Створення пристрою тестування локальної обчислювальної мережі

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І  НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ЛУГАНСЬКЕ ВИЩЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ

ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

 

 

 

пояснювальна  записка

 

до дипломного проекту на тему

“ Створення пристрою тестування локальної обчислювальної мережі“

Спеціальність       5.05010201 “Обслуговування  комп’ютерних систем і мереж”

Група     МС-22

       Студент             Гущин І.С.

Керівник проекту     Токар О.В.

Консультанти:

Програмна частина проекту     Токар О.В.

Економічна частина проекту     Шабельник О.В.

Охорона праці     Звичайна М.П.

 

ДОПУЩЕНИЙ ДО ЗАХИСТУ

   Заступник директора з НВР

            ____________ /Згурська Т. В./

    «____»_____________ 20___ р.

Луганськ 2012 

Міністерство ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ україни

ЛУГАНСЬКЕ ВИЩЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ 

ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

 

Завдання на дипломне проектування

 

Учня _______________________________________________________________

Групи __________________________________________________________________

Спеціальності 5.091504 «Обслуговування комп’ютерних систем і мереж»

 

ТЕМА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

 

Перелік питань, які підлягають розробці:

У пояснювальній  записці

ВСТУП _________________________________________________________________

________________________________________________________________________

1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ПРОЕКТУ ____________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

2 СТВОРЕННЯ ПРИСТРОЮ ТЕСТУВАННЯ _________________________________

________________________________________________________________________

3 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА ПРОЕКТУ  ___________________________________

_______________________________________________________________________

4 ОХОРОНА ПРАЦІ  ____________________________________________________

_______________________________________________________________________

ВИСНОВКИ  ___________________________________________________________

_______________________________________________________________________

у графічній  частині

Лист 1 ________________________________________________________________

Лист 2 ________________________________________________________________

Лист 3 ________________________________________________________________

Лист 4 ________________________________________________________________

 

Рекомендована література ________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

 

Дата видачі завдання «____»______________20__ р.

Термін виконання проекту «____»__________20__ р.

 

Примітки: пояснювальна записка та графічна частина повинна бути оформлені на ПК державною мовою;

обсяг розрахунково-пояснювальної записки_____________листів;

загальний обсяг пояснювальної записки ________________листів.

Заступник директора з НВР________________________________/Згурська Т. В./

Керівник дипломного проекту ____________________________/Токар О. В./ 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Дипломная работа содержит: текст – 62с., рисунков – 21, источ-    ников – 6.

 

Цель работы – изготовления цифрового прибора, основанного на базе микросхемы ATyni2313, предназначенного для проведения тестирования 8-жильного кабеля UTP (витая пара) на предмет обрыва и неправильного обжима. В результате работы был изготовлен цифровой прибор, предназначенный для проведения тестирования витой пары.

В данной работе, изучен теоретический материал, а именно понятие локальных сетей, типы сетей, и оборудование на базе, которого строиться локальные вычислительные сети. Мы изучили приборы предназаначенные для тестирования сетей построенных на базе кабеля UTP (витая пара).

В результате проведенной  работы создан  тестер витой пары, выполненный на базе микроконтроллера ATyni2313. Работа содержит описание последовательности создания прибора и инструкцию по его эксплуатации.

 

Ключевые слова: HUB, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ, LAN, RJ45, FRAME REALT, TOKEN RING, MDI-X, ТЕСТЕР КАБЕЛЯ, ATyni2313, AVR STUDIO 5, PROTEUS 7 PROFESSIONAL, STK 200, PONYPROG. 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 8

1.ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ 9

1.1 Локальная вычислительная сеть 9

1.2 Классфикация сетей 11

1.3 Типы вычислительных сетей 13

1.4 Топология сети 16

1.5 Проблемы вычеслительных сетей 21

2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ КАБЕЛЯ UTP ВИТАЯ ПАРА 25

2.1 Витая пара 25

2.2 Виды кабеля 26

2.3 Конструкция кабеля 27

2.4 Категории кабеля 29

2.5 Стандарты обжима 31

2.6 Обжим кабеля 32

2.7 Приборы для проверки кабеля 34

3.СОЗДАНИЕ ПРИБОРА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ КАБЕЛЯ UTP ВИТАЯ ПАРА 38

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 51

5. ОХРАНА  ТРУДА 53

ВЫВОД 60

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 61

ПРИЛОЖЕНИЕ: ИНСТРУКЦИЯ К УСТРОЙСТВУ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ КАБЕЛЯ UTP (ВИТАЯ ПАРА)  62

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня существует множество  приборов для тестирования витой  пары. Тестеры используются для прозванивания жил сетевого кабеля на предмет порыва или плохого, неправильного обжима. В частности необходимы тестеры, которые может приобрести любой начинающий монтажник локальных сетей. Сейчас существует возможность приобретения приборов-тестеров, но они неоправданно дороги, а распространенность появления домашних локальных сетей достаточно велика. Предлагается изготовить достаточно простой и удобный в обращении прибор, с помощью которого любой желающий сможет протестировать сетевой провод своей локальной сети.

 

1. ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ

 

1. Локальная вычислительная сеть

 

Локальная вычислительная сеть  — 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. Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. В качестве кабеля используются «толстый» коаксиальный кабель, «тонкий» коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. «Толстый» кабель, в основном, используется на участках большой протяженности при требованиях высокой пропускной способности. Волоконно-оптический кабель позволяет создавать протяженные участки без ретрансляторов при недостижимой с помощью других кабелей скорости и надежности. Однако стоимость кабельной сети на его основе высока, и поэтому он не нашел пока широкого распространения в локальных сетях. В основном локальные компьютерные сети создаются на базе «тонкого» кабеля или витой пары.

Первоначально сети создавались по принципу "тонкого" Ethernet. В основе его — несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, соединенные последовательно коаксиальным кабелем, причем все сетевые адаптеры выдают свой сигнал на него одновременно. Недостатки этого принципа выявились позже.

 

 

 

С ростом размеров сетей параллельная работа многих компьютеров на одну единую шину стала практически невозможной: очень велики стали взаимные влияния  друг на друга. Случайные выходы из строя коаксиального кабеля (например, внутренний обрыв жилы) надолго выводили всю сеть из строя. А определить место  обрыва или возникновения программной  неисправности, "заткнувшей" сеть, становилось практически невозможно.

Поэтому дальнейшее развитие компьютерных сетей происходит на принципах структурирования. В этом случае каждая сеть складывается из набора взаимосвязанных участков — структур.

Каждая отдельная структура  представляет собой несколько компьютеров  с сетевыми адаптерами, каждый из которых  соединен отдельным проводом — витой  парой — с коммутатором. При  необходимости развития к сети просто добавляют новую структуру.

При построении сети по принципу витой  пары можно проложить больше кабелей, чем установлено в настоящий  момент компьютеров. Кабель проводится не только на каждое рабочее место, независимо от того, нужен он сегодня  его владельцу или нет, но даже и туда, где сегодня рабочего места  нет, но возможно появление в будущем. Переезд или подключение нового пользователя в итоге потребует  лишь изменения коммутации на одной  или нескольких панелях.

Структурированная система несколько  дороже традиционной сети за счет значительной избыточности при проектировании. Но зато она обеспечивает возможность  эксплуатации в течение многих лет.

Для сетей, построенных по этому  принципу, появляется необходимость  в специальном электронном оборудовании. Одно из таких устройств — хаб — является коммутационным элементом сети. Каждый хаб имеет от 8 до 24 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство.

 При подключении компьютера  к хабу оказывается, что часть электроники сетевого интерфейса находится в компьютере, а часть — в хабе. Такое подключение позволяет повысить надежность соединения. В обычных ситуациях, помимо усиления сигнала, хаб восстанавливает преамбулу пакета, устраняет шумовые помехи и т. д.

Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности. Даже в самых простых хабах существует индикация состояния портов. Это позволяет немедленно диагностировать проблемы, вызванные плохими контактами в разъемах, повреждением проводов и т. п. Существенным свойством такой структурированной сети является ее высокая помехоустойчивость: при нарушении связи между двумя ее элементами, остальные продолжают сохранять работоспособность. Задача соединения компьютерных сетей различных организаций, зачастую созданных на основе различных стандартов, вызвала появление специального оборудования (мостов, маршрутизаторов, концентраторов и т. п.), осуществляющего такое взаимодействие.

 

2. Классификация сетей

 

Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием  классификации принято считать  способ администрирования. То есть в  зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет  сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии).

Проводные связи устанавливаются  через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные сети построены  на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах.

 Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

Маршрутизация в локальных сетях  используется примитивная, если она  вообще необходима. Чаще всего это  статическая либо динамическая маршрутизация (основанная на протоколе RIP).

Иногда в локальной сети организуются рабочие группы — формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.

Сетевой администратор — человек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

Технологии локальных сетей  реализуют, как правило, функции  только двух нижних уровней модели OSI - физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда (общая шина),

кольцо и дерево. Однако из этого  не следует, что компьютеры, связанные  в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных  выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

3. Типы вычислительных сетей

 

Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время  непременным элементом любой  системы управления, привели к  буму в области создания локальных  вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость в разработке новых информационных технологий.