Разработка компьютерной сети для библиотеки

Последующий алгоритм работы таков  — пакет данных GRE, передаваемый отправителем адресату начинает следовать  по пути, проложенному маркером. Пакет  передаётся до тех пор, пока не доберётся до получателя.

Достоинства

• Простота установки;
• Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
• Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки

• Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
• Сложность конфигурирования и настройки;
• Сложность поиска неисправностей.

Наиболее широкое применение получила в оптоволоконных сетях.

Просмотрев 3 варианта: я выбираю  древовидную топологию, т.е. топология, состоящая из нескольких звездных. Преимущество данного выбора является в том, что по плану здания эта  топология наиболее подходящая к моему проекту.

 

1.3 Сетевые среды передачи

Средой передачи информации называются те линии связи (или каналы связи), по которым производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются проводные или кабельные каналы связи. (Хотя существуют и беспроводные сети).

• кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые делятся на экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP);
• коаксиальные кабели (coaxial cable);
• оптоволоконные кабели (fiber optic).

Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при выборе типа кабеля надо учитывать как особенности  решаемой задачи, так и особенности  конкретной сети, в том числе и используемую топологию.

Коаксиальный  кабель(рис 4) — вид электрического кабеля. Состоит из двух цилиндрических проводников, сносно вставленных один в другой. Чаще всего используется центральный медный проводник, покрытый пластиковым изолирующим материалом, поверх которого идёт второй проводник — медная оплётка или алюминиевая фольга с оплёткой из медных луженых проволок. Современный телевизионный коаксиальный кабель имеет внутренний проводник из омедненной стали, внутренний диэлектрик из вспененного полиэтилена и экранирование фольгой и стальной оплеткой. Некоторые кабели (напр.кабель фирмы COMMSCOPE) имеет два слоя фольги, между которыми находится стальная оплетка. Благодаря совпадению центров обоих проводников потери на излучение практически отсутствуют; одновременно обеспечивается хорошая защита от внешних электромагнитных помех. Поэтому такой кабель обеспечивает передачу данных на большие расстояния и использовался при построении компьютерных сетей (пока не был вытеснен витой парой). Используется в сетях кабельного телевидения и во многих других областях. Основной характеристикой кабеля является волновое сопротивление. В зависимости от этой величины и толщины коаксиальный кабель делится на несколько категорий. Компьютерные сети на основе этого кабеля обычно требуют наличия терминаторов на оконечных точках. Существует два основных типа коаксиального кабеля:

Тонкий (thin). Был наиболее распространённым кабелем для построения локальных сетей. Диаметр примерно 6 миллиметров и значительная гибкость позволяют ему быть проложенным практически в любых местах. Кабели соединяются друг с другом и с сетевой платой в компьютере при помощи Т-коннектора BNC (British Naval Connector). На обоих концах сегмента должны быть установлены терминаторы. Поддерживает передачу данных до 10 Мб/с на расстояние до 185 метров.

Толстый (thick). Более толстый, по сравнению с предыдущим кабель — около 12 миллиметров в диаметре, имеет более толстый центральный проводник. Плохо гнется и имеет значительную стоимость. За счёт более толстого проводника передачу данных можно  осуществлять на расстояние до 500 метров со скоростью 10 Мбит/с

Тонкий кабель используется для передачи на меньшие расстояния, чем толстый, так как в нем  сигнал затухает сильнее. Зато с тонким кабелем гораздо удобнее работать: его можно оперативно проложить к каждому компьютеру, а толстый требует жесткой фиксации на стене помещения.

 

Рис 4. Киоксальный кабель

Оптоволоконный  кабель

Оптоволокно — это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи.

Простой принцип действия позволяет использовать различные методы, дающие возможность создавать самые разнообразные оптоволокна:

• Одномодовые оптоволокна
• Мультимодовые оптоволокна
• Оптоволокна с градиентным показателем преломления
• Оптоволокна со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.

Из-за физических свойств оптоволокна  необходимы специальные методы для  их соединения с оборудованием. Оптоволокна  являются базой для различных  типов кабелей, в зависимости  от того, где они будут использоваться.

Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети, вследствие своей гибкости, позволяющей даже завязывать кабель в узел. Несмотря на то, что волокна могут быть сделаны из прозрачного пластичного оптоволокна или кварцевого волокна, волокна, использующиеся для передачи информации на большие расстояния, всегда сделаны из кварцевого стекла, из-за низкого оптического ослабления электромагнитного излучения. В связи используются многомодовые и одномодовые оптоволокна; мультимодовое оптоволокно обычно используется на небольших расстояниях (до 500 м), а одномодовое оптоволокно — на длинных дистанциях.

Витая пара (twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а так же взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различной частотой. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, ARCNet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в установке, является самым распространённым для построения локальных сетей.(рис 5)

 

Рис 5. Витая пара

 

Кабель подключается к сетевым  устройствам при помощи соединителя RJ-45, немного большим, чем телефонный соединитель RJ11.

В зависимости от наличия защиты -электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии.

• Незащищенная витая пара:
• неэкранированная витая пара (UTP — Unscreened twisted pair) — экранирование полностью отсутствует;
• Защищенная витая пара:
• защищенная витая пара (STP — Shielded twisted pair) — присутствует экран для каждой пары.

Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних, и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.

В качестве кабельной  системы для моей сети выбираем кабель «витая пара». Так как данный вид кабеля является наиболее дешевым  соединением, позволяет передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, является самым гибким, не вызывает особых сложностей при монтаже, длина сегмента не превышает 100 метров.

 

Серверы

 

Сервер в сети клиент/сервер представляет собой ПК с жестким  диском большой емкости, на котором  можно хранить приложения и файлы, доступные для других ПК в сети. Сервер может также управлять доступом к периферийным устройствам (таким как принтеры) и используется для выполнения сетевой операционной системы (NOS, Network Operating System).

После определения серверной  комнаты, необходимо определить в зависи-мости  от количества компьютеров и сетевого периферийного оборудования в сети, возможности роста их количества в будущем, т.е. расширения сети. Учитывая эти факторы необходимо предусмотреть и запланировать оборудо-вание серверной комнаты.

К оборудованию серверной  комнаты относятся активное оборудование: концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, модемы, серверы, мини-АТС, источник бесперебойного питания (ИБП), 

Например, если число  компьютеров около 50 и больше, то необходимо спроектировать на предприятии  структурированную кабельную систему (Structured Cabling System, SCS) и серверную стойку (шкаф - Rack). Количество компьютеров и сетевого периферийного оборудования (например сетевых принтеров) и серверов в сети влияет на количество  портов коммуникационного оборудования.

Сетевое оборудование (коммутаторы, концентраторы) могут поставляться с разным количеством портов (5, 8, 16, 24, 36, 48 и т.д.) в зависимости от размера вашей сети. Если количество количество компьютеров в вашей сети больше 48, имеет смысл использовать в вашей сети 3 коммутатора по 24 порта (или 1 коммутатор на 48 портов и 1 коммутатор на 24 порта), например, так как к дополнительным портам можно подключить серверы, сетевые принтеры и другое сетевое оборудование. Для подключения серверов желательно предусмотреть в коммутаторе несколько портов по 1 Гбит/сек. При этом остальные порты (для рабочих станций, сетевых принтеров) могут быть 10/100 Мбит/сек.

Если в задании определен  мини АТС (Автоматическая телефонная станция, PBX) то необходимо определить сколько телефонных абонентов может быть в сети. Необходимо предусмотреть возможность роста коли-чества абонентов в сети  в будущем, например потребуется допустим на каждом рабочем месте установить телефон. При выборе мини АТС предусматривается определенная емкость телефонной станции (количество телефонных абонентов).

На рис.6 приведена 19” (483 мм) серверная стойка (Rack – шкаф высотой 31 U) в котором размещено монтируемое в стойку (rack mounted) сетевое оборудование. Высота 1U (Unit) равна 1,75” (44,5 мм).

В данной стойке предусмотрено 48 порта RJ-45 для подключения рабочих станций и сетевых принтеров и 8 портов для подключения телефонов, факсов или другого сетевого оборудования.

Условные обозначения: Rack – телекоммуникационный шкаф высотой 31 U и типораз-мером в 19”; PBX – миниАТС (5 U); Patch panel – коммутационная или распределительная ранель; Switch – коммутатор; Modem – модем; LCD monitor – ЖК монитор; Server – Сервер; Keyboard tray – Клавиатура;  UPS – Источник бесперебой-ного питания; Shelf – Полка для укладки патч-кордов;

Рис 6. Оборудование серверной комнаты

 

Концентраторы

 

Сетевой концентратор или Хаб — сетевое устройство, для объединения нескольких устройств в общий сегмент. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

• количество портов — разъёмов для подключения сетевых линий, обычно выпускаются концентраторы с 4, 5, 6, 8, 16 и 24 портами (наиболее популярны с 8 и 16). Концентраторы с большим количеством портов значительно дороже. Однако концентраторы можно соединять каскадно, друг к другу, наращивая количество портов сегмента сети. В некоторых для этого предусмотрены специальные порты.
• скорость передачи данных — измеряется в Мбит/с, выпускаются концентраторы со скоростью 10, 100 и 1000. Кроме того, в основном распространены концентраторы с возможностью изменения скорости, обозначаются как 10/100/1000 Мбит/с. Скорость может переключаться как автоматически, так и с помощью перемычек или переключателей. Стоит помнить, что если хотя бы одно устройство присоединено к концентратору на скорости нижнего диапазона, он будет передавать данные на все порты с этой скоростью.
• тип сетевого носителя — обычно это витая пара или оптоволокно, но существуют концентраторы и для других носителей, а также смешанные, например, для витой пары и коаксиального кабеля.

В качестве хаба я выбираю: 48-port 10/100/1000 Cisco Systems Linksys SRW2048 (48-port Gigabit Switch with Web View) MANAGED Switches

Традиционные концентраторы поддерживают только один сетевой сегмент, предоставляя всем подключаемым к ним пользователям одну и ту же полосу пропускания.

Концентраторы с коммутацией портов или сегментируемые концентраторы (такие как концентраторы семейства SuperStack II PS Hub) позволяют свести данную проблему к минимуму, выделив пользователям любой из четырех внутренних сегментов концентратора (каждый из этих сегментов имеет полосу пропускания 10 Мбит/с). Подобная схема дает возможность гибко распределять полосу пропускания между пользователями и балансировать нагрузку сети.

Двухскоростные  концентраторы (dual-speed) можно с выгодой использовать для создания современных сетей с совместно используемыми сетевыми сегментами. Они поддерживают существующие каналы Ethernet 10 Мбит/с и новые сети Fast Ethernet 10 Мбит/с, автоматически опознавая скорость соединения, что позволяет не настраивать конфигурацию вручную. Это упрощает модернизацию соединений - переход от сети Ethernet к Fast Ethernet, когда необходима поддержка новых приложений, интенсивно использующих полосу пропускания сети, или сегментов с большим числом пользователей.