Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Анализ компьютерной сети ОАО «НПО «Сатурн»

1.1 Назначение локальной сети организации

1.2 Аппаратное и программное обеспечение сети. Используемая операционная система. Сетевые ресурсы и сетевое окружение

1.3 Используемая сетевая технология. Анализ среды передачи данных. Топология сети. Метод доступа

1.4 Производительность сети. Объём сетевого трафика

1.5 Возможные проблемы функционирования сети. Мониторинг сети

1.6 Перспективы развития сети

2. Высокоскоростные технологии Ethernet

2.1 Стандарты сетевой технологии Ethernet для пропускной способности 10,100, 1000, 10000 Мбит/с

2.2 Технологии Gigabit Ethernet и Gigabit VG

Заключение

Список использованных источников

сеть трафик еthernet

Список использованных сокращений

IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers - Инструмент инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (США)

ISO (International Standard Organization) - ИСО - Международная организация по стандартам

SCCM (System Center Configuration Manager) - продукт для управления информационными технологиями на основе Microsoft Windows и смежных устройств

UTP (Unshielded Twisted Pair) - неэкранированная витая пара

АТМ - технология асинхронного способа передачи 

ЛС - Локальная сеть

ОАО «НПО «Сатурн» - открытого акционерного общества «Научно - производственного объединения «Сатурн»

ОС - операционная система

ПК - персональный компьютер

ПО - программное обеспечение

РС - рабочая станция - компьютер, подключённый к сети

Введение

Компьютерная сеть - это два или более компьютера, обменивающихся информацией по линиям связи.

Компьютерная сеть позволяет передавать информацию с одного компьютера на другой, а значит, совместно использовать ресурсы, например, принтеры, модемы и устройства хранения информации. Большой сетью управляет системный администратор, который устанавливает степень доступности ресурсов, определяет пароли доступа к ресурсам, права пользователей.

Сети бывают:

локальные - объединяют компьютеры, находящиеся недалеко друг от друга, например, стоящие в соседних комнатах, в одном здании;

глобальные - компьютеры могут находиться в разных городах и странах.

Глобальные сети, как правило, объединяют несколько локальных сетей.

Рисунок 1 - Пример локальной и глобальной сети

В данной контрольной работе речь пойдёт о локальной сети организации.

Локальные сети представляют собой системы распределенной обработки данных, которые охватывают небольшие территории (до 10 км) внутри отдельных офисов, фирм, банков, бирж, других учреждений. При помощи общего канала связи ЛС может объединять от десятков до сотен абонентских узлов, включающих компьютеры, внешние запоминающие устройства, дисплеи, печатающие устройства, копирующие устройства, кассовые и банковские аппараты, интерфейсные схемы и многое другое. ЛС могут подключаться к другим локальным и глобальным сетям с помощью специальных шлюзов, мостов, маршрутизаторов, реализуемых на специализированных устройствах или на персональных компьютерах с соответствующим программным обеспечением.

Современная стадия развития ЛС характеризуется почти повсеместным переходом от отдельных сетей к сетям, которые охватывают все предприятие (фирму, компанию) и объединяют разнородные вычислительные ресурсы в единой среде. Такие сети получили название корпоративные.

Важнейшей характеристикой ЛС является скорость передачи информации. В идеале при посылке и получении данных через сеть время отклика должно быть таким же, как если они были бы получены от портативного компьютера пользователя, а не из некоторого места вне сети. Это требует скорости передачи данных от 10 до 1000 Мбит/с и более. ЛС ПК должны не только быстро передавать информацию, но и легко адаптироваться к новым условиям, иметь гибкую архитектуру, которая бы позволяла располагать рабочие места там, где потребуется. У пользователей должна быть возможность добавлять и перемещать рабочие места или другие устройства сети, а также отключать их в случае надобности без прерывания в работе сети. ЛС должна сохранять надежность, отказ какого-либо ПК не только не должен прекращать работу системы, но и обеспечивать возможность передачи функций отказавшего ПК на другой компьютер сети. Удовлетворение перечисленных требований достигается модульной организацией ЛС, которая позволяет строить компьютерные сети различной конфигурации и различных возможностей. Основными компонентами ЛС являются: рабочие станции РС, платы интерфейса сети (сетевые платы), кабели, серверы сети. Каждое из устройств ЛС подключено к кабелю передачи данных, что позволяет им взаимодействовать. Кабели могут быть как простыми двужильными телефонными, так и дорогими оптоволоконными. Устройства сети соединяются кабелями с помощью сетевых плат.

Специфическими компонентами ЛС являются серверы. Они выполняют функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Серверы - это аппаратно-программные системы. Аппаратным средством обычно является достаточно мощный ПК, который может быть специально как сервер. ЛС может иметь несколько серверов для управления сетевыми ресурсами, однако всегда должен быть один или более файл-сервер или сервер базы данных. Он управляет внешними запоминающими устройствами общего доступа и позволяет организовать распределение базы данных.

Рабочими станциями в ЛС служат, как правило, персональные компьютеры.

Отдельные пользователи (различные должностные лица фирмы) реализуют на РС свои прикладные системы. В основном это определенные функциональные задачи или комплекс задач. Выполнение любой задачи связано с понятием вычислительного процесса или просто процесса.

Такие территориально-рассредоточенные и взаимодействующие процессы в ЛС могут быть реализованы на основе двух глобальных концепций:

устанавливаются произвольные связи между процессами без функциональной среды между ними.

определяется связь только через функциональную среду. Реализация протоколов связи процессов ЛС, как правило, предполагает использование принципа пакетной коммутации для обмена информацией между взаимодействующими процессами. При пакетной коммутации информация перед подачей разбивается на сегменты (блоки), которые представляются в виде пакетов определенной длины, содержащих кроме информации пользователя некоторую служебную информацию, позволяющую различать пакеты и выявлять возникающие при передаче ошибки

1. Анализ компьютерной сети ОАО «НПО «Сатурн»

Корпоративная сеть открытого акционерного общества «Научно - производственного объединения «Сатурн» представляет собой единую конфигурационную структуру, регламентированную ОАО «НПО «Сатурн».

Под единой конфигурационной структурой понимается:

структурной кабельной системы ОАО «НПО «Сатурн»;

активного сетевого оборудования;

серверного оборудования;

сетевых автоматизированных рабочих мест и периферийного оборудования;

размещение, подключение и конфигурация указанных компонентов.

Локальная вычислительная сеть - сегмент корпоративной вычислительной сети и средства вычислительной техники, размещённые в конкретном подразделении.

В данной контрольной работе будет описана локальная сеть группы проектного управления службы генерального конструктора, которая является структурным подразделением ОАО «НПО «Сатурн».

1.1 Назначение локальной сети организации

Назначение локальной сети группы проектного управления можно выразить двумя словами: совместный доступ (или совместное использование). Прежде всего имеется в виду совместный доступ к данным. Людям, работающим над одним проектом, приходится постоянно использовать данные, создаваемые коллегами. Благодаря локальной сети разные люди могут работать над одним проектом не по очереди, а одновременно.

Локальная сеть группы проектного управления предоставляет возможность совместного использования оборудования. Часто дешевле создать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чем приобретать по принтеру для каждого рабочего места. Оборудование, программы и данные объединяют одним термином - ресурсы. Можно считать, что основное назначение локальной сети - доступ к ресурсам. У локальной сети группы проектного управления есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело со множеством автономных компьютеров.

1.2 Аппаратное и программное обеспечение сети. Используемая операционная система. Сетевые ресурсы и сетевое окружение

Аппаратными средствами локальной сети группы проектного управления являются пять рабочих станций которые соответствуют набору задач, решаемых сетью. Каждый ПК оснащён системным блоком ( в который входят логические диски С, D, Е), периферийными устройствами которые можно разделить на следующие группы:

устройства ввода информации (клавиатура, мышь);

устройства вывода информации (монитор, принтер);

устройства передачи информации (сетевая плата).

Каждый ПК группы проектного управления через сетевую плату (Intel (R) PRO/100) и кабель(витой пар UTP 4), с помощью разъёма (8P8C) и сетевой розетки подключён к маршрутизатору.

Также в локальной сети группы проектного управления имеется дополнительное оборудование - сетевой принтер HP LaserJet 4350N (Q2432A) (A4, LPT, USB2.0, 1200x1200dpi, 55ppm, Fast Ethernet).

Программной платформой сети является сетевая операционная система Windows ХР. Она осуществляет управление и координирует доступ к сетевым ресурсам. Сетевая ОС отвечает за работу с операционной системой Windows XP которая установлена на ПК группы проектного управления. Сетевая ОС обеспечивает совместную работу с файлами, приложениями и устройствами.

Основная часть ОС находиться на сетевом сервере, а другие её компоненты функционируют на всех рабочих станциях сети. Сетевая ОС выполняет роль регулировщика трафика, обеспечивает контроль полномочий в системе защиты и реализует функции управления сетью.

Достоинства ОС Windows:

русскоязычная версия;

Windows - многозадачная среда, можно одновременно выполнять несколько приложений и переключаться между ними.

Каждый клиент, который использует сеть, должен иметь учетную карточку пользователя в сети. Учетная карточка пользователя содержит информацию о пользователе, включающую имя, пароль и ограничения по использованию сети, налагаемые на него. Имеется возможность также сгруппировать пользователей, которые имеют аналогичные ресурсы, в группы; группы облегчают предоставление прав и разрешений на ресурсы, достаточно сделать только одно действие, дающее права или разрешения всей группе.

Содержимое учётной карточки представлено в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Содержимое учётной карточки пользователя локальной сети

Учетная карточка пользователя.	Элемент учетной карточки	Комментарии
Username	Имя пользователя	Уникальное имя пользователя, выбирается при регистрации.
Password	Пароль	Пароль пользователя.
Full name	Полное имя	Полное имя пользователя

Доступ в локальную сеть группы проектного управления осуществляется следующим образом:

при загрузке ОС на ПК, после нажатия клавиш «Ctrl+Alt+Delete», появляется диалоговое окно ввода сетевого пароля для регистрации и входа в локальную сеть;

после проверки правильности имени пользователя и пароля открывается доступ к сетевым ресурсам сети, если имя пользователя введено не правильно - доступ в сеть и к сетевым ресурсам не разрешается и предлагается повторить попытку.

Программными ресурсами ПК группы проектного управления являются:

текстовой редактор Microsoft Office Word;

электронные таблицы Microsoft Office Excel;

приложение для подготовки презентаций Microsoft Office PowerPoint;

приложение управление проектами Microsoft Office Project;

файловый архиватор для Windows WinRAR;

графический редактор Adobe Photoshop.

Сетевыми ресурсами группы проектного управления являются сетевые приложения:

сетевые базы данных;

общие папки;

общие файлы;

электронная почта Microsoft Outlook;

средства архивирования данных;

информационные системы такие как 1С: Бухгалтерия, автоматизированная система управления планирования и контроля (АСУПК), автоматизированная система контроля испытаний (АСКИ);

общий принтер.

Обмин информацией в сети осуществляется посредствам разделяемых ресурсов.

Под разделяемым ресурсом понимается папка, расположенная на ПК в подразделении, либо на сервере, принтер к которому имеет доступ какое-либо количество пользователей сети. Для каждого пользователя определяются права доступа.

Обмен информацией в пределах подразделения осуществляется посредствам домашней папки на сервере, к которой имеют доступ пользователи данного подразделения.

Обмен информацией между подразделениями в сети осуществляется посредствам папок на сервере, к которым имеют доступ пользователи подразделений, нуждающихся в обмене информаций. Для каждого подразделения определяются права доступа к общей папке.

Наиболее важная информация сохраняется на серверах корпоративного значения.

Назначением электронной почты Microsoft Outlook является:

сокращение объёма выпускаемых на предприятии бумажных директивных и информационных документов;

сокращение сроков согласования документов за счёт внедрения параллельной проработки проектов документов;

сокращение до минимума сроков доставки документов исполнителям на предприятии.

Основным принципом функционирования электронной почты является система основанная на технологии клиент-сервер.

Основы интерфейса пользователя электронной почты:

приём, отправка и обработка сообщений;

поиск;

типы вложенных файлов;

Win Zip, Win Rar;

адресная книга;

архивация.

Сетевое окружение - компонент операционной системы Windows, элемент рабочего стола. В графическом виде отображаются компьютеры локальной сети.

Сетевое окружение группы проектного управления - это программа, обеспечивающая доступ к компьютеру в локальной сети. С помощью сетевого окружения можно обмениваться файлами с другими пользователями локальной сети.

Управление работой и обеспечение работоспособности сетевых, информационных, программных, информационных и технологических ресурсов локальной сети осуществляются сетевым администратором локальной сети.

Назначение администратора локальной сети производится в подразделениях эксплуатирующих ПК.

Локальный администратор назначается приказом руководителя структурного подразделения. Локальный администратор назначается из числа работников для которых ОАО «НПО «Сатурн» является основным местом работы.

Администратор локальной сети принимает меры к обеспечению работоспособности и информационной безопасности локальной сети. Сетевой администратор обязан поддерживать заданные настройки программного обеспечения и технического оборудования.

1.3 Используемая сетевая технология. Анализ среды передачи данных. Топология сети. Метод доступа

В локальной сети группы проектного управления находится пять ПК и один принтер. В данной локальной сети используется технология передачи данных Fast Ethernet.

Её основными характеристиками являются:

скорость передачи 100 Мбит/с;

сохранение метода случайного доступа CSMA/CD;

звездообразная топология сети;

физическая среда передачи данных - витая пара.

Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальной сети являются методы доступа, регламентирующие порядок, в котором ПК (рабочая станция) получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.

За аббревиатурой CSMA/CD  скрывается английское выражение «Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection» (коллективный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). С помощью данного метода все компьютеры получают равноправный доступ в сеть. Каждая рабочая станция перед началом передачи данных проверяет, свободен ли канал. По окончании передачи каждая рабочая станция проверяет, достиг ли адресата отправленный пакет данных. Если ответ отрицательный, узел производит повторный цикл передачи/контроля приема данных и так до тех пор, пока не получит сообщение об успешном приеме информации адресатом.

Тип топологии «звезда» - самый распространенный благодаря надежности и хорошей расширяемости сети.

Топология «звезда» образуется когда каждый компьютер с помощью отдельного кабеля подключается к общему центральному устройству, называемому маршрутизатор. Маршрутизатор выполнят роль соединителя нескольких локальных сетей.

Матршрутизатор позволяет организовать в сети избыточные связи, образующие петли [1].

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Топология «звезда» представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Топология «звезда»

Достоинства топологии «звезда»:

выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

простота периферийного оборудования;

лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

высокая производительность сети.

Недостатки топологии «звезда»:

выход из строя центрального устройства обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом [4].

Обмен информацией со структурными подразделениями ОАО «НПО «Сатур» находящимися в других зданиях ведётся через корпоративную сеть (систему маршрутизаторов или сервер).

Для соединения компьютеров в локальную сеть необходимо сетевое оборудование и программное обеспечение.

Все компьютеры, а так же принтер находящиеся в подразделении, подключенные к локальной сети, имеют специальную плату Intel (R) PRO/100. Основной функцией сетевой платы является передача и прием информации из сети.

Сетевой адаптер вставляется в гнездо материнской платы. Карты сетевых адаптеров устанавливаются на каждой рабочей станции и на файловом сервере. Рабочая станция отправляет запрос к файловому серверу и получает ответ через сетевой адаптер, когда файловый сервер готов. Сетевые адаптеры преобразуют параллельные коды, используемые внутри компьютера и представленные маломощными сигналами, в последовательный поток мощных сигналов для передачи данных по внешней сети. Сетевые адаптеры должны быть совместимы с кабельной системой сети и сетевой операционной системой.

Пример сетевой платы представлен на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Сетевая плата

Соединение компьютеров (сетевых плат) между собой производится с помощью кабелей - витой пары (UTP) Кабель содержит пары проводников, скрученных одним с другим.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей [6]. У табеля UTP есть и свои недостатки, он не имеет экрана или какой либо защиты.

Пример кабеля витая пара представлен на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Кабель витая пара

Общая характеристика витой пары представлена в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Общая характеристика витой пары

Тап кабеля	Скорость, Мбит/с	Помехоустойчивость
Витая пара	10-1000	Низкая

На 100-мегабитных платах устанавливают только разъём для витой пары (8P8C, ошибочно называемый RJ-45) [7]. Пример разъёма представлен на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Разъём 8P8C

1.4 Производительность сети. Объём сетевого трафика

Важным из основных характеристик в сети, является производительности сети. Основные факторы, от которых идет зависимость производительности сети:

скорость передачи данных;

задержка передачи данных;

время отклика (реакции).

Скорость передачи данных определяет, какой объем данных можно передать за единицу времени, но обычно скорость передачи данных измеряют в битах в секунду (б/с). Надо отметить, что данный фактор называют пропускной способностью. Скорость передачи данных в свою очередь может подразделяться на три вида:

средняя;

максимальная;

мгновенная.

Так же важным фактором, влияющих на производительность сети, является задержка передачи данных. Фактор определяется исходя из задержки, возникающей из-за загрузки на линии связи. Заметим, что этот фактор присущ только сетям с коммутацией пакетов (как мы помним, именно в них существует задержка при передачи данных).

Существуют так же различия вариации задержек, которые так же влияют на производительность сети. Но вариации задержек и сами задержки не связаны друг с другом. Вот примеры: при увеличении расстояний в сети задержка возрастает, но пропускная способность остается прежней; при увеличении количества пользователей или возрастании их активности пропускная способность наоборот резко падает, но на задержку это не влияет (правда, не влияет до тех пор, пока пропускная способность не приблизится к критической своей отметке).

Время отклика или время реакции так же влияет на производительность сети. То есть данный фактор определяет интервал времени от посылки запроса, до получения ответа на данный запрос.

Сетевой трафик - объём информации, передаваемой по сети за определенный период времени.

Сетевой трафик делиться на:

входящий;

исходящий.

Входящий трафик - это объем информации, приходящей на ваш компьютер из сети, а исходящий - объем информации, уходящей с вашего компьютера в сеть.

Характеристики производительности сети представлена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Характеристики производительности сети

Наименование	Единицы измерения	Минимальный кадр	Максимальный кадр
Размер кадра	байт	46	1500
Размер служебной информации	байт	26	26
«Размер» паузы между кадрами	байт	12	12
Итоговый размер кадра	байт	84	1538
Итоговый размер кадра	бит	672	12304
Пропускная способность	бит	104857600	104857600
Период следования кадров	мкс	6,4	117,3
Частота следования кадров	кадр/с	156038	8522
Полезная пропускная способность (бит)	бит/с	57421984	102264000
Полезная пропускная способность (М бит)	Мбит/с	55	97,5

1.5 Возможные проблемы функционирования сети. Мониторинг сети

В сети могу возникнуть различные неисправности, например:

обрывы кабеля;

выход из строя аппаратуры;

сбой в системе;

сбой в системе защиты.

Чтобы избежать этих неисправностей, необходимо кабеля укладывать в кабель-канал, каждый месяц проводить чистку аппаратуры от пыли, чтобы не было сбоев в системе нужно установить источник бесперебойного питания на сервер, использовать дополнительные программные средства защиты.

Постоянный контроль (мониторинг) за работой локальной сети, это основа любой локальной сети. Мониторинг необходим для поддержания сети в работоспособном состоянии.

Для мониторинга локальной сети группы проектного управления используется программа System Center Configuration Manager. Она предназначенная для мониторинга сети и анализа событий, происходящих в ней. SCCM - это комплексное решение по оценке, развертыванию и обновлению серверов, клиентских компьютеров и устройств в рамках локальной сети.

Среди задач, решаемых при помощи SCCM - ввод серверов в эксплуатацию, установка приложений, управление обновлениями, развертывание ОС Microsoft, поддержка желаемой конфигурации (Desired Configuration, контролирует соответствие эталонных конфигураций реальным конфигурациям систем по набору параметров: оборудование, ОС, приложения и их настройки), инвентаризация софта и оборудования и многое другое.

В комплексе это позволяет получить наиболее подходящую среду управления для сетей разного размера и назначения:

Data Protection Manager - возможность резервного копирования и восстановления данных на файловых серверах Windows;

Operations Manager - управление оборудованием и программным обеспечением;

Essentials - позволяет производить установку ПО;

Virtual Machine Manager - управление виртуальными серверами;

Capacity Planner - планировщик ресурсов, позволяет определить требования к оборудованию, необходимому для запуска приложения, с обеспечением нужного уровня производительности и доступности;

Service Desk - управление внештатными ситуациями, в том числе неполадками и изменениями среды;

Mobile Device Manager (MDM) - полный набор средств управления устройствами Windows Mobile;

Reporting Manager - получение самых разнообразных отчетов.

SCCM представляет собой невероятно мощный инструмент мониторинга локальной сети.

1.6 Перспективы развития сети

Локальная сеть группы проектного управления в дальнейшем может развиваться за счёт следующих пунктов:

к ней могут быть подключен еще ПК;

установки более надежной защиты сети;

повышение качества сети, так как в настоящее время программное обеспечение на рынке постоянно обновляется;

приобретения новых ПК, либо модернизация уже имеется компьютеров.

Для установки более надёжной защиты локальной сети необходимо:

приобретение, установка и своевременная замена антивирусных пакетов на серверах и рабочих станциях пользователей;

контроль правильности применения антивирусного ПО пользователями;

обнаружение вирусов в локальной сети, их оперативное лечение, удаление зараженных объектов, локализация зараженных участков сети;

своевременное оповещение пользователей об обнаруженных или возможных вирусах, их признаках и характеристиках.

Вывод по разделу

В данном разделе контрольной работе проведён анализ локальной сети группы проектного управления. Рассмотрены следующие вопросы:

назначение локальной сети организации;

аппаратное и программное обеспечение сети, используемая операционная система, сетевые ресурсы и сетевое окружение;

используемая сетевая технология, анализ среды передачи данных, топология сети, метод доступа;

производительность сети, объём сетевого трафика;

возможные проблемы функционирования сети, мониторинг сети;

перспективы развития сети.

Проанализировав существующую сеть можно сказать, что используемая технология - Fast Ethernet, топология - «звезда», а используемое кабельное соединение - витая пара, качестве концентратора используется маршрутизатор позволяют передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с.. Преимуществами являются низкая цена и легкая наращиваемость сети.

Такая конфигурация сети полностью удовлетворяет требованиям по обеспечению бесперебойного документооборота и по использованию совместных ресурсов. Так как в сеть объединены 5 компьютеров, будет обеспечено высокое быстродействие передачи данных в сети.

При увеличении числа рабочих станций не нужно будет менять сетевое оборудование, необходимо только добавить отдельные компоненты, такие как дополнительные линии связи.

Сегодня уже трудно представить себе, как люди жили когда-то без столь удобного и полезного инструмента, как локальные сети.

2. Высокоскоростные технологии Ethernet

Сетевая технология - это набор стандартов, определяющий минимальный состав программно-аппаратных средств, достаточный для организации взаимодействия компьютеров в сети.

Ethernet (от лат. aether - эфир) - пакетная технология компьютерных сетей. Ethernet - это протокол, используемый подавляющим большинством современных локальных вычислительных сетей.

Сеть Ethernet впервые была сконструирована в 70-х гг. доктором Робертом Меткалфом (Robert Metcalfe) как часть проекта "офиса будущего". В то время это была сеть со скоростью работы 3 Мбит/с. В 1980 г. сеть Ethernet была стандартизована консорциумом фирм DEC, Intel, Xerox (DIX) как сеть со скоростью 10 Мбит/с, а в 1985 г. Она была стандартизована 802м комитетом IEEE. С тех пор новая технология Ethernet наследует признаки базовой структуры исходной схемы Ethernet, предусматривающей логическую шинную топологию и метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD - Carrier Sensing Multiple Access with Collision Detection). В различных типах Ethernet используются различные физические топологии (например, звездообразная или шинная) и различные типы кабелей (например, UTP, коаксиальный, оптоволоконный).

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде - на канальном уровне модели OSI. Ethernet описывается стандартами IEEE:

802.3 - Ethernet;

802.3u - Fast Ethernet;

802.3z - Gigabit Ethernet (оптика);

802.3ab - Gigabit Ethernet (витаяпара).

2.1 Стандарты сетевой технологии Ethernet для пропускной способности 10, 100, 1000, 10000 Мбит/с

Скорость 10 Мбит/с первой стандартной версии Ethernet долгое время удовлетворяла потребности пользователей локальных сетей. Однако в начале 90-х годов начала ощущаться недостаточная пропускная способность Ethernet, так как скорость обмена с сетью стала существенно меньше скорости внутренней шины компьютера. Кроме того, начали появляться новые мультимедийные приложения, гораздо более требовательные к скорости сети, чем их текстовые предшественники. В поисках решения проблемы ведущие производители сетевого оборудования начали интенсивные работы по повышению скорости Ethernet при сохранении главного достоинства этой технологии - простоты и низкой стоимости оборудования.

Результатом стало появление новых скоростных стандартов Ethernet:

Fast Ethernet (скорость 100 Мбит/с);

Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с, или 1 Гбит/с);

10G Ethernet (10 Гбит/с).

Сети Ethernet различных типов имеют общепринятые названия, под которыми они известны более широко, чем по соответствующим номерам, присвоенным комитетом IEEE. Эти названия оформлены как комбинация букв и чисел и, возможно, выглядят не более содержательно, чем номера их стандартов, присвоенные IЕЕЕ. Они не очень информативны, и основной принцип их составления состоит в том, что первое число описывает максимально возможную скорость передачи данных в сети (в мегабитах за секунду). Далее идет слово "base", означающее, что передача данных выполняется без модуляции несущей, т. е. данные передаются последовательно в отличие от широкополосных сетей типа тех, что иногда используются для соединений WAN и в которых данные могут передаваться параллельно. Последняя буква определяет предельно допустимую длину сегмента сети (в метрах). Последняя часть обозначения, не очень полезна, поскольку не всегда содержит точные сведения. Например, в сети 10Base2 длина сегмента фактически не может превышать 185 метров. Но на этом месте не всегда может стоять число, иногда здесь указывается тип кабеля, например, 100BaseT (витая пара) или 100BaseF (оптоволоконный кабель) [2].

Разработчикам новых скоростных стандартов Ethernet удалось сохранить основные черты классической технологии Ethernet и, прежде всего, простой способ обмена кадрами без встроенных в технологию сложных контрольных процедур. Этот фактор оказался решающим в соревновании технологий локальных сетей, так как выбор пользователей всегда склонялся в пользу простого наращивания скорости сети, а не в пользу решений, связанных с более эффективным расходованием той же самой пропускной способности с помощью более сложной и дорогой технологии. Примером такого подхода служит переход с оборудования Fast Ethernet на Gigabit Ethernet вместо перехода на оборудование ATM со скоростью 155 Мбит/с. Несмотря на значительную разницу в пропускной способности (1000 Мбит/с против 155 Мбит/с), оба варианта обновления сети примерно равны по степени положительного влияния на «самочувствие» приложений, так как Gigabit Ethernet достигает нужного эффекта за счет равного повышения доли пропускной способности для всех приложений, a ATM перераспределяет меньшую пропускную способность более тонко, дифференцируя ее в соответствии с потребностями приложений. Тем не менее пользователи предпочли не вдаваться в детали и тонкости настройки сложного оборудования, когда можно просто применить знакомое и простое, но более скоростное оборудование Ethernet.

Значительный вклад в «победу» Ethernet внесли также коммутаторы локальных сетей, так как их успех привел к отказу от разделяемой среды, где технология Ethernet всегда была уязвимой из-за случайного характера метода доступа. Начиная с версии 10G Ethernet, разработчики перестали включать вариант работы на разделяемой среде в описание стандарта.

Коммутаторы с портами Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и 10G Etherhet работают по одному и тому же алгоритму, описанному в стандарте IEEE 802.ID. Возможность комбинировать порты с различными скоростями в диапазоне от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с делает коммутаторы Ethernet гибкими и эффективными сетевыми устройствами, позволяющими строить разнообразные сети.

Повышение скорости работы Ethernet было достигнуто за счет улучшения качества кабелей, применяемых в компьютерных сетях, а также совершенствования методов кодирования данных при их передаче по кабелям, то есть за счет совершенствования физического уровня технологии.

2.2 Технологии Gigabit Ethernet и Gigabit VG

На смену технологии Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN пришли два новых проекта - технология Gigabit Ethernet и Gigabit VG, предложенные соответственно Gigabit Ethernet Alliance и комитетом IEEE 802.12.

Fast Ethernet (100BASE-T)  - набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от обычного Ethernet (10 Мбит/с).

100VG-AnyLAN принципы этой технологии были использованы в комитете IEEE 802 при разработке одного из вариантов Fast Ethernet. Цифра 100 соответствует скорости 100 Мбит/с, буквы VG обозначают дешевую витую пару категории 3 (Voice Grade), a AnyLAN (любая сеть) обозначает то, что сеть совместима с двумя самыми распространенными сетями Ethernet и Token-Ring).

Интерес к технологиям для локальных сетей с гигабитными скоростями повысился в связи с двумя обстоятельствами - во-первых, успехом сравнительно недорогих (по сравнению с FDDI) технологий Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN, во-вторых, со слишком большими трудностями, испытываемыми технологией асинхронного способа передачи на пути к конечному пользователю.

Технология АТМ обладает многими привлекательными свойствами - масштабируемой скоростью передачи данных, доходящей до 10 Гб/с, отличной поддержкой мультимедийного трафика и возможностью работы как в локальных, так и в глобальных сетях. Однако, стоимость технологии АТМ и ее сложность не всегда оправданы. Вот для таких применений, в которых нужна в первую очередь высокая скорость обмена, а без других возможностей, предлагаемых АТМ, можно прожить, и предназначены активно разрабатываемые сегодня гигабитные варианты Ethernet и VG.

Разрабатываемые предложения оставляют метод доступа в неизменном виде: CSMA/CD для технологии Gigabit Ethernet и Demand Priority для Gigabit VG.

В связи с ограничениями, накладываемыми методом CSMA/CD на длину кабеля, версия Gigabit Ethernet для разделяемой среды допускает длину связей до 25 метров на витой паре. В связи с такими серьезными ограничениями более популярны, полнодуплексные версии гигабитного Ethernet'a, работающие только с коммутаторами и допускающие расстояние между узлом и коммутатором в 500 метров для многомодового кабеля и до 2 км для одномодового кабеля.

Первый проект стандарта Gigabit Ethernet был принят в 1997 года, а его окончательное принятие в конце 1998 года.

Для технологии Gigabit VG реализовывается скорость 500 Мбит/с для витой пары и 1 Гб/с для оптоволокна. Предельные расстояния между узлами ожидаются следующие: для витой пары - 100 м, для многомодового оптоволокна - 500 м и для одномодового оптоволокна - 2 км [5].

Основные характеристики Gigabit Ethernet и Gigabit VG представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Основные характеристики Gigabit Ethernet Gigabit VG

№ п.п	Характеристика	Gigabit Ethernet	Gigabit VG
1	Скорость передачи данных	1000 Мбит/с.	1000 Мбит/с.
2	Метод доступа	CSMA/CD	Demand Priority
3	Топология	«Звезда»	«Звезда»
4	Вид кабеля	Поддерживаются все основные виды кабелей (витая пара, оптоволокно, твинаксиал)	Витая пара (неэкр.)
5	Формат кадра	Сохраняются все форматы кадров Ethernet	Поддерживается кадр двух технологий Ethernet и Toctn Ring

Вывод по разделу

В данном разделе контрольной работы рассмотрены следующие вопросы:

стандарты сетевой технологии Ethernet;

основные Gigabit Ethernet и Gigabit VG;

топология Gigabit Ethernet и Gigabit VG;

методы доступа Gigabit Ethernet и Gigabit VG.

Проанализировав все характеристики Gigabit Ethernet и Gigabit VG можно сделать вывод, что в отличии от Gigabit Ethernet появившееся направление Ethernet - Gigabit VG из-за сложности и высокой стоимости оборудования стало тупиковым. Технологии 100VG-AnyLAN и  Gigabit VG в настоящее время не применяются.

Gigabit Ethernet дает ряд потенциальных выгод. Наиболее очевидная из них заключается в том, что компании, имеющие локальные сети, базирующиеся на витой паре категории 5, смогут без особых усилий нарастить пропускную способность, используя уже существующие кабельные системы. Это потребует минимальных финансовых вливаний и трудозатрат. Технология передачи данных и протоколы нижних уровней остаются принципиально теми же, на которых строится существующая сетевая структура. Стандарт 1000Base-T поддерживает технологию автосогласования между устройствами, работающими на разных скоростях, - 100 или 1000 Мбит/с, что дает возможность поэтапного перехода к возможностям нового оборудования: пользователи могут продолжать пользоваться Fast Ethernet, а при возникновении необходимости перейти к гигабитным скоростям.

Заключение

Развитие современной вычислительной техники неотделимо от развития компьютерных сетей.

В первой части контрольной работы проведён анализ локальной сети группы проектного управления, которая является структурным элементом ОАО «НПО «Сатурн».

Во второй части контрольной работы рассмотрены следующие вопросы:

стандарты сетевой технологии Ethernet;

основные Gigabit Ethernet и Gigabit VG.

Проанализировав обе части контрольной работы можно сделать вывод, что разнообразие конфигураций и топологий в современных локальных вычислительных сетях позволяет реализовывать программы любой сложности, в том числе для многоэтажных комплексов и большого числа отдельно стоящих объектов. Быстрый прогресс структурированных кабельных систем и коммуникационного оборудования ставит локальные сети в ряд самых результативных и востребованных проектов в организации производственных или коммерческих программ.

Список использованных источников

1. Малышев Р. А. Локальные вычислительные сети: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - Рыбинск: РГАТА имени А. П. Соловьёва 2011. - 116с.

2. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. - СПб.: Питер, 2010. - 944с.

3. СТП 1.01-2002 «Общие требования к оформлению учебных документов. Текстовые документы».

Размещено на Allbest.ru