу - CSMA/CD;
Фізична топологія - ієрархічне дерево;
Специфікації фізичного рівня:
100Base-TX- дві скручених пари UTP 5-ої кат. або STP 1-го типу;
100Base-FX- багатомодовий оптоволоконний кабель;
100Base-T4- чотири витих пари UTP 3-ої кат.;
Максимальний діаметр домена колізій мережі - 272 м;..
Стандарти 100Base-TX/FX можуть працювати як у напівдуплексному так і в повнодуплексному режимах.
Технологія Fast Ethernet використовує метод доступу CSMA/CD з тими ж алгоритмами і часовими співвідношеннями в біт інтервалах, що і технологія Ethernet. В технології Fast Ethernet міжкадровий інтервал дорівнює 0,96 мкс, а 1bt = 10 ns.
Протоколи канального рівня мережі Fast Ethernet співпадають з протоколами канального рівня мережі Ethernet, а протоколи фізичного рівня визначаються специфікаціями фізичного середовища технології Fast Ethernet .
Фізичний рівень мережі Fast Ethernet будується згідно з вимогами специфікацій 100Base-TX, 100Base-FX i 100 Base-T4.
Специфікація 100Base-TX описує побудову мережі Fast Ethernet на двох витих парах UTP категорії 5 або STP Type 1 з максимальною довжиною сегмента до 100м.
Специфікація 100Base-FX описує побудову мережі Fast Ethernet на багатомодовому оптоволоконному кабелі діаметром 62,5/125 мікрон. При цьому кожний вузол з’єднується з іншим вузлом з допомогою двох оптичних волокон, які ідуть від приймача і передавача мережевого адаптера вузла.
Специфікація 100Base-TX при передаванні послідовності біт у фізичне середовище використовує метод фізичного кодування MLT-3, a cпецифікація 100Base-FX - NRZI. Обидві специфікації для покращення характеристик сигналів, які передаються в лінію використовують метод логічного кодування 4В/5В, при якому кожних 4 біти даних підрівня МАС замінюються 5-и бітним надлишковим кодом. При цьому електричні або оптичні сигнали передаються у лінію з тактовою частотою 125 МГц. Надлишковий код дозволяє також відбраковувати помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мережі.
Специфікація 100Base-TX на відміну від специфікації 100Base-FX може працювати як із швидкістю передавання даних як 100 Мбіт/сек, так і 10 Мбіт/сек. Для під’єднання двох вузлів, які відповідають різним стандартам, вона використовує функцію "автопереговорів". Зазвичай процедура автопереговорів використовується при під’єднанні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/сек, до концентратора або комутатора. В результаті автопереговорів вибираєть нижча швидкість і дуплексний або напівдуплексний режим передавання даних по скручених парах, який влаштовує обидва вузли.
Специфікація 100Base-T4 описує побудову мережі Fast Ethernet на чотирьох кручених парах UTP категорій 3, 4 або 5 з максимальною довжиною сегмента до 100м. Ця специфікація використовує метод кодування 8В/6Т, при якому кожних 8 біт даних кодується 6-ма трійковими цифрами, кожна з яких може мати один з трьох станів: +U; 0; -U. Кожна група із 6-ти трійкових цифр послідовно і незалежно передається на одну із трьох витих пар. Швидкість передавання даних по кожній із пар становить 33,3 Мбіт/сек, що в результаті дає загальну швидкість передавання даних 100 Мбіт/сек. Четверта пара завжди використовується для прослуховування несучої з метою виявлення колізії.
Обмеження на довжину сегментів типу "джерело кадрів-джерело кадрів" залежать від типу фізичного середовища, яке використовується для їх побудови і становлять:
100Base-TX - 100 метрів;
100Base-FX - 412 м при напівдуплексному режимі;
100Base-FX - 2000 м при повнодуплексному режимі.
При побудові мережі на комутаторах протокол Fast Ethernet працює в напівдуплексному або повнодуплексному режимах, особливості яких будуть розглянуті при вивченні комутаторів.
Технологія Gigabit Ethernet
У середині 90-их років назріла необхідність переведення перевантажених швидкодіючими сереверами магістралей локальних мереж на більші швидкості передавання даних. Швидкості 100 Мбіт/сек, яку забезпечувалатехнологія Fast Ethernet, було вже недостатньо. Більшу швидкість пропонували комутатори технології АТМ, але відсутність засобів міграції в інші технології LAN стримувало її впровадження. Технологія Gigabit Ethernet була розроблена у 1997 році об’єднанням Gigabit Ethernet Alliance, в яке увійшов ряд провідних фірм та інститутів в галузі LAN. Метою розробки було переведення магістралей Ethernet і Fast Ethernet на вищу швидкість передавання даних. У 1998 році комітет ІЕЕЕ 802 затвердив цю технологію стандартом 802.3z.
Технологія має такі характерні особливості:
Швидкість передавання даних на верхніх рівнях мережі- -1000 Мбіт/сек;
Збережені формати кадрів Ethernet;
Збережений метод доступу до розподіленого середовища CSMA/СD;
Фізична топологія - ієрархічне дерево, побудоване на одному концентраторі з діаметром до 200 м.;
Використання комутаторів з повнодуплексним режимом передавання даних;
Фізичне середовище - оптоволоконний кабель, кручена пара UTP 5-ої категорії, подвійний коаксиал.
Технологія Gigabit Ethernet зберігає сумісність з технологіями Ethernet і Fast Ethernet. Вона використовує ті ж формати кадрів, працює в напівдуплексному і повнодуплексному режимах, підтримує на розподілених середовищах метод доступу CSMA/CD. Стандарт 802.3z використовує метод логічного кодування 8В/10В. При тактовій частоті передавання сигналів у лінію 1000 МГц цей код забезпечує корисну швидкість передавання даних 800 Мбіт/сек. Очікується, що найближчим часом технологія забезпечить тактову частоту 1,25 ГГц, що дозволить досягнути корисної швидкості передавання даних 1000 Мбіт/сек.
Для збереження максимального діаметра 200 м мережі на одному концентраторі при напівдуплексному режимі передавання даних необхідно було збільшити час подвійного обороту сигналів, який для надійного розпізнавання колізії не повинен перевищувати часу передавання кадру мінімальної довжини. Для цього мінімальний розмір кадра було збільшено з 64 байт (без преамбули) до 512 байт (4096 біт). Це дозволило збільшити час подвійного обороту сигналу до 4096 bt. Для забезпечення мінімальної довжини кадра 512 байт поле даних доповнюється 448 байтами заборонених символів коду 8В/10В. При виникненні потреби передати декілька коротких кадрів (наприклад, квитанцій) станціям дозволяється їх передавати підряд загальною довжиною до 8192 байт без міжкадрових інтервалів і доповнення до 512 байт.
При використанні комутаторів знімаються обмеження на загальну довжину мережі Gigabit Ethernet, але залишаються обмеження на довжини сементів, які з’єднують вузли мережі. Ці довжини визначаються специфікацією конкретного фізичного середовища. При побудові мережі на комутаторах протокол Gigabit Ethernet працює в повнодуплексному режимі.
Стандарти Gigabit Ethernet використовують чотири специфікації, які описують побудову мережі на концентраторах з використанням різного фізичного середовища.
Специфікація 1000Base-SX описує побудову мережі Gigabit Ethernet на багатомодових оптоволоконних кабелях діаметром 62,5/125 і 50/125 мікрон з максимальними довжинами сегментів відповідно 260 і 550 м. При цьому використовуються короткохвильові лазерні передавачі, які генерують промені в діапазоні 850 нм.
Специфікація 1000Base-LX описує побудову мережі Gigabit Ethernet на оптоволоконних кабелях з використанням довгохвильвих лазерних передавачів, які генерують промені в діапазоні 1300 нм. При цьому можуть використовуватися такі кабелі:
багатомодове оптоволокно діаметром 62,5/125 і 50/125 мікрон з максимальними довжинами сегментів відповідно 440 і 550 м.
одномодове оптоволокно діаметром 8,3/125 мікрон з максимальною довжиною сегментів до 5000 м.
Специфікація 1000Base-СX описує побудову мережі Gigabit Ethernet на двох і чотирьох коаксиальних кабелях при, відповідно, напівдуплексному і повнодуплексному режимах передавання даних. Для цієї специфікації почали випускати спеціальний кабель, який містить чотири коаксиальних провідники і по зовнішньому вигляду, діаметру і гнучкості нагадує кабель категорії 5. Максимальна довжина сегменту на цьому кабелі становить лише 25 м і його використовують, як правило, для з’єднання вузлів мережі в межах однієї кімнати.
Специфікація 1000Base-Т описана стандартом 802.3ab, розробленим спеціально створеним підкомітетом ІЕЕЕ. Ця специфікація використовує для передавання даних чотири скручених пари UTP категорії 5 з максимальною довжиною сегмента до 100 м, по яких одночасно передаються електричні сигнали. При цьому застосовують метод кодування РАМ-5, який використовує п’ять рівнів електричного сигналу: -2, -1, 0, +1, +2. Код РАМ-5 дозволяє передати за один такт 2,5 біти, що з врахуванням одночасного передавання сигналів по чотирьох парах забезпечує швидкість 1000 Мбіт/сек.
Технологія Gigabit Ethernet дозволяє використовувати в одному домені колізій тільки один концентратор. Використання комутаторів знімає обмеження на діаметр мережі в цілому.
Стандарти 802.3z рекомендують використовувати технологію Gigabit Ethernet для побудови магістралей локальних мереж Ethernet та Fast Ethernet. Приклад використання технології Gigabit Ethernet для побудови магістралі мережі, розподілені сегменти якої побудовані за різними специфікаціями, приведений на рис.3.13.
Коректність конфігурації мережі Gigabit Ethernet можна перевірити розрахунком часу подвійного проходження її сигналів.
Технологія FDDI
Технологія FDDI була розроблена і стандартизована інститутом ANSI у 1988 році з метою збільшення швидкості передавання даних та надійності LAN. Це перша технологія локальних мереж, в якій для передавання даних почали використовувати волокнисто-оптичні кабелі. Fider Distributed Data Interface (FDDI) в перекладі означає - оптоволоконний інтерфейс розподілених даних.
Характерними особливостями технології FDDІ є:
Швидкість передавання даних - 100 Мбіт/сек;
Метод доступу до фізичного середовища - метод маркерного кільця;
Топологія - подвійне кільце;
Основне фізичне середовище – волокнисто-оптичний кабель;
Максимальна довжина мережі - 200 км (2 х 100 км);
Максимальне число вузлів - 500;
Відновлення роботи мережі шляхом її внутрішньої реконструкції за допомогою стандартних процедур.
Рис.3.14. Основна топологія мережі FFDI
Мережа FDDI будується на основі двох кілець на основі волоконно-оптичного кабелю, до яких під’єднуються робочі станції (рис.3.14). Одне з кілець є основним, а друге - резервним. В нормальному режимі роботи для передавання даних використовується основне (первинне) кільце. Резервне (вторинне) кільце мережа використовує при обриві основного кабеля, або при виході з ладу однієї з робочих станцій. Використання двох кілець дозволило підвищити надійність роботи мережі FDDI і забезпечити автоматичне відновлення її роботи шляхом використання стандартних процедур.
Стандарти технології FDDI дозволяють передавати як синхронні, так і асинхронні пакети. Формат і тип пакету визначається канальним рівнем. Розмір пакету технології FDDI становить 4500 байт.
Як правило, синхронні пакети є пакетами реального часу, які необхідно передавати в мережу невеликими порціями відразу ж після їх отримання. Тому станція, яка отримала маркер і має для передачі синхронні кадри, відразу ж передає їх в мережу протягом фіксованого часу.
Асинхронні пакети мають менший пріоритет, чим синхронні. Вони не вимагають негайного передавання в мережу і тому їх можна передавати рідше і великими порціями. Право на передавання асинхронних кадрів станція отримує тільки тоді, коли реальний час обертання маркера, який вона отримала, менший за максимально допустимий. Асинхронні кадри станція може передавати протягом різниці цих інтервалів часу .
Технологія FDDI для побудови мережі використовує три стандарти: РMD, SMF-РMD і TP-PMD.
Стандарт PMD характерний для перших версій FDDI і передбачає використання багатомодового оптоволоконного середовища на основі кабелю діаметром 62.5/125 мікрон з максимальною віддаллю між вузлами до 2 км.
Пізніший стандарт SMF-PMD описав побудову мережі на базі одномодового волокнисто-оптичного кабелю діаметром 8/125 мкм з лазерним передавачем сигналів. Це дозволило збільшити довжину сегмента до 40 км, а на особливо якісних кабелях – до 60км.
При передаванні даних по волокнисто-оптичних кабелях технологія FDDI використовує логічне кодування даних 4В/5В, у відповідності з яким отримані від верхніх рівнів 4-и бітні символи перекодовуються канальним рівнем у 5-и бітні. Для забезпечення швидкості передавання даних 100 Мбіт/сек фізичний рівень передає біти у лінію зв’язку з частотою 125 МГц.
У 1994 році ANSI випустив стандарт TP-PMD на основі неекранованих скручених пар 5-ої категорії з довжиною сегмента до 100 м. На ринку цей стандарт отримав назву CDDI - розподілений інтерфейс передавання даних по кабельних лініях.
Технологія FDDI забезпечує високу швидкість передавання даних, високу надійність роботи за рахунок функціонування стандартних процедур відновлення працездатності мережі та велику відстань між вузлами мережі. Основною областю застосування цієї технології стали магістралі корпоративних мереж, які з’єднують між собою локальні мережі відділів, розміщені в окремих будинках, а також міські та регіональні мережі.
1.2 Огляд основних технологій глобальних мереж
Технології цифрових виділених каналів
Глобальні мережі на основі виділених каналів у переважній більшості будуються на основі двох технологій:
PDH - плезіосинхронній (майже синхронній) цифровій ієрархії;
SONET/SDH - синхронній цифровій ієрархії.
Технологія PDH була розроблена для передавання телефонного трафіку з часовим ущільненням каналів. З середини 70-их років виділені канали на основі технології PDH почали здаватися в оренду для передавання як голосу, так і будь-яких даних, представлених в цифровій формі. Існує дві несумісні між собою європейська і американська версії цієї технології, які відрізняються як швидкостями передавання даних, так і особливостями синхронізації передачі.
Європейська версія технології PDH підтримує наступні рівні ієрархії каналів (рис.5.1):
абонентський канал DS-0, який підтримує швидкість передавання даних 64 Кбіт/сек;
канал Е1, який на основі часового розділення забезпечує передачу даних 30-и абонентів із швидкістю 2,048 Мбіт/сек. При цьому кадр даних передається по одному байту від кожного абонента, а після 30 байт передається один біт синхронізації;
канал Е2, який об’єднує 4-и канали Е1 і передає дані 120 абонентів з швидкістю 8,488 Мбіт/сек;
канал Е3, який об’єднує 4-и канали Е2 і забезпечує передачу даних 480 абонентів з швидкістю 34,368 Мбіт/сек.
Апаратура Е1, Е2 і Е3 взаємосинхронізована і забезпечує створення ієрархічної мережі з трьома рівнями швидкостей передавання даних. На практиці для побудови магістральних каналів в основному використовують канали Е1 і Е3. Для передавання даних в дуплексному режимі канал Е1 використовує дві скручені пари 3-ої або 5-ої категорії, а канал Е3 - коаксиальний або оптоволоконний кабель.
Технологія синхронної цифрової ієрархії була створена в середині 80-их років з метою забезпечення передавання даних всіх існуючих цифрових каналів в рамках високошвидкісної магістральної мережі на основі оптоволоконних кабелів із швидкістю передавання даних до 10 Гбіт/сек. Ця технологія поєднує два сумісних між собою варіанти цифрової ієрархії : північно-американський SONET і європейський (міжнародний) SDH.
На практиці технологія SONET/SDH продовжує ієрархію американської і європейської версій технології PDH і забезпечує 8-ім рівнів швидкостей передавання даних: від 51,840 Мбіт/сек до 2,488 Гбіт/сек. Використовують наступні рівні ієрархії каналів: канал STS-1 - 51,840 Мбіт/сек; STS-3 - 155,520 Мбіт/сек; STS-9 - 466,560 Мбіт/сек; STS-12 - 622,080 Мбіт/сек; STS-18 - 933,120 Мбіт/сек; STS-24 - 1,244 Гбіт/сек; STS-48 - 2,488 Гбіт/сек.
Технологія ISDN
Назва мережі Integrated Services Digital Network (ISDN) (Цифрова мережа з інтегрованими послугами) відноситься до набору цифрових послуг. ISDN припускає оцифровування телефонної мережі для того, щоб голос, інформація, текст, графічні зображення, музика, відеосигнали і інші матеріальні джерела могли бути передані кінцевому користувачу по наявних телефонних дротах і одержані ними з одного терміналу кінцевого користувача. Прихильники ISDN малюють картину мережі світового масштабу, багато в чому схожу на сьогоднішню телефонну мережу, за тим винятком, що в ній використовується передача цифрового сигналу і з'являються нові різноманітні послуги. ISDN є спробою стандартизувати абонентські послуги, інтерфейси користувач/мережа, мережеві і міжмережеві можливості. Стандартизація абонентських послуг є спробою гарантувати рівень сумісності в міжнародному масштабі. Стандартизація інтерфейсу користувач/мережа сприяє розробці і збуту на ринку цих інтерфейсів виробниками, що є третьою стороною, яка приймає участь. Стандартизація мережевих і міжмережевих можливостей допомагає в досягненні мети можливого об'єднання у світовому масштабі шляхом забезпечення легкості зв'язку мереж ISDN один з одним. Застосування ISDN включають швидкодіючі системи обробки зображень, додаткові телефонні лінії в будинках, високошвидкісну передачу файлів і проведення відео конференцій. Передача голосу поза сумнівом стане популярною прикладною програмою для ISDN. Інтерфейси обміну забезпечують з'єднання між користувачами ISDN і самої ISDN і складаються з логічно групованих каналів, що надаються мережею або постачальником послуг: ISDN спроектована таким чином, що допускає передачу в одному фізичному з'єднанні декількох інформаційних потоків, і інтерфейси обміну ISDN дозволяють абонентам перемикатися між доступними службами (за запитом). Стандарти ISDN визначають два інтерфейси обміну: BRI і PRI. Базовий інтерфейс обміну (Basic Rate Interface, BRI) складається з трьох окремих каналів - двох опорних каналів (bearer channel, або B-channel) і одного каналу даних. Кожен канал B має швидкість 64 кбит/с, а канал D - 16 кбит/с. Канал D використовується для сигналізації, наприклад передачі виклику і розриву зв'язку. Канали B призначаються для передачі даних, таких як оцифрований голос або двійкові дані. Первинний інтерфейс обміну (Primary Rate Interface, PRI) складається з 30 каналів B на 64 Кбіт/с і одному каналі D, також на 64 кбит/с. Як і у попередньому випадку, канали B призначені для передачі даних, а канал D - для службової інформації. Для PRI повинні орендувати лінію E-1 у 2,048 Мбіт/с від вашого офісу до центральної АТС. Час встановлення зв'язку складає всього від 1 до 3 секунд, дякуючи тому, що цифрова сигналізація по каналу D виключає повільний процес генерації і декодування тональних сигналів, а також необхідність узгодження параметрів зв'язку модемами. Крім того, канал D може використовуватися не тільки для передачі сигнальної інформації, але і для передачі даних телеметрії, електронної пошти і т.п. Багатошвидкісний ISDN припускає можливість об'єднання декількох каналів В, причому ці канали комутуються як одні.
В порівнянні з традиційними аналоговими мережами, ISDN має ряд переваг: економія часу завдяки швидкому з'єднанню між абонентами (менше 1 секунди усередині міста і не більше 10 секунд при міжміському виклику); два повноцінні міські номери по одній парі дротів, замість одного, як при аналоговому підключенні; можливість підключити до 8 різних пристроїв (комп'ютер, факс, телефон, відеотелефон і ін.), два, з яких можуть працювати одночасно; прекрасна якість зв'язку, відсутність переривань і сторонніх шумів на лінії; висока швидкість з'єднання з мережею Інтернет - гарантовані 128 Кбіт/с до провайдера, замість негарантованих при аналоговому підключенні 51200 Кбіт/с (в кращому разі); широкий спектр різних додаткових послуг (визначення номера зухвалого абонента (CLIP), мультиплексування абонентських номерів (MSN), МІНІ-АТС, переадресація по різних критеріях, 3-х стороння конференція і т.д.).
ISDN може працювати зі всіма типами інформації, включаючи голос, текст, зображення, аудіо- і відеоінформацію; ISDN дозволяє об'єднати комп'ютерні мережі компанії, що має розосереджені офіси як межах міста (дзвінок безкоштовний), так і за його межами (щохвилинна оплата за міжміський, з'єднання на вимогу - DDR) з гарантованою (на відміну від мережі "Інтернет") швидкістю 64 або 128 Кбіт/c; вартість ISDN-устаткування значно менша, ніж вартість модемів для виділених ліній.
Технологія MPLS
MPLS (Multiprotocol Label Switching) – це технологія швидкої комутації пакетів у
багатопротокольних мережах, що ґрунтується на використанні міток.MPLS розробляється і позиціонується як спосіб побудови високошвидкісних IP-магістралей, проте область її застосування не обмежується протоколом IP, а розповсюджується на трафік будь-якого мережевого протоколу, що маршрутизується. Традиційно головними вимогами, що пред'являються до технології магістральної мережі, були висока пропускна здатність, мале значення затримки і добра масштабованість. Проте сучасний стан ринку диктує нові правила гри. Тепер постачальникові послуг недостатньо просто надавати доступ до своєї IP-магістралі. Потреби користувачів, що змінилися, включають і доступ до інтегрованих сервісів мережі, і організацію віртуальних приватних мереж (VPN), і багато інших інтелектуальних послуг. Попит на додаткові послуги, що реалізовуються поверх простого IP-доступу, що зростає, обіцяє принести Інтернет-провайдерам величезні прибутки.
Для розв’язання цих завдань і розробляється архітектура MPLS, яка забезпечує побудову
магістральних мереж, що мають практично необмежені можливості масштабування, підвищену швидкість обробки трафіка і безпрецедентну гнучкість з погляду організації додаткових сервісів.Крім того, технологія MPLS дає змогу інтегрувати мережі IP і ATM, за рахунок чого постачальники послуг зможуть не тільки зберегти засоби, інвестовані в устаткування асинхронної передачі, але і отримати додаткову вигоду із сумісного використання цих протоколів.
Будь-який IP-пакет на вході в мережу MPLS, незалежно від того чи поступає цей пакет від відправника, чи ж він прийшов з суміжної мережі, яка може бути MPLS-мережею більш високого рівня, належить до певного класу еквівалентного пересилання FEC (Forwarding Equivalence Ciass). Нагадаємо, що аналіз заголовка IP-пакета і призначення FEC проводиться тільки один раз на вході у мережу.
Технологія Frame relay
Служба комутації пакетів Frame Relay у цей час широко поширена по всьому світі. Технологія ретрансляції кадрів Frame Relay виникла завдяки потребі сполучення локальних мереж каналами глобальних мереж, поєднання територіально розрізнених локальних мереж корпорації в єдину швидкісну корпоративну мережу, а також впровадженням новітніх досягненнь в технології передачі глобальних мереж. Більш ранні протоколи WAN, такі як Х.25, були розроблені в той час, коли переважали аналогові системи передачі даних і мідні носії. Ці канали передачі даних не надійні в порівнянні з волоконно-оптичним носієм і цифровою передачею даних. У таких каналах передачі даних протоколи канального рівня можуть передувати потребуючи значних тимчасових витрат алгоритма виправлення помилок. Отже, можливі більш продуктивні й ефективні способи для цілісності інформації. Саме ця мета переслідувалася при розробці Frame Relay. Frame Relay можна розглядати і як спрощений варіант Х.25 для надійних мереж та високих швидкостей передачі даних. Головна відмінність цієї мережі від Х.25 - це те, що корекцію помилок виконують не проміжні, а кінцеві вузли.
Вузол мережі Frame Relay виконує такі дві головні функції: перевіряє цілісність кадру (якщо кадр спотворений, його відкидають); перевіряє правильність адреси (якщо адреса не відома, кадр відкидають);
Завдяки зменшенню часу на опрацювання у проміжних вузлах затримка у вузлі Frame Relay становить близько 3 мс, тоді як аналогічне значення для Х.25 - 50 мс. Швидкість передавання Frame Relay набуває різних значень - від 56 Кб/с до 1.544 Мб/с залежно від пропускної здатності та кількості задіяних каналів. Технологія Frame Relay не накладає обмежень на максимальну швидкість передавання.
Frame Relay забезпечує можливість передачі даних з комутацією пакетів через інтерфейс між пристроями користувача DTE (наприклад, маршрутизаторами, мостами) і встаткуванням мережі DCE (перемикаючими вузлами).
Ідея, яка лежить в основі Frame Relay заключається в тому, щоб надати користувачам можливість обмінюватися інформацією між двома DTE пристроями через DCE. На рисунку зображено все необхідне для того, щоб два DTE - пристроя могли встановити зв'язок один з одним. Ось як це все проходить: мережеве обладнання користувача відправляє деякий кадр в локальну мережу. В заголовку цього кадру вказується апаратний адрес маршрутизатора (шлюз по замовчуванню); маршрутизатор отримує цей кадр, вилучає з нього пакет після чого відкидає кадр. Після відкидання кадру він знаходить IP-адрес отримувача, який знаходиться в середині пакету і по таблиці маршрутизації намагається визначити, яким чином можна добратися до мережі отримувача; потім маршрутизатор відправляє данні через інтерфейс, який як йому здається дозволить знайти видалену мережу. Якщо ж маршрутизатор не в змозі знайти потрібну йому мережу в своїй таблиці маршрутизації, то він відкидає весь пакет.
2.Розроблення загальної структури корпоративної комп’ютерної мережі.
Метою роботи є розробити загальну структуру корпоративної мережі, що у своєму складі містить:центральну мережу, мережі двох філій.Дана мережа повинна забезпечувати аудіозв’язок, корпоративний телефонний зв’язок, підключення корпоративних користувачів до мережі INTERNET з метою забезпечення її базових послуг;
Виходячи з цих вимог була спроектована мережа логічна стуруктура якої зображена на рисунку 1.
/
Рисунок1
Як бачимо головний офіс, обидві філії корпорації сполучені між собою за допомогою каналів зв’язку на базі технології ISDN. Це дозволяє нам забезпечити обмін інформацією різного типу між головни...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора