Работы по созданию ЛВС начались еще в 60-х годах с попытки внести новую технологию в телефонную связь. Эти работы не имели серьезных результатов вследствие дороговизны и низкой надежности электроники. В начале 70-х годов в исследовательском центре компании "Xerox", лабораториях при Кембриджском университете и ряде других организаций было предложено использовать единую цифровую сеть для связи мини-ЭВМ. Использовалась шинная и кольцевая магистрали, данные передавались пакетами со скоростью более 2 Мбит/с.

В конце 70-х годов появились первые коммерческие реализации ЛВС: компания "Prime" представила ЛВС "RingNet", компания "Datapoint" - ЛВС "Attached Resourse Computer" (ARC) с высокоскоростным коаксиальным кабелем. В 1980 году в институте инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Eleсtrical and Eleсtronic Engeneers) организован комитет "802" по стандартизации ЛВС. В дальнейшем темпы развития ускорились, и на сегодняшний день имеется большое количество коммерческих реализаций ЛВС.

1. Постановка задачи

Спроектировать ЛВС для учебного учреждения на основе технологии Ethernet.

Исходные данные:

Количество зданий - 1

Количество этажей - 2

Первый этаж - 15 компьютеров

Второй этаж - 15 компьютеров

2. Выбор и обоснование архитектуры сети

Клиент-сервер -- сетевая архитектура, в которой устройства являются либо клиентами, либо серверами. Клиентом является запрашивающая машина (обычно ПК, но так же в качестве клиента могут выступать такие устройства как: сетевой принтер или прочие устройства), сервером -- машина, которая отвечает на запрос. Оба термина (клиент и сервер) могут применяться как к физическим устройствам, так и к программному обеспечению.

Сеть с выделенным сервером -- это локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты (такие, как ПК) должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы).

Локальная сеть малого офиса не предполагает наличия сложной иерархической структуры. Как правило, для управления сетью достаточно одного сервера. Конфигурация сервера может содержать следующие сервисы, как то:

· Файл сервер

· Автоматическое конфигурирование рабочих станций (DHCP)

· Сервер имен (DNS)

· Локальный почтовый сервер

· Сервер печати

· Сервер кеширования Web данных из интернет (Proxy server)

· Сервер баз данных (SQL)

Сеть фактически состоит из одной рабочей группы. При количестве рабочих мест менее 10 (в нашем случае всего 19) и в случае, когда совместный доступ к Интернет не требуется, можно обойтись без сервера (одноранговая сеть). Это позволяет уменьшить затраты, но, вместе с тем, существенно снижает

возможности сети и информационную безопасность.

Пример сети с выделенным сервером на базе Windows Server 2003 и WindowsXP Professional

Распределение ресурсов, как то: совместный доступ к данным, общие принтеры, другие совместно используемые периферийные устройства, организуется путем предоставления локальных ресурсов и периферийных устройств в общее пользование, хотя не исключено и использование сетевых устройств, главным образом принтеров.

Сервер, помимо основной задачи, - хранения данных, может являться также и сервером приложений. Например обеспечивать совместный доступ к базе данных, подключения к Интернет и т.д.

Как правило сеть не требует постоянного администрирования. Для поддержания сети в рабочем состоянии достаточно еженедельного проведения профилактических работ.

2.1 Описание режимов работы сети и режимов работы оборудования Ethernet

В Ethernet-сетях используется множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD).Его можно описать вкратце следующим образом.

Когда какая-либо станция А в сегменте Ethernet хочет передать пакет другой станции Б, она пытается вначале определить, что никакая другая станция в это время ничего не передает: в случае, если кабель свободен, станция начинает передачу немедленно. В противном случае она ждет, пока кабель не освободится. Если две станции начинают передачу одновременно, то происходит конфликт. Обе станции прекращают передачу и ждут случайное время, прежде чем попытаться ее возобновить. Конфликт может быть определен по увеличению мощности или ширины импульса регистрируемого сигнала по сравнению с соответствующими характеристиками переданного сигнала.

Допустим, две станции начали передачу одновременно, посчитав, что канал свободен. Сколько времени им потребуется, чтобы понять, что помимо них передачу осуществляет еще и другая станция? Как минимум, это время распространения сигнала от одной станции до другой. Однако, даже если станция не зафиксировала конфликта в течение времени распространения сигнала по кабелю между двумя самыми удаленными станциями, это еще не означает, что она избежала конфликта и "заняла" кабель.

Как следствие, кодирование сигнала должно позволять установить наличие конфликта (например, наложение двух сигналов напряжением 0 В зарегистрировать не представляется возможным). По этой причине в Ethernet применяется специальное кодирование сигнала.

Коммутирующие концентраторы, или просто коммутаторы (switch), позволили каждой станции использовать среду передачи без конкуренции с другими за счет буферизации входящих данных и передаче их станции-получателю только тогда, когда его порт открыт. Коммутация фактически преобразует Ethernet из широковещательной системы с конкурентной борьбой за полосу пропускания в систему адресной передачи данных. При этом пары портов отправитель-адресат динамически образуют независимые виртуальные каналы. Это увеличивает пропускную способность сети по сравнению с применением концентраторов. Довольно популярными являются решения, когда серверы подключаются к более скоростным портам коммутатора, станции - к менее скоростным. В этом случае в идеале каждая станция имеет доступ к серверу с максимальной скоростью, поддерживаемой адаптером.

Передача пакетов от порта-источника в порт-получатель в коммутаторе происходит либо "на лету" (cut-though), либо с полной буферизацией пакетов (store-and-forward). При использовании передачи "на лету" передача порту-получателю начинается еще до окончания приема пакета с порта-источника, используя адрес получателя из заголовка пакета. Такой способ сокращает задержки передачи при небольшой загрузке сети, однако ему присущи и недостатки - в этом случае невозможна предварительная обработка пакетов, позволяющая отбрасывать плохие пакеты без передачи их получателю. При увеличении загрузки сети задержка при передаче "на лету" практически равняется задержке при передаче с буферизацией, это объясняется тем, что в этом случае выходной порт часто бывает занят приемом другого пакета, поэтому вновь поступивший пакет для данного порта все равно приходится буферизовать.

Во многих коммутаторах применяется адаптивная технология: режимы буферизации и передачи "на лету" применяются в зависимости от величины нагрузки сети. Технология коммутации позволяет строить сети с большим количеством станций, при этом доля широковещательного (broadcast) трафика достигает существенных значений. При необходимости ограничить доступ станций к сетевым ресурсам, применяется технология виртуальных локальных сетей (VLAN). Виртуальную локальную сеть (ВЛС) образует группа узлов сети, трафик которой, в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от узлов, входящих в другие ВЛС. Передача кадров между разными ВЛС на основании адреса канального уровня невозможна, независимо от типа адреса - уникального, группового или широковещательного.

2.2 Оборудование

Плата TrendNet TE100-PCIWN N-кан. (10/100) PCI BOX:

TE100-PCIWN - это адаптер Fast Ethernet, который использует современные микроэлектронные технологии, а также технологию Plug-n-Play, обеспечивающую легкую установку. Устройство подключается к сетям Ethernet с помощью разъема RJ-45 и имеет функции автоопределения скорости соединения (10/100 Мбит/с или 20/200 Мбит/с). Адаптер имеет интерфейсы PCI 2.1 и PCI 2.2 (3.3 В) и идеально подходит для мультимедийных рабочих станций или серверов (при работе в режиме полного дуплекса).

Коннектор RJ-45 5E cat:

Для подключения кабеля сети на основе витой пары.

Витая пара:

Тип кабеля и количество пар: кабель UTP (unshielded twisted pair - неэкранированная витая пара) для внутренней прокладки, 4 пары (solid), категория 6.

Кабель соответствует стандарту пожарной безопасности UL 444 UL 1581Кабель подходит для горизонтальной прокладки в локальных сетях.

Устройство обжимное для RJ45 и RJ-12 T-568:

Модульные опрессовочные клещи 7.3". Для обрезки-зачистки-обжима двух типов клемм 6P&8P в одном инструменте. Для обжима клемм 8P8C/RJ-45, 6P6C/RJ-12, 6P4C/RJ-11 и 6P2C.

Коммутатор D-Link DGS-1016D/GE 16port 10/100/1000Mb

Базовые порты Lan: 16 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек Внутренняя пропускная способность 32 (Гбит/с) Размеры таблицы MAC адресов 8192 Память: Объем оперативной памяти 0.512 мб Поддержка стандартов Auto MDI/MDIX Размеры 280 x 44 x 180 мм

3. Графическая часть

3.2 Описание физической схемы

На схеме одно двухэтажное здание. Компьютеры расположены вдоль стены.

Компьютеры соединены при помощи витой пары которая вложена в кабель-канал прикреплённый к стене. Затем кабель соединяется с коммутатором. Первый коммутатор соединён со вторым коммутатором с помощью витой пары которая проходит через потолок. Витая пара также вложена в кабель канал.

На втором этаже компьютеры также расположены вдоль стены. Компьютеры соединены с помощью витой пары вложенной в кабель-канал. И также кабель соединяется с коммутатором.

3.3 Описание логической схемы

На схеме показано как будет передаваться сигнал с восьмого компьютера на шестой. С восьмого компьютера сигнал передаётся на коммутатор на первом этаже. Далее сигнал идёт на коммутатор на втором этаже и потом на шестой компьютер.

4. Проектирование

4.1 Монтаж локальной сети

Сначала определяем длину кабеля между каждым ПК и коммутатором. Затем следует обжать витую пару с помощью специального устройства. Самое главное при этом то, что при работе по схеме ПК-коммутатор провода кабеля в коннекторах с обоих концов кабеля располагаются в одинаковом порядке. Так же соединяем компьютеры с 1 коммутатором, а 1коммутатор соединяем со вторым коммутатором. Из-за дороговизны инструментов для монтажа оптоволоконных сетей, будет целесообразней обратиться в компанию, оказывающую соответствующие услуги. После чего проверяем работоспособность сети.

4.2 Установка и настройка программного обеспечения

На сервере в данной ЛВС будет использоваться Windows 2003 Server,на клиентских ПК-Windows XP

Настройка Windows XP для работы в локальной сети.

Для начала, нам нужно убедиться, что все провода подключены верно, о чем нам скажет появившееся активное подключение по локальной сети в меню Панель управления - Сетевые подключения.

В случае отсутствия подключения, проверьте, правильно ли обжаты патч-кабеля, а также включен ли свитч в розетку. Итак, иконка компьютеров загорелась, что дает нам возможность приступить к настройке.

Выбираем активное сетевое подключение и жмем на него правой клавишей мыши - Свойства.

Открывшееся окно предлагает нам список Компонентов, используемых этим подключением, в котором мы должны выбрать Протокол Интернета (TCP/IP) и нажать кнопку Свойства.

По-умолчанию, все сетевые настройки недоступны (они определяются автоматически, что нам не подходит) - включаем переключатель Использовать следующий IP-адрес, после чего становятся доступны к редактированию поля ниже.

Первое поле IP-адрес должно указать системе виртуальный сетевой адрес компьютера (это как ваш домашний адрес в компьютерном мире), вводим следующие значения: 192.168.1.* - где * является любым целым числом от 1 до 255. Удобно задавать данные значения по порядку, чтобы в будущем не путаться с адресами компьютеров в офисе или дома.

Следующее поле, необходимое к заполнению Маска подсети - в нашем случае она едина для всех компьютеров нашей локальной сети: 255.255.255.0

Остальные поля оставляем пустыми - обычно они используются для создания компьютера-шлюза Интернета, управления почтовыми записями и так далее. Жмем ОК и повторяем те же действия на всех остальных компьютерах.

После того, как IP-адреса и маски подсети заданы на всех компьютерах, нам необходимо присвоить каждому из них уникальное имя и единую рабочую группу. Это достаточно просто и быстро. Для этого нам необходимо отыскать на рабочем столе значок Мой компьютер и зайти в его Свойства, кликнув по нему правой клавишей мыши и выбрав соответствующий пункт в появившемся контекстом меню. В открывшемся окне перейдите во вкладку Имя компьютера.

Можете ознакомиться с текущим именем, после чего жмите кнопку Изменить.

В поле ввода имени компьютера задайте уникальное желаемое имя, например PK1 или OFFICE4. Ниже можете увидеть два поля, из которых нас интересует лишь второе рабочая группа: задаем единое для всех компьютеров, подключенных в сеть, имя, например MYGROUP. Сохраняем все изменения и перезагружаем каждый компьютер. Наша локальная сеть настроена, необходимо ее проверить.

4.3 Тестирование сети

Наиболее быстрым способом проверки можно назвать системную команду PING, которая посылает сетевой запрос на заданный IP-адрес компьютера, получает ответ и выводит отчет на экран. Если посланный запрос получен обратно - связь физически существует, то ваша сеть настроена и работает корректно. Если же на экране вы увидите надпись «Превышен интервал ожидания запрос» - вы допустили ошибку либо в настройках, либо в подключении компьютеров к свитчу.

Итак, открываем меню Пуск - Выполнить и вводим команду

Заключение

В результате проведенной работы была выполнена задача: создание ЛВС для двухэтажного учебного заведения и подбор оборудования. Было выполнено построение локальной сети. Выбранное оборудование соответствует всем стандартам качества, надежности и зарекомендовало себя как одно из лучших во множестве организаций.

Используемая литература

v Аппаратные средства локальной сети. Энциклопедия. Кварцов И.Я. 2005г.

v Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей. Пер. с англ. Джордан Валлос 2006г.

v Современные компьютерные сети. Моргунов Ж.Ц. 2008г.

v Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Акропов П.Ц. 2006г.

v Компьютерные сети, протоколы и технологии интернета.

v http://polaris.ru/