Министерство  образования Российской Федерации

    Череповецкий  государственный университет 

    Инженерно-экономический  институт

    Кафедра Программное обеспечение ЭВМ 
 
 
 

    Сети  ЭВМ и телекоммуникации

    Расчетно-пояснительная  записка

    к курсовой работе

    Листов 50 
 
 
 
 
 
 

                                          Руководитель Нарушевич Т. Г.

                                          Исполнитель, студент гр. 5СПО-31

                                          Матвеев А.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2005

 

    

    АННОТАЦИЯ

    Целью курсовой работы является отработка  и закрепление навыков проектирования сетей различных топологий и принципов их функционирования.

    Количество  листов                                                                                          50

    Количество  рисунков                                                                                      2

    Количество  приложений                                                                               5

    Количество  таблиц                                                                                          6

 

    

Оглавление 

    ВВЕДЕНИЕ

 

    Данный  документ содержит описание и характеристику сети, которая была спроектирована в рамках выполнения задания на курсовую работу по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации». Документ описывает архитектуру сети, принципы ее функционирования, содержит описание необходимого оборудования, а также его характеристики.

    В приложении 1  cодержится описание технологии NAT.

    В приложении 2 содержится описание технологии ADSL.

 

     ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ

    Задание на курсовую работу

 

    Выбрать оборудование, протоколы передачи данных и указать рекомендации настройки ПО (маршруты), настройки маршрутизаторов и т.д. для организации связи между клиентами в соответствии с вариантом задания. В работе необходимо решить следующие задачи:

• Минимизировать стоимость ПО
• Минимизировать стоимость оборудования
• Максимизировать скорость передачи данных.

    Номер выданного варианта – 5. Его параметры  приведены ниже в таблице 1.

    Таблица №1 Задание

    Учет  необходимых факторов для правильного  решения задачи проектирования

          В тексте задания, выданного  на курсовую работу не учтены некоторые особенности и подробности, которые, могут оказывать существенное влияние на выбор правильного решения.

    Основная  же цель работы такова:

• Минимизировать стоимость оборудования и ПО;
• Максимизировать скорость передачи данных.

    В полученном мной задании много неопределенностей, которые необходимо устранить (например, путем соглашения), для корректности проектирование сети и правильного подбора оборудования.

    Перечислим  вопросы, ответов на которые в  тексте задания нет и по которым  далее  будут написаны соглашения для корректного проектирования сети.

• Первый и, наверное, самый главный вопрос который возникает: насколько высокой должна быть скорость передачи данных?  Нам неизвестна интенсивность общения клиентов, неизвестен характер передаваемой информации в результате чего возникает множество вариантов проектирования сети.
• Второй вопрос: в каком городе находятся Клиенты №2, 3, 4 и Клиент №1?

 

    Далее рассмотрим основные возможности для  проектирования, при выборе между  которыми возникают вопросы. Из задания  видно, что не определен характер взаимодействия клиентов. С одной стороны, это может быть простой обмен сообщениями по электронной почте, или передача необходимых мгновенных сообщений. В этом случае нагрузка на сеть несущественна. С другой стороны, речь может идти об удаленной работе сотрудников компании, проведении видеоконференций и так далее – данные задачи очень требовательны к скорости передачи данных. Данные условия определяют не только скорость канала передачи, но и его организацию. В общем случае организовать такой канал можно двумя способами:

• Без использования Интернет;
• Используя Интернет.

    На  первый взгляд второй способ кажется  дешевым и доступным. Но при организации такого канала, необходимо заранее учитывать затраты на работу с Интернет: чем интенсивнее взаимодействие, тем больше затрат. То есть ситуация имеет вид: изначально дешево, а при интенсивной эксплуатации выходит достаточно дорого.

      Правда не всегда есть выбор.  В некоторых случаях возможна  ситуации, когда сотрудник компании, постоянно должен иметь возможность доступа к своему компьютеру. В настоящее время такая возможность начинает очень активно использоваться в различных организациях, так как позволяет эффективно управлять данными, находясь за тысячи километров. С одной стороны, здесь высоки требования к каналу передачи данных, с другой высокое значение имеет «мобильность» сотрудника организации, и здесь глобальные сети незаменимы.

    Однако  если речь идет о различных подразделениях одной компании в черте города, встает вопрос о целесообразности организации связи с использованием глобальных сетей Интернет.

    Первый  клиент, как сказано, должен иметь  возможность выхода в Интернет с  каналом передачи данных 128Кбит. Клиенты №2,3 находятся в локальной сети 1 на удалении от Клиента №1. Клиент №4 находится в локальной сети 2 и имеет выход в Интернет через модем, причем известно, что локальные сети 1 и 2 удалены друг от друга на расстояние, равное 500 метров.

          Таким образом, при  проектировании мы будем придерживаться следующих соглашений:

• Нагрузку на сеть будем считать сравнительно небольшой: передача сообщений, работа с электронной почтой, передача небольших файлов и пр.
• Клиенты взаимодействуют по принципу «каждый с каждым», т.е. между двумя любыми клиентами должен существовать канал связи, независимо от состояния других клиентов.
• Если не указано расстояние, будем считать, что клиент может находиться на сколь угодно большом удалении от других клиентов.
• При оценке стоимости оборудования будем исходить из цен, которые существуют на данный момент в городе Череповце.
• При оценке стоимости программного обеспечения будем брать стоимость лицензионного ПО.
• При выборе оборудования будем руководствоваться доступностью последнего в нашем городе и наличием сервисных центров производителя.
• Если требуемая нами услуга предоставляется сразу несколькими операторами связи, дополнительно это будет указано.

 

    Структурная схема сети (вариант 1):

      

    Switch - Коммутатор

    Router - Маршрутизатор

    Repeater – Повторитель

    Кабель  – UTP 5e (100Mb/c)

    Рис. 1. «Общая схема сети передачи данных организации без сервера». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Структурная схема сети (вариант 2):

    Switch - Коммутатор

    Router – Маршрутизатор

    Server - Сервер

    Repeater – Повторитель

    Кабель  – UTP 5e (100Mb/c)

    Рис. 2. «Общая схема сети передачи данных организации с сервером».

 

    Факторы, влияющие на решение  задач

    Cети могут строиться в различных конфигурациях. На выбор конфигурации сети влияют следующие факторы.

• Возможность приобретения и стоимость оборудования. Часто денежные средства, выделенные на объединение нескольких компьютеров в сеть с целью совместного использования файлов, принтеров и Интернета, бывают ограничены. Следует принимать во внимание расходы на приобретение и установку сетевых адаптеров, концентраторов, других сетевых устройств и кабеля.
• Способ подключения к Интернету. Сетевая конфигурация также определяется выбранным способом подключения к Интернету. Если услуги удаленного коммутируемого доступа и стандартные модемы доступны практически всем и не требуют значительных инвестиций, то для более скоростного доступа может понадобиться широкополосный канал, например линия DSL (Digital Subscriber Line) или кабельная линия. Некоторые поставщики услуг Интернета, предлагающие широкополосный доступ, требуют, чтобы абонент использовал дополнительное оборудование: кабельный модем, модем DSL или частный шлюз.
• Простота конфигурации. Большинство домашних и небольших офисных сетей не обслуживаются отделами информационных технологий. Конфигурация должна в конечном итоге выбираться в соответствии с тем, какие ресурсы доступны для ее установки и сопровождения. С правильно подобранной конфигурацией администрировать сеть сможет каждый.
• Внешние факторы. На выбор конфигурации как домашней, так и офисной сети могут влиять внешние факторы. Например, в некоторых зданиях могут действовать ограничения на прокладку кабеля или определенные требования к использованию имеющегося кабеля. Из-за электрического экранирования или радиопомех может быть ограничено использование устройств беспроводной связи.
• Безопасность подключения к Интернету. Подключение к Интернету - физическое соединение одного или нескольких компьютеров внутренней сети с Интернетом - должно быть защищено от внешних атак. Для этого могут быть задействованы технологии преобразования трафика и брандмауэры (Брандмауэр - сочетание программного и аппаратного обеспечения, образующее систему защиты, как правило, от несанкционированного доступа из внешней глобальной сети во внутреннюю сеть. Брандмауэр называется также шлюзом безопасности.
• Удаленность компьютеров. Большое значение имеет факт территориального расположения. Один вариант конфигурации сети, когда клиенты находятся достаточно близко (хотя бы в одном городе), и совсем другой когда они сильно удалены друг от друга (например в разных городах).
• Объем трафика. Объем используемого трафика во многом определяет как тип кабеля, так и параметры сетевого оборудования. Трафик в свою очередь определяется внутри сетевой деятельностью организации.
• Количество компьютеров. На выбор топологии локальной вычислительной сети сильно влияет число клиентов этой сети и их удаленность друг от друга (например, иногда удобнее соединить маршрутизатором две локальные сети, чем объединять все компьютеры в одну локальную сеть).
• Предпочтения и знания лица, устанавливающего сеть. Конфигурация сети в любом случае зависит от уровня знаний, опыта и личных предпочтений того, кто устанавливает сетевые компоненты.

    Подбор  параметров и их обоснование

 

    Конфигурация  локальной сети

    Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это  совокупность аппаратного и программного обеспечения, позволяющего объединить компьютеры в единую распределенную систему обработки и хранения информации. К аппаратному обеспечению можно отнести компьютеры, с установленными на них сетевыми адаптерами, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и др., соединенные между собой сетевыми кабелями. К программному обеспечению можно отнести сетевые операционные системы и протоколы передачи информации.

    Предполагаем, что в локальной сети 1 и в  локальной сети 2 по три компьютера. Необходимо обеспечить их взаимодействие на базе протокола Fast Ethernet с возможностью дальнейшего расширения сети.

    При выборе кабеля остановимся на UTP пятой категории. Он значительно дешевле оптоволоконного кабеля, но в тоже время обеспечивает вполне достаточную скорость для работы в локальной сети – до 100 Мбит/с.

    При выборе сетевого оборудования остановимся  на коммутаторе. При равном числе портов коммутаторы стоят дороже, чем концентраторы. Однако недостаток концентратора заключается в том, что пользователи сети разделяют между собой среду передачи, в то время как при использовании коммутатора передача данных разными пользователями ведется одновременно.

    При объединении двух сетей в одну будем прокладывать магистраль использую при этом повторители и UTP пятой категории. Выбор обусловлен стабильной работоспособностью и минимальными затратами, учитывая расстояние между сетями.  При этом нам необходимо использовать четыре повторителя, так как расстояние составляет 500 метров, для надежной передачи данных.

    Будем считать, что на каждом компьютере установлен сетевой контроллер (10/100)Мбит/с, интегрированный  в материнскую плату.

    В итоге получим конфигурацию обеих  сетей:

    И локальная сеть 1 и локальная сеть 2 имеют топологию типа «звезда», соединенные друг с другом с помощью магистрали.

    Сетевое оборудование – два коммутатора, два маршрутизатора, четыре повторителя. Общая структурная схема представлена на рис.1.

    Адресация в IP-сетях

    Типы  адресов: физический (MAC-адрес), сетевой (IP-адрес) и символьный (DNS-имя)

    Каждый  компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней: