Построение компьютерной сети

Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое для приема. Жесткость волокон увеличена покрытием из пластика, а прочность — волокнами из кевлара.

Передача по оптоволоконному кабелю не подвержена электрическим помехам и ведется на чрезвычайно высокой скорости (в настоящее время до 100 Мбис/с, теоретически возможная скорость - 200 000 Мбит/с). По оптоволоконному кабелю можно передавать световой импульс на многие километры.

1.2.2 Серверы

Сервер в сети клиент/сервер представляет собой ПК с жестким диском большой емкости, на котором можно хранить приложения и файлы, доступные для других ПК в сети. Сервер может также управлять доступом к периферийным устройствам (таким как принтеры) и используется для выполнения сетевой операционной системы (NOS, Network Operating System).

1.2.3 Сетевые интерфейсные платы

Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных ПК. Они служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети. Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования требованиям к производительности. Характеризуются по скорости передачи данных и способах подключения к сети.

Если рассматривать просто способ приема и передачи данных на подключенных к сети ПК, то современные сетевые платы (сетевые адаптеры) играют активную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/принимаемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активизация с центральной рабочей станции или удаленное изменение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей

1.2.4 Концентраторы

 Сетевой концентратор или хаб (от англ. hub — центр) — устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами.

Принцип действия: концентратор работает на первом (физическом) уровне сетевой модели OSI, ретранслируя входящий сигнал с одного из портов в сигнал на все остальные (подключённые) порты, реализуя, таким образом, свойственную Ethernet топологию общая шина, c разделением пропускной способности сети между всеми устройствами и работой в режиме полудуплекса. Коллизии (то есть попытка двух и более устройств начать передачу одновременно) обрабатываются аналогично сети Ethernet на других носителях — устройства самостоятельно прекращают передачу и возобновляют попытку через случайный промежуток времени, говоря современным языком, концентратор объединяет устройства в одном домене коллизий.

1.2.5 Коммутаторы

Сетевой коммутатор (от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Принцип действия: коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в

таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

1.2.6 Маршрутизаторы

Маршрутиза́тор (от англ. router) — специализированный сетевой компьютер, имеющий как минимум один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, связывающий разнородные сети различных архитектур, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.

Принцип действия: маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетных данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/расшифрование передаваемых данных и т. д.

Примечание: Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты, административное расстояние — степень доверия к источнику маршрута и некоторый вес записи — метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям

1.2.7 Модемы

Моде́м (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации.

Модулятор в модеме осуществляет модуляцию несущего сигнала при передаче данных, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала демодулятор осуществляет обратный процесс при приёме данных из канала связи. Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Само формирование данных для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет т. н. терминальное оборудование (в его роли может выступать и персональный компьютер).

Модемы широко применяются для связи компьютеров через телефонную сеть (телефонный модем), кабельную сеть (кабельный модем), радиоволны (радиорелейная связь). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Практическая часть.

Для проектирования компьютерной сети необходимо рассчитать количество сетевого кабеля и выбрать соответствующее количество сетевого оборудования. План помещений с разводкой сетевого кабеля и местами установки сетевого оборудования приведён в приложениях А и Б.

На плане используются следующие условные обозначения:

       - Источник сетевого провода

 

 

                   - Маршрутизатор (Router)  TP-Link TL SG1016D.

 

               -  Коммутатор (Switch) TP-LINK TL-SF1016D.

 

    r

       - Розетка

   PC

             

              - Персональный компьютер (PC).

 

 

2.1 Расчеты длины сетевого кабеля

Комната 1

 

№	Цепь	Расчёт длины UTP кабеля, м	Патч – корд, м.
1	R - S1	3,7+0,6+3,5+10,4+2,5+0.2=20,8	-
2	R - S2	3,7+0,6+3,5+10,4+2.5+3,6+1,35=25,65	-
3	R - S3	3,7+0,6+3,5+10,4+1+0,2+0,3=19,6	-
4	R - S4	3,7+0,6+3,5+10,4+3,6+1,35=23,15	-
5	S1 - r1	3,7+3,5+1=8,2 х2	1х2
6	S1 - r2	3,7+3,5+1+2=10,2 х2	1х2
7	S1 - r3	3,7+3,5+1+4=12,2 х2	1х2
8	S1 - r4	3,7+3,5+1+6=14,2 х2	1х2
9	S1 - r5	0,2+1+2=3,2 х2	1х2
10	S1 - r6	0,2+1+2+2=5,2 х2	1х2
11	S1 - r7	0,2+1+2+2+2=7,2 х2	1х2
12	S1 - r8	0,2+1+2+2+2+2=9,2 х2	1х2
13	S2 - r9	0,2+1+2=3,2 х2	1х2
14	S2 - r10	0,2+1+2+2=5,2 х2	1х2
15	S2 - r11	0,2+1+2+2+2=7,2 х2	1х2
16	S2 - r12	0,2+1+2+2+2+2=9,2 х2	1х2
17	S2 - r13	0,2+2,5+2=4,7 х2	1х2
18	S2 - r14	0,2+2,5+2+2=6,7 х2	1х2
19	S2 - r15	0,2+2,5+2+2+2=8,7 х2	1х2
20	S2 - r16	0,2+2,5+2+2+2+2=10,7 х2	1х2
Итого	-	89,2+(125,2х2)=339,6	-

 

*Количество  кабелей идущих от коммутаторов  до розеток и количество необходимых  патч-кордов удвоенно, так как розетки являются двойными, а значит к каждой из розеток проведено по два кабеля, и подключается соответственно два ПК.

 

Комната 2

 

№	Цепь	Расчёт длины UTP кабеля, м	Патч – корд, м.
1	S3 - r17	0,2+1+2=3,2 х2	1х2
2	S3 - r18	0,2+1+2+2=5,2 х2	1х2
3	S3 - r19	0,2+1+2+2+2=7,2 х2	1х2
4	S3 - r20	0,2+1+2+2+2+2=9,2 х2	1х2
5	S3 - r21	0,2+2,5+2=4,7 х2	1х2
6	S3 - r22	0,2+2,5+2+2=6,7 х2	1х2
7	S3 - r23	0,2+2,5+2+2+2=8,7 х2	1х2
8	S3 - r24	0,2+2,5+2+2+2+2=10,7 х2	1х2
9	S4 - r25	0,2+1+2=3,2 х2	1х2
10	S4 - r26	0,2+1+2+2=5,2 х2	1х2
11	S4 - r27	0,2+1+2+2+2=7,2 х2	1х2
12	S4 - r28	0,2+1+2+2+2+2=9,2 х2	1х2
13	S4 - r29	0,2+2,5+2=4,7 х2	1х2
14	S4 - r30	0,2+2,5+2+2=6,7 х2	1х2
15	S4 - r31	0,2+2,5+2+2+2=8,7 х2	1х2
16	S4 - r32	0,2+2,5+2+2+2+2=10,7 х2	1х2
Итого	-	111,2х2=222,4	-