Построение локальной вычислительной сети

Графические приложения, игры, Internet-программы создают, как правило, интенсивную нагрузку на сеть, значительно большую, чем электронные таблицы и приложения обработки текстовых документов. Это крупные программы, загрузка данных которых требует больше времени, что может снизить производительность сети для других пользователей. Между тем после загрузки – данные будут в течение некоторого времени редактироваться, а затем сохраняться вместе с сопровождающей информацией. Таким образом, эти приложения создают неравномерный трафик  с периодической пиковой нагрузкой. Они снижают производительность сети при загрузке данных, но не генерируют постоянной нагрузки на сеть.

Учитывая то, что в производственном подразделении активно применяются графические приложения, игры и используется ПО баз данных, необходимо обеспечить высокую скорость передачи данных по сети (порядка 100 Мб/сек).

Исходя из характера прикладного ПО и количества информации передаваемой по сети,  можно определить необходимую скорость передачи данных в сети, а также предусмотреть разбиение на логические сегменты если это необходимо.

Генеральный директор Приблизительно получает 100 Кбайт информации из БД и 200 Кбайт текстовой информации в день, электронная почта до 600 Кбайт в месяц. Итого в месяц примерно 600 + (100+ 200)*26 = 8400 Кбайт в месяц.

Директор отдела Internet: трафик аналогичен трафику директора.

Зам. директоров приблизительно получают в день 150 Кбайт информации из БД и 200 Кбайт текстовой информации, электронная почта до 600 Кбайт в месяц. Итого 600 + (150+200)*26 = 9700 Кбайт в месяц.

Секретари - около 500 Кбайт текстовой информации в день.

Бухгалтерия (первый корпус) получает в день 200 Кбайт информации Excel, а также 100Кбайт текстовой информации. Итого 300 Кбайт в день.

Бухгалтерия (второй корпус) получает в день 100 Кбайт информации Excel, а также 50Кбайт текстовой информации. Итого 150 Кбайт в день.

Канцелярия (первый корпус)  ежедневно 500 Кбайт текстовой информации.

Канцелярия (второй корпус) аналогично канцелярии главного офиса.

Расчетный отдел, Отдел статистики информация с электронных таблиц обновляется 2 раза в день по 200 Кбайт и 50 Кбайт в день текстовой информации. Итого 450 Кбайт в день.

Программисты получают ежёдневно 100 Кбайт БД и 50Кбайт текстовой информации. Итого 150 Кбайт в день.

Дизайнер Получает ежедневно 200 Кбайт текстовой информации и 10000 Кб графической информации. Итого 10200 Кбайт в день.

Психолог ежедневно 50 Кбайт БД и 50Кбайт текстовой информации. Итого 100 Кбайт ежедневно.

Архив(файл-сервер, сервер БД) ежедневно получает по 1000 Кбайт текстовой информации и 200 Кбайт информации БД. Итого в день 1200 Кбайт.

Интернет-салон: доступ в Internet – максимум 168 Кбит/с (3 модема), внутрисетевой трафик 1000 Кбайт в день.

Игровой салон: внутрисетевой трафик оценить очень трудно, т.к. он зависит от конкретных игровых программ, характера информации, которой они обмениваются, частотой обращения к серверу и т.п. Однако для нормального функционирования данному отделу достаточно скорости 100 Мбит/с.

Отдел продажи и ремонта получает 100 Кбайт информации из БД и 100 Кбайт текстовой информации. Итого 200 Кбайт в день.

Конференц-зал 144 Кбит в секунду (видеоконференции по сети ISDN). Максимально возможная скорость (по желанию клиента) 2 Мбит/с.

Логически вся сеть состоит из 7-ми сегментов:

Первый сегмент: административное подразделение первого корпуса, сюда входят: директор, зам. директора, секретарь, бухгалтерия, канцелярия. Всего в сегменте 9 компьютеров.

Второй сегмент: конференц-зал первого корпуса. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Третий сегмент: отдел продажи и ремонта. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Четвертый сегмент: отделы второго этажа первого корпуса (архив, дизайнер, психолог, программист, расчетный отдел, отдел статистики). Всего в сегменте 12 компьютеров.

Пятый сегмент: управленческое подразделение второго корпуса, сюда входят: директор, зам. директора, секретарь, бухгалтерия, канцелярия. Всего в сегменте 9 компьютеров.

Шестой сегмент: Internet-салон. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Седьмой сегмент: Игровой салон. Всего в сегменте 10 компьютеров.

Проверка данного варианта по пропускной способности.

Средняя загрузка сети:

      Первый сегмент (8400/26+9700/26+500+300+500)/8/3600 = 0,069 Кбайт/с =0,554 Кбит/с.

      Второй сегмент не более 2 Мбит/с.

      Третий сегмент (100+100)/8/3600 = 0,06 Кбит/с.

      Четвертый сегмент (1200+100+150+10200+450+450)/8/3600=0,44 Кбайт/с = 3,49 Кбит/с.

      Пятый сегмент (8400/26+9700/26+500+150+500)/8/3600 = 0,064 Кбайт/с = 0,512 Кбит/с.

      Шестой сегмент 168+(1000)/8/3600 = 168,3 Кбит/с.

      Седьмой сегмент, требуемая пропускная способность не более 100 Мбит/с.

Рассмотрим критический случай (по пропускной способности сегментов):

      Первый сегмент:  10 / 9  = 1111 Кбит/с = 138,9 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2с, обновление программ до 22 с.

      Второй сегмент: 100/10=10 Мбит/с. Документы и программы будут обновляться менее чем за 1 с.

      Третий сегмент:  10 / 10  = 1000 Кбит/с = 125 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2,4 с, обновление программ до 30 с.

      Четвертый сегмент:  10 / 12  = 833.3 Кбит/с = 104.125 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2,5 с, обновление программ до 25 с.

      Пятый сегмент:  10 / 9  = 1111 Кбит/с = 138,9 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2с, обновление программ до 22 с.

      Шестой сегмент:  10 / 10  = 1000 Кбит/с = 125 Кбайт/с т.е. документы и ответы на запросы к БД будут доходить до пользователей приблизительно за 2,4 с, обновление программ до 30 с.

      100/10=10 Мбит/с. Документы и программы будут обновляться менее чем за 1 с.

Величина задержки при прохождении сигнала по максимальному диаметру сети.

Таблица 5.1

Задержки в кабелях

Таблица 5.2

Задержки в активном сетевом оборудовании

Рассчитаем задержку для двух самых удаленных узлов сети:

1.      Расстояние между узлом и концентратором 10 м (витая пара). Задержка составит 15+15,3+10*0,113 = 32,33

2.      Расстояние между концентратором и коммутатором 12 м (витая пара). Задержка составит 38+38+12*0,113+42,0=120,226

Итого 152,556 < 512, т.е. сеть работоспособна.

Задержки от узла находящегося во втором корпусе до коммутатора аналогичны рассчитанным, т.к. все расстояния равны.

Задержки в сегменте между корпусами: расстояние между корпусами равно 150 м (тонкий коаксиальный кабель). Задержки составят: 150*0,103 + 46,5 + 38 + 38 = 137,95 < 512, т.е. данный сегмент также работоспособен.

Исходя из произведенных расчетов можно сделать выводы, что для 1,3,4,5,6 сегментов в качестве базовой технологии наиболее подходящей является технология Ethernet, для сегмента 2 и 7 – FastEthernet.

6. Технология построения сети

Оборудование современного офиса должно быть приспособлено для поддержки требований передовых технологий. Компьютеры, телефоны, обычное и интерактивное видео, факсимильные аппараты - вот несколько примеров аппаратуры, которую все больше используют в настоящее время для обмена информацией.

Постоянный рост спроса на средства передачи информации придает важное значение качеству информационной инфраструктуры.

6.1. Краткий обзор наиболее распространенных технологий

На сегодняшний день наиболее распространенными технологиями построения локальных сетей являются: Ethernet (10Base2, 10BaseT, 10Base-FL), Token Ring, FastEthernet (100Base-TX, 100Base-T4, 100 Base - FX), 100VG-AnyLAN, FDDI, Gigabit Ethernet.

Ethernet – наиболее широко используемая и гибкая сетевая архитектура. Протокол доступа к среде передач данных CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access/Collision Detector – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) хорошо подходит для реализации небольших (число клиентов на сетевой сегмент не более 30) или несильно загруженных сетей. Если сети Ethernet становятся очень большими, то число повторных передач данных из за коллизий поглощает всю доступную полосу пропускания, и сеть становится неработоспособной. Сегментация в сети Ethernet позволяет преодолеть ее ограничения при создании более крупных сетей. Существует несколько подстандартов Ethernet:

      10 Base 5 (Толстый Ethernet передача данных со скоростью 10 Мбит/с по толстому коаксиальному кабелю)

      10 Base 2 (Тонкий Ethernet передача данных со скоростью 10 Мбит/с по тонкому коаксиальному кабелю RJ-58)

      10 Base T (Ethernet на UTP передача данных со скоростью 10 Мбит/с; в качестве физической среды передачи используется неэкранированная витая пара категории 3 и выше.)

      10 Base-FL/FB (передача данных со скоростью 10 Мбит/с; в качестве физической среды передачи используется волоконно-оптический кабель)