Розробка комплекту технічних документів на мережу 10Base-T і 100Base-TX (48 ПК, 2 сервери, 5 комутаторів)

Розробка комплекту технічних документів на мережу 10Base-T і 100Base-TX (48 ПК, 2 сервери, 5 комутаторів)

Комп’ютерні мережі

На тему

Розробка комплекту технічних документів на мережу 10Base-T і 100Base-TX (48 ПК, 2 сервери, 5 комутаторів)

ЗМІСТ

ВСТУП

. РОЗШИРЕНЕ ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

. МЕРЕЖЕВІ СТАНДАРТИ

.1 Стандарт 10Base-T

.2 Стандарт 100Base-TX

. ВИБІР АКТИВНОГО МЕРЕЖЕВОГО ОБЛАДНАННЯ

.1 Вибір комутатора

.2 Характеристики комутатора

. РОЗРАХУНОК МЕРЕЖІ

. ВИБІР СЕРВЕРНОГО ОБЛАДНАННЯ

. СИНТЕЗ МЕРЕЖІ

. БЕЗПЕКА МЕРЕЖІ

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Додаток А - Base-T і 100Base-TX мережа

Додаток Б - Схема принципова загальна

Додаток В - Топологія мережі

Додаток Г - Перелік елементів

Додаток Д - ТБ Таблиця з’єднань

ВСТУП

Сьогодні існує велика кількість способів об'єднання комп'ютерів в локальну мережу. Різного розміру дротові і бездротові локальні мережі сотнями з'являються щодня. При цьому якщо великі корпоративні мережі вимагають відповідних знань і рівня підготовки для їх створення, то невеликі офісні і тим більше домашні мережі можуть створювати прості користувачі. Головне при цьому-достатній рівень знань і бажання добитися результату.

Поява комп'ютерних мереж було логічним кроком в історії комп'ютеризації суспільства. Завдяки цьому кроку комп'ютери отримали ще більшого поширення, а саме головне - практично в кожен дім прийшов Інтернет, що надає доступ до практично необмежених джерел інформації.

Комп'ютерні мережі пройшли довгий етап розвитку. У результаті па сьогодні комп'ютери можна об'єднати як у локальному, так і в глобальному масштабі. Отже, існує два варіанти мереж - локальні і глобальні. Принцип об'єднання в них комп'ютерів і роботи в цих мережах практично ідентичний, але масштаби мережі накладають свої обмеження та вимоги.

1. РОЗШИРЕНЕ ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

1. Тема: 10Base-T і 100Base-TX мережа (48 ПК, 2 сервери, 5 комутаторів)

2.      Мета: Розробити комплект технічних документів на мережу 10Base-T і 100Base-TX.

.        Призначення: централізація мережі, організація локального доступу.

.        Середовище передачі даних: неекрановані скручені дроти (UTP), WiMAX, 3G, Wi-Fi .

.        Безпека мережі: забезпечити рівень захищеності С2.

.        Бюджет: не обмежений.

Вимоги до документації: документація повинна відповідати умовам ЄСКД.

2. МЕРЕЖЕВІ СТАНДАРТИ

2.1 Стандарт 10Base-T

Топологія «шина» була першою з використовувалися в локальних мережах топології. Вона застосовувалася досить довго, майже ціле десятиліття. Однак настав момент, коли ця мережна топологія (але принаймні з використанням коаксіального кабелю) перестала задовольняти вимогам швидкості передачі даних, і особливо - надійності мережі. Зменшення швидкості передачі даних при значному збільшенні кількості робочих станцій зводило па немає головне достоїнство подібних мереж - малі витрати на їх створення. Крім того, зіграла свою роль низька надійність мережі в плані забезпечення ще фізичної цілісності.

Рисунок 1 - Топологія мережі "Шина"

З цих причин комітет 802.3 почав роботу над створенням нового стандарту, який використовує сучасні технології. У результаті в 1990 з'явився 10Base-T. Він став першим стандартом, що використовують мережеву топологію «зірка» і новий фізичний носій - неекранований кабель «вита пара» з двома парами провідників. Мабуть, саме це подія і стало найважливішим етапом у поширенні локальних мереж.

Використання топології «зірка» зробило локальні мережі більш гнучкими і розширюваними, а також підвищило їх безпеку і відмовостійкість. Стандарт 10Base-T має на увазі виконання наступних вимог:

• для передачі даних використовується кабель «вита пара» з двома парами неекранованих провідників. При цьому одна пара провідників застосовується для передачі даних, а друга - для їх прийому;

•        довжина кабелю «вита пара», використовуваного для підключення робочої станції, не повинна перевищувати 100 м;

•        для збільшення діаметра мережі може застосовуватися не більше 4 репітерів, при цьому відстань між двома самими крайніми робочими станціями при використанні кабелю «вита пара» не повинно перевищувати 500 м;

•        всі робочі станції підключаються до центрального керуючого пристрою, в якості якого можуть застосовуватися концентратор, комутатор і т. д.;

•        максимальна кількість підключень 1024.

•        Використання даного стандарту дозволяє досягти швидкості передачі даних 10 Мбіт с. Головною особливістю локальних мереж з застосуванням топології «зірка» є те, що швидкість передачі даних не залежить від кількості підключених учасників.

При цьому мережа стала ще більш гнучкою, оскільки її максимальний радіус можна легко збільшити, використовуючи, наприклад, товстий коаксіальний кабель. Це дозволяє створювати різні віддалені сегменти мережі і об'єднувати їх в одну локальну мережу з загальними ресурсами.

2.2 Стандарт 100Base-TX

Подальший розвиток мережевих стандартів відбувалося вже «по накатаній»: головний акцент робився на поліпшення якісних показників. Сучасні вимоги щодо швидкості передачі даних змушували комітет по стандартизації функціонування локальних мереж створювати стандарти, які б задовольняли ці запити. Одним з таких стандартів, які мають дуже широке поширення, став 100Base-TX прийнятий в 1995 році. Саме він є першим серед стандартів, які отримали загальну назву Fast Ethernet. Даний стандарт використовується в мережах, побудованих за топологією «зірка» і в якості фізичного середовища використовують кабель «вита пара» UTP не нижче п'ятої категорії. Це дозволяє обладнанню працювати як в напівдуплексному, так і в дуплексному режимах. При цьому дуплексний режим забезпечує максимально можливу для стандарту швидкість передачі даних в 100 Мбіт/ с. Стандарт 100Base-TX вимагає виконання наступних умов:

• для передачі даних використовується кабель «вита пара» п'ятої категорії;

• довжина кабелю «вита пара» для підключення робочої станції не повинна перевищувати 100 м;

• для збільшення діаметра мережі може застосовуватися не більше 2 репітерів, при цьому максимальний радіус мережі становить 205 м;

• довжина кабелю між репітерами не повинна перевищувати 5 м;

• всі робочі станції підключаються до центрального керуючому пристрою, в якості якого можуть використовуватися концентратор, комутатор і т. д.;

максимальна кількість підключень - 1024. Чимало впливає на широке поширення 100Base-TX справила стандартизація материнських плат (АТХ), яка зробила наявність мережевого адаптера на материнській платі обов'язковим.

3. ВИБІР АКТИВНОГО МЕРЕЖЕВОГО ОБЛАДНАННЯ

3.1 Вибір комутатора

Комутатор (світч) - основний пристрій активного типу, що застосовується як центрального вузла для підключення комп'ютерів в мережах, заснованих на топології «зірка». Його найближчим по функціональності, але не за «інтелекту» пристроєм є концентратор, який ще не гак давно в силу своєї меншої вартості отримав більш широке поширення. Більшої ніж у концентратора, функціональності комутатор зобов'язаний протоколами, які працюють на канальному рівні. Це дозволяє уникнути зайвого трафіку, коли необхідно передати дані від відправника конкретного комп'ютера, не зачіпаючи при цьому інші комп'ютери. За рахунок цього досягається висока швидкість передачі даних. Комутатор є досить інтелектуальний пристрій, який здатний навчатися. Він використовує МАС-адреси пристроїв, причому ці адреси комутатор запам'ятовує.

Наприклад, коли комп'ютер передасть дані іншого комп'ютера, комутатор запам'ятовує МАС-адресу відправника і відправляє дані відразу на всі порти, тобто працює як концентратор. Однак це відбувається тільки на перших порах. Як тільки комутатор зможе визначити МАС-адресу кожного комп'ютера, підключеного до його портів, дані відразу ж будуть відправлятися на конкретний порт, тим самим зменшуючи час доставки, а значить, збільшуючи швидкість передачі даних. Зовні комутатор виглядає як коробка з певною кількістю (як правило, не більше 48) портів. Як і у випадку з концентраторами, часто зустрічаються стичні комутатори, призначені для установки в монтажний шафа. При цьому статичні комутатори зазвичай можна з'єднувати. Для цього використовується або окремий RJ-45 порт на задній панелі, або один з вільних портів на передній панелі. Ще одним плюсом комутаторів є можливість управління. Так, розрізняють керовані і некеровані комутатори. Керовані комутатори, крім набору портів RJ-45, містять ще один порт, за допомогою якого їх можна підключити до комп'ютера і робити настроювання.

Крім того, часто управління комутатором здійснюється за допомогою веб-інтерфейсу через будь-який браузер, для чого комутатор забезпечується статичним IР-адресою, який при необхідності завжди можна змінити.

Для створення мережі були обрані комутатори з 48 портами 10/100Base-TX + 2 портами 10/100/1000Base-T фірми D-Link.

Рисунок 2 - Комутатор DES-1050G

Даний некерований комутатор DES-1050G з високою щільністю портів 10/100 Ethernet ідеально підходить для ефективного за вартістю підключення робочих груп. Забезпечений 48 портами 10/100 Мбіт/с Ethernet, 2 гігабітними портами 1000Base-T і виконаний в плоскому металевому корпусі для монтажу в стандартну стійку, цей комутатор забезпечує недороге підключення до 48 робочих станцій і 2 гігабітних з'єднання по витій парі з двома серверами. 48 сполук Plug-and-Play до робочого місця. Всі 48 портів 10/100Base-TX комутатора DES-1050G є plug-and-play і підтримують автоматичне визначення швидкості і полярності MDI / MDIX.

Тому DES-1050G забезпечує просте і недороге рішення по підключенню до 48 настільних комп'ютерів. Два гігабітних з'єднання. Комутатор споряджений 2-ма портами 1000Base-T Gigabit для підключення до серверів по кручений парі категорії 5. За допомогою цих портів можна також поєднати кілька комутаторів разом з метою збільшення кількості портів, призначених для мережних підключень.

Управління потоком для безпечної передачі інформації. Комутатор підтримує керування потоком 802.3х, що дозволяє зменшити кількість відкидаємих пакетів. Це досягається за рахунок відправки сигналів колізії при заповненні буфера приймає порту, Завдяки підтримці цієї функції, можлива організація безпечного з'єднання з серверами на швидкості 2000Мбіт / с в режимі повного дуплексу для одночасного доступу декількох робочих станцій без ризику втрати даних.

3.2 Характеристики комутатора

Даний комутатор має наступні характеристики:

IEEE 802.3 10Base-T Ethernet802.3u 100Base-TX Fast Ethernet802.3ab 1000Base-T Gigabit Ethernet

Автовизначення швидкості Nway ANSI / IEEE 802.3

Управління потоком IEEE 802.3x

Порти

48 портів 10/100Base-TX з автоматичним визначенням полярності MDI/MDIX 2

гігабітних порту 10/100/1000Base-TX з автоматичним визначенням полярності MDI/ MDIX

Підтримка режиму дуплексу / напівдуплекса

Ethernet / Fast Ethernet: дуплекс / напівдуплекс Gigabit: дуплекс

Управління потоком

Режим напівдуплекса: метод "зворотного тиску»

Режим дуплексу: управління потоком 802.3х

Світлодіодні індикатори

Для пристрою: Power (Живлення)

Продуктивність забезпечує комутаційна матриця 13,6 Гбіт/с. використовується метод комутації Store-and-forward.

Таблиця МАС-адресів 8К записів на пристрій. Буфер комутатора має 3,2 Мбіт RAM на пристрій.

локальний мережа сервер топологія

4. РОЗРАХУНОК МЕРЕЖІ

Для середовища передачі даних використовується кабель «скручені дроти».Він являє собою два скручених провiдника. В якостi провiдникiв використовується мiдний одножильний або багатожильний скручений провiдник. Кабель має хвильовий опiр 100 Ом. Пiдключення робочих станцiй до середовища передачi на базi скручених дротів здiйснюється при допомозi роз’єму RJ-45.

Рисунок 3 - Кабель UTP CAT 5E

Розрахунок пропускної здатності мережі

Для розрахунку максимальної кількості кадрів мінімальної довжини, які проходять по сегменту Ethernet, зазначимо, що розмір кадру мінімальної довжини разом з преамбулою складає 72 байти або 576 біт, тому на його передачу витрачається 5,75 мкс. Додавши міжкадровий інтервал в 0,96 мкс, одержимо, що період проходження кадрів мінімальної довжини складає 6,71 мкс. Звідси максимальна можлива пропускна спроможність сегменту Ethernet складає 148 800 кадр/с. Наявність в сегменті декількох вузлів знижує цю величину за рахунок очікування доступу до середовища, а також за рахунок колізії, які приводять до необхідності повторної передачі кадрів.

Кадри максимальної довжини технології Fast Ethernet мають поле довжиною 1500 байт, яке разом із службовою інформацією дає 1518 байт, а з преамбулою складає 1526 байт або 12 208 біт. Максимально можлива пропускна спроможність сегменту Fast Ethernet для кадрів максимальної довжини складає 8130 кадр/с. Очевидно, що при роботі з великими кадрами навантаження на мости, комутатори і маршрутизатори помітно знижується.

Тепер розрахуємо, якою максимальною ефективною (корисної) пропускною спроможністю в бітах за секунду володіють сегменти Fast Ethernet при використанні кадрів різного розміру. Під ефективною пропускною спроможністю протоколу мається на увазі швидкість передачі призначених для користувача даних, які переносяться полем даних кадру. Ця пропускна спроможність завжди менша номінальній бітовій швидкості протоколу Ethernet за рахунок декількох чинників:

• службової інформації кадру;

• міжкадрових інтервалів (IPG);

• очікування доступу до середовища.

Для кадрів максимальної довжини ефективна пропускна спроможність рівна:

Сп = 8130 х 1500 х 8 = 97,6 Мбіт/с,

що набагато ближче до номінальної швидкості протоколу.

Основні причини, які обмежують швидкість і дальність передачі інформаційного сигналу.

5. ВИБІР СЕРВЕРНОГО ОБЛАДНАННЯ

Для підтримки мережі було обрано два серверних комп’ютера PrimePC S a100.

Один з серверів буде використовуватись як файл-сервер для збереження різноманітних файлів.

Рисунок 4 - Сервер PC S a100

Комп'ютер PrimePC S a100 призначений для невеликих компаній, у яких немає можливості купити повноцінний сервер, але гостра необхідність в ньому є. Комп'ютер PrimePC S a100 без проблем здатний вирішувати базові завдання:

• Захист та резервування інформації

•        Контроль доступу

•        Спільна робота з файлами і принтерами

•        Віддалений доступ

•        Безпека ІТ середовища

•        Покращити взаємодію з клієнтами і максимально підвищити продуктивність наявного офісного обладнання та обчислювальних ресурсів.

Надійність і розширюваність

• Функція виявлення і корекції помилок (ECC) зменшує вірогідність пошкодження пам'яті.

•        Технології RAID 0 і запобігають втраті даних і забезпечують найвищу надійність роботи.

•        Можливість установки до 4х жорстких дисків

•        Комп'ютер PrimePC S a100 йде з встановленою серверної операційною

•        системою Microsoft Windows Server 2008 R2 Fundation, розробленої спеціально для малого бізнесу.

Таблица 1

Характеристики серверів

6. СИНТЕЗ МЕРЕЖІ

Для передачі даних між комп’ютерами і організації локальної мережі використовується стандарт 100Base-TX.

Для середовища передачі даних між серверами, та п’ятьма комутаторами використовується кабель «скручені дроти». Він являє собою два скручених провідника, стандарту 100BASE-ТХ стандарт, який використовує виту пару категорії 5e. Швидкість передачі даних - 100 Мбіт/с по одній парі. Використовується метод кодування PAM5, частота основної гармоніки 62,5 МГц. В якості провiдникiв використовується мідний одножильний або багатожильний скручений провідник. Кабель має хвильовий опiр 100 Ом. Підключення серверів до локальної мережі комп’ютерів, здійснюється на базi скручених дротів при допомозі роз’єму RJ-45. Мережа складається з 48 комп’ютерів і використовуватиметься у середині будівлі.

7. БЕЗПЕКА МЕРЕЖІ

Безпеку мережі забезпечуватимуть служби безпеки ОС Windows 2008 Server і встановлені брандмауери. Брандмауер може значно підвищити мережеву безпеку і зменшити ризики для хостів в підмережі шляхом фільтрації небезпечних по своїй природі служб, та відповідатиме рівню безпеки С2.

Клас C2

Політика безпеки і рівень гарантованості для даного класу повинні задовольняти наступним найважливішим вимогам:

) довірена обчислювальна база повинна управляти доступом іменованих користувачів до іменованих об'єктів;

) користувачі повинні ідентифікувати себе, причому аутентифікаційна інформація повинна бути захищена від несанкціонованого доступу;

) довірена обчислювальна база повинна підтримувати область для власного виконання, захищену від зовнішніх дій;

) повинні бути в наявності апаратні або програмні засоби, що дозволяють періодично перевіряти коректність функціонування апаратних і мікропрограмних компонентів довіреної обчислювальної бази;

) захисні механізми повинні бути протестовані (немає способів обійти або зруйнувати засоби захисту довіреної обчислювальної бази);

) повинні бути описані підхід до безпеки і його застосування при реалізації довіреної обчислювальної бази.

) права доступу повинні гранулюватися з точністю до користувача. Всі об'єкти повинні піддаватися контролю доступу.

) при виділенні об'єкту, що зберігається, з пулу ресурсів довіреної обчислювальної бази необхідно ліквідовувати всі сліди його використання.

) кожний користувач системи повинен унікальним чином ідентифікуватися. Кожна реєстрована дія повинна асоціюватися з конкретним користувачем.

) довірена обчислювальна база повинна створювати, підтримувати і захищати журнал реєстраційної інформації, що відноситься до доступу до об'єктів, контрольованих базою.

ВИСНОВОК

В результаті виконання курсового проекту була спроектована локальна мережа на 48 комп’ютерів, які з’єднані між собою 5 комутаторами. Локальна мережа обслуговується двома серверами. Один з них відповідає за файлові дані, а інший обслуговує мережу загалом.

В курсовому проекті були розглянуті основні принципи побудови мереж за технологією 100BaseTx. Також було використано 48 портові комутатори для того щоб була можливість розширити мережу якщо це буде потрібно. Було розроблено топологію розташування елементів мережі. Була спроектована електрична схема, та розрахована швидкість передачі даних в локальній мережі. Курсовий проект було виконано згідно даного технічного завдання. Документація курсового проекту відповідає умовам ЄСКД.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Учебник СПб: Питер. 2001г.

2.      Руденко В.Д., Макарчук О.М., Паланжоглу М.О., “Практичний курс інформатики”, Київ, 1997.

3. Уэнделл Одом Компьютерные сети. Первый шаг = Computer Networking First-step. - М.: «Вильямс», 2005. - С. 432

4.      О.Ф Клименко та інші “Інформатика та комп’ютерна техніка”. Навчальний посібник - К: КНЕУ. 2002

.        В.Д. Руденко, О.М. Макарчук, та інші “Курс інформатики” Київ 2001

.        І.Т. Зарецька та інші “Інформатика” Київ 2002

.        С. Симонович, Г. Евсеев, А. Алексеев “Специальная информатика” Москва 2002.