Проект сети для центра информационных технологий (стр. 4 из 8)
2.2.3 Топология "кольцо"
Сеть кольцевой топологии использует в качестве каналов связи замкнутое кольцо из приема-передатчиков, соединенных коаксиальным или оптическим кабелем.
В сетях с кольцевой конфигурацией данные передаются от одного
компьютера к другому, как правило, в одном направлении. Если компьютер
распознает данные как "свои", то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи – данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому этот узел может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. Для этого в сеть посылаются специальные тестовые сообщения.
Самым распространенным методом доступа в сетях этой топологии является Token-Ring – метод доступа с передачей маркера. Маркер – это пакет снабженный специальной последовательностью бит. Он последовательно передается по кольцу от узла к узлу в одном направлении. Каждый узел ретранслирует передаваемый маркер. Узел может передать свои данные, если он получил пустой маркер. Маркер с пакетом передается пока не обнаружится узел, которому предназначен пакет. В этом узле данные принимаются, но маркер не освобождается, а передается по кольцу дальше. Только вернувшись к отправителю, который может убедиться, что переданные им данные благополучно получены, маркер освобождается. Пустой маркер передается следующему узлу, который при наличии у него данных, готовых к передаче заполняет его и передает по кольцу. В сетях Token-Ring обеспечивается скорость передачи данных, равная 4-м Мбит/сек. Ретрансляция данных узлами приводит к снижению надежности сети, так как неисправность в одном из узлов сети разрывает всю сеть.
2.2.4 Смешанные типы топологии
В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию звезда, кольцо, или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.
По мере все белее широкого распространения локальных сетей, возникают проблемы, связанные с обменом информацией между сетями. Так, в рамках университета в нескольких учебных классах могут использоваться локальные сети, причем это могут быть сети разных типов. Для обеспечения связи между этими сетями используются средства межсетевого взаимодействия, называемые мостами и маршрутизаторами. В качестве моста и маршрутизатора могут использоваться компьютеры, в которых установлено по 2 или более сетевых адаптера. Каждый из адаптеров обеспечивает связь с одной из связываемых сетей. Мост или маршрутизатор получает пакеты, посылаемые компьютером одной сети компьютеру другой сети, переадресует их и отправляет по указанному адресу. Мосты, как правило используются для связи сетей с одинаковыми коммуникационными системами, например, для связи 2-х сетей Ethernet или 2-х сетей Arcnet. Маршрутизаторы связывают сети с разными коммуникационными системами, так как имеют средства преобразования пакетов одного формата в другой. Существуют мосты-маршрутизаторы, объединяющие функции обоих средств. Для обеспечения связи тетей с различными компьютерными системами предназначены шлюзы. Например, через шлюз локальная сеть может быть связана с большой ЭВМ.
Таблица 2.1 Параметры спецификаций сетевых архитектур
| Характеристика | Стандарты сетевых архитектур | ||
| Ethernet | Token Ring | ArcNet | |
| Кабель | Коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно | Экранированная и неэкранированная витая пара, оптоволокно | Коаксиальный кабель |
| Максимальная длина сегмента, м | Ethernet - 500 м Fast Ethernet -300 м Gigabit Ethernet -200 м | 925 м | 2 км |
| Максимальное расстояние между узлами сети, м | 100 м | 185 м | Коаксиальный кабель 600 м при звезде и 300 при шине |
| Максимальное число станций в сегменте | 1024 | 96 | 255 |
| Максимальное число повторителей между любыми станциями в сети | Ethernet - 4 Fast Ethernet - 2 Gigabit Ethernet - 1 | 4 | 4 |
| Максимальная пропускная способность сети, Мбит/c | 10, 100, 1000 Мбит/с | 4, 16 Мбит/с | 2,5 Мбит/с |
| Метод доступа | CSMA/CD | Маркерный | Маркерный |
| Поддерживаемая топология | Шина, звезда | Звезда, кольцо | Шина, звезда |
Из рассмотренных сетевых технология выбираем Ethernet, так как в сетях Ethernet реализованы достаточно простые алгоритмы доступа к среде, адресации и передачи данных. Простота логики работы сети ведет к упрощению и, соответственно, удешевлению сетевых адаптеров и их драйверов. Так же сети Ethernet обладают высокой надежностью и хорошей расширяемостью. Для соединения компютеров с коммутаторами использовался стандарт 100BaseTX. Для соединения коммутаторов расположенных в классах с главным коммутатором и для соединения серверов с главным коммутатором использовался стандарт 1000BaseT.
2.3 Построение логической схемы сети и выбор активного оборудования
После выбора основной технологии, следующая задача – выбор оптимальной структуры соединения активного оборудования сети. Построенная логическая топология сети должна соответствовать географическому расположению РС в ЛВС, ограничениям выбранной сетевой технологии (соблюдения максимальной допустимой длины сегментов, ограничением на количество повторителей между любой парой узлов), требованиям, установленным для обозначенных характеристик сети – количество логических сегментов, количество РС в сегментах, требуемая пропускная способность для РС и серверов. Кроме того создаваемая сеть должна проектироваться с учетом масштабируемости, т.е. ориентирована на постепенный рост сети. В большинстве случаев эти ограничения вполне удовлетворяют потребностям ЛВС для небольшого офиса или организации. Однако довольно часто можно столкнуться с тем, что одну из рабочих станций ЛВС необходимо разместить на удалении, скажем, 150 м от активного оборудования. В этом случае, если придерживаться стандартов, то необходимо устанавливать на расстоянии до 90 м от основного оборудования дополнительное кроссовое и активное оборудование (концентратор или коммутатор) и протягивать от него линию к рабочей станции или изменять среду передачи сигналов, например, на оптическое волокно. Для проверки данного условия на плане здания выбираем расположение главного узла (MDF) локальной сети. MDF – это комната, где концентрируются все кабельные коммуникации – горизонтальная и вертикальная разводка. В этом помещении располагается все активное оборудование сети – например коммутаторы учебной и административной сетей, при необходимости маршрутизатор, серверы масштаба предприятия. В случае, если расстояние от MDF до какого-либо помещения, подлежащего подключению, превышает оговоренное для выбранной сетевой архитектуры, организуется промежуточный узел сети (IDF) который соединяется с MDF посредством выбранного типа кабеля по схеме "звезда", "разветвленная звезда", "шина" или "кольцо". Расчетаем длины кабеля от информационных розеток до главного коммутационного узла, чтобы определить нужен ли дополнительный промежуточный узел сети (IDF).
Таблица 2.2 Расчет длины кабельного соединения
| Номер комнаты | Количество рабочих мест (своб. инф. розеток) | Расстояние до главного коммутационного узла, м (для инф. розеток, м) | Всего кабеля, м |
| Кабинет 1 | 8 (2) | 4, 6, 8, 5, 7, 10, 12, 14 (17, 19) | 102 |
| Кабинет 2 | 4 (3) | ~ 20, 22, 25, 27 (29, 32, 34) | 189 |
| Кабинет 6 | 2 (1) | ~ 50, 52 (54) | 156 |
| Кабинет 7 | 4 (4) | ~ 52, 54, 56, 59, 61 (64, 66, 68) | 480 |
| Кабинет 8 | 1 (1) | ~ 59 (62) | 121 |
| Кабинет 9 | 1 (1) | ~ 52 (55) | 107 |
| Кабинет 10 | 1 (1) | ~ 49 (52) | 101 |
| Кабинет 11 | 1 (1) | ~ 48 (51) | 99 |
| Итого: | 22 (14) | 1355 | |
Таблица 2.3 Расчет длины кабельного соединения аудиторий
| Номер аудитории | Количество рабочих мест (своб. инф. розеток) | Расстояние докоммутационного узла, м(для инф. розеток, м) | Расстояние до главного коммутационного узла, м(для инф. розеток, м) | Всего кабеля, м |
| Кабинет 3 | 12 (4) | 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 19 (21) | 22 | 203 |
| Кабинет 4 | 15 (1) | 14, 12, 10, 7, 5, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 19, 21 (24) | 35 | 221 |
| Кабинет 15 | 15 (1) | 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 19 (21) | 30 | 211 |
| Кабинет 16 | 15 (1) | 14, 12, 10, 7, 5, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 19, 21 (24) | 43 | 229 |
| Кабинет 27 | 15 (1) | 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 19 (21) | 38 | 219 |
| Кабинет 28 | 15 (1) | 14, 12, 10, 7, 5, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 19, 21 (24) | 51 | 237 |
| Итого: | 87 (9) | 1320 | ||
Итого понадобится кабеля 2675 м.
Из таблиц видно, что расстояние до главного коммутационного узла не превышает максимально допустимого значения, т.е дополнительный промежуточный узел сети (IDF) не нужен.
Логическая схем сети.
2.4 Выбор активного оборудования
Активное оборудование объединяет в себе различные электронные устройства, позволяющие создавать локальные и распределенные сети различной конфигурации, а именно — сетевые адаптеры, маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы, трансиверы, репитеры, серверы доступа, устройства беспроводного доступа и так далее.