Курсовая работа: Проектирование локальной вычислительной сети управления систем связи и телекоммуникаций
Курсовая работа: Проектирование локальной вычислительной сети управления систем связи и телекоммуникаций
ФГОУ СПО «Волгоградский государственный экономико-технический колледж»
Кафедра информационных технологий
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Проектирование ЛВС управления систем связи и телекоммуникаций
По дисциплине «Компьютерные сети и телекоммуникации»
Студента Крючкова А.А.
Шифр К-1306
Группа 301-Тс
Руководитель Столярова И.А.
Волгоград, 2010г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Общая часть
1.1 Полное наименование системы и её условное обозначение
1.2 Перечень документов, на основании которых создаётся система
1.3 Потребности в интернете
1.4 Возможности ЛВС
1.5 Серверные ОС
2 Специальная часть
2.1 Требования к ЛВС
2.2 Анализ существующих технологий ЛВС
2.3 Выбор оптимальной технологии ЛВС
2.4 Логическое проектирование ЛВС
2.5 Выбор оборудования и сетевого ПО
2.6 Безопасность сети
2.7 Работоспособность сети
2.8 Расчёт затрат на создание сети
Заключение
Список литературы
Приложение A
Введение
Локальные вычислительные сети управления систем связи и телекоммуникаций на сегодняшний день довольно актуальны. Наличие в офисе ЛВС создает для ее пользователей новые возможности интегрального характера. Объединение устройств в сеть позволяет экономно использовать ресурсы, такие как сетевые принтеры, доступ рабочих станций предприятия в интернет, использование и хранение общих данных со всех присоединенных рабочих станций.
Целью данного проекта является создание ЛВС предприятия, обеспечивающая функционирование основных сетевых ресурсов, присущим многим ЛВС для предприятий. Это доступ и хранение общих данных, создание необходимой отчётности, и т.д.
Так как общество не стоит на месте, появляются новые информационные потребности. Поэтому локальные вычислительные сети должны развиваться вместе с современным обществом.
Данный проект создан в соответствии с заданием ФГОУ СПО «Волгоградский государственный экономико-технический колледж» по курсовому проектированию по специальности 230106 «Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей».
Общий объём пояснительной записки составляет – листа.
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Полное наименование системы и её условное обозначение
1. ЛВС – локальная вычислительная сеть;
2. ОС – операционная система;
3. ПО – программное обеспечение;
4. ИБП – источник бесперебойного питания;
5. ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
6. СУБД – система управления базами данных;
7. WWW – world wide web;
8. VPN – virtual personal network.
1.2 Перечень документов, на основании которых создаётся система
1. ГОСТ 24402 «Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения».
2. ГОСТ Р 34.1350-93 «Интерфейсы для сопряжения радиоэлектронных средств. Основные положения».
3. ГОСТ 34.201-89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизирование системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем».
4. ГОСТ 34.003-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения».
5. Р 50-34.119-90 (рекомендации) «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Архитектура локальных вычислительных сетей в системах промышленной автоматизации. Общие положения».
6. РД 50-34.698.90 (комплекс стандартов) «Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы».
7. РД 50-34.119.90 (комплекс стандартов) «Архитектура ЛВС в системах промышленной автоматизации».
1.3 Потребности в интернете
Функции интернета охватывает почти всю деятельность человека. Интернет обеспечивает доступ к интересующей человеку информации. Хотя информация в интернете не всегда бывает достоверной и актуальной, рост пользователей приложений WWW растёт с каждым годом. Интернет обеспечивает функции связи, помогает осуществлять банковские операции, возможно создание VPN соединений и т.д.
Наибольший интерес пользователи традиционно выказывают развлекательным ресурсам, сетевому общению и играм, однако в последнее время намечается тенденция «взросления» запросов, когда поиск справочной информации обходит по популярности общение, а образовательные ресурсы входят в пятёрку самых популярных тематик.
1.4 Возможности ЛВС
Основные возможности локальных вычислительных сетей:
1. передача файлов;
2. совместное использование и распределение ресурсов;
3. электронная почта и системы обмена мгновенными сообщениями;
4. координация совместной работы. При совместном решении задач, каждый может оставаться на рабочем месте, но работать "в команде";
5. дистанционный контроль за оборудованием в сети.
1.5 Серверные ОС
1. Windows 2000 Server – многоцелевая сетевая операционная система, поддерживающая до четырех процессоров. Предназначена для развертывания серверов печати и файлов, Web-серверов и серверов приложений начального уровня в сетях масштаба предприятия.
2. Windows Server 2003 – это операционная система семейства Windows NT, предназначенная для работы на серверах. Windows Server 2003 была выпущена корпорацией Microsoft 24 апреля 2003 года. Windows Server 2003 является развитием операционной системы Windows 200 Server и серверным вариантом Windows XP.
3. Windows Server 2008 – серверная операционная система корпорации Microsoft, выпущенная 27 февраля 2008 года. В основу Windows Server 2008 положена операционная система Windows Server 2003, а также усовершенствования, реализованные в пакете обновления 1 (SP1) и выпуске Windows Server 2003 R2. В Windows Server 2008 добавлены новые функции, а также усовершенствованы многие возможности базовой ОС Windows Server 2003. Среди них следует отметить работу с сетью, расширенные функции безопасности, удаленный доступ к приложениям, централизованное управление ролями сервера, средства мониторинга производительности и надежности, отказоустойчивость кластеров, развертывание и файловую систему.
4. Linux, GNU/Linux – общее название UNIX-подобных операционных систем на основе одноимённого ядра и собранных для него библиотек и системных программ, разработанных в рамках проекта GNU. Краткое название Linux распространено потому, что первой, наиболее популярной и единственной системной библиотекой, использовавшейся в системах на базе ядра Linux, была GNU C Library (glibc).
5. FreeBSD — свободная операционная система семейства Unix, потомок AT&T Unix по линии BSD, созданной в университете Беркли. Она предоставляет достаточно надёжные сетевые службы и эффективное управление памятью. FreeBSD широко представлена в списке веб-серверов с наибольшим временем непрерывной работы (согласно исследованию компании Netcraft).
6. Solaris – изначально коммерческая операционная система на основе UNIX с закрытым исходным кодом. Solaris известен своей масштабируемостью (особенно на платформе SPARC) и надежностью. В состав операционной системы входит ряд важных функций, таких как система динамической трассировки задач DTrace, 128 битная файловая система ZFS (Zetta-byte File System) с возможностью мгновенного отката и постоянной поверкой контрольных сумм.
2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Требования к ЛВС
При организации и эксплуатации сети важными требованиями при работе сети являются следующие:
1. производительность – это характеристика сети, позволяющая оценить, насколько быстро информация передающей рабочей станции достигнет до приёмной рабочей станции;
2. надёжность. Повышение надёжности основано на принципе предотвращения неисправностей путём снижения интенсивности отказов и сбоев за счёт применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижение уровня помех, облегчённых режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов работы, а также за счёт совершенствования методов сборки аппаратуры;
3. безопасность – одна из основных задач, решаемых любой нормальной компьютерной сетью. Проблему безопасности рассматривать с разных сторон – злонамеренная порча данных, конфиденциальность информации, несанкционированный доступ, хищения и т.п;
4. отказоустойчивость – это свойство вычислительной системы, которое обеспечивает ей как логической машине возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей;
5. прозрачность – это такое состояние сети, когда пользователь, работая в сети, не видит её;
6. поддержка разных видов трафика. Трафик в сети складывается случайным образом, однако в нём отражены и некоторые закономерности. Желательно, чтобы структура сети соответствовала структуре информационных потоков. В зависимости от сетевого трафика компьютеры в сети могут быть разделены на группы (сегменты сети).
2.2 Анализ существующих технологий ЛВС
1. Ethernet. В 1980 г. на основе Ethernet появилась спецификация IEEE 802.3. Самой характерной чертой Ethernet является метод доступа к среде передачи - CSMA/CD - множественный доступ с обнаружением несущей. Перед началом передачи данных сетевой адаптер Ethernet "прослушивает" сеть, чтобы удостовериться, что никто больше её не использует. Если среда передачи в данный момент кем-то используется, адаптер задерживает передачу, если же нет, то начинает передавать. В том случае, когда два адаптера, предварительно прослушав сетевой трафик и обнаружив "тишину", начинают передачу одновременно, происходит коллизия. При обнаружении адаптером коллизии обе передачи прерываются, и адаптеры повторяют передачу спустя некоторое случайное время. Для приема информации адаптер должен принимать все пакеты в сети, чтобы определить, не он ли является адресатом. Различные реализации - Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet– обеспечивают пропускную способность соответственно 10, 100 и 1000 Мбит/с.
2. Token Ring. В 1970 году эта технология была разработана компанией IBM, а после стала основой стандарта IEEE 802.5. Token Ring является сетью с передачей маркера. Кабельная топология – звезда или кольцо, но в логически данные всегда передаются последовательно от станции к станции по кольцу. При этом способе организации передачи информации по сети циркулирует небольшой блок данных – маркер. Каждая станция принимает маркер и может удерживать его в течении определенного времени. Если станции нет необходимости передавать информацию, она просто передает маркер следующей станции. Если станция начинает передачу, она модифицирует маркер, который преобразовывается в последовательность "начало блока данных", после которого следует передаваемая информация. На время прохождения данных маркер в сети отсутствует, таким образом остальные станции не имеют возможности передачи данных. При прохождении станции назначения информация принимается, но продолжает передаваться, пока не достигнет станции-отправителя, где удаляется окончательно. Для обработки возможных ошибок, в результате которых маркер может быть утерян, в сети присутствует станция с особыми полномочиями, которая может удалять информацию, отправитель которой не может удалить ее самостоятельно, а также восстанавливать маркер. Token Ring может применяться в различных автоматизированных системах управления, производящих обработку информации и управление процессами в реальном времени. Скорость передачи, описанная в IEEE 802.5, составляет 4 Мбит/с, однако существует также реализация 16 Мбит/с, разработанная в результате развития технологии Token Ring.
3. ARCNet. Attached Resource Computing Network была разработана компанией Datapoint в середине 70-х годов. В качестве стандарта IEEE ARCnet принят не был, но частично соответствует IEEE 802.4. Сеть с передачей маркера. Топология - звезда или шина. В качестве среды передачи ARCnet может использовать коаксиальный кабель, витую пару и оптоволоконный кабель. Закрепить свои позиции этому недорогому стандарту помешало малое быстродействие - 2,5 Мбит/с. В начале 90-х Datapoint разработала ARCNETPLUS, со скоростью передачи до 20 Мбит/с, обратно совместимый с ARCnet. Но в современной сети есть место для применения ARCnet, т.к. допустимая длина коаксиального кабеля при топологии звезда составляет 610 метров.
4. FDDI .Технология Fiber Distributed Data Interface была разработана в 1980 году комитетом ANSI. Была первой технологией локальных сетей, использовавшей в качестве среды передачи оптоволоконный кабель. Причинами, вызвавшими его разработку, были возрастающие требования к пропускной способности и надежности сетей. Этот стандарт оговаривает передачу данных по двойному кольцу оптоволоконного кабеля со скоростью 100 Мбит/с. При этом сеть может охватывать очень большие расстояния – до 100 км по периметру кольца. FDDI является сетью с передачей маркера. В FDDI разделяются 2 вида трафика – синхронный и асинхронный. Полоса пропускания, выделяемая для синхронного трафика, может выделяться станциям, которым необходима постоянная возможность передачи. Полоса пропускания, выделяемая под асинхронный трафик, может распределяться между станциями с помощью восьмиуровневой системы приоритетов. Применение двух оптоволоконных колец позволяет существенно повысить надежность сети. В обычном режиме передача данных происходит по основному кольцу, вторичное кольцо не задействуется. При возникновении неисправности в основном кольце вторичное кольцо объединяется с основным, вновь образуя замкнутое кольцо. При множественных неисправностях сеть распадается на отдельные кольца.
Высокая надежность, пропускная способность и допустимые расстояния, с одной стороны, и высокая стоимость оборудования, с другой, ограничивают область применения FDDI соединением фрагментов локальных сетей, построенных по более дешевым технологиям. Технология, основанная на принципах FDDI, но с применением в качестве среды передачи медной витой пары, называется CDDI. Хотя стоимость построения сети CDDI ниже, чем FDDI, теряется очень существенное преимущество – большие допустимые расстояния.
5. ATM. Американский национальный институт стандартов и Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии начинали разработку стандартов ATM (Asynchronous Transfer Mode – Асинхронный Режим Передачи) как набора рекомендаций для сети B-ISDN (Broadband Integrated Services Digital Network). При этом изначально преследовалась цель повышения эффективности использования телекоммуникационных соединений, возможность применения в локальных сетях не рассматривалась. ATM, с одной стороны, весьма специфична и непохожа на другие технологии, а с другой стороны, получила достаточно широкое распространение за рубежом. В технологии ATM используются небольшие, фиксированной длины пакеты, называемые ячейками. Размер ячейки - 53 байта. В отличии от традиционных технологий, применяемых в локальных сетях, АТМ – технология с установлением соединения, т.е. перед сеансом передачи устанавливается виртуальный канал отправитель-получатель, который не может использоваться другими станциями. Несколько виртуальных каналов АТМ могут одновременно сосуществовать в одном физическом канале. Для обеспечения взаимодействия устройств в ATM используются коммутаторы. При установлении соединения в таблицу коммутации заносятся номер порта и идентификатор соединения, который присутствует в заголовке каждой ячейки. В последствии коммутатор обрабатывает поступающие ячейки, основываясь на идентификаторах соединения в их заголовках. Технология АТМ отличается широкими возможностями масштабирования. В рамках применения АТМ в локальных сетях интерес представляют варианты со скоростью передачи 25 (витая пара класса 3 и выше) и 155 Мбит/с (витая пара класса 5, оптоволокно), 622 Мбит/с (оптоволокно). Существующие стандарты АТМ предусматривают скорости передачи вплоть до 2,4 Гбит/с.
6. 100VG-AnyLAN. Технология разрабатывалась в начале 90-х годов совместно компаниями AT&T и HP, как альтернатива технологии Fast Ethernet, для передачи данных в локальной сети со скоростью 100 Мбит/с. Летом 1995 года получила статус стандарта IEEE 802.12. "Any" в названии должно означать сети Ethernet и Token Ring, в которых может работать 100VG-AnyLAN. Каждый концентратор 100VG-AnyLAN может быть настроен на поддержку кадров Ethernet, либо кадров Token Ring. Специфические нововведения 100VG-AnyLAN – это метод доступа Demand Priority и схема квартетного кодирования Quartet Coding, использующая избыточный код 5В/6В. Demand Priority определяет простую систему приоритетов – высокий, применяемый для мультимедийных приложений, и низкий – применяемый для всех остальных. В результате коэффициент использования пропускной способности сети должен повышаться. При этом роль арбитра при передаче трафика исполняют концентраторы 100VG-AnyLAN. За счет применения специального кодирования и 4-х пар кабеля, сети 100VG-AnyLAN могут использовать витую пару категории 3 и более, также поддерживается оптоволоконный кабель. Технология не получила широкого распространения. С точки зрения скорости передачи информации с 100VG-AnyLAN конкурирует Fast Ethernet, который при сходных скоростных характеристиках гораздо более совместим с другими реализациями Ethernet и более дешев. С точки зрения специальных возможностей для передачи мультимедийного трафика в конкуренцию вступает ATM, которая к тому же имеет куда большие возможности масштабирования – как по скорости, так и по покрываемой территории.
