49159

Разработка эскизного проекта локальной вычислительной сети

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель проекта: Разработка эскизного проекта локальной вычислительной сети ЛВС. Планирование построения сети Выбор топологии сети

Русский

2013-12-22

1.02 MB

67 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Югорский государственный университет» 

Курсовой проект по теме:

«Разработка эскизного проекта локальной вычислительной сети»

кафедра «ПМИ», группа 1270

                                                              выполнил Томша П.П.

преподаватель Д.О. Тей

Дата сдачи:________________

Оценка: _______________

г. Ханты-Мансийск, 2011


ЗАДАНИЕ

1. Цель проекта: Разработка эскизного проекта локальной вычислительной сети (ЛВС).

2. Исходные данные к проекту, вариант №12:  

Размеры: L1=25 L2=13 A=6 C=13 D=5

Высота перекрытий=0,65 м

Размещение рабочих станций(первая цифра - этаж, вторая - кабинет):

11 12 13 14 15 16 21 22 23 24 25 26 31 32 33 34 35 36

10 04 06 12 05 07 11 05 07 13 06 08 09 03 05 11 04 06 

Подключить к ЛВС, удаленной на 977 м

3. Содержание пояснительной  записки: Пояснительная записка включает в себя задание на выполнение работы, титульный лист, оглавление, введение, собственно тест пояснительной записки, выводы, библиографический список.


Содержание

[1]
Содержание

[2]
1.Системное проектирование

[2.1] 1.1.  Анализ предметной области

[2.2]
1.2 Перечень функций и соответствующих услуг (сервисов), предоставляемых пользователям в ЛВС

[3]
2. Планирование построения сети

[3.1] 2.1 Выбор топологии сети

[3.2]
2.2 Структура кабельной сети

[4]
3. Состав оборудования и программных средств

[5]
4.Расчет необходимого количества и стоимости устанавливаемого оборудования

[6]
Заключение

[7]
Список литературы

[8]
Приложение 1

[9]
Приложение 2


Введение

Современный мир невозможно представить без компьютерной техники. Всё большие требования предъявляются как к самой технике, так и к системам связи компьютеров и компьютерного оборудования.

Компьютерные сети способны обеспечить быструю и надёжную передачу информации, что особо актуально в современных условиях растущей конкуренции и непрерывно совершенствующегося сервиса.

Даже небольшие организации, работающие не в IT-сфере, нуждаются в создании собственной локальной сети - основы информационной инфраструктуры практически любого современного предприятия. Скорость и качество функционирования компьютерной сети во многом определяют эффективность работы организации. Поэтому при проектировании и построении сетевой инфраструктуры предприятия необходим тщательный подход.

В данной курсовой работе мы рассмотрим процесс проектирования компьютерной сети для организации средних размеров.


1.Системное проектирование

1.1.  Анализ предметной области

Объектом проектирования является трехэтажное здание – компьютерный клуб «Ромашка». Он предоставляет пользователям возможность пользоваться компьютерами, играть в компьютерные игры, пользоваться сетью Интернет.

Компьютерный клуб относится к предприятию потребительского рынка в сфере услуг. Это значит, что деятельность компьютерного клуба характеризуется как предоставление услуг населению. Основная услуга здесь – предоставление компьютеров, программного обеспечения и сетевой инфраструктуры в аренду отдельным пользователям.

Необходимо обеспечить скорость передачи данных в ЛВС порядка 6 Мб/сек и скорость доступа в Интернет и внешнюю сеть до 4 Мб/сек.


1.2 Перечень функций и соответствующих услуг (сервисов), предоставляемых пользователям в ЛВС

Создание сети позволяет клиентам компьютерного клуба:

  •  Пользоваться сетью Интернет
  •  Играть в компьютерные игры между собой по сети

Также сеть позволяет персоналу организации:

  •  Управлять доступом к рабочим станциям
  •  Осуществлять коммуникации внутри организации
  •  Совместно использовать периферийные устройства (принтеры), для экономии ресурсов.
  •  Управлять антивирусными средствами компьютерной системы организации


2. Планирование построения сети

2.1 Выбор топологии сети

Для построения логической схемы сети нам необходимо выбрать подходящую топологию.

Сетевая топология – это геометрическая форма сети, то есть расположение кабелей, соединяющих компоненты сети воедино. В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры. Рассмотрим некоторые из них.

Шинная (рисунок 1) - при построении сети по линейной (шинной) схеме, каждый компьютер подсоединяется к одному общему кабелю. Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше.

Рисунок  – Пример топологии «Шина»

Достоинства топологии «Шина»:

  •  Небольшое время установки сети;
  •  Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
  •  Простота настройки;
  •  Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.

Недостатки топологии «Шина»:

  •  Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля и выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети;
  •  Сложная локализация неисправностей;
  •  С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

Кольцевая (рисунок 2) - этот вид топологии представляет из себя последовательное соединение компьютеров, при котором последний соединен с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них часто приводит к нарушению работы всей сети. Данная топология является активной. В настоящее время используется относительно редко.

Рисунок  - пример топологии "Кольцо"

Достоинства топологии «Кольцо»:

  •  Простота установки;
  •  Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
  •  Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки топологии «Кольцо»:

  •  Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
  •  Сложность конфигурирования и настройки;
  •  Сложность поиска неисправностей.
  •  Необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.

Использование топологии «Двойное кольцо» повышает надёжность сети, однако увеличивает стоимость сети – кабеля требуется в два раза больше, чем при использовании топологии «Кольцо».

Звездная (рисунок 3) - каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству (концентратору или коммутатору). Головное устройство распределяет сигналы между всеми рабочими станциями, подключенными к сети, направляя его по кабелям в разных направлениях. Если между головным устройством и рабочей станцией происходит нарушение соединения, то теряет связь только данная станция. Все остальные работающие в сети компьютеры продолжают нормально работать. Однако, при отказе головного устройства, работа сети становится полностью парализованной.

На базе топологии "звезда" можно строить различные другие виды топологий, как бы расширяя ее. Например, можно к уже имеющемуся в сети концентратору добавить еще концентратор с определенным количеством портов и тем самым добавить новых пользователей в сеть.

Рисунок  - пример топологии "Звезда"

Для расширения сети необходим монтаж отдельного кабеля от новой рабочей станции к головному устройству. Управление сетью осуществляется из ее центра, в центре же реализуется механизм защиты информации.

Достоинства топологии «Звезда»:

  •  выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
  •  хорошая масштабируемость сети;
  •  лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
  •  высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
  •  гибкие возможности администрирования.

Недостатки топологии «Звезда»:

  •  выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;
  •  для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

Учитывая сложность расположения рабочих станций в рассматриваемой схеме и требования к отказоустойчивости и потенциальной расширяемости, выбираем топологию «расширенная звезда».

Предложенная логическая схема приведена в Приложении 1. Схема её физической реализации представлена в Приложении 2. Преимущества использования данной схемы:

  •  Отказоустойчивость. При выходе из строя любого конечного устройства сеть не пострадает. При выходе из строя одного из коммутаторов, легко найти повреждённое устройство. После замены вышедшего из строя головного устройства, сеть продолжит работать в начальном режиме.
  •  Централизованное управление сетью.
  •  Расширяемость. При увеличении числа рабочих станций достаточно будет подключить новые устройства к коммутаторам, не затрагивая остальной части ЛВС. При этом, если будет снижаться скорость передачи данных в ЛВС, то достаточно будет заменить коммутатор на более мощный.


2.2 Структура кабельной сети

Рассмотрим варианты для связи с внешней ЛВС. Для высокоскоростных соединений возможен выбор среди следующих альтернатив:

Таблица  - Сравнение сред передачи данных

Название

Максимальная скорость передачи данных

Дальность действия

Тонкий коаксиальный кабель

До 10 Мбит/с

До 185 м

Толстый коаксиальный кабель

До 10 Мбит/с

До 500 м

Витая пара

До 10 Гбит/с

До 500 м

Волоконно-оптический кабель

До 1 Гбит/с

До 5 км

Wi-Fi

до 300 Мбит/с

до 100 м

WiMax

до 75 Мбит/с

6-10 км 

Основной сложностью здесь является необходимость обеспечения высокой скорости передачи данных на расстояние 977 метров. Максимальная скорость связи с внешней ЛВС должна составлять не менее 4 Мбит/сек. Таким образом, пропускная способность данного участка сети должна составлять не менее 4*132 = 528 Мбит/сек. Для связи с внешней ЛВС будем использовать оптическое одномодовое волокно. Данный вид кабеля сможет обеспечить передачу данных на расстояние до 5 км с достаточной скоростью и без особых помех и затухания.

Для организации внутренней сети не требуется передача данных на такие большие расстояния, поэтому мы можем воспользоваться более дешевыми вариантами.

Использовать коаксиальный кабель невыгодно: скорость передачи данных посредством его ниже, чем при использовании витой пары, однако стоимость его выше.

Использование беспроводных технологий неприемлемо из-за учета специфики организации. Для некоторых сетевых компьютерных игр критичным является показатель времени отклика, который возрастает при использовании воздушной среды. Время отклика при использовании витой пары ниже, что делает её более привлекательной для использования внутри сети.

Относительно малая стоимость, простота в укладке и удовлетворительные характеристики скорости и дальности передачи данных позволяют нам использовать в сети именно витую пару.

Для связи рабочих станций с коммутаторами, связи между коммутаторами и связи центрального коммутатора с роутером будем использовать витую пару стандарта CAT5e. Она способна обеспечить скорость до 1 Гбит/сек, что достаточно для связи в самых загруженных узлах сети.

Использовать витую пару стандарта CAT6 не имеет смысла из-за её высокой стоимости и удовлетворительных свойств более дешёвых стандартов. Более низкие стандарты витой пары (например, CAT5) не удовлетворяют требованиям в скорости передачи данных.


3. Состав оборудования и программных средств

Согласно предложенной схеме сети, мы имеем топологию «расширенная звезда».

В её основе находится коммутатор, имеющий 5 портов с пропускной способностью 1 Гбит/сек на каждый порт. К нему подключены три коммутатора (такой же конфигурации), являющиеся центральными на своих этажах, и роутер, осуществляющий связь с внешней ЛВС.

Роутер соединён с медиаконвертером, преобразующим среду распространения сигнала из витой пары в оптическое волокно, которое осуществляет связь с внешней ЛВС. Порты роутера, как и порты медиаконвертера, имеют пропускную способность до 1 Гбита/сек.

На каждом этаже расположено по 3 коммутатора. Они имеют по 24 порта с пропускной способностью до 100 Мбит/сек для связи с конечными устройствами и 2 порта с пропускной способностью до 1 Гбита/сек, используемые для связи с центральными коммутаторами на этажах.

На третьем этаже расположен монтажный шкаф, в котором расположены сервер, роутер и центральный коммутатор.

Провода тянутся по комнатам внутри кабель канала, через который проводится и электропитание для рабочих станций. Кабель канал расположен на высоте 0,5 м от пола, расположение розеток указано в Приложении 2. Между комнатами (по коридору) провода протягиваются под подвесным потолком.

К центральному коммутатору также подключается сервер. На сервере используем операционную систему FreeBSD, которая предоставляет достаточно надёжные сетевые службы и эффективное управление памятью.

На рабочих станциях используется заранее предустановленная на них ОС Windows, необходимая для запуска наиболее популярных игр и приложений. Набор приложений и игр определяется и управляется менеджерами организации.

В качестве защиты от вирусной активности используется Kaspersky Work Space Security.

Для управления основной деятельностью компьютерного клуба (предоставление определённого времени работы с рабочей станцией) используется программный продукт «Locker» [http://www.pisoft.ru/shop.html].


4.Расчет необходимого количества и стоимости устанавливаемого оборудования

Таблица  - Рассчёт стоимости оборудования

Наименование

Количество

Цена

Стоимость

ZyXEL GS-105B

4

1554

6216

ZyXEL ES-1124

9

5550

49650

MultiCo EC-212C

1

3857

3857

Роутер D-link DFL-1600

1

71962

71962

Лицензия на Kaspersky Work Space Security на 50 рабочих станций

3

32350

97050

Лицензия на Locker

150

2700+90n

16200

Кабель UTP CAT5e

2165

6

12990

Внешний волоконно-оптический кабель

1000

23,5

23500

Однопортовые информационные розетки, RJ-45

150

44

6600

Кабель-канал 80х60 мм (24м в уп)

384

57,26

21987,84

Итого

310012,84


Заключение

В данной курсовой работе был разработан проект локальной вычислительной сети, которая должна быть надёжной, производительной и расширяемой. В данную сеть можно добавлять дополнительные рабочие станции или коммутационные устройства. При выходе из строя неключевого участка сети, в целом сеть останется работоспособной, а неисправленный участок легко будет выявить и устранить неполадки.

В сети задействовано 13 коммутационных устройств, 1 маршрутизатор, 1 сервер, 1 медиаконвертер. Благодаря высокоскоростным соединениям для 132 рабочих станций обеспечена скорость до 7 Мбит/с по локальной сети и до 7 Мбит/с в удалённую сеть и интернет.

В результате мы получили высокопроизводительную, надёжную и расширяемую сеть за относительно невысокую стоимость 310012 рублей, включающую в себя затраты на антивирусное обеспечение и на специальное ПО, необходимое для данного рода бизнеса. Цель курсовой работы была достигнута.

Во время работы над данной курсовой работой мы получили навыки проектирования ЛВС, выбора топологии сети, операционной, кабельной системы, которых непременно пригодятся в будущем.


Список литературы

  1.  «Компьютерные сети. Практика построения. Для профессионалов. 2-е издание» М. В. Кулыгин, Питер 2003
  2.  «Свободная энциклопедия ВИКИПЕДИЯ» [Электронный ресурс]:  http://ru.wikipedia.org/
  3.  «Технологии сетей»[Электронный ресурс]: www.nettech.dn.ua
  4.  В.Г. Олифер  «Компьютерные сети», Издательский дом «Питер» 2006


Приложение 1

Логическая схема ЛВС


Приложение 2

Физическая схема ЛВС

Первый этаж.

Второй этаж:


Третий этаж:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33239. Второй закон Кирхгофа 13.06 KB
  В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках
33240. Магни́тное по́ле 13.55 KB
  Принцип работы асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля возникающего при прохождении трехфазного переменного тока по обмоткам обмоткам статора с током индуктированным полем статора в обмотках ротора в результате чего возникают механические усилия заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n1 .
33241. Электромагнит 13.3 KB
  Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке ток Регулирование скорости асинхронного двигателя Наиболее распространены следующие способы регулирования скорости асинхронного двигателя: изменение дополнительного сопротивления цепи ротора изменение напряжения подводимого к обмотке статора двигателя изменение частоты питающего напряжения а также переключение числа пар полюсов. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя путем введения...
33242. Закон полного тока 13.38 KB
  2Преимущества асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором следующие: приблизительно постоянная скорость при разных нагрузках; возможность кратковременных механических перегрузок; простота конструкции; простота пуска и легкость его автоматизации; более высокие соs j и к. чем у двигателей с фазным ротором. Практически асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяются в тех случаях когда не требуется регулирования скорости вращения двигателя. Преимущества асинхронных электродвигателей с фазным ротором: большой...
33243. Закон ома для магнитной цепи 12.92 KB
  Когда по катушке состоящей из до витков проходит ток I то он возбуждает магнитный поток Ф величина которого будет тем больше чем больше будет число ампервитков Iw. Произведение тока I на число витков w намагничивающая сила измеряется в амперах.
33244. Ферромагнитные материалы 13.25 KB
  Вращаясь вместе с ротором относительно статора поток в соответствии с законом электромагнитной индукции ЭМИ индуцирует в каждой фазе обмотки статора ЭДС . При замкнутой внешней цепи по обмоткам статора протекает ток нагрузки I который в свою очередь образует МДС статора . МДС создает магнитный поток реакции якоря и поток рассеяния аналогичный асинхронному двигателю который замыкается поперёк пазов статора и вокруг лобовых частей обмотки статора. Потоки и наводят в обмотке статора соответственно ЭДС и .
33245. Гистерезис 13.81 KB
  Электрические потери Рэл возникают в обмотках трансформатора и обусловлены их нагреванием при протекании по ним электрического тока. КПД трансформатора определяется как отношение активной мощности на выходе трансформатора к активной мощности на выходе первичной обмотки. КПД трансформатора зависит: 1 от конструкции трансформатора; 2 от степени загрузки трансформатора рис 4.9 Максимальный КПД будет у трансформатора с коэффициентом загрузки β = 045.
33246. Потенциал электростатического поля 13.32 KB
  Потенциал электростатического поля скалярная величина равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду: энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность. Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля.
33247. Зако́н Куло́на 13.12 KB
  μετρεω измеряю измерительный прибор предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. В цепях постоянного тока мощность измеряют электро или ферродинамическим ваттметром. Мощность может быть также подсчитана перемножением значений тока и напряжения измеренных амперметром и вольтметром. В цепях однофазного тока измерение мощности может быть осуществлено электродинамическим ферродинамическим или индукционным ваттметром.