Скачать 211.79 Kb.
|
Министерство образования Российской Федерации Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Курсовая работа по дисциплине Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций «Проектирование локальной вычислительной сети школы» Руководитель ______________ Д. Бурмистров подпись, дата Москва 2011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 2 Список исполнителей 1. Степуро А.А. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 3 Содержание Список исполнителей___________________________________________________2 Содержание____________________________________________________________3 Аннотация_____________________________________________________________4 Техническое задание_____________________________________________________5 Цель проекта______________________________________________________5 Технические требования к проектируемой ЛВС_________________________5 Анализ технического задания______________________________________________6 Обзор литературы________________________________________________________7 Логическое проектирование ЛВС_______________________________________________9 Варианты доступа в Интернет ________________________ 11 Логическая структура сети________________________________________________12 Этап физического проектирования_________________________________________15 Смета на оборудование___________________________________________________23 Структурная схема ЛВС__________________________________________________24 Заключение____________________________________________________________27 Список литературы______________________________________________________28Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 Аннотация В данной курсовой работе была разработана структурная схема ЛВС школы заказчика. Произведено логическое и физическое проектирование с разработкой соответствующих схем. Предоставлены спецификации используемого оборудования.Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 Техническое задание Разработка логической и физической схемы ЛВС школы с выходом в Интернет. Описание используемого сетевого оборудования и обоснование выбора конкретного решения в проекте. Используемое оборудование ЛВС располагается на трех этажах школы. Вычислительная техника должна быть расположена в актовом зале, кабинетах информатики, в кабинетах администрации и 12 классах должны быть установлены компьютеры для учителей. Так же нужно предусмотреть терминал для учеников, общее файловое хранилище, электронные дневники и система заказов в столовой. Помимо основных задач построения ЛВС, нужно решить проблему доступа в интернет. Стоимость оборудования сети (без стоимости компьютеров) должна быть минимально возможной при условии обеспечения ее корректности и масштабируемости. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 Анализ технического задания В результате анализа технического задания были сделаны следующие выводы:
Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:
Также для оптимального выбора сетевого оборудования был произведен примерный расчет нагрузки на сеть с учетом выбранного расположения узлов сети. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 Обзор литературы “Локальные вычислительные сети (local area network, LAN) – сети, состоящие из связанных между собой компьютеров, принтеров и другого компьютерного оборудования, причем все эти устройства совместно используют аппаратные и программные ресурсы, расположенные на небольшом удалении друг от друга. Радиус действия (область обслуживания) локальной сети может представлять небольшой офис, этаж здания или все здание целиком. Звездообразная топология (star topology), или просто "звезда", является старейшим способом передачи сигналов, имеющим свое начало в коммутационных телефонных станциях. Несмотря на возраст, достоинства при использовании в сетях делают звездообразную топологию удачным выбором для современных сетей. Физически звездообразная топология состоит из множества узлов, подключенных к центральному концентратору. Достоинства топологии «звезда»:
Недостатки топологии «звезда»:
Технология Ethernet. Стандарт Ethernet использует преимущества звездообразной топологий. Скорость передачи по сетям Ethernet составляют: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с, 10 Гбит/с. В стандарте Ethernet используется метод управления доступом под названием Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA CD (Множественный доступ контролем несущей и обнаружением конфликтов). CSMA CD – это алгоритм передачи и декодирования форматированных фреймов данных. С помощью данного алгоритма посылающий узел сети Ethernet инкапсулируя фрейм и готовит его для передачи. Все узлы, стремящиеся отправить фрейм в кабель, соревнуются между собой. Ни один узел не имеет преимуществ перед другими узлами. Узлы прослушивают наличие пакетов в кабеле. Если обнаруживается передаваемый пакет, то узлы, не стоящие в очередь на передачу, переходят в режим "ожидания". Используемый в работе стандарт Fast Ethernet обеспечивает пропускную споИзм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 собность сети 100 Мбит/с. Также кабель категории 5е может обеспечить пропускную способность 1 Гбит/с, что оставляет возможность модернизации сети по пути увеличения быстродействия. Коммуникационные параметры стандарта 100BaseTX: используется 150-омная экранированная витая пара (две пары проводников) EIA/TIA type 1 или 1А или 100-омная неэкранированная витая пара (две пары проводников) категории 5, 5е; скорость передачи – 100 Мбит/с; расстояние между узлами – не более 100 метров.” Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 Логическое проектирование ЛВС
Нагрузка на сеть это объем данных, реально передаваемый по сети в единицу времени. Расчет нагрузки на сеть осуществляется по формуле:, где n – число компьютеров в сети, vi – нагрузка на один компьютер в сети. Расчет нагрузки на один компьютер в сети осуществляется по формуле: , где D – количество переданных данных, t – время, за которое были переданы данные. В данном случае: D = 100 Mb, t = 60 секунд, тогда ≈ 1,6 Mб/сек. Тогда нагрузка на сеть составляет: ≈70Mбайт/сек. Пропускная способность это максимально возможная для данной сети скорость передачи данных, которая определяется битовой скоростью и рядом других ограничивающих факторов (длительность интервалов между передаваемыми блоками данных, объем передаваемой по сети служебной информации и др.). Значения пропускной способности для сетевых технологий известны и приводится в стандарте. В большинстве случаев можно принять пропускную способность равной битовой скорости (100 Мбит/с). составляет 100 Mбит/сек = 12.5Mб/сек. Коэффициент использования сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности. Коэффициент использования сети рассчитывается по формуле: Несмотря на то, что скорость передачи данных в сети определенной технологии всегда одна и та же, производительность сети уменьшается с увеличением объема передаваемых данных. Во-первых, объем передаваемых данных (трафик) делится между всеми компьютерами сети. Во-вторых, даже та доля пропускной способности разделяемого сегмента, которая должна приходится на один узел, очень часто ему не достается из-за особенностей работы механизма доступа к общей среде передачи данных. После определенного предела увеличение коэффициента использования сети приводит к резкому уменьшению реальной скорости передачи данных. Потери времени, связанные с работой механизма доступа к разделяемой среде зависят от характера обращений компьютеров к сети и не могут быть точно рассчитаны, поэтому для обеспечения достаточИзм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10 ной производительности задается предельное значение коэффициента использования сети, при котором сеть будет быстро реагировать на обращения пользователей. Расчеты, приведенные ранее, показали необходимость выполнения логической сегментации ЛВС. Для сбалансированной работы сети сегментация должна происходить с учетом следующих основных соображений: В данной работе при проектировании сети используется метод микросегментации, основанный на использовании коммутаторов. К коммутатору при этом подключаются не сегменты сети, а отдельные узлы – сервера и рабочие станции. Каждое такое соединение является разделяемой средой только для сетевой карты компьютера и порта коммутатора. Нагрузка на сегмент сети равна в этом случае трафику, приходящемуся на данный узел. При использовании метода микросегментации коммутатор и рабочая станция соединяются двумя физически разделенными каналами и все узлы конкретного сетевого сегмента должны поддерживать полудуплексный режим. Дуплексный режим может быть реализован только при непосредственном соединении портов оконечного оборудования. Для обеспечения хорошей производительности сети следует использовать неблокирующие коммутаторы. Варианты доступа в Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 11 Интернет Специфическое расположение школы накладывает определенные ограничения на доступ в Интернет. Наши специалисты советуют рассмотреть заказчику несколько вариантов для доступа в Интернет, особое внимание хотелось уделить технологиям беспроводного доступа таким как: Спутниковый интернет и Радиорелейная передача данных. Проводные технологии будут дороги при условии подключения единственной школы в районе, если будет возможность обсудить с районной администрацией подключение всего населенного пункта, или деревни то проводной доступ будет менее затратным. Беспроводные технологии так же имеют свои ограничения, при использовании спутникового интернета накладываются ограничения по скорости доступа и стоимости доступа в Интернет, в основном Российские провайдеры спутникового интернета предоставляют доступ на скорости 5Мбит/С ,но через спутник можно загружать фалы на скорости до 1Гбит/С но такое выделение канала будет неоправданно дорогим для единственной школы. Если школа находится в определенной досягаемости до крупных городов, где провайдеры предоставляют доступ в Интернет, то возможно подписать контракт на создание радиорелейного канала до школы, но монтаж оборудования будет так же крайне дорог. Из-за всех накладываемых ограничений, в конечный проект ЛВС не внесена конкретная технология и конечная стоимость оборудования для доступа в Интернет . Но логическая схема демонстрирует возможную организацию доступа через спутник. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 12 Логическая структура сети Общая структура сети Внутренняя школьная сеть Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13 План ЛВС первого этажа План ЛВС второго этажа План ЛВС компьютерного класса Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 14 В приложении к курсовой работе добавлена электронная версия схемы сети школы, по заданным параметрам. Вносить схемы в курсовую работу каждого кабинета оборудованным одним компьютером или сервером не имеет смысла. При необходимости обсуждения проекта можно обратиться к электронной версии схемы созданной в программе Net Cracker.Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 15 Этап физического проектирования В качестве физической среды передачи данных при использовании технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet наиболее оптимальным решением является выбор неэкранированной витой пары пятой категории как физической среды ориентированной на поддержку высокоскоростных протоколов. В качестве сетевых адаптеров были выбраны продукты компании D-Link (одной из крупнейших компаний, производящих сетевое и коммуникационное оборудование): DFE-520TX (для рабочих станций) и DFE-530T (для серверов), как обеспечивающие оптимальное сочетание цены и качества, и обладающие необходимым набором функций для обеспечения работы сети. В качестве коммутаторов также были выбраны продукты компании D-Link за свое соотношение цены и качества для данного проекта: D-Link DGS-1024D/GE. Для маршрутизации и общего выхода в Интернет был использован D-Link DSR-1000. D-Link DSR-1000 – это высокопроизводительный широкополосный маршрутизатор с функциями безопасной передачи данных. Маршрутизатор D-Link DSR-1000 оснащен мощным 32-битным процессором RISC и достаточным количеством оперативной памяти для выполнения задач по обеспечению секретности данных. Маршрутизация осуществляется без задержек в передаче данных и без потерь, с шифрованием DES/3DES и прочими функциями безопасности.
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 16
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 17
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 18 Производитель D-Link Модель DES-1016D Сетевые стандарты IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet, IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet, ANSI/IEEE 802.3 NWay режим автоопределения. CSMA/CD Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 19 Скорость передачи данных Ethernet: 10Mbps (полу-дуплекс) или 20Mbps (полный дуплекс) Fast Ethernet: 100Mbps (полу-дуплекс) или 200Mbps (полный дуплекс) Порты коммутатора 16 Портов 10/100Mbps Автоопределение MDI/MDIX на каждом порт. Управление Неуправляемый Автоопределение скорости Есть Буфер 0.5 Mб MAC Address Table Таблица MAC-адресов 8K на устройство Автоматическое обновление таблицы MAC -адресов. Метод коммутации Безопасная схема коммутации store-and-forward Дополнительные возможности Автоопределение MDI/MDIX на каждом порту Контроль за трафиком для предотвращения потери данных на каждом порту Автоопределение сетевой конфигурации Фильтрация пакетов. Индикаторы 10 Мбит/сек на порт 100 Мбит/сек на порт Питания Активности на каждом порту. Стандарты безопасности FCC Class A, CE Class A, C-Tick, VCCI Class A, UL, CB Габариты 280 x 180 x 44 мм Вес 1.2 кг Сайт производителя http://www.d-link.ru Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 20 Производитель D-Link Модель DSR-1000 Интерфейс Ethernet: + 2 WAN-порта 10/100/1000 Мбит/с + 4 LAN-порта 10/100/1000 Мбит/с • 2 порта USB 2.0 • Консоль: 1 RJ-45 Производительность • Пропускная способность межсетевого экрана7: 130 Мбит/с • Пропускная способность VPN9: 70 Мбит/с • Количество одновременных сессий: 60000 • Количество новых сессий (в секунду): 600 • Политики: + 100 правил (для каждой функции) + 600 правил (для межсетевого экрана) Тип Интернет-соединения • Статический/Динамический IP-адрес • PPPoE/ L2TP/ PPTP • Multiple PPPoE Межсетевой экран • Статический маршрут • Динамический маршрут • Динамический DNS: RIPv1, RIP v2, OSPF6 • Маршрутизация между VLAN • NAT, PAT • Фильтрация Web-содержимого: Статический URL-адрес, ключевые слова • Система предотвращения вторжений (IPS): Пакет сигнатур, входящий в комплект ПО Сеть • Сервер/Клиент DHCP • DHCP Relay • IEEE802.1q VLAN • VLAN (на основе порта) • IP Multicast: IGMP Proxy • IPv6 • Функция Route Failover • 3G Redundancy • Функция Outband Load Balancing Виртуальная частная сеть (VPN) • VPN-туннели: 35 • Методы шифрования: DES • Сервер IPSec/PPTP/L2TP • IPSec NAT Traversal • Функция Dead Peer Detection • IP Encapsulating Security • Payload (ESP) • IP Authentication Header (AH) • VPN Tunnel Keep Alive • Hub and Spoke Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 21 Управление полосой пропускания • Управление максимальной полосой пропускания • Приоритетное управление полосой пропускания: QoS на основе порта 3 класса Управление системой • Web-интерфейс пользователя: HTTP, HTTPS • Командная строка • SNMP: v1, v2c, v3 Разъемы LAN 4 х RJ45 порта Ethernet 10/100 Мбит/сек. Прочие разъемы 1 порт DB-9 RS-232 для подключения ISDN TA или аналогового модема. Питание (от БП). Максимальная потребляемая мощность 17.2 Вт Условия эксплуатации Рабочие температуры - 5° - 45° C, Температуры хранения - 20° - 70° C. Габариты 180 х 280 х 44 мм Рабочая влажность От 5% до 95% без образования конденсата Сайт производителя http://www.d-link.ru/ Сводная таблица использованного сетевого оборудования
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 22 Пассивное сетевое оборудование Провода проведены по стене, используется короб для его скрытия. Провода между этажей проводятся через коммуникационный стояк. Кабель UTP 4 cat 5e. Характеристики кабеля
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 23 Смета на оборудование
Итого: 38048р Смета приведена без учета стоимости активного оборудования для доступа в интернет (обсуждается отдельно с заказчиком), монтажа оборудования и расходных материалов (короба, саморезы, разъемы и прочее)Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 24 Структурная схема ЛВС - сетевой кабель от коммутатора до рабочей станции. - сетевой кабель между активным оборудованием - рабочая станция - сервер - коммутатор D-Link DES-1024D/GE (24 порта) - маршрутизатор D-Link DSR-1000 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 25 План сети 1 этажа План сети 2 этажаИзм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 26 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 27 Заключение На основе предоставленных данных спроектирована сеть школы, удовлетворяющая следующим условиям:
Построенная сеть имеет возможность масштабируемости с последующим переходом к перспективным технологиям и отвечает требованиям современной техники. Список литературыИзм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 28
|
Курсовая работа по дисциплине «Организация эвм» Тема: «Устройства ввода настоящего и будущего» Московский Государственный Институт Электроники и Математики (Технический Университет) | Курсовая работа Компьютерная графика Савин И. И. 16. 12. 2008 Работа... Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | ||
Реферат по дисциплине «Культурология» на тему «Искусство как форма протеста (дадаизм)» Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Рабочая программа по дисциплине «Дискретная математика» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники... | ||
Рабочая программа Наименование дисциплины «Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)» | Рабочая программа Наименование дисциплины Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | ||
Рабочая программа Наименование дисциплины Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Рабочая программа Наименование дисциплины Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | ||
Рабочая программа Наименование дисциплины Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Рабочая программа Наименование дисциплины Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | ||
Реферат в аспирантуру на тему: «Организация видеопроизводства» Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Негосударственное образовательное частное учреждение высшего профессионального образования | ||
Московский Государственный Институт Электроники и Математики (Технический... Учебно-методическое пособие по курсу «Философия права». Таганрог: Изд-во трту, 2005. 23 с | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | ||
Рабочая программа Наименование дисциплины : Видеотехнологии Номер... Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Рабочая программа Наименование дисциплины : Компьютерная графика... Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) |