Основы проектирования ЛВС (4 часа)
1. Цель работы
Целью работы является ознакомление с методиками проектирования ЛВС, получение практических навыков по проектированию вычислительных сетей.
2. КРАТКАЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Процесс построения (проектирования) сети представляет собой упрощенное моделирование не наступившей действительности и включает в себя следующие основные этапы:
1. Анализ задач, для решения которых создается сеть, а также определение объема финансирования проекта.
2. Проектирование физической структуры - этап, на котором анализируются начальные условия (планировка здания, имеющиеся технические средства и т.п.) и создается детальный проект физической организации сети.
3. Проектирование инфраструктуры – этап, на котором определяются протоколы взаимодействия, используемые службы, политика безопасности и т.п. - т.е. логическая организация сети.
4. Развертывание - этап, связанный с прокладкой линий связи, установкой и настройкой оборудования.
Этап анализа является одним из важнейших, поскольку определяет все остальные решаемые задачи: как физическую структуру сети (например, места расположения компьютеров), так и логическую (используемые протоколы, службы и т.п.). Именно на данном этапе выступает основное различие компьютерных сетей. Основной целью использования учебных компьютерных сетей в образовательных заведениях выступает организационно-методическая поддержка учебно-воспитательного процесса средствами современных сетевых технологий.
|
|
На этапе проектирования решаются следующие задачи:
1. На основе определенных целевых требований к сети определяется необходимый состав оборудования и, прежде всего, компьютеров: количество, характеристики и т.д.
2. Определяется физическое расположение рабочих мест и определяются этажи и аудитории, которые будут охватываться сетью. При решении этой задачи должна учитываться принципиальная возможность прокладки линий связи к рабочим местам/помещениям.
3. Исходя из решаемых задач, стоимости и расположения, определяется тип физических линий связи, соединяющих рабочие места, состав и расположение коммуникационного оборудования (например, концентраторов).
4. Определяется способ подключения к Интернету: выбирается провайдер – организация, обеспечивающая подключение организации к сети Интернет. При выборе провайдера учитываются факторы: характеристики возможных физических соединений с провайдером, требования к оборудованию и необходимое дополнительное оборудование, начальная стоимость подключения, стоимость эксплуатации подключения, технологические ограничения подключения (невозможность использования некоторых служб).
|
|
5. Исходя из технических требований, определяется узел проектируемой сети, который будет являться шлюзом для подключения к Интернету и определяется место его расположения. При этом учитывается удобство физического соединения шлюза с проектируемой сетью и удобство подведения физических линий для подключения к Интернету.
Общий алгоритм, описывающий процесс построения сети.
1. Определение исходных данных: определение целей использования сети; определение требований к сети; характеристики используемого оборудования (компьютеры, сетевое оборудование, принтеры, модемы и др.); характеристика сетевого ПО (операционные системы, серверное ПО, антивирусное ПО); примерная схема здания в котором планируется строить сеть.
2. Проектирование сети: способ сегментирования и объединения сегментов (определение необходимых сегментов оборудования для их формирования); выбор типа кабеля (как правило выбирается неэкранированная витая пара); определение активных устройств (модемы, маршрутизаторы и т.п.); выбор программного обеспечения (серверные и клиентские ОС, серверное программное обеспечение и т.п.); разработка схемы сети (указываются узлы сети и длины соединительных кабелей).
|
|
3. Определение стоимости: анализ основных направлений затрат; составление примерной сметы затрат.
4. Примерный план проведения работ.
5. Развертывание сети.
При создании новой сети желательно учитывать следующие факторы:
· требуемый размер сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу);
· структура, иерархия и основные части сети (по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и зданиям предприятия); основные направления и интенсивность информационных потоков в сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и в дальней перспективе); характер передаваемой по сети информации;
· технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов);
· возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля;
· обслуживание сети и контроль ее безотказности и безопасности;
· требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и т.д. (например, если предполагается использование одного ресурса многими пользователями, то следует использовать серверную ОС);
|
|
· необходимость подключения к другим сетям (например, глобальным);
· имеющиеся компьютеры и их программное обеспечение, а также периферийные устройства (принтеры, сканеры и т.д.).
При выборе размера (под размером сети в данном случае понимается как количество объединяемых в сеть компьютеров, так и расстояния между ними) и структуры сети необходимо учитывать:
· количество компьютеров (следует оставлять возможность для дальнейшего роста количества компьютеров в сети);
· требуемую длину линий связи сети (например, если расстояния очень большие, может понадобиться использование дорогого оборудования).
· способы объединения частей сети (для объединения частей сети могут использоваться репитеры, репитерные концентраторы, коммутаторы, мосты и маршрутизаторы, причем в ряде случаев стоимость этого объединительного оборудования может даже превысить стоимость компьютеров, сетевых адаптеров и кабеля.
· Возможность масштабирования (например, лучше приобретать коммутаторы или маршрутизаторы с количеством портов, несколько большим, чем требуется в настоящий момент).
Пример. Пусть небольшое предприятие занимает три этажа, на каждом по пять комнат, и включает в себя три подразделения, по три группы. В этом случае можно построить сеть таким образом (рис. 1):
· Рабочие группы занимают по 1–3 комнаты, их компьютеры объединены между собой репитерными концентраторами. Концентратор может использоваться один на комнату, один на группу или один на весь этаж. Концентратор целесообразно расположить в помещении, в которое имеет доступ минимальное количество сотрудников.
· Подразделения занимают отдельный этаж. Все три сети рабочих групп каждого подразделения объединяются коммутатором, а для связи с сетями других подразделений используется маршрутизатор. Коммутатор вместе с одним из концентраторов лучше поместить в отдельной комнате.
· Общая сеть предприятия включает три сегмента сетей подразделений, объединенных маршрутизатором. Этот же маршрутизатор может использоваться для подключения к глобальной сети.
· Серверы рабочих групп располагаются в комнатах рабочих групп, серверы подразделений – на этажах подразделений.
Рисунок 1. Структура сети предприятия (С – серверы рабочих групп, РК – репитерные концентраторы, Ком – коммутаторы)
При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в частности:
· уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;
· скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;
· возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево);
· метод управления обменом в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод);
· разрешенные типы кабеля сети, максимальную его длину, защищенность от помех;
· стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов).
В настоящее время для организации локальных сетей в подавляющем большинстве случаев используется неэкранированная витая пара UTP. Более дорогие варианты на основе экранированной витой пары, оптоволоконного кабеля или беспроводных соединений применяются на предприятиях, где в этом существует действительно острая необходимость. Например, оптоволокно может использоваться для связи между удаленными сегментами сети без потери скорости.
При выборе сетевого программного обеспечения (ПО) надо, в первую очередь, учитывать следующие факторы:
· Какую сеть поддерживает сетевое ПО: одноранговую, сеть на основе сервера или оба этих типа;
· Максимальное количество пользователей (лучше брать с запасом не менее 20%);
· Количество серверов и возможные их типы;
· Совместимость с разными операционными системами и компьютерами, а также с другими сетевыми средствами;
· Уровень производительности программных средств в различных режимах работы;
· Степень надежности работы, разрешенные режимы доступа и степень защиты данных;
· Какие сетевые службы поддерживаются;
· Стоимость программного обеспечения, его эксплуатации и модернизации.
Еще до установки сети необходимо решить вопрос об управлении сетью. Даже в случае одноранговой сети лучше выделить для этого отдельного специалиста (администратора), который будет иметь всю информацию о конфигурации сети и распределении ресурсов и следить за корректным использованием сети всеми пользователями. Если сеть большая, то одним сетевым администратором уже не обойтись, нужна группа, возглавляемая системным администратором. После установки и запуска сети решать эти вопросы, как правило, слишком поздно.
При проектировании следует определить возможные направления финансовых затрат (к данному этапу проектирования необходимые предпосылки для решения этой задачи уже имеются):
· Дополнительные компьютеры и апгрейд существующих компьютеров. Необязательное направление затрат: при достаточном количестве и качестве существующих компьютеров их апгрейд не требуется (или требуется в минимальном объеме – например, для установки более современных сетевых карт); в одноранговой сети не нужен (хотя и желателен) также специальный файл-сервер.
· Сетевые аппаратные средства (кабели и все, что необходимо для организации кабельной системы, сетевые принтеры, активные сетевые устройства – повторители, концентраторы, маршрутизаторы и т.д.).
· Сетевые программные средства, прежде всего, сетевая ОС на необходимое число рабочих станций (с запасом).
· Оплата работы приглашенных специалистов при организации кабельной системы, установке и настройке сетевой ОС, при проведении периодической профилактики и срочного ремонта. Необязательное направление затрат: для небольших сетей со многими из этих работ может и должен справляться штатный сетевой администратор (возможно, с помощью других сотрудников данного предприятия).
Примерное распределение стоимости установки сети с использованием различных сред передачи данных приведено на рисунке 2.
Рисунок 2. Примерное распределение стоимости сети на базе различных сред передачи данных.
4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
4.1. Ознакомьтесь с решением поставленной задачи для чего ознакомьтесь с содержимым файла «Проектирование_ЛВС.pdf»;
4.2. Выполните расчеты стоимости программного обеспечения в таблице «Составление сметы примерных затрат».
4.3. Модифицируйте план проектирования сети, увеличив количество компьютеров до N (например, добавьте еще K кабинет информатики на M этаже).
4.4. Сохраните результат работу в личной папке.
4. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Таблица 1.
Вариант | N | K | M |
1 | 36 | 1 | 1 |
2 | 37 | 2 | 2 |
3 | 38 | 1 | 3 |
4 | 39 | 2 | 1 |
5 | 40 | 1 | 2 |
6 | 36 | 2 | 3 |
7 | 37 | 1 | 1 |
8 | 38 | 2 | 2 |
9 | 39 | 1 | 3 |
10 | 40 | 2 | 1 |
11 | 41 | 2 | 2 |
12 | 42 | 2 | 3 |
13 | 43 | 2 | 1 |
14 | 44 | 2 | 2 |
15 | 45 | 2 | 3 |
6. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет оформляется индивидуально и содержит:
- титульный лист;
- наименование, цель и содержание работы;
- основные расчетные зависимости;
- результаты расчета в таблицах и графиках;
- анализ результатов расчета с объяснением общего характера и особенностей его.
Отчёт по лабораторной работе необходимо оформить в MS Word. Файл с отчетом необходимо назвать в следующем формате: "ГРУППА_ЛРх (х-номер ЛР по порядку)_ФИО", например: "130601_ЛР1_Иванов_А_А". Файл с отчетом необходимо поместить в папку "\\RE307-2\Students\СИТ". Поместить изображение текущего окна в отчёт можно следующим способом: нажмите ALT+PrintScreen, перейдите в редактор и нажмите CTRL+V.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник. Под. ред. В.И. Иванова – М.: Техсом, 2003. – 232с.
2. Бройдо В. Л. Вычислительные системы сети и телекоммуникации. Учебник СПБ-ПИТЕР, 2002. – 688с.
3. В. А. Бархоткин, Е. И. Минаков, А. Я. Паринский. Интеллектуальные сети. – Тула. Изд-во ТулГу, 2004. – 172с.
4. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы. Справочная книга. - М.: Финансы и статистика, 1996 г.-368 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 280; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!