Проектирование ЛВС организации

Содержание

 

1. Определения и обозначения
2. Введение
3. Проектирование ЛВС
1. Технология ЛВС
2. Разработка структуры сети
1. Структура организации
2. Поэтажные планы
3. Функциональная схема ЛВС
3. Расчёт характеристик сети
1. Расчёт максимально допустимых расстояний
1. Расчёт максимально допустимого расстояния при использовании медного кабеля
2. Расчёт максимально допустимого расстояния при использовании оптического волокна
2. Оценка производительности сети
4. Проектирование СКС
1. Выбор элементов СКС
2. Топология сети
3. Горизонтальная кабельная подсистема
4. Вертикальная кабельная подсистема
5. Подсистема кампуса
6. Расчёт СКС
7. Расчёт сети электропитания
8. Расчёт сети в соответствии с моделью 1 и моделью 2
5. Выбор оборудования
1. Пассивное оборудование
2. Активное оборудование
6. Проектирование аппаратной
1. Требования к аппаратной
2. Размещение оборудования в аппаратной

 

 

 

 

 

 

 

7. Проектирование ЛВС в NetCracker
1. Структура многоуровневого проекта
2. Схема ЛВС
3. Производительность ЛВС
8. Расчёт надёжности ЛВС
1. Требования к надёжности ЛВС
2. Основные понятия надёжности
3. Расчёт надёжности
9. Экономический расчёт
4. Заключение
5. Список литературы
6. Приложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определения и обозначения

1)Локальная  вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть; англ. Local Area Network, LAN) — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

 

2)Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи компьютеров или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

 

 

 

             - обозначение рабочего места/розетки

 

2. Введение

 

Целью данного  курсового проекта является разработка локальной вычислительной сети, её проверка на устойчивость работы и  соответствие стандартам, предъявляемым  такого рода объектам. В ходе проектирования необходимо показать знание лекционного  материала, осведомлённость в области  последних научных разработок, а  также способность применить  накопленные умения на практике.

Локальные сети сосредоточены на территории не более 1-2 км; построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя более простые методы передачи данных достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с. Предоставляемые услуги отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме подключения (on-line).

Важнейший этап в развитии сетей – появление  стандартных сетевых технологий: Ethernet; FDDI; Token Ring, позволяющих быстро и эффективно объединять компьютеры различных типов.

Первые  локальные сети появились в начале 70-х годов, а в середине 80-х годов  утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Стимулом для их развития послужили персональные компьютеры, которые, с одной стороны, были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения периферийных устройств и накопителей памяти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Проектирование ЛВС

Необходимо спроектировать ЛВС для жилого дома, состоящего из двух четырехэтажных зданий.

 

3.1. Технология ЛВС – Ethernet

Ethernet (от англ. ether «эфир») — пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные  соединения и электрические сигналы  на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet и Token ring.

Преимущества использования витой  пары по сравнению с коаксиальным кабелем:

• возможность работы в дуплексном режиме;
• низкая стоимость кабеля «витой пары»;
• более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле (соединение точка-точка: обрыв кабеля лишает связи два узла. В коаксиале используется топология «шина», обрыв кабеля лишает связи весь сегмент);
• минимально допустимый радиус изгиба меньше;
• большая помехозащищенность из-за использования дифференциального сигнала;
• возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE);
• гальваническая развязка трансформаторного типа. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт и иногда даже полным «выгоранием» системного блокаПричиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.

Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий(CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.

Существует несколько форматов Ethernet-кадра.

• Первоначальный Version I (больше не применяется).
• Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространена и используется по сей день. Часто используется непосредственно протоколом Интернет.

 

Наиболее  распространенный формат кадра Ethernet II

• Novell — внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control).
• Кадр IEEE 802.2 LLC.
• Кадр IEEE 802.2 LLC/SNAP.
• Некоторые сетевые карты Ethernet, производимые компанией Hewlett-Packard использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Разработка структуры сети

3.2.1. Структура организации

 

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                   

 

3.2.2 Поэтажный план               

1 здание

1 этаж

2 этаж

 

3 этаж

4 этаж

 

 

2 здание 

1 этаж

2 этаж

Зэтаж

4 этаж

3.2.3. Функциональная схема ЛВС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Расчёт характеристик сети 
3.3.1. Расчёт максимально допустимых расстояний

 

Sмакс – максимально допустимое расстояние между наиболее удалёнными 
станциями сети, м 
Sмакс = 0,25*Vc*(Emin / Vk)

Vc – скорость распространения сигнала в передающей среде, м/с

для оптоволокна Vc = С / n, м/с

С – скорость света в вакууме, С = 3*10⁸ м/с

n – коэффициент преломления, для разных типов волокна от 1,45 до 1,55

для медного кабеля Vc = С*(0,03…0,05), м/с

Емин = 72 байта = 576 бит

Vк – скорость передачи технологии ЛВС

Vк = 10 Мбит/с = 10⁷ Мбит/с (Ethernet)

 

3.3.1.1. Расчёт максимально  допустимого расстояния при использовании медного кабеля

 

Vс = 3*10⁸*0,05 = 0,15*10⁸ м/с

Sмакс = 0,25*0,15*(576 / 10⁷) = 216 м

 

3.3.1.2. Расчёт максимально  допустимого расстояния при использовании  оптического волокна

 

Vc = 3*10⁸ / 1,55 = 1,94*10⁸ м/с

Sмакс = 0,25*1,94*10⁸*(576 / 10⁷) = 2736 м

 

3.3.2. Оценка производительности  сети

 

1)  Vмакс макс - максимальная скорость передачи пакета максимальной длины

    Vмакс макс = Vк / Eмакс = 10⁷ / 12208 = 819,13 бит/с

 

2) Vмакс мин - максимальная сокрость передачи пакета минимальной длины

    Vмакс мин = Vк/ Емин =10⁷ / 576 = 17361 бит/с

 

3) fмакс мин - максимальная частота передачи коротких пакетов

    fмакс мин = 1 / (Тмин + Тмк) = 1 / (57,6+9,6) = 1/67,2 = 0,01 к/с

    Тмин = Емин*t_bt = 576*0,1 = 57,6 мкс

 

4) fмакс макс - максимальная частота передачи длинных пакетов

    fмакс макс = 1 / (Тмакс + Тмк) = 1 / (1220,8 + 9,6) = 1/1230,4 = 0,008 к/с

    Тмакс = Емакс* t_bt = 1220,8 мкс

 

5) Сп макс – пропускная способность сети при передаче пакета максимальной длины 
    Сп макс = Vмакс макс*Еп макс = 819,13*12000 = 9 829 560 бит/с

 

6) Сп мин - пропускная способность  сети при передаче пакета минимальной  длины

    Сп мин = Vмакс мин*Еп мин = 17361*368 = 6 388 888 бит/с

 

7) Змакс –  максимальная загруженность сети

    Змакс  = (Сп макс / Vк)*100% = 98%

 

8) Змин –  минимальная загруженность сети

    Змин = (Сп мин / Vк)*100% = 63,9%

 

Параметры	Ethernet	Fast Ethernet
Емакс, байт Емин, байт Еп макс, байт Еп мин, байт tbt, мкс Тмк, мкс	1526 72 1500 46 0,1 9,6	1526 72 1500 46 0,01 0.96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Проектирование СКС

3.4.1 Выбор элементов СКС

 

№	Элементы СКС	Изготовитель	Тип, марка, обозначение, код	Стоимость, руб. (за 1 шт. или 1 м)
1	Информационная розетка RJ-45	N/A	Розетка	42 руб
2	Коммутационная панель на 24 порта	TRENDnet	Patch Panel 19" 2U UTP 48 port	2 411 руб
3	Коммутационный шнур	N/A	PatchCordUTP	105 руб
4	Шина заземления	Cabeus	N/A	553руб
5	Шкаф навесной 19’’	NT	WALLBOX 15-66 B	7 613 руб
6	Шкаф (стойка) напольный 19”	NT	PRACTIC / METAL 33-610 B	20 301 руб
7	Кабель витая пара	Belden	7860ENH	40 руб
8	Кабель оптоволоконный	Hyperline	FO-D-IN-50-12-FRPVC	105руб
9	Оптическая коробка для монтажа  в шкаф(стойку) 19”	N/A	КОР-48-У	655 руб
10	Кабелепровод – короб	DKC-00351	N/A	55руб
11	Кабелепровод - труба	N/A	Труба ПВХ 63	50 руб
12	Кабелепровод - лоток	DKC	Лоток метал.неперфорированный 200x100мм	391 руб