Локальная вычислительная сеть ЗАО Аплана Софтвер

3. Проект ЛВС

При проектировании любой ЛВС существуют типовые этапы выполнения сетевых проектов:

· Анализ (формирование) требований;

· Выбор оборудования;

· Построение технической модели;

· Тестирование системы.

3.1 Анализ (формирование) требований

Основная цель дипломной работы - составить проект структурированной кабельной системы для компании Аплана Софтвер на 7 этаже здания Института Космических Исследований. Данная СКС должна соответствовать принятым международным стандартам (ANSI/TIA/EIA-568-A и ISO/IEC11801), и обеспечить передачу всех видов информации (данные, голос, видео и т.д.) с учетом перспектив развития современных информационных технологий. Кроме того, СКС должна обеспечить интеграцию и работоспособность всех элементов и систем этажа.

В частности на базе СКС будет развернута компьютерная и телефонная сети, охранная и пожарная сигнализации, системы оповещения, видеонаблюдения, контроля доступа, бесперебойного питания и резервного копирования. В рамках дипломной работы планируется рассмотреть реализацию некоторых из этих систем.

3.1.1 Требования к СКС

СКС должна быть выполнена в соответствии с международным стандартом ISO/IEC 11801 на кабельные системы и состоять из горизонтальной подсистемы:

Горизонтальная подсистема должна быть организована на основе 4-парного медного кабеля неэкранированная витая пара категории 5е (проводка для ЛВС и телефонной системы).

Кабель должен прокладываться: по коридорам - в металлических лотках за фальшпотолком; внутри комнат - в декоративном пластиковом коробе сечением 200х100 мм.

На рабочем месте необходимо установить информационную розетку с двумя модулями RJ45 для подключения компьютера, телефонного аппарата, факсимильного аппарата или модема, две силовые розетки, подключенные к сети гарантированного электроснабжения и одну силовую розетку, подключенная к сети бытового электроснабжения.

Коммутационное оборудование должно устанавливаться в 19-дюймовые монтажные шкафы глубиной не менее 60 см.

3.1.2 Требования к активному оборудованию ЛВС

В состав активного оборудования ЛВС должны входить два коммутатора с поддержкой технологий виртуальных сетей и сетевого управления, шесть концентраторов, а также маршрутизатор с технологией межсетевого экрана(firewall).

Активное оборудование должно быть произведено компаниями Cisco и Allied Telesyn.

3.1.3 Требования к системе управления ЛВС

Система управления ЛВС должна обеспечить управление всеми информационными ресурсами ЛВС, в том числе и ЛВС первой очереди.

Система управления ЛВС должна осуществлять:

инвентаризацию - получение информации о состоянии аппаратных и программных средств, входящих в сеть;

сбор статистики и мониторинг основных параметров производительности сети: скорости передачи пакетов, нагрузки, уровня ошибок и др.;

возможность настройки параметров сети;

Изготовителем системы управления ЛВС должна быть компания Microsoft.

3.1.4 Требования к серверам

В качестве серверов для:

управления корпоративной базой данных, центрального файлового сервера, файлового сервера рабочих групп, сервера электронной почты, web-сервера и сервера резервного копирования должны быть использованы компьютеры с характеристиками не ниже, чем следующие:

не менее 2-х процессоров с параметрами не ниже: Рentium-III 1000 MHz, c объёмом L2-cache не менее 256 KB);

оперативная память не менее 1 GB;

объём дискового пространства не менее 50 GB;

интерфейс дисков - не ниже Ultra-3 Wide SCSI;

дисковод CD-ROM;

сетевая карта 100Base-TX.

серверы должен быть установлены в серверной.

Уточнение марки серверов должно быть произведено на стадии «Технического проекта».

Серверы должны быть изготовлены компанией Hewlett-Packard.

3.1.5 Требования к сетевой операционной системе

В качестве сетевой операционной системы должны использоваться MS Windows 2000 Advanced Server.

3.1.6 Требования к рабочим станциям

В состав ЛВС должны входить рабочие станции следующего функционального назначения:

типовые рабочие станции для разработчиков;

мобильные рабочие станции для руководства и отдела продаж;

рабочие станции для организации АРМ систем защиты материально-технических ценностей и информации.

В качестве типовых рабочих станций для разработчиков:

процессор не ниже Рentium-IV 1500 MHz, c объёмом L2-cache не менее 256 KB);

оперативная память не менее 512 MB;

объём дискового пространства не менее 40 GB;

интерфейс дисков - не ниже Ultra-ATA/100

видеоадаптер не ниже AGP 4x c видео-памятью не менее 32 МБ

дисковод CD-ROM;

сетевая карта 100Base-TX.

монитор не менее 17”.

предустановленная операционная система MS Windows 2000 Professional.

В качестве мобильных рабочих станций для руководства и отдела продаж должны быть использованы компьютеры с характеристиками не ниже следующих:

процессор не ниже Рentium-IV или Pentium M 1500 MHz, c объёмом L2-cache не менее 512 KB;

оперативная память не менее 256 MB;

объём дискового пространства не менее 20 GB;

интерфейс дисков - не ниже Ultra-ATA/100.

дисковод CD-ROM или DVD;

сетевая карта 100Base-TX.

модем 56К

видеоадаптер не ниже AGP 4x c видео-памятью не менее 32 МБ;

матрица не менее 17”.

предустановленная операционная система MS Windows 2000 Professional.

В качестве рабочих станций для организации систем защиты материально-технических ценностей и информации должны быть использованы компьютеры, имеющие следующие технические характеристики:

процессор не ниже Рentium-IV 1500 MHz, c объёмом L2-cache не менее 512 KB;

оперативная память не менее 256 MB;

объём дискового пространства не менее 20 GB;

интерфейс дисков - не ниже Ultra-ATA/66

дисковод CD-ROM;

сетевая карта 100Base-TX.

дисковод FDD 1.44 MB;

видеоадаптер с объёмом видеопамяти не менее 16 MB;

монитор не менее 17”.

предустановленная операционная система MS Windows 2000 Professional.

3.1.7 Требования к системе резервного копирования

Система резервного копирования должна удовлетворять следующим требованиям:

проведение резервного архивирования серверов и станций с заданными операционными системами;

возможность резервного архивирования системных данных для различных операционных систем;

возможность резервного архивирования различных приложений (таких, как Oracle, MS Exchange, Lotus Notes, MS SQL) в «горячем» режиме, т.е. без прерывания работы этих приложений;

возможность резервного архивирования открытых файлов;

поддерживать возможность переустановки операционной системы MS Windows 2000 Server (в случае отказа дисковой подсистемы сервера) - без необходимости переустановки операционных систем с дистрибутива;

частичная автоматизация операций с носителями резервных копий;

высокая скорость проведения резервного архивирования и восстановления данных;

время создания полной резервной копии (full backup) данных всех серверов не должно превышать 20 часов;

возможность проведения резервного архивирования данных файловых серверов и серверов приложений без прерывания работы приложений и пользователей;

возможность составления гибкого расписания для проведения резервного архивирования, учитывающего все особенности конкретной ЛВС;

поддержка широкого спектра архивационных устройств;

гибкая система управления с удобным графическим интерфейсом;

Программное обеспечение системы резервного копирования должно быть производства компании Computer Association (CA).

3.1.8 Требования к комплексу сетевой печати

В состав комплекса сетевой печати должны входить:

один сетевой лазерный принтер большой рабочей группы. Формат бумаги А4, скорость печати 32 лист/мин, возможность двусторонней печати;

три персональных лазерных принтера. Формат бумаги А4, скорость печати 14 лист/мин.

Кроме того, в составе комплекса должны быть сканер - формата А4 и один копировальный аппарата формат А3.

Принтеры должны быть изготовлены компанией Hewlett-Packard.

3.1.9 Требования к программно-аппаратным средствам доступа в Internet

Программно-аппаратные средства доступа в Internet должны обеспечивать обмен данными по выделенному цифровому каналу со скоростью не менее 2 Мбит/с и с возможностью расширения.

Программно-аппаратные средства доступа в Internet должны включать в себя:

выделенный маршрутизатор или модуль подключения в центральный маршрутизатор;

программный или аппаратный межсетевой экран;

обмен информацией с сетью Internet по соответствующим протоколам, а также WWW- Cache и Proxy для протоколов HTTP, Telnet, FTP.

Межсетевой экран должен обеспечивать:

защиту ОЛВС от доступа из сети Internet;

подключение информационных серверов через выделенный порт;

настройку алгоритмов передачи данных в зависимости от адресов IP и других характеристик передаваемых пакетов данных.

3.1.10 Требования к системе бесперебойного питания основного оборудования ОЛВС

Система бесперебойного питания основного оборудования ОЛВС должна обеспечить выполнение следующих функции:

обеспечение электропитания центрального (основного) оборудования ОЛВС при отсутствии внешнего питания;

защита активного от импульсных помех внешней электросети;

поддержка питания в пределах номинальных значений.

Система бесперебойного питания основного оборудования ОЛВС должна строиться на локальных ИБП необходимой мощности.

ИБП должны поддерживать управление по сети с использованием SNMP-протокола с помощью ПО управления под Windows 2000.

ИБП должны устанавливаться в 19-дюймовые монтажные шкафы.

ИБП должны быть изготовлены компанией APC.

3.2 Выбор оборудования

3.2.1 Выбор структурированной кабельной системы

3.2.1.1 Категории СКС

На рубеже 2000 года началась очередная смена поколений кабельных систем локальных сетей. Действующие стандарты морально устарели, приняты новые категории, требующие частичной замены установленных линий, разрабатываются новые стандарты. В таких условиях выбор систем на длительный срок эксплуатации, оказывается непростой задачей. Для ее решения нужна многоплановая информация, в том числе, о тенденциях развития кабельных систем. Именно она позволяет находить оригинальные решения и создавать открытые системы с реальными гарантиями будущего.

Принятие в 1991 году стандарта категории 3 имело далеко идущие последствия. Шестнадцатикратное расширение частотного диапазона витой пары по сравнению с категорией 2 (1 МГц) явилось впечатляющим шагом вперед. В результате изменились представления о витой паре, как о среде передачи только для речевых приложений. Была опубликована первая версия стандартов СКС. Витая пара начала вытеснять коаксиальный кабель.

В 1997 года в организациях стандартизации разного уровня была начата работа по спецификации параметров категорий 6 и 7, вновь расширяющих диапазон витой пары в два и шесть раз соответственно. В июне 1999 году Ассоциация стандартов Института инженеров электроники и электротехники приняла стандарт протокола витой пары Gigabit Ethernet IEEE Std 802.3a. В конце того же года Ассоциация телекоммуникационной промышленности совместно с Ассоциацией электронной промышленности утвердили Приложение ANSI/TIA-568-A-5 "Спецификации параметров передачи 4-парных 100-омных кабельных систем категории 5е". В сентябре 2000 года вступили в действие стандарты класса D (аналогичные категории 5е), принятые международной и европейской организациями стандартизации. В 2002 году принята вторая редакция стандарта ISO/IEC 11801, включающая спецификацию параметров кабелей и разъемов категорий 1 - 7 и линий / каналов классов C, D, E и F.

Таблица 2. Хронологическая таблица принятия категорий СКС

Категория СКС	Диапазон частот	Приложения, под которые разрабатывались категории	Год принятия стандарта
Категория 3	16 МГц	Ethernet, 10Base-T	1991
Категория 4	20 МГц	Token Ring 16Мбит/с	1993
Категория 5	100 МГц	100Base-TX (Fast Ethernet) АТМ 155	1995
Категория 5E	100 МГц	100Base-TX (Fast Ethernet) 1000Base-T (Gigabit Ethernet)	1999
Категория 6 Категория 7	200 МГц 600 МГц	Gigabit Ethernet 1000Base-TX Gigabit Ethernet 2,5 Гб/с Предложений нет	2002 Не ранее 2004

Как видно из приведенной таблицы, выбор категории СКС под текущие приложения обеспечивает срок службы не более двух - трех лет. Исключение составляет категория 5, которая продержалась без изменений четыре года.

Следует отметить, что за десять лет меняется не менее семи поколений компьютеров и три поколения сетевых устройств. Тенденция развития информационных технологий на рубеже 2000 годов показывает, что темпы увеличения объема передаваемых данных в локальных сетях не уменьшаются, а возрастают. СКС призвана обеспечить десятилетний срок службы без замены кабелей горизонтальной подсистемы.

3.2.1.2 Ретроспектива

Практика показывает, что срок появления систем, расширяющих частотный диапазон, не превышает пяти лет. Скорости передачи данных возрастают на порядок каждые четыре года. Сегодня мы стоим на границе третьего качественно нового шага вперед в смене поколений среды передачи. Весьма поучительно было бы сравнить сегодняшние проблемы выбора с проблемами начала 90-х годов.

Итак, начало девяностых годов. Появились стандарты, которые дали возможность использовать более дешевые и практичные (по сравнению с коаксиальными) четырехпарные кабели для передачи данных. Принципы открытых систем, гарантирующие не менее чем десятилетний срок службы структурированных кабельных систем (СКС), позволяли решить дорогостоящую проблему несовместимости частных систем и необходимости замены кабелей вместе с заменой активного оборудования.

Системы категории 3 обеспечивали скорость передачи данных 10 Мбит/с для существующих и до 100 Мбит/с - для разрабатываемых стандартов. Для абонентских линий, к которым были подключены компьютеры типа 8088 и 286 с тактовой частотой 8 - 16 МГц, такая производительность была вполне достаточной, а перспективы казались практически безграничными.

Заказчикам требовалось принимать решения на основе неполной информации и с множеством неизвестных. Не было стандартов категории 5, приложений класса D, даже полевых тестеров, чтобы измерить параметры на частоте выше 16 МГц. Что выбрать? Стандартную открытую систему категории 3 или систему, имеющую резерв качества передачи сигналов?

Сегодня можно сказать, что заказчики, которые решили установить СКС с резервом параметров и перспективой на будущее, приняли правильное решение. Им не пришлось менять систему, в отличие от тех, кто выбрал категорию 3. Новые протоколы оказались совместимыми. Своевременное увеличение скоростей передачи данных в сети позволило сэкономить время и деньги.

Качество передачи сигналов означает не только резерв на будущее. Это более высокая надежность повседневной работы сети. С точки зрения инвестиций, цена на элементы более качественной системы была не намного выше, чем категории три, а с учетом трудозатрат на проектирование и монтаж разница в цене оказывалась и вовсе несущественной.

3.2.1.3 Предел категории 5

В начале 2000 годов категория 5 оказалась в положении, в котором категория 3 была в 1995 году. С одной стороны был достигнут пик установок, с другой стороны - категория 5 оказалась устаревшей.

Приняты новые стандарты, требующие замены кабельной инфраструктуры. Действующий с 1999 года стандарт 1000 Base T GIGABIT ETHERNET разработан с учетом перехода на новую среду передачи - категорию 5е.

По мнению Целевой группы кабельных разъемов Ассоциации телекоммуникационной промышленности (TIA Connecting Hardware Task Group) только 30 - 40% разъемов Категории 5 имеют удовлетворительные характеристики наводок однонаправленной передачи (FEXT). Чтобы оценить пригодность имеющихся каналов категории 5 для работы гигабитных протоколов требуются измерения комплекса параметров дорогостоящими тестерами. Вполне вероятно, ресертификация потребует замены части розеток, панелей и даже кабелей. Поскольку большинство СКС блочные, то есть на одну конструктивно неразъемную панель монтируют 12, 24 и более линий, дефектовка нескольких гнезд панели может потребовать ее полной замены. Такие случае вполне вероятны при полном заполнении коммутационных шкафов.

Категория 5е сегодня оставляет заказчикам меньше резервов на будущее, чем категории 4 в начале девяностых годов. Кажется, что она решает проблему и обеспечивает работу протокола нового поколения. Да, но не дает резерва на будущее. Что касается увеличения динамического диапазона, переход с категории 5 к 5е - это даже меньший шаг вперед, чем с категории 3 на 4. Сравните: его улучшение во всей полосе частот на 12 дБ в первом случае и на 3 дБ - во втором. В абсолютных величинах - в 11 и 0,5 раз соответственно.

При этом в отличие от категории 4, расширенной до 20 МГц, стандарт категории 5е попытались уложить в те же 100 МГц. Здесь можно возразить, что в результате принятых мер достигнут десятикратный прирост производительности. Действительно GIGABIT EHTERNET обеспечивает скорость передачи данных 1000 Мбит/с. Увеличение скорости передачи объясняется тем, что в гигабитных системах используются все четыре пары, работающих одновременно в обоих направлениях, (дуплексная связь), пятиуровневое кодирование и цифровая обработка сигналов. Однако все четыре пары были задействованы также и в стомегабитном протоколе 100 Base T4, для работы которого было достаточно среды передачи категории 3.

Через два года после принятия стандарта четвертой категории она была забыта. Причина? Несущественное улучшение параметров и появление стандарта категории 5, пятикратно расширившего частотный диапазон. Не случится ли то же самое с категорией 5е, как только появится стандарт категории 6? Не обнаружат ли заказчики, выбравшие гигабитные системы, что через два - три года категория 5е морально устареет? Скорее всего, ответы будут утвердительными.

3.2.1.4 Перспектива на срок службы

Замена кабелей локальных сетей в здании требует значительных инвестиций и приводит к нарушению производственного ритма предприятия. Особенно сложно проводить модификации в горизонтальной подсистеме СКС, поскольку она включает более 90% всех кабелей, которые в наибольшей степени, по сравнению с магистральной подсистемой, интегрированы в конструкцию здания. Их прокладывают в стенах, полах и потолках. Даже при наличии лотков, коробов и фальш-панелей не избежать многочисленных проходов сквозь стены и перекрытия и сложных маршрутов прокладки кабелей, требующих больших трудозатрат. Поэтому долговечность горизонтальной подсистемы является важнейшим требованием.

Горизонтальная подсистема СКС в подавляющем большинстве случаев состоит из электропроводных кабелей. Именно этим объясняется такое внимание разработке новых категорий и выбору систем с резервом на несколько поколений сетевых устройств.

Выбор зависит в первую очередь от оценки того, какие приложения появятся и потребуются в течение этого срока. По оптимистичным прогнозам Gigabit Ethernet по витой паре начнет повсеместно использоваться на абонентских каналах не ранее 2002 года. Планку таких скоростей поднимают в первую очередь возможности персональных компьютеров. В первую очередь, скорость обработки и передачи информации на внутренних шинах.

Шина используется для обмена данными оперативной памяти центрального процессора и всех периферийных устройств, включая сетевые карты и дисководы.

По текущим оценкам стоимость решений Gigabit Ethernet на абонентских каналах в 2 -3 раза превышает стоимость Fast Ethernet. Это уже неплохо, учитывая десятикратное увеличение производительности. В ближайшее время цена обоих решений и разница в цене будут уменьшаться. Наряду с ростом потребностей в скорости передачи и повышением эффективности использования протокола переход на Gigabit Ethernet в горизонтальных подсистемах СКС станет экономически целесообразным.

Следовательно, проблема выбора сводится к тому, считают ли заказчики скорость на абонентских каналах в один гигабит в секунду достаточной для обозримого будущего, и не предусматривают ли они роста потребностей сверх этого предела через пять лет и более. Однако не все производители гарантируют совместимость категорий и элементов. Эту проблему следует рассмотреть особо.

3.2.1.5 Совместимость

Важнейший принцип построения СКС - открытость. СКС любого производителя должна обеспечить работу активного оборудования любого производителя. Кроме того, от СКС требуется поддержка приложений более низких классов. Таким образом, следует обеспечить три типа совместимости:

· совместимость разъемов (механическое соответствие разъемов различных производителей);

· совместимость категорий (возможность создания канала из кабелей разных категорий / классов);

· совместимость элементов (электрическое соответствие разъемов различных производителей).

Совместимость разъемов.

Вопросы механической совместимости разъемов вплоть до категории 6 не вызывают сомнений. Стандарт RJ 45, определяющий параметры штекеров и разъемов, является безальтернативным для электропроводных локальных сетей. Единый тип разъемных соединений - это одно из важных преимуществ таких систем по сравнению с оптоволоконными. Что касается категории 7, спецификация разъемов находится в стадии разработки. Выбор типа интерфейсов сведен к предложениям компаний Alcatel и Siemon. Рабочая группа 3 Международной организации стандартизации (ISO), потребовала доработать конструкцию разъема Alcatel для стандартизации. Вариант Siemon выбран в качестве резервного

Совместимость категорий.

Для Международной организации стандартизации, разрабатывающей стандарты категорий 6 и 7, данная проблема является в настоящее время ключевой. Проблема совместимости категорий сводятся к конструкции разъема, который специфицирован стандартами только до 3 МГц. Фактически это конструкция, предназначенная для телефонных приложений, которую совершенствуют для расширения диапазона частот. Одно- или двухрядная гребенка восьмиконтактного коннектора, на которую врезают проводники, не позволяет избежать существенной разбалансировки витых пар. Для монтажа разъема на кабель требуется снять около 2,5 см оболочки и расплести витые пары примерно на половину этой длины. В результате, параметры кабеля ухудшаются примерно на порядок.

Компенсация одних параметров приводит к ухудшению других. Детальное изучение комитетом 48В существа вопроса заставляет усомниться даже в возможности принятия единого типа разъема, обеспечивающего механическую совместимость. Это сигнал о том, что эволюционное совершенствование традиционных коннекторов, разработанных для речевых приложений, достигло своего предела.

Разработчики стандарта стоят перед выбором - новый тип разъемов или отказ от принципа совместимости категорий. Радикальный вариант, означающий переход на новый тип коннекторов, потребует подготовки спецификаций гнездовых и штекерных разъемов и их включения в новую редакцию стандарта.

В определенном смысле участники встречи решили сделать шаг назад, чтобы найти приемлемое решение. Однако данная проблема не нова. Производители СКС давно пытаются улучшить параметры традиционных коннекторов.

Несколько ведущих компаний отрасли проводит разработку либо имеет серийную продукцию, основанную на принципиально новых конструкциях и методах монтажа коннекторов. Пионером в этой области является компания ITT NS&S, Великобритания, которая создала новый тип разъемов еще в 1991. Это обеспечило резерв параметров, который не исчерпан до настоящего времени и превосходит возможности категории 6. Более того, резерв параметров обеспечивает увеличение длины каналов и числа разъемных соединений. При этом обеспечены все виды совместимости.

Существенным признаком резерва параметров, который уменьшает риск ошибки выбора, является отличная от традиционной конструкция разъема, которая позволяет уменьшить снятие оболочки и расплетение витых пар в несколько раз. Кроме того, такие разъемы отличает отсутствие печатной платы и модульная конструкция.

Совместимость категорий предусматривает возможность построения канала из элементов разных категорий. Такая ситуация будет типичной для пользователей, которые установят СКС категории 6, рассчитывая на длительный срок эксплуатации системы.

В настоящее время гигабитные приложения используют в магистральных каналах и для подключения серверов. Через несколько лет эти приложения станут абонентскими. Следовательно, гигабитная среда передачи будет использована для приложений класса D - Fast Ethernet, ATM 155 и др. Для снижения расходов эксплуатации системы заказчики выберут дешевые соединительные кабели категории 5 / 5e. Они вправе ожидать, что такие каналы будут иметь параметры, приемлемые для работы сети.

Однако проект стандарта в редакции предложений, принятых Международной организацией стандартизации, не обеспечивает совместимости категорий. Более того, не все производители гарантируют совместимость категорий собственных систем. Это значит, что базовая линия шестой категории плюс соединительные кабели пятой категории не обеспечат функциональных параметров канала категории 5.

Данная проблема имеет частные решения. Это значит, что отдельные компании предлагают системы категории 6, которые обеспечивают совместимость категорий, составленных их элементов одного производителя.

3.2.1.6 Критерии выбора

Важнейший фактор выбора - это текущие и перспективные потребности заказчика. Прогноз степени загрузки сетей - это задача, которую администраторы сетей и проектировщики телекоммуникационной инфраструктуры офисных зданий должны решать для каждого конкретного случая. Выбор зависит от учета внешних и внутренних факторов. В каждой ситуации требуется анализ предшествующего развития и оценка перспектив. Самое безопасное решение для типовых проектов систем, создаваемых арендаторами отдельных помещений или части зданий, - открытые системы и апробированные стандарты. Категория системы будет определяться периодом аренды, возможностями расширения сети и требованиями приложений. Ряд руководителей считают скорость сети в 10 Мбит/с вполне достаточной как для настоящего, так и для обозримого будущего.

Не все заказчики требуют системы, которые будут эксплуатироваться одно - два десятилетия. При выборе СКС для арендованных помещениях владельцам зданий и их заказчикам чаще всего не удается договориться об условиях финансирования проектов. В результате кабельная проводка, которая относится к инфраструктуре здания, создается на средства арендаторов и с краткосрочной перспективой. Если при этом в жертву приносят также и качество, проекты выполняют, как правило, без всякой перспективы под текущие потребности из сборных элементов тайваньского производства и с грубейшими нарушениями стандартов. В результате - низкая надежность, высокие эксплуатационные издержки, потери рабочего времени, вызывающие перебои с информацией, проблемы с клиентами, в конечном итоге, негативно влияющие на результаты бизнеса. Не говоря уже о безнадежно испорченном интерьере помещений, также имеющем свои последствия.

Структурированные или, другими словами, хорошо организованные системы, востребованы руководителями компаний, уже сумевшими или желающими создать эффективно действующую и конкурентную структуру. Инвестиции планируются с учетом начальных и последующих расходов и долговечности систем.

Для крупных организаций, испытывающих дефицит производительности каналов, выбирают СКС с максимальным резервом параметров. Если руководство осознает, что цена потерь времени из-за недостаточного быстродействия рабочих станций и сети недопустимо высока, оно также предпочтет более прогрессивные кабельные системы. Например, в строящихся современных офисных зданиях с большой степенью интеграции кабельных систем целесообразно установить категорию не ниже 5е.

В условиях, когда существующие стандарты категорий кабельных систем устаревают, не просуществовав и пяти лет, а новые стандарты находятся в процессе разработки и непрерывных изменений, заказчики должны хорошо представлять тенденции развития структурированных кабельных систем. Одна из них - незначительное улучшение параметров систем и увеличения скоростей передачи данных за счет использования всех резервов витых пар, кодирования и цифровой обработки сигналов. Другая - расширение частотного диапазона под протоколы, которые будут разрабатываться в будущем.

Для выбора кабельной системы с перспективой многолетней эксплуатации следует оценивать резерв взаимосвязанных параметров, для чего необходимы профессиональные знания.

Оценить расходы на создание небольших СКС достаточно просто. Для числа пользователей порядка единиц - нескольких десятков оптимальным будет вариант одноранговой СКС, то есть системы с единственным центром коммутации и топологией типа “звезда”. Сетевые окончания размещаются на панелях, фиксируемых в шкафу. От панелей проложены кабели к розеткам. Гнезда розеток и панелей являются интерфейсами СКС. Их также называют портами. На одного пользователя приходится два порта. Цены указываются в расчете на один порт.

Итак, создание СКС может потребовать инвестиций от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч и более долларов. В условиях роста технологий предпочтительной на данный момент является категория СКС 5е.

3.3 Выбор топологии

Выбор используемой топологии зависит от условий, задач и возможностей, или же определяется стандартом используемой сети. Основными факторами, влияющими на выбор топологии для построения сети, являются:

среда передачи информации (тип кабеля);

метод доступа к среде;

максимальная протяженность сети;

пропускная способность сети;

метод передачи и др.

Рассмотрим вариант построения сети: на основе технологии Fast Ethernet.

Данный стандарт предусматривает скорость передачи данных 100 Мбит/сек и поддерживает два вида передающей среды - неэкранированная витая пара и волоконно-оптический кабель. Для описания типа передающей среды используются следующие аббревиатуры, табл.

Таблица 3. Стандарт Fast Ethernet

Название	Тип передающей среды
100Base-T	Основное название для стандарта Fast Ethernet (включает все типы передающих сред)
100Base-TX	Экранированная или неэкранированная витая пара категории 5 и выше.
100Base-FX	Многомодовый двухволоконный оптический кабель
100Base-T4	Витая пара. 4 пары категории 3, 4 или 5.

Правила проектирования топологии стандарта 100Base-T.

Следующие топологические правила и рекомендации для 100Base-TX и 100Base-FX сетей основаны на стандарте IEEE 802.3u

100Base-TX.

Правило 1: Сетевая топология должна быть физической топологией типа «звезда» без ответвлений или зацикливаний.

Правило 2: Должен использоваться кабель категории 5 или 5е.

Правило 3: Класс используемых повторителей определяет количество концентраторов, которые можно каскадировать.

· Класс 1. Можно каскадировать (стэковать) до 5 включительно концентраторов, используя специальный каскадирующий кабель.

· Класс 2. Можно каскадировать (стэковать) только 2 концентратора, используя витую пару для соединения средозависимых портов MDI обоих концентраторов.

Правило 4: Длина сегмента ограничена 100 метрами.

Правило 5: Диаметр сети не должен превышать 205 метров.

Правило 6: Метод доступа CSMA/CD.

100Base-FX.

Правило 1: Максимальное расстояние между двумя устройствами - 2 километра при полнодуплексной связи и 412 метров при полудуплексной для коммутируемых соединений.

Правило 2: Расстояние между концентратором и конечным устройством не должно превышать 208 метров.

Существует несколько факторов, которые необходимо учитывать при выборе наиболее подходящей к данной ситуации топологии.

Таблица 4. Преимущества и недостатки топологий.

Топология	Преимущества	Недостатки
Шина	Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота, надежность. Легко расширяется	При значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность сети. Трудно локализовать проблемы. Выход из строя кабеля останавливает работу многих пользователей
Кольцо	Все компьютеры имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на производительность	Выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблемы. Изменение конфигурации сети требует остановки работы всей сети
Звезда	Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность сети	Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть

Исходя из всего вышеперечисленного, оптимальным видом топологии для проекта является звездная топология стандарта 100Base-TX с методом доступа CSMA/CD, так как она имеет широкое применение в наши дни, её легко модифицировать и у нее имеется высокая отказоустойчивость.

3.4 Выбор способа управления сетью

Каждая организация формулирует собственные требования к конфигурации сети, определяемые характером решаемых задач. В первую очередь необходимо определить, сколько человек будут работать в сети. От этого решения будут зависеть многие этапы создания сети.

Количество рабочих станций напрямую зависит от предполагаемого числа сотрудников. В нашем случае это 200 сотрудников, и соответственно 200 рабочих станций. Другим фактором является иерархия компании. Для фирмы с горизонтальной структурой, где все сотрудники должны иметь доступ к данным друг друга, оптимальным решением является простая одноранговая сеть. Фирме, построенной по принципу вертикальной структуры, в которой точно известно, какой сотрудник и к какой информации должен иметь доступ, следует ориентироваться на более дорогой вариант сети - с выделенным сервером. Только в такой сети существует возможность администрирования прав доступа.

Рис.13 Выбор способа управления.

В нашем проекте на предприятии имеется 200 рабочих станции, которые требуется объединить в корпоративную сеть. Следуя из схемы выбора типа сети, решаем, что в нашем случае требуется установка сервера, так как во-первых мы должны обеспечить вертикальную структуру(то есть разграниченный доступ к информации) и во-вторых количество рабочих станций предполагает управление сетью с выделенным сервером.

3.5 Выбор комплектующих

3.5.1 Активное сетевое оборудование

В качестве активного сетевого оборудования предлагается использовать оборудование фирм Allied Telesyn и Cisco, которые зарекомендовали себя с самой лучшей стороны и являются одними из наиболее качественных продуктов на мировом рынке.

Коммутация зарекомендовала себя как наиболее экономичная и гибкая технология, обеспечивающая увеличение полосы пропускания и повышение управляемости сети на всех уровнях; к тому же ее внедрение сопряжено с минимальными перестройками в сети.

В качестве Switch предлагается использовать коммутатор семейства AT-8000. В качестве преимуществ можно отметить:

· Поддержка стандарта 802.1w Rapid Spanning Tree

· Зеркалирование портов

· Поддержка технологии Enhanced Stacking

· Монтаж в 19" стойку или шасси

· Порты 10Base-T с экранированными разъемами RJ-45

· Сетевое управление через SNMP, TELNET или HTTP

· Две приоритетных очереди

· Бесплатное обновление ПО

· Гарантия на весь срок службы (один год - на блок питания)

Серия AT-8000 обладает высокой гибкостью и масштабируемостью, которая необходима для малого и среднего бизнеса. В коммутатор AT-8024GB может быть добавлено до двух Allied Telesyn's hot-swappable Gigabit Interface Converters (GBICs) из серии AT-G8. Интерфейс GBICs доступен в пяти моделях коммутаторов и позволяет передавать данные на расстояние от 500 метров до 40 километров.

Технология ENHANCED STACKING не требует размещения коммутаторов непосредственно рядом друг с другом и способна поддерживать до 24 коммутаторов в одной сети. Функция стека реализуется программным способом. Такое решение позволяет быстро и легко изменять конфигурацию системы. Для этого используется распространенный интерфейс Telnet, при помощи которого с коммутатора, назначенного главным, можно быстро создать или изменить виртуальные стеки коммутаторов.

Хотя коммутаторы AT-8000 серии могут использоваться как plug-and-play устройства, у них имеется множество дополнительных функций управления. Функции управления включают в себя: web-интерфейс управления, интерфейс командной строки, SNMP и Telnet. Прошивки и файлы конфигурации могут быть закачаны в коммутатор и скачаны посредством TFTP, XMODEM или Enhanced Stacking™ протоколов.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется два 24-портовых коммутатора AT-8024M.

Благодаря технологии Enhanced Stacking один коммутатор может использоваться для управления группой, насчитывающей до 24 коммутаторов, каждый из которых имеет 24 порта 10/100TX. Таким образом, в одном широковещательном домене может быть объединено до 576 портов 10/100TX.

В качестве Hub предлагается использовать концентратор семейства AT-3600. В качестве преимуществ можно отметить:

· Соответствие стандарту IEEE 802.3, версии 1.0 и 2.0

· Порты 10Base-T с экранированными разъемами RJ-45

· Модульный магистральный порт с дополнительными интерфейсами 10Base-T (витая пара), 10Base-2 (коаксиал), 10Base-5 (AUI) или 10Base-FL (волоконная оптика)

· Автономное использование, монтаж в 19" стойку или шасси

· Три варианта сетевого управления: SNMP, через порт ASYNC ASCII-терминала (Omega Local) и Telnet (Omega Remote)

· Резервное SNMP-управление

· Загрузка программного обеспечения от других устройств серии 3600 в пределах одной ЛВС или через модуль встроенного программно-аппаратного обеспечения

· "Горячая замена" устройств, смонтированных в шасси серии 3600

· Совершенная система диагностических индикаторов (LEDs)

· Гарантия на весь срок службы (один год - на блок питания)

Концентраторы этого семейства соответствуют стандарту IEEE 802.3 (Ethernet repeater) и способны осуществлять многоцелевое сетевое управление. Они имеют встроенный блок питания и оснащены системой светодиодных индикаторов (LEDs) для диагностики состояния сети и статуса портов. Разработанная компанией Allied Telesyn специальная интегральная схема обеспечивает надежность оборудования и оптимальное выполнение различных функций.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется шесть 24-портовых концентраторов AT-3624TR.

Посредством наращивания до восьми концентраторов AT-3624TR на единой платформе шасси серии 3600 возможно сконфигурировать коллективное устройство со 192 портами.

В качестве Router и Firewall предлагается использовать маршрутизатор фирмы Cisco семейства 2600.

Эта представляет собой экономичную серию модульных маршрутизаторов для малых и средних офисов, включающих в себя возможность передачи голоса и факса. Предлагаемый набор модулей позволяет также использовать устройства Cisco 2600 в качестве серверов доступа и межсетевых экранов, а также для передачи голоса и факсов через сети TCP/IP.

Каждый маршрутизатор серии Cisco 2600 содержит один слот для модуля глобальной сети высокой плотности или модуля ЛВС, два слота для модулей глобальной сети низкой плотности и одно посадочное место на системной плате для установки сервисного модуля AIM (Advanced Integration Module), который может использоваться для аппаратного сжатия или шифрования данных.

Маршрутизаторы серии Cisco 2600 могут содержать до 64Мб оперативной памяти (DRAM) и до 16 Мб флеш-памяти.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется один коммутатор Cisco 2621.

В качестве его преимуществ можно отметить:

· Поддерживает полный спектр ПО Cisco IOSTM

· Модульная архитектура

· Встроенные порты ЛВС

· Возможность использования модулей от серий Cisco 1600, Cisco 3600, в том числе для передачи голосовых и факсимильных соединений

· Поддерживается как передача голоса поверх протокола IP, так и передача голоса поверх протокола Frame Relay (стандарты FRF.11 и FRF.12)

· Флеш-память для простой замены и обслуживания программного обеспечения

· Интегрированный асинхронный порт (AUX) поддерживает соединения на скорости до 115.2 Кб/сек

· Сервисный модуль для аппаратного сжатия данных позволяет уменьшить стоимость затрат на поддержание глобальных сетей и более эффективно использовать возможности ПО Cisco IOS.

· Межсетевой экран (IOS Firewall Feature Set).

3.5.2 Телефонная станция

В качестве телефонной станции предлагается использовать оборудование фирмы Avaya семейства DEFINITY ECS.

Коммуникационные серверы Avaya являются универсальной многоцелевой платформой построения бизнес-решений современного предприятия для любого диапазона абонентской емкости: от 40 до 36 000 портов.

Используя широкий набор протоколов и интерфейсов, интегрированных функциональных модулей, телекоммуникационные сервера Avaya решают задачи любой сложности: от небольших систем малого офиса до мощных корпоративных сетей емкостью на 10 миллионов номеров.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется одна станция DEFINITY CSI, плюс 1 блок цифровых линий на 24 порта, 3 блока аналоговых линий по 24 порта и плата звуковых сообщений.

Эта модель, выпускаемая в компактном модульном пластиковом корпусе (Compact Modular Cabinet), рассчитана для крепления на стене. Базовый статив модели содержит 8 свободных слотов и может быть расширен добавлением двух дополнительных стативов по 10 слотов до 28. Дополнительные корпуса соединяются с основным посредством кабеля и устанавливаются около основного статива.

Общее количество портов этой модели (600) гибко распределяется между абонентскими портами и портами соединительных линий. Конфигурация модели DEFINITY CSI может содержать 16 внутренних абонентов и затем может быть расширена до 500, что позволяет называть данную модель идеальным решением для малого и среднего бизнеса.

Корпус модели CSI может комплектоваться кроссировочными панелями, монтируемыми непосредственно к стенке статива. Применение таких панелей делает конструкцию чрезвычайно компактной и удобной в использовании. Оснащение корпуса самонастраивающимся источником питания (диапазон от 115 до 259 V) предотвращает сбои, возможные в условиях нестабильного питания.

3.5.3 Сервера

В качестве серверного оборудования (серверов) предлагается использовать оборудование фирмы Hewlett Packard семейства ProLiant DL.

Эти компактные стоечные серверы, оптимизированные для создания кластеров, обладают высокой гибкостью и управляемостью и идеально подходят для сред с большим количеством серверов и внешними системами хранения данных, информационных центров и эффективных кластерных приложений, что позволяет заказчику подобрать модели, максимально соответствующие его требованиям. Благодаря свободному доступу к компонентам и оптимизированной разводке кабелей они очень просты в развертывании и обслуживании.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется шесть серверов HP ProLiant DL380 G3.

Это недорогой, но мощный двухпроцессорный сeрвeр приложений высотой 2U, прeдназначeнный для монтажа в стойку. Сфeра eго использования -- от нeбольших компаний до цeнтров обработки данных, прeдъявляющих высокиe трeбования к производитeльности и надeжности сeрвeра.

В этой модeли стоeчного сeрвeра срeднeго класса используется новый высокопроизводитeльный чипсeт, обeспeчивающий ускорeнный обмeн данными с памятью и болee высокую производитeльность подсистeмы ввода-вывода по сравнeнию с аналогичными сeрвeрами прeдыдущeго поколeния.

Срeдства повышeния надeжности, включающиe в сeбя наличиe рeзeрвных вeнтиляторов с возможностью «горячeй» замeны, «горячee» рeзeрвированиe модулeй памяти, интeгрированный RAUD, а такжe возможность «горячeй» замeны дисков и PCI-плат дают возможность использования этого сeрвeра на самых критичeских участках работы прeдприятия.

3.5.4 Стример

В качестве оборудования резервного копирования предлагается использовать оборудование фирмы Hewlett Packard семейства HP StorageWorks.

Ленточные накопители HP известны по всему миру своими прекрасными рабочими качествами, отказоустойчивостью, распространенностью и постоянной поддержкой со стороны производителя.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется один стример(ленточный накопитель) 1/8 DLT VS80 Tape Autoloader плюс два комплекта картриджей.

Благодаря преимуществам знаменитой технологии DLT, этот стример НР обеспечивает емкость до 80GB и высокую пропускную способность. Кроме того, этот накопитель может встраиваться в стойку, что отвечает замыслу нашего проекта. Отличное соотношение цены и производительности делает его весьма привлекательным для компаний всех типов и размеров, т.к. постоянно растущие требования к защите данных не позволяют жертвовать ни надежностью, ни качеством.

3.5.5 ИБП

В качестве оборудования бесперебойного питания предлагается использовать оборудование фирмы APC семейства Smart-UPS RM.

Продукты этого семейства отличаются выдающейся производительностью и легендарной надежностью, а также оснащаются портом USB, передней панелью стандартного белого цвета и обладают немного повышенной выходной мощностью по сравнению со своими предшественниками - моделями мощностью 700 и 1400 ВА. Высокопроизводительные ИБП с гибкими возможностями монтажа для защиты электропитания серверов и корпоративных сетей. ИБП высотой 2U продолжают оставаться основным продуктом для большинства приложений, включая приложения с жесткими требованиями к стоимости оборудования. Модели высотой 2U предназначены для эксплуатации в оптимизированных по плотности средах с глубокими стойками (800, 1000, 1100 мм), где основным преимуществом устройства является минимальная высота.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется два ИБП Smart-UPS RM 2U.

3.5.6 Пассивное оборудование

Из пассивного сетевого оборудования предлагается использовать телекоммуникационные шкафы (стойки) 19”

Телекоммуникационные шкафы служат для размещения оптического и электротехнического оборудования различных стандартов. Наиболее широкие возможности по функциональному применению представляет серия телекоммуникационных шкафов, предназначенных для размещения различного оборудования вплоть до компьютеров промышленного назначения. Оборудование располагается на вертикальном перфорированном профиле или на 19" полках. Перфорация соответствует стандарту DIN 41494, Part1. В перфорированный профиль устанавливаются любые стандартные устройства 19 ". Глубина постановки профиля может изменяться в зависимости от устанавливаемого оборудования. Доступны различные варианты исполнения по глубине, классу защищенности и конструкции дверей. Несколько отдельных шкафов, объединенных механически в жесткую конструкцию, могут составить единый комплекс. Максимально возможное количество установочных мест (Unit) увеличено до 45 U (высота шкафа 2200 мм).

Мною выбран напольный вариант 45U. Конструкция шкафа каркасная. Передняя и задняя двери взаимозаменяемы. Доступ к оборудованию, установленному в шкафу, может осуществляться с четырех сторон. Двери имеют как левую, так и правую навеску. Шкаф устанавливается на регулируемых по высоте ножках или колесах. Ввод кабеля производится через основание шкафа. Предусмотрена возможность ввода кабеля через верхнюю крышку. Имеется встроенная система вентиляции.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется два телекоммуникационных шкафа 19” 45U.

3.5.7 Система охлаждения

В качестве оборудования для поддержания в серверной необходимого температурного режима предлагается использовать кондиционеры фирмы Tadiran серии Astro.

Являясь лидером на рынке климатического оборудования , компания Tadiran предлагает лучшее мировое оборудование, прошедшее сертификацию ISO 9001. Поставляемое оборудование отличается высокой надежностью и долговечностью его эксплуатации.
Многообразие предлагаемого оборудования позволяет выбрать наиболее оптимальное и сбалансированное решение управления микроклиматом.

Для обеспечения разрабатываемой сети требуется один кондиционер Astro TGL 30.

3.6 Выбор программного обеспечения

3.6.1 Обзор операционных систем

Практически все современные ОС поддерживают работу в сети. Однако в качестве ОС для сервера чаще всего используются Nowell NetWare, Unix, Linux и Windows 2000 Server.

3.6.2 Nowell NetWare

Одна из первых коммерческих сетевых ОС, позволивших строить сети произвольной топологии, состоящих из разнородных компьютеров. Если раньше сетевые ОС сильно зависели от конкретной конфигурации сети, то ОС Nowell NetWare стала первой универсальной сетевой ОС. Любая сетевая карта, имеющая драйвер ODI (Open Datalink Interface) может использоваться в сетях Nowell. Благодаря такой универсальности ОС быстро завоевала рынок, и долгое время оставалась основной ОС для локальных сетей. С 1990 года даже фирма IBM стала перепродавать NetWare, и по сегодняшний день эта ОС используется достаточно широко.

Текущей версией ОС является NetWare 6.x. Помимо удобного графического интерфейса, эта версия NetWare имеет ряд других характерных особенностей:

1) NetWare 6.0 использует в качестве основного сетевого протокола TCP/IP (протокол, используемый в сети Internet). Если предыдущие версии NetWare работали на собственном протоколе фирмы Novell - протоколе IPX/SPX, а протокол ТСР/IР мог использоваться только поверх IPX/SPX (также эмулировался NetBIOS), то теперь NetWare 5.0 предлагает следующие варианты:

· только протокол TCP/IP

· протокол TCP/IP в режиме "совместимости" (может использоваться IPX/SPX поверх ТСР/IР)

· совместное использование протоколов TCP/IP и IPX/SPX (оба протокола работают параллельно и независимо)

· только протокол IPX/SPX.

2) В NetWare используется служба каталога NDS (Nowell Directory Service), которая представляет собой единую распределенную базу данных в виде дерева каталогов, в которой описываются все объекты сети (пользователи, группы пользователей, принтеры и т.д.), с указаниями прав доступа. База данных NDS является общей для всей сети. Если в предыдущих версиях NetWare 3.x и 2.x необходимо было создавать учетную запись пользователя (имя и пароль) на каждом сервере сети, то в NetWare 6.0 достаточно один раз зарегистрировать пользователя в NDS и он получит доступ ко всем серверам сети.

3) В NetWare используется мощная и гибкая модель разграничения доступа. Система безопасности подключения к сети включает в себя: ограничения на срок действия и частоту смены пароля, запрет на повторное использование старых паролей, ограничение времени суток и адресов компьютеров, с которых пользователь может подключаться к сети, запрет одному и тому же пользователю на подключение к сети с нескольких машин одновременно. Система безопасности файловой системы позволяет для каждого файла и каталога назначить различным пользователям любую комбинацию следующих прав доступа: чтение, запись, создание, удаление, модификация (имени файла и его атрибутов), просмотр (содержимого каталога), изменение прав доступа, супервизор (полный набор всех прав). Аналогично регулируется доступ и к любым другим объектам NDS (права на просмотр, создание, удаление, переименование объектов, чтение, запись, сравнение и добавление их свойств, права супервизора). NetWare имеет также двухстороннюю систему аудита: внешние независимые аудиторы могут анализировать события в сети, не имея доступа к секретным данным, в то же время, администраторы сети не имеют доступа к данным аудита.