Проектирование корпоративной вычислительной сети
Понятие компьютерной сети, ее применение для обеспечения обмена информацией и совместного использования ресурсов. Разработка схемы сети и обоснование выбора сетевого оборудования, топологии, способа связи и используемых протоколов канального уровня.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.02.2016 |
Размер файла | 322,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Курсовая работа
По дисциплине: «Сети ЭВМ и средства телекоммуникации»
«Проектирование корпоративной вычислительной сети»
Содержание
- Введение
- Исходные данные
- Исходные данные для проектирования
- Описание корпоративной сети
- Выбор технологий передачи данных для построения корпоративной сети
- Технология Fast Ethernet
- Технология Gigabit Ethernet
- Выбор топологии для построения корпоративной сети
- Выбор средств коммуникаций для построения корпоративной сети
- Структурная схема телекоммуникационной сети первого здания
- Структурная схема телекоммуникационной сети второго здания
- Структурная схема телекоммуникационной сети третьего здания
- Система IP-адресации
- Параметры нового сервера
- Описание оборудования
- Экономическое обоснование
- Выводы
- Библиографический список
Введение
Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) -- система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило -- различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.
Компьютерные сети представляют собой вариант сотрудничества людей и компьютеров, обеспечивающего ускорение доставки и обработки информации. Объединять компьютеры в сети начали более 30 лет назад. Когда возможности компьютеров выросли и ПК стали доступны каждому, развитие сетей значительно ускорилось.
Сеть обеспечивает обмен информацией и ее совместное использование (разделение). Компьютерные сети делят на локальные (ЛВС, локальная сеть, сленг. локалка; англ. Local Area Network, LAN) -- компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км. Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным и распределенные (глобальные, Wide Area Networks, WAN). Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют периферийное оборудование и устройства хранения информации.
Компьютерная сеть позволит Вам работать с многопользовательскими программами, обеспечивающими одновременный доступ всех пользователей к общим базам данных с блокировкой файлов и записей, обеспечивающей целостность данных. Любые программы, разработанные для стандартных ЛВС, можно использовать в Вашей сети.
Совместное использование ресурсов обеспечит Вам существенную экономию средств и времени. Например, Вы сможете коллективно использовать один лазерный принтер вместо покупки принтера каждому сотруднику или беготни с дискетами к единственному принтеру при отсутствии сети.
Организация сети позволит упростить обслуживание заказчиков и повысить его качество. При выписке счетов все менеджеры будут пользоваться единой базой данных о пользователях или имеющихся на складе товарах. Для печати счетов или других документов можно использовать один скоростной принтер.
Организация сети и работа в ней может показаться сложной для неискушенного пользователя. Это совсем не так. Небольшую сеть можно создать своими силами, используя специально предназначенное для таких сетей оборудование и программы. При работе в сети она совершенно прозрачна для пользователей - Вы даже не заметите, на какой диск записаны используемые Вами данные - локальный или сетевой. Поработав в сети несколько дней, Вы уже просто не сможете от этого отказаться, и будете удивляться, как Вы раньше могли обходиться без сети.
Исходные данные
Вариант - 88
1. Разработать схему сети и выбрать сетевое оборудование.
2. Обосновать выбор:
- топологии;
- способа связи;
- используемых протоколов канального уровня.
3. Для сетевого протокола IP:
- определить класс сети,
- выделить подсети,
- назначить маски подсетей и IP адреса устройств сети.
4. Выбрать местоположение нового сервера, минимизировав время ожидания обслуживания.
5. Определить среднее и максимальное время ответа сервера на запросы.
6. Определить стоимость затрат на приобретение сетевого оборудования.
Исходные данные для проектирования
Описание корпорации
№ |
1 |
2 |
3 |
||
Здания |
I |
II |
III |
||
А |
Расстояния между зданиями (км) |
I и III |
I и II |
II и III |
|
2 |
2 |
0,03 |
|||
Б |
Количество рабочих станций |
50 |
200 |
50 |
|
В |
Количество серверов |
3 |
7 |
1 |
Описание нового сервера
№ |
Параметр |
Значение |
|||
Г |
Закон распределения времени поступления данных на сервер |
Пуассоновский |
|||
Д |
Закон распределения времени обслуживания данных сервером |
Постоянный |
|||
Е |
Среднее время ответа сервера на запрос, с |
0,3 |
|||
Ж |
Среднее количество запросов в минуту от рабочих станций каждого здания |
I |
II |
III |
|
20 |
5 |
5 |
Описание корпоративной сети
Сетевой кабель между 1 и 2, 1 и 3 зданиями будет уложен в грунт (оптоволоконный кабель). Для соединения 2 и 3, будет использована экранированная витая пара, прикрепленная к тросу, чтобы избежать разрыва при сильном ветре и других неблагоприятных погодных условиях. Соединение будет напрямую (от стены до стены) через отверстия.
Выбор технологий передачи данных для построения корпоративной сети
Технология Fast Ethernet
Технология Fast Ethernet является эволюционным развитием классической технологии Ethernet. Ее основными достоинствами являются:
- увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;
(за счет процедуры авто переговоров двум портам выбирать наиболее эффективный режим работы -- скорость 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, а также полудуплексный или полнодуплексный режим.)
- сохранение метода случайного доступа Ethernet;
- сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка
традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.
Максимальный диаметр сети Fast Ethernet равен приблизительно 200 м, а более точные значения зависят от спецификации физической среды.
Технология Gigabit Ethernet
Технология Gigabit Ethernet добавляет новую, 1000 Мбит/с, ступень в иерархии скоростей семейства Ethernet. Эта ступень позволяет эффективно строить крупные локальные сети, в которых мощные серверы и магистрали нижних уровней сети работают на скорости 100 Мбит/с, а магистраль Gigabit Ethernet объединяет их, обеспечивая достаточно большой запас пропускной способности.
При выборе протокола канального уровня будем делать выбор в пользу невысокой цены, а также простоты использования и обслуживания. Этим критериям как нельзя лучше подходит усовершенствованный протокол Ethernet - Gigabit Ethernet, поддерживающий скорость передачи до 1000 Мбит/с. Для соединения внутри зданий: Fast Ethernet.
Для доступа к среде будет использоваться протокол TCP/IP, которого вполне хватает для организации сети и решения стандартных задач (организация файлового, графического и Интернет сервера, а так же совместного использования периферийных устройств).
Выбор топологии для построения корпоративной сети
Характеристики топологий вычислительных сетей
Характеристики |
Топология |
|||
Звезда |
Кольцо |
Шина |
||
Стоимость расширения |
Незначительная |
Средняя |
Средняя |
|
Присоединение абонентов |
Пассивное |
Активное |
Пассивное |
|
Защита от отказов |
Незначительная |
Незначительная |
Высокая |
|
Размеры системы |
Любые |
Любые |
Ограниченны |
|
Защищенность от прослушивания |
Хорошая |
Хорошая |
Незначительная |
|
Стоимость подключения |
Незначительная |
Незначительная |
Высокая |
|
Поведение системы при высоких нагрузках |
Хорошее |
Удовлетворительное |
Плохое |
|
Возможность работы в реальном режиме времени |
Очень хорошая |
Хорошая |
Плохая |
|
Разводка кабеля |
Хорошая |
Удовлетворительная |
Хорошая |
|
Обслуживание |
Очень хорошее |
Среднее |
Среднее |
Для построения нашей сети выберем топологию типа звезда. Т.к. топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей. Передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел.
В этом случае перемещение сотрудника или добавление нового пользователя выполняется гораздо проще и будет обходиться дешевле. На новом рабочем месте сотрудника уже имеется кабельная проводка, и можно переместить пользователя в другой сетевой сегмент, просто подключив конец кабеля к другому порту концентратора или коммутатора.
При построении структурной схемы телекоммуникационной сети возникли проблемы с визуальным отображением выбранной топологии, это связано с программой средой, в которой строилась структурная схема.
Достоинства топологии:
· выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
· хорошая масштабируемость сети;
· лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
· высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
· гибкие возможности администрирования.
Выбор средств коммуникаций для построения корпоративной сети
При выборе типа кабеля будем учитывать следующие показатели:
· стоимость монтажа и обслуживания;
· скорость передачи информации;
· ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров));
· безопасность передачи данных.
Показатели |
Среда передачи данных |
|||
Двух жильный кабель - витая пара |
Коаксиальный кабель |
Оптоволоконный кабель |
||
Цена |
Невысокая |
Относительно высокая |
Высокая |
|
Наращивание |
Очень простое |
Проблематично |
Простое |
|
Защита от прослушивания |
Незначительная |
Хорошая |
Высокая |
|
Проблемы с заземлением |
Нет |
Возможны |
Нет |
|
Восприимчивость к помехам |
Существует |
Существует |
Отсутствует |
Мы будем использовать:
- для объединения рабочих станций в рабочие группы кабель UTP (категория 5) 10/100Base-TX
- для объединения зданий в единую сеть кабель UTP 1000Base-T и MMF - Оптико-волоконный (ILD)1000Base-FX.
Структурная схема телекоммуникационной сети первого здания
Количество рабочих станций в зданиях: 50
Кол-во серверов в зданиях: 3
Группы рабочих станций по 10 компьютеров (на данной структурной схеме изображение компьютера в действительности означает 10 рабочих станций) объединяются в Switch DES-1100-16. В итоге их получается 5 штук, которые в свою очередь объединяются в Switch DES-3200-18.
Внутри здания все сетевое оборудование соединено витой парой UTP5 10/100TX.
C маршрутизатора TL-R4299G на 2 и 3 здание будет проложен оптоволоконный кабель 1000Base-FX.
Структурная схема телекоммуникационной сети второго здания
Количество рабочих станций в зданиях: 200
Кол-во серверов в зданиях: 7
В связи с большим числом рабочих станций, при построении структурной схемы 2 здания, я объединил группы по 20 рабочих станций (изображение «компьютера» в действительности соответствует 20 компьютерам). В результате получилось 10 групп по 20 раб. станций. Каждая группа объединена в Switch DES-1100-24, которые в свою очередь объединены в Switch DES-3200-18.
C маршрутизатора TL-R4299G на 1 здание будет проложен оптоволоконный кабель 1000Base-FX, на 3 здание витая пара UTP5 1000BASE-T.
информация компьютерный протокол канальный
Структурная схема телекоммуникационной сети третьего здания
Количество рабочих станций в зданиях: 50
Кол-во серверов в зданиях: 1
Группы рабочих станций по 10 компьютеров (на данной структурной схеме изображение компьютера в действительности означает 10 рабочих станций) объединяются в Switch DES-1100-16. В итоге их получается 5 штук, которые в свою очередь объединяются в Switch DES-3200-18.
Система IP-адресации
Общее количество хостов: 311 (300 - рабочих станций, 11 - серверов). С учетом дальнейшего расширения сети, (общее количество компьютеров больше 256) выберем класс сети В (это средние сети; маска такой сети -- 255.255.0.0. Эта сеть содержит 65536 адресов. Диапазон адресов таких сетей 128.0.0.0...191.255.0.0. Адреса хостов имеют вид: 136.12.*.*, как оптимальный в данном случае.)
Базовая сеть: 164.89.0.0
Широковещательный адрес 1 здания |
164.89.0.0 |
|
Широковещательный адрес 2 здания |
164.89.1.0 |
|
Широковещательный адрес 3 здания |
164.89.2.0 |
Описание |
Десятичный адресс |
Двоичный адресс |
|
Здание 1 |
164.89.0.0 |
10100100.01011001.00000000.00000000 |
|
ПК1 |
164.89.0.1 |
10100100.01011001.00000000.00000001 |
|
ПК2 |
164.89.0.2 |
10100100.01011001.00000000.00000010 |
|
ПК50 |
164.89.0.50 |
10100100.01011001.00000000.00110010 |
|
Сервер1 |
164.89.0.51 |
10100100.01011001.00000000.00110011 |
|
Сервер2 |
164.89.0.52 |
10100100.01011001.00000000.00110100 |
|
Сервер3 |
164.89.0.53 |
10100100.01011001.00000000.00110101 |
|
Здание 2 |
164.89.1.0 |
10100100.01011001.00000000.00000000 |
|
ПК1 |
164.89.1.1 |
10100100.01011001.00000001.00000001 |
|
ПК2 |
164.89.1.2 |
10100100.01011001.00000001.00000010 |
|
… |
… |
|
|
ПК200 |
164.89.1.200 |
10100100.01011001.00000001.11001000 |
|
Сервер1 |
164.89.1.201 |
10100100.01011001.00000001.11001001 |
|
Сервер2 |
164.89.1.202 |
10100100.01011001.00000001.11001010 |
|
… |
… |
|
|
Сервер7 |
164.89.1.207 |
10100100.01011001.00000001.11001111 |
|
Здание3 |
164.89.2.0 |
10100100.01011001.00000010.00000000 |
|
ПК1 |
164.89.2.1 |
10100100.01011001.00000010.00000001 |
|
ПК2 |
164.89.2.2 |
10100100.01011001.00000010.00000010 |
|
… |
… |
|
|
ПК50 |
164.89.2.50 |
10100100.01011001.00000010.00110010 |
|
Сервер1 |
164.89.2.51 |
10100100.01011001.00000010.00110011 |
Параметры нового сервера
Закон распределения времени поступления данных на сервер -- пуассоновский.
Закон распределения времени обслуживания данных сервером -постоянный.
Следовательно, модель M/G/1--определяет систему с одним сервером, пуассоновским распределением времени поступления элементов данных в систему и постоянным временем обслуживания элементов в системе.
Из соотношения количества серверов к количеству рабочих станция для 1-го здания равно 0,06 для 2-го: 0,035 и 3-го: 0,02. Следовательно, новый сервер следует разместить в 1-ом здании т.к. 0,02<0,035<0,06.
Среднее количество запросов в минуту от рабочих станций
I-го здания=20.
II-го здания = 5.
III-го здания = 5.
ТS - среднее время ответа сервера на запрос = 0,3 сек.
- средняя скорость поступления элементов данных в систему (элементов/сек).
P - утилизация сервера (время, когда сервер занят).
А - масштабирующий коэффициент.
Ts-стандартное отклонение Ts
q - среднее количество данных в системе.
w - среднее количество данных, ожидающих обслуживания в очереди.
Tq - среднее время, которое элементы данных проводят в системе.
Tw - среднее время которое элементы данных ожидают обслуживания.
P = * ТS = ((20+5+5)*0,3)/60с = 0,15 c;
А = Ѕ *(1+(T / ТS)І);
Ts = Ts /(1-P) = 0,3/(1-0,15) = 0,3/0,85=0,35с;
А = 0,5*(1+(0,35/0,3)2) = 1,185с;
q = P2*А/(1-P)+P = 0,152*1,185/(1-0,15)+0,15 = 0,027/0,85+0,15=0,18;
w = Р2 * A/(|1 - P|) =0,027/0,85= 0,03
Tq = Ts+(P*Ts*A)/(|1 - P|) = 0,3+(0,15*0,3*1,185)/(1-0,15) = 0,3+0,05/0,85=0,36с
Tw = (P*Ts*A)/(|1 - P|) = (0,15*0,3*1,185)/(1-0,15) = 0,053/0,85=0,062с
Описание оборудования
Switch D-Link<DGS-3200-10> |
Коммутатор, 10 портов 10/100/1000 Мбит/сек; 2 из них - разделяемые с портами SFP |
|
Switch D-Link<DES-1100-24> |
Управляемый компактный коммутатор EasySmart с 24 портами 10/100Base-TX |
|
Switch D-Link<DES-1100-16> |
Управляемый компактный коммутатор EasySmart с 16 портами 10/100Base-TX |
|
Switch D-Link<DES-3200-18> |
2 порта 10/100/1000 Мбит/сек, разделяемых с портами SFP, 16 портов 10/100 Мбит/сек |
|
Маршрутизатор <TL-R4299G> |
Маршрутизатор (роутер), 8 портов 10/100/1000M, автоматическое согласование скорости, разъем RJ45 (Auto MDI/MDIX)SFP-порт1000M 2 порта |
|
Сетевая карта D-Link<DGE-528T>PCI |
1 порт 10/100/1000 Мбит/сек |
|
Кабель UTP (категория 5)Неэкранированный |
кабель UTP (unshielded twisted pair - неэкранированная витая пара) для внутренней прокладки, 4 пары, категория 5e, 10/100Base-TX |
|
Кабель UTP (категория 5) экранированный, FTP neomax |
4 пары одножильный экранированный витая пара (витая пара, окруженная заземленной металлической фольгой, которая служит экраном и обеспечивает защиту от электромагнитных помех) Кат 5Е, материал экрана - алюминиевая фольга, для внешней прокладки, 1000Base-T |
|
Кабель MMF - Оптико-волоконный (ILD) |
Одномодовый, для внешней прокладки, 1000Base-FX |
|
Коннектор RJ-45 (категория 5) |
Коннектор обжимной для «витой пары» |
|
Защитный колпачок для патч-кордов |
Резиновый |
|
Инструмент для обжима |
Инструмент для обрезки и зачистки проводов и обжима коннекторов 8P8C/RJ-45 |
Экономическое обоснование
Наименование |
Количество |
Цена (руб) |
Сумма (руб) |
|
Switch D-Link<DGS-3200-10> |
2 шт |
8 075 |
16 150 |
|
Switch D-Link<DES-1100-24> |
10 шт |
2 925 |
29 250 |
|
Switch D-Link<DES-1100-16> |
10 шт |
2 066 |
20 660 |
|
Switch D-Link<DES-3200-18> |
3 шт |
7 429 |
22 287 |
|
Маршрутизатор<TL-R4299G> |
3 шт |
7 600 |
22 800 |
|
Сетевая карта D-Link<DGE-528T>PCI |
311 шт |
320 |
99 520 |
|
Кабель UTP (категория 5) неэкранированный |
2200 м |
8,5 |
18 700 |
|
Кабель UTP (категория 5) экранированный, FTP neomax |
35 м |
15 |
525 |
|
Кабель MMF - Оптико-волоконный (ILD) |
4050 м |
54 |
218 700 |
|
Коннектор RJ-45 (категория 5) |
800 шт |
390 (100шт) |
3 120 |
|
Защитный колпачок для патч-кордов |
800 шт |
390 (100шт) |
3 120 |
|
Инструмент для обжима |
1 шт |
546 |
546 |
|
Металлический трос 8мм |
31 м |
35 |
1 085 |
|
Хомуты |
15 шт |
5 |
75 |
|
Укладка оптоволокна в грунт |
4000 м |
120 (1м) |
480 000 |
Всего: 913 738 руб.
Выводы
В ходе курсового проектирования была спроектирована корпоративная вычислительная сеть, соответствующая параметру цена-качество с возможностью для расширения и которая обеспечивает пропускную способность, достаточную для функционирования всех имеющихся серверов и рабочих станций. Новый сервер обрабатывает запросы, поступающие из всех зданий корпорации, за приемлемое время.
Вариант корпоративной сети с использованием оптоволоконного кабеля в качестве среды передачи информации между зданиями 1 и 2, 1 и 3 для обеспечения требуемых параметров сети является оптимальным, т.к. расстояние между зданиями не очень большое. Использование же других методов приводит к изменению параметра цена-качество.
Библиографический список
1. К. Айвенс. Microsoft Windows Server 2003. Полное руководство. / Пер. с англ., - М.: Издательство «СП ЭКОМ», 2014. - 896 с.: ил.
2. Уолтер Гленн при участии Майкла Т. Симпсона. Проектирование инфраструктуры Active Directory и сети на основе Microsoft Windows Server 2003. Учебный курс Microsoft / Пер. с англ. - М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция»; СПб.: Питер, 2012. - 364 стр.: ил.
3. А.Г. Малютин. Корпоративные системы Краткий конспект лекций - часть 1,2, Омск, 2014, 26 с
4. СТП ОмГУПС-1.2-2005. Работы студенческие учебные выпускные квалификационные. Общие требования и правила оформления текстовых документов. ОмГУПС, 2005.
5. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Питер, 2010, 863 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка топологии информационной сети. Разбиение сети на подсети. Разработка схемы расположения сетевого оборудования. Калькулирование спецификации сетевого оборудования и ПО. Расчет работоспособности информационной сети. Классификация видов угроз.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 10.01.2016Разработка структуры локально-вычислительной сети ГБОУ СПО "ВПТ". Обоснование топологии, выбор аппаратного обеспечения для коммутации и сегментации. Установка и настройка сетевых протоколов и служб. Система мониторинга сетевых узлов и сетевого трафика.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 25.10.2013Разработка локальной вычислительной сети для Тверского государственного университета. Топологии и технологии для реализации компьютерных сетей. Составление конфигурации сетевого оборудования. Выбор сетевых устройств для компьютерной сети. Структура сети.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 23.06.2012Разработка структурной схемы компьютерной сети на базе технологии канального уровня Ethernet, содержащую 3 подсети, 53 компьютера, сервера NTP и DNS. Установка ip-адресов сетевых интерфейсов. Соединение отдельных частей сети с помощью маршрутизаторов.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.12.2015Способы связи разрозненных компьютеров в сеть. Основные принципы организации локальной вычислительной сети (ЛВС). Разработка и проектирование локальной вычислительной сети на предприятии. Описание выбранной топологии, технологии, стандарта и оборудования.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 19.06.2013Техническое обоснование разработки вычислительной сети и анализ исходных данных. Выбор архитектуры или топологии сети. Проектирование реализации и комплекса технических средств ЛВС. Построение логической схемы сети и выбор активного оборудования.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 30.07.2010Исследование объекта автоматизации. Требования к качеству компьютерной сети. Выбор кабельных линий связи, сетевой технологии и протоколов, активного оборудования. IP–адресация узлов. Обеспечение информационной безопасности. Разработка монтажной схемы.
курсовая работа [550,7 K], добавлен 12.02.2013Характеристика предприятия ООО "Промагро". Обоснование необходимости внедрения локально вычислительной сети в организации. Выбор топологии, планирование логической и физической структуры сети. Выбор операционной системы и сетевого аппаратного обеспечения.
курсовая работа [595,6 K], добавлен 12.09.2015Изучение принципов построения локальных вычислительных сетей. Обоснование выбора сетевой архитектуры для компьютерной сети, метода доступа, топологии, типа кабельной системы, операционной системы. Управление сетевыми ресурсами и пользователями сети.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 25.04.2016Проектирование локальной вычислительной сети для предприятия c главным офисом в центре города и двумя филиалами на удалении не более 1,5 км. Выбор топологии сети и основного оборудования. Программное обеспечение для клиент-серверного взаимодействия сети.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 27.02.2015