Проектирование локально – вычислительной сети фирмы «Магеллан»

Преобразователь Ethernet <–> RS-485 - этот конвертер предназначен для обеспечения возможности передачи сигналов интерфейса RS-485 по локальной сети. Конвертер имеет свой IP-адрес (устанавливаемый пользователем) и позволяет осуществить доступ к интерфейсу RS-485 с любого компьютера подключенного к локальной сети и установленным соответствующим программным обеспечением. Для работы с конвертером поставляются 2 программы: Port Redirector – поддержка интерфейса RS-485 (СОМ-порта) на уровне сетевой карты и конфигуратор Lantronix, позволяющий установить привязку конвертера к локальной сети пользователя, а также задать параметры интерфейса RS-485 (скорость передачи, количество бит данных и т.д.) Конвертер обеспечивает полностью прозрачную приемо-передачу данных в любом направлении.

Маршрутизатор или роутер (от англ. router) — сетевое устройство, используемое в компьютерных сетях передачи данных, которое, на основании информации о топологии сети (таблицы маршрутизации) и определённых правил, принимает решения о пересылке пакетов сетевого уровня модели OSI их получателю. Обычно применяется для связи нескольких сегментов сети.

Традиционно, маршрутизатор использует таблицу маршрутизации и адрес получателя, который находится в пакетах данных, для дальнейшей передачи данных. Выделяя эту информацию, он определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные и направляет пакет по этому маршруту. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Существуют другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя (англ. NAT, Network Address Translation), фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/дешифрование передаваемых данных и т. д.

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий и широковещательные домены, а также фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы DSL, PPP, ATM, Frame relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.

В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное устройство, так и PC компьютер, выполняющий функции простейшего роутера.

Модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем).

Анализируя вышеописанные данные, наиболее эффективным является использование кабеля витая пара категории-5. Данный вид кабеля может обеспечить скорости передачи, до 100 Мбит/с, при использовании 2-х пар и до 1000 Мбит/с, при использовании 4-х пар, а также он относительно лёгок в установке и недорог.

Для разрабатываемой сети будем использовать неэкранированную витую пару: RJ-45 UTP, lev.5e (283м.) 5660 руб. Также необходимо приобрести 38 шт. вилок RJ-45 (3 руб./шт.) – 114 руб.

Для повышения производительности сети и повышения её безопасности для соединения компьютеров будем использовать 2 коммутатора (switch), соединенных с маршрутизатором соответственно на 1-ом (router 1) и 2-ом (router 2) этажах здания, которые в свою очередь будут соединены между собой и третьим маршрутизатором (router 3). Третий маршрутизатор на 1-ом этаже здания будет подключен к серверу.

 

Ниже приведены технические характеристики сетевого оборудования:

 

Таблица 1 - Характеристика используемого коммутатора (switch)

 

	Коммутатор TrendNet N-Way Switch TEG S224 (10/100Mbps, 24 port, +2 1000Mbps Rack Mount).
	Цена: 3267 руб.

 

 

Таблица 2 - Характеристика используемого модема

 

	Модем D-link DCM-202
	Интерфейс - Ethernet 10/100 Base-T, USB.
	Цена: 1717 руб.

 

Таблица 3 - Характеристика используемого маршрутизатора (router)

 

	Маршрутизатор, Router D-Link DIR-100
	Модель: DIR-120. Тип: маршрутизатор широкополосного доступа со встроенным 4-портовым коммутатором, межсетевой экран и принт-сервер. Стандарты: IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3x. Протоколы: TCP/ IP, Line Printer Daemon Protocol
	Цена: 1 130руб.

 

Конечное сетевое оборудование

Конечное сетевое оборудование является источником и получателем информации, передаваемой по сети.

Компьютер (рабочая станция), подключенный к сети, является самым универсальным узлом. Прикладное использование компьютера в сети определяется программным обеспечением и установленным дополнительным оборудованием. Для дальних коммуникаций используется модем, внутренний или внешний. С точки зрения сети, «лицом» компьютера является его сетевой адаптер. Тип сетевого адаптера должен соответствовать назначению компьютера и его сетевой активности.

Сервер является также компьютером, но с большими ресурсами. Это подразумевает его более высокую сетевую активность и значимость. Серверы желательно подключать к выделенному порту коммутатора. При установке двух и более сетевых интерфейсов (в том числе и модемного подключения) и соответствующего программного обеспечения сервер может играть роль маршрутизатора или моста. Серверы, как правило, должны иметь высокопроизводительную операционную систему.

В таблице 4 приведены параметры типовой рабочей станции и ее стоимость для разрабатываемой локальной сети.

 

Таблица 4 - Рабочая станция

 

		Системный блок ОФИС - 2
		В этом системном блоке установлен производительный процессор Intel Pentium G630 частота которого 2.40 ГГц, обеспечивающий высокую скорость работы системы, а также необходимую многозадачность. Системный блок оснащен винчестером объемом 250 Гб, который позволяет хранить большое количество информации. Тип корпуса : вертикальный Назначение : для офиса. Объем оперативной памяти : 2GB Объем HDD : 250GB Технология оперативной памяти: DDR3
		Цена: 9150 руб.
		Монитор. Samsung SyncMaster S19A200NW
		Тип: ЖК • Технология ЖК: TN • Диагональ: 19" •  Макс. разрешение: 1440x900 • Входы: VGA (D-Sub) • Максимальное количество цветов - 16.7 млн. • Яркость - 250 кд/м2
		Цена: 4405 руб.
Устройства ввода
Мышь	Genius NetScroll 100 Silver-Black PS/2		153 руб.
Клавиатура	SmartTrack 103		230 руб.
Общая стоимость			13938 руб.

 

Таблица 5 - Сервер и его параметры

 

		DESTEN Системный блок DESTEN eStudio 1024QM
		Процессор INTEL Core 2 Quad Q6600 2.4GHz 1066MHz 8Mb LGA775 OEM Материнская плата Gigabyte GA-P35-DS3R ATX Модуль памяти DDR-RAM2 1Gb 667Mhz Kingston KVR667D2N5/1G - 2 Жесткий диск 250 Gb Hitachi Deskstar T7K500 HDP725025GLA380 7200RPM 8Mb SATA-2 - 2 Видео адаптер 512MB Zotac PCI-E 8600GT DDR2 128 bit DVI (ZT-86TEG2P-FSR) Привод DVD RW NEC AD-7200S-0B SATA .
		Цена: 57610 руб.
		Монитор. Samsung SyncMaster S19A200NW
		Тип: ЖК • Технология ЖК: TN • Диагональ: 19" •  Макс. разрешение: 1440x900 • Входы: VGA (D-Sub) • Максимальное количество цветов - 16.7 млн. • Яркость - 250 кд/м2
		Цена: 4405руб.
Устройства ввода
Мышь	Genius NetScroll 100 Silver-Black PS/2		153 руб.
Клавиатура	SmartTrack 103		230 руб.
Общая стоимость			62398 руб.

 

Программное обеспечение сети

В программное обеспечение сервера входят:

• Операционная система Windows Server 2003 SP2+R2;
• Антивирусная программа Dr. Web;
• Пакет программ Microsoft Office 2007;
• Пакет программ ABBY FineReader Corporate Edition v8.0 (серверная лицензия);
• Программа для администрирования сети Symantec pcAnywhere 12 (сервер);
• База данных «1C предприятие»;

В программное обеспечение рабочей станции входят:

• Операционная система Windows XP SP3;
• Антивирусная программа Dr. Web;
• Пакет программ Microsoft Office 2007;
• Пакет программ ABBY FineReader Corporate Edition v8.0 (клиентская лицензия);
• Программа для администрирования сети Symantec pcAnywhere 12 (клиент);
• Программа учета финансовых средств «1C предприятие»;

 

8. Расчет характеристик сети

 

Для реальных сетей важен такой показатель производительности, как показатель использования сети (network utilization), который представляет собой долю в процентах от суммарной пропускной способности (не поделенной между отдельными абонентами). Он учитывает коллизии и другие факторы. Ни сервер, ни рабочие станции не содержат средств для определения показателя использования сети, для этого предназначены специальные, не всегда доступные из-за высокой стоимости аппаратно-программные средства типа анализаторов протоколов.

Считается, что для загруженных систем Ethernet и Fast Ethernet хорошим значением показателя использования сети является 30%. Это значение соответствует отсутствию длительных простоев в работе сети и обеспечивает достаточный запас в случае пикового повышения нагрузки. Однако если показатель использования сети значительное время составляет 80...90% и более, то это свидетельствует о практически полностью используемых (в данное время) ресурсах, но не оставляет резерва на будущее.

Для проведения расчетов и выводов следует рассчитать производительность в каждом сегменте сети.

Вычислим полезную нагрузку Pп:

 

, Мбит/с,

(1)

 

где N – количество компьютеров в сегменте;

G1, G2 – производительность рабочей станции первого и второго видов соответственно;

R1, R2 – количество рабочих станций первого и второго видов, поддерживающих производительность G1 и G2 соответственно.

Pп = (8*0.2)*0.2 + (7*0.8)*1,2 = 0.32+6.72=7 Мбит/с

Далее необходимо определить общую нагрузку Pо:

 

, Мбит/с,

(2)

 

где n – количество сегментов проектируемой сети.

P0 = 2*7 = 14 Мбит/сек

Полная фактическая нагрузка Pф рассчитывается с учетом коллизий и величины задержек доступа к среде передачи данных:

 

, Мбит/с,

(3)

 

где к – задержка доступа к среде передачи данных: для семейства технологий Ethernet – 0,4, для Token Ring – 0,6, для FDDI – 0,7.

Рф = 14*(1+0.4) = 19,6 Мбит/с

Т. к. фактическая нагрузка Pф > 10 Мбит/с, то, как и предполагалось ранее, данную сеть невозможно реализовать с помощью стандарта Ethernet, необходимо применить технологию Fast Ethernet (100 Мбит/с).

Т.к. данной в сети мы не используем концентраторы, то рассчитывать время двойного оборота сигнала не требуется. Сигнал коллизий отсутствует.

 

9. Расчет стоимости сети

 

В таблице 6 приведен итоговый расчет стоимости сети, построенной на 2 коммутаторах. (Вариант 1).

Таблица 6.

№	Наименование		Кол-во (шт.)	Цена за 1 ед. (руб.)	Всего (руб.)
1	Коннекторы RJ-45		36	3	108
2	Розетки RJ-45		17	44	748
3	Кабель RJ-45 UTP, lev.5e		297 м.	7	2079
4	Коммутатор D-link DGS-1016D Количество портов коммутатора - 16 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек		2	3267	6534
5	Рабочая станция (компьютер в сборе)		15	13 938	209 070
6	Сервер Sunrise XD (Tower/RackMount)		1	62 398	62 398
7		Модем D-link DCM-202 Интерфейс - Ethernet 10/100 Base-T, USB.	1	1717	1717
Итого:					282 654