Дипломная работа

«Развертывание Локально Вычеслительной сети для ооо хабаровский перевозчик».

Хабаровск

2016

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети, начиная от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, электронной почты и т.п.), не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а также обмен информацией между компьютерами разных производителей, работающих под управлением различного программного обеспечения.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Понятие локальной вычислительной сети

Локальная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близко расположенными зданиями.

Классификация ЛВС

1.2.1 По расстоянию между узлами.

В зависимости от расстояния между связываемыми узлами различают вычислительные сети:

- Локальная вычислительная сеть ( Local Area Network ) -небольшая группа компьютеров, связанных друг с другом и расположенных обычно в пределах одного здания или организации;

- Региональная сет ( Metropolitan/Campus Area Network)-сеть, соединяющая множество локальных сетей в рамках одного района, города или региона;

- Глобальная сеть ( Wide Area Network)-сеть, объединяющая компьютеры разных городов, регионов и государств;

- Корпоративная сеть-сеть одной организации, состоящая из взаимодействующих ЛВС подразделений;

По топологии

Топология сети – это способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Топология сети позволяет увидеть всю ее структуру, сетевые устройства, входящие в сеть, и их связь между собой.

Различают 3 основных топологии:

- Топологи «Шина» - топология использующая один передающий канал на базе коаксиального кабеля, называемой «шиной». Все сетевые компьютеры присоединяются напрямую к шине. На концах кабеля-шины устанавливаются специальные заглушки – «терминаторы» (terminator). Они необходимы для того, чтобы погасить сигнал после прохождения по шине. К недостаткам топология «Шина» стоит отнести следующие: (3)

- данные, передаваемые по кабелю, доступны всем подключенным компьютерам;

- в случае повреждения «шины» вся сеть перестаёт функционировать;

- Топология «Звезда» - топология при которой все компьютеры соединены со специальным устройством, называемым сетевым концентратором или «хабом» (англ. hub), который выполняет функции распределения данных. К недостаткам топологии «Звезда» следует отнести следующие: (2)

- выход из строя центрального устройства обернётся не работоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

- для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

- конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном устройстве;

-Топология «Кольцо» - топология в которой характерно отсутствие конечных точек соединения. Сеть замкнута, образуя неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Эта топология подразумевает следующий механизм передачи: данные передаются последовательно от одного компьютера к другому, пока недостигнут компьютера получателя. Недостатки топологии «Кольцо» те же, что и у топологии «шина»: (1)

- общедоступность данных;

- неустойчивость к повреждениям кабельной системы;

Рисунок 1 Топология «Кольцо»

Рисунок 2 Топология «Звезда»

Рисунок 3 Топология «Шина»

По способу управления

По способу управления сети делятся на:

- Клиент-Сервер - сеть, где выделяется один/несколько управляющих устройств, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети такого типа различаются по характеру распределения функций по типу серверов (например, файл-сервер, сервер баз данных, сервер приложений);

- Одноранговые сети - в таком типе сетей все узлы равноправны, каждый узе может исполнять функции и клиента, и сервера;

- Терминальные сети - сети использующие центрическую концепцию построения, при которой оборудование конечного пользователя предоставляет только функции ввода-вывода, а все запросы на обработку и получение информации выполняет сетевое ядро;

По методу доступа

Метод доступа - это способ определения того, какая из рабочих станций сможет следующей использовать ЛВС. То, как сеть управляет доступом к каналу связи (кабелю), существенно влияет на ее характеристики. Примерами методов доступа являются:

- Множественный доступ с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detection–CSMA/CD).

- Данный метод устанавливает следующий порядок: если рабочая станция хочет воспользоваться сетью для передачи данных, она сначала должна проверить состояние канала: начинать передачу станция может, если канал свободен. В процессе передачи станция продолжает прослушивание сети для обнаружения возможных конфликтов. Если возникает конфликт из-за того, что два узла попытаются занять канал, то обнаружившая конфликт интерфейсная плата, выдает в сеть специальный сигнал, и обе станции одновременно прекращают передачу. Принимающая станция отбрасывает частично принятое сообщение, а все рабочие станции, желающие передать сообщение, в течение некоторого, случайно выбранного промежутка времени выжидают, прежде чем начать сообщение.

- Все сетевые интерфейсные платы запрограммированы на разные псевдо случайные промежутки времени. Если конфликт возникнет во время повторной передачи сообщения, этот промежуток времени будет увеличен. (4)

- множественный доступ с передачей полномочия(Token Passing Multiple Access–TPMA) или метод с передачей маркера;

Метод с передачей маркера это метод доступа к среде, в котором от рабочей станции к рабочей станции передается маркер, дающий разрешение на передачу сообщения. При получении маркера рабочая станция может передавать сообщение, присоединяя его к маркеру, который переносит это сообщение по сети. Каждая станция между передающей станцией и принимающей видит это сообщение, но только станция - адресат принимает его. При этом она создает новый маркер.

Маркер (token ), или полномочие- уникальная комбинация битов, позволяющая начать передачу данных. (5)

Рисунок 4 Алгоритм множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий

Рисунок 5 Алгоритм множественного доступа с передачей полномочия, или маркера.

Каждый узел принимает пакет от предыдущего, восстанавливает уровни сигналов до номинального уровня и передает дальше. Передаваемый пакет может содержать данные или являться маркером. Когда рабочей станции необходимо передать пакет, ее адаптер дожидается поступления маркера, а за тем преобразует его в пакет, содержащий данные, отформатированные по протоколу соответствующего уровня, и передает результат далее по ЛВС.

Пакет распространяется по ЛВС от адаптера к адаптеру, пока не найдет своего адресата, который установит в нем определенные биты для подтверждения того, что данные достигли адресата, и ретранслирует его в новый ЛВС. После чего пакет возвращается в узел из которого был отправлен. Здесь после проверки без ошибочной передачи пакета, узел освобождает ЛВС, выпуская новый маркер. Таким образом, в ЛВС с передачей маркера невозможны коллизии (конфликты). Метод с передачей маркера в основном используется в кольцевой топологии.

- множественный доступ с разделением во времени(Time Division Multiple Access–TDMA);

Доступ TDMA основан на использовании специального устройства, называемого тактовым генератором. Этот генератор делит время канала на повторяющиеся циклы. Каждый из циклов начинается сигналом разграничителем. Цикл включает n пронумерованных временных интервалов, называемых ячейками. Интервалы предоставляются для загрузки в них блоков данных. (6)

Данный способ позволяет организовать передачу данных с коммутацией пакетов и с коммутацией каналов.

Первый (простейший) вариант использования интервалов заключается в том, что их число (n) делается равным количеству абонентских систем, подключенных к рассматриваемому каналу. Тогда во время цикла каждой системе предоставляется один интервал, в течение которого она может передавать данные. При использовании рассмотренного метода доступа часто оказывается, что в одном и том же цикле одним системам нечего передавать, а другим не хватает выделенного времени. В результате неэффективное использование пропускной способности канала.

Второй, более сложный, но высокоэкономичный вариант заключается в том, что система получает интервал только тогда, когда у нее возникает необходимость в передаче данных, например при асинхронном способе передачи. Для передачи данных система может в каждом цикле получать интервал с одним и тем же номером. В этом случае передаваемые системой блоки данных появляются через одинаковые промежутки времени и приходят с одним и тем же временем запаздывания. Это режим передачи данных с имитацией коммутации каналов. Способ особенно удобен при передаче речи.

-множественный доступ с разделением частоты(Frequency Division Multiple Access–FDMA) или множественный доступ с разделением длины волны(Wavelength Division Multiple Access–WDMA).

Доступ FDMA основан на разделении полосы пропускания канала на группу полос частот, образующих логические каналы. Широкая полоса пропускания канала делится на ряд узких полос, разделенных защитными полосами. Размеры узких полос могут быть различными.

При использовании FDMA, именуемого также множественным доступом с разделением волны WDMA, широкая полоса пропускания канала делится на ряд узких полос, разделенных защитными полосами. В каждой узкой полосе создается логический канал. Размеры узких полос могут быть различными. Передаваемые по логическим каналам сигналы накладываются на разные несущие и поэтому в частотной области не должны пересекаться. В месте с этим, иногда, несмотря на наличие защитных полос, спектральные составляющие сигнала могут выходить за границы логического канала и вызывать шум в соседнем логическом канале.

Метод доступа FDMA относительно прост но для его реализации необходимы передатчики и приёмники, работающие на различных частотах. (7)

Рисунок 6 Структура множественного доступа с разделением во времени

Рисунок 7 Схема выделения логических каналов

Сетевое оборудование

Сетевое оборудование - устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др. Можно выделить активное и пассивное сетевое оборудование.

Активное сетевое оборудование

В соответствии с ГОСТ Р 51513-99, активное оборудование - это оборудование, содержащее электронные схемы, получающее питание от электрической сети или других источников и выполняющее функции усиления, преобразования сигналов и иные. Это означает способность такого оборудования обрабатывать сигнал по специальным алгоритмам. В сетях происходит пакетная передача данных, каждый пакет данных содержит также техническую информацию: сведения о его источнике, цели, целостности информации и другие, позволяющие доставить пакет по назначению. Активное сетевое оборудование не только улавливает и передает сигнал, но и обрабатывает эту техническую информацию, перенаправляя и распределяя поступающие потоки в соответствии со встроенными в память устройства алгоритмами. Эта «интеллектуальная» особенность, наряду с питанием от сети, является признаком активного оборудования. Например, в состав активного оборудования включаются следующие типы приборов:

- Сетевой адаптер- плата, которая устанавливается в компьютер и обеспечивает его подсоединение к ЛВС;

- Репитер - прибор, как правило, с двумя портами, предназначенный для повторения сигнала с целью увеличения длины сетевого сегмента;

- Концентратор - (активный хаб, многопортовый репитер)- прибор с 4-32 портами, применяемый для объединения пользователей в сеть;

- Мост- прибор с 2 портами, обычно используемый для объединения нескольких рабочих групп ЛВС, позволяет осуществлять фильтрацию сетевого трафика, разбирая сетевые (MAC) адреса;

- Коммутатор - (свитч) - прибор с несколькими (4-32) портами, обычно используемый для объединения нескольких рабочих групп ЛВС (иначе называется многопортовый мост);

- Маршрутизатор - (роутер) - используется для объединения нескольких рабочих групп ЛВС, позволяет осуществлять фильтрацию сетевого трафика, разбирая сетевые (IP) адреса;

- Медиаконвертер - прибор, как правило, с двумя портами, обычно используемый для преобразования среды передачи данных (коаксиал-витая пара, витая пара-оптоволокно);

- Сетевой трансивер - прибор, как правило, с двумя портами, обычно используемый для преобразования интерфейса передачи данных (RS232-V35, AUI-UTP).