Реферати

Реферат: Проектування локально-обчислювальної мережі

Борис Андрійович Пильняк. Повість непогашеного місяця. У передмові автор підкреслює, що приводом для написання цього добутку була не смерть М. В. Фрунзе, як багато хто думають, а просте бажання поразмишлять. Читачам не треба шукати в повісті справжніх фактів і живих облич.

Теорії психічного розвитку. Психоаналітична теорія розвитку особистості. Теорії генетичної психології. Біхевіоризм про розвиток психіки. Гештальтпсихологія про розвиток психіки. Гуманістична психологія про розвиток особистості.

Будівля, походження й еволюція галактик і зірок. Походження й еволюція галактик і зірок. Сучасні представлення про походження планет. Будівля, походження й еволюція Всесвіт з погляду сучасної науки.

Курс вітчизняної політекономії середини XIX-початку XX в. про метод економічного дослідження. Як вважає відомий дослідник історії економічної науки Г. Н. Сорвина, історія економічної думки містить цілий набір незатребуваних чи раніше попросту забутих ідей, що можуть бути з користю застосовані в сьогоденні.

Історія Магадана. Географічне положення і сучасний економічний розвиток Магадана - адміністративного центра області. Особливості клімату й умови в області, вплив на них близькості Охотськ моря. Рослини, що виростають, і їхнє господарське використання.

Всесвітня тенденція до об'єднання комп'ютерів в мережі

Введення.

На сьогоднішній день в світі існує більше за 130 мільйонів комп'ютерів, і більше за 80 % з них об'єднані в різні інформаційно-обчислювальні мережі, від малих локальних мереж в офісах, до глобальних мереж типу Internet.

Всесвітня тенденція до об'єднання комп'ютерів в мережі зумовлена рядом важливих причин, таких як прискорення передачі інформаційних повідомлень, можливість швидкого обміну інформацією між користувачами, отримання і передача повідомлень (факсів, Е - Маil листів і іншого) не відходячи від робочого місця, можливість миттєвого отримання будь-якої інформації з будь-якої точки земної кулі, а так само обмін інформацією між комп'ютерами різних фірм виробників працюючих під різним програмним забезпеченням.

Такі величезні потенційні можливості, які несе в собі обчислювальна мережа і той новий потенційний підйом, який при цьому випробовує інформаційний комплекс, а так само значне прискорення виробничого процесу не дають нам право не приймати це до розробки і не застосовувати їх на практиці.

Тому необхідно розробити принципове розв'язання питання по організації ИВС (інформаційно-обчислювальної мережі) на базі вже існуючого комп'ютерного парку і програмного комплексу, що відповідає сучасним науково-технічним вимогам, з урахуванням зростаючих потреб і можливістю подальшого поступового розвитку мережі в зв'язку з появою нових технічних і програмних рішень.

Під ЛВС розуміють спільне підключення декількох окремих комп'ютерних робочих місць

(робочих станцій) до єдиного каналу передачі даних.

Завдяки обчислювальним мережам ми отримали можливість одночасного використання програм і баз даних декількома користувачами.

Поняття локальна обчислювальна мережа - ЛВС (англ. LAN - Local Агеа Network) відноситься до географічно обмежених (територіально або виробниче) апаратно-програмних реалізацій, в яких декілька компиотерних систем связанни один з одним за допомогою відповідних коштів комунікацій,

Завдяки такому з'єднанню користувач може взаємодіяти з іншими робочими станціями, підключеними до цієї ЛВС.

У виробничій практиці ЛВС грають дуже велику роль.

За допомогою ЛВС в систему об'єднуються персональні комп'ютери, розташовані на багатьох видалених робочих місцях, які використовують спільно обладнання, програмні засоби і інформацію. Робочі місця співробітників перестають бути ізольованими і об'єднуються в єдину систему. Розглянемо переваги, що отримуються при мережевому об'єднанні персональних комп'ютерів у вигляді внутрипроизводственной обчислювальної мережі.

Разделенієресурсов

Розділення ресурсів дозволяє економно використати ресурси,

наприклад, управляти периферійними пристроями, такими як лазерні друкуючі пристрої, з всіх приєднаних робочих станцій.

Розділення даних.

Розділення даних надає можливість доступу і управління базами даних з периферійних робочих місць, потребуючих інформації.

Розділення програмних засобів

Розділення програмних засобів надає можливість одночасного використання централізованих, раніше встановлених програмних засобів.

Розділення ресурсів процесора.

При розділенні ресурсів процесора можливо використання обчислювальних потужностей для обробки даних іншими системами, вхідними в мережу, що Надається можливість полягає в тому, що на ресурси, що є не "накидаються" вмить, а тільки лише через спеціальний процесор, доступний кожній робочій станції.

Многопользовательский режим

Многопользовательськиє властивості системи сприяють одночасному використанню централізованих прикладних програмних засобів, раніше встановлених і керованих, наприклад, якщо користувач системи працює з іншим завданням, то поточна робота, що виконується відсується на задній план.

Все ЛВС працюють в одному стандарті, прийнятому для комп'ютерних мереж - в стандарті OSI - OpenSystemInterconnection.

Взаємодія відкритих систем (OSI)

Для того щоб взаємодіяти, люди використовують спільну мову. Якщо вони не можуть розмовляти один з одним безпосередньо, вони застосовують відповідні допоміжні кошти для передачі повідомлень.

Для того щоб привести в рух процес передачі даних, використали машини з однаковим кодуванням даних і пов'язані одна з іншою. Для єдиного представлення даних в лініях зв'язку, по яких передається інформація, сформована Міжнародна організація по стандартизації (англ, ISO - International Standarts Organization).

ISO призначена для розробки моделі міжнародного комунікаційного протоколу, в рамках якої можна розробляти міжнародні стандарти.

Міжнародна організація по стандартизації (ISO) розробила базову модель взаємодії відкритих систем OSI. Ця модель є міжнародним стандартом для передачі даних.

Модель містить сім окремих рівнів:

Рівень 1: фізичний - бітові протоколи передачі інформації;

Рівень 2: канальний - формування кадрів, управління доступом до середи;

Рівень 3: мережевий - маршрутизація, управління потоками даних;

Рівень 4: транспортний - забезпечення взаємодії видалених процесів;

Рівень 5: сеансовий - підтримка діалогу між видаленими процесами;

Рівень 6: представницький- інтерпретація даних, що передаються;

Рівень 7: прикладний - управління користувача даними,

Основна ідея цієї моделі полягає в тому, що кожному рівню відводиться конкретна роль, в тому числі і транспортній середі. Завдяки цьому загальна задача передачі даних розчленовується на окремі легко обозримие задачі.

Необхідні угоди для зв'язку одного рівня з вище- і нижерасположенними називають протоколом.

Оскільки користувачі потребують ефективного управління, система обчислювальної мережі представляється як комплексна будова, яка координує взаємодію задач користувачів.

З урахуванням вищевикладеного можна вивести наступну уровневую модель з адміністративними функціями, що виконуються в призначеному для користувача прикладному рівні.

Окремі рівні базової моделі проходять в напрямі вниз від джерела даних (від рівня 7 до рівня 1) і в напрямі вгору від приймача даних (від рівня 1 до рівня 7). Призначені для користувача дані передаються в нижерасположенний рівень разом з специфічним для рівня заголовком доти, поки не буде досягнутий останній рівень.

На приймальній стороні поступаючі дані аналізуються і, по мірі потреби, передаються далі у вишерасположенний рівень, поки інформація не буде передана в прикладний рівень користувача.

Рівень 1Физический

На фізичному рівні визначаються електричні, механічні, функціональні і процедурні параметри для фізичного зв'язку в системах. Фізичний зв'язок і нерозривна з нею експлуатаційна готовність є основною функцією 1-го рівня, Стандарти фізичного рівня включають рекомендації V.24 МККТТ (ССIТТ), ЕIА RS232 і Х.21. Стандарт ISDN (IntegratedServicesDigitalNetwork) в майбутньому зіграє визначальну роль для функцій передачі даних. Як середа передачі даних використовують трехжильний мідний провід (екранована пара, що виється ), коаксіальний кабель, оптоволоконного провідника і радіорелейну лінію.

Рівень 2Канальний

Канальний рівень формує з даних, що передаються 1-м рівнем, так звані "кадри" послідовності кадрів. На цьому рівні здійснюються управління доступом до передаючої середи, що використовується декількома ЕОМ, синхронізація, виявлення і виправлення помилок.

Рівень 3Сетевой

Мережевий рівень встановлює зв'язок в обчислювальній мережі між двома абонентами. З'єднання відбувається завдяки функціям маршрутизації, які вимагають наявності мережевої адреси в пакеті. Мережевий рівень повинен також забезпечувати обробку помилок, мультиплексирование, управління потоками даних. Самий відомий стандарт, що відноситься до цього рівня - рекомендація Х.25 МККТТ (для мереж загального користування з комутацією пакетів).

Рівень 4Транспортний

Транспортний рівень підтримує безперервну передачу даних між двома взаємодіючими один з одним призначеними для користувача процесами. Якість транспортування, безпомилковість передачі, незалежність обчислювальних мереж, сервіс транспортування з кінця в кінець, мінімізація витрат і адресація зв'язку гарантують безперервну і безпомилкову передачу даних.

Рівень 5Сеансовий

Сеансовий рівень координує прийом, передачу і видачу одного сеансу зв'язку. Для координації необхідні контроль робочих параметрів, управління потоками даних проміжних накопичувачів і діалоговий контроль, що гарантує передачу, даних, що є в розпорядженні. Крім того, сеансовий рівень містить додатково функції управління паролями, підрахунку плати за користування ресурсами мережі, управління діалогом, синхронізації і скасування зв'язку в сеансі передачі після збою внаслідок помилок в нижерасположенних рівнях.

Рівень 6Представительский

Рівень представлення даних призначений для інтерпретації даних; а також підготовки даних для призначеного для користувача прикладного рівня.

На цьому рівні відбувається перетворення даних з кадрів, що використовуються для передачі даних в екранний формат або формат для друкуючих пристроїв крайової системи.

Рівень 7Прикладной

У прикладному рівні необхідно надати в розпорядження користувачів вже перероблену інформацію. З цим може справитися системне і призначене для користувача прикладне програмне забезпечення.

РОЗДІЛ 1.

1.1 Аналіз існуючої ЛВС.

Структура існуючої локально- обчислювальної мережі "ИРЦ ОАО Ростелеком ММТ, представлена на малюнку 1.1, базується, в основному, на концентраторах Ethernet 10 Base-T, що розділяється і на комутаторі BayStack 301 на 22 порти 10 Base-T і 2 порти Fast Ethernet 100 Base-TX.

Необхідність побудови ЛВС ИРЦ полягала в спрощенні процесу отримання і обробки інформації, а саме даних про міжміські і міжнародні телефонні переговори по підприємствах і квартирному секторі.

Вся інформація по переговорах, що накопичується на телефонних вузлах, поступає в інформаційно-розрахунковий центр, де і відбувається її обробка. А саме:

- виставляння рахунків за міжміські і міжнародні телефонні переговори по підприємствах;

- виставляння рахунків за міжміські і міжнародні телефонні переговори по квартирному сектору;

- перевірка заборгованості абонентів;

- надання послуги " Експрес рахунок ";

- ведіння і оформлення претензій.

Інформація, що Поступила зберігається на серверах, що знаходяться в Машинному залі ИРЦ.

Сервер 1 Tricord на базі процесора 486 (перативная пам'ять

16 Mb, об'єм жорсткого диска 40 Gb, ОС- Novell 3.2)

Інформація, що зберігається на сервері:

- довідкова інформація по виставлянню рахунків за Міжнародні ТР і Міжміські ТР по підприємствах

- масиви рахунків за один рік

Сервер 2 Tricord на базі процесора 486 (перативная пам'ять

16 Mb, об'єм жорсткого диска 2 Gb, ОС- Novell 4.0)

Інформація, що зберігається на сервері:

- друк рахунків квартирного сектора

- введення оплати

З приходом нових технологій обміну даними, процес обробки інформації значно прискорився і займає набагато менше часу, ніж до цього.

Отже, відбувається збільшення обробленої інформації, звідси підвищується і продуктивність.

Структура локально- обчислювальної мережі ИРЦ побудована на технології Ethernet 10 Base-T.

Що в свій час забезпечувало хорошу продуктивність, але згодом сталося збільшення числа абонентів, що користуються послугами міжміського міжнародного зв'язку, внаслідок чого виникли проблеми з мережевою архітектурою:

- користувачам не вистачає пропускної спроможності мережі;

- мала швидкість відповіді серверів на запити;

- необхідний перехід на більш швидкісне чим 10 Мбіт/з виділене з'єднання, без заміни всього обладнання;

- забезпечення високої надійності мережі;

- зручне управління мережею;

- збільшення обсягу інформації, що отримується.

Для розв'язання цих проблем виникла необхідність удосконалення локально- обчислювальної мережі ИРЦ, що і розглядається в даному дипломному проекті.

1.2 Аналіз пропозицій по її розвитку.

Новий варіант побудови локально-обчислювальної мережі інформаційно-розрахункового центра філії "ВАТ Ростелеком"- ММТ являє собою:

- Збільшення об'єму пам'яті серверів;

- Перехід на більш швидкісну, ніж Ethernet, технологію Fast Ethernet 100 Мбіт/з;

- Організацію Віртуальних мереж (VLAN), трафік яких на канальному рівні повністю ізольований від інших вузлів мережі;

- Здійснення Агрегированія каналів (Транкинга) використовуючи декілька активних паралельних каналів одночасно для підвищення пропускної спроможності і надійності мережі.

У проекті нового варіанту побудови ЛВС ИРЦ сервера являють собою:

Сервер 1 HewlettPackardLH3 (оперативна пам'ять 256 Mb, об'єм жорсткого диска 140 Gb, ОС- Novell 3.2)

Інформація, що зберігається на сервері:

- довідкова інформація по виставлянню рахунків за Міжнародні ТР і Міжміські ТР по підприємствах;

- масиви рахунків за п'ять років;

- комплекс прикладного програмного забезпечення;

- перегляд бази;

- виписка повторного рахунку;

- внесення оплати;

- "експрес рахунок" по підприємствах;

- ведіння і оформлення претензій.

Сервер 2 ALR 8200 (оперативна пам'ять 256 Mb, об'єм жорсткого диска 50 Gb, ОС- Novell 5.0)

Інформація, що зберігається на сервері:

- друк рахунків квартирного сектора;

- введення оплати;

- введення ярликів комутаторних залів;

- картотека телефонів з адресними даними.

Сервер 3 ALR 8200 (оперативна пам'ять 1 Gb, об'єм жорсткого диска 100 Gb, ОС- WindowsNT)

Інформація, що зберігається на сервері:

- лицьові картки абонентів квартирного сектора;

- ведіння договорів;

- друк "експрес рахунку";

- перевірка заборгованості.

1.2.1 Аналіз вдосконалення технологииEthernet.

Основний напрям вдосконалення технологій локальних мереж пов'язаний з технологією Ethernet і це не дивно.

У відповідності з даними дослідницької компанииInternationalDataCorporation(IDC) більше за 85% всіх мережевих з'єднань до кінця 1997 року були з'єднаннями Ethernet, представляючи більш ніж 118 мільйонів приєднаних до мереж персональних комп'ютерів, робочих станцій і серверів. Тому створення високошвидкісних технологій, максимально сумісних з Ethernet, являло собою важливу задачу мережевої індустрії. Рішення цієї задачі обіцяло величезні вигоди і переваги для мережевих користувачів, інтеграторів, адміністраторів, експлуатації і, природно, для виробників.

У 1995 році комітет IEEE прийняв специфікацію FastEthernet як стандарт. Мережевий мир отримав технологію, з одного боку, вирішальну саму болючу проблему- недостачу пропускної спроможності на нижньому рівні мережі, а з іншого боку, що дуже легко впроваджується в існуючі мережі Ethernet.

Легкість впровадження FastEthernet пояснюється наступними чинниками:

- Загальний метод доступу дозволяє використати в мережевих адаптерах FastEthernet до 80% мікросхем адаптерів Ethernet;

- Драйвери також містять велику частину коду для адаптерів Ethernet, а відмінності викликані новим методом кодування даних на лінії (4B/5B або 8B/6T) і наявністю полнодуплексной версії протоколу;

- Формат кадру залишився колишнім, що дає можливість аналізаторам протоколів застосовувати до сегментів FastEthernet ті ж методи аналізу, що і для сегментів Ethernet, лише механічно підвищивши швидкість роботи.

Відмінності FastEthernet від Ethernet зосереджені в основному на фізичному рівні. Розробники стандарту FastEthernet врахували тенденції розвитку структурованих кабельних систем.

Вони реалізовували фізичний рівень для всіх популярних типів кабелів, вхідних в стандарти на структуровані (такі як EIA/TIA 568A) і кабельні системи, що реально випускаються.

Існує три варіанти фізичного рівня FastEthernet:

- 100Ваsе-ТХдля двох парного кабеля на неекранованій парі, що виється UTPCategory 5 (або екранованій парі, що виється STP Туре1);

- 100Ваsе чотирьох парного кабеля на неекранованій парі, що виється UTPCategory 3,4,5;

- 100Ваsе многомодового оптоволоконних кабелі.

При створенні сегментів FastEthernet з середою, що розділяється треба використати концентратори. При цьому максимальний діаметр мережі коливається від 136 до 205 метрів, а кількість концентраторов в сегменті обмежена одним або двома, в залежності від їх типу.

При використанні двох концентраторов відстань між ними не може перевищувати 5-10 метрів. Так що існування 2-х пристроїв мало що дає, крім збільшення кількості портів - відстань між комп'ютерами сегмента від додавання другого концентратора практично не змінюється.

У сегменті, що розділяється FastEthernet немає можливості забезпечити які-небудь переваги при обслуговуванні трафіка додатків реального часу. Будь-який кадр отримує рівні шанси захопити середу передачі даних відповідно до логіки алгоритму CSMA/CD.

Комутований варіант FastEthernet дозволяє збільшити зв'язки між вузлами, працюючими в полнодуплексном режимі і використовуючих многомодовий оптоволоконний кабель, до 2 км.

У технології FastEthernet є декілька ключових властивостей, які визначають області і ситуації її ефективного застосування.

До цих властивостей відносяться:

- велика міра спадкоємності по відношенню до класичному 10-мегабитному Ethernet;

- висока швидкість передачі даних - 100 Мбіт/з;

- можливість працювати на всіх основних типах сучасної кабельної проводки - UTPCategory 5, UTPCategory 3, STP Турі 1, многомодовом оптоволокне.

Наявність багатьох спільних рис у технологій FastEthernet і Ethernet дає просту загальну рекомендацію. FastEthernet, потрібно застосовувати в тих організаціях і в тих частинах мереж, де до цього широко застосовувався 10-мегабитний Ethernet. Однак сьогоднішні умови або ж найближчі перспективи вимагають більш високої пропускної спроможності в таких частинах мереж. При цьому зберігається весь досвід обслуговуючого персоналу, звиклого до особливостей і типових несправностей мереж Ethernet. Крім того, можна як і раніше використати кошти аналізу протоколів, працюючі з агентами MIB-II, RMONMIB і звичними форматами кадрів.

У сімействі Ethernet технологія FastEthernet займає проміжне положення між Ethernet 10 Мбіт/з і GigabitEthernet.

Тому у великій локальній мережі, в якій виправдане створення трьох рівнів ієрархії мережевих пристроїв, технології FastEthernet відведений середній рівень - мереж відділів. Але це, звісно, не виключає її застосування і на нижніх поверхах, в мережах робочих груп, причому не тільки для підключення серверів, але і швидких робочих станцій.

При використанні агрегированних транкових з'єднань, що забезпечують швидкості N х 100 Мбіт/з, технологія FastEthernet може застосовуватися і для створення магістральних зв'язків в мережах масштабу будівлі і навіть кампуса.

Що ж до сегментів, що розділяються FastEthernet, то вони конкурують по вартості і можливостям з комутованими сегментами Ethernet 10 Мбіт/з. При наявності 10 робочих станцій в сегменті і в тому, і в іншому випадках кожної робочої станції дістається в середньому по 10 Мбіт/з.

Переважна область застосування сегментів, що розділяються FastEthernet досить ясна.

Це об'єднання близько розташованих один від одного комп'ютерів, трафік яких має яскраво виражений пульсуючий характер з великими, але рідкими сплесками.

Великі сплески добре передаються незавантаженим каналом 100 Мбіт/з, а рідке їх виникнення приводить до можливості

спільного використання каналу без частого виникнення колізій. Типовим прикладом такого трафіка є трафік файлового сервісу, електронної пошти, сервісу друку, Комутовані сегменти Ethernet 10 Мбіт/з можуть надати кожному вузлу гарантовані 10 Мбіт/з, але не більше. Так що для тих випадків, коли важливо зрідка надавати кінцевому вузлу більше 10 Мбіт/з, що розділяються сегменти FastEthernet виявляються переважним рішенням.

Виходить, що перехід від технології Ethernet 10 Мбіт/з до технології FastEthernet 100 Мбіт/з все таки необхідний.

Структура існуючої локально- обчислювальної мережі "ИРЦ ОАО Ростелеком ММТ базується, в основному, на концентраторах Ethernet 10 Base-T, що розділяється і на комутаторі BayStack 301 на 22 порти 10 Base-T і 2 порти Fast Ethernet 100 Base-TX.

Необхідність побудови ЛВС ИРЦ полягала в спрощенні процесу отримання і обробки інформації, а саме даних про міжміські і міжнародні телефонні переговори по підприємствах і квартирному секторі.

Вся інформація по переговорах, що накопичується на телефонних вузлах, поступає в інформаційно-розрахунковий центр, де і відбувається її обробка. А саме:

- виставляння рахунків за міжміські і міжнародні телефонні переговори по підприємствах

- виставляння рахунків за міжміські і міжнародні телефонні переговори по квартирному сектору

- перевірка заборгованості абонентів

- надання послуги " Експрес рахунок "

- ведіння і оформлення претензій

і т. пр.

Інформація, що Поступила зберігається на серверах, що знаходяться в Машинному залі ИРЦ.

Сервер 1 Tricord на базі процесора 486 (перативная пам'ять

16 Mb, об'єм жорсткого диска 40 Gb, ОС- Novell 3.2)

Інформація, що зберігається на сервері:

- довідкова інформація по виставлянню рахунків за Міжнародні ТР і Міжміські ТР по підприємствах

- масиви рахунків за один рік

Сервер 2 Tricord на базі процесора 486 (перативная пам'ять

16 Mb, об'єм жорсткого диска 2 Gb, ОС- Novell 4.0)

Інформація, що зберігається на сервері:

- друк рахунків квартирного сектора

- введення оплати

З приходом нових технологій обміну даними, процес обробки інформації значно прискорився і займає набагато менше часу, ніж до цього.

Отже, відбувається збільшення обробленої інформації, звідси підвищується і продуктивність.

Структура локально- обчислювальної мережі ИРЦ побудована на технології Ethernet 10 Base-T.

Що в свій час забезпечувало хорошу продуктивність, але згодом сталося збільшення числа абонентів, що користуються послугами міжміського міжнародного зв'язку, внаслідок чого виникли проблеми з мережевою архітектурою:

- користувачам не вистачає пропускної спроможності мережі;

- мала швидкість відповіді серверів на запити;

- необхідний перехід на більш швидкісне чим 10 Мбіт/з виділене з'єднання, без заміни всього обладнання;

- забезпечення високої надійності мережі;

- зручне управління мережею

- збільшення обсягу інформації,

що отримується Для розв'язання цих проблем виникла необхідність удосконалення локально- обчислювальної мережі ИРЦ, що і розглядається в даному дипломному проекті.

Новий варіант побудови локально-обчислювальної мережі інформаційно-розрахункового центра філії "ВАТ Ростелеком"- ММТ являє собою:

- Збільшення об'єму пам'яті серверів;

- Перехід на більш швидкісну, ніж Ethernet, технологію Fast Ethernet 100 Мбіт/з;

- Організацію Віртуальних мереж (VLAN), трафік яких на канальному рівні повністю ізольований від інших вузлів мережі;

- Здійснення Агрегированія каналів (Транкинга) використовуючи декілька активних паралельних каналів одночасно для підвищення пропускної спроможності і надійності мережі.

У проекті нового варіанту побудови ЛВС ИРЦ сервера являють собою:

Сервер 1 HewlettPackardLH3 (оперативна пам'ять 256 Mb, об'єм жорсткого диска 140 Gb, ОС- Novell 3.2)

Інформація, що зберігається на сервері:

- довідкова інформація по виставлянню рахунків за Міжнародні ТР і Міжміські ТР по підприємствах

- масиви рахунків за п'ять років

+

- комплекс прикладного програмного забезпечення

- перегляд бази

- виписка повторного рахунку

- внесення оплати

- "експрес рахунок" по підприємствах

- ведіння і оформлення претензій

Сервер 2 ALR 8200 (оперативна пам'ять 256 Mb, об'єм жорсткого диска 50 Gb, ОС- Novell 5.0)

Інформація, що зберігається на сервері:

- друк рахунків квартирного сектора

- введення оплати

+

- введення ярликів комутаторних залів

- картотека телефонів з адресними даними

Сервер 3 ALR 8200 (оперативна пам'ять 1 Gb, об'єм жорсткого диска 100 Gb, ОС- WindowsNT)

Інформація, що зберігається на сервері:

- лицьові картки абонентів квартирного сектора

- ведіння договорів

- друк "експрес рахунку"

- перевірка заборгованості

Що ж дає нам вдосконалення технології Ethernet?

Основний напрям вдосконалення технологій локальних мереж пов'язаний з технологією Ethernet і це не дивно.

У відповідності з даними дослідницької компанииInternationalDataCorporation(IDC) більше за 85% всіх мережевих з'єднань до кінця 1997 року були з'єднаннями Ethernet, представляючи більш ніж 118 мільйонів приєднаних до мереж персональних комп'ютерів, робочих станцій і серверів. Тому створення високошвидкісних технологій, максимально сумісних з Ethernet, являло собою важливу задачу мережевої індустрії. Рішення цієї задачі обіцяло величезні вигоди і переваги для мережевих користувачів, інтеграторів, адміністраторів, експлуатації і, природно, для виробників.

У 1995 році комітет IEEE прийняв специфікацію FastEthernet як стандарт. Мережевий мир отримав технологію, з одного боку, вирішальну саму болючу проблему- недостачу пропускної спроможності на нижньому рівні мережі, а з іншого боку, що дуже легко впроваджується в існуючі мережі Ethernet.

Легкість впровадження FastEthernet пояснюється наступними чинниками:

- Загальний метод доступу дозволяє використати в мережевих адаптерах FastEthernet до 80% мікросхем адаптерів Ethernet;

- Драйвери також містять велику частину коду для адаптерів Ethernet, а відмінності викликані новим методом кодування даних на лінії (4B/5B або 8B/6T) і наявністю полнодуплексной версії протоколу;

- Формат кадру залишився колишнім, що дає можливість аналізаторам протоколів застосовувати до сегментів FastEthernet ті ж методи аналізу, що і для сегментів Ethernet, лише механічно підвищивши швидкість роботи.

Відмінності FastEthernet від Ethernet зосереджені в основному на фізичному рівні. Розробники стандарту FastEthernet врахували тенденції розвитку структурованих кабельних систем.

Вони реалізовували фізичний рівень для всіх популярних типів кабелів, вхідних в стандарти на структуровані (такі як EIA/TIA 568A) і кабельні системи, що реально випускаються.

Існує три варіанти фізичного рівня FastEthernet:

- 100Ваsе-ТХдля двох парного кабеля на неекранованій парі, що виється UTPCategory 5 (або екранованій парі, що виється STP Туре1);

- 100Ваsе чотирьох парного кабеля на неекранованій парі, що виється UTPCategory 3,4,5;

- 100Ваsе многомодового оптоволоконних кабелі.

При створенні сегментів FastEthernet з середою, що розділяється треба використати концентратори. При цьому максимальний діаметр мережі коливається від 136 до 205 метрів, а кількість концентраторов в сегменті обмежена одним або двома, в залежності від їх типу. При використанні двох концентраторов відстань між ними не може перевищувати 5-10 метрів. Так що існування 2-х пристроїв мало що дає, крім збільшення кількості портів - відстань між комп'ютерами сегмента від додавання другого концентратора практично не змінюється.

У сегменті, що розділяється FastEthernet немає можливості забезпечити які-небудь переваги при обслуговуванні трафіка додатків реального часу. Будь-який кадр отримує рівні шанси захопити середу передачі даних відповідно до логіки алгоритму CSMA/CD.

Комутований варіант FastEthernet дозволяє збільшити зв'язки між вузлами, працюючими в полнодуплексном режимі і використовуючих многомодовий оптоволоконний кабель, до 2 км.

У технології FastEthernet є декілька ключових властивостей, які визначають області і ситуації її ефективного застосування.

До цих властивостей відносяться:

- велика міра спадкоємності по відношенню до класичному 10-мегабитному Ethernet;

- висока швидкість передачі даних - 100 Мбіт/з;

- можливість працювати на всіх основних типах сучасної кабельної проводки - UTPCategory 5, UTPCategory 3, STP Турі 1, многомодовом оптоволокне.

Наявність багатьох спільних рис у технологій FastEthernet і Ethernet дає просту загальну рекомендацію. FastEthernet, потрібно застосовувати в тих організаціях і в тих частинах мереж, де до цього широко застосовувався 10-мегабитний Ethernet. Однак сьогоднішні умови або ж найближчі перспективи вимагають більш високої пропускної спроможності в таких частинах мереж. При цьому зберігається весь досвід обслуговуючого персоналу, звиклого до особливостей і типових несправностей мереж Ethernet. Крім того, можна як і раніше використати кошти аналізу протоколів, працюючі з агентами MIB-II, RMONMIB і звичними форматами кадрів.

У сімействі Ethernet технологія FastEthernet займає проміжне положення між Ethernet 10 Мбіт/з і GigabitEthernet. Тому у великій локальній мережі, в якій виправдане створення трьох рівнів ієрархії мережевих пристроїв, технології FastEthernet відведений середній рівень - мереж відділів. Але це, звісно, не виключає її застосування і на нижніх поверхах, в мережах робочих груп, причому не тільки для підключення серверів, але і швидких робочих станцій. При використанні агрегированних транкових з'єднань, що забезпечують швидкості N х 100 Мбіт/з, технологія FastEthernet може застосовуватися і для створення магістральних зв'язків в мережах масштабу будівлі і навіть кампуса.

Що ж до сегментів, що розділяються FastEthernet, то вони конкурують по вартості і можливостям з комутованими сегментами Ethernet 10 Мбіт/з. При наявності 10 робочих станцій в сегменті і в тому, і в іншому випадках кожної робочої станції дістається в середньому по 10 Мбіт/з. Переважна область застосування сегментів, що розділяються FastEthernet досить ясна. Це об'єднання близько розташованих один від одного комп'ютерів, трафік яких має яскраво виражений пульсуючий характер з великими, але рідкими сплесками.

Великі сплески добре передаються незавантаженим каналом 100 Мбіт/з, а рідке їх виникнення приводить до можливості спільного використання каналу без частого виникнення колізій. Типовим прикладом такого трафіка є трафік файлового сервісу, електронної пошти, сервісу друку, Комутовані сегменти Ethernet 10 Мбіт/з можуть надати кожному вузлу гарантовані 10 Мбіт/з, але не більше. Так що для тих випадків, коли важливо зрідка надавати кінцевому вузлу більше 10 Мбіт/з, що розділяються сегменти FastEthernet виявляються переважним рішенням.

Виходить, що перехід від технології Ethernet 10 Мбіт/з до технології FastEthernet 100 Мбіт/з все таки необхідний.

РОЗДІЛ 2.

2.1. Розробка структури ЛВС і визначення складу

програмно-апаратних коштів, що використовуються.

Локально- обчислювальна мережа інформаційно-розрахункового центра філії "ВАТ Ростелеком"- ММТ в новому варіанті побудови відрізняється від старого варіанту, малюнок 2.1.

Необхідність побудови нового варіанту локально- обчислювальної мережі виникла через проблеми виниклі в старій мережевій архітектурі:

- користувачам не вистачає пропускної спроможності мережі;

- мала швидкість відповіді серверів на запити;

- необхідність переходу на більш швидкісне чим 10 Мбіт/з виділене з'єднання, без заміни всього обладнання;

- забезпечення високої надійності мережі;

- зручне управління мережею

Внаслідок цих проблем новий варіант побудови локально-обчислювальної мережі інформаційно-розрахункового центра філії "ВАТ Ростелеком"- ММТ представляє з себе:

- Перехід на більш швидкісну, ніж Ethernet, технологію Fast Ethernet 100 Мбіт/з;

- Організацію Віртуальних мереж (VLAN), трафік яких на канальному рівні повністю ізольований від інших вузлів мережі;

- Здійснення Агрегированія каналів (Транкинга) використовуючи декілька активних паралельних каналів одночасно для підвищення пропускної спроможності і надійності мережі.

2.1.1 ПереходотEthernetкFast Ethernet.

Технологія Fast Ethernet є еволюційним розвитком класичної технології Ethernet. Її основними перевагами є:

- збільшення пропускної спроможності сегментів мережі до 100 Мб/з;

- збереження методу випадкового доступу Ethernet;

- збереження зореподібної топології мереж і підтримка традиційних серед передачі даних - пари, що виється.

Вказані властивості дозволяють здійснювати поступовий перехід від мереж 10Base-T - найбільш популярного на сьогоднішній день варіанту Ethernet - до швидкісних мереж, що зберігають значну спадкоємність з добре знайомою технологією: Fast Ethernet не вимагає корінного перенавчання персоналу і заміни обладнання у всіх вузлах мережі.

Сьогодні все частіше і частіше виникають підвищені вимога до пропускної спроможності каналів між клієнтами мережі і серверами. Це відбувається з різних причин:

- підвищення продуктивності клієнтських комп'ютерів;

- збільшення числа користувачів в мережі;

- поява додатків, працюючих з мультимедійною інформацією, яка зберігається в файлах дуже великих розмірів;

- збільшення числа сервісів, працюючих в реальному масштабі часу.

Відмінності Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні.

Ріс.2.1.1 Відмінності стека протоколів 100Base-T від 10Base-T

Структура фізичного рівня.

Для технології Fast Ethernet розроблені різні варіанти фізичного рівня, відмінні не тільки типом кабеля і електричними параметрами імпульсів, як це зроблене в технології 10 Мб/з Ethernet, але і способом кодування сигналів і кількістю провідників, що використовуються в кабелі. Тому фізичний рівень Fast Ethernet має більш складну структуру, ніж класичний Ethernet.

Рис 2.1.2 Структура фізичного рівня Fast Ethernet

Фізичний рівень складається з трьох подуровней:

1. Рівень узгодження (reconciliation sublayer);

2. Незалежний від середи інтерфейс (Media Independent Interface, MII);

3. Пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).

Пристрій фізичного рівня (PHY) забезпечує кодування даних, що поступають від MAC-подуровня для передачі їх по кабелю певного типу, синхронізацію даних, що передаються по кабелю, а також прийом і декодування даних у вузлі-приймачі.

Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичної середи, що використовується спосіб обміну даними між MAC-подуровнем і подуровнем PHY.

Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між подуровнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабеля використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і подуровнем фізичного приєднання до середи, а інтерфейс MII розташовується між MAC-подуровнем і подуровнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три - FX, TX і T4.

2.1.2 Організація Віртуальних мереж (VLAN)

Віртуальні локальні мережі стали сьогодні основним механізмом структуризації локальних мереж, побудованих на комутаторах. У комутованій структурі без фізичних меж віртуальні локальні мережі дозволяють використати звичні методи побудови маршрутизируемих мереж, але на новій, більш гнучкій основі, що програмується.

Комутатори (є у вигляду класичні комутатори другого рівня) можуть підвищити пропускну спроможність мережі, але не можуть створити надійні бар'єри на шляху помилкового і небажаного трафіка. Класичним прикладом такого трафіка може служити трафік, що створюється широкомовними пакетами некоректно працюючого вузла. Можна привести і інші ситуації, коли трафік треба відфільтровувати по міркуваннях захисту даних від несанкціонованого доступу.

Комутатори внесли в розв'язання проблеми "об'єднання-роз'єднання" новий механізм - технологію віртуальних мереж (VirtualLAN, VLAN).

З появою цієї технології відпала необхідність утворювати ізольовані сегменти фізичним шляхом - його замінив програмний спосіб, більш гнучкий і зручний.

Віртуальної сетъю (VLAN) називається група вузлів мережі, трафік якої в тому числі і широкомовний, на канальному рівні повністю ізольований від інших вузлів мережі. Це означає, що передача кадрів між різними віртуальними сегментами на основі адреси канального рівня неможлива, незалежно від типу адреси - унікального, групового або широкомовного. У той же час всередині віртуальної мережі кадри передаються по технології комутації, тобто тільки на той порт, який пов'язаний з адресою призначення кадру.

Віртуальні мережі - це логічне завершення процесу підвищення гнучкості механізму сегментації мережі, що спочатку виконується на фізично роздільних сегментах. При зміні складу сегментів (перехід користувача в іншу мережу, дроблення великих сегментів) при такому підході доводиться проводити фізичну пері комутацію роз'єм на передніх панелях повторителей або в кросових панелях.

Тому у великих мережах це перетворюється в постійну і обтяжливу роботу, яка приводить до численних помилок в з'єднаннях.

Проміжним етапом вдосконалення технології сегментації стали багато сегментні повторители. У найбільш довершених моделях таких повторителей приписування окремого порту до будь-якого з внутрішніх сегментів проводиться програмним шляхом, звичайно за допомогою зручного графічного інтерфейса.

Програмне приписування порту сегменту часто називають статичною або конфігураційною комутацією.

Однак рішення задачі зміни складу сегментів за допомогою повторителей накладає деякі обмеження на структуру мережі. Кількість сегментів такого повторителя звичайна невелико, тому виділити кожному вузлу свій сегмент, як це можна зробити за допомогою комутатора, нереально. З цієї причини мережі, побудовані на основі повторителей з конфігураційною комутацією, як і раніше засновані на розділенні середи передачі даних між великою кількістю вузлів. Отже, вони володіють набагато меншою продуктивністю в порівнянні з мережами, побудованими на основі комутаторів.

При використанні технології віртуальних мереж в комутаторах одночасно вирішуються дві задачі:

- підвищення продуктивності в кожній з віртуальних мереж, оскільки в неї не заходить широкомовний трафік інших віртуальних мереж;

- ізоляція мереж один від одного для управління правами доступу користувачів і створення захисних бар'єрів на шляху небажаного трафіка.

Технологія віртуальних мереж признається багатьма фахівцями другою за важливістю технологічною новиною в локальних мережах після появи комутаторів.

Для зв'язку віртуальних мереж в інтерсітка потрібно залучення мережевого рівня. Він може бути реалізований в окремому маршрутизаторі або працювати в складі комутатора, якщо це комутатор третього рівня.

Власне, віртуальні мережі і потрібні для того, щоб створити логічну структуру подсетей, що є основою для роботи маршрутизатора.

Технологія освіти і роботи віртуальних мереж за допомогою комутаторів довгий час не була стандартизована, хоч вона і реалізовується досить давно і підтримується широким спектром моделей комутаторів різних виробників. Положення змінилося в 1998 році з прийняттям стандартів IEEE 802.1 р/Q,

однак фірмові версії VLAN ще будуть деякий час існувати в локальних мережах.

Фірмові технології VLAN одного виробника, як правило, не сумісні з фірмовими технологіями інших виробників. Тому довгий час віртуальні мережі створювалися на обладнанні одного виробника.

Способи побудови віртуальних мереж можна розбити на декілька основних схем:

- використання номерів подсетей мережевого рівня;

- угруповання портів;

- угруповання МАС-адрес;

- угруповання протоколів мережевого рівня;

- використання номерів VCI/VPI технології АТМ;

- додавання до кадрів канального рівня міток віртуальних мереж.

Всі способи, за винятком першого, вирішують проблему створення віртуальних мереж на канальному рівні і тому не залежать від протоколів, працюючих в мережі на верхніх рівнях.

Використання для созданияVLANномеров подсетей мережевого уровнятребует, щоб у всіх вузлах мережі працював який-небудь протокол мережевого рівня, наприклад, IР, IРХ або Арр1е Та1k, причому один і той же. У цьому випадку концепція віртуальної мережі повністю співпадає з розумінням цього терміну на мережевому рівні, тобто віртуальна мережа IР є подсетью IР, а віртуальна мережа IРХ - подсетью IРХ. Такий підхід вимагає і від комутаторів обов'язкової підтримки мережевого протоколу. Це поки ще не стало повсюдним явищем - "чисті" комутатори 2 рівня як і раніше широко застосовуються в мережах.

Тому при стандартизації техніки VLAN розробники пішли по іншому шляху. Вони розробили механізми створення VLAN за рахунок коштів тільки канального рівня.

Угруповання портовкоммутатора є одним з найбільш простих способів утворення віртуальних мереж.

До кожного порту комутатора приписується номер віртуальної мережі. При о6работке кадрів, що прийшли в комутатор, перевіряється, чи належить порт призначення тієї ж віртуальної мережі, що і порт джерела. Якщо так, то кадр передається (або зазнає додаткової фільтрації, якщо комутатор підтримує фільтри користувача або механізми профілювання трафіка QoS). Цей спосіб не вимагає від адміністратора великої роботи, і він також вельми економічний при реалізації в комутаторах. Угруповання портів погано працює в мережах, побудованих на декількох комутаторах. Це пояснюється тим, що при переході кадру від одного комутатора інформація про його приналежність віртуальної мережі втрачається, якщо тільки комутатори не пов'язані між собою стількома портами, скільки всього є віртуальних мереж. Тому угруповання портів застосовується в комутаторах спільно з іншими способами підтримки віртуальних мереж, здатних передавати інформацію про приналежність кадру певної VLAN між комутаторами.

Угруповання МАС-адресовсвободна від цього недоліку, але володіє іншим. Треба позначати номерами віртуальних мереж всі МАС-адреси, що є в таблицях кожного комутатора, а це копітка робота, порівнянна з програмуванням в машинних кодах. Комутатори підтримують цей спосіб, але він придатний тільки для невеликих мереж.

Угруповання протоколів мережевого уровняне призначене для подальшого об'єднання віртуальних мереж за допомогою маршрутизаторів. Цей спосіб відділяє трафік одного мережевого протоколу від іншої для надання певної якості обслуговування або напряму пакетів різних протоколів по різних каналах комутованої мережі. Останні два способи об'єднує те, що вони використовують спеціальне поле для зберігання номера віртуальної мережі в самому кадрі. Це дозволяє зберігати значення мітки VLAN при переміщенні кадрів від одного комутатора до іншого.

Використання номеровVCI/VPIтехнології АТМприменяется при передачі кадрів локальних мереж через комутатори АТМ. При цьому номер віртуальної мережі ототожнюється з номером віртуального шляху VPI/VCI, що використовується для передачі трафіка цієї віртуальної локальної мережі через мережу АТМ. Цей спосіб стандартизований в протоколі LANE, розробленому АТМ Forum, і підтримується всіма виробниками комутаторів АТМ для локальних мереж. Локальні мережі ELAN стандарту, що Емулюються LANE представляють ті ж віртуальні мережі, ізольовані один від одного для всіх видів адрес протоколів канального рівня локальних мереж. Для ефективного об'єднання ELAN маршрутизатори можуть застосовувати стандарт МРОА, який створений для крізної маршрутизації трафіка ELAN через магістраль АТМ. Для узгодженого застосування технології віртуальних мереж в масштабах всієї корпоративної локальної мережі прикордонні комутатори між традиційними сегментами і магістраллю АТМ повинні відображати VLAN, побудовані на основі одного з перерахованих способів, на ELAN, і навпаки.

Додавання до кадрів канального рівня міток віртуальних сетейявляется найбільш універсальним і надійним способом збереження інформації про номер VLAN при передачі кадрів між комутаторами.

У цьому способі до звичайного кадру локальної мережі формату Ethernet, TokingRing або FDDI додається спеціальне поле для зберігання номера віртуальної мережі. Однак це вимагає зміни формату кадру технології локальної мережі, що не завжди зручно.

Виробники комутаторів досить давно застосовують цей спосіб, але тільки на зв'язках між комутаторами. Поле, що переносить номер віртуальної мережі, додається до кадру тоді, коли кадр передається від комутатора до комутатора, а при передачі кадру кінцевому вузлу воно віддаляється. При цьому модифікується протокол взаємодії "комутатор-комутатор", а програмне і апаратне забезпечення кінцевих вузлів залишається незмінним.

Прикладів фірмових протоколів, що використовують мітки VLAN в кадрах, багато, але загальний недолік у них один - вони не підтримуються іншими виробниками. Навіть у однієї компанії існувало трохи способів, маркіровки кадрів, в залежності від технології, що використовується.

Сьогодні фірмові способи маркіровки VLAN повинні поступово замінюватися на стандартний спосіб, визначений в специфікаціях IEEE 802.1 р/Q, які вирішують і інші актуальні задачі.

Стандарти IEEE 802.1 р/Q, що стали частиною нової редакції стандарту роботи мостів 802.1 D-1998, направлені на підтримку техніки VLAN і диференційованої якості обслуговування в комутованих мережах. Ці стандарти засновані на додаванні до стандартного кадру локальної мережі двобайтовий поля, несучого мітку VLAN і пріоритет кадру. Крім цього, стандарти 802.1 р/Q вводять протокол реєстрації параметрів кінцевих вузлів в комутаторах (протокол GARP). Це дозволяє не динамічно створювати віртуальні мережі на основі даних, що зберігаються в конфігураційних базах кінцевих вузлів. За допомогою протоколу GARP можна реєструвати в комутаторах не тільки приналежність до груп віртуальних мереж, але і до інших динамічних груп, насамперед, до multicast-груп протоколу IP.

2.1.3 Структура кадру 802.1 Q

Специфікація 802.1 Q визначає 12 можливих форматів інкапсуляції долнительного поля в кадри МАС-рівня. Ці формати визначаються в залежності від трьох типів кадрів (EthernetII, LLC в нормальному форматі, LLC в форматі TokenRing), двох типів мереж (802.3/Ethernet або TokenRing/FDDI) і двох типів міток VLAN (неявних або явних). Є також певні правила трансляції початкових кадрів Ethernet або TokenRing в помічені кадри і зворотної трансляції помічених кадрів в початкові.

Поле ідентифікатора протоколу міток (TagProtocolIdentifier, TPI) замінило поле EtherType кадру Ethernet, яке помістилося після двухбайтного поля мітки VLAN.

У полі мітки VLAN є три подполя.

Подполе Priority призначене для зберігання трьох біт пріоритету кадру, що дозволяє визначити до 8 рівнів пріоритетів. Однобитний ознаку TR- Encapsulation показує, чи містять дані, переносимі кадром, інкапсульований кадр формату IEEE (ознака рівна 1) 802.5 або ж вони відповідають типу зовнішнього кадру (ознака рівна 0).

За допомогою цієї ознаки можна туннелировать трафік мереж TokenRing на комутованих магістралях Ethernet.

12-битний ідентифікатор VLAN (VID) унікально ідентифікує VLAN, до якої відноситься даний кадр.

Максимальний розмір кадру Ethernet збільшується при застосуванні специфікації IEEE 802.1 Q не 4 байта- з 1518 байт до 1522 байт.

Ріс.2.1.3 Структура кадру Ethernet з полем IEEE 802.1 Q

2.1.4 Забезпечення якості обслуговування в мережах на основі комутаторів.

Комутатори другого і третього рівнів можуть дуже швидко просувати пакети, але ця не єдина властивість мережевого обладнання, яка потрібно для створення сучасної мережі.

Мережею треба управляти, і одним з аспектів управління є забезпечення потрібної якості обслуговування (QoS).

Підтримка QoS дає адміністратору можливість передбачувати і контролювати поведінку мережі за рахунок приоритезації додатків, подсетей і кінцевих станцій, або наданні їм гарантованої пропускної спроможності.

Існує два основних способи підтримки якості обслуговування. Це попереднє резервування ресурсів і переважне обслуговування агрегированних класів трафіка. Останній спосіб знайшов на другому рівні основне застосування. У комутаторах другого рівня досить давно працює велика кількість фірмових схем пріоритетного обслуговування, що розбивають весь трафік на 2-3-4 класи і обслуговуючих ці класи диференційованим способом.

Сьогодні робочою групою IEEE 802.1 розроблені стандарти 802.1 р/Q (названі пізніше 802.1 D-1998), навідні порядок в схемах приоритезації трафіка і способі перенесення даних про класи трафіка в кадрах локальних мереж. Ідеї приоритезації трафіка, закладені в стандарти 802.1 р/Q, в основному відповідають розглянутій в розділі схемі диференційованих сервісів IP. Схема QoS на основі стандартів 802.1 р/Q передбачає

можливість завдання класу обслуговування (пріоритету) як кінцевим вузлом за рахунок помешения в стандартний кадр 802 ідентифікатора віртуальної мережі VID, вмісного три біти рівня пріоритету, так і класифікації трафіка комутаторами на основі деякого набору ознак. Якість обслуговування може також диференціюватися між різними віртуальними локальними мережами. У цьому випадку поле пріоритету грає роль дифференциатора другого рівня всередині різних потоків кожної віртуальної мережі.

Нормальний трафік, що доставляється з "max. зусиллями"

Чутливий до затримок трафік

Ріс.2.1.4 Класи обслуговування всередині віртуальних мереж.

Точна інтерпретація потреб кожного класу трафіка, поміченого значенням пріоритету і, можливо, номером віртуальної мережі, залишається, як і у випадку диференційованих сервисовIP, на розсуд адміністратора мережі. У загальному випадку передбачається наявність в комутаторі правил політики, відповідно до яких виконується обслуговування кожного класу трафіка, тобто наявності профілю трафіка.

Виробники комутаторів звичайно вбудовують в свої пристрої більш широкі способи класифікація трафіка, чим ті, які передбачені в стандарті 802.1 р/Q. Класси трафіка можуть відрізнятися МАС-адресами, фізичними портами, мітками 802.1 р/Q, а в комутаторах третього і четвертого рівнів - IP-адресами і добре відомими номерами портів TCP/UDP.

Як тільки пакет поступає в комутатор, значення його полів порівнюються з ознаками, що містяться в правилах, які призначені для груп трафіка, а потім вміщуються у відповідну чергу. Правила, пов'язані з кожною чергою, можуть гарантувати пакетам певну кількість пропускної спроможності і пріоритет, що впливає на величину затримки пакетів. Класифікація трафіка комутатором і вбудування інформації про необхідну якість обслуговування в пакети дозволяє адміністраторам встановлювати політику QoS у всій корпоративній мережі. Існують наступні способи класифікації трафіка:

- На основі портів. При призначенні пріоритетів індивідуальним вхідним портам для поширення інформації про необхідну якість обслуговування по всій комутованій мережі використовуються мітки пріоритетів стандарту 802.1 р/- На основі метокVLAN. Це досить простій і вельми узагальнений спосіб підтримки QoS. Призначаючи профіль QoS віртуальним локальним мережам, можна досить просто управляти потоками при їх об'єднанні в магістральній лінії.

- На основі номерів мереж. Віртуальні мережі, засновані на протоколах, можуть використати прив'язку профілів QoS до певним подсетям IP, IPX і AppleTalk. Це дозволяє легко відділити певну групу користувачів і забезпечити їх потрібною якістю обслуговування.

- По додатках (порти ТСР/UDP). Дозволяє виділити класи додатків, яким потім надається диференційоване обслуговування незалежно від адрес кінцевих вузлів і користувачів.

Необхідною умовою підтримки якості обслуговування на основі номерів мереж є можливість перегляду пакетів на третьому рівні, а диференціація по додатках вимагає перегляду пакетів на четвертому рівні.

Ріс.2.1.5 Обслуговування різних класів трафіка.

Після розділення трафіка на класи комутатори можуть забезпечувати кожному класу гарантований мінімум і максимум пропускної спроможності, а також пріоритет, що визначає обробку черги при наявності вільної пропускної спроможності комутатора. На малюнку показаний приклад обслуговування чотирьох класів трафіка. Кожному з них відведений певний мінімум пропускної спроможності, а високоприоритетному трафіку також і максимум, щоб цей клас трафіка не міг повністю подавити менш пріоритетні.

2.1.5 Агрегированіє каналів (Транкинг).

На відміну від механізмів резервування каналів зв'язку і портів пристроїв, подібних алгоритму SpanningTree, підтримуючих в активному стані тільки один канал з трохи можливіших, механізми агрегирования каналів використовують декілька активних паралельних каналів одночасно. Це дозволяє підвищити як пропускну спроможність, так і надійність каналів зв'язку.

Поки ще немає стандартного протоколу агрегирования каналів, хоч фірмові версії утворення загального логічного каналу з декількох фізичних зв'язків існують давно. Кожний виробник комутаторів тим або інакшим способом реалізовує техніку агрегирования фізичних каналів в один логічний канал. Частіше за все це робиться для магістральних портів комутатора (FastEthernet, GigabitEthernet).

НайПростіша схема агрегирования каналів застосовується до декількох фізичних зв'язків " точка- точка ", на яких працює один і той же протокол і яке об'єднують два мережевих пристрої. Агрегированний канал називають так само транком (trunk)

Trunk- пристрій або канал, що з'єднує дві точки, кожна з яких є комутаційним центром або точкою розподілу. Звичайно транк працює з декількома каналами одночасно.

Сьогодні техніка агрегирования використовується частіше за все для каналів FastEthernet і GigabitEthernet. Це необхідне для підвищення продуктивності магістральних зв'язків до величин в 2-3, а іноді і 8 Гбіт/з.

Транк розглядається протоколами верхніх рівнів, в тому числі і протоколом SpanningTree, як один канал. У агрегированном каналі трафік розподіляється по фізичних каналах для балансу їх навантаження. При обриві одного з фізичних каналів трафік, який по ньому передавався, швидко перенаправляти в один з прецездатний каналів.

Агрегированние з'єднання використовуються не тільки для об'єднання комутаторів, але і для підвищення швидкості мережевої роботи серверів.

Декілька мережевих адаптерів в цьому випадку мають загальну мережеву адресу (IP або IPX), на відміну від стандартної схеми роботи мультиадаптерного комп'ютера. Для такої організації зв'язків необхідне спеціальне програмне забезпечення для драйверів мережевих адаптерів, яке звичайно постачається виробником комутатора. Баланс навантаження і перехід на інший фізичний зв'язок відбувається при агрегированії зв'язків від мережевих адаптерів ефективніше і швидше, ніж при призначенні кожному мережевому адаптеру окремої мережевої адреси.

У проекті стандарту IEEE 802.3ad агрегированний канал розглядається як об'єднання фізичних полнодуплексних зв'язків " точка-точка " однієї швидкості протоколу сімейства Ethernet.

Для підвищення надійність агрегированного каналу старається використати зв'язки, що йдуть до різних модулів або пристроїв, щоб при виході з ладу одного модуля або пристрою частина фізичних зв'язків транка зберегла свою працездатність

Максимальна кількість фізичних каналів, що об'єднуються в транк, міняється від виробника до виробника.

Звичайно воно коливається від 2 до 8.

Даний дипломний проект враховує такі вимоги конкурсного завдання, як підвищення пропускної спроможності, скорочення часу реакції мережі, IP- оптимізація, консолідація серверів, отказоустойчивость зв'язків, підтримка VLAN, керованість мережі.

Рішення засноване на використанні:

- Магістралі Fast Ethernet;

- Комутації 3 рівня з надзвичайно низькими затримками;

- Комутації 3 рівня в поєднанні з QoS;

- Комутації 3 рівня з підтримкою транкинга;

- Управління з допомогою Optivity і застосуванням політики;

- Підтримки VLAN на основі стандарту 802.1 Q, а також пріоритетів надмірності і безпеки.

У сьогоднішніх мережах трафік интрасетей і трафік типу "вузол-вузол" впливають на критично важливі для підприємства додатки, Надання більшої пропускної спроможності є тільки частковим рішенням. Не менш важливим питанням стає підтримка пріоритетності трафіка, безпека і отказоустойчивость. Іншими словами, створення "інтелектуальної" мережі.

Проект передбачає:

- розміщення комутаторів BayStack 350 в кожному кросовому шафі;

- підключення кожного настільного комп'ютера до комутованого порту Ethernet 10/100;

- використання на магістралі протоколу FastEthernet;

- з'єднання кожного поверху з магістраллю каналом 400 Мбіт/з (4 полнодуплексних з'єднання 100Base-TX);

- розміщення на кожному поверсі комутатора 2 рівня;

- використання на магістралі комутаторів 3 рівня;

- застосування транкинга 802.1 Q і 802.1 р на кожному висхідному з'єднанні поверху.

Отказоустойчивость забезпечується спеціальною конструкцією стекових пристроїв, надлишковими джерелами живлення і комутаційними центрами, транкингом зв'язків на розподілених з'єднаннях FastEthernet, маршрутизацією на магістралі і протоколом переходу на надлишковий маршрутизаторVirtualRouterRedundancyProtoco(VRRP). Безпека і приоритезация використовують підтримуючі політику пристрої і глибоку фільтрацію пакетів.

У приміщенні, в кросових шафах встановлені стеки BayStack350, пов'язані транковими з'єднаннями.

Альтернативне підключення висхідних зв'язків дає додаткову отказоустойчивость.

На висхідних з'єднаннях поверхів, що йдуть від комутаторів BayStack 350, застосовуються методи транкинга, маркіровки VLAN по стандарту 802.1 Q, приоритезация 802.1 р.

BayStack 350- це високопродуктивний комутатор, який поєднує корпоративну функціональність з доступністю пристрою для робочої групи. Цей пристрій дозволяє почати з мінімальної конфігурації і розширювати її у великих межах. Стек може включати до 8 пристроїв BayStack 350, підтримуючи до 224 портів. Стек справляється як один пристрій.

Управління комутатором здійснюється за допомогою системи Optivity. Віртуальні локальні мережі VLAN будуються на основі портів або протоколу. Комутатор підтримує IP-Multicast.

Отказоустойчивая стекова конструкція дозволяє комутатору BayStack 350 забезпечувати надійність комутаторів на основі шасі. Стекова отказоустойчивость виключає будь-який вразливий елемент, ведучий до відмови всього стека. Стек підтримує заміну модулів на ходу. Надлишкові багатоканальні транки (RedundantMiltiLinkTrunking) дозволяють кожному порту транковой групи сполучатися з різними пристроями BayStack 350 в кросовому шафі. Протокол VRRP дозволяє мати в мережі резервний маршрутизатор і дуже швидко здійснювати перехід з основного маршрутизатора на резервний.

MiltiLinkTrunkingпозволяет объеденить 2-4 порту в один логічний високошвидкісний канал.

У даному проекті один зв'язок FastEthernet може бути легко доповнений зв'язками по 100 Мбіт/з, що дасть до 400 Мбіт/з полнодуплексной пропускної спроможності. ТехникаMiltiLinkTrunkingіспользуєтся на всіх магістральних зв'язках, що забезпечує сьогоднішні потреби в пропускній спроможності мережі, що розглядається, а так само потреби в розвитку мережі в майбутньому.

Обладнання, що використовується на мережі.

КоммутаториBayStack350.

Сімейство комутаторів BayStack 350 забезпечує економічне і високопродуктивне рішення для мереж, що вимагають зростання продуктивності.

З розширенням використання корпоративних intranet-мереж, появою нових додатків для групової роботи, підвищенням продуктивності робочих станцій, потребою в інтеграції голосу, відео і даних в одній мережі вимоги до продуктивності мереж постійно зростають. Технологія Fast Ethernet в багатьох випадках здатна задовольнити ці потреби. Швидке зниження цін зробило адаптери Fast Ethernet доступним для установки в нові робочі станції. Зараз при виборі адаптерів в більшості випадків зупиняються на платах, здатних працювати в мережах Ethernet (10 Мбіт/з) і Fast Ethernet (100 Мбіт/з). Не кожному користувачу сьогодні потрібно швидкість 100 Мбіт/з, але багатьох перестануть задовольняти можливості Ethernet 10 Мбіт/з в найближчому майбутньому. Комутатори BayStack 350 підтримують швидкість 10 і 100 Мбіт/із з автоматичним детектуванням і є першими пристроями, здатними значно підвищити продуктивність мережі при збереженні невисокої ціни. Володіючи всіма можливостями дорогих, високопродуктивних комутаторів, сімейство BayStack 350 призначене насамперед для об'єднання робочих груп або використання як настільні комутатори. Технологія автоматичного детектування швидкості дозволяє ефективно і надійно зв'язати пристрої Ethernet і Fast Ethernet в єдину мережу і забезпечує простій і недорогий спосіб поступового переходу на Fast Ethernet.

Всі комутатори сімейства BayStack 350 підтримують автоматичне визначення швидкості 10/100 для кожного порту (за винятком оптичних), що забезпечує простий перехід від традиційних мереж 10 Мбіт/з до сучасних технологій 100 Мбіт/з без заміни кабельних систем і переобладнання мережевих центрів. Можливість автоматичного вибору полнодуплексного або полудуплексного режиму забезпечує додаткове спрощення настройки мережі.

Комутатори BayStack 350 мають порти 10/100BASE-TX для підключення мідного кабеля (24 порти), забезпечуюче на сьогоднішній день найбільш ефективне рішення з автоматичним визначенням швидкості і режиму.

Всі комутатори BayStack Ethernet повністю інтегровані з сімейством програм мережевого управління Optivity, що забезпечує повне управління мережею по протоколу і моніторинг RMON. З допомогою Optivity адміністратор мережі може управляти всією мережею, включаючи концентратори, комутатори, маршрутизатори, з однієї консолі.

Спільне використання продукції сімейства BayStack (концентратори 10 Base-T і 100 Base-T маршрутизатори AccessNode, AdvancedRemoteNode, комунікаційні сервериRemoteAnnex) і комутаторів BayStack 350 забезпечує можливість організації гнучких, високопродуктивних мереж Ethernet або модернізації існуючих мереж.

У сучасних серверах і робочих станціях часто використовуються адаптери, підтримуючі обидві швидкості (10 і 100 Мбіт/з). Комутатори BayStack 350 забезпечують повну сумісність з такими адаптерами і підтримку технології plug-and-play, дозволяючи в будь-який момент почати роботу з швидкістю 100 Мбіт/з.

Висока продуктивність і широкий набір функцій роблять комутатори BayStack 350 ідеальним рішенням для комутації сегментів робочих груп на базі традиційних концентраторов 10 або 100 Мбіт/з або прямого підключення робочих станцій до портів комутатора. Підтримка ефективної технології визначення швидкості і режиму роботи для кожного порту дозволяє не думати про недостачу швидкісних портів, так характерну для традиційних комутаторів 10+100,

оскільки всі порти комутаторів BayStack 350 можуть працювати з швидкістю 10 Мбіт/з або 100 Мбіт/з незалежно від інших портів.

Підтримка віртуальних ЛВС в комутаторах BayStack 350 дозволяє вносити зміни в мережу на логічному рівні, не перемикаючи кабелі з одного роз'єм в інший. Крім того, віртуальні мережі можуть підвищити рівень безпеки мережі за рахунок зменшення розмірів широкомовних доменов. Трафік в різних сегментах і подсетях буде незалежним, забезпечуючи підвищення продуктивності і рівня безпеки.

Комутатори BayStack 350 дозволяють зв'язати кожний порт з декількома віртуальними мережами, забезпечуючи можливість доступу до сервера з різних доменов. Сервери, ті, що забезпечують роботу чутливих до затримок додатків (наприклад, відео) можуть використати режим приоритизації черг BayStack 350 (Priority Queuing) для забезпечення мінімальної затримки і своєчасної доставки важливої інформації.

Віртуальні ЛВС (VLAN) дозволяють розширити широкомовну домени за рахунок угруповання портів комутатора. Комутатори BayStack 350 дозволяють організувати віртуальні мережі на базі портів комутатора або MAC-адрес станцій. VLAN на основі портів (port-based) дозволяють легко розширювати сегменти ЛВС і спрощують їх скріплення з подсетями, а VLAN на базі MAC-адрес дозволяють рознести робочі станції одного фізичного сегмента в різні VLAN.

Перші реалізації комутаторів BayStack 350 підтримують до 8 VLAN на базі портів, в подальших версіях число віртуальних мереж буде збільшене до 32 віртуальних мереж на базі MAC-адрес разом з підтримкою до 1024 правил, що настроюються (configurable policies). Кожне правило може визначати будь-яку комбінацію 32 VLAN, до яких можуть відноситися MAC-адреси.

Комутатор забезпечує істотне підвищення продуктивності мережі за рахунок внутрішньої швидкості 1.2 Гбіт/з і швидкості розсилки 1.6 Мпак/з (мільйонів пакетів в секунду - pps). Висока густина портів разом з високошвидкісною комутацією роблять сімейство комутаторів BayStack 350 ідеальним рішенням для організації високошвидкісних мереж, включаючи підтримку multimedia і додатків CAD/CAM.

Підвищення продуктивності.

Комутатори BayStack Ethernet знижують гостроту проблеми недостачі смуги або навіть повністю вирішують її за рахунок надання виділеної смуги передачі для кожного з своїх портів. Комутатори дозволяють вести передачу одночасно багатьом пристроям, значно розширюючи доступну для користувачів смугу і знижуючи час відгуку додатків без внесення яких-небудь змін в кабельну систему.

Швидкість 1.2 Гбіт/з, та, що забезпечується спеціалізованим контроллером (ASIC) забезпечує підтримку високої швидкості для всіх портів одночасно. Комутатори BayStack 350 підтримує таблицю розміром 8192 MAC-адрес, забезпечуючи ефективну розсилку пакетів навіть у великих мережах з швидкістю до 1.6 мільйона пакетів в секунду.

Висока продуктивність гарантує від насичення смуги пропускання мережі в будь-яких можливих ситуаціях, а невисока вартість з розрахунку на один порт дозволяє використати комутатори навіть в невеликих організаціях..

Стійкість до збоїв

Для забезпечення надійної, стійкої до збоїв роботи всі комутатори BayStack Ethernet підтримують резервування критично важливих каналів, що забезпечує працездатність мережі при припиненні роботи основного каналу.

Управління комутаторами BayStack 350

Управління і настройка комутаторів BayStack 350 забезпечуються трьома різними способами - за допомогою консольного інтерфейса, Telnet або SNMP-додатків (наприклад, Optivity). Нижче приведений короткий опис всіх цих способів.

- Консольний інтерфейс

Консольний інтерфейс забезпечує управління комутатором через спеціальний порт RS232-D (режим out-of-band) з роз'єм DB-9. При управлінні через порт сигнали узгодження (handshaking) не потрібно, досить ліній прийому, передачі і загального проводу. Для управління можна використати будь-який термінал VT-100 або ПК з програмою емуляції термінала. Управління засноване на виборі функцій в меню. Консольний інтерфейс забезпечує полнофункциональние можливості настройки і управління для комутаторів BayStack 350.

- Telnet

Управління і настройка через мережу (режим in-band) доступні також за допомогою програми Telnet. Після того, як за допомогою консольного інтерфейса комутатору привласнена IP-адреса, ви можете з допомогою Telnet отримати доступ до управління комутатором. Управління, подібно консольному інтерфейсу, засноване на системі меню. Доступ до комутатора може бути відкритий одночасно через консольний порт і 4 сесії Telnet, однак реальні зміни конфігурації в кожний момент доступні тільки для одного з цих сеансів управління

- SNMP і Optivity

Підтримка SNMP в комутаторах BayStack 350 забезпечується за рахунок реалізації стандартних Ethernet MIB (RFC 1398), MIB II (RFC 1213), Bridge MIB (RFC 1493), RMON MIB (RFC 1757) і приватних розширень Bay Networks MIB. Майбутні версії програм будуть також підтримувати реалізацію Multi-Layer Topology MIB.

Хоч SNMP поддерживаетсядлявсехстандартнихплатформнабазе UNIX і Windows (таких, як HP OpenView), частниерасширения MIB, реализованниевкоммутаторах BayStack 350 доступниприиспользованиипрограмм Optivity Enterprise або Optivity Campus.

Табл. 2.2.1 Порівняння комутаторів BayStack

BayStack 301

BayStack 350

Призначення

Настільний

Комутатор сегментів

Наявність портів 10/100 з автомат. вибором ск.

1

+ 1 в модулі розширення

16/12

Сумарна пропускна спроможність

420 000 пакетів/січеного

1.2 Гбіт/сікти

1 600 000 пакетів/січеного

Підтримка VLAN

немає

є

Кількість MAC-адрес

1023

8192

Фільтрація кадрів

немає

за адресою одержувача

NETGEAR 10 Base-T Ethernet Hubs

Серія концентраторов NetGear EN10xTP 10BASE-T забезпечує простої у використанні, засноване на загальноприйнятих стандартах мережеве рішення для невеликих офісів, домашнього використання і робочих груп. Поєднання низьких цін з компактним виконанням і високою надійністю робить цю концентратори ідеальним рішенням для багатьох мереж.

Основні можливості:

- 4, 6 або 8 портів 10BASE-T

- Порт розширення (uplink)

- Довічна гарантія

- Компактний і міцний металевий корпус

- Роз'єм vista з вбудованими светодиодними індикаторами

4, 6 або 8 портів 10BASE-T

Забезпечують ефективний обмін інформацією, розділення ресурсів і т. п. в однорангових мережах і мережах з архітектурою клієнт-сервер. Для з'єднання комп'ютерів використовується кабель з скручених пар (UTP).

Порт розширення

Дозволяє каскадировать концентратори з використанням звичайного або спеціально перекрученого кабеля. Для зміни режиму роботи порту служить спеціальна кнопка на правій частині передньої панелі концентратора.

Довічна гарантія

концентратор, що Вийшов з ладу буде безкоштовно замінений або відремонтований при умові його експлуатації у відповідності зі специфікаціями виробника.

Компактний металевий корпус

Надійність і компактність корпусу концентраторов дозволяє встановлювати їх в будь-якому місці, не боячись пошкодження.

Роз'єм vista з вбудованими індикаторами

Забезпечують ефективний моніторинг роботи концентраторов і дозволяють істотно спростити організацію і перевірку мережевих з'єднань.

Порт розширення

Дозволяє каскадировать концентратори з використанням звичайного або спеціально перекрученого кабеля. Для зміни режиму роботи порту служить спеціальна кнопка на правій частині передньої панелі концентратора.

Табл. 2.2.2 Специфікації концентраторов NetGear

Специфікації

EN104 TP

EN106 TP

EN108 TP

Число портів

4

6

8

Розміри

Ширина

Висота

Глибина

Маса

340 г

340 г

530 г

Джерело живлення

Трансформатор, 220/5 В, 0.8 А, 47-63 Гц

Трансформатор, 220/5 В, 0.8 А, 47-63 Гц

Трансформатор, 220/12 В, 1.2 А, 47-63 Гц

Споживана потужність

4.2 Вт

4.2 Вт

8.7 Вт

Відповідність стандартам

IEEE 802.3i 10BASE-T, 10BASE-2, 10BASE-5 10 Mbps Ethernet, підтримка Windows 95, Macintosh, Novell Netware, LANtastic

Індикатори

Живлення, колізії - для пристрою

з'єднання, прием - для кожного порту

Навколишнє середовище

Температура - 0-40°З, вогкість - до 90%, без конденсації

Електромагнітноєїзлученіє

CE mark, commercial

FCC Part 15 Class А

EN 55 022 (CISPR 22), Class А

VCCI Class 1

Електромагнітна сумісність

CE mark, commercial

Відповідність нормам безпеки для джерела живлення

CE mark, commercial, список UL (UL 1950),

сертифікат CSA (CSA 22.2 #950), T-mark,

ліцензія TUV (EN 60 950)

Гарантія

Обмежена довічна для концентратора

3 року для джерела живлення

Табл. 2.2.3 Порівняння концентраторов Ethernet 10 Bast-T різних фірм.

NetGear EN108

3Com

8TPC

LinkSYS

Число портів 10BASE-T

8

8

8

Порт AUI

+

-

-

Порт BNC

+

+

+

Індикатори на роз'єм

+

+

+

Металевий корпус

+

-

-

Гарантія

довічна

довічна

5 років

Безкоштовна цілодобова технічна підтримка

+

-

-

Ціна (US$)

80$

150$

75$

Табл. 2.2.4 Основні переваги концентраторов NETGEAR

Найкраще співвідношення ціна/якість

NETGEAR пропонує самі дешеву концентратори серед обладнання відомих і маловідомих фірм. Більш того концентратори NETGEAR за менші гроші забезпечують великі можливості

Простота установки і використання

Підтримка технології Plug-and-play і ефективна светодиодная індикація дозволяють легко змонтувати мережу і контролювати її роботу.

Висока якість

Висока якість концентраторов підтверджується довічною гарантією на всі пристрої. Додатковою гарантією якості є репутація компанії Bay Networks.

Широкий вибір моделей

NETGEAR пропонує широкий спектр концентраторов Ethernet з числом портів від 4 до 16, як з портами AUI/BNC, так і без них для установки на столі/стіні або монтажу в спеціальному шафі. Випускаються концентратори із зовнішніми і внутрішніми джерелами живлення. З так широкого спектра моделей ви зможете вибрати концентратор, найбільш відповідну для ваших задач з урахуванням ціни і можливостей.

Система управління мережами Optivity

Система управління Optivity компанії BayNetworks випускається в різних варіантах, відмінних набором функціональних властивостей і програмно-апаратними платформами.

ВерсияOptivityEnterpriseработаєт на RISC-комп'ютерах в середовищах SunNetManager, HPOpenViewNetworkNodeManager і IBMNetViewAIX/6000. Ця версія призначена для великих корпоративних мереж з кількістю вузлів більше за 1000, володіє високою мірою масштабованість і найбільш повним набором функцій. Складається з наступних підсистем:

- OptivityLAN для управління локальними мережами, комутаторами і концентраторами,

- OptivityInternetwork для управління мережами із застосуванням маршрутизаторів,

- OptivityDesignandAnalysis підтримує функції планування і аналізу мережі,

- Крім цих підсистем склад OptivityEnterprise може бути доповнений підсистемами ATMNetworkManagementApplication для управління мережами, побудованими на основі ATM-комутаторів. Ця підсистема розташовується в середовищі SunNetManager разом з іншими компонентами Optivity і дозволяє контролювати і управляти пристроями LattisCell і EtherCell, а також створювати віртуальні мережі.

ВерсияOptivityCampusработаєт на персональних комп'ютерах з процесором Intel в середовищах HPOpenViewforWindows і NovellNetWareManagementSystem. Ця версія призначена для управління мережами середніх розмірів (від 150 до 1000), що складаються з концентраторов, комутаторів і маршрутизаторів.

ВерсияOptivityWorkgroupработаєт в середовищі MSWindows на персональних комп'ютерах з процесором Intel і призначена для управління невеликими мережами (до 200 вузлів), що складаються з концентраторов, комутаторів і маршрутизаторів.

У своїй роботі система Optivity спирається на функціональні возможностиагентов SNMP, вбудованих в комунікаційні пристрої.

Існує три версії агентів - Standard, Advanced і AdvancedAnalyzer.

АгентиAdvancedAnalyzerреалізуют найбільш розвинену на сьогоднішній день промислову технологію вбудованих агентів, включаючи повну підтримку всіх груп стандарту RMON, а також засобу SuperRMON. Кошти SuperRMON розширюють можливості стандарту RMON на 1 рівень семиуровневой моделі (для контролю портів) і на 3 рівень.

АгентиAdvancedподдержівают розвинені властивості вбудованого управління - пороги, захист доступу, автотопологию, а також чотири групи змінних RMON.

АгентиStandardобеспечивают тільки базові кошти управління і збору статистики для концентраторов.

Розглянемо детальніше за властивість версії середнього класу -OptivityforHPOpenView/Windows.

Як і інші версії Optivity, дана версія надає повний набір коштів для управління транспортними функціями мережі як єдиною, узгодженою системою, а не набором непов'язаних пристроїв. Система Optivity дає загальну картину корпоративної мережі за рахунок відображення і управління взаємозв'язками між концентраторами, комутаторами, маршрутизаторами, мостами і кінцевими станціями.

Optivity легко інтегрується з платформою HPOpenView. У цій системі об'єднані кошти управління маршрутизаторами і підтримка стандарту RMON, що дозволяє користувачам збирати деталізовану інформацію про відмови, помилки, продуктивність і діагностику в будь-якому місці мережі. Динамічне відображення стану мережі дозволяє легко отримувати точну інформацію по кожному порту.

OptivityforOpenViewforWindows підтримує всю лінію продуктів BayNetworks: концентратори System 800, System 2000, System 3000, Distributed 5000, System 5000, комутатори LattisSwitchSystem 28000 FastEthernet і маршрутизатори AN, ANH, ASN, BLN і BCN.

Стеки протоколів взаємодії в мережі.

Взаємодія комп'ютерів в мережах відбувається відповідно до певних правил обміну повідомленнями і їх форматами, тобто відповідно до певних протоколів. Ієрархічно організована сукупність протоколів, вирішальних задачу взаємодії вузлів мережі, називається стеком комунікаційних протоколів.

Існує досить багато стеків протоколів, широко вживаних в мережах. Це і стеки, що є міжнародними і національними стандартами, і фірмові стеки, що набули поширення завдяки поширеності обладнання тієї або інакшої фірми.

Використання в мережі того або інакшого стека комунікаційних протоколів багато в чому визначає обличчя мережі і її характеристики.

У невеликих мережах може використовуватися виключно один стек, В великих корпоративних мережах, об'єднуючих різні мережі, паралельно використовуються, як правило, декілька стеків.

Стікти ТСР/IР

Стікти ТСР/IР, званий також стеком DoD і стеком Internet, є одним з найбільш популярних і перспективних стеків комунікаційних протоколів. Якщо в цей час він поширений в основному в мережах з ОС UNIX, то реалізація його в останніх версіях мережевих операційних систем для персональних комп'ютерів (WindowsNT, NetWare) є хорошою передумовою для швидкого зростання числа установок стека ТСР/IР.

Стек був розроблений з ініціативи Міністерства оборони США (DepartmentofDefence, DoD) більше за 20 років тому для зв'язку експериментальної мережі ARPAnet з іншими сателлитними мережами як набір загальних протоколів для різнорідної обчислювальної середи. Мережа АRРА підтримувала розробників і дослідників у військових областях. У мережі АRРА зв'язок між двома комп'ютерами здійснювався з використанням протоколу IP (InternetProtocol), який і до цього дня є одним з основних в стеку ТСР/IР і фігурує в назві стека.

Великий внесок в розвиток стека ТСР/IP вніс університет Берклі, реалізовувавши протоколи стека в своєї версії ОС UNIX. Широке поширення ОС UNIX привело і до широкого поширення протоколу IР і інших протоколів стека. На цьому ж стеку працює всесвітня інформаційна мережа Internet, чий підрозділ InternetEngineeringTaskForce (IETF) вносить основний внесок у вдосконалення стандартів стека, що публікуються в формі специфікацій RFC.

Оскільки стек ТСР/IР був розроблений до появи моделі взаємодії відкритих систем ISO/OSI, то, хоч він також має багаторівневу структуру, відповідність рівнів стека ТСР/IР рівням моделі OSI досить умовна.

Структура протоколів ТСР/IР приведена на малюнку 2.2.6

Протоколи ТСР/IР діляться на 4 рівні.

Рис. 2.2.6 Структура протоколів ТСР/IР

7

WWW

Gopher

WAIS

SNMP

FTP

Telnet

SMTP

TFTP

I

6

5

TCP

UDP

II

4

3

IP

ISMP

RIP

OSPF

III

2

Не регламентується

Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, SPIP

IV

1

Рівні OSI Рівні TCP/IP

найнижчий (уровеньIV) - рівень міжмережевих інтерфейсів - відповідає фізичному і канальному рівням моделі OSI. Цей рівень в протоколах ТСР/IР не регламентується, але підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівня: для локальних каналів це Ethernet, TokenRing, FDDI, для глобальних каналів - власні протоколи роботи на аналогових комутованих і виділених лініях SLIP/PPP, які встановлюють з'єднання типу "точка - точка" через послідовні канали глобальних мереж, і протоколи територіальних мереж Х.25 і ISDN. Розроблена також спеціальна специфікація, що визначає використання технології АТМ як транспорт канального рівня.

Наступний рівень (уровеньIII)-це рівень міжмережевої взаємодії, який займається передачею дейтаграмм з використанням різних, локальних мереж, територіальних мереж Х.25, ліній спеціального зв'язку і т. п. Як основний протокол мережевого рівня (в термінах моделі OSI) в стеку використовується протоколIР, який спочатку проектувався як протокол передачі пакетів в складових мережах, що складаються з великої кількості локальних мереж, об'єднаних як локальними, так і глобальними зв'язками. Тому протокол IР добре працює в мережах зі складною топологією, раціонально використовуючи наявність в них підсистем і економно витрачаючи пропускну спроможність низкоскоростних ліній зв'язку. Протокол IР є дейтаграммним протоколом.

До рівня міжмережевої взаємодії відносяться і всі протоколи, пов'язані з складанням і модифікацією таблиць маршрутизації, такі як протоколи збору маршрутної информацииRIP(RoutingInternetProtocol) иOSPF(OpenShortestPathFirst), а також протокол міжмережевих керуючих сообщенийICMP(InternetControlMessageProtocol). Останній протокол призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутизатором і шлюзом, системою-джерелом і системою-приймачем, тобто для організації зворотного зв'язку. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляється про неможливість доставки пакету, про перевищення часу життя або тривалості зборки пакету з фрагментів, про аномальні величини параметрів, про зміну маршруту пересилки і типу обслуговування, про стан системи і т. п.

Наступний рівень (уровеньII) називається основним. На цьому рівні функціонують протокол управління передачейТСР (TransmissionControlProtocol) і протокол дейтаграмм пользователяUDP(UserDatagramProtocol). Протокол ТСР забезпечує стійке віртуальне з'єднання між видаленими прикладними процесами. Протокол UDP забезпечує передачу прикладних пакетів дейтаграммним методом, тобто без встановлення віртуального з'єднання, і тому вимагає менших накладних витрат, ніж ТСР.

Верхній рівень (рівень I) називається прикладним. За довгі роки використання в мережах різних країн і організацій стек ТСР/IР накопичив велику кількість протоколів і сервісів прикладного рівня. До них відносяться такі протоколи, що широко використовуються, як протокол копіювання файлів FТР, протокол емуляції термінала Telnet, поштовий протокол SМТР, що використовується в електронній пошті мережі Internet і її російській гілці РЕЛКОМ, гіпертекстові сервіси доступу до видаленої інформації, такі як WWW і багато які інші.

ПротоколSNMP(SimpleNetworkManagementProtocol) використовується для організації мережевого управління. Проблема управління розділяється тут на дві задачі. Перша задача пов'язана з передачею інформації. Протоколи передачі керуючої інформації визначають процедуру взаємодії сервера з програмою-клієнтом, працюючої на хосте адміністратора. Вони визначають формати повідомлень, якими обмінюються клієнти і сервери, а також формати імен і адрес. Друга задача пов'язана з контрольованими даними. Стандарти регламентують, які дані повинні зберігатися і нагромаджуватися в шлюзах, імена цих даних і синтаксис цих імен. У стандарті SNMP визначена специфікація інформаційної бази даних управління мережею. Ця специфікація, відома як база даних MIB (ManagementInformationBase), визначає ті елементи даних, яких хост або шлюз повинен зберігати, і допустимі операції над ними.

Протокол пересилки файловFТР (FileTransferProtocol) реалізовує видалений доступ до файла. Для того, щоб забезпечити надійну передачу, FТР використовує як транспорт протокол з встановленням з'єднань - ТСР. Крім пересилки файлів протокол, FТР пропонує і інші послуги. Так користувачу надається можливість інтерактивної роботи з видаленою машиною, наприклад, він може розпечатати вміст її каталогів, FТР дозволяє користувачу вказувати тип і формат даних, що запам'ятовуються. Нарешті, РТР виконує аутентификація користувачів. Раніше, ніж отримати доступ до файла, відповідно до протоколу користувачі повинні повідомити своє ім'я і пароль.

У стеку ТСР/IР протокол FТР пропонує найбільш широкий набір послуг для роботи з файлами, однак він є і самим складним для програмування. Додатки, яким не потрібно всі можливості FТР, можуть використати інший, більш економічний протокол - найпростіший протокол пересилки файловТFТР (TrivialFileTransferProtocol). Цей протокол реалізовує тільки передачу файлів, причому як транспорт використовується більш простий, ніж ТСР, протокол без встановлення з'єднання- UDP.

ПротоколTelnetобеспечиваєт передачу потоку байтів між процесами, а також між процесом і терміналом. Найчастіше цей протокол використовується для емуляції термінала видаленої ЕОМ.

ПротоколиNetWare.

NetWare є операційною системою мережі (network operating system - NOS) і пов'язаною з нею середою забезпечення послуг, розробленою Novell Inc. і поданої на ринок на початку 1980 рр. У той час мережі були невеликими і переважно гомогенними, зв'язок робочих груп за допомогою локальних мереж був ще новим явищем, а ідея про персональний комп'ютер ще тільки почала завойовувати популярність.

Як середа NOS, NetWare визначає п'ять вищих рівнів еталонної моделі OSI. Вона забезпечує спільне користування файлами і принтером, підтримку різних прикладних задач, таких як передача електронної пошти і доступ до бази даних, і інші послуги. Також як і інші NOS, такі какNetwork File System (NFS) компанії Sun Microsystems Inc. і LANManagerкомпанії Microsoft Corporation, NetWare базується на архітектурі клієнт-сервер (slient-server architecture). У такій архітектурі клієнти (іноді звані робочими станціями) запитують у серверів певні послуги, такі як доступ до файлів і принтера.

Основна характеристика системи клієнт-сервер полягає в тому, що доступ до віддаленої мережі є прозорим для користувача. Це досягається за допомогою видаленого виклику процедур (remote procedure calls) - такого процесу, коли програма місцевого комп'ютера, працююча на обладнанні клієнта, відправляє виклик у видалений сервер. Цей сервер виконує вказану процедуру і повертає запитану інформацію клієнту місцевого комп'ютера.

Малюнок ілюструє в спрощеному вигляді відомі протоколи NetWare і їх зв'язок з еталонною моделлю OSI. При наявності відповідних драйверів, NetWare може працювати з будь-яким протоколом доступу до носія. На малюнку 2.2.7 перераховані ті протоколи доступу до носія, які в цей час забезпечуються драйверами NetWare.

Рис 2.2.7 Протоколи доступу до носія

NetWare работаетсEthenet/IEEE 802.3, Token Ring/IEEE 802.5, Fiber Distributed Data Interface (FDDI) иARCnet. NetWare також працює в синхронних каналах глобальних мереж, использующихPoint Protocol(PPP) (Протокол безпосередніх з'єднань).

Мережевий рівень

Internet Packet Exchange (IPX) є оригінальним протоколом мережевого рівня Novell. Якщо пристрій, з яким необхідно встановити зв'язок, знаходиться в іншій мережі, IPX прокладає маршрут для проходження інформації через будь-які проміжні мережі, які можуть знаходитися на шляху до пункту призначення.

Рис 2.2.8 Формат пакету IPX

Пакет IPX починається з 16-бітового поля контрольної суми (checksum), яке встановлюється на одиниці.

16-бітове поле довжини (length) визначає довжину повної дейтаграмми IPX в байтах. Пакети IPX можуть бути будь-якою довжини, аж до розмірів максимальної одиниці передачі носія (MTU). Фрагментація пакетів не застосовується.

За полем довжини йде 8-бітове поле управління транспортуванням (transport control), яке означає число роутеров, через які пройшов пакет. Коли значення цього поля доходить до 15, пакет відкидається виходячи з припущення, що могла мати місце маршрутна петля.

8-бітове поле типу пакету (packet type) визначає протокол вищого рівня для прийому інформації пакету. Двома загальними значеннями цього поля є 5, яке определяетSequenced Packet Exchange (SPX)(Впорядкований обмін пакетами) і 17, яке определяетNetWare Core Protocol (NCP)(Основний протокол NetWare).

Інформація адреси пункту призначення (destination address) займає наступні три поля. Ці поля визначають мережу, головну обчислювальну машину і гніздо (процес) пункту призначення.

Слідом йдуть три поля адреси джерела (source address), що визначають мережу, головну обчислювальну машину і гніздо джерела.

За полями пункту призначення і джерела слідує поле даних (data). Воно містить інформацію для процесів вищих рівнів.

Хоч IPX і є похідною XNS, він має декілька унікальних характеристик. З точки зору маршрутизації, найбільш важлива відмінність полягає в механізмах формування пакетів даних цих двох протоколів. Формування пакету даних - це процес упаковки інформації протоколу вищого рівня і даних в блок даних. Блоки даних є логічними групами інформації, дуже схожими на слова телефонної розмови. XNS використовує стандартне формування блоку даних Ethernet, в той час як пакети IPX формуються в блоки даних Ethernet Version 2.0 або IEEE 802.3 без інформації IEEE 802.2, яка звичайно супроводить ці блоки даних.

Рис. 2.2.9 Формування пакету даних

Для маршрутизації пакетів в об'єднаних мережах IPX використовує протокол динамічної маршрутизації, називаемийRouting Information Protocol (RIP)(Протокол маршрутної інформації).

У доповнення до різниці в механізмах формування пакетів, Novell також додатково включила в своє сімейство протоколів IPX протокол, називаемийService Adverticement Protocol (SAP)(Протокол оголошень про послуги). SAP дозволяє вузлам, що забезпечують послуги, оголошувати про свої адреси і послуги, які вони забезпечують.

Novell також підтримує "Блок мережі" LU 6.2 компанії, що адресується IBM (LU 6.2 network addressable unit - NAU). LU 6.2 забезпечує связность за принципом рівноправних систем через середу повідомлень IBM. Використовуючи можливості LU 6.2, які є у NetWare, вузли NetWare можуть обмінюватися інформацією через мережу IBM. Пакети NetWare формуються в межах пакетів LU 6.2 для передачі через мережу IBM.

Транспортний рівень

Sequenced Packet Exchange (SPX)(Впорядкований обмін пакетами) є протоколом транспортного рівня, що найчастіше використовується NetWare. Novell отримала цей протокол внаслідок доработкиSequenced Packet Protocol (SPP) системи XNS. Як і протокол ТСР (Transmission Control Protocol) і багато які інші протоколи транспортного рівня, SPX є надійним, з встановленням з'єднання протоколом, який доповнює послуги дейтаграмм, що забезпечуються протоколами Рівня 3.

Novell також пропонує підтримку протоколаInternet Protocol (IP) у вигляді формування протоколомUser Datagram Protocol(UDP)/IP інших пакетів Novell, таких як пакети SPX/IPX. Для транспортування через об'єднані мережі, що базуються на IP, дейтаграмми IPX формуються всередині заголовків UDP/IP.

Протоколи вищих рівнів

NetWare підтримує велика різноманітність протоколів вищих рівнів; деякі з них дещо більш популярні, ніж інші.

NetWare shell (командний процесор) працює в обладнанні клієнтів (яке часто називається робочими станціями серед фахівців по NetWare) і перехоплює звертання прикладних задач до пристрою Введення/Висновок, щоб визначити, чи вимагають вони доступ до мережі для задоволення запиту.

Якщо це так, то NetWare shell організує пакети запитів і відправляє їх в програмне забезпечення нижчого рівня для обробки і передачі по мережі. Якщо це не так, то вони просто передаються в ресурси місцевого пристрою Введення/Висновку.

Прикладні задачі клієнта не обізнані про які-небудь доступи до мережі, необхідних для виконання звертань прикладних задач.NetWare Remote Procedure Call (Netware RPC)(Виклик процедури звернення до віддаленої мережі) є ще одним більш загальним механізмом переадресації, що підтримується Novell.

Netware Core Protocol (NCP)(Основний протокол NetWare) являє собою ряд програм для сервера, призначених для задоволення запитів прикладних задач, що приходять, наприклад, з NetWare shell. Послуги, що надаються NCP, включають доступ до файлів, доступ до принтера, управління іменами, облік використання ресурсів, захист даних і синхронізацію файлів.

NetWare також підтримує специфікацію інтерфейса сеансового уровняNetwork Basic I/Про System (NetBIOS) компаній IBM і Microsoft. Програма емуляції NetBIOS, що забезпечується NetWare, дозволяє програмам, написаним для промислового, стандартного інтерфейса NetBIOS, працювати в межах системи NetWare.

Послуги прикладного рівня NetWare включаютNetWare Message Handling Service (NetWare MHS)(Послуги по обробці повідомлень), Btrieve, NetWare Loadable Modules (NLM)(Модулі, що Завантажуються NetWare) і різні характеристики связности IBM. NetWare MHS є системою доставки повідомлень, яка забезпечує транспортування електронної пошти. Btrieve являє собою реалізацію механізму доступу до бази даних двійкового дерева (btree) Novell. NLM реалізовуються як додаткові модулі, які підключаються до системи NetWare. У цей час компанія Novell і треті сторони, що беруть участь надають NLM для комплектів протоколів (alternate protocol stacks), що чергуються, послуги зв'язку, послуги доступу до бази даних і багато інших послуг.

РОЗДІЛ 3.

3.1 Розрахунок корисної пропускної спроможності мережі.

У цей час термін Ethernet використовується для опису всіх локальних мереж, що використовують режим колективного доступу до середи передачі даних з пізнанням несучою і виявленням колізій. Цей метод використовується в мережах, побудованих по логічній топології із загальною шиною. При такій топології всі комп'ютери локальної мережі мають безпосередній доступ до фізичної середи передачі даних (загальна шина), тому вона може бути використана для обміну даними між двома будь-якими вузлами мережі.

Одночасно (з урахуванням затримки поширення сигналу по фізичній середі) всі комп'ютери мережі мають можливість отримувати дані, які будь-якої з комп'ютерів почав передавати на загальну шину. Кабель, до якого підключені всі комп'ютери, працює в режимі колективного доступу. У конкретний момент часу передавати дані на загальну шину може тільки один комп'ютер в мережі. При цьому всі комп'ютери мережі володіють рівними правами доступу до середи. Щоб упорядити доступ комп'ютерів до загальної шини, використовується метод колективного доступу з пізнанням несучої і виявленням колізій (CSMA/CD).

Метод складається з двох частин:

Перша частина- CSMA визначає, яким чином комп'ютер отримує доступ до середи. Для того щоб передати дані на загальну шину, комп'ютер спочатку слухає мережу, щоб визначити, чи не передаються в даний момент які-небудь дані. У стандарті Ethernet ознакою вільної лінії є «тиша», тобто відсутність несучої. Якщо робоча станція виявляє несучий сигнал, то для неї це є ознакою зайнятості шини і передача даних відкладається, тобто станція переходить в режим очікування.

У стандарті FastEthernet ознакою вільного стану середи є не відсутність сигналів на шині, а передача по ній спеціального Idle-символа відповідного надлишкового коду.

Коли в мережі наступає мовчання, станція починає передачу. Всі дані, що передаються по мережі, формуються в кадрах певної структури. Кожний кадр забезпечується унікальною адресою станції призначення і станції відправника.

Крім того, кожний кадр супроводиться 8-байтовою преамбулою - певним сигналом, необхідним для синхронізації приймача і передавача. Всі станції, підключені до загальної шини, визначають факт передачі кадру, але тільки та станція, яка взнає свою адресу в заголовках кадру, записує його вміст в свій внутрішній буфер, а потім посилає по кабелю кадр- відповідь. Адреса станції- відправника міститься в початковому кадрі, тому станція-одержувач знає, кому треба послати відповідь.

По закінченні передачі кадру всі вузли мережі зобов'язані витримати паузу, звану межкадровим інтервалом (InterPacketGap, IPG). Ця пауза необхідна для забезпечення рівних прав всім станціям на передачу даних, то естьто є для запобігання монопольному захвату однією станцією загальної шини і для приведення мережевих адаптерів в початковий стан. По закінченні паузи станції мережі визначають середу як вільну і можуть почати передачу даних. Тривалість межкадрового интерваладля 10-мегабитного Ethernet составляет9,6 мкс, а для 100-мегабитного FastEthernet - в 10 раз менше, то есть0,96 мкс. Міжкадровий інтервал в точності рівний часу, необхідному для передачі 12 байт або 96 біт. Якщо визначити як одиниця вимірювання тимчасового інтервалу час, необхідний для передачі одного біта - бітовий інтервал (bt), то міжкадровий інтервал рівний 96 bt. Такий спосіб визначення тимчасових інтервалів не залежить від швидкості передачі даних і часто використовується в стандарті Ethernet.

При описаному способі колективного доступу до середи передачі даних можлива ситуація, коли декілька станцій одночасно вирішать, що шина є вільною, і почнуть передавати по ній свої дані. Така ситуація називається колізією (collision). При цьому вміст кадрів стикається на загальній шині і відбувається спотворення інформації. У принципі, колізія- це нормальна і неминуча ситуація в мережах Ethernet.

Колізія виникає не тільки в тому випадку, коли дві або більше станцій починають абсолютно одночасно передавати кадр на загальну шину, що практично нереально, але і коли одна станція починає передачу кадру, а до іншої станції цей кадр ще не встиг розповсюдитися, і, вирішивши, що шина вільна, інша станція також починає передачу.

Колізія- це слідство розподіленого характеру мережі. Чим більше діаметр мережі, тобто відстань між двома найбільш видаленими один від одного станціями, тим більше імовірність виникнення колізії в такій мережі.

Друга частьметода CSMA/CD - collisiondetect служить для дозволу конфліктних ситуацій, виникаючих при колізіях. Всі вузли мережі повинні бути здатні розпізнати виникаючу колізію. Чітке розпізнавання колізій всіма станціями мережі є необхідною умовою коректної роботи мережі Ethernet. Якщо яка-небудь передаюча станція не розпізнає колізію і вирішить, що кадр даних переданий нею вірно, то цей кадр даних буде загублений.

Через накладення сигналів при колізії інформація кадру спотвориться і він буде отбракован приймаючою станцією (можливо, з- за неспівпадання контрольної суми).

Швидше усього, спотворена інформація буде повторно передана яким- небудь протоколом верхнього рівня, наприклад транспортним або прикладним, працюючим з встановленням з'єднання.

Але повторна передача повідомлення протоколами верхніх рівнів станеться через значно більш тривалий інтервал часу в порівнянні з микросекундними інтервалами, якими оперує протокол Ethernet. Тому якщо колізії не будуть надійно розпізнаватися вузлами мережі Ethernet, то це приведе до помітного зниження корисної пропускної спроможності даної мережі.

Для того щоб мати можливість розпізнати колізію, кожна станція прослуховує мережу у час і після передачі пакету. Виявлення колізії засноване на порівнянні сигналу, що посилається станцією і сигналу, що реєструється. Якщо сигнал, що реєструється відрізняється від того, що передається, то станція визначає цю ситуацію як колізію.

При виявленні колізії передаючою станцією вона перериває процес передачі кадру і посилає в мережу спеціальний 32-битний сигнал, званий jam-послідовністю. Призначення цієї послідовності - повідомити всім вузлам мережі про наявність колізії.

Після виникнення колізії станція, її що виявила, робить паузу, після якої робить наступну спробу передати кадр. Паузапосле колізії є випадковою і вибирається за наступним правилом:

де

t- інтервал відстрочки рівний 512bt, що при швидкості 100 Мбіт/з становитиме 5.12 мкс.

L- ціле випадкове число, вибране з діапазону []

N- номер повторної спроби передачі даного кадру.

Після першої спроби пауза може або бути відсутнім, або складати один або два інтервали відстрочки. Після другої спроби пауза може або бути відсутнім, або бути рівною одному, двом, трьом або чотирьом інтервалам відстрочки. Після 10-й спроби інтервал, з якого вибирається пауза, не збільшується. Таким чином, після десятої спроби передачі кадру випадкова пауза може приймати значення від 0 до 1024 512 bt = 524 288 bt.

Для стандарту FastEthernet це відповідає тимчасовому діапазону від 0 до 5.24 мс.

Передавач робить всього 16 послідовних спроб передачі кадру. Якщо всі спроби завершилися невдало, викликавши колізію, то передавач припиняє спроби передати даний кадр. Для надійного распознания колізій необхідно, щоб колізія була виявлена в процесі передачі кадру. У гіршому варіанті в конфлікт можуть вступити дві найбільш видалені один від одного станції.

Нехай перша станція, вирішивши, що шина вільна, починає передачу кадру. До самої видаленої від неї станції цей кадр дійде не вмить, а через деякий проміжок часу t. Якщо в цей момент часу видалена станція, також вирішивши, що шина вільна, починає передачу свого кадру, то виникає колізія. Спотворена інформація дійде до першої станції також через час t. Тому колізія буде виявлена першою станцією через час 2t після початку передачі нею кадру. До моменту виявлення колізії станція не повинна закінчити передачу кадру.

Звідси виходить просте співвідношення між часом, необхідним для передачі кадру мінімальної довжини і затримкою сигналу при поширенні в мережі:

де

t- час поширення сигналу по мережі Ethernet.

Подвоєний час поширення сигналу називають часом двійчастого обороту (PathDelayValue, PDV). Час двійчастого обороту в мережі визначається максимальною довжиною мережі, а також пристроями (концентраторами, повторителями), що вносить затримку в поширення сигналу. Мінімальний час, необхідний для передачі кадру Ethernet, залежить від швидкості передачі і довжини кадру. Всі параметри протоколу Ethernet підібрані таким чином, щоб при нормальній роботі вузлів мережі колізії завжди чітко розпізнавалися.

Так, для мереж FastEthernet, побудованих на парі, що виється і концентраторе, максимальна відстань між станцією і концентратором не повинна перевершувати 100м, а між будь-якими двома станціями мережі повинне бути не більш чотирьох концентраторов (правило чотирьох хабов).

З опису методу колективного доступу до загальної шини і механізму реагування на колізії видно, що імовірність того, що станція може отримати в своє розпорядження загальну шину для передачі даних, залежить від завантаженості мережі, тобто від того, наскільки часто виникає потреба у станцій в передачі кадрів. При значній завантаженості мережі зростає імовірність виникнення колізій, і корисна пропускна спроможність мережі Ethernet падає через повторні спроби передачі одних і тих же кадрів. Потрібно відмітити, що метод доступу CSMA/CD взагалі не гарантує станції, що вона коли-або зможе отримати доступ до середи. Звісно, при невеликому мережевому трафіку імовірність такого повороту подій невелика, але якщо мережевий трафік наближається до максимальної пропускної спроможності мережі, подібне стає дуже вірогідним. Для характеристики завантаженості мережі вводять поняття коефіцієнта завантаженості (використання) мережі. Коефіцієнт завантаженості мережі визначається як відношення трафіка, що передається по мережі, до її максимальної пропускної спроможності.

Для мереж FastEthenet максимальна пропускна спроможність рівна 100Мбит/з (200 Мбіт/з в полнодуплексном режимі), а трафік, що передається по мережі, рівний сумі інтенсивностей трафіків, що генеруються кожним клієнтом мережі.

Говорячи про максимальну пропускну спроможність мережі, слідує различатьполезную і повну пропускну спроможність. Під корисною пропускною спроможністю розуміється швидкість передачі корисної інформації, об'єм якої завжди декілька менше повної інформації, що передається, оскільки кожний кадр, що передається містить службову інформацію, що гарантує його правильну доставку адресату.

Відмінність корисної пропускної спроможності від повної пропускної спроможності залежить від довжини кадру.

Оскільки частка службової інформації завжди одна і та ж, то, чим менше загальний розмір кадру, тим вище «накладні витрати». Службова інформація в кадрах Ethernet становить 18 байт (без преамбули), а розмір поля даних кадру міняється від 46 до 1500 байт.

Сам розмір кадру міняється:

від 46 + 18 = 64 байт до 1500 + 18 = 1518 байт.

Тому для кадру мінімальної довжини корисна інформація становить всього лише 46/64 = 0,72 від загальної інформації, що передається, а для кадру максимальної довжини 1500/1518 = 0,99 від загальної інформації.

Щоб розрахувати корисну пропускну спроможність мережі для кадрів максимального і мінімального розміру, необхідно врахувати різну частоту проходження кадрів. Природно, що, чим менше розмір кадрів, тим більше таких кадрів буде проходити по мережі за одиницю часу, переносячи з собою більшу кількість службової інформації.

Так, для передачі кадру мінімального розміру, який разом з преамбулою має довжину 72 байта, або 576 біт, буде потрібний час, рівне 576 bt, а якщо врахувати міжкадровий інтервал в 96 bt те отримаємо, що період проходження кадрів становитиме 672 bt.

При швидкості передачі в 100 Мбіт/з це відповідає часу 6,72 мкс. Тоді частота проходження кадрів, тобто кількість кадрів, що проходять по мережі за 1 секунду, становитиме 1/6,72 мкс = 148 809 кадр/з.

При передачі кадру максимального розміру, який разом з преамбулою має довжину 1526 байт або 12208 біт, період проходження становить 12 208 bt + 96 bt = 12 304 bt, а частота кадрів при швидкості передачі 100 Мбіт/з становитиме 1/123,04 мкс = 8127 кадр/з.

Знаючи частоту проходження кадрів і розмір корисної інформації, переносимої кожним кадром, неважко розрахувати корисну пропускну спроможність мережі.

Для кадру мінімальної довжини корисна пропускна спроможність рівна 46 байт/кадр 148 809 кадр/з = 54,76 Мбіт/з, що складає лише трохи більше половини від загальної максимальної пропускної спроможності мережі.

Для кадру максимального розміру корисна пропускна спроможність мережі рівна 1500 байт/кадр 8127 кадр/з = 97,52 Мбіт/з.

Таким чином, в мережі FastEthernet корисна пропускна спроможність може мінятися в залежності від розміру кадрів, що передаються від 54,76 до 97,52 Мбіт/з, а частота проходження кадрів змінюється в діапазоні від 8127 до 148 809 кадр/з.

3.2 Розрахунок міри використання каналу.

У умовах стрімкого зростання інтенсивності інформаційного обміну в сучасних мережах часто виникає необхідність в застосуванні науково обгрунтованих методів прогнозу наслідків змін в мережі, зміни топології мережі і т. д.

Для проведення розрахунку міри використання каналу необхідно визначити, що, власне, входить до складу цієї системи і те, які параметри підлягають оцінці.

- стаціонарна імовірність перебування n вимог в системі

- інтенсивність надходження вимог (величина, зворотна середньому інтервалу часу між моментами надходження)

- швидкість обслуговування (величина, зворотна середньому часу обслуговування)

- середнє число вимог в системі

- середнє число вимог, що чекають в черзі

- середній час перебування вимог в системі

- середній час, яка вимога чекає в черзі

Використовуючи в нашому розрахунку мінімальну (64 байти) і максимальну (1500 байт) довжину кадру, також приймаючи для розрахунку швидкості роботи каналу рівні 10, 20, 30, 40, 100, 200, 300, 400 Мбіт/з. і інтенсивність надходження кадрів від кожної персональної машини рівної 30 кадрам в секунду визначимо:

Min довжина кадру рівна 64 байти=64*8=512 біт

Max довжина кадру рівна 1500 байт=1500*8=12000 біт

У нас є 2 віртуальних каналу (VLAN 1 і VLAN 2).

До першого віртуального каналу підключені 60 комп'ютерів.

До другого віртуального каналу підключені 40 комп'ютерів.

Тоді інтенсивність надходження кадрів буде:

Для VLAN 1: 30 пак/сікти.*60 комп.=1800 пак/сікти.

Для VLAN 2: 30 пак/сікти.*40 комп.=1200 пак/сікти.

Сумарна інтенсивність буде: 1800+1200=3000 пак/сікти.

Переведемо пакети в біти і отримаємо:

Для = 3000*512=1536000

Для = 3000*12000=36000000

Звідси визначимо коефіцієнт використання:

Зведемо отримані дані в таблицю:

Мбит/з

від

від

10

0,15

20

0,08

30

0,05

40

0,04

100

0,015

0,36

200

0,008

0,18

300

0,005

0,12

400

0,004

0,09

Стаціонарна імовірність перебування вимог в системі буде:

Мбит/з

від

від

10

0,75

20

0,88

30

0,95

40

0,94

100

0,975

0,64

200

0,988

0,72

300

0,995

0,78

400

0,994

0,91

Отримані дані представимо на малюнку 3.2.1

РОЗДІЛ 4. Екологія і безпека життєдіяльності.

4.1 Техніки безпеки при роботі з ЕОМ.

Роботи, що проводяться при проектуванні локально-вичеслительной мережі, а також при подальшій її експлуатації і обслуговуванні, можна кваліфікувати як творчу роботу з персональними електронними обчислювальними машинами (ПЕВМ) і іншими термінальними пристроями.

Вивчення і розв'язання проблем, пов'язаних із забезпеченням здорових і безпечних умов, в яких протікає труд людини - одна з найбільш важливих задач в розробці нових технологій і систем проектування. Вивчення і виявлення можливих причин виробничих нещасних випадків, професійних захворювань, аварій, вибухів, пожеж, і розробка заходів і вимог, направлених на усунення цих причин дозволяють створити безпечні і сприятливі умови для труда людини.

Робота співробітників безпосередньо пов'язана комп'ютером, а відповідно з додатковим шкідливим впливом цілої групи чинників, що істотно знижує продуктивність їх труда. До таких чинників можна віднести:

1) вплив шкідливих випромінювань від монітора;

2) неправильна освітленість;

3) не нормований рівень шуму;

4) порушення мікроклімату;

5) наявність напруження;

і інші чинники.

Вимоги до моніторів і ПЕВМ.

Візуальні ергономічні параметри монітора є параметрами безпеки, і їх неправильний вибір приводить до погіршення здоров'я користувачів. Всі монітори повинні мати гігієнічний сертифікат, що включає в тому числі оцінку візуальних параметрів.

Конструкція монітора, його дизайн і сукупність ергономічних параметрів повинні забезпечувати надійне і комфортне лічення інформації, що відображається в умовах експлуатації.

Конструкція монітора повинна забезпечувати можливість фронтального спостереження екрана шляхом повороту корпусу в горизонтальній площині навколо вертикальної осі в межах плюс-мінус 30 градусів і у вертикальній площині навколо горизонтальної осі в межах плюс-мінус 30 градусів з фіксацією в заданому положенні. Дизайн монітора повинен передбачати забарвлення корпусу в спокійні м'які тони з дифузним розсіюванням світла. Корпус монітора і ПЕВМ, клавіатура і інші блоки і пристрою ПЕВМ повинні мати матову поверхню одного кольору з коефіцієнтом відображення 0,4 - 0,6 і не мати блискучих деталей, здатних створювати полиски.

На лицьовій стороні корпусу монітора не рекомендується розташовувати органи управління, маркіровку, які-небудь допоміжні написи і позначення. При необхідності розташування органів управління на лицьовій панелі вони повинні закриватися кришкою або бути утоплені в корпусі.

Для забезпечення надійності лічення інформації при відповідній мірі комфортности її сприйняття повинні бути визначені оптимальні і допустимі діапазони візуальних ергономічних параметрів

При проектуванні і розробці монітора поєднання візуальних ергономічних параметрів і їх значення, відповідні оптимальним і допустимим діапазонам, отримані внаслідок випробувань в спеціалізованих лабораторіях, акредитованих у встановленому порядку, і підтверджені відповідними протоколами, повинні бути внесені в технічну документацію на монітор.

Конструкція монітора повинна передбачати наявність ручок регулювання яскравості і констрасту, забезпечуючих можливість регулювання цих параметрів від мінімальних до максимальних значень.

Так само, конструкція монітора і ПЕВМ повинна забезпечувати потужність експозиційної дози рентгенівського випромінювання в будь-якій точці на відстані 0,05 м від екрана і корпусу монітора при будь-яких положеннях регулювальних пристроїв, яка не повинна перевищувати 7,7 х 10 А/кг, що соответсвует еквівалентній дозі, рівної 0,1 мбер/година (100 мкР/година).

Електромагнітні випромінювання.

При роботі на персональному комп'ютері найбільш важка ситуація пов'язана з полями випромінювань дуже низьких частот, які здатні викликати біологічні ефекти при впливі на живі організми. Виявлене що поля з частотою порядку 60 Гц можуть ініціювати зміни в клітках тваринних (аж до порушення синтезу ДНК). Тому для захисту від цього вигляду випромінювань використовуються наступні рекомендації:

- застосовуються відеоадаптер з високим дозволом і частотою оновлення екрана не нижче за 70-72 Гц;

- застосовуються монітори відповідні стандарту MPR II, а також ТСО-92.

Відповідність стандарту MPR II по електромагнітних випромінюваннях можна перевірити, використовуючи прилад Combinova або аналогічний. У відповідності зі стандартом, потрібно провести вимірювання в 16 точках на відстані 50 см від монітора і оцінити пристрої, що випробовуються по параметрах "максимум випромінювання надто низької частоти (КНЧ)" і "Максимум випромінювання дуже низької частоти (ОНЧ)". Щоб монітор задовольняв вимогам вказаного стандарту, його КНЧ-виміри не повинні перевищувати 200 нТ, а ОНЧ-виміри - 25 нТ.

Внаслідок впливу електронного пучка на шар люмінофора поверхня екрана придбаває електростатичний заряд. Сильне електростатичне поле образливе для людського організму. На відстані 50 см вплив електростатичного поля меншає до безпечного для людини рівня. Застосування спеціальних захисних фільтрів дозволяє звести його до нуля.

Але при роботі монітора електризується не тільки його екран, але і повітря в приміщенні.

Причому придбаває він позитивний заряд, а позитивно наелектризовані молекули кисня не сприймається організмом як кисень і не тільки примушують легкі працювати даремно, але приносять в легкі мікроскопічні частинки пилу.

Для захисту службовців застосовується:

- зовнішній екран, з металевим напилением, заземлений на загальну шину:

- екран монітора, що має антистатичну поверхню, що виключає притягнення пилу;

- часте провітрювання приміщення.

При експлуатації монітор комп'ютера випромінює м'яке рентгенівське випромінювання. Небезпека цього вигляду випромінювання пов'язана з його здатністю проникати в тіло людини на глибину 1-2 см і вражати поверхневе шкіряне покривало. Для безпечної роботи на микроЕВМ службовцю необхідно знаходитися на відстані не менше за 30 см від екрана дисплея. Реально в офісі службовці знаходяться на відстані більш ніж 30 см від екрана дисплея. Монітор стандарту MPR II оснащений зовнішнім захисним поляризаційний фільтром типу ErgoStar. При вимірюванні радіоактивного фону на відстані 30 сантиметрів від дисплея свідчення становили 15 мкР/ч. що не перевищує допустимого рівня радіаційного фону.

Освітленість.

Штучне освітлення в приміщеннях експлуатації моніторів і ПЕВМ повинно здійснюватися системою загального рівномірного освітлення. У виробничих і адміністративно-суспільних приміщеннях, у разах переважної роботи з документами, допускається застосування комбінованого освітлення.

Освітленість на поверхні стола в зоні розміщення робочого документа повинна бути 300-500 лк. (мінімальний розмір об'єкта розрізнення-товщина штриха букви - 0.3 мм, звідси розряд зорової роботи - робота високої точності). Допускається установка світильників місцевого освітлення для підсвічування документів. Місцеве освітлення не повинне створювати полисків поверхні екрана і збільшувати освітленість екрана більше за 300 лк.

Потрібно обмежувати пряму блесткость від джерел освітлення, при цьому яскравість світлових поверхонь (вікна, світильники і інш.), що знаходяться в поле зору, частка бути не більше за 200 кд/кв. м.

Потрібно обмежувати відображену блесткость на робочих поверхнях (екран, стіл, клавіатура і інш.) за рахунок правильного вибору типів світильників і розташування робочих місць по відношенню до джерел природного і штучного освітлення.

Потрібно обмежувати нерівномірність розподілу яскравості в полі зору користувача монітора і ПЕВМ, при цьому співвідношення яскравості між робочими поверхнями не повинне перевищувати 3:1-5:1, а між робочими поверхнями і поверхнями стін і обладнання - 10:1.

Як джерела світла при штучному освітленні повинні застосовуватися переважно люминисцентние лампи типу ЛБ. При пристрої відображеного освітлення виробничих і адміністративно-суспільних приміщеннях допускається застосування металлогалогенних ламп потужністю до 250 Вт. Допускається застосування ламп розжарювання в світильниках місцевого освітлення.

Загальне освітлення потрібно виконувати у вигляді суцільних або переривистих ліній світильників, розташованих збоку від робочих місць, паралельно лінії зору користувача при рядном розташуванні моніторів і ПЕВМ. При периметральном розташуванні комп'ютерів лінії світильників повинні знаходитися ближче до переднього краю, зверненого до оператора.

Для забезпечення значень освітленості, що нормуються в приміщеннях використання моніторів і ПЕВМ потрібно провести чищення скла віконних рам і світильників не рідше двох разів в рік і провести своєчасну заміну що перегорівся ламп.

Шум.

Джерелами шумана підприємствах ИО є самі обчислювальні машини (вбудовані в стойки ЕОМ вентилятори, принтери і т. д.), центральна система вентиляції і кондиціонування повітря і інше обладнання.

У виробничих приміщеннях, в яких робота на ВДТ і ПЕВМ є допоміжною, рівні шуму на робочих місцях не повинні перевищувати значень, встановлених для даних видів робіт Санітарними нормами допустимих рівнів шуму на робочих місцях.

При виконанні основної роботи на ВДТ і ПЕВМ (диспетчерські, операторські, розрахункові кабіни і пости управління, зали обчислювальної техніки і інш.) рівень шуму на робочому місці не повинен перевищувати 50дБА.

У приміщеннях, де працюють інженерно-технічні працівники, що здійснюють лабораторний, аналітичний або вимірювальний контроль, рівень шуму не повинен перевищувати 60 дБА. У приміщеннях операторів ЕОМ (без дисплеїв) рівень шуму не повинен перевищувати 65 дБА. На робочих місцях в приміщеннях, де розміщені бучливі агрегати обчислювальних машин (АЦПУ, принтери і т. п.), рівень шуму згідно СанПіН 2.2.2.542-96 не повинен перевищувати 75 дБА.

Шумляче обладнання, рівні шуму якого перевищують нормовані, повинно знаходитися поза приміщенням з ВДТ і ПЕВМ. Шум в машинних залах знижують, ослабляючи шуми самих джерел і спеціальними архітектурно-будівельними рішеннями.

Додатковими заходами по шумогашению в машинних залах можуть бути:

- пристрій підвісної стелі, яка служить звуковбирний екраном;

- використання звуковбирний матеріалів з максимальними коефіцієнтами звукопоглощения в області частот 63-8000 Гц для обробки приміщень;

- зменшення площі скляних огорож і віконних отворів;

- установка особливо шумлячих пристроїв на пружні (повстяні і т. п.) прокладки;

- застосування на робочих місцях звукогасящих екранів;

- використання однотонних занавесей з щільної тканини, підвішених в складку на відстані 15-20 см від обгороджування.

Ширина занавеси повинна бути в 2 рази більше ширини вікна.

Мікроклімат.

Микроклиматические параметрипроизводственной середи - це поєднання температури, відносної вогкості і швидкості повітря.

Ці параметри значною мірою впливають на функціональну діяльність людини, його самопочуття, здоров'я, а також і на надійність роботи обчислювальної техніки.

Причому у виробничих умовах характерна сумарна дія микроклиматических параметрів.

Великий вплив на мікроклімат в приміщеннях підприємств ИО надають джерела теплоти - це ПЕВМ, прилади освітлення, обслуговуючий персонал, а також сонячна радіація.

Причому найбільші сумарні тепловиділення серед приміщень підприємств ИО мають машинні зали, а в них основним тепловиділяючим обладнанням є ЕОМ, які дають в середньому до 80% сумарних тепловиділень. Від приладів освітлення тепловиділення складають в середньому 12%, від обслуговуючого персоналу - 1%, від сонячної радіації - 6%. Притока теплоти через непрозорі захищаючі конструкції - 1%.

На організм людини і роботу обладнання на підприємстві ИО великий вплив надає відносна вогкість повітря. При вогкості повітря до 40% стає крихкою основа магнітної стрічки, підвищується знос магнітних головок, виходить з ладу ізоляція проводів, виникає статична електрика при русі носіїв інформації в ЕОМ.

З метою створення нормальних умов для персоналу підприємства ИО встановлені норми виробничого мікроклімату.

У виробничих приміщеннях, в яких робота на ВДТ і ПЕВМ є допоміжною, температура, відносна вогкість і швидкість руху повітря на робочих місцях повинні відповідати діючим санітарним нормам мікроклімату у виробничих приміщень. У виробничих приміщеннях, в яких робота на ВДТ і ПЕВМ є основною (диспетчерські, операторські і інш.), згідно СанПіН 2.2.2.542-96 повинні забезпечуватися оптимальні параметри мікроклімату.

Табл. 4.1 Оптимальні норми мікроклімату для приміщень з ВДТ і ПЕВМ.

Період року

Категорія робіт

Темпер. повітря З° не більш

Відносить. вогкість повітря, %

Швидкість руху повітря м/з

Холодний

Теплий

Легка - 1а

Легка - 1б

Легка - 1а

Легка - 1б

22 -24

21 - 23

23 - 25

22 - 24

40 - 60

40 - 60

40 - 60

40 - 60

0,1

0,1

0,1

0,2

Примітка: 1а - роботи, вироблювані сидячи і що не вимагають

фізичного напруження (витрата енергії складає до 120 ккал/ч); 1б - роботи, що проводяться сидячи, стоячи або пов'язані з ходьбою і що супроводяться деяким фізичним напруженням (витрата енергії складає від 120 до 150 ккал/ч).

Для підтримки відповідних микроклиматических параметрів на підприємствах ИО використовуються системи опалювання, вентиляції і кондиціонування воздухав приміщеннях.

Система опалювання забезпечує достатнє постійне і рівномірне нагрівання повітря в приміщеннях в холодний період року, а також пожаро- і вибухобезпека.

При цьому коливання температури на протязі доби не повинні перевищувати 2-3°З; в горизонтальному напрямі - 2°З на кожний метр довжини, у вертикальному - 1°З на кожний метр висоти приміщення. Систему опалювання розраховують на відшкодування втрат тепла через захищаючі конструкції будівлі, на нагрів проникаючого холодного повітря в приміщення і поступаючих ззовні матеріалів і обладнання.

Для забезпечення встановлених норм микроклиматических параметрів і чистоти повітря в машинних залах і інших приміщеннях підприємства ИО застосовують вентиляцію. Проектування системи вентиляції передбачає визначення витрати повітря для вентиляції машинного залу і охолоджування ПЕВМ, складання принципової схеми вентиляції машинного залу і аеродинамічного розрахунку воздуховодов, вибір воздухозаборних і воздухораспределительних пристроїв.

У приміщеннях підприємства ИО необхідно забезпечити притоку свіжого повітря, кількість якого визначається техніко-економічним розрахунком і вибором системи вентиляції. Розрахунок потрібно провести по теплоизбиткам від машин, людей, сонячної радіації і зовнішнього освітлення. Мінімальна витрата повітря визначається з розрахунку 50-60 м^3/ч на одного працюючого.

Умови по повітрообміну (за 1 годину) наступні:

- двох-трикратний - в машинному залі ЕОМ, в архівах, в службах ТЕ обладнання, в групах прийому і випуску;

- п'ятикратний - в приміщеннях розмноження і оформлення документів;

- полуторакратний - в інших приміщеннях.

Система кондиціонування воздухапредназначена для підтримки постійної температури, вогкості і очищень повітря від забруднення в машинних залах і інших приміщеннях підприємства ИО. При цьому основною задачею установки кондиціонування повітря є підтримка параметрів повітряного середовища в допустимих межах, що забезпечують надійну роботу ЕОМ, тривале зберігання носіїв інформації і комфортні умови для персоналу.

У цей час найбільше поширення отримали 2 типи систем охолоджування і кондиціонування повітря на підприємствах ИО - роздільний і суміщений, в яких використовуються автономні і неавтономні кондиціонери.

Системи роздільного типапредставляют собою пристрої кондиціонування повітря з двома зонами регулювання, призначеними відповідно для забезпечення технічних засобів охолодженим повітрям і машинного залу - свіжим кондиціонованим повітрям (доцільно використати на підприємствах ИО великої потужності). А в системі кондиціонування суміщеного типавоздух одночасно подається в машинний зал і для охолоджування обчислювальної техніки.

Напруження.

Комп'ютер є електричним пристроєм з напруженням живлення 220/380 В трифазній четирехпроводной мережі із заземленої нейтралью.

У моніторі використовується напруження в декілька десятків кіловольт. Щоб уникнути поразки електричним струмом, виникнення пожежі і пошкодження комп'ютера потрібно дотримувати наступні заходи безпеки:

- забороняється включати комп'ютер і периферію зі знятою кришкою

- забороняється експлуатація комп'ютера з несправним шнуром живлення

- забороняється підключати до комп'ютера периферійні пристрої при включеному живленні

- забороняється експлуатація комп'ютера в приміщенні з високою вогкістю або сильно забрудненим повітрям

- при експлуатації потрібно вжити заходів, що виключають удари і падіння комп'ютера

- не залишати без нагляду працюючий комп'ютер

- не допускається попадання всередину комп'ютера і периферії сторонніх предметів, рідин і сипучих речовин

- не допускаються перегини, передушення і натягнення живильних кабелів

- не допускається встановлювати комп'ютер поблизу джерел тепла

- не допускається закриття вентиляційних отворів комп'ютера і периферії

В даному дипломному проекті проводиться розробка вичеслительной мережі, до складу якої входять ПЕВМ, з'єднання між якими реалізовується за допомогою кабелів.

У основному, роботи по монтажу мережі полягають в зборці закуплених компонентів мережі і їх підключенні до електромережі.

Для забезпечення електробезпеки при монтажі, наладці і роботі з мережею необхідно звернути особливу увагу на створення захисних заходів від попадання користувачів і обслуговуючого персоналу під напруження, для запобігання електротравматизму при роботі з мережею.

На робочому местенеобходимо наявність зануления.

Все електронні устройстванеобходимо занулить.

Електроживлення робочого місця повинне бути підключене через рубильник, встановлений в місці, зручному для швидкого відключення живлення робочого місця, а також повинні бути зроблені заходи для знеструмення робочого місця в аварійних режимах (Звичайно ставиться автоматичний вимикач із захистом від короткого замикання).

4.2 Розрахунок Зануленія.

Всі роботи пов'язані з наладкою і експлуатацією мережі ведуться в приміщенні, що відноситься до категорії " без підвищеної небезпеки " поразки електричним струмом.

У мережі з глухозаземленной нейтралью при однофазному замиканні на корпус необхідно забезпечити автоматичне відключення пошкодженого енергоустаткування. При короткочасному, аварійному режимі створюється безпека обслуговування і збереження обладнання.

Однак, кратковременность може бути забезпечена тільки створенням певної кратності струму короткого замикання на корпус по відношенню до номінального струму захисного апарату.

Цього можна добитися тільки прокладкою спеціального проводу достатньої провідності- нульового проводу, до якого приєднуються корпуси енергоустаткування.

У приміщенні, де проводиться монтаж мережі, живлення електроустановок здійснюється від підстанції з трансформатором Р=600 кВт, видаленої від робочого місця на 300 м.

Живлення до розподільного щитку проводиться алюмінієвим проводом перетином 25 мм, а роль нульового проводу виконує стальна смуга перетином 50 мм.

При використанні зануления повинні бути виконані наступні умови:

Iкз = > k*Iном

де - коефіцієнт кратності номінального струму Iном (А) плавкої вставки запобіжника k=3.

Номінальний струм Iном в приміщенні 40

Оскільки Rо і Rп великі, в порівнянні з іншими опорами, то ними можна нехтувати.

Тоді вираження для Iкз буде:

де Zп=Zф+Zнз+Хп - комплексний, повний опір петлі "фаза-нуль"

Питомий опір фазного проводу:

р=0.028(Ом*мм2)/м Sсеч=25 мм2

звідси опір фазного проводу:

Rф=(р*L)/S=0.028*300/25=0.336 Ом

Питомий опір нульового проводу:

р=0.058(Ом*мм2)/м Sсеч=50 мм2

звідси опір нульового проводу:

Rнз=(р*L)/S=0.058*300/50=0.348 Ом

Значення Хф і Хнз малі і ними можна нехтувати

де k=0,3894

dср- відстань між провідниками

dф- геометричний діаметр

Опір електричної дуги беремо рівної:

rд=0.02 Ом Хд=0

Відповідно до потужності трансформатора

rт=0.0044 Ом Хт=0,0127

Повний опір петлі "фаза-нуль":

Zп==0,716 Ом

При використанні зануления на вимоги ПУЕ:

Rнз/Rф=0,348/0,336 < 2, отже ПУЕ виконується.

При попаданні фази на зануленний корпус електроустановки повинно статися автоматичне відключення.

Iкз= > k*Iном 301,6 А = > 3*40=120 А

Висновок: Захист забезпечений.

Розділ 5. Техніко-економічне обгрунтування.

Метою справжнього дипломного Проекту є проектування локально-обчислювальної мережі з використанням технології FastEthernet. Оцінка економічної ефективності проекту, що розробляється проводиться шляхом вибору комутації в локально-обчислювальній мережі.

У зв'язку з цим в цьому розділі розглянемо два варіанти рішення поставленої задачі з економічної точки зору. У результаті зробимо висновок про найбільш економічно вигідний спосіб комутації.

У нашому випадку є два варіанти комутації в мережі:

- Іспользованієкоммутаторов Fast Ethernet Nortel Networks BayStack 350.

- Використання комутаторів FastEthernet 3Com

SuperStack 3300XM.

5.1 Метод аналізу ієрархій

МАИ є систематичною процедурою для ієрархічного представлення елементів, що визначають суть будь-якої проблеми.

Метод складається в декомпозиції проблеми на все більш прості становлячі частини і подальшій обробці послідовності думок особи, що приймає рішення, по парних порівняннях. У результаті може бути виражена відносна міра (інтенсивність) взаємодії елементів в ієрархії. Ці думки потім виражаються чисельно.

МАИ включає процедури синтезу множинних думок, отримання пріоритетності критеріїв і знаходження альтернативних рішень. Отриманим таким чином значення є оцінками в шкалі відносин і відповідають так званим жорстким оцінкам. Розв'язання проблеми є процес поетапного встановлення пріоритетів.

Рішення задачі з допомогою МАИ ділиться на декілька етапів:

- Визначення проблеми;

- Побудова ієрархії (мета - критерії - альтернативи);

- Побудова безлічі матриць по парних порівнянь. По парні порівняння проводяться в термінах домінування одного елемента над іншим;

- Визначення компонент нормалізованого власного вектора, або векторів пріоритетів, які характеризують локальні пріоритети елементів, що аналізуються;

- Визначення узгодженості думок: індексу узгодженості, відношення узгодженості;

- Визначення глобальних пріоритетів альтернатив, що порівнюються;

- Аналіз отриманих результатів.

Вибір буде здійснюватися по наступних критеріях:

- Вартість;

- Пропускна спроможність;

- Керованість;

- Надійність;

- Простота обслуговування;

- Продуктивність.

Декомпозиция задачі в ієрархію представлена на мал. 5.1.1.

Вибір комутаторів FastEthernet

Рис.5.1.1. Декомпозиция задачі в ієрархію.

Далі необхідно встановити пріоритети критеріїв і оцінити кожну з альтернатив по критеріях, виявивши саму важливу з них.

Складемо матрицю для порівняння відносної важливості критеріїв на другому рівні по відношенню до загальної мети на першому рівні.

Матриці повинні бути побудовані для парних порівнянь кожної альтернативи альтернативи на третьому рівні по відношенню до критеріїв другого рівня.

У цьому випадку буде потрібні шість таких матриць: одна для другого рівня ієрархії і шість - для третього рівня.

Матриці представлені в табл. 5.1.1 і табл. 5.1.2.

Таблиця 5.1.1.

Матриця порівнянь відносної важливості критеріїв

Загальні вимоги

Стоїм-ть

Пропуськ-я спос-ть

Керованість

Надійність

Простота обслуговування

Проїзвод-ть

Вартість

Пропуськ-я спос-ть

Керованість

Надійність

Простота обслуговування

Проїзвод-ть

Таблиця 5.1.2.

Матриця парних порівнянь для рівня 3

Вартість

Nortel

3Com

Керованість

Nortel

3 Com

Простота обс-я

Nortel

3Com

Nortel

Nortel

Nortel

3Com

3 Com

3 Com

Пропуськ-я спос-ть

Nortel

3Com

надійність

Nortel

3Com

Проїзвод-ть

Nortel

3Com

Nortel

Nortel

Nortel

3Com

3Com

3 Com

Для проведення суб'єктивних парних порівнянь ми скористалися шкалою відносної важливості.

У кожну клітку матриці ставиться та або інакша оцінка (від 1 до 9) відносної важливості. Порівнюється відносна важливість лівих елементів матриці з елементами вгорі. Тому якщо елемент зліва важливіше, ніж елемент вгорі, то в клітку заноситься позитивне ціле число; в іншому випадку - зворотне число (дріб).

Відносна важливість будь-якого елемента, що порівнюється з самим собою, рівна 1. Оцінки приведені в таблиці 5.1.3.

Таблиця 5.1.3.

Порівняння критеріїв по відношенню до загальної мети

Загальні вимоги

Стоїм-ть

Пропуськ-я спос-ть

Керованість

Надеж-ть

Простота обслуж-ия

Проїзвод-ть

Вартість

1

1/3

1

3

3

1/9

Пропуськ-я

спос-ть

3

1

1/2

1/5

1/2

1/7

Керованість

1

2

1

2

5

2

Надійність

1/3

5

1/2

1

3

½

Простота обслуговування

1/3

2

1/5

1/3

1

1/5

Проїзвод-ть

9

7

1/2

2

5

1

Тепер перейдемо до парних порівнянь елементів на нижньому рівні. Дані представлені в таблиці 5.1.4.

Таблиця 5.1.4.

Матриця парних порівнянь для рівня 3

Вартість

Nortel

3Com

Керованість

Nortel

3 Com

Простота обс-я

Nortel

3Com

Nortel

1

1/2

Nortel

1

2

Nortel

1

2

3Com

2

1

3 Com

1/2

1

3 Com

1/2

1

Пропуськ-я спос-ть

Nortel

3Com

надійність

Nortel

3Com

Проїзвод-ть

Nortel

3Com

Nortel

1

5

Nortel

1

3

Nortel

1

9

3Com

1/5

1

3Com

1/3

1

3 Com

1/9

1

З групи матриць парних порівнянь ми формуємо набір локальних пріоритетів, які виражають відносний вплив безлічі елементів на елемент примикаючого зверху рівня.

Знаходимо відносну силу, величину, цінність, бажаність або імовірність кожного окремого об'єкта через «рішення» матриць, кожна з яких володіє зворотно симетричними властивостями. Для цього треба обчислити безліч власних векторів для кожної матриці, а потім нормалізувати результат до одиниці, отримуючи тим самим вектор пріоритетів.

Розрахунок векторів проводиться таким чином. Якщо представити нашу матрицю у вигляді (див. табл. 5.1.5.), де А1, А2. .. Аn - безліч з n - елементів і W1, W2. .. Wn - відповідно їх ваги, або інтенсивності, то компонента власного вектора першого рядка рівна:

останньої:

Після того як компоненти власного вектора отримані для всіх рядків n, нормалізуємо результат для отримання оцінки вектора пріоритетів шляхом ділення кожного числа на суму всіх чисел. Розраховані значення представлені в таблиці. Потім визначаємо

індекс узгодженості (ИС). ИС дає інформацію про міру порушення чисельної і порядкової узгодженості, і може бути обчислений таким чином:

- Підсумовується кожний стовпець думок, потім сума першого стовпця множиться на величину першої компоненти нормалізованого вектора пріоритетів, сума другого стовпця - на другу компоненту і т. д.

- Отримані числа підсумовуються. Таким чином отримуємо величину, що означається l.

- Визначаємо індекс узгодженості з співвідношення

ИС=(l - n)/(n - 1), де n - число елементів, що порівнюються.

- Визначається відношення узгодженості (ОС) шляхом ділення на число, відповідне випадковій узгодженості матриці того ж порядку (для матриці 6-го порядку випадкова узгодженість рівна 1,24). Величина ОС повинна бути порядку 10% або менш, щоб бути прийнятною. У нашому випадку відношення узгодженості багато менше 10% і не вийде за рамки допустимих. Це означає, що матриця узгоджена, і думок переглядати не стоїть. Результати розрахунків приведені в таблиці 5.1.6.

Таблиця 5.1.5.

Безліч власних векторів для кожної матриці.

А1

А2.

..

An

A1

W1/W1

W1/W2.

..

W1/Wn

A2

W2/W1

W2/W2.

..

W2/Wn:

:::::::::

Аn

Wn/W1

Wn/W2.

..

Wn/Wn

Таблиця 5.1.6.

Індекс узгодженості.

Загальні вимоги

Вартість

Пропускна спос-ть

Керованість

Надійність

Простота обслуговування

Проїзводіт-ть

Вектор пріоритетів

Вартість

1

1/3

1

3

3

1/9

0.12

Пропускна спос-ть

3

1

1/2

1/5

1/2

1/7

0.08

Керованість

1

2

1

2

5

2

0.35

Надійність

1/3

5

1/2

1

3

1/2

0.15

Простота обслуговування

1/3

2

1/5

1/3

1

1/5

0.07

Проїзводіт-ть

9

7

1/2

2

5

1

0.41

lmax=6,68 ИС=0,136 ОС=0,11

Таблиця 5.1.7.

Індекс узгодженості для парних порівнянь.

Вартість

Nortel

3Com

Вектор пріоритетів

Керованість

Nortel

3Com

Вектор

пріоритетів

Простота обс-я

Nortel

3Com

Вектор

пріоритетів

Nortel

1

1/2

0.33

Nortel

1

2

0.67

Nortel

1

2

0.67

3Com

2

1

0.67

3Com

1/2

1

0.33

3Com

1/2

1

0.33

lmax=2,0 ИС = 0

lmax=2,0 ИС = 0

lmax=2,0 ИС = 0

Пропускна спос-ть

Nortel

3Com

надійність

Nortel

3Com

Проїзводіт-ность

Nortel

3Com

Nortel

1

5

0.84

Nortel

1

3

0.75

Nortel

1

9

0.9

3Com

1/5

1

0.16

3Com

1/3

1

0.25

3Com

1/9

1

0.1

lmax=2,0 ИС = 0

lmax=2,0 ИС = 0

lmax=2,0 ИС = 0

Наступним етапом є застосування принципу синтезу. Для виявлення складових, або глобальних, пріоритетів будинків в матриці локальні пріоритети розташовуються по відношенню до кожного критерію, кожний стовпець векторів множиться на

пріоритет відповідного критерію і результат складається вдовж кожного рядка. Глобальні пріоритети представлені в таблиці 5.1.8.

Таблиця 5.1.8.

Глобальні пріоритети.

1

(0,12)

2

(0,08)

3

(0,35)

4

(0,15)

5

(0,07)

6

(0,41)

Глобальний пріоритет

Nortel

0.33

0.84

0.67

0.75

0.67

0.9

0.8

3Com

0.67

0.16

0.33

0.25

0.33

0.1

0.2

Використовуючи МАИ, ми побачили, що застосування комутаторів FastEthernetNortelNetworksBayStack 350 набагато вигідніше, ніж використання комутаторів 3ComSuperStack 3300XM (по максимальному глобальному пріоритету).

Для цього варіанту зробимо розрахунок основних економічних показників:

капітальних витрат;

- експлуатаційних витрат.

5.2 Розрахунок капітальних витрат і експлуатаційних витрат.

5.2.1 Визначення капітальних витрат.

Складемо кошторис на придбання обладнання і зробимо розрахунок капітальних витрат на це обладнання. Кошторис на придбання обладнання приведений в таблиці 5.2.1.

Таблиця 5.2.1.

Кошторис на придбання обладнання

Найменування

Обладнання

Кількість,

шт

Вартість,

крб.

Загальна вартість

крб.

Комутатор

Fast Ethernet Nortel Networks BayStack 350

5

89850

449250

Концентратор Ethernet

NetGear EN 108

10

2400

24000

Мережева карта CnetPro 200

20

840

16800

Роз'єм RJ-45

1000

3

3000

Кабель UTPCategory 5 неекранований

3x305 м

1500

4500

Загальна вартість обладнання 497550

Капітальні витрати включають в себе наступні складові:

- вартість обладнання;

- вартість монтажу (10% від вартості обладнання);

- транспортні і заготівельно-складські витрати (5% від вартості обладнання);

- витрати на тару і упаковку (0.5% від вартості обладнання).

Вартість монтажу:

Kм=497550*0,1 Kм=49755 крб.

Транспортні і заготівельно-складські витрати:

Kт=497550*0,05 Kт=24877 крб.

Витрати на тару і упаковку:

Kу=497550*0,005 Kу=2487 крб.

K=Kлвс+Kм+Kт+Kу K=574670 крб.

Таким чином, капітальні витрати на побудову ЛВС становитимуть 574670,25 рублів.

5.2.2 Розрахунок експлуатаційних витрат.

Визначимо величину річних експлуатаційних витрат (Е).

Експлуатаційні витрати складаються з наступних статей:

- витрати на оплату труда (З)

- відрахування на соціальні потреби (Ос. н.)

- амортизація основних фондів (А);

- матеріальні витрати (М);

- витрати на електроенергію (Еел)

- інші виробничі і адміністративний - господарські витрати (Епр);

Сума витрат на оплату труда визначаються по формулі:

де - величина окладу працівника i-ой категорії;

- число працівників i-ой категорії;

12 - число місяців в році;

1,2 - коефіцієнт, що враховує премії.

У таблиці 5.2.2. представлені посадові оклади, згідно з штатним розкладом компанії:

Таблиця 5.2.2.

Посадові оклади

Посада

Чисельність персоналу

Оклад (рублі)

Інженер технічної експлуатації

1

3000

Техніки оператор

2

2500

Таким чином, витрати на оплату труда складуть:

З=(3000+2*2500)*12*1,2 З=115200 крб.

Відрахування на соціальні потреби складають:

Ос. н.=0,356*З Ос. н.=41011 крб.

Розрахунок амортизаційних відрахувань проводиться по формулі:

А=497550*25/100=123402 крб.

Матеріальні витрати становлять 0,5% від вартості обладнання:

М=497550*0,005=2487 крб.

Витрати на електроенергію становлять 1% від загальних експлуатаційних витрат

Еел=3269 крб.

Інші витрати включають в себе:

а) обов'язкове страхове майно на підприємстві- 0,08% від вартості обладнання:

Естр=497550*0,0008 Естр=398 крб.

б) витрати на ремонт обладнання в розмірі 2% від вартості обладнання:

Ерем=497550*0,02 Ерем=9951 крб.

с) інші адміністративно-господарські витрати в розмірі 20% від витрат по труду:

Об=(З+Осу. н.)*0,2 Про=31240 крб.

Епр=Естр+Ерем+Про

Епр=41589 крб.

Загальні експлуатаційні витрати за вирахуванням витрат на електроенергію складуть:

Е1=З+Оса. н.+А+М+Епр Е1=323691 крб.

Загальні експлуатаційні витрати складуть:

Е=Е1+Еел Е1=0,99*ЕЕ=Е1/0,99

Е=326960 крб.

Отримані дані зведемо в таблицю 5.2.3.

Таблиця 5.2.3.

Техніко-економічні показники.

Найменування показника

Одиниця вимірювання

Вартісна оцінка

1. Капітальні витрати

рубель

574670

2. Річні експлуатаційні витрати, в т. ч.:

а) Витрати на оплату труда (З);

б) Відрахування на соціальні потреби (Ос. н.);

в) Амортизація основних

фондів (А);

г) Матеріальні

витрати (М);

д) Витрати на

електроенергію (Еел);

е) інші

витрати (Епр).

рубель

рубель

рубель

рубель

рубель

рубель

рубель

326960

115200

41011

123402

2487

3269

41589

Висновки:

1. На основі проведеного розрахунку за допомогою методу аналізу ієрархій (МАИ) зроблений висновок про те, що комутатори FastEthernetNortelNetworksBayStack 350 вигідніше застосовувати в локально-обчислювальній мережі, що проектується, ніж комутатори FastEthernet 3ComSuperStackSwitch 3300 (по значенню глобальних пріоритетів).

2. Внаслідок проведених розрахунків по кращому варіанту були отримані значення капітальних витрат (K=574670 крб.) і експлуатаційних витрат (Е=326960 крб.).