Организация локальной вычислительной сети на предприятии (стр. 3 из 6)

Рисунок 6. Централизованный метод управления обменом в сети с топологией звезда.

В этом случае говорят, что абоненты имеют географические приоритеты (по их физическому расположению). В каждый конкретный момент наивысшим приоритетом обладает следующий по порядку абонент, но в пределах полного цикла опроса ни один из абонентов не имеет никаких преимуществ перед другими. Никому не придется ждать своей очереди слишком долго. Максимальная величина времени доступа для любого абонента в этом случае будет равна суммарному времени передачи пакетов всех абонентов сети кроме данного. Никаких столкновений пакетов при этом методе в принципе быть не может, так как все решения о доступе принимаются в одном месте.

Рассмотренный метод управления можно назвать методом с пассивным центром, так как центр пассивно прослушивает всех абонентов. Возможен и другой принцип реализации централизованного управления (его можно назвать методом с активным центром).

В этом случае центр посылает запросы о готовности передавать (управляющие пакеты или специальные сигналы) по очереди всем периферийным абонентам. Тот периферийный абонент, который хочет передавать (первый из опрошенных) посылает ответ (или же сразу начинает свою передачу). В дальнейшем центр проводит сеанс обмена именно с ним. После окончания этого сеанса центральный абонент продолжает опрос периферийных абонентов по кругу. Если желает передавать центральный абонент, он передает вне очереди.

Как в первом, так и во втором случае никаких конфликтов быть не может (решение принимает единый центр, которому не с кем конфликтовать). Если все абоненты активны, и заявки на передачу поступают интенсивно, то все они будут передавать строго по очереди. Но центр должен быть исключительно надежен, иначе будет парализован весь обмен. Механизм управления не слишком гибок, так как центр работает по жестко заданному алгоритму. К тому же скорость управления невысока. Ведь даже в случае, когда передает только один абонент, ему все равно приходится ждать после каждого переданного пакета, пока центр опросит всех остальных абонентов.

Как правило, централизованные методы управления применяются в небольших сетях (с числом абонентов не более чем несколько десятков). В случае больших сетей нагрузка по управлению обменом на центр существенно возрастает.

Глава 2. Технология построения сети

2.1. Обзор и анализ возможных технологий для решения поставленной задачи

Рассмотрим ряд технологических решений локальных сетей.

Локальная сеть Ethernet.

Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов XX века предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании DigitalEquipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 г. была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet Институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.

На логическом уровне в Ethernet применяется шинная топология:

- все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е. любая станция может начать передачу в любой момент времени (если передающая среда свободна);

- данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

В стандарте Ethernet, помимо топологии шина, используется пассивная звезда и пассивное дерево (сетевое устройство, соединяющие сегменты сети – репитеры, репитерные концентраторы).

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) – CSMA/CD (CarierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection) и был предложен Xerox в 1975 г.

Поскольку в системе используется топология «общая шина», сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными, подключенными к общей шине. Сообщение, предназначенное только для одной станции, принимается этой станцией и игнорируется остальными. Перед началом рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу. Главное требование к такой топологии – отсутствие петель (нет замкнутых путей).

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает коллизии (конфликты). После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передачи возобновляется. Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80 – 100 станций.

При увеличении числа пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В этом случае оптимальное решение состоит в увеличении числа сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Передаваемые в сети Ethernet пакеты могут иметь переменную длину.

В качестве сегмента сети может выступать шина или единичный абонент. Для шинных сегментов используют коаксиальный кабель, а для лучей пассивный пассивной звезды – витую пару или оптоволокно (им присоединяют к концентратору одиночные ПК).

- форматы сети Ethernet при скорости 10 Мбит/сек:

- 10 Base-T – витая пара;

- 10 Base5 – толстый коаксиальный кабель;

- 10 Base2 – тонкий коаксиальный кабель;

- 10 Base-FL – оптоволокно.

Развитие технологии Ethernet все больше отходит от первоначального стандарта: используются новые среды передачи, коммутаторы вместо концентраторов, отказ от манчестерского кода и от метода управления CSMA/CD.

FastEthernet

В сети FastEthernet применяется та же базовая технология, что и в Ethernet – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов. Обе технологии основаны на стандарте IEEE 802.3. В результате для создания сетей обоих типов можно использовать одинаковый тип кабеля, сетевые устройства и приложения. Сети FastEthernet позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/сек, т.е. в десять раз быстрее чем Ethernet.

В сети FastEthernet в отличие от Ethernet используется только пассивная звезда и пассивное дерево. К тому же в FastEthernet более жесткие требования к длине сети, например, увеличение сети в 10 раз приводит к уменьшению в 10 раз допустимой величины прохождения сигнала по сети.

Форматы сети FastEthernet при скорости 100 Мбит/сек:

- 100 Base-T4 – счетверенная витая пара;

- 100 Base-TX – сдвоенная витая пара;

- 100 Base-FX – оптоволокно.

Gigabit Ethernet

Продолжение развития сетей Ethernet и FastEthernet. GigabitEthernet совместимы с сетевой инфраструктурой Ethernet и FastEthernet, но функционируют со скоростью 1000 Мбит/сек – что в 10 раз быстрее, чем FastEthernet. Сеть GigabitEthernet является наследницей сети Ethernet, соответственно берет все достоинства и недостатки этой сети.

Сохранение преемственности сетей Ethernet, FastEthernet и GigabitEthernet позволяет просто соединить сегменты сетей в единую сеть, при этом переходить к новым скоростям постепенно, вводя гигабитные сегменты только на самых напряженных участках сети.

Сеть GigabitEthernet сохраняет метод доступа CSMA/CD, в нем используется те же форматы пакетов и те же размеры, что в Ethernet и FastEthernet (это дополнительный плюс в местах соединения с этими сегментами). Единственно, что нужно при соединении сегментов – согласование скоростей обмена, соединение сегментов идет через коммутаторы.

Работа по созданию сети GigabitEthernet ведется с 1995 г. В 1998 г. был принят стандарт, получивший название IEEE 802.3z, включивший в себя виды сети GigabitEthernet.В 1999 г. принят стандарт IEEE 802.3ab, включивший в себя вид сети GigabitEthernet 1000 Base-T.

Виды сегментов сети Gigabit Ethernet:

- 1000 Base-SX – сегмент на оптоволоконном кабеле с длиной волны светового сигнала до 500м, используются лазерные передатчики;

- 1000 Base-LX – сегмент на оптоволоконном кабеле с длиной волны светового сигнала до 1300м, используются лазерные передатчики;

- 1000 Base-CX – сегмент на экранированной витой паре длиной до 25км;

- 1000 Base-T – сегмент на счетверенной неэкранированной витой паре длиной до 100м, используется пятиуровневое кодирование и полнодуплексный режим передачи.

Передача в Gigabit Ethernet производится в полудуплексном режиме и полнодуплексном режиме. Полнодуплексный режим не налагает ограничения на длину сети (кроме ограничений, связанных с затуханием сигнала) и обеспечивает отсутствие конфликтов, этот режим станет в будущем основным для GigabitEthernet.

Сеть Gigabit Ethernet с ее огромной пропускной способностью не всегда может решить некоторые задачи, предлагается новая версия – 10 GigabitEthernetIEEE 802.3аe, принятая в 2002 г. Ее принципиальные отличия от предыдущих версий: в качестве среды передачи используется только оптоволокно, полнодуплексный режим обмена, единственно, что остается от изначального Ethernet – формат пакета.

Глава 3. Проектирование сети масштаба предприятия ГОУ СПО «Омский колледж торговли, экономики и сервиса»

3.1. Профиль предприятия ГОУ СПО ОКТЭиС

Омский колледж торговли, экономики и сервиса – динамично развивающееся учебное учреждение нового типа, отвечающее высоким требованиям в подготовке специалистов. Колледж осуществляет многоуровневую подготовку кадров для торговли и общественного питания.

Материально-техническое обеспечение колледжа

В колледже есть все, что необходимо для учебы, досуга и творческого развития личности. В здании ГОУ СПО ОКТЭиС имеются:

- 27 учебных кабинетов;

- 3 компьютерных класса (учебная часть);