Разработка компьютерной сети для библиотеки

Кроме того, концентраторы  служат центральной точкой для подключения  кабелей, изменения конфигурации, поиска неисправностей и централизованного управления, упрощая выполнение всех этих операций.

 

Коммутаторы

 

Switch (коммутатор)  
1. Многопортовое устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами.  
2. В сети с коммутацией пакетов - устройство, направляющее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных (data PABX).

Коммутатор предоставляет  каждому устройству (серверу, ПК или  концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент. Как и двухскоростные концентраторы, новейшие коммутаторы часто конструируются для поддержки 10 или 100 Мбит/с, в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства. Если они оснащаются средствами автоматического опознавания скорости передачи, то могут сами настраиваться на оптимальную скорость - изменять конфигурацию вручную не требуется.

 

Принцип работы коммутатора

 

В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную  рассылку всех пакетов, принимаемых  по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают MAC-адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства (аналогично тому, как почтальон по почтовому адресу определяет, куда нужно доставить письмо). В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность, а эти два фактора являются критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес приложений.

Коммутация завоевывает  популярность, как простой, недорогой  метод повышения доступной полосы пропускания сети. Современные коммутаторы нередко поддерживают такие средства, как назначение приоритетов трафика (что особенно важно при передаче в сети речи или видео), функции управления сетью и управление многоадресной рассылкой.

 

Маршрутизаторы

 

Маршрутизаторы могут  выполнять следующие простые  функции:

• Подключение локальных сетей (LAN) к территориально-распределенным сетям (WAN).
• Соединение нескольких локальных сетей.

 

Маршрутизаторы зависят  от используемого протокола (например, TCP/IP, IPX, AppleTalk) и, в отличие от мостов и коммутаторов, функционирующих на втором уровне, работают на третьем или седьмом уровне модели OSI. Производительность маршрутизатора в плане объема передаваемых данных в секунду обычно пропорциональна его стоимости. Поскольку маршрутизатор работает на основе протокола, он может принимать решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами, как стоимость, скорость доставки и т.д. Кроме того, маршрутизаторы позволяют эффективно управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая передачу данных только в нужные порты.

 

Серверы удаленного доступа

 

Если вам нужно обеспечить доступ к сети удаленных пользователей, устанавливающих коммутируемое соединение из дома или во время поездки, можно инсталлировать сервер удаленного доступа. Это устройство позволяет нескольким пользователям подключаться к сети по телефонной линии (набирая один телефонный номер) и обращаться к сетевым ресурсам, как и при работе в офисе. Кроме того, такие серверы могут предусматривать защиту от несанкционированного доступа пользователей.

Маршрутизаторы перемещают данные, выявляя оптимальный маршрут  от отправителя к получателю. Здесь  локальная сеть ЛС 1 осуществляет передачу через ЛС 3 в ЛС 5, однако в случае отказа соединения между ЛС 1 и ЛС 3, данные могут направляться через ЛС 4.

 

Модемы

 

Модемы позволяют пользователям  ПК обмениваться информацией и подключаться к Internet по обычным телефонным линиям. Название "модем" обусловлена  от функцией устройства и означает "модулятор/демодулятор". Модем модулирует цифровые сигналы, поступающие от ПК, в аналоговые сигналы, передаваемые по телефонной сети общего пользования, а другой модем демодулирует эти сигналы на приемном конце, снова преобразуя их в цифровую форму.

В отличие от маршрутизаторов, обеспечивающих общий внешний доступ пользователей, модем поддерживает в каждый момент только одно соединение. При этом предусматривается такая же оплата, как за телефон, включая стоимость услуг междугородной связи. Инсталляция модемов на центральном сетевом сервере может обеспечить их совместное использование. Для ПК применяются встроенные и внешние модемы, а для портативных компьютеров обычно используются модемы формата PC Card. Самые быстрые современные модемы поддерживают скорость 56 Кбит/с.

 

1.4 Сетевые технологии

 

Ethernet

 

Ethernet - самая популярная  технология построения локальных  сетей. Основанная на стандарте IEEE 802.3, Ethernet передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Ethernet устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале ("прослушивают" его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Ethernet передает данные. Каждая рабочая станция в этом сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей. Такая схема наиболее действенна при небольшом числе пользователей или незначительном количестве передаваемых в сегменте сообщений. При увеличении числа пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В этом случае оптимальное решение состоит в увеличении числа сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Между тем в последнее время наблюдается тенденция предоставлять каждой настольной системе выделенные линии 10 Мбит/с. Эта тенденция определяется доступностью недорогих коммутаторов Ethernet. Передаваемые в сети Ethernet пакеты могут иметь переменную длину.

 

Fast Ethernet

 

В сети Fast Ethernet применяется  та же базовая технология, что и  в Ethernet - множественный доступ с контролем  несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Обе технологии основаны на стандарте IEEE 802.3. В результате для создания сетей обоих типов можно использовать (в большинстве случаев) один и тот же тип кабеля, одинаковые сетевые устройства и приложения. Сети Fast Ethernet позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с, то есть в десять раз быстрее Ethernet. При усложнении приложений и увеличении числа обращающихся к сети пользователей такая повышенная пропускная способность может помочь избавиться от "узких мест", вызывающих увеличение времени отклика сети.

 

Преимущества  сетевых решений 10/100 Мбит/с

 

Недавно появилось новое  решение, обеспечивающее одновременно широкую совместимость решений 10-Мбит/с Ethernet и 100-Мбит/с Fast Ethernet. "Двухскоростная" технология 10/100-Мбит/с Ethernet/Fast Ethernet позволяет таким устройствам, как сетевые платы, концентраторы и коммутаторы, работать с любой из этих скоростей (в зависимости от того, к какому устройству они подключены). При подсоединении ПК с сетевой платой 10/100-Мбит/с Ethernet/Fast Ethernet к порту концентратора 10 Мбит/с он будет работать со скоростью 10 Мбит/с. Если же подключить его к 10/100-Мбит/с порту концентратора (такого как 3Com SuperStack II Dual Speed Hub 500), то он автоматически опознает новую скорость и поддерживает 100 Мбит/с. Это дает возможность постепенно, в нужном темпе переходить на более высокую производительность. Кроме того, такой вариант позволяет упростить оборудование сетевых клиентов и серверов для поддержки нового поколения приложений, интенсивно использующих полосу пропускания и сетевые службы.

 

Gigabit Ethernet

 

Сети Gigabit Ethernet совместимы с сетевой инфраструктурой Ethernet и Fast Ethernet, но функционируют со скоростью 1000 Мбит/с - в 10 раз быстрее Fast Ethernet. Gigabit Ethernet - мощное решение, позволяющее устранить "узкие места" основной сети (куда подключаются сетевые сегменты, и где находятся серверы). "Узкие места" возникают из-за появления требовательных к полосе пропускания приложений, все большего увеличения непредсказуемых потоков трафика интрасетей и приложений мультимедиа. Gigabit Ethernet предоставляет способ плавного перевода рабочих групп Ethernet и Fast Ethernet на новую технологию. Такой переход оказывает минимальное влияние на их деятельность и позволяет достичь более высокой производительности.

 

ATM

 

ATM (Asynchronous Transfer Mode) или  режим асинхронной передачи - это  технология коммутации, в которой для пересылки данных применяются ячейки фиксированной длины. Функционируя с высокими скоростями, сети ATM поддерживают интегрированную передачу речи, видео и данных в одном канале, выполняя роль и локальных и территориально-распределенных сетей. Поскольку их работа отличается от разновидностей Internet и требует специальной инфраструктуры, такие сети в основном применяются в качестве магистральных сетей (backbone), соединяющих и объединяющих сетевые сегменты.

 

Глава 2  Практическая часть

 

 

2.1 Постановка задачи

 

Разработка   кабельной  системы библиотеки.

Дано: Помещение, а также предлагаемое для использования в библиотеке оборудование:

• для отдела № 1 (поиск литерату-ры) – 30 компьютеров, сетевой принтер;
• для отдела № 2 (читальный зал)  – 2 компьютера, принтер;
• для отделов № 3 (хранилище книг) – 4 компьютера, 2 принтера, 1 телефон;
• для отдела № 4 (прием/выдача книг) – 2 компьютера, 1 принтер и 1 телефон.

Задание: Предложить  оптимальное решение для размещения оборудо-вания и построения кабельной системы сети

 

2.2 Планирование структуры сети

Способ управления сетью.

В данном примере используется иерархическая структура сети (с  выделенным сервером) с топологией звезда.

 

План помещений

Рис 7. План помещения

 Рис 8. План расстановки оборудования

 

1. 4 отдела
2. 1-38 рабочих мест

 

Условные обозначения:

 

Рис 9. Условные обозначения сетевого оборудования и серверных установок

 

                                                                                                                                                                                                           

• Rack – шкаф высотой 42 U и типоразмером в 19”;
• PBX – миниАТС (5 U);
• Patch panel – коммутационная или распределительная панель;
• Switch – коммутатор;
• Modem – модем;
• LCD monitor – ЖК монитор;
• Server – Сервер;
• Keyboard tray – Клавиатура; 
• UPS – Источник бесперебойного питания;
• Shelf – Полка для укладки патч-кордов;
• Computer – Рабочая станция (компьютер);
• Printer – Сетевой принтер;
• Telephone – телефон;
• Directory connector – трасса кабелей;

 

 

 

 

 

Структурный план

 

Рис 10. Структурный план

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор сервера

 

Сервер – это компьютер, предоставляющий общие ресурсы пользователям сети. Параметры сервера:

1. высокая производительность (чтение, обработка и запись данных);
2. быстрый обмен периферийными устройствами;
3. надежность (так как сервер работает круглые сутки);

Немалую роль играет возможность  расширения системы и простота ее модернизации, так как в будущем наша сеть возрастет.  Оперативная память должна быть максимального объема, если требуется устанавливать мощный процессор. Несомненно, что жизненно важным параметром любого сервера является источник бесперебойного питания. ИБП позволяет в случае пропадания напряжение в электросети  по крайней мере правильно завершить работу ОС и выключить сервер. Для  сервера подходит следующее аппаратное обеспечение:

• Процессор – 2 x CPU S-604 Intel® Xeon® 3.2 Ghz;
• Мат. Плата – MB SE7520JR2
• Оперативная память – 2 x DIMM DDR2 ECC 2048 M PC-333 KINGSTONE;
• Видеосистема – ATI RAGE XL SVGA controller with 8MB of video memory
• Жесткий диск – 4 x HDD 500 GB SATA Seagate Barracuda;
• Накопитель – FDD, DVD-R+R/-RW+RW Drive Black;
• Монитор - 19" SAMSUNG SM943N 0.294mm, (1280х1024@75), 5ms, 300 cd/m2, 800:1, VGA, D-Sub, DVI, TCO03 black;
• Сетевая карта– NET PCI 10/100 Cisco Systems Linksys LNE100TX (OEM).

 

2.4 Выбор сетевого программного обеспечения

 

Основными разработчиками сетевых программных продуктов  для серверных ЛВС являются фирмы Novell и Microsoft.  На основании сетевых операционных систем в качестве сетевой ОС для нашей сети выбираем Microsoft Windows 2008 Server. Сервер нашей сети работает  под управлением Microsoft Windows 8 Server. На рабочих станциях установлена операционная система  Microsoft Windows 7 Professional.

Выпустив операционную систему Windows 2008, компания Microsoft сделала серьезный шаг к тому, чтобы Windows  (NT – NewTechnology) стала корпоративным стандартом проведения вычислений. Windows 2008 – один из самых крупных, когда-либо реализованных проектов создания программного обеспечения; программный код этой операционной системы содержит 40-65 миллионов символов. Над проектом работало свыше 2000 программистов, в Windows 2008 Server включены новые технологии, разработанные 24 компаниями.

Компания Microsoft действительно уделила повышенное внимание тому, чтобы сделать Windows 20008 более стабильной, менее склонной к зависаниям, легче настраиваемой и требующей перезагрузки в меньшем количестве случаев. По словам Джима Олчина, вице-президента компании, если Windows NT 4.0 требовала перезагрузки в 75 различных ситуациях, то  Windows 2008 – только в пяти. Каждый, кто когда-либо сталкивался с установкой и настройкой параметров Windows NT 4,0, будет только приветствовать эти сведения. Раньше простое изменение параметров протокола TCP/IP требовало обязательной перезагрузки системы. В Windows 2008 Server это не так.