55
Заметим, что волновое сопротивление может быть зависимым от
формы, а также взаиморасположения проводников, технологии изготовления
и применяемого материала диэлектрика. Типичные значения для волнового
сопротивления –до 150 Ом.
Витые пары проводов применяются в самых дешевых и сегодня,
самых популярных кабелях.
В сети будет применяться такое коммуникационное оборудование:
– коммутатор Cisco SB Catalyst 2960-Plus 24TC-L (72340 руб.) – 3
шт.:
• 24 х RJ45 10/100 Мбіт/сек Fast Ethernet;
• 2 х SFP/1000BASE-T комбинированные;
• 1 x Консольный порт RJ45 Ethernet.
– точка доступа TP-LINK TL-WA850RE (17850 руб) – 2 шт.
• Стандарт Wi-Fi 802.11 n; g; b;
• Энергопотребление 3 Вт;
• Макс. скорость передачи данных – n (300 Мбит/с);
• Рабочая частота – 3 ГГц;
• Пропускная способность LAN-порт 10/100 RJ-45.
– сетевая розетка (105 руб.);
• 1x RJ-45;
• cat.5e;
• UTP;
• Hypernet MB-UTP1.
– серверный шкаф Kingda KD-007-6606 6U;
– кабель витая пара FinMark UTP Cat.5e 4P 24AWG PVC W Pull
Box.
56
2.3 Аппаратное обеспечение задачи
2.3.1 Общие положения
Вне зависимости от применяемого кабеля для любой рабочей станции
необходимо установить сетевой адаптер.
Под сетевым адаптером понимается плата, которая может быть
вставлена в материнскую плату ПК. Она имеет 2 разъема для подключения
непосредственно к сетевому кабелю.
Сетевые адаптеры рассчитаны на архитектуру типа ISA/EISA или же
Micro Channel.
При этом первая архитектура применяется в серии компьютеров
класса IBM AT, а также совместимых с ними, а вторая – в станциях на
основании процессоров 8046. Конструктивно указанные типы адаптеров
могут отличаться друг от друга.
Также для ускорения работы с помощью платы сетевого адаптера
может применяться буфер.
Сетевые адаптеры для технологии Ethernet используют специальные
порты для ввода/вывода, а также один канал для реализации прерывания.
Некоторые адаптеры работают с каналами для прямого доступа.
На плате адаптера могут располагаться микросхемы для постоянного
запоминающего устройства для реализации создания бездисковых рабочих
станций.
Перед тем как применить сетевой адаптер, а именно вставить его в
материнскую плату, необходимо при применении переключателей
(расположенных в адаптере) задать правильные значения портов для
ввода/вывода, базовый адрес запоминающегося устройства, канала
прерывания, а также дистанционной загрузки для бездисковой станции.
Если же общая длина ЛВС превышает максимальную длину
применяемого сегмента сети, надо разбить сеть сразу на несколько (до 5)
сегментов, при этом их соединив через репитер.
57
По своей конструкции репитер может выполняться либо в виде
полностью отдельной конструкции с блоком питания, или в виде платы, что
интегрируется в слот расширения.
Повторитель в качестве отдельной конструкции стоит несколько
дороже, хотя он может также быть применен для соединения нескольких
сегментов сети Ethernet, выполненных в тонком или толстом кабеле,
поскольку он имеет в себе как коаксиальные разъемы, так и разъемы для
применения трансиверного кабеля.
При использовании этого репитера можно соединять в единую сеть
разные сегменты, что выполнены на тонком и толстом кабеле.
Репитер в качестве платы имеет лишь коаксиальные разъемы, а
поэтому может быть соединен лишь в сегментах на коаксиальном кабеле. Но
он стоит несколько дешевле, и при подключении не требует отдельной
сетевой розетки электропитания.
Один из главных недостатков встраиваемого репитера в рабочую
станцию заключается в том, чтоб для реализации круглосуточной работы
сети РС должна работать также круглосуточно. Если выключить питание –
связь между сегментами в сети будет также нарушена.
Функции применения репитера заключаются также в физическом
разделении нескольких сегментов сети, а также обеспечении восстановления
применяемых пакетов, передаваемых с одного сегмента в иной.
Репитер может значительно повысить надежность сети, поскольку
отказ одного из сегментов (к примеру, обрыв кабеля) не будет сказываться на
работе иных сегментов. Но через поврежденный сегмент информация
проходить не может.
Для обеспечения работы локальной сети очень часто выделяется
отдельный компьютер – сервер, или же несколько таких ПК. На дисках
серверов может располагаться совместно применяемые программы, базы
данных и другие данные.
Остальные ПК локальной сети называются рабочими станциями.
58
Стоит отметить, что на тех РС, где надо обрабатывать лишь данные на
серверах, часто для экономии, даже не устанавливают винчестеры.
В сетях, которые состоят более чем с 25 ПК, наличие сервера является
обязательным – иначе производительность сети, как правило, будет
неудовлетворительной.
К тому же, сервер необходим также при совместной работе в
интенсивном режиме с базами данных.
Иногда серверам также назначается определенная специализация (к
примеру, программы, хранение данных, обеспечение модемной или
факсимильной связи, вывод данных на печать и прочее).
Серверы не используются, как правило, в качестве
автоматизированных рабочих мест (АРМ) пользователей.
Серверы, что обеспечивают работу с разного рода ценными данными,
размещаются часто в изолированном помещении, а доступ к нему имеют
только уполномоченные люди.
2.3.2. Схема IP-адресации и распределение VLAN
Адресная схема в ЛВС компании должна быть разработана в строгом
соответствии с принципом проектирования КС. Схема адресации позволяет
выполнять агрегирование адресов. Это значит, что адреса сетей низких
уровней (если они присутствуют) должны входить в диапазон сети более
высокого уровня с большей маской.
Кроме этого, необходимо предусмотреть разные возможности
расширения адресного пространства для каждого отдела.
Каждая рабочая станция в сети TCP/IP использует адреса нескольких
уровней.
Локальный адрес узлов, определяемый технологией, при применении
которой построена отдельная подсеть, в которую входит указанный узел. Для
узлов, что входят в локальные сети – МАС-адрес для сетевого адаптера или
же порта маршрутизатора.
59
Такие адреса назначаются производителями узлов и являются
уникальными, так как управляются централизовано.
IP-адрес, состоящий с 4 байт, к примеру, 109.23.17.52. Данный адрес
используется на каждом сетевом уровне. Он назначается сетевым
администратором во время процесса конфигурирования маршрутизаторов и
компьютеров. IP-адрес состоит с двух частей: номера узла и номера сети.
Номер сети может выбираться администратором произвольно, или
назначен по рекомендации подразделения.
В ООО «Фарватер» используется такая адресация:
– 192.168.0.25 – 192.168.0.140 – адреса, отведенные под 95 рабочих
станций с возможностью масштабирования сети для каждого структурного
отдела (1 IP-адрес резервный);
– 192.168.0.1 – 192.168.0.24 – адреса, отведенные под сетевое
оборудование (серверы, коммутаторы и другие).
На решение коммутаторов о перенаправлении фреймов влияние
оказывают многие факторы, где наибольшее – называемые виртуальные
локальные сети или VLAN – логическая (или виртуальная) локальная сеть,
что представляет из себя множество хостов, взаимодействующих таким
образом, если бы они подключены к широковещательному домену.
Взаимодействие при этом обеспечивается независимо от конкретного
физического местонахождения хостов (рисунок 17).
60
Рисунок 17 – Принцип распределения VLAN
Хосты подключаются к коммутаторам доступа. Трафик формируется с
обеих площадок в одной точке. На данной площадке применяется
коммутатор распределения, а также маршрутизатор. Всего будет 4 VLAN:
– Администрация;
– Сервера;
– Отделы ООО «Фарватер»;
– Беспроводные устройства.
В таблице 4 рассматривается адресация для VLAN
Таблица 4.
Адресация VLAN
Категория хоста
Номер VLAN
Администрация
2
Сервера
3
Отделы компании
10
Беспроводные устройства
11
2.3.3 Последняя миля и связь с ТфОП
«Последняя миля» – это канал, соединяющий конечное оборудование
с узлом провайдера (оператора связи). К примеру, при предоставлении
услуги для подключения к сети последняя миля – участок от портов
61
коммутатора провайдера на его узлах связи до итогового порта
маршрутизатора клиента непосредственно в его офисе.
К технологиям так называемой последней мили обычно относятся
xDSL, Wi-Fi, FTTx, DOCSIS, WiMax, связь по ЛЭП.
Стоит отметить, что последняя миля реализована с помощью
оптического кабеля на основании медиаконвертера TP-LINK MC200CM:
Связи последний мили и ТфОН не используется.
2.3.4 Расчет основных технических характеристик сети
Для упрощения расчетов используемся справочными данными IEEE,
которые содержат значения задержек для распространения сигналов в
коммутаторах, приемопередатчиках, разных физических средах.
Заметим, что в таблице приведена информация, необходимая для
расчета значений PDV для всех стандартов сетей Ethernet. В нашем случае
имеем следующую таблицу:
Таблица 5
Характеристики сегмента ЛВС
Тип
сегмента
Ethernet
Макс.
Длина,
м
Начальны
й сегмент
Промежут
очный
сегмент
Конечный
сегмент
Задержк
а на метр
длины
10Base-T
100
15,3
42,0
165,0
0,113
10Base-FB
200
–
24,0
–
0,1
Для конфигурации путь наибольшей длины – между компьютерами,
что присоединены к первому или второму коммутаторам. Данный путь
включает пять сегментов: 10Base-T (2 сегмента) и 10Base-FB (3 сегмента).
Произведем расчет:
Левый сегмент: 15,3+100*0,113=26,6.
Правый сегмент: 165,0+100*0,113=176,3.
Промежуточный сегмент: 24+75*0,1=31,5.
Промежуточный сегмент: 24+50*0,1=29.
В результате итоговая задержка для всех сегментов составит:
26,6+176,2+31,5+29 = 263,3 что является меньшим, чем предельно
допустимый показатель 575.
62
Произведем теперь далее расчет суммарной задержки по тому же
пути, но в другом направлении. Результаты будут таким же.
Но расчета так называемого двойного времени прохождения, по
стандарту, не достаточно, чтоб сделать окончательный вывод по
работоспособности сети. Надо рассчитать также снижение межкадрового
интервала коммутаторами, а именно, величину PVV.
Для этого также можно воспользоваться разными значениями
максимальных величин снижения межкадрового интервала при прохождении
различных физических сред.
Таблица 6
Описание типов сегмента
Тип сегмента
Начальный сегмент,
bt
Промежуточный
сегмент,
bt
10Base-FB
-
2
10Base-T
10,5
8
Начальный сегмент: 10Base-T: 10,5
Промежуточный сегмент: 10Base-FB: 2
Промежуточный сегмент: 10Base-FB: 2
Промежуточный сегмент: 10Base-Т: 10,5
В результате итоговое сокращение межкадрового интервала составит:
10,5+2+2+10,5 = 25, что меньше предельной величины 49.
Следовательно, данная конфигурация и по этому показателю будет
оптимальная.
Вычисления для обратного направления, поэтому же пути дадут в
данном случае тот же результат, так как тип кабеля для сегментов
одинаковы.
2.4 Контрольный пример реализации проекта и его описание
Рассмотрим настройку сети при использовании ОС Linux.
Стоит отметить, что настройку можно выполнять как в графическом
режиме, так и в терминале ОС Linux.
63
При настройке сети ООО «Фарватер», необходимо настроить и учесть
следующие параметры:
– Маска подсети – 4 десятичных числа, которые определяют, какая
часть адреса будет относится к адресу подсети, а какая – хоста. Маска
подсети – это число, которое складывается при помощи логического
оператора И, с IP-адресом, в результате чего можно выяснить, к какой
подсети будет принадлежать адрес. К примеру, адрес 192.168.0.4 и маска
255.255.255.0 принадлежат для подсети 192.168.0.
– IP-адрес – это уникальный адрес ПК, в формате 4-х десятичных
чисел, которые разделены точками. Обычно, в работе локальной сети,
выбирается с частных диапазонов.
– Адрес подсети можно определить маской подсети. При этом, для
интерфейсов на основании петель не существует подсети.
– Широковещательный адрес – это адрес, применяемый для
отправки широковещательных данных, которые получат хосты подсети.
Обычно, равняется адресу подсети с значением хоста 255.
– IP адрес шлюза – адрес машины, которая является шлюзом по
умолчанию непосредственно для связи ПК с внешним миром.
Стоит отметить, что шлюзов может быть и несколько, если ПК
подключен к нескольким вычислительным сетям одновременно. Адресом
шлюза не пользуется в изолированных вычислительных сетях (не
подключенных к Интернету), потому что этим сетям некуда отправлять
информационные пакеты вне сети.
– IP-адрес DNS-сервера – это адрес сервера, который преобразует
имена хостов в новые IP адреса.
В Linux есть два состояния сетевого адаптера:
– UP (задействован);
– DOWN (не задействован).
Первым делом надо посмотреть виден ли сетевой адаптер с помощью
команды ifconfig (рисунок 18).
64
Рисунок 18. Ввод команды ifconfig
Вывод результата команды показывает лишь интерфейс UP.
Рассмотрим выведенную информацию подробнее:
– ens33 – название сетевой карты, которая имеет IP адрес
192.168.3.9.
– lo – это локальная петля по умолчанию.
Для отображения всех настроек можно использовать команду ifconfig
–a, которая покажет все интерфейсы с значениями UP и DOWN (рисунок 19).
Альтернативой для команды ifconfig -a служить 2 другие команды:
ip link show – команда, которая отобразит состояние интерфейса;
lshw -C network – покажет имена всех интерфейсов кроме "lo".
Рисунок 19. Расширенная информация