Разработка вычислительной сети для сети магазинов розничной торговли инструментами и строительными материалами

Следовательно, так как информация о доступной продукции в магазинах, на складах и ее электронный перечень будет храниться в базе данных, то для того, чтобы работа данной сети магазинов была как можно более оперативной и слаженной необходимо связать компьютеры каждого здания (филиала) локальной вычислительной сетью, которые в свою очередь будут связаны между собой.

 

3. Функциональная схема работы ПО

1. Характер необходимого программного обеспечения

 

Поскольку данная сеть будет построена  в архитектуре клиент-сервер, в  каждом из филиалов сети будет находиться выделенный сервер БД.

В качестве сервера БД будем использовать Microsoft SQL Server 2005, на сервере, находящимся  в отделе серверная будет стоять сервер БД, а на машинах операторов – клиенты.

Управление компьютерами, составляющими  локальную сеть, будет осуществляться с помощью сетевой операционной системой  Windows 2003 Server. На клиентах будет установлена операционная система Microsoft Windows XP SP3.

Кроме того, будут установлены офисные  приложения от Microsoft Office 2007 SP2. Для обеспечения безопасности на  сервере будет установлен Firewall Agnitum Outpost 4.7.

2. Потоки информации, их объемные и частотные характеристики

 

Филиалы сети будут иметь базу, полученную с оптовых складов и других магазинов, содержащую информацию о продукции, имеющихся в наличие, для получения оперативной информации операторами. Кроме того, на одном из серверов сети будет храниться база данных с  информацией о всей продукции. Ежедневно операторы филиалов будут отправлять на этот сервер БД информацию о купле-продаже продукции. Также в базу этого сервера с БД о всей продукции будет поступать информация о клиентах, которые оставили заказ на тот или иной товар. Эта информация будет поступать сразу же после осуществления заказа. К главному серверу организации будет иметь доступ и директор сети магазинов в случае его нахождения в одном из филиалов. Это обеспечит необходимую мобильность нашей сети.

Филиалы будут иметь возможность взаимодействия друг с другом для получения информации о наличии необходимой информации, отсутствующей в другом филиале сети.

Запрос к базе данных будет осуществляться по мере необходимости, в случае отсутствия необходимой продукции в другом филиале сети.

Филиалы обмениваются разнородной документацией (документы Word, Excel, PDF) небольшого размера для чего они, используют электронную почту.

 

4. Оценка (расчет) требуемой скорости передачи данных в сети

 

Для удобства работы запрос должен выполняться не более 1 сек, поэтому подсчёт трафик будет вестись в Мбитах в секунду.

 

Здесь мы будем проводить расчет приблизительных значений скоростей  передачи данных по сети. Так как для определения таких показателей нужны определенные математические приемы и модели системы, что выходит за рамки данного предмета, будем считать, что исходные значения нам уже известны.

 

Рассчитаем максимальную скорость, которую должна обеспечивать локальная  сеть.

50 000 кбайт * 1000 записей = 50 000 000 кбайт = 48828,125 Мбайт = 13,56 Мбит/с

 

Исходя из выше изложенного, необходимо обеспечить скорость передачи порядка 100 Мбит/с.

5. Технология построения сети

1. Обзор и анализ возможных технологий для решения поставленной задачи

1. Технологии локальных сетей

 

Fast Ethernet

В настоящее время существует несколько  подстандартов технологии:

 

1. 100Base-TX

В качестве топологии выступает  топология пассивная звезда. Для  построения сети используется витая пара UTP5 или STPType1. Количество используемых пар кабеля – 2. Максимальная длина сегмента – 100 метров. Для подключения сетевого кабеля к адаптеру и концентратору используются 8-контактные разъемы типа RJ-45.Максимальное количество точек подключения к сегменту – 1024. Максимальное количество сегментов 3. При максимальной длине сегмента кабеля в 100 м это дает максимальную длину сети 100Base-TX в 205 м. Максимальное количество узлов сети -  3072 узла.

 

2. 100Base-T4

В качестве топологии выступает  топология звезда. Для построения сети используется витая пара UTP3, UTP4, UTP5. Количество используемых пар кабеля - 4 (3 - обмен данными, 1 - определение коллизий). Максимальная длина сегмента – 100 метров. Для подключения сетевого кабеля к адаптеру и концентратору используются 8-контактные разъемы типа RJ-45.Максимальное количество точек подключения к сегменту – 1024. Максимальное количество сегментов - 3. При максимальной длине сегмента кабеля в 100 м это дает максимальную длину сети 100Base-T4в 205 м. Максимальное количество узлов сети -  3072 узла.

 

3. 100Base-TF

Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексном режиме (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полнодуплексном режиме по многомодовому оптическому волокну и до 32 километров по одномодовому.

 

 

Gigabit Ethernet

 

1. 1000BASE-T, IEEE 802.3ab — Стандарт Ethernet 1 Гбит/с. Используется витая пара категории 5e или категории 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре.

 

2. 1000BASE-TX, — Стандарт Ethernet 1 Гбит/с, использующий только витую пару категории 6. Практически не используется.

 

3. 1000Base-X — общий термин для обозначения технологии Гигабит Ethernet, использующей в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель, включает в себя 1000BASE-SX, 1000BASE-LX и 1000BASE-CX.

 

4. 1000BASE-SX, IEEE 802.3z — 1 Гбит/с Ethernet технология, использует многомодовое волокно дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.

 

5. 1000BASE-LX, IEEE 802.3z — 1 Гбит/с Ethernet технология, использует многомодовое волокно дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров. Оптимизирована для дальних расстояний, при использовании одномодового волокна (до 10 километров).

 

6. 1000BASE-CX — Технология Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 25 метров), используется специальный медный кабель (Экранированная витая пара (STP)) с волновым сопротивлением 150 Ом. Заменён стандартом 1000BASE-T, и сейчас не используется.

 

7. 1000BASE-LH (LongHaul) — 1 Гбит/с Ethernet технология, использует одномодовый оптический кабель, дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

 

 

10 Gigabit Ethernet

 

Новый стандарт 10 Гигабит Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее  время он описывается поправкой IEEE 802.3ae и должен войти в следующую  ревизию стандарта IEEE 802.3.

 

1. 10GBASE-CX4 — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand.

 

2. 10GBASE-SR — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое оптоволокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового оптоволокна (2000 МГц/км).
3. 10GBASE-LX4 — использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового оптоволокна.

 

4. 10GBASE-LR и 10GBASE-ER — эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 километров соответственно.

 

5. 10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW — Эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Они подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.

 

6. 10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует экранированную витую пару. Расстояния — до 100 метров.

2. Технологии беспроводных сетей

 

Технологии WLAN

 

Эти технологии описываются стандартами 802.11 (известны под торговой маркой WIFI) и 802.16 (WiMax).

Раньше технологии WIFI проектировались  для мобильных пользователей  в рамках ЛВС:

802.11а (1999г): 54 Мбит/с; 5ГГц

802.11b (1999г): 11 Мбит/с; 2.4 ГГц

802.1 lg (2001г): 54 Мбит/с; 2.4 ГГц

 

Основные характеристики и спецификации описываются для встроенных антенн, но могут работать с внешними антеннами, что способствует увеличению диаметра. По архитектуре беспроводные локальные сети могут работать в 2 режимах (Рис.):

1. с фиксированной структурой (с базовой станцией - АР: Access Point). 
   (Рис. 7 (слева))
2. без базовой станции: Ad Hoc (с произвольной структурой) (Рис. 7 (рисунок справа))

 

                             

Рисунок 6 - Топологии построения WLAN средствами WiFi

 

 

 

3. Технологии доступа в Интернет

 

В настоящее время в нашем городе конкурентоспособными являются 2 технологии доступа в Интернет ADSL и FTTB (Fiber to the Building).

 

Технология волоконно-оптические кабели.

При предоставлении доступа к Интернету по волоконно-оптическому каналу операторы связи могут использовать различные технологии внутри своей сети (SDH - Synchronous Digital Hierarchy, PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy, оптический Ethernet и другие), но на уровне конечного пользователя это не имеет большого значения, так как все современные оптические технологии имеют сравнимые характеристики надежности. Важнейшими характеристиками для пользователя в данном случае будут скорость доступа в Сеть по этому каналу и тип интерфейса для подключения оборудования пользователя. Использование волоконно-оптической среды предоставляет наибольшую надежность, гибкость и практически неограниченную скорость передачи.

xDSL-семейство.

В последнее  время для обеспечения большей  скорости и надежности канала, организованного  с использованием медных проводов, широкое распространение получили технологии так называемого xDSL-семейства. На базе общей технологии DSL (Digital Subscriber Line) разработано множество различных вариантов для различного применения: HDSL, MSDSL, SDSL, ADSL и другие. Как правило, xDSL-технологии используются, когда требуется получить относительно высокую скорость и оставить телефон свободным. Наиболее широко используются SDSL- и ADSL-технологии, так как они не требуют использования дорогого оборудования со стороны провайдера и в то же время обеспечивают достаточно высокое качество канала. Обе эти технологии не обеспечивают гарантированной скорости передачи информации, они автоматически подстраиваются под физические характеристики используемых медных проводов. Основное их различие между собой: ADSL обеспечивает разную скорость передачи и приема информации, а SDSL - одинаковую (от английских слов Asymmetric и Symmetric). Подключение частных пользователей, как правило, осуществляется по технологии ADSL. Стандартные телефонные провода находят очень широкое применение, так как, во-первых, с их помощью можно обеспечить достаточно высокую надежность и скорость передачи и, во-вторых, медные кабели доходят практически до каждого здания в городе (хотя есть и исключения). Величина скорости передачи данных при этом зависит от длины и качества телефонной линии.

В обоих  случаях создается постоянное соединение с Интернетом, то есть отсутствует  необходимость дозвона.

4. VPN (Virtual Private Network – виртуальная частная сеть)

Остается  еще одна нерешенная проблема: связь  магазинов и оптовых складов. Негативным фактором является большое расстояние и значительное количество магазинов, что делает применение оптоволокна накладным. Поэтому наиболее оптимальным решением для объединения локальных сетей магазинов в одну единую  локальную сеть является технология виртуальных частных сетей (VPN).

Существуют различные варианты построения VPN.

• VPN на базе брандмауэров
• VPN на базе маршрутизаторов
• VPN на базе программного обеспечения
• VPN на базе сетевой ОС
• VPN на базе аппаратных средств

2. Выбор и обоснование технологии построения сети

 

Исходя из значений, полученных при  расчёте трафика в пункте 4, можно  сделать вывод о том, что оптимальной  технологией для построения локальных  сетей данных сети магазинов розничной торговли является технология Fast Ethernet.