Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Комп’ютерна мережа технології Ethernet масштабу будинку
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
ІКТА
Факультет:
Комп'ютерна інженерія
Кафедра:
ЕОМ
Інформація про роботу
Рік:
2015
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Комп’ютерні мережі та комунікації
Група:
КІ 41
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра ЕОМ
Пояснювальна записка
до курсової роботи
з курсу:
„Комп’ютерні мережі”
на тему:
„Комп’ютерна мережа технології Ethernet масштабу будинку”
Львів – 2015
Завдання
Завданням даної курсової роботи є розробка плану побудови мережі з наступними стандартами: 100Base-TX та 100Base-FX. Також потрібно забезпечити 4 основні умови для яких мережа Ethernet , що складається з сегментів різних фізичних середовищ, має працювати коректно:
1. Кількість станцій в мережі не більше 1024;
2. Максимальна довжина кожного фізичного сегмента не більша величини дозволеної стандартом;
3. Час подвійного обертання сигналу (Path Delay Value, PDV) між двома найвіддаленішими одна від одної станціями в мережі не повинен перевищувати 512 бітових інтервалів;
4. Скорочення міжкадрового інтервалу IPG (Path Variability Value, PVV) при проходженні кадрів через всі повторювачі не повинно бути більшим ніж 96 бітових інтервалів.
Також потрібно обрахувати вартість побудованої мережі.
Анотація
В курсовій роботі розроблено план побудови мережі з використанням наступних стандартів: 100Base-TX та 100Base-FХ, також проведено оцінку працездатності комп’ютерної мережі згідно 4 основних умов і проведено фінансову оцінку мережі.
Зміст
1. Вихідні дані для проектування 5
2. Теоретичні відомості 5
2.1. Основні елементи LAN-технологій 6
2.2. Кабельні системи 7
2.3. Комунікаційні мережні засоби 9
2.4. Особливості мережної технології Ethernet 12
2.4.1 Етапи розвитку технології Ethernet 12
2.4.2. Формати кадрів технології Ethernet 13
2.4.3 Правила побудови мереж Ethernet стандарту 100Base-ТX 14
3. Опис проекту мережі 17
3.1. Варіант 1 17
3.1.1. Обрахунок PDV (Path Delay Value). 19
3.1.2. Розрахунок PVV (Path Variability Value) 22
3.2. Варіант 2 23
3.2.1. Обрахунок PDV (Path Delay Value). 25
3.2.2. Розрахунок PVV (Path Variability Value) 26
3.3. Варіант 3 27
3.3.1. Обрахунок PDV (Path Delay Value). 29
3.2.2. Розрахунок PVV (Path Variability Value) 30
4. Розрахунок вартості мережі 31
4.1. Розрахунок вартості мережі варіант перший 40
4.2. Розрахунок вартості мережі варіант другий 40
4.3. Розрахунок вартості мережі варіант третій 41
5. Висновки 42
6. Список використаної літератури 43
1. Вихідні дані для проектування
В таблиці 1.1. наведені вихідні дані для проектування.
Стандарти можливих технологій
Кількість поверхів
Габарити поверху
Кількість робочих груп (кімнат на поверсі)
Кількість комп’ютерів в робочій групі
100Base-ТХ
100 Base-FХ
2
16*16
4
6
2. Теоретичні відомості
З року в рік комп‘ютерна промисловість пропонує нові пристрої та нові технології, що сприяють подальшому ширшому впровадженню комп’ютерних та інформаційних засобів в наше життя, до яких відносяться і комп’ютерні мережі.
Зокрема, локальна комп’ютерна мережа - це комунікаційна система, яка дозволяє користувачам комп’ютерів (в даному випадку – мережних робочих станцій) обмінюватися інформацією, спільно використовувати прикладні програми, передавати файли між комп'ютерами, розділяти доступ і спільно використовувати ресурси комп'ютерів , а також таких пристроїв, підключених до мережі, як принтери, плотери, диски, 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.
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. Існують 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 трафіку, 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.
2.1. Основні елементи LAN-технологій
Топологія “зірка”
В цьому випадку кожний комп'ютер ( або інший пристрій ) підключається окремим кабелем до окремого порту спеціального мережного пристрою, що утворює центр “зірки”, яким може бути концентратор (Hub), повторювач (Repeater), комутатор (Switch) або міст (Bridge).
Центр “зірки” може бути як активними, так і пасивними. Якщо між підключеним до мережі пристроєм і , наприклад, концентратором відбувається розрив з'єднання, то вся інша мережа продовжує працювати. Правда, якщо цим пристроєм був єдиний сервер, то відновити роботу мережі буде досить важко. При виході з ладу концентратора ( або іншого “центра”) мережа перестане працювати. Ця топологія має переваги при пошуку ушкоджень мережних елементів: кабелю, 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.
В теперішній час 100 і 1000 Мбітні мережі Ethernet будуються переважно за топологією "зірка".
2.2. Кабельні системи
Таблиця 2.2.1. Категорії та класи кабелів
Частота, МГц
Швидкість передавання, Мбіт/с
Клас, категорія
Менше 1
1
16
20
100
100
200
600
До 20 Кбіт/с
1
16
20
100
1000
більше 1 Гбіт/с
1,А
2,В
3,С
4
5,Д
5+
6,Е
7,F
Тип кабелю “скручена пара”
Цей тип кабелю є найдешевшим і найпоширенішим. Він містить дві або більше пари провідників. В кожній парі провідники скручені один з одним по всій довжині кабелю. Скручування дозволяє підвищити завадостійкість кабелю і зменшити вплив сигналу в кожній парі на всі інші. Максимальна відстань передавання при його використанні 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 на частоті 10 МГц.
Найбільш популярним видом середовища передачі даних на невеликі відстані (до 100 м) 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.
Все ж таки всі види скручених пар мають гірший захист від завад, ніж у коаксіальному кабелі.
Таблиця 2.2.2. Порівняльні характеристики скручених пар
Показник
UTP
FTP
S/FTP
S/STP
Ціна в $ за 1 км
Максимальна частота, МГц
Товщина, мм
Встановлення
Заземлення
200-300
100
5.1
Легке
Легке
280-420
150
6.2
Легке
Важке
460-690
300
6.5
Легке
Легке
700-1050
300
7.3
Важке
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).
Оптоволоконний кабель
В оптоволоконних кабелях сигнали передаються у вигляді модульованих світлових імпульсів. У якості світловода виступає тонкий скляний циліндр. Довкола нього – скляна оболонка з великим коефіцієнтом переломлення. Усе це знаходиться під зовнішньою полівінілхлоридною оболонкою. Зверху може знаходитися броньоване плетіння зі сталі, чи пластику. Чим кабель краще захищений, тим він товстіший, і з ним складніше працювати. Останнім часом все ширше використовують прозорі пластикові волокна.
Оптоволоконні кабелі поділяються на 2 види – одномодові і багатомодові.
В одномодовому кабелі товщина внутрішньої жили дорівнює довжині хвилі світлового сигналу (~10мкм), ослаблення сигналу незначне. Для генерації світла використовуються напівпровідникові лазери. Теоретично можлива максимальна швидкість передавання доходить до 200 Гбіт/с, а відстань передачі до 110 км.
У багатомодовому кабелі декілька жил, є можливість одночасно посилати кілька потоків даних. Відстань передачі до 2-3 км.
Сигнал в оптоволокні майже не загасає і не спотворюється. Немає залежності і від електромагнітних перешкод. Оптоволоконні кабелі в основному використовують при створенні магістральних ліній зв’язку комп’ютерних мереж.
2.3. Комунікаційні мережні засоби
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 кабелю 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 концентратор може використовуватись, наприклад, модульний концентратор.
Коммутатори (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.
Віртуальні з'єднання. 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.
Використовуючи таблицю адрес і адресу одержувача, що міститься в пакеті, комутатор організує віртуальне з'єднання порту відправника з портом одержувача і передає пакет через це з'єднання. На Рис.2.3.1 вузол А посилає пакет вузлу D. Знайшовши адресу одержувача у своїй внутрішній таблиці, комутатор передає пакет у порт 4.
Рис.2.3.1 Віртуальне 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.
Оскільки пакет передається тільки в той порт, до якого підключений адресат, інші користувачі (у нашому прикладі - B і C) не отримають цей пакет. Таким чином, комутатори забезпечують засоби безпеки, недоступні для стандартних повторювачів Ethernet.
Рис.2.3.2 Одночасні з’єднання
Одночасні з'єднання. У комутаторах Ethernet передача даних між будь – якими парами портів відбувається незалежно і, отже, для кожного віртуального з'єднання виділяється вся смуга перепускання каналу. Наприклад, комутатор 10 Mбіт/с на Рис.2.3.2 забезпечує одночасну передачу пакета з A в D і з порту B порт C зі смугою 10 Mбіт/с для кожного з'єднання.
Оскільки для кожного з'єднання дається смуга 10 Mбіт/с, сумарна перепускна здатність комутатора в наведеному прикладі складає 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.
На Рис.2.3.3 три вузли A, B і D передають дані вузлу C. Комутатор зберігає пакети від вузлів A і B у своїй пам'яті доти, доки не завершиться передача пакета з вузла D. Після завершення передачі цього пакета комутатор починає передавати пакети від вузлів А та В, які зберігаються в пам’яті.
Рис.2.3.3 Варіант блокування
У даному випадку перепускна здатність комутатора визначається смугою каналу C (у даному випадку 10 Mбіт/с). Описана в даному прикладі ситуація є іншим варіантом блокування.
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.
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.
Відмінності Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (Рис.2.1). Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній можуть використовуватись три варіанти кабельних систем : оптоволокно, 2-х парна скручена пари категорії 5 і 4-х парна скручена пара категорії 3, причому в порівнянні з варіантами фізичної реалізації Ethernet (а їх нараховується шість), тут відмінності кожного варіанта від інших глибша - міняється і кількість провідників, і методи кодування. А тому, що фізичні варіанти Fast Ethernet створювалися одночасно, а не еволюційно, як для мереж Ethernet, то існувала можливість детально визначити ті підрівні фізичного рівня, які не змінюються від варіанта до варіанта, а також підрівні, специфічні для кожного варіанту .
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 многомодового оптоволоконного кабелю.
2.4.2. Формати кадрів технології Ethernet
Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. На Рис.2.4.1 приведений формат MAC-кадру Ethernet, а також часові параметри його передачі по мережі для швидкості 10 Мбіт/сек і для швидкості 100 Мбіт/сек. У кадрах стандарту Ethernet-II (чи Ethernet DIX), опублікованого компаніями Xerox, Intel і Digital ще до появи стандарту IEEE 802.3, замість двобайтового поля L (довжина поля даних) використовується двобайтовое поле T (тип кадру). Значення поля типу кадру завжди більше 1518 байт, що дозволяє легко розрізнити ці два різних формати кадрів Ethernet DIX і IEEE 802.3. Усі часові параметри передачі кадрів Fast Ethernet у 10 разів менше відповідних параметрів технології 10-Мегабітного Ethernet : міжбітовий інтервал складає 10 нс замість 100 нс, а міжкадровий інтервал - 0.96 мкс замість 9.6 мкс відповідно.
Рис.2.4.1 Формат MAC-кадру та час його передачі
2.4.3. Правила побудови мереж Ethernet стандарту 100Base-ТX
Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачів класу I і класу II
Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторювачів або коммутаторів.
Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:
- обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;
- обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторювача;
- обмеження на максимальний діаметр мережі;
- обмеження на максимальне число повторювачів і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторювачі.
Обмеження довжин сегментів DTE-DTE
Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторювача не є DTE, оскільки він побітно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі FastEthernet декілька DTE підключається до портів повторювача, утворюючи мережу зіркоподібної топології.
Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE:
Стандарт
Тип кабелю
Максимальна довжина сегменту
100Base-TX
Category 5 UTP
100 м
100Base-FX
багатомодове оптоволокно 62.5/125 мкм
412 м (напівдуплекс) 2 км. (повний дуплекс)
100Base-T4
Category 3,4 або 5 UTP
100 м
Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторювачах
Повторювачі Fast Ethernet діляться на два класи.
Повторювачі класу I підтримують всі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX (4B/5B) і 100Base-T4 (8B/6T). Повторювачі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX або 100Base-T4. Тобто повторювачі класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних кодів з бітовою швидкістю 100 Мбіт/с, а повторювачам класу II ця операція недоступна.
У одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторювача класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторювач вносить велику затримку при розповсюдженні сигналів із-за необхідності трансляції різних систем сигналізації – 70bt.
Максимальне число повторителей класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути сполучені між собою кабелем не довше 5 метрів.
Невелика кількість повторювачів Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторювачів знімає проблеми обмеженого числа портів - всі повторювачі, що в каскаді, є одним повторювачем з достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережу на декілька доменів колізій, в кожному з яких зазвичай є не дуже велике число станцій.
У наступній таблиці зведені правила побудови мережі на основі повторювачів класу I.
Тип кабелів
Максимальний діаметр мережі
Максимальна довжина сегменту
Тільки вита пара (TX)
200 м
100 м
Тільки оптоволокно (FX)
272 м
136 м
Декілька сегментів на витій парі і один на оптоволокні
260 м
100 м (TX) 160 м (FX)
Декілька сегментів на витій парі і декілька сегментів на оптоволокні
272 м
100 м (TX) 136 м (FX)
Ці обмеження проілюстровані типовими конфігураціями мереж, показаними на рис. 2.4.1
Рис. 2.4.1 - Приклади побудови мережі за допомогою повторювачів класу I
При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабів, а розраховувати час подвійного обороту мережі.
3. Опис проекту мережі
3.1. Варіант 1
Згідно завдання, дана мережа повинна бути реалізована, як мережа в межах одного будинку. Архітектура даної будівлі така: є 2 поверхи площею 16*16, по 4 кімнати. Розраховуємо, що в комп`ютерах встановлені мережні адаптери з пропускною здатністю 100Мб/с. Детальний план будинку буде подано нижче.
Отже, перший варіант мережі має наступний вигляд:
В кожній кімнаті розміщено по 6 терміналів.
На кожному поверсі розміщений один 4-портовий комутатор (switch), який дозволяє розділити кімнати на окремі домени колізій.
В кожній кімнаті присутній один 8-портовий коммутатор.
На поверхах в усіх кімнатах реалізована мережа 100Base-TХ.
Між поверхами реалізована мережа 100Base-FХ.
Ці описані підмережі об’єднуються з допомогою свічів.
Всі кабелі розміщені в одному коробі.
Попередньо було визначено, що створювана мережа розміщується на двох суміжних (один під одним) поверхах. Всі плани поверхів та план з’єднань між поверхами та їх розміри наведені нижче на Рис.3.1.1.- 3.1.2. На планах використано наступні умовні позначення:
робоча станція, що відповідає одному робочому місцю в мережі.
Комутатор
оптоволокно
Рис.3.1.1. Умовний план поверху
Рис.3.1.2. Умовний план з’єднань між поверхами
Короб проходить в коридорі на висоті 2.90м,тобто 0.1м від стелі. В кімнатах короб проходить на висоті 0.3м. від підлоги.
На рис.3.1.2 показані розрізи відповідних поверхів, а також кімнати з розташуванням в них станцій. Відповідно до умовних графічних позначень, що описані вище, на рисунках представлені всі зв’язки мережі, всі пристрої, що забезпечують функціонування мережі та зв’язки, що йдуть до іншого поверху.
3.1.1. Обрахунок PDV (Path Delay Value).
Для того, щоб мережа Fast Ethernet, що складається із сегментів різної фізичної природи, працювала коректно, необхідно, щоб виконувалися три основних умови:
1. Кількість станцій у мережі не повинна перевищувати 1024 .
2. Подвоєна затримка поширення сигналу (Path Delay Value, PDV), між двома найбільш віддаленими одна від одної станціями мережі не повинна перевищувати 512 бітових інтервалів.
3. Скорочення міжкадрової відстані (Interpacket Gap Shrinkage) , при проходженні послідовності кадрів через усі повторювачі , не більш, ніж на 96 бітових інтервалів.
Примітка: бітовий інтервал 10 нс.
Для повторювачів класу І час подвійної затримки поширення сигналу передаючим середовищем обраховується на підставі таблиці 3.1.1.
Таблиця 3.1.1 Затримки, які вносяться кабелем.
Тип кабеля
Подвоєна затримка в bt на 1 м.
Подвоєна затримка на кабелі максимальної довжини
UTP Cat 3
1,14
114 bt (100 м)
UTP Cat 4
1,14
114 bt (100 м)
UTP Cat 5
1,112
111,2 bt (100 м)
STP
1,112
111,2 bt (100 м)
Оптоволокно
1,0
412 bt (412 м)
Затримки, які вносять два взаємодіючих через повторювач мережні адаптери (або порти комутатора), беруться з таблиці 3.1.2.
Таблиця 3.1.2. Затримки, які вноситься мережними адаптерами
Тип мережних адаптерів
Максимальна подвоєна затримка
Два адаптери TX/FX
100 bt
Два адаптери T4
138 bt
Один адаптер TX/FX та один T4
127 bt
На Рис 3.1.3. зображено розміщення об’єктів.
Найбільша відстань від комутатора до кімнатного комутатора на поверсі 8,5 м., а від кімнатного комутатора до комп’ютера – 26 м.
З’єднання між поверхами можна виконувати багатомодовим оптоволокном. В межах поверху використовується неекранована скручена пара категорії 5 (UTP5).
Комутатори розміщуються в апаратній кімнаті на кожному поверсі. Таке розміщення здешевить витрати на монтування оптоволокна та забезпечить легкість модернізації та розширення. Між комутаторами встановлюються резервні зв’язки для підвищення надійності. Кімнатні комутатори, в свою чергу, теж мають вільні порти, що забезпечує під’єднання додаткових комп’ютерів в межах кімнати.
Обрахунок PDV. Для спрощення розрахунків звичайно використовують довідникові дані ІЕЕЕ, що містять значення затримок поширення сигналів в повторювачах, прийомопередавачах ( транссіверах ) і різних фізичних середовищах ( таблиця 3.1.1 ).
Врахуємо що
подвоєна затримка , що вноситься повторювачем класу II, рівна 46*2=92bt
Затримка, що вноситься кабелем
UTP Cat 5 1,112 bt
Два адаптера TХ 100 bt
Для розрахунку PDV розглядаємо один домен колізій.
Отже:
2 адаптера TХ = 100bt
Сегмент А 26*1.112=28,912 bt
Сегмент В 8.5*1.112=9,452 bt
Комутатор 92 bt
PDV=100 +28,912+9,452 +92=230,364 bt
Отже PDV = 230,364 bt
Додаємо ще 10% запасу від знайденого PDV. Отримуємо PDV = 253,4 bt. Знайдене значення значно менше за 512 bt, отже наша мережа відповідає стандарту.
3.1.2. Розрахунок PVV (Path Variability Value)
Знову розглядаємо домен колізій. Скорочення міжкадрової відстані робить лише комутатор (класу ІІ), який вносить затримку в 46bt, що є меншим, ніж максимально допустиме значення. Таким чином, і по цьому параметру мережа працеспроможна.
Отже PVV = 46bt
3.2. Варіант 2
Отже, другий варіант мережі має наступний вигляд:
В кожній кімнаті розміщено по 6 терміналів.
На кожному поверсі розміщений один 4-портовий комутатор (switch), який дозволяє розділити кімнати на окремі домени колізій.
В західній і в східній частини поверху присутні по одному 16-портовому коммутатора.
На поверхах в усіх кімнатах реалізована мережа 100Base-TХ.
Між поверхами реалізована мережа 100Base-FХ.
Ці описані підмережі об’єднуються з допомогою свічів.
Всі кабелі розміщені в одному коробі.
Попередньо було визначено, що створювана мережа розміщується на п’ятьох суміжних (один під одним) поверхах. Всі плани поверхів та план з’єднань між поверхами та їх розміри наведені нижче на Рис.3.2.1.- 3.2.2.
Рис.3.2.1.Умовний план поверху
Рис.3.2.2. Умовний план з’єднань між поверхами
Обрахунки працездатності мережі
3.2.1. Обрахунок PDV (Path Delay Value).
Найбільша відстань від комутатора до кімнатного комутатора на поверсі 8 м., а від кімнатного комутатора до комп’ютера – 26 м.
Обрахунок PDV.
Врахуємо що
подвоєна затримка , що вноситься повторювачем класу II, рівна 46*2=92bt
Затримка, що вноситься кабелем
UTP Cat 5 1,112 bt
Два адаптера TХ 100 bt
Для розрахунку PDV розглядаємо один домен колізій.
Отже:
2 адаптера TХ = 100bt
Сегмент А 26*1.112=29,198 bt
Сегмент В 8*1.112=8,9 bt
Кімнатний комутатор 92 bt
PDV=100 +8, 9 +29,198+92=230,098 bt
Отже PDV = 230,098 bt
Додаємо ще 10% запасу від знайденого PDV. Отримуємо PDV =253,108bt. Знайдене значення значно менше за 512 bt, отже наша мережа відповідає стандарту.
3.2.2. Розрахунок PVV (Path Variability Value)
Знову розглядаємо домен колізій. Скорочення міжкадрової відстані робить лише комутатор (класу ІІ), який вносить затримку в 46 bt, що є меншим, ніж максимально допустиме значення. Таким чином, і по цьому параметру мережа працеспроможна.
Отже PVV = 46bt
3.3. Варіант 3
Отже, третій варіант мережі має наступний вигляд:
В кожній кімнаті розміщено по 6 терміналів.
Загального міжповерхового комутатора немає, від кожного кімнатного комутатора йде з’єднання через оптоволокно на інший поверх у таку саму кімнату та від кожного кімнатного комутатора йде скручена пара до інших комутаторів на поверсі.
В кожній кімнаті присутній один 8-портовий комутатор.
На поверхах в усіх кімнатах реалізована мережа 100Base-TХ.
Між поверхами реалізована мережа 100Base-FХ.
Ці описані підмережі об’єднуються з допомогою свічів.
Всі кабелі розміщені в одному коробі.
Попередньо було визначено, що створювана мережа розміщується на п’ятьох суміжних (один під одним) поверхах. Всі плани поверхів та план з’єднань між поверхами та їх розміри наведені нижче на Рис.3.3.1.- 3.3.2.
Рис.3.3.1.Умовний план поверху
Рис.3.3.2. Умовний план з’єднань між поверхами
Обрахунки працездатності мережі
3.3.1. Обрахунок PDV (Path Delay Value).
Найбільша відстань від комутатора до комутатора на поверсі 10 м., а від комутатора до комп’ютера – 26 м.
Обрахунок PDV.
Врахуємо що
подвоєна затримка , що вноситься повторювачем класу II, рівна 46*2=92bt
Затримка, що вноситься кабелем
UTP Cat 5 1,112 bt
Два адаптера TХ 100 bt
Для розрахунку PDV розглядаємо один домен колізій.
Отже:
2 адаптера TХ = 100bt
Сегмент А 26*1.112=28,912 bt
Сегмент В 10*1.112=11,12 bt
Комутатор 92 bt
PDV=100 +28,912 +11,12+92=232,032 bt
Отже PDV = 232,032 bt
Додаємо ще 10% запасу від знайденого PDV. Отримуємо PDV =255,235 bt. Знайдене значення значно менше за 512 bt, отже наша мережа відповідає стандарту.
3.2.2. Розрахунок PVV (Path Variability Value)
Знову розглядаємо домен колізій. Скорочення міжкадрової відстані робить лише комутатор (класу ІІ), який вносить затримку в 46bt, що є меншим, ніж максимально допустиме значення. Таким чином , і по цьому параметру мережа працеспроможна.
Отже PVV = 46bt
4. Розрахунок вартості мережі
1) KLM UTP cat. 5e 305*4*2 0,50 ал.мід. 702 грн за 305м
Матеріал виготовлення:
Кабель складається з 4-х пар провідників звитих між собою.
• Провідник - біметал, покритий міддю алюміній (діаметр 0,50 мм)
• Ізоляція провідників - ПЕ
• Зовнішня ізоляція - ПВХ
• Колір: сірий.
Температурний діапазон:
• інсталяції: -10 ° C ... +60 ° C
• робочий -30 ° C ... +60 ° C
Мінімальний радіус вигину:
• під час монтажу (динамічний): 8 x діаметрів кабелю
• після монтажу (постійний): 4 x діаметрів кабелю
Розтягують зусилля: 85 Н
Колірна ідентифікація провідників:
• пара 1: біло-синя / синя
• пара 2: біло-помаранчева / помаранчева
• пара 3: біло-зелена / зелена
• пара 4: біло-коричнева / коричнева
Довжина в упаковці: 305 м
Застосування: PBX, V.11, X.21, ISDN, Ethernet (10Base-T), ATM-25/52/155 Мбіт/с, 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet (100BASE-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора