 |
Общий алгоритм, описывающий процесс построения сети.
|
|
|
|
СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Основы проектирования ЛВС
Направление подготовки: 210300 Радиотехника
Специальность 210302 «Радиотехника»
Форма обучения - очная
Тула 2009
Методические указания составлены к.т.н., доц. ОвчинниковымА.В. и обсуждены на заседании кафедры «Радиоэлектроника» факультета САУ ИВТС им. В.П. Грязева, протокол № 4 от «3» декабря 2009 г.
Зав. кафедрой РЭ ________________ Н.А. Зайцев
Методические указания пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Радиоэлектроника» факультета САУ ИВТС им. В.П. Грязева,
протокол №_____ от «____»______________201_ г.
Зав. кафедрой РЭ _________________
1. Цель работы
Целью работы является ознакомление с методиками проектирования ЛВС, получение практических навыков по проектированию вычислительных сетей.
2. КРАТКАЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Процесс построения (проектирования) сети представляет собой упрощенное моделирование не наступившей действительности и включает в себя следующие основные этапы:
1. Анализ задач, для решения которых создается сеть, а также определение объема финансирования проекта.
2. Проектирование физической структуры - этап, на котором анализируются начальные условия (планировка здания, имеющиеся технические средства и т.п.) и создается детальный проект физической организации сети.
3. Проектирование инфраструктуры – этап, на котором определяются протоколы взаимодействия, используемые службы, политика безопасности и т.п. - т.е. логическая организация сети.
4. Развертывание - этап, связанный с прокладкой линий связи, установкой и настройкой оборудования.
Этап анализа является одним из важнейших, поскольку определяет все остальные решаемые задачи: как физическую структуру сети (например, места расположения компьютеров), так и логическую (используемые протоколы, службы и т.п.). Именно на данном этапе выступает основное различие компьютерных сетей. Основной целью использования учебных компьютерных сетей в образовательных заведениях выступает организационно-методическая поддержка учебно-воспитательного процесса средствами современных сетевых технологий.
|
|
|
На этапе проектирования решаются следующие задачи:
1. На основе определенных целевых требований к сети определяется необходимый состав оборудования и, прежде всего, компьютеров: количество, характеристики и т.д.
2. Определяется физическое расположение рабочих мест и определяются этажи и аудитории, которые будут охватываться сетью. При решении этой задачи должна учитываться принципиальная возможность прокладки линий связи к рабочим местам/помещениям.
3. Исходя из решаемых задач, стоимости и расположения, определяется тип физических линий связи, соединяющих рабочие места, состав и расположение коммуникационного оборудования (например, концентраторов).
4. Определяется способ подключения к Интернету: выбирается провайдер – организация, обеспечивающая подключение организации к сети Интернет. При выборе провайдера учитываются факторы: характеристики возможных физических соединений с провайдером, требования к оборудованию и необходимое дополнительное оборудование, начальная стоимость подключения, стоимость эксплуатации подключения, технологические ограничения подключения (невозможность использования некоторых служб).
5. Исходя из технических требований, определяется узел проектируемой сети, который будет являться шлюзом для подключения к Интернету и определяется место его расположения. При этом учитывается удобство физического соединения шлюза с проектируемой сетью и удобство подведения физических линий для подключения к Интернету.
|
|
|
Общий алгоритм, описывающий процесс построения сети.
1. Определение исходных данных: определение целей использования сети; определение требований к сети; характеристики используемого оборудования (компьютеры, сетевое оборудование, принтеры, модемы и др.); характеристика сетевого ПО (операционные системы, серверное ПО, антивирусное ПО); примерная схема здания в котором планируется строить сеть.
2. Проектирование сети: способ сегментирования и объединения сегментов (определение необходимых сегментов оборудования для их формирования); выбор типа кабеля (как правило выбирается неэкранированная витая пара); определение активных устройств (модемы, маршрутизаторы и т.п.); выбор программного обеспечения (серверные и клиентские ОС, серверное программное обеспечение и т.п.); разработка схемы сети (указываются узлы сети и длины соединительных кабелей).
3. Определение стоимости: анализ основных направлений затрат; составление примерной сметы затрат.
4. Примерный план проведения работ.
5. Развертывание сети.
При создании новой сети желательно учитывать следующие факторы:
· требуемый размер сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу);
· структура, иерархия и основные части сети (по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и зданиям предприятия); основные направления и интенсивность информационных потоков в сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и в дальней перспективе); характер передаваемой по сети информации;
· технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов);
· возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля;
· обслуживание сети и контроль ее безотказности и безопасности;
· требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и т.д. (например, если предполагается использование одного ресурса многими пользователями, то следует использовать серверную ОС);
|
|
|
· необходимость подключения к другим сетям (например, глобальным);
· имеющиеся компьютеры и их программное обеспечение, а также периферийные устройства (принтеры, сканеры и т.д.).
При выборе размера (под размером сети в данном случае понимается как количество объединяемых в сеть компьютеров, так и расстояния между ними) и структуры сети необходимо учитывать:
· количество компьютеров (следует оставлять возможность для дальнейшего роста количества компьютеров в сети);
· требуемую длину линий связи сети (например, если расстояния очень большие, может понадобиться использование дорогого оборудования).
· способы объединения частей сети (для объединения частей сети могут использоваться репитеры, репитерные концентраторы, коммутаторы, мосты и маршрутизаторы, причем в ряде случаев стоимость этого объединительного оборудования может даже превысить стоимость компьютеров, сетевых адаптеров и кабеля.
· Возможность масштабирования (например, лучше приобретать коммутаторы или маршрутизаторы с количеством портов, несколько большим, чем требуется в настоящий момент).
Пример. Пусть небольшое предприятие занимает три этажа, на каждом по пять комнат, и включает в себя три подразделения, по три группы. В этом случае можно построить сеть таким образом (рис. 1):
· Рабочие группы занимают по 1–3 комнаты, их компьютеры объединены между собой репитерными концентраторами. Концентратор может использоваться один на комнату, один на группу или один на весь этаж. Концентратор целесообразно расположить в помещении, в которое имеет доступ минимальное количество сотрудников.
· Подразделения занимают отдельный этаж. Все три сети рабочих групп каждого подразделения объединяются коммутатором, а для связи с сетями других подразделений используется маршрутизатор. Коммутатор вместе с одним из концентраторов лучше поместить в отдельной комнате.
· Общая сеть предприятия включает три сегмента сетей подразделений, объединенных маршрутизатором. Этот же маршрутизатор может использоваться для подключения к глобальной сети.
|
|
|
· Серверы рабочих групп располагаются в комнатах рабочих групп, серверы подразделений – на этажах подразделений.
Рисунок 1. Структура сети предприятия (С – серверы рабочих групп, РК – репитерные концентраторы, Ком – коммутаторы)
При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в частности:
· уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;
· скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;
· возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево);
· метод управления обменом в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод);
· разрешенные типы кабеля сети, максимальную его длину, защищенность от помех;
· стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов).
В настоящее время для организации локальных сетей в подавляющем большинстве случаев используется неэкранированная витая пара UTP. Более дорогие варианты на основе экранированной витой пары, оптоволоконного кабеля или беспроводных соединений применяются на предприятиях, где в этом существует действительно острая необходимость. Например, оптоволокно может использоваться для связи между удаленными сегментами сети без потери скорости.
При выборе сетевого программного обеспечения (ПО) надо, в первую очередь, учитывать следующие факторы:
· Какую сеть поддерживает сетевое ПО: одноранговую, сеть на основе сервера или оба этих типа;
· Максимальное количество пользователей (лучше брать с запасом не менее 20%);
· Количество серверов и возможные их типы;
· Совместимость с разными операционными системами и компьютерами, а также с другими сетевыми средствами;
· Уровень производительности программных средств в различных режимах работы;
· Степень надежности работы, разрешенные режимы доступа и степень защиты данных;
· Какие сетевые службы поддерживаются;
· Стоимость программного обеспечения, его эксплуатации и модернизации.
Еще до установки сети необходимо решить вопрос об управлении сетью. Даже в случае одноранговой сети лучше выделить для этого отдельного специалиста (администратора), который будет иметь всю информацию о конфигурации сети и распределении ресурсов и следить за корректным использованием сети всеми пользователями. Если сеть большая, то одним сетевым администратором уже не обойтись, нужна группа, возглавляемая системным администратором. После установки и запуска сети решать эти вопросы, как правило, слишком поздно.
|
|
|
При проектировании следует определить возможные направления финансовых затрат (к данному этапу проектирования необходимые предпосылки для решения этой задачи уже имеются):
· Дополнительные компьютеры и апгрейд существующих компьютеров. Необязательное направление затрат: при достаточном количестве и качестве существующих компьютеров их апгрейд не требуется (или требуется в минимальном объеме – например, для установки более современных сетевых карт); в одноранговой сети не нужен (хотя и желателен) также специальный файл-сервер.
· Сетевые аппаратные средства (кабели и все, что необходимо для организации кабельной системы, сетевые принтеры, активные сетевые устройства – повторители, концентраторы, маршрутизаторы и т.д.).
· Сетевые программные средства, прежде всего, сетевая ОС на необходимое число рабочих станций (с запасом).
· Оплата работы приглашенных специалистов при организации кабельной системы, установке и настройке сетевой ОС, при проведении периодической профилактики и срочного ремонта. Необязательное направление затрат: для небольших сетей со многими из этих работ может и должен справляться штатный сетевой администратор (возможно, с помощью других сотрудников данного предприятия).
Примерное распределение стоимости установки сети с использованием различных сред передачи данных приведено на рисунке 2.
Рисунок 2. Примерное распределение стоимости сети на базе различных сред передачи данных.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомьтесь с решением поставленной задачи для чего ознакомьтесь с содержимым файла «Проектирование_ЛВС.pdf»;
2. Выполните расчеты стоимости программного обеспечения в таблице «Составление сметы примерных затрат».
3. Модифицируйте план проектирования сети, увеличив количество компьютеров до N (например, добавьте еще K кабинет информатики на M этаже).
4. Сохраните результат работу в личной папке.
4. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Таблица 1.
| Вариант | N | K | M |
ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет оформляется индивидуально и содержит:
- титульный лист;
- наименование, цель и содержание работы;
- основные расчетные зависимости;
- результаты расчета в таблицах и графиках;
- анализ результатов расчета с объяснением общего характера и особенностей его.
Отчёт по лабораторной работе необходимо оформить в MS Word. Файл с отчетом необходимо назвать в следующем формате: "ГРУППА_ЛРх (х-номер ЛР по порядку)_ФИО", например: "130601_ЛР1_Иванов_А_А". Файл с отчетом необходимо поместить в папку "\\RE307-2\Students\СИТ". Поместить изображение текущего окна в отчёт можно следующим способом: нажмите ALT+PrintScreen, перейдите в редактор и нажмите CTRL+V.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник. Под. ред. В.И. Иванова – М.: Техсом, 2003. – 232с.
2. Бройдо В. Л. Вычислительные системы сети и телекоммуникации. Учебник СПБ-ПИТЕР, 2002. – 688с.
3. В. А. Бархоткин, Е. И. Минаков, А. Я. Паринский. Интеллектуальные сети. – Тула. Изд-во ТулГу, 2004. – 172с.
4. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы. Справочная книга. - М.: Финансы и статистика, 1996 г.-368 с.
|
|
|
