Физическая  топология описывает реально  использующиеся способы организации  физических соединений различного сетевого оборудования (использующиеся кабели, разъемы и способы подключения  сетевого оборудования). Различают  сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной структуры.

    Шинная (bus) - локальная сеть, в которой  связь между любыми двумя станциями  устанавливается через один общий  путь (шину) и данные, передаваемые любой  станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью). Шина позволяет легко добавлять  новых участников к сети, для прокладки  линии требуется минимальное  количество кабеля. Основной недостаток - любой разрыв линии делает сеть неработоспособной. К тому же такой отказ довольно трудно локализовать, поскольку все абоненты включены параллельно, и понять, какой из них вышел из строя, невозможно.

    Звездная (star) - имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных  узлов. Звездообразная топология требует  наличия специального многопортового устройства - концентратора. Концентратор соединяется с каждым участником сети отдельной линией передачи данных. При выходе из строя одной из линий  доступ к сети теряет только один участник. Однако если откажет концентратор, работа сети станет полностью невозможной.

    Большое достоинство звезды состоит в  том, что все точки подключения  собраны в одном месте. Это  позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности  путем простого отключения от центра тех или иных абонентов, а также  ограничивать доступ посторонних лиц  к жизненно важным для сети точкам подключения. Общим недостатком  для топологии типа звезда является значительно больший, чем при  других топологиях, расход кабеля. Это  существенно влияет на стоимость  сети в целом.

    Кольцевая (ring) - узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии); данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети. При  кольцеобразной топологии каждый участник соединен отдельной линией передачи данных с двумя соседями. Данные по каждой линии передаются обычно только в одном направлении. Основной недостаток кольцевой топологии - при  обрыве хотя бы одной линии или  выходе из строя хотя бы одного участника  сеть перестает функционировать.

    Кольцевая топология обычно обладает высокой  устойчивостью к перегрузкам, обеспечивает уверенную работу с большими потоками передаваемой по сети информации. Однако данная топология наиболее уязвима  к повреждениям кабеля, поэтому в  случае топологии кольца обычно предусматривают  прокладку двух (или более) параллельных линий связи, одна из которых находится  в резерве.

    Логическая  топология - это схема соединения, связанная с методом доступа  к передающей среде. В настоящее  время существует три базовые  логические топологии: «логическая  шина», «логическое кольцо» и  «логическая звезда» (коммутация).

    В топологии «логическая шина»  последовательности данных, называемые «кадрами» (frames), в виде сигналов распространяются одновременно во всех направлениях по существующей среде передачи. Каждая станция в сети проверяет каждый кадр данных для определения того, кому адресованы эти данные. Когда  сигнал достигает конца среды  передачи, он автоматически гасится (удаляется из среды передачи) соответствующими устройствами, называемыми «терминаторами» (terminators). Такое уничтожение сигнала на концах среды передачи данных предотвращает отражение сигнала и его обратное поступление в среду передачи. Если бы терминаторов не существовало, то отраженный сигнал накладывался бы на полезный и искажал его.

    В топологии «логическое кольцо»  кадры данных передаются по физическому  кольцу до тех пор, пока не пройдут  через всю среду передачи данных. Топология «логическое кольцо»  базируется на физической топологии  «кольцо». Каждая станция, подключенная к физическому кольцу, получает данные от предыдущей станции и повторяет  этот же сигнал для следующей станции. Таким образом, данные, повторяясь, следуют от одной станции к  другой до тех пор, пока не достигнут  станции, которой они были адресованы. Получающая станция копирует данные из среды передачи и добавляет  к кадру атрибут, указывающий  на успешное получение данных. Далее  кадр с установленным «атрибутом доставки» продолжает путешествие  по кольцу до тех пор, пока не достигнет  станции, изначально отправившей эти  данные.

    В топологии "логическая звезда" используется метод коммутации, обеспечивающий ограничение  распространения сигнала в среде  передачи в пределах некоторой ее части. Механизм такого ограничения  является основополагающим в топологии "логическая звезда".

    Коммутация  предоставляет выделенную линию  передачи данных каждой станции. Когда  одна станция передает сигнал другой станции, подключенной к тому же самому коммутатору, то коммутатор передает сигнал только по среде передачи данных, соединяющей  эти две станции. При таком  подходе возможна одновременная  передача данных между несколькими  парами машин, так как данные, передающиеся между любыми двумя станциями, остаются "невидимыми" для других пар  станций.

    Средой  передачи данных называются те линии  связи (или каналы связи), по которым  производится обмен информацией  между компьютерами. Линии связи  характеризуются рядом параметров, наиболее важные из которых для пользователей  сети следующие:

• стоимость;
• удобство подключения;
• пропускная способность (предельная скорость передачи данных);
• предельная длина линии связи (затухание сигнала с расстоянием на данной частоте);
• помехоустойчивость;
• секретность передаваемых данных (возможностью подслушивания);
• требуемая сложность адаптеров абонентов.

  Физическая  среда передачи данных может представлять собой:

• проводные линии связи без изолирующих и экранирующих оплеток;
• кабельные линии связи;
• беспроводные линии связи (радиоканалы наземной и спутниковой связи).

    Кабельные линии связи имеют довольно сложную  структуру. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев  изоляции. В компьютерных сетях используются три типа кабелей.

    Витая пара (twisted pair) — кабель связи, который  представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку. Пары проводов скручиваются между собой  с целью уменьшения наводок. Витая  пара является достаточно помехоустойчивой. Существует два типа этого кабеля: неэкранированная витая пара  UTP и экранированная витая пара STP. Характерным  для этого кабеля является простота монтажа. Данный кабель является самым  дешевым и распространенным видом  связи. Кабель подключается к сетевым  устройствам при помощи соединителя RJ45.

    Кабель  используется для передачи данных на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Витая  пара обычно используется для связи  на расстояние не более нескольких сот метров.  К недостаткам  кабеля "витая пара" можно отнести  возможность простого несанкционированного подключения к сети.

    Коаксиальный  кабель (coaxial cable) - это кабель с центральным  медным проводом, который окружен  слоем изолирующего материала для  того, чтобы отделить центральный  проводник от внешнего проводящего  экрана (медной оплетки или слой алюминиевой фольги). Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией. Существует два типа коаксиального  кабеля: тонкий коаксиальный кабель диаметром 5 мм и толстый коаксиальный кабель диаметром 10 мм. У толстого коаксиального  кабеля затухание меньше, чем у  тонкого. Стоимость коаксиального  кабеля выше стоимости витой пары и выполнение монтажа сети сложнее, чем витой парой.

    Коаксиальный  кабель более помехозащищенный, чем  витая пара и снижает собственное  излучение. Пропускная способность  – 50-100 Мбит/с. Допустимая длина линии  связи – несколько километров. Несанкционированное подключение  к коаксиальному кабелю сложнее, чем к витой паре.

    Оптоволоконный  кабель (fiber optic) – это оптическое волокно на кремниевой или пластмассовой  основе, заключенное в материал с  низким коэффициентом преломления  света, который закрыт внешней оболочкой. Оптическое волокно передает сигналы  только в одном направлении, поэтому  кабель состоит из двух волокон. На передающем конце оптоволоконного  кабеля требуется преобразование электрического сигнала в световой, а на приемном конце обратное преобразование.

    Основное  преимущество этого типа кабеля –  чрезвычайно высокий уровень  помехозащищенности и отсутствие излучения. Несанкционированное подключение  очень сложно.  Скорость передачи данных очень высокая. Основные недостатки оптоволоконного кабеля –  это  сложность его монтажа, высокая  стоимость, небольшая механическая прочность и чувствительность к  ионизирующим излучениям. 

     1.4. Выбор и обоснование  проектных решений

 

    Из  двух, рассмотренных выше, моделей  локальной вычислительной сети для  проектирования ЛВС в организации  РА «Новый берег» выбираем модель клиент-сервер, так как для проектируемой  сети необходимо центральное управление для облегчения обмена информацией  и для общей безопасности сети. ЛВС клиент-сервер дает возможность  резервного копирования данных в  случае повреждения их основной области  хранения,  наращиваемость сети в  будущем, снижение требовательности к  ресурсам клиентских компьютеров.

    Для проектируемой сети выбран тип соединения «звезда». Преимущества выбранной топологии  заключаются в более высокой  надежности и отказоустойчивости локальной  сети, в ней значительно реже возникают  «заторы». При этом в случае выхода из строя одного из узлов сети вся  остальная система продолжает работать стабильно: полный отказ такой локальной  сети происходит только при поломке  концентратора. Безусловно, организация  сетевой системы на основе топологии  «звезда» требует значительно больших  финансовых затрат, но они целиком  и полностью оправдываются, когда  речь заходит о необходимости  обеспечить надежную связь между  работающими в сети компьютерами.

    Для  проектирования нашей сети выбираем логическую топологию типа «логическая  звезда». Топология «логическая звезда» более эффективна среди топологий, рассмотренных выше. В этой топологии возможна передача данных сразу между несколькими парами вычислительных машин, вследствие чего повышается производительность сети.

    Для локальной вычислительной сети будем  использовать кабель экранированная витая  пара. 

     1.5. Выводы по главе

 

    В главе 1 представлена краткая характеристика предприятия, описана его деятельность, организационно-штатная структура. Определено назначение сети, а также  цели и задачи данной курсовой работы. Помимо этого, проведен обзор и анализ альтернатив решения задач курсового  проектирования, обоснован выбор  проектных решений. 

 

2. Проектная часть

     2.1. Топология сети

 

    Компьютеры  локальной сети абонентского отдела предприятия предлагается объединить по топологии «звезда» с центральным  коммутатором и маршрутизатором, установленными в серверной. Директорская и помещение 2 подключаются к одному коммутатору, помещение 1 – к другому.

    Рис. 2.1. Схема спроектированной локальной сети

    Рис. 2.2. Логическая топология сети 

     2.2. Аппаратные средства  реализации

 

    Уже имеющиеся персональные компьютеры в организации имеют общую  конфигурацию. Конфигурация представлена в таблице 2.1.

    Таблица 2.1