2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ....................................................................................................................... 3
Глава 1. Теоретические аспекты среды передачи данных в компьютерных
сетях .............................................................................................................................. 6
1.1. Основные понятия компьютерных сетей и их виды ..................................... 6
1.2. Характеристики и классификация проводной среды передачи данных ... 13
1.3. Параметры и виды беспроводной среды передачи данных ........................ 20
Глава 2. Анализ производительности среды передачи данных
ООО «Фантазия» ....................................................................................................... 30
2.1. Общая характеристика деятельности предприятия ..................................... 30
2.2. Анализ технической и программной архитектуры компьютерной сети
предприятия ............................................................................................................ 36
2.3. Оценка производительности проводной и беспроводной среды передачи
данных ООО «Фантазия» ...................................................................................... 46
Глава 3. Разработка рекомендаций по увеличения производительности среды
передачи данных ООО «Фантазия» ........................................................................ 55
3.1. Формирование рекомендаций по увеличению производительности среды
передачи данных предприятия ............................................................................. 55
3.2. Экономическая эффективность предложенных рекомендаций ................. 64
Заключение ................................................................................................................ 71
Список использованной литературы ....................................................................... 75
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что
компьютерная сеть является важной составляющей информационной системы
предприятия и от входящей в ее состав среды передачи данных зависит
качество обмена информацией и скорость доставки пакетов адресатам.
Для организации работы компьютерной сети в качестве среды передачи
данных может использоваться кабель «витая пара», оптоволоконный кабель,
радиоволны или инфракрасное излучение. Среда передачи данных оказывает
влияние на топологию сети, ее физическую надежность, производительность,
безопасность и возможность расширения.
В настоящее время в организации проводной среды передачи данных
свое распространение получил кабель «витая пара», обеспечивающий высокую
скорость передачи данных и имеющий защиты от шумов и электромагнитных
наводок.
Однако не только среда передачи данных важна в организации
компьютерной сети, а подключенное к ней сетевое оборудование, серверы,
рабочие станции, от технических характеристик которых зависит в целом
пропускная способность и задержки времени.
В условиях необходимости организации высокоскоростного обмена
предприятиями производится замена маршрутизаторов, коммутаторов, точек
доступа для повышения производительности, как в проводной среде передачи
данных, так и беспроводной.
На производительность компьютерной сети влияет время реакции,
задержки передачи данных, пропускная способность. Время реакции зависит от
степени обработки запросов сервером баз данных, используемого сетевого
оборудования, производящего распределение данных по сети.
Скорость передачи пакетов в сегментах компьютерной сети
определяется по пропускной способности, характеризующей не только
производительность, но и качество передаваемой информации в компьютерной
4
сети. Чем выше пропускная способность, тем выше качество обмена данных и
производительнее работает компьютерная сеть.
Для повышения производительности сети предприятия ведут
постоянную работу по замене устаревшего сетевого оборудования на
современное, установке межсетевых экранов, позволяющих предотвратить
атаки и угрозы и вывести оборудование из строя, обновлению операционной
системы и антивирусного программного обеспечения.
Во многом производительность компьютерной сети определяется по
установленной на сервере и рабочих станциях операционной системе. От
выбранной операционной системы зависит скорость обработки запущенных
процессов, степень защиты прикладного и специализированного программного
обеспечения, удобство организации обмена между несколькими группами
пользователей, возможность использования облачных технологий для хранения
общедоступной информации.
Следовательно, рассмотрение классификации, характеристик и
параметров среды передачи данных в компьютерных сетях обосновывает выбор
темы выпускной квалификационной работы.
Предметом исследования является среда передачи данных в
компьютерных сетях. Объектом исследования является компьютерная сеть
ООО «Фантазия».
Цель работы: разработать рекомендации по увеличению
производительности среды передачи данных ООО «Фантазия».
Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие
задачи:
- рассмотреть основные понятия компьютерных сетей и их виды;
- привести характеристику и классификацию проводной среды передачи
данных;
- определить параметры и привести виды беспроводной среды передачи
данных;
5
- проанализировать производительность среды передачи данных
предприятия;
- разработать рекомендации по увеличению производительности среды
передачи данных предприятия.
Практическая значимость работы заключается в том, что установка в
компьютерной сети коммутатора TP-LINK TL-SG1024D, маршрутизатора Tenda
AC10, модема xDSL ZyXEL VMG5313-B10B, точку доступа DAP-2695, IP-АТС
Samsung OfficeServ7070 и IP-телефоны Fanvil X3G позволят повысить
производительность компьютерной сети ООО «Фантазия».
Вопросы повышения производительности среды передачи данных
компьютерной сети постоянно обсуждаются многими отечественными и
зарубежными специалистами, среди которых следует отметить работы Васина
Н. Н., Варфоломеевой А. О., Власовым Ю. В., Влацкой И. В., Галасом В. П. и
другими специалистами.
Методология исследования основана на методах логического
наблюдения и сбора фактов, анализа и сравнения, обобщения, аналогии,
постановки, методы решения проблем, систематизации и классификации.
Выпускная квалификационная работа включает введение, 3 главы,
заключение, список использованной литературы и приложения.
В первой главе рассматриваются основные понятия компьютерных сетей
и их виды, приводятся характеристики и классификация проводной среды
передачи данных, определяются параметры и виды беспроводной среды
передачи данных.
Во второй главе приводится общая характеристика деятельности
предприятия, осуществляется анализ технической и программной архитектуры
компьютерной сети предприятия, осуществляется оценка производительности
проводной и беспроводной среды передачи данных.
В третьей главе формируются рекомендации по увеличению
производительности среды передачи данных, и осуществляется экономическая
оценка эффективности предложенных рекомендаций.
6
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СРЕДЫ ПЕРЕДАЧИ
ДАННЫХ В КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ
1.1. Основные понятия компьютерных сетей и их виды
Компьютерная сеть выступает сетью, позволяющий осуществлять обмен
и распределять информацию между рабочими станциями и сервером. К
основным понятиям компьютерной сети относится абонентская система,
рабочая станция, телекоммуникационная система.
Абонентская система представлена в виде объекта, которому
необходимо получать результаты обработки информации на рабочей станции.
Рабочая станция выступает персональным компьютером, позволяющим
автоматизировать работу пользователя в компьютерной сети, подключена к
периферийным средствам, средствам ввода и вывода информации, связи [15,
c.68].
Наиболее важную часть в компьютерной сети занимает канал передачи
данных, который образован проводной или беспроводной средой передачи
данных и сетевыми интерфейсными картами, позволяющими обеспечить
взаимодействие между средой передачи данных и персональным компьютером.
Используемое в компьютерной сети оборудование можно разделить на
пассивное и активное.
Пассивное сетевое оборудование представлено кабелями,
соединительными разъемами, патч-панелями, патч-кодами, информационными
розетками. В состав активного сетевого оборудования входят маршрутизаторы,
коммутаторы, повторители, модемы, преобразователи и мосты [20, c.68].
В настоящее время существуют различные классификации
компьютерных сетей. В зависимости от способа передачи данных выделяют
локальную, распределительную, городскую или глобальную компьютерную
сеть.
Локальная вычислительная сеть, как правило, применяется для передачи
данных на относительно небольшой территории или в пределах здания. В
состав локальной вычислительной сети могут быть включены шлюзы,
7
позволяющие организовать связь с другими локальными сетями, а также с
сетью Интернет.
Для построения локальной компьютерной сети основными устройствами
выступают коммутаторы, маршрутизаторы, беспроводные точки доступа,
модемы, сетевые адаптеры. С помощью сетевого оборудования локальной
вычислительной сети может быть организована динамическая или статическая
маршрутизация. В некоторых случаях системными администраторами в работе
локальной вычислительной сети создаются рабочие группы, каждая из которых
имеет свой идентификатор и уровень доступа к информационным ресурсам,
размещенных на сервере [28, c.128].
Городская вычислительная сеть объединяет локальные вычислительные
сети, размещенные в пределах одного города и по размерам она меньше чем
сеть Интернет. В качестве примера городской вычислительной сети можно
привести мультисервисную сеть, в которой организуется кабельное
телевидение.
Как правило, городские вычислительные сети не принадлежат
отдельной организации и в большей степени они используются для
объединения различного сетевого оборудования, каналов передачи данных,
принадлежащих провайдеру или определенной группе пользователей.
Глобальная вычислительная сеть охватывает значительные территории
различных стран, континентов, регионов. Основной функцией глобальной
вычислительной сети или сети Интернет является объединение разнородных
сетей и организация работы большого количества пользователей. В отличие от
локальных и городских сетей, глобальная вычислительная сеть имеет более
низкую скорость передачи данных и ограниченный набор услуг для передачи
данных [10, c.90].
В зависимости от топологии выделяют компьютерные сети, основанные
на топологии «общая шина», «звезда» или «кольцо».
Для организации компьютерных сетей в большей степени используется
топология «звезда». В этом случае каждая рабочая станция подключается к
8
коммутатору через отдельный канал передачи данных. При этом коммутатор
выполняет централизованное управление и распределение данных по
компьютерной сети [1, c.168].
Схема подключения рабочих станций по топологии «звезда» приведена
на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема подключения рабочих станций по топологии
«звезда»
К основным преимуществам сети, организованной по топологии
«звезда» относятся:
- высокая производительность, которая обеспечивается высокой
скоростью передачи данных центрального узла;
- отсутствие конфликтов при передаче данных, поскольку данные между
сервером и рабочими станциями передаются по индивидуальным каналам.
Недостатками компьютерной сети по топологии «звезда» являются:
- низкая надежность, поскольку существует высокая зависимость от
центрального узла, если сервер выйдет из строя, то это нарушит работу всей
сети;
- высокие затраты на проектирование сети, поскольку к каждой рабочей
станции необходимо подключить отдельный канал передачи данных;
9
- отсутствие возможности выбора разных маршрутов для подключения к
рабочей станции.
Топология «звезда» может быть активной и пассивной. В случае
организации компьютерной сети по топологии «активная звезда»
концентраторами осуществляется прием и усиление передаваемых данных. При
топологии «пассивная звезда» передача данных происходит без усиления
сигнала [7, c.125].
Компьютерная сеть по топологии «кольцо» предусматривает
подключение всех рабочих станций каналу передачи данных замкнутому по
кольцу. В этом случае передача сигналов по кольцу осуществляется в одном
направлении.
Структура компьютерной сети по топологии «кольцо» приведена на
рисунке 2.
Рисунок 2. Структура компьютерной сети по топологии «кольцо»
10
Принцип организации передачи компьютерной сети по топологии
«кольцо» имеет следующий вид. Специальный сигнал или маркер передается
последовательно от одной рабочей станции к другой до тех пор, пока не будет
определён адресат.
После получения специального сигнала адресатом он формирует пакет
для передачи данных с помещением в него адреса получателя и данных,
которые затем отправляются по каналу передачи данных. Пакет проходит через
каждую рабочую станцию, пока адрес отправителя не совпадет с адресом
получателя. После этого полученный сигнал должен быть подтвержден
уведомлением о получении необходимой информации. После получения
подтверждения передаваемая рабочая станция создает новый специальный
сигнал и отправляет его в сеть.
К преимуществам компьютерной сети по топологии «кольцо» относятся
[9, c.96]:
- эффективность пересылки сигналов, поскольку существует
возможность одновременной отправки нескольких сообщений по кольцу. В
этом случае рабочая станция после отправки одного сообщения может
отправлять следующее, не дожидаясь пока первое, не будет получено
адресатом;
- протяжённость компьютерной сети по топологии «кольцо» не
ограничивается, рабочие станции могут подключаться между собой, находясь
друг от друга на больших расстояниях, при этом усилителей сигнала не
требуется;
- отсутствие конфликта и коллизии данных, поскольку передача
осуществляется только одной рабочей станцией.
Среди недостатков компьютерной сети по топологии «кольцо» следует
выделить [14, c.47]:
- выход из работы любой рабочей станции приведет к нарушению
работоспособности всей сети;
11
- для подключения новой рабочей станции необходима остановка
передачи данных во всей сети;
- увеличение количества рабочих станций снижает производительность
сети;
- общая производительность сети и пропускная способность зависят от
параметров рабочей станции.
Наиболее часто компьютерную сеть по топологии «кольцо» используют
для организации работы распределенного центра обработки, который размещен
на удаленном расстоянии от рабочих станций [22, c.69].
В случае организации компьютерной сети по топологии «шина» все
рабочие станции подключаются к одному магистральному каналу. Структура
компьютерной сети по топологии «шина» приведена на рисунке 3.
Рисунок 3. Структура компьютерной сети по топологии «шина»
В случае организации компьютерной сети по топологии «шина» данные
передаются одновременно всем рабочим станциям в сети, однако отправленное
сообщение или пакет принимаются той рабочей станцией, у которой адрес
пакета будет соответствовать адресу получателя, причем в любой момент
времени только одна рабочая станция в компьютерной сети может
осуществлять передачу.