Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
КОМП’ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Інші
Група:
БІ-31
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Курсова робота
на тему:
“КОМП’ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ”
Зміст
Технічне завдання проекту ................................................................................................................3
Вступ .....................................................................................................................................................4
Розділ 1. Огляд основних технологій локальних та глобальних комп’ютерних мереж ...……………………………………...…………...………..….......................................10
Розділ 2. Розроблення загальної структури корпоративної комп’ютерної мережі ………...………………………..…………………………………………………….…15
Розділ 3. Розроблення локальної мережі кампусу головного підрозділу організа ції ………………………….………………….…………………….……………………...21
Розділ 4. Структуризація ІР-мережі головного підрозділу …………...…………………………24
Розділ 5. Розроблення структурованої кабельної системи центрального
будинку кампусу ………………………………………………………………………...27
Висновок …………………………………………………………………………………………….30
Список використаної літератури …………………………………………………………….…….31
Додатки…………………………………………………………………………………………...….32
Технічне завдання проекту
Спроектувати корпоративну комп’ютерну мережу (ККМ) організації (навчального закладу, проектного інституту, банку, виробничого підприємства, заводу та інш.), яка має наступні властивості, характеристики, а також забезпечує надання таких послуг:
- доступ користувачів до централізованої бази даних;
- доступ користувачів до корпоративних WWW-, FTP- та E_mail-серверів;
- аудіозв’язок;
- корпоративний телефоний 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:
0709064
Структура локальної мережі кампусу головного підрозділу (ЛМКГП) повинна відповідати наступним вимогам (не розглядати структури мереж філій):
- по розміру мережа кампусу об’єднує n будинків (де n – вибирається згідно останньої цифри НЗК див. табл.), причому максимальна відстань між будинками становить m [км], (де m - вибирається тепер згідно передостанньої цифри НЗК див. табл.):
НЗК
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
n
4
3
2
4
3
2
4
3
2
4
m
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
При структуризації мережі вихідним параметром є кількість маршрутизаторів в мережі кампусу p, яка рівна
p=n+o ,
де n – кількість будинків у кампусі; (n=3);
o – рівне 4, бо сума двох цифр НЗК непарна;
p=3+3=6
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 =64*10=640
Відстань між головним офісом фірми та її найближчою філією становить 64 км
Вступ
Загальні засади побудови систем та мереж
передавання даних
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. Т.ч. кінцевим обладнання в СМПД є, в переважній більшості, ЕОМ або інше термінальне обладнання з вбудованими процесорами.
Мережі передавання даних класифікуються за такими ознаками:
принципом побудови: глобальні, локалані, мережі кампусу;
місцем використанням: 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 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.
Корпоративні мережі (мережі масштабу підприємства) об’єднують велику кількість комп’ютерів на всіх територіях окремого підприємства. Вони можуть мати складні зв’язки і покривати місто, регіон чи навіть континент. Віддаль між окремими територіальними мережами можуть бути такими, що стає необхідним використання глобальних зв’язків. Корпоративні мережі забезпечують передавання даних між підрозділами одного відомства (корпорації, міністерства, організації, фірми і т.п.), розміщеними на певній території (будинок, місто, держава, континент). До їх складу можуть входити різні LAN і WAN та MAN, які використовують різнотипні лінії зв’язку, в т.ч. телефонні канали, радіо і супутниковий зв’язок. Корпоративні мережі часто використовують складне комунікаційне обладнання і апаратуру передавання даних.
Регіональні мережі обслуговують абонентів в межах певного густонаселе ного 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 у масштабах міста і 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 та до спільних серверів, високошвидкісним модемам та високошвидкісним принтерам. 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. Головною метою мережі відділу є розділення локальних ресурсів, таких як прикладні програми, дані, принтери, модеми. Зазвичай мережі відділів можуть мати один чи два файлових сервера і не більше тридцяти користовачів. Мережі відділів зазвичай створюються на основі якої-небудь однієї мережної технології Ethernet, Token Ring, і т.д .
До мереж робочих груп відносяться невеликі мережі (10 – 20 комп’ютерів). Характеристики мереж робочих груп практично не відрізняються від описаних вище характеристик мереж відділів.
Мережі передавання даних забезпечують зв’язок між своїми абонентами з допомогою каналів зв’язку та спеціального комутаційного обладнання. При одній і тій же структурі мережі різні засоби та способи комутації забезпечують для абонентів і мережі в цілому різні можливості та характеристики.
Комутація каналів забезпечує створення неперервного фізичного каналу між абонентами шляхом з’єднання між собою окремих як абонентських, так і магістральних каналів.
При комутації пакетів повідомлення розбивається на невеликі частини, які називаються пакетами. Кожний пакет містить службову інформацію та поле даних обмеженої довжини. Службова інформація містить адресу одержувача та номер відповідного пакету. Комутатори приймають пакети від кінцевих вузлів і на основі аналізу адресної інформації передають їх один одному аж до вузла призначення.
При комутації повідомлень повідомлення посилається в мережу суцільним блоком довільної довжини. Цей спосіб комутації порівняно з комутацією пакетів перевантажує мережу і зменшує її пропускну здатність.
До складу каналів зв’язку, які з’єднують між собою абонентське та комунікаційне обладнання, входить апаратура передавання даних та лінії зв’язку. Під лініями зв’язку розуміють фізичне середовище, по якому передаються електричні або інші сигнали (носії інформації), з допомогою яких абоненти обмінюються даними. В залежності від фізичного середовища, яке використовується для передавання сигналів, розрізняють проводові (повітряні), кабельні (мідні, коаксіальні і волоконно-оптичні) та лінії наземного і супутникового радіозв'язку.
Локальні мережі, які з’єднують розміщені на невеликій площі персональні комп’ютери, для передавання електричних сигналів використовують у переважній більшості волоконно-оптичні, коаксиальні кабелі та кабелі на основі скручених пар. При побудові глобальних мереж для забезпечення зв’язком розкиданих на великій площі абонентів часто використовують крім кабельних вже існуючі телефонні лінії та радіозв’язок.
В залежності від виду сигналів, з допомогою яких передається інформація та типу апаратури передавання даних, мережі поділяються на мережі з аналоговими та мережі з цифровими лініями зв’язку. В аналогових лініях зв’язку первинні інформаційні сигнали з допомогою аналогових модемів модулюється синусоїдальними сигналами певної частоти і вже після цього надходять у фізичне середовище. В цифрових лініях зв’язку первинні сигнали перетворюються в послідовність дискретних сигналів, які можуть мати декілька (найчастіше - два) рівнів. При цьому у фізичне середовище передається послідовність прямокутних імпульсів, якими закодований потік "нулів" і "одиничок".
В одноканальних мережах по одній лінії зв’язку в даний момент часу може передаватися інформація тільки від одного абонента. Сучасні мережі передавання даних використовують, як правило, багатоканальні лінії зв’язку, по яких одночасно передається інформація від багатьох абонентів. В аналогових лініях цього досягається шляхом частотного (FDM) ущільнення каналів, при якому сигнали різних абонентів модулюються синусоїдальними сигналами різних несучих частот. В цифрових лініях використовується часове (TDM) ущільнення каналів, при якому кожному низькошвидкісному каналу виділяється певна доля (квант) часу високошвидкісного каналу.
В мережах передавання даних інформація може передаватися в симплексному, напівдуплексному та дуплексному (повнодуплексному) режимах. При симплексному режимі передавання даних інформація по лініях зв’язку передається тільки в одну сторону (наприклад, радіо та телетрансляційні мережі, мережі передавання метеоінформації і т.п.) Більшість сучасних мереж використовують напівдуплексний та дуплексний режими передавання даних. При напівдуплексному режимі дані можуть передаватися у кожну з двох сторін почергово. Дуплексний режим дозволяє передавати інформаційні сигнали одночасно у дві сторони, що забезпечує подвоєння швидкості передавання даних.
Призначення та особливості побудови
глобальних мереж
Основне призначення WAN – це надання засобів комунікації великому числу різноманітних користувачів, тобто виконання транспортних функцій при передаванні мережевого трафіку.
Сучасні глобальні мережі передавання даних надають користувачам такі види послуг:
Передавання даних між локальними мережами та окремими комп’ю терами;
Передавання мультимедійного трафіку, в т.ч. широкомовних аудіо запису та телевізійних зображень;
Передавання гіпертекстової інформації;
Передавання телефонного трафіку, телеграфних та факсимільних повідомлень;
Забезпечення зв’язку центрального комп’ютера з неінтелек туальними терміналами, в т.ч. касовими апаратами та банкоматами;
Замовлення та придбання квитків на засоби пасажирського транспорту (залізниця, авіаційні перевезення, морський транспорт і т.п.);
Організація та проведення відеоконференцій;
Організація ітерактивних розмов (в т.ч. ІР-телефонія)
Пошук та надання інформації за індивідуальними замовленнями і т.п.
Глобальна мережа являє собою транспортний засіб для передавання даних між абонентами. WAN будуються за певними мережевими технологіми набором стандартних протоколів (правил) і використовують програмні і апаратні засоби, які реалізіють ці протоколи. Важливим показником мережі є її топологія конфігурація зв’язків між абонентами і комутаційними вузлами мережі.
Комутаційні вузли забезпечують створення маршрутів для обміну інформацією між абонентами мережі. КВ являють собою комплекс взаємопов’язаних технічних засобів, які здійснюють приймання електричних сигналів із вхідних каналів, обробку отриманих повідомлень, розподілення та подальше передавання повідомлень у потрібний канал зв’язку. Крім основної функції (комутації абонентів) КВ виконують ряд інших функцій: контроль за проходженням повідомлення по мережі, забезпечення пріоритетності передачі, підвищення надійності та достовірності передавання даних та ін.
В глобальних мережах КВ можуть використовувати три способи комутації абонентів:
Комутацію каналів;
Комутацію пакетів;
Комутацію повідомлень.
При одній і тій же структурі мережі різні способи комутації забезпечують для абонентів і мережі в цілому різні можливості та характеристики.
Комутація каналів забезпечує створення неперервного фізичного каналу між абонентами шляхом з’єднання між собою окремих як абонентських, так і магістральних каналів. Розрізняють динамічну і постійну комутацію каналів.
При динамічній комутації в мережу передається спеціальний службовий кадр інформації з адресою абонента, який викликається. Цей кадр послідовно проходить через комутаційні вузли і налаштовує їх на відповідну комутацію. Після закінчення сеансу зв’язку комутація каналів ліквідовується. При постійній комутації канали виділяються користувачам на довгий термін. Режим постійної комутації називають сервісом виділених або орендованих каналів.
При комутації пакетів повідомлення розбивається на невеликі частини, які називаються пакетами. Кожний пакет містить службову інформацію та поле даних обмеженої довжини (наприклад, від 46 до 1500 байт). Комутатори приймають пакети від кінцевих вузлів і на основі аналізу адресної інформації передають їх один одному аж до вузла призначення.
Комутатори пакетів на відміну від комутаторів каналів мають буферну пам’ять для тимчасового зберігання пакетів. Якщо вихідний порт комутатора зайнятий, то пакети, які поступають на інші його порти записуються в буферну пам’ять і ставляться в чергу на подальшу передачу при звільнені вихідного порта. Така схема передавання даних дозволяє згладжувати пульсацію трафіка на магістральних каналах і збільшити пропускну здатність мережі.
При комутації повідомлень повідомлення не розбивається на окремі частини, а посилається в мережу суцільним блоком довільної довжини. Цей спосіб комутації перевантажує мережу і зменшує її пропускну здатність.
Магістральні канали з’єднують між собою комутаційні вузли і переносять дані від багатьох абонентів. Вони є важливою складовою мережі, від якої в значній мірі залежить швидкість і надійність передавання даних. В сучасних мережах МК будують, як правило, на основі цифрових каналів зв’язку, або використовують виділені канали.
Для під’єднання до комутаційних вузлів абонентського обладнання в глобальних мережах в переважній більшості також використовують виділені канали, але з меншою пропускною здатністю. Використовують також комутовані канали , в т.ч. телефонні лінії зв’язку, але якість транспортних послуг у цьому випадку зменшується.
Глобальна мережа може містити різноманітне обладнання даних (DTE): комп’ютери, локальні мережі, маршрутизатори, мультиплексори і т.п. Для одночасного передавання комп’ютерного і голосового трафіку від АТС використовують мультиплексор МХ "голос-дані". МХ упаковує голосову інформацію у кадри або пакети і передає їх у мережу. При цьому голосовий трафік має вищий приорітет, чим комп’ютерні дані. Адресат також повинен мати МХ, який розділяє голосовий і комп’ютерний трафіки та направляє голосову інформацію в АТС, а комп’ютерні дані – в локальну мережу. Кінцеве DTE під’єднується до мережі з допомогою АПД (DCE).
Глобальна мережа характеризується інтерфейсом "користувач-мережа" UNI. Цей інтерфейс строго стандартизований і забезпечує під’єднання користувачів до мережі з допомогою комунікаційного обладнання будь-якого виробника. Інтерфейс "мережа-мережа" NNI для під’єднання комутаційних вузлів може бути не стандартизованим і дозволяє власнику мережі свободу дій.
Великі відстані і ненадійні ЛЗ обумовили необхідність побудови ГМПД за мережевими технологіями, які вимагають використання спеціальної АПД та складних методів передачі даних, різноманітних методів модуляції електричних сигналів, їх синхронізації та багатократного відновлення якості. Методи передавання даних, які застосовують в ГМ, передбачають складний багатократний контроль достовірності передачі кадрів і повторну передачу спотворенних кадрів.
Особливості побудови локальних мереж
Локальна мережа передавання даних (LAN)- це мережа з’єднаних між собою з допомогою спеціального технічного і програмного забезпечення комп’ютерів, розташованих на невеликій території. Метою створення LAN є доступ до розміщених на інших комп’ютерах мережі розподілених ресурсів: інформаційних, програмних та технічних.
LAN будується за певними мережевими технологіями – наборами стандартних протоколів (правил) і використовують конкретні програмні і апаратні засоби, які реалізують ці протоколи.
Основними компонентами локальної мережі є комп’ютери, мережеві адаптери та фізичне середовище, яке з’єднує комп’ютери між собою. В локальних мережах використовуються комп’ютери двох типів:
1. Рядовий комп’ютер (клієнт) – це робоча станція, яка через мережу отримує доступ до розподілених ресурсів і призначена для розв’язу вання прикладних задач користувача.
2. Центральний комп’ютер (сервер) – це потужний комп’ютер, який містить розподілені ресурси, доступні до інших комп’ютерів (клієнтів).
Комп’ютери під’єднуються до мережі за допомогою спеціальних апаратних засобів, які називаються мережевими адаптерами (мережевими картами). Мережеві адаптери разом із спеціальними програмами – драйверами перетворюють повідомлення комп’ютерів у послідовність електричних сигналів, які поступають у фізичне середовище (кабелі), що з’єднують комп’ютери між собою.
Фізичне середовище призначене для передачі електричних сигналів між комп’ютерами, розміщеними на певній віддалі один від одного. Для зв’язку комп’ютерів між собою в локальних мережах найчастіше використовують кабелі на основі скручених пар, волоконно-оптичні та коаксиальні кабелі.
Важливою характеристикою LAN є її топологія. Розрізняють фізичну і логічну топологію (фізичні і логічні зв’язки) мережі. Фізична топологія – це конфігурація електричних зв’язків, утворених окремими сегментами фізичного середовища. Логічна топологія - це конфігурація інформаційних потоків в мережі.
Найбільш поширеними фізичними топологіями локальних мереж є "загальна шина", "зірка", "ієрархічна зірка" та "кільце".
При топології "загальна шина" пакет даних, який передається у фізичне середовище будь-яким комп’ютером, одночасно поступає на входи мережевих адаптерів всіх комп’ютерів, під’єднаних до цього середовища. Вводить цей пакет у свою пам’ять тільки той комп’ютер, який розпізнав у службовому полі пакету свою адресу. Цей тип топології характерний специфікацій технології Ethernet, які описують побудову мережі на основі коаксіальних кабелів.
При кільцевій топології дані передаються послідовно по кільцю від одного комп’ютера до іншого, а у свою пам’ять їх вводить той комп’ютер, якому вони призначені. По кільцевій топології будуються мережі Token Ring тa FDDI.
Топології типу "зірка " та "ієрархічна зірка "будуються за допомогою спеціальної комунікаційної апаратури, найчастіше - концентраторів і комутаторів. Цей тип топології є найбільш характерним для сімейства технологій Ethernet.
Комунікаційні пристрої локальних мереж відповідають стандартам конкретних базових технологій і підтримують передавання даних по конкретному фізичному середовищі. Вони призначені для здійснення комутації між вузлами мережі, відновлення якості електричних сигналів, збільшення діаметру мережі, фізичної та логічної структуризації локальних мереж.
Фізичну структуризацію здійснюють з метою збільшення її довжини та числа комп’ютерів за допомогою повторювачів і концентраторів. Фізична структуризація дозволяє не тільки збільшити число PC і довжину мережі, але й підвищує її надійність.
Логічну структуризацію виконують з метою підвищення продуктивності і безпеки даних шляхом розбиття єдиного для всієї мережі фізичного середовища на окремі сегменти за допомогою мостів, комутаторів і маршрутизаторів. Логічна структуризація дозволяє локалізувати трафіки окремих сегментів і забезпечує одночасний обмін даними між комп’ютерами в межах кожного сегменту. Логічна структуризація не тільки підвищує ефективність мережі, але і зменшує можливість несанкціонованого доступу до даних.
До основних апаратних комунікаційних засобів локальних мереж відносяться мережеві адаптери (карти), повторювачі, концентратори, мости, комутатори, шлюзи і маршрутизатори.
Мережеві адаптери призначені для під’єднання комп’ютерів до кабельної системи мережі і підтримують протоколи канального та фізичного рівня певної мережевої технології. Кожний мережевий адаптер має свою унікальну МАС-адресу, яка автоматично присвоюється комп’ютеру, який використовує цей адаптер.
Повторювач – це комунікаційний пристрій, який використовується для фізичного з’єднання двох сегментів фізичного середовища і відновлення якості (характеристик) електричних сигналів. Повторювач дозволяє збільшити діаметр мережі та виконати її фізичну структуризацію. Мережева технологія обмежує довжину сегментів, побудованих на конкретному фізичному середовищі. Використання повторювача дозволяє подвоїти довжину мережі, а також збільшити число під'єднаних до неї комп'ютерів
Концентратор (hub) –це багатопортовий повторювач призначений для фізичного з’єднання декількох сегментів мережі. З допомогою концентратора будують фізичну топологію типу "зірка". Інколи хабом називають тільки центральні концентратори, розміщені на верхньому ієрархічному рівні, а концентратори нижнього рівня називають багатопортовими повторювачами.
Фізична структуризація мережі з допомогою концентраторів дозволяє змінити структуру мережі, її топологію, збільшити діаметр та число під’єднаних до мережі комп’ютерів, покращити надійність передавання даних. Сучасні концентратори можуть відключати від мережі порти з некоректно працюючим комп’ютером.
Міст – це комунікаційний пристрій з вбудованим процесором, призначений для ізоляції трафіка однієї мережі (сегменту) від іншої на основі аналізу апаратної адреси отримувача пакетів інформації. Мережевий трафік – це інформаційний потік, тобто об’єм інформації, що передається по мережі одночасно і характеризує її завантаженість. Мережевий трафік складається з потоку пакетів, кожний з яких містить поле службової інформації та поле даних. Поле службової інформації обов’язково містить апаратні адреси отримувача і відправника пакету. Адресна таблиця моста містить інформацію про закріплені за сегментами мережі комп’ютери.
Міст пропускає в інший сегмент пакет, який поступив на його вхід тільки у тому випадку, якщо там знаходиться отримувач пакетів. Використання моста дозволило розбити мережу на два сегменти і локалізувати таким чином трафіки комп’ютерів, розміщених в різних сегментах. Це забезпечує підвищення продуктивності мережі та надійності передавання даних.
Комутатор (switch) – це високошвидкісний багатопортовий мультипроцесорний міст. Кожний порт комутатора керується окремим мікропроцесором, має свою буферну пам’ять та формує власну адресну таблицю. Пакет, який поступає в один з портів комутатора направляється тільки в той вихідний порт, в якому знаходиться адресат. Якщо вихідний порт зайнятий передавання іншої інформації, то пакет записується у буферну пам’ять та ставиться у чергу на вивід. Сучасні комутатори виконують цілий ряд додаткових функцій, направлених на підвищення продуктивності та надійності роботи мережі і захисту інформації. Комутатори 3-го рівня виконують протоколи мережевого рівня стеку комунікаційних протоколів і тому використовуються для ізоляції мережевого трафіку на основі аналізу ІР-адрес пакетів.
Шлюз (gateway)– це комунікаційний пристрій, який об’єднує мережі, побудовані за різними технологіями і з різними типами протоколів.
Маршрутизатор (router)- це багатофункціональний комунікаційний пристрій, який підтримує протоколи мережевого рівня і призначений для об’єднання як локальних, так і глобальних мереж, побудованих за різними мережевими технологіями. В локальних мережах маршрутизатори використовують для їх структуризації шляхом поділу мереж, які використовують стек комунікаційних протоколів, на підмережі.
Розділ 1.
Огляд основних технологій локальних та глобальних
комп’ютерних мереж
1.1. Технології 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 волокнисто-оптичних кабелях за фізичними топологіями загальна шина та зірка і ієрархічна зірка. Усі специфікації технології Ethernet при фізичному кодування бітів інформації використовують манчестерський код.
Технологія Fast Ethernet
Технологія Fast 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.;
Стандарти 100Base-TX/FX можуть працювати як в 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 .
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 Gigabit Ethernet 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.
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. 1. Основна топологія мережі FDDI
Мережа FDDI будується на основі двох кілець на основі волоконнооптичного кабелю, до яких під’єднуються робочі станції (рис. 1). 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.
1.2. Технології побудови глобальних мереж
Компоненти глобальних мереж. Вживана термінологія
Головною відмінною рисою глобальних мереж є їх обсяг. Головним призначенням глобальних мереж є забезпечення взаємодії між кінцевими пристроями, що під’єднані до різних локальних мереж, рознесених на велику відстань одна від одної. Кінцеві пристрої завжди під’єднані до локальних мереж, в той час як глобальні мережі є мережами, що об’єднують головним чином проміжні пристрої (рис. 2).
Рис. 2.
Фізичний рівень глобальних мереж
В найпростішому випадку глобальна мережа являє собою фізичне з’єднання типу „точка-точка” між регіонами розташування локальних мереж, що взаємодіють між собою (рис. 3).
Рис. 3.
Для організації фізичного рівня такого з’єднання типово використовуються спеціальне каналостворююче обладнання. Призначенням каналостворюючого обладнання є, по-перше, формування в використованому фізичному середовищі передачі даних електромагнітних сигналів з належними параметрами (наприклад, потужністю, частотами), та, по-друге, модуляція цих сигналів згідно даних, що мають бути передані. Пристрої, що виконують першу задачу, можна назвати пристроями формування каналу (загальновживаний англійський термін Channel Service Unit, або CSU), а пристрої, що виконують другу задачу пристроями передачі даних (Data Service Unit, DSU). В типовому випадку сучасні каналостворюючі пристрої поєднують в собі функції як CSU, так і DSU, в наслідок чого найчастіше зустрічається позначення CSU/DSU. Насьогодні найбільш поширеними для використання у якості фізичного середовища передачі даних в глобальних мережах є:
Оптичне волокно;
Дротові з’єднання;
Радіоефір;
Лазерні промені.
Компоненти глобальних мереж
В більш складному випадку у ролі глобальної мережі виступає спеціалізована комунікаційна мережа (рис. 4), призначення якої – забезпечення множини одночасно діючих з’єднань, їх гнучка реконфігурація та налаштування, забезпечення необхідних технічних характеристик (пропускна спроможність, затримка, тощо).
Рис. 4.
Господарем такої мережі за звичай є певна компанія або організація оператор зв’язку, яка спеціалізується на наданні комунікаційних послуг в великих географічних регіонах, таких як окремі країни або навіть континенти. В Україні на сьогодні діють декілька крупних операторів зв’язку, що надають послуги створення глобальних мереж – це компанії „Укртелеком”, „Інфоком”, „Датаком”, „Оптіма” та інші.
Каналостворююче обладнання реалізує фізичне під’єднання до глобальної мережі – інтерфейс „користувач-мережа”. Оскільки призначення канальство рюючого обладнання полягає в транзитній передачі даних між клієнтською та глобальною мережами, для нього використовується термін „обладнання підтримки взаємодії” (Data Communications Equipment, DCE). В той самий час, в наслідок того, що каналостворююче обладнання розташовано на кордоні глобальної мережі – на кінцях каналу з’єднання, що пролягає через глобальну мережу, його також називають термінальним обладнанням каналу передачі даних (Data Circuit-terminating Equipment, те ж саме скорочення DCE). Кажуть, що обладнання DCE реалізує інтерфейс до „хмари” глобальної мережі. Прикладами DCE є модеми, конвертери, інтерфейсні плати.
Безпосередньо до пристроїв DCE, які реалізують фізичний рівень глобальної мережі, під’єднані пристрої, що реалізують вищі рівні OSI, зокрема канальний. Ці пристрої мають назву „термінальне обладнання” (Data Terminal Equipment, DTE). Прикладами DTE є маршрутизатори та комутатори як клієнтської мережі, так і мережі оператора зв’язку. В частковому випадку у якості DTE може виступати персональний комп’ютер кінцевого користувача (наприклад, під час використання доступу за модемним дозвоном – dial-up).
У випадку під’єднання локальної мережі певної клієнтської організації до мережі оператора зв’язку останній за звичай викладає вимоги стосовно обладнання, за допомогою якого клієнтська мережа може бути підключена до мережі оператора зв’язку. Таке обладнання має назву клієнтського (поширений англійський термін – Customer Premises Equipment, або CPE). Роль CPE виконує DTE, що розташоване з боку клієнта. Зокрема, CPE визначає інтерфейс між DCE та DTE, що використовується для підключення до глобальної мережі. На ці інтерфейси існує низка стандартів, найбільш поширеними з яких є:
EIA/TIA-232, раніше відомий як RS-232, швидкості до 64 Кбіт/с;
EIA/TIA-449, що є розвитком EIA/TIA-232, швидкості до 2 Мбіт/с;
V.35, швидкості до 2 Мбіт/с;
G.703, швидкості до 2 Мбіт/с;
EIA/TIA-612/613, відомий також як High Speed Serial Interface (HSSI), швидкості до 50 Мбіт/с.
За допомогою CPE клієнтська мережа під’єднується до найближче розташованого комунікаційного пристрою, що надходить до складу мережі оператора зв’язку (DTE з боку оператора зв’язку). Цей комунікаційний пристрій має назву комутатора центрального офісу (Central Office Switch, або CO switch). Комунікаційний вузол, на якому розташовані CO-комутатори та до якого надходять лінії зв’язку від клієнтських мереж на певній території, має назву точки присутності (Point Of Presence, POP). Точки присутності оператора зв’язку за звичай розташовуються таким чином, щоб забезпечити підключення клієнтських мереж певного географічного регіону (рис. 5).
Рис. 5.
З’єднання між CPE та CO-комутатором є демаркаційним кордоном між клієнтською локальною мережею та глобальною мережею оператора зв’язку. Поширеним для позначення цього з’єднання є термін „остання міля”.
Розділ 2.
Розроблення загальної структури корпоративної
комп’ютерної мережі
Структура корпоративної мережі приведена на рис.6 . До її складу входять мережа головного підрозділу корпорації та віддалена від неї мережа філії.
Локальні мережі головного підрозділу організації та філії побудовані на базі технологій Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring та Gigabit Ethernet. Так як філія розташована на великій відстані від головного підрозділу, то для їх зв’язку використана телефонна мережа на основі цифрової технології з інтегрованими послугами ISDN. Для зв’язку головного підрозділу з офісом сервіс-провайдера використовується асиметрична цифрова абонентська лінія АDSL.
Маршрутизатори, які під’єднані до глобальних мереж, мають вбудовані пристрої спряження відповідних технологій і підтримують протоколи цих технологій, а порти, які під’єднані до локальних мереж корпорції – протоколи їх технологій
14.03.2013 21:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора