Проектирование и расчёт работоспособности локальной вычислительной сети отделения городской больницы

метки: Поликлиника, Кабель, Сетевой, Сервер, Линия, Компьютер, Предприятие, Точка

Современная эпоха характеризуется стремительным процессом информатизации общества. Это сильней всего проявляется в росте пропускной способности и гибкости информационных сетей. Полоса пропускания в расчете на одного пользователя стремительно увеличивается благодаря нескольким факторам. Во-первых, растет популярность приложений World Wide Web и количество электронных банков информации, которые становятся достоянием каждого человека. Падение цен на компьютеры приводит к росту числа домашних ПК, каждый из которых потенциально превращается в устройство, способное подключиться к сети Internet. Во-вторых, новые сетевые приложения становятся более требовательными в отношении полосы пропускания — входят в практику приложения Internet, ориентированные на мультимедиа и видеоконференцсвязь, когда одновременно открывается очень большое количество сессий передачи данных. Как результат, наблюдается резкий рост в потреблении ресурсов Internet — по оценкам средний объем потока информации в расчете на одного пользователя в мире увеличивается в 8 раз каждый год.

Настоящий проект ставит своей целью спроектировать локальную вычислительную сеть для отделения городской больницы, рассчитать технические характеристики разрабатываемой сети, определить аппаратные и программные средства, расположение узлов сети, каналов связи.

Задачи, выполняемые при проектировании:

• выбор структуры сети;
• выбор сетевой технологии;
• выбор топологии сетевых соединений;
• определение перечня необходимого сетевого оборудования и типа кабельной системы.

Работа состоит из трех глав. Первая глава — теоретическая, в ней будет дана краткая характеристика локальных вычислительных сетей их классификация.

Вторая глава — аналитическая, в ней будет рассмотрено отделение городской больницы, для которого необходимо спроектировать локальную сеть. Исходя из особенностей отделения, количества рабочих станций и требований, предъявляемых к сети, будут выбраны программные и технические средства создания сети.

Третья глава — практическая, посвящена тестированию сети и расчету работоспособности.

Практическая значимость работы заключается в том, что знания базовых технологий, методов решения задач, возникающих при создании и развитии сетей, являются фундаментальными в образовании сетевого специалиста и пригодятся в дальнейшей работе при проектировании локальных сетей любого учреждения.

Заключение компьютерные сети. Компьютерные сети

... и расходных материалов. В магазинах представлен широчайший выбор современной компьютерной техники: персональные и портативные компьютеры, мониторы, ... HIPS (только для старших версий, именуемых «Kaspersky Internet Security 2009+, где ‘+’ - порядковый номер предыдущего ... управления базами данных; разработка презентации продуктов организации. Глава 1. Анализ структуры организации, описание аппаратного и ...

1. Теоретические основы локальных вычислительных сетей

1.1 Локальные вычислительные сети и их назначение

Локальными сетями называют частные сети, размещающиеся в одном здании или на территории какой-либо организации и имеющие размеры до одного километра. Их часто используют для объединения компьютеров и рабочих станций в офисах компании или предприятия для обмена информацией и предоставления совместного доступа к ресурсам сети (принтерам, сканерам и т.д.) [5]

Локальные вычислительные сети применяются и при разработке коллективных проектов, например, сложных программных комплексов. На базе ЛВС можно создавать системы автоматизированного проектирования. Это позволяет реализовывать новые технологии проектирования изделий машиностроения, радиоэлектроники и вычислительной техники. В условиях развития рыночной экономики появляется возможность создавать конкурентоспособную продукцию, быстро модернизовать ее. Кроме того, ЛВС позволяют реализовывать новые информационные технологии в системах организационно-экономического управления, а в учебных лабораториях вузов они дают возможность качество обучения и внедрять современные интеллектуальные технологии обучения.

Локальные сети характеризуются размерами, технологией передачи данных и топологией их построения.

1.2 Классификация вычислительных сетей

Вычислительные сети классифицируются по ряду признаков.

от расстояний между связываемыми узлами

территориальные

региональные

локальные

корпоративные

интрасетей

По топологии:

• шинная (bus) — локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью);

кольцевая

• звездная (star) — имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов;

иерархическая

Рис. 1. Сетевые топологии

от способа управления

«клиент/сервер»

одноранговые

Наконец появилась сетецентрическая концепция, в соответствии с которой пользователь имеет лишь дешевое оборудование для обращения к удаленным компьютерам, а сеть обслуживает заказы на выполнение вычислений и получения информации. То есть пользователю не нужно приобретать программное обеспечение для решения прикладных задач, ему нужно лишь платить за выполненные заказы. Подобные компьютеры называют тонкими клиентами или сетевыми компьютерами.

По методу доступа : типичная среда передачи данных в ЛВС — отрезок (сегмент) коаксиального кабеля. К нему через аппаратуру окончания канала данных подключаются узлы — компьютеры и возможно общее периферийное оборудование. Поскольку среда передачи данных общая, а запросы на сетевые обмены у узлов появляются асинхронно, то возникает проблема разделения общей среды между многими узлами, другими словами, проблема обеспечения доступа к сети.

2. Проектирование локальной вычислительной сети

2.1 Разработка функциональной схемы ЛВС

Рассмотрим организационно-штатную структуру отделения. В структуру отделения входят четыре отдела. Каждый отдел имеет в подчинении разное количество сотрудников.

Сеть хранения данных

... Сети хранения помогают повысить эффективность использования ресурсов систем хранения, поскольку дают возможность выделить любой ресурс любому узлу сети. ... сетей хранения данных стал взрывной рост объема деловой информации (такой как электронная почта, базы данных и высоконагруженные файловые сервера), требующей высокоскоростного доступа ... инкапсуляция и передача FCP/SCSI в ... реферат составлен на основе .

Организационную структуру зала представим на рис.2.

Рис.2.Организационная структура отделения

На предприятии существуют три типа потоков информации: распоряжения, доклады, оперативная информация.

Отделы:

• Ординаторская (7 врачей);
• Сестринский (7 чел);
• Технической поддержки (1чел) — поддерживает работоспособность программно-аппаратного комплекса;
• Финансовый (1 чел) — состоит из бухгалтера-кассира.

Всего в зале задействовано 16 человек, из них предполагается выделить в пользование персональный компьютер всем врачам, системному администратору, бухгалтеру и 4 компьютера для остального медперсонала.

Основные причины создания локальной сети в отделении:

• Необходимость обмена информацией между сотрудниками;
• Реализация возможности получения централизованных услуг;
• Хранение информации в единой базе данных на сервере (1С, базы для врачей и проч.);
• Возможность эксплуатации программного обеспечения в многопользовательском режиме (Консультант Плюс и проч.);
• Возможность использования общих документов;
• Контроль доступа к данным;
• Упрощение возможности расширения (увеличения количества рабочих мест, введения в эксплуатацию новой системы и проч.);
• Возможность пользования общими принтерами (у каждого пользователя имеется доступ к принтерам, нет необходимости приобретать принтер каждому сотруднику в отдельности);
• Возможность доступа в Интернет через один шлюз (упрощает организацию доступа в Интернет, повышает уровень безопасности);
• Возможность интеграции различных дополнительных систем (например, система видеонаблюдения).

2.2 Выбор размера сети и ее структуры управления

Каждая фирма формулирует собственные требования к конфигурации сети, определяемые характером решаемых задач. В первую очередь необходимо установить, сколько человек будет работать в сети. От этого решения, по существу, будут зависеть все последующие этапы создания сети.

Количество рабочих станций напрямую зависит от предполагаемого числа сотрудников. Другим фактором является иерархия компании. Для фирмы с горизонтальной структурой, где все сотрудники должны имеет 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 севером. Только в такой сети существует возможность администрирования прав доступа к определенным ресурсам сразу для группы пользователей.

В отделении имеется 13 рабочих станций, которые требуется объединить в корпоративную сеть. При этом они должны быть объединены в следующие группы:

• Заведующий отделения — 1 рабочая станция;
• Врачебный отдел — 6 рабочих станций;
• Сестринский отдел — 4 рабочие станции;
• Отдел технической поддержки — 1 рабочая станция;
• Финансовый отдел — 1 рабочая станция.

Одним из главных этапов планирования является создание предварительной схемы. При этом в зависимости от типа сети возникает вопрос об ограничении длины кабельного сегмента.

В данной ситуации вся сеть будет располагаться на одном этаже.

2.3 Выбор сетевых технологий

Общее назначение ЛВС — автоматизация рабочих мест, упрощение совершаемых операций, удобство работы с информацией, ее сохранение и использование. ЛВС позволит установить связи между разными офисами одного предприятия, обеспечить контроль выполнения, улучшить организацию и управление. ЛВС необходимы для любого современного офиса предприятия, компании. Повышается эффективность работы предприятия, появляются новые возможности. Особенностью современной ЛВС является выход в сеть Интернет, защиту информационных ресурсов и использование новых телефонных IP сетей для работы в офисе.

Создаваемая ЛВС будет оснащена современными компьютерами IBM, работающими под операционной системой Windows 2000. Надежность ЛВС позволит пользователям работать с необходимыми программами.

Планирование проекта ЛВС начинается с предварительного выбора базовой сетевой технологии для проектируемой локальной сети на основании технических требований, экспертных данных и теоретического материала.

Для рассматриваемого предприятия выберем сети Ethernet, так как это из самых простых и дешевых в построении стандарт локальных сетей. Он создан на базе экспериментальной сети Ethernet Network, предложенный фирмой Xerox в 1975г. В сетях Ethernet все компьютеры имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Одновременно все компьютеры имеют возможность немедленно получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать на общую шину. Простота подключения и передачи информации компьютерами — одна из причин такой популярности стандарта Ethernet.

В зависимости от типа физической реализации различают следующие типы Ethernet.

10base-5 (толстый коаксиальный кабель), называемый по типу используемого в ней носителя — толстого коаксиального кабеля. Недостатками этого типа построения являются: неудобный в использовании кабель из-за его толщины, высокая стоимость, небольшое максимальное допустимое количество станций — не более 100. К достоинствам данного стандарта относится его высокая защищенность от внешних воздействий и сравнительно большая длина сегмента — до 500м.

10base-2 (тонкий коаксиальный кабель) — один из самых простых в установке и дешевых типов сети. Тонкий коаксиальный кабель (до 5мм) прокладывается вдоль компьютеров сети. На конце каждого сегмента располагается 50-омный резистор, предотвращающий возникновение эффекта отраженной волны. К недостаткам данного типа сети Ethernet относятся: выход из строя при повреждении кабеля и сравнительно трудоемкое обнаружение отказавшего отрезка кабеля, которое возможно при использовании кабельного тостера, низкая защита от помех, небольшое максимальное число компьютеров в сети — не более 1024. Максимальная длина сегмента данного стандарта без использования повторителей составляет 185м.

10base-T(витая пара) — сети на основе витой пары. На сегодняшний день они являются наиболее распространенными, потому что строятся на основе витой пары и используют топологию типа «звезда», за счет чего конфигурировать локальную сеть становится значительно удобнее и рациональнее. Однако слабая помехозащищенность и восприимчивость к электрическим помехам не дают возможности использовать такие сети в непосредственной близости от источников электромагнитных излучений.

10base-F (волоконно-оптический канал) — тип, используемый в качестве носителя волоконно-оптический кабель. Использует топологию «звезда». Применение волоконно-оптического кабеля обеспечивает почти полную помехозащищенность от электромагнитных излучений. Однако волоконно-оптический кабель является самым дорогим их всех видов кабеля; из-за его хрупкости монтаж кабеля очень затруднен.

Эти и другие виды кабеля представлены в таблице 1.

Таблица 1. Технологии локальных сетей

Спецификация	Номинальная пропускная способность	Топология	Оборудование	Особенности
Ethernet 10Base2	10 Мбит/с	шина	сетевые карты, коаксиальный кабель, Т-коннекторы, терминаторы	дешевизна, невысокая надежность
Ethernet 10BaseT	10 Мбит/с	звезда, дерево	сетевые карты, витая пара, концентраторы (коммутаторы)	наиболее популярные технологии, часто используются совместно
Fast Ethernet ВП	100 Мбит/с	звезда, дерево	сетевые карты, витая пара, концентраторы (коммутаторы)
Fast Ethernet OB	100 Мбит/с	точка-точка	сетевые карты, оптоволокно, коммутаторы	для соединения отделов (групп) или серверов
Gigabit Ethernet	1 Гбит/с	точка-точка	оптоволокно, коммутаторы
Radio Ethernet	11 Мбит/с	звезда	сетевые карты, точки доступа (концентраторы)	используется, где прокладка кабеля нерациональна
v.34	33,6 кбит/с	точка-точка	модемы, телефонная линия	используются для удаленного доступа
v.90	56,4 кбит/с	точка-точка	модемы, телефонная линия
xDSL	2 Мбит/с	точка-точка	модемы, телефонная линия

Технология Fast Ethernet рассчитана на работу со скоростью 100Мбит/с. Стандарт Fast Ethernet, иначе называемый 100Base-T, состоит из трех отдельных спецификаций, описывающих три разных способа передачи сигналов на физическом уровне. Из них самой распространенной является спецификация 100Base-TX, в соответствии с которой сигналы передаются по двум парам медных проводов — так называемым неэкранированным витым парам (UTP) категории 5 или по экранированным витым парам (STP) типа I. Другая спецификация, 100Base-TF, требует долее дорогостоящего волоконно-оптического кабеля, предназначенного, прежде всего для магистральных сетей. Третья спецификация, 100Base-T4, предусматривает использование медного провода категории 3, 4 и 5.

Для нашей сети выберем стандарт Fast Ethernet ВП, очень хорошо показавший себя в данной сфере применения. В число преимуществ данного стандарта входит простота подключения и доступная цена компонентов сети.

2.4 Выбор топологии сети

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети, а ребрам — физические связи между ними. Компьютеры, подключенные к сети, часто называют станциями, или узлами сети.

Выбор топологии сети существенно влияет на многие характеристики сети. Например, наличие резервных каналов связей повышает надежность сети и делает возможным балансирование загрузки отдельных каналов. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Наиболее часто встречающиеся топологии были рассмотрены в первой главе.

Так как метод CSMA/CD хорошо зарекомендовал себя именно в малых и средних сетях, для рассматриваемого предприятия данный метод удобен. К тому же сетевая архитектура Ethernet, которую будет применять сеть предприятия, использует именно этот метод доступа.

Чтобы построить сеть по топологии «звезда», требуется большое количество кабеля. Но цена витой пары невелика. Подобная схема имеет и неоценимое преимущество — высокую отказоустойчивость. Выход из строя одной или нескольких рабочих станций не приводит к отказу всей системы.

Еще одним преимуществом данного варианта является простота расширения сети, поскольку при использовании дополнительных концентраторов (до четырех последовательно) появляется возможность подключения большого количества рабочих станций (до 1024).

2.5 Разработка вариантов конфигурации

Рассмотрим различные варианты конфигурации ЛВС для отделения. Учитывая основные задачи, которые могут решаться с помощью ЛВС, затраты на монтаж и эксплуатацию сети можно предложить следующие варианты конфигурации ЛВС (таблица 2).

Для рассматриваемого предприятия наиболее выгоден и удобен третий вариант конфигурации.

Таблица 2. Возможные варианты конфигурации ЛВС

Компонент/характеристика	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
Топология	Шина	Звезда-шина	Звезда-шина
Линия связи	Коаксиальный кабель	Неэкранированная витая пара или экранированная категории 3.	Неэкранированная или экранированная витая пара категории 5 или 5е, оптоволокно
Сетевые адаптеры	Ethernet 10 Base2	Ethernet 10 BaseT	Fast Ethernet 100 BaseTX
Ретрансляторы (повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы)	Отсутствуют	Концентратор	Коммутатор 100 BaseTX (с возможностью установки средств удалённого контроля, а также увеличения плотности портов)
Управление совместным использованием ресурсов	Одноранговая сеть; каждый компьютер выступает в роли невыделенного сервера	Сеть на основе сервера с компьютерами-клиентами; роль сервера — файловый сервер	Сеть на основе сервера с компьютерами-клиентами; клиент-серверная модель построения
Совместное использование периферийных устройств	Каждый компьютер имеет своё собственное периферийное устройство	Подключение сетевого принтера; управление очередями к принтеру осуществляет рабочая станция	Подключение сетевого принтера непосредственно к сетевому кабелю через сетевую плату, управление очередями к принтеру с помощью программного обеспечения сервера
Поддерживаемые приложения	Совместная работа с одиночными документами; обмен короткими сообщениями по ЛВС	Совместная работа с документами, работа с базами данных (в режиме файлового сервера: DBF, парадокс)	Электронная почта, обработка факсимильных сообщений, организация коллективных работ в среде электронного документооборота, работа с базами данных с использованием специальных серверов

2.6 Выбор оборудования

При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в том числе:

• Уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;
• Скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;
• Возможные топологии сети и их комбинации;
• Метод управления обменом в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод);
• Разрешенные типы кабеля сети, его максимальную длину, защищенность от помех;
• Стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, концентраторов, коммутаторов).

Всем этим часто пренебрегают, хотя замена оборудования впоследствии обходится очень дорого.

Для рассматриваемого предприятия выберем оборудование с учетом всех указанных факторов.

Рассмотрим три варианта конфигурации компьютеров для рабочих станций (таблица 3).

Выберем первый вариант конфигурации.

Таблица 3. Конфигурации компьютеров

№	Наименование	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
1	Корпус	Minitower INWIN EMR002 <Black> Micro ATX 350W (24+4пин)	Minitower INWIN V564-NoCR <Black> Micro ATX 350W (24+4пин)	Minitower INWIN V564-NoCR <Black> Micro ATX 350W (24+4пин)
2	Процессор	CPU AMD Phenom X3 8650 BOX (HD8650W) 1.5+2Мб/ 3600МГц Socket AM2+	CPU Intel Core 2 Duo E6750 BOX 2.66 ГГц/ 4Мб/ 1333МГц 775-LGA	Pentium III с тактовой частотой 850 МГц
3	Материнская плата	M/B GigaByte GA-MA78GM-S2H(RTL)SocketAM2+ <AMD 780G>PCI-E+SVGA HDMI+GbLAN+1394 SATA RAID MicroATX 4DDR-II	M/B GigaByte GA-G33M-S2L rev1.0(RTL) Socket775 <G33> PCI-E+SVGA+GbLAN SATA U100 MicroATX 4DDR-II<PC6400>	Gigabyte GA-P55-UD3
4	Оперативная память	Original SAMSUNG DDR-II DIMM 2Gb <PC2-6400>	256мб	128мб
5	Жесткий диск	SATA-II 750Gb Western Digital 7200rpm [WD750AALS] Cache 32MB	HDD 73.4 Gb Hitachi (OB20875/0B22130) SAS 16 Mb32	WD 320 Gb WD3202ABYS

Компьютеры в локальной сети подразделяются на:

1) рабочие станции;2) серверы.

На рабочих станциях пользователи решают прикладные задачи (работают в базах данных, создают документы, делают расчеты).

Сервер обслуживает сеть и предоставляет собственные ресурсы всей сети.

Выбор сетевого адаптера

В любом случае для каждого компьютера, входящего в состав сети, потребуется сетевой адаптер. Сетевой адаптер — это плата, которая вставляется в материнскую плату компьютера. Она может иметь один, два или три разъема для подключения к сетевому кабелю.

Для Ethernet в стандарте ISA используется три вида сетевых адаптеров: 8-битовые и 16-битовые. 8-битовый адаптер может вставляться в 8-битовый или 16-битовый слоты материнской платы и используется главным образом в компьютерах IBM XT или IBM PC, где нет 16-битовых слотов. Иногда 8-битовые адаптеры покупают и для компьютеров IBM AT, если требования к скорости передачи данных невысоки и есть желание сэкономить немного денег. Для 16-битового адаптера необходимо использовать 16-битовый слот.

Если компьютеры реализованы на базе процессора i386, i486 или Pentium, имеет смысл рассмотреть возможность приобретения скоростного 32-битового сетевого адаптера, по крайней мере, для тех станций, на которые приходится максимальная нагрузка. В современных компьютерах на базе процессоров i486 и Pentium используется локальная шина VL-Bus или шина PCI, разработанная фирмой Intel.Для ускорения работы на плате сетевого адаптера может находиться буфер. Размер этого буфера различен для адаптеров разных типов и может составлять от 8 Кбайт для 8-битовых адаптеров до 16 Кбайт и более для 16- и 32-битовых адаптеров.

Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналом прямого доступа к памяти (DMA).

Таблица 4. Конфигурация рабочей станции

№	Наименование	Параметры	Кол-во	Цена за шт.	Общая цена руб.
1	Корпус	Minitower INWIN EMR002 <Black> Micro ATX 350W (24+4пин)	18	1456	30 576
2	Процессор	CPU AMD Phenom X3 8650 BOX (HD8650W) 1.5+2Мб/ 3600МГц Socket AM2+	18	4032	84 672
3	Материнская плата	M/B GigaByte GA-MA78GM-S2H(RTL)SocketAM2+ <AMD 780G>PCI-E+SVGA HDMI+GbLAN+1394 SATA RAID MicroATX 4DDR-II	18	2380	49 980
4	Блок питания	Gembird CCC-PSU8 600W Низкий шум, 2 FAN, ATX, CE, PFC, 20+4+4 pin, 2xSATA, шнур питания	18	1465	30 765
5	Видеокарта	512Mb <PCI-E> DDR-4 Sapphire <ATI RADEON HD3870> (RTL) +DualDVI+TV Out+Crossfire	18	3584	75 264
6	Жесткий диск	SATA-II 750Gb Western Digital 7200rpm [WD750AALS] Cache 32MB	10	3515	38 665
7	Жесткий диск	SATA-II 160Gb Western Digital 7200rpm [WD1600AAJS] Cache 8MB	8	1249	12 490
8	Оперативная память	Original SAMSUNG DDR-II DIMM 2Gb <PC2-6400>	18	590,8	12 406,8
9	Вентилятор	Glacial Tech <GT12025HDLA-1(Black)> for m/tower (SMART, 120x120x25mm, 18.5 дБ, 950 об/мин)	18	173,6	3 645,6
10	Модем	ADSL Acorp Sprinter@ADSL USB	2	599	1 198
11	Сетевая карта	Intel Pro/1000 GT Desktor Adapter PCI [PWLA8391GT]	18	619	12 999
12	Плата видеомонтажа	Pinnacle Studio MovieBoard Ultimate V.12 PCI (IEEE 1394 in/out RCA/S-Video in/out)	2	5279	10 558
13	Привод	SATA DVD±RW (DVR-215) Silver DVD-20x/8x/16x. DL-10X. RAM-12x. CD-40x/32x/40x.	18	969	20 349

Выбор типа кабеля

Кабель, очевидно, используется для передачи данных между рабочими станциями. Для Ethernet могут быть использованы кабели разных типов: тонкий коаксиальный кабель, толстый коаксиальный кабель и неэкранированная витая пара. Для каждого типа кабеля используются свои разъемы и свой способ подключения кабеля к сетевому адаптеру.

Витая пара.

• незащищенная витая пара (UTP — Unshielded twisted pair) — какие-либо защита или экранирование отсутствуют;
• фольгированная витая пара (FTP — Foiled twisted pair) — также известна как S/UTP[1] присутствует один общий внешний экран;
• защищенная витая пара (STP — Shielded twisted pair) — присутствует экран для каждой пары;
• фольгированная экранированная витая пара (S/FTP — Shielded Foiled twisted pair) — отличается от FTP наличием дополнительного внешнего экрана из медной оплетки;
• защищенная экранированная витая пара (S/STP — Screened shielded twisted pair) — отличается от STP наличием дополнительного общего внешнего экрана.

Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних, и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.

В зависимости от структуры проводников — кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы, а во втором — из нескольких.

Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т. д. с последующим оконечиванием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для «врезания» в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше.

В свою очередь многожильный кабель плохо переносит «врезание» в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручиваниях. Кроме того, многожильный провод обладает большим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (англ. patchcord), соединяющих периферию с розетками.

Кабель обычно состоит из четырёх пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,5—0,65 мм. Кроме метрической, применяется система AWG, в которой эти величины составляют 24 или 22 соответственно. Толщина изоляции — около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории — полипропилен (PP), полиэтилен (PE).

Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего высокий рабочий диапазон температур.

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки — при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Так же разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Внешняя оболочка имеет толщину 0,5-0,6 мм и обычно изготавливается из привычного поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, начинают применяться так называемые «молодые полимеры», которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогенов (такие кабели маркируются как LSZH — Low Smoke Zero Halogen и обычно имеют яркую окраску внешней оболочки).

Коаксиальный кабель

Каждая пара проводников представляет собой внутренюю медную жилу соосную сневнешнюю жилу которая может быть полой трубкой или оплеткой отделенной от внутренней жылы диэлектрика.

По внешней жиле передаются информационные сигналы, а так же она является экраном который защищает внутренюю жилу от внешних электро магнитных полей.

Тонкий Ethernet, Толстый Ethernet, Волоконно-оптический кабель.

Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети, вследствие своей гибкости, позволяющей даже завязывать кабель в узел. Несмотря на то, что волокна могут быть сделаны из прозрачного пластичного оптоволокна или кварцевого волокна, волокна, использующиеся для передачи информации на большие расстояния, всегда сделаны из кварцевого стекла, из-за низкого оптического ослабления электромагнитного излучения. В связи используются многомодовые и одномодовые оптоволокна; многомодовое оптоволокно обычно используется на небольших расстояниях (до 500 м), а одномодовое оптоволокно — на длинных дистанциях. Из-за строгого допуска между одномодовым оптоволокном, передатчиком, приемником, усилителем и другими одномодовыми компонентами, их использование обычно дороже, чем применение мультимодовых компонентов.

Для построения сети выберем витую пару. Достоинства сети на базе витой пары по сравнению с толстым или тонким коаксиальным кабелем заключаются в ее более высокой надежности.

В самом деле, при использовании коаксиального кабеля работоспособность сети может нарушиться в случае обрыва кабеля. Обрыв витой пары, при помощи которой рабочая станция подключается к концентратору, никак не скажется на работоспособности всей сети в целом.

2.7 Выбор сетевого программного обеспечения, Сетевая операционная система.

Основные возможности продукта

• Адаптация для Интернета;
• Виртуализация;
• Обеспечение безопасности;
• Прочная основа для ресурсов компании.

Антивирусная защита.

На российском рынке наиболее распространены продукты, представленные следующими компаниями: Dr.Web, ESET, Kaspersky, Symantec, TrendMicro (таблица 5).

Исходя из таблицы 5, остановим свой выбор на антивирусной программе Касперского.

Таблица 5. Достоинства и недостатки антивирусных программ

Компания	Достоинства	Недостатки
Dr.Web	Возможность приобретения ПО для защиты терминалов Сертификаты ФСБ	Ограниченность операционных систем, на которые устанавливаются клиента антивируса
ESET	Наличие комплекса ESET NOD32 Platinum Pack с сертифицированными продуктами, поддержка антивирусом 64-битных операционных систем	Наличие сертификатов только для ИСПДн
Kaspersky	Структурированность продуктов для различного типа организаций, поддержка множества операционных систем, наличие сертификатов	Отсутствие возможности покупки продукта для отдельного сегмента сети, например, интернет-шлюза
Symantec	Развитая система управления	Небольшой список поддержки почтовых серверов
Trend Micro	Web-консоль управления антивирусной системой, развитая структура антивирусного комплекса	Отсутствие сертификатов

3. Проверка и тестирование локальной сети

3.1 Тестирование локальной сети

Рис. 2. Окно консольного сеанса для тестирования сети

В составе Windows XP\2000 есть команда «Ping» она позволяет оправлять пакеты информации заданной длины и фиксировать время отклика удаленной системы, а так же целостность информации. Тестовая служба Ping взаимодействует напрямую с сетевой картой на уровне протокола TCP/IP, поэтому вне зависимости от того, настроены ли параметры доступа и дополнительные службы, Ping систему увидит.

Запустим командную строку «Пуск» -> «Выполнить -> «cmd».

Появиться окно консольного сеанса, по сути, старый добрый MS DOS. Затем с помощью команд CD (Change Directory) перейдите в папку system32 вашей копии Windows XP как показано на рисунке 8. Если запустить ping из Windows с помощью bat\cmd файла или раздела «выполнить», сразу после выполнения задачи окно программы закроется и мы не успеем увидеть результаты.

Формат команды: Ping «IP адрес удаленной системы»

Например «Ping 192.168.0.1». По умолчанию программа передает 4 пакета по 32 байт каждый, что недостаточно для объективного тестирования сети, так как система бодро отчитается об успешном результате даже при очень низком качестве сигнала. Данная команда подойдет только для того, чтобы определить, есть ли вообще связь с тем или иным узлом. Для тестирования качества связи запустите Ping со следующими параметрами.

ping.exe -l 16384 -w 5000 -n 100 192.168.0.XX.

Это обеспечит отправку 100 запросов по 16 килобайт на заданный IP адрес с интервалом ожидания в 0,5 секунды.

1. Если по результатам тестирования дошли все пакеты и потери составили не более 3%, сеть работает нормально.

2. От 3-10% — сеть по-прежнему работает, благодаря алгоритмам коррекции ошибок, однако из-за значительного числа потерянных пакетов и необходимости их повторной доставки снижается эффективная скорость сети.

3. Если число потерянных пакетов превышает 10-15%, необходимо принять меры по устранению неисправности, вызвавшей ухудшения качества связи.

Для получения более объективных результатов можно увеличить размер пакетов и\или их число, однако это увеличит и время тестирования. Дополнительные настройки программы ping можно узнать, если запустить её с привычным справочным ключом ping /?

Причины слабого сигнала в линии и потери пакетов данных

• Физические повреждения сетевого кабеля или его изоляции.
• Некачественный обжим.
• Ошибки в разводке витой пары.
• Превышение стандартной длины сегмента.
• Наличие мощных источников помех по ходу кабеля.
• Некачественное восстановление поврежденных участков.
• Более 5 коммутаторов в цепи.

Если произошел обрыв кабеля наращиваем витую пару.

Как определить, что произошел обрыв кабеля? Очень легко: сеть не будет работать, световые индикаторы сетевой карты и коммутатора погаснут (при некоторых повреждениях кабеля этого не происходит).

Windows XP выдаст сообщение: «сетевой кабель не подключен». Команда Ping не получит отклика от удаленной системы. Но не спешите паниковать, может быть, кабель действительно не подключён или по каким-то причинам выключен\неисправен switch.

Если связь пропала именно из-за повреждения сетевого кабеля, то нужно его восстанавливать. Вообще, по стандартам восстановлению витая пара не подлежит. Действительно, даже самая качественная пайка или плотная скрутка изменяет волновые свойства кабеля и работать так же хорошо, как целый, он уже не будет. Весь вопрос в том, насколько сильно падает качество связи. Как показала практика — незначительно, т.е. визуально вообще ничего не меняется, а скорость связи может падать от 5 до 10%. Правда аппаратные кабель тестеры показывают вместо витой пары пятой категории третью. Конечно, по возможности кабель должны быть цельным. Но те или иные повреждения, особенно длинных отрезков сети, происходят достаточно часто и если после каждого обрыва линии прокладывать весь кабель заново, как того требуют стандарты, не хватит никаких денег и сил. Так же часто возникает ситуация, когда по тем или иным причинам не хватает длины существующего отрезка кабеля, и его нужно нарастить. Можно использовать пайку либо простую скрутку, первое предпочтительней ввиду более надёжного контакта и меньшей потери производительности. К сожалению, повреждения кабеля чаще происходят на уличных сегментах, где не всегда есть условия для проведения работ и паяльник.

Также требуется провести тестирование на нагрузочную способность, скорость. локальный сеть топология сервер

Тест на нагрузочную способность

Результаты тестирования следующие:

За состоянием сервера следили постоянно, но «картинку» (скриншот) получили в тот момент, когда к серверу было подключено 18 пользователей, из которых активно работали 16. Четверо были соединены с сервером, но никаких операций на нем не выполняли. В этот момент сервер уже работал с заметным «торможением» так, что это визуально ощущалось на клиентском компьютере.

Рис.3. Изменение загруженности процессора и памяти

На рисунке 3 видно, что дисковая активность (зеленая линия) была высокой, и размер файла подкачки (синяя линия) постоянно увеличивался. При этом загрузка процессора была относительно не высокой (красная линия).

При этом используемая память превышала 3,5 Гб.

Динамику использования памяти можно увидеть на рис.4

Рис. 4. Динамика использования памяти

Если посмотреть, какие процессы занимали больше всего места в памяти (рис.5 — список отсортирован по убыванию) то можно увидеть, что это ERP система (oexplore.exe).

Рис.5. Список процессов

По полученным результатам был сделан вывод, что терминальный сервер может обеспечить работу в «нормальном режиме» не более 16 активно работающих пользователей. Под «нормальным режимом» понимается режим, когда не происходит заметного замедления работы клиентов по причине «торможения» терминального сервера.

В нашем случае было отмечено, что если число активных пользователей превышает 16, то сервер заметно замедляет свою работу.

Видно, что «узким местом» в работе терминального сервера является недостаток памяти — так как память используется на 100%, (зеленая линия на рис. 6), а процессор загружен в среднем на 20% (красная линия на рис.3).

И, возможно, узким местом, является работа с диском.

3.2 Расчет параметров сети

Важным явлением в сетях Ethernet является коллизия — ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде (следствие случайного метода доступа к среде).

Для четкого распознавания коллизий рассчитаем параметры данной сети.

Соблюдение ограничений для сетей Ethernet, гарантирует корректную работу сети (при условии исправности всех элементов).

Данная сеть соответствует стандарту Ethernet:

• номинальная пропускная способность 10 Мбит/с.
• максимальное число станций в сети 1024.
• максимальное расстояние между узлами 2500 м (в 10 Base- FB 2750 м)

Так как самый длинный сегмент составляет 27 метра, то дальнейший расчет параметров PDV и PVV необязателен. Таким образом, сеть будет работать корректно.

Рис. 6 Распределение адресного пространства

Коммутатор (switch) по принципу обработки кадров отличается от моста тем, что он является коммуникационным мультипроцессором, так как каждый его порт оснащен процессором, который обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от процессоров других портов. За счет этого общая производительность коммутатора обычно намного выше производительности традиционного моста, имеющего один процессорный блок. Можно сказать, что коммутаторы — это мосты, которые обрабатывают кадры в параллельном режиме.

Данные сети относятся к С — классу IP — адресов.

Диапазон адресов составляет 192.168.1.0- 192.168.1.255

Таблица 6. — Распределение IP — адресов

Наименование	IP — адрес
1 Сервер	192.168.1.1
2 Hub (А D F) (10 компьютеров)	192.168.1.50 — 192.168.1.59
3 Hub (B) (8 компьютеров)	192.168.1.100 — 192.17.107
4 Компьютер 1	192.168.1.11
5 Компьютер 2	192.168.1.12

Заключение

В ходе проекта была разработана локальная вычислительная сеть, состоящая из 15 рабочих станций и 1 сервера на основе технологии Fast Ethernet, самого распространенного типа сети в настоящее время, к достоинствам которого можно отнести простоту настройки, дешевизну компонентов. Звездообразная топология, используемая в проекте, обеспечивает возможность централизованного управления сетью, обеспечивает простоту поиска вышедшего из строя узла. Сеть построена с учетом будущего развития. В качестве операционной системы сервера выбрана Windows Server 2003 R2. Рассчитано необходимое количество сетевого оборудования. Составлен подробный план сети, где указаны все характеристики используемых компонентов. Задачи, заданные на проектирование, в целом выполнены. Курсовой проект имеет все необходимые данные и расчеты для построения сети.

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/lvs-polikliniki/

1) Администрирование сети на основе Microsoft Windows 2000. Учебный курс, изд-во Русская редакция, 2000 г.

2) Бройдо Л.В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. — Спб.: Питер, 2002.- 688с.

3) Бурцев В.С. Новые подходы к оценке качества вычислительных систем// Информационные технологии и вычислительные системы. — 1996 — №2. — с. 15-23.

4) Гаврилов В.А. Локальные сети ЭВМ. — М.: Изд-во «Мир», 2000.

5) Компьютерные сети: Учебный курс Microsoft Corporation — М.: Издательский отдел «Русская редакция», 2001.

6) Локальные компьютерные сети, электронный учебник. http ://256 bit . ru / Book /

7) Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Локальные сети: архитектур, алгоритмы, проектирование. — М.: ЭКОМ, 2000. — 312с.

8) Новиков Ю.В., Кондратенко СВ. Основы локальных сетей. Учебный курс, изд-во ИНТУИТ.ру, 2005.

9) Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Ппринципы, технологии, протоколы. — Спб.: Питер, 2001. — 672с.

10) Пескова С.А. Сети и телекоммуникации: учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений/С.А. Пескова, А.В. Кузин, А.Н. Волков.-3-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2008. — 352с.

11) Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Финансы и статистика, 2003.

12) Сети Ethernet http://www.3dnews.ru/communication/ethernet/

13) Энциклопедия сетевых протоколов http :// www . protocoIs . ru