Прежде всего отметим, что для получения сложных конфигураций Ethernetиз отдельных сегментов применяются концентраторы двух основных типов:
• репитерные концентраторы, которые представляют собой набор репитеров и никак логически не разделяют сегменты, подключенные к ним;
• коммутирующие (switching) концентраторы или коммутаторы, которые передают информацию между сегментами, но не передают конфликты с сегмента на сегмент.
В случае более сложных коммутирующих концентраторов конфликты в отдельных сегментах решаются на месте, в самих сегментах, и не распространяются по сети, как в случае более простых репитерных концентраторов. Это имеет принципиальное значение для выбора топологии сети Ethernet, так как используемый в ней метод доступа CSMA/ CDпредполагает наличие конфликтов и их разрешение, причем общая длина сети как раз и определяется размером зоны конфликта, области коллизии (collisiondomain). Таким образом, применение репитерного концентратора не разделяет зону конфликта, в то время как каждый коммутирующий концентратор делит зону конфликта на части. В случае коммутатора оценивать работоспособность надо для каждой части сети отдельно, а в случае репитерных концентраторов надо оценивать работоспособность всей сети в целом.
Три связанные между собой показателя, характеризующие производительность сети в идеальном случае - при отсутствии коллизий при передаче непрерывного потока пакетов, разделенных только межпакетным интервалом IPG. Очевидно, что такой режим реализуется, если один из абонентов активен и передает пакеты с максимально возможной скоростью. Неполное использование пропускной способности в этом случае связано, кроме существования интервала IPG, с наличием служебных полей в пакете Ethernet.
Пакет максимальной длины является наименее избыточным по относительной доле служебной информации. Он содержит 12304 бит (включая интервал IPG), из которых 12000 бит являются полезными данными.
Поэтому максимальная скорость передачи пакетов (или, иначе, скорость в кабеле - wirespeed) составит в данном случае 108 бит/с / 12304 бит = 8127.44 пакет/с.
Пропускная способность представляет собой скорость передачи полезной информации и в данном случае составит 8127,44 пакет/с • 1500 байт = 12,2 Мбайт/с.
Наконец, эффективность использования физической скорости передачи сети, в случае FastEthernetравной 100 Мбит/с, по отношению только к полезным данным составит 8127.44 пакет/с • 12000 бит / 10е бит/с = 98 %.
При передаче пакетов минимальной длины (с учетом интервала IPG-84 • 8 = 672 бит, из которых только 46 • 8 = 368 бит несут полезную информацию) возрастает скорость в кабеле (148809,52 пакет/с вместо 8127,44 пакет/с), что означает всего лишь факт передачи большого числа коротких пакетов. В то же время пропускная способность (6.8 Мбайт/с вместо 12,2 Мбайт/с) и эффективность (55% вместо 98 %) заметно ухудшаются.
Для реальных сетей типа FastEthernetс большим числом активных абонентов Nпропускная способность на уровне 12,2 Мбайт/с для какого-либо абонента является пиковым, редко реализуемым значением. При одинаковой активности всех абонентов средняя пропускная способность для каждого из них составит 12.2/NМбайт/с, а на самом деле может оказаться еще меньше из-за возникновения коллизий, ошибок в работе сетевого оборудования и влияния помех (в случае работы локальной сети в условиях, когда кабельная система подвержена влиянию больших внешних электромагнитных наводок). Влияние помех, так же как и поздних конфликтов (latecollision) в некорректных сетях, отслеживается с помощью анализа поля FCSпакета.
Считается, что для загруженных систем Ethernetи FastEthernetхорошим значением показателя использования сети является 30%. Это значение соответствует отсутствию длительных простоев в работе сети и обеспечивает достаточный запас в случае пикового повышения нагрузки. Однако если показатель использования сети значительное время составляет 80...90% и более, то это свидетельствует о практически полностью используемых (в данное время) ресурсах, но не оставляет резерва на будущее. Впрочем, для реальных сетей типа FastEthernetэто скорее гипотетическая ситуация.
5. Подключение Интернета
Подключение локальной сети осуществляется через специально выделенный для этой цели сервер. К серверу подключен ADSLмодем, который и осуществляет выход пользователей локальной сети к ресурсам Интернета. Дабы избежать проникновения в локальную сеть злоумышленников на сервере поставлен и настроен firewall, который не позволяет из Интернета видеть IPадреса компьютеров локальной сети, а значит и всю локальную сеть, а компьютеры локальной сети в свою очередь могут нормально, не боясь за свои данные, работать в Интернете. Для возможного злоумышленника благодаря firewallвиден только один IPадрес, адрес самого сервера.
Выход в Интернет осуществляет провайдер Интернет услуг «Южная телекоммуникационная компания».
6. Архитектурасети
Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология — это стандартный термин, который используется профессионалами при описании основной компоновки сети.
Чтобы совместно использовать ресурсы или выполнять другие сетевые задачи, компьютеры должны быть подключены друг к другу. Для этой цели в большинстве сетей применяется кабель. Однако просто подключить компьютер к кабелю, соединяющему другие компьютеры, не достаточно. Различные типы кабелей в сочетании с различными сетевыми платами, сетевыми операционными системами и другими компонентами требуют и различного взаимного расположения компьютеров. Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.
Все сети строятся на основе трех базовых топологий:
Кольцо (ring). При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто не может быть свободного конца, к которому надо подключать терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть;
Шина (bus). Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» (linearbus). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети. В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов;
Звезда (star). При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.
В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет;
В рассматриваемой локальной сети ФГУ «Кубаньмониторингвод» применена сетевая топология «звезда». Более подробно со структурой кабельной сети можно ознакомиться в Приложении 2.
7. Структура кабельной системы сети
Таблица
| Имя Компьютера | IPадрес | Подключение | Порт |
| Файл сервер | 192.168.1.301 | Switch 1 | 7 |
| Интернет сервер | 192.168.1.401 | Switch 1 | 8 |
| 1 | 192.168.1.1 | Switch 1 | 1 |
| 2 | 192.168.1.2 | Switch 1 | 2 |
| 3 | 192.168.1.3 | Switch 1 | 3 |
| 4 | 192.168.1.4 | Switch 1 | 4 |
| 5 | 192.168.1.5 | Switch 2 | 2 |
| 6 | 192.168.1.6 | Switch 2 | 3 |
| 7 | 192.168.1.7 | Switch 2 | 4 |
| 8 | 192.168.1.8 | Switch 3 | 2 |
| 9 | 192.168.1.9 | Switch 3 | 3 |
| 10 | 192.168.1.10 | Switch 3 | 5 |
| 11 | 192.168.1.11 | Switch 3 | 6 |
| 12 | 192.168.1.12 | Switch 3 | 7 |
| 13 | 192.168.1.13 | Switch 4 | 1 |
| 14 | 192.168.1.14 | Switch 4 | 2 |
| 15 | 192.168.1.15 | Switch 4 | 3 |
| 16 | 192.168.1.16 | Switch 4 | 6 |
| 17 | 192.168.1.17 | Switch 4 | 7 |
| 18 | 192.168.1.18 | Switch 5 | 1 |
| 19 | 192.168.1.19 | Switch 5 | 2 |
| 20 | 192.168.1.20 | Switch 5 | 3 |
| 21 | 192.168.1.21 | Switch 5 | 4 |
| 22 | 192.168.1.22 | Switch 5 | 6 |
| 23 | 192.168.1.23 | Switch 5 | 7 |
| 24 | 192.168.1.24 | Switch 6 | 2 |
| 25 | 192.168.1.25 | Switch 6 | 3 |
| 26 | 192.168.1.26 | Switch 6 | 4 |
| 27 | 192.168.1.27 | Switch 6 | 5 |
| 28 | 192.168.1.28 | Switch 6 | 6 |
| 29 | 192.168.1.29 | Switch 6 | 7 |
| 30 | 192.168.1.30 | Switch 6 | 10 |
| 31 | 192.168.1.31 | Switch 6 | 11 |
Топология локальной сети предприятия ФГУ «Кубаньмониторингвод» - «звезда». Поэтому каждый персональный компьютер имеет выделенное соединение с локальной сетью с помощью кабеля. Тип кабеля, используемого в локальной сети предприятия - витая пара категории 5.Витая пара - это скрученная пара проводов. Кабель категории 5 состоит из 4 скрученных пар проводов. Кабели на основе витой пары являются симметричными, то есть состоят из двух одинаковых в конструктивном отношении проводников. Лучше всего использовать на предприятиях экранированные кабели. Кабели 5 категории используются для передачи высокоскоростных протоколов. Их характеристики определяются в диапазоне до 100 МГц. Основные особенности спецификации 100Base-FX: