42
2. Проектная часть
2.1 Выбор и проектирование сети.
2.1.1 Определение потребностей
Первым шагом является выявление и анализ потребностей всех
будущих членов локальной сети.
Подсчитайте количество других устройств, таких как компьютеры и
сетевые принтеры, которые будут подключены к будущей локальной сети.
Кроме того, необходимо знать конфигурацию компьютеров будущих
пользователей сети, а также наличие и тип сетевых адаптеров на них.
Если выбран сетевой стандарт будущей сети, будет рассчитано
количество сетевых адаптеров нужного типа.
После подсчета количества сетевых устройств, подробно обсудите с
каждым участником будущей сети, чтобы выяснить, с чем он работает на
своем компьютере, документы или базы данных, в которых он работает.
Например, при построении корпоративной сети рекомендуется
учитывать следующее:
Если есть локальная сеть, это означает, что организация
общего доступа в Интернет практически необходима;
Некоторые люди будут вовлечены рано или поздно в
бухгалтерском учете. Другими словами, вам нужна общая БД и программа
для управления ею;
Если компания расширяется, это означает, что в ближайшее
время там появится юрист, что потребует постоянно обновляемой базы
данных юридических данных;
Возможно, сеть является более подходящей структурой
домена;
Как необходимо организовать централизованно управляемый
источник систем хранения и архивирования данных;
43
Пакет антивируса для компаний, которые для установки
используют автоматическое обновление базы данных сигнатур вирусов.
Собрав необходимую информацию, приступайте к анализу
полученной информации.
Необходимо максимально точно рассчитать максимально возможное
количество соединений с учетом добавления или добавления различных
типов серверов и другого оборудования.
Кроме того, трафик, генерируемый в сети, должен быть
аппроксимирован с использованием существующего и будущего ПО с
учетом количества полученных соединений.
Используйте следующий метод, чтобы получить хотя бы
приблизительную цифру.
Определим максимальный размер фактического документа, с
которым будут работать пользователи, и умножьте его на количество
пользователей.
Предположим, что максимальный размер документа составляет 300
КБ и 30 пользователей запланированы для работы в сети.
В результате умножения получаем:
30 х 300 = 9000 Кбайт, то есть примерно 9 Мбайт, или 72 Мбит.
Это действие генерирует 72 Мбит / с трафика, предполагая, что все
пользователи имеют доступ к своим документам одновременно.
Конечно, расчет очень приблизительный, трафик БД, интернет,
пакеты обновлений системы, антивирусное сканирование клиентов и т.д.,
не включены.
Тем не менее, это вполне достаточно для приблизительно расчета.
Можно сделать вывод, что скорость сети должна быть не меньше 72
Мбит/с для работы с требуемым набором программного обеспеченья. Для
того чтобы пользователи сети не чувствовали неудобств друг от друга
«поблизости».
44
Следовательно, если количество узлов, подключенных к сети, будет
больше 30, в соответствии с возможностью расширения сети, т.е. условием
проектирования локальной сети предприятия, скорость сети при выборе
стандарта сети будет составлять - 100 Мбит/с.
2.1.2 Выбор сетевого стандарта
Архитектура сети определяет среду передачи, топологию и способ
доступа к кабельной системе или среде передачи, формат кадра сети, тип
кодирования сигнала, скорость передачи. В современных компьютерных
сетях широко используются технологии или сетевые архитектуры, такие
как Ethernet, Token Ring, Arcnet, FDDI [30].
Сетевые технологии IEEE802.5/Token-Ring. Сеть Token Ring
относится к использованию общей среды передачи данных,
сформированной путем объединения всех узлов в одно кольцо. Сети Token
Ring имеют топологию Стирлинга. Метод маркера используется для
доступа к среде передачи данных (метод детерминированного маркера).
Стандарт поддерживает витую пару (экранированные и
неэкранированные) и оптоволоконные кабели. Максимальное количество
узлов в кольце 260, максимальная длина кольца 4000 м, скорость передачи
данных до 16 Мбит / с.
Сетевые технологии IEEE802.4/ArcNet. ArcNet использует «шину» и
«пассивную звезду» в качестве топологии. Поддерживает экранированную
и неэкранированную витую пару, и оптоволоконные кабели. Сети ArcNet
используют методы аутентификации для доступа к среде передачи данных.
Сеть ArcNet была одной из самых старых сетей и была очень популярной.
Среди основных преимуществ сетей ArcNet - высокая надежность,
недорогие адаптеры и гибкость.
Основным недостатком сети является:
- низкая скорость передачи данных (2,5 Мбит / с);
45
- максимальное количество подписчиков - 255;
- максимальная длина сети составляет 6000 метров.
Сетевая технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface). FDDI
является стандартной спецификацией для архитектуры высокоскоростной
оптоволоконной сети передачи данных. Скорость передачи составляет 100
Мбит/с. Эта технология в основном основана на архитектуре Token Ring и
использует детерминированный токен для доступа к среде передачи
данных. Максимальная длина сетевого кольца составляет 100 км.
Максимальное количество абонентов сети - 500. Сеть FDDI - это
высоконадежная сеть, созданная на основе двух оптоволоконных колец,
которые образуют основной и резервный путь передачи данных между
узлами.
Сетевые технологии IEEE802.3/Ethernet. В настоящее время сетевая
архитектура IEEE802.3/Ethernet является самой популярной в мире.
Популярность обеспечивается простой, надежной и недорогой
технологией.
Стандарт IEEE802.3 в зависимости от типа среды передачи данных
имеет модификации:
- 10BASE5 (толстый коаксиальный кабель) - дает обеспечение
темп передачи данных 10 Мбит/с и длину сегмента вплоть до 500 м.
- 10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель) - дает обеспечение
темп передачи данных 10 Мбит/с и длину сегмента вплоть до 200 м.
- 10BASE-T (неэкранированная витая пара) - дает возможность
реализовать сеть с топологией «звезда». Расстояние от концентратора
вплоть до конечного узла составляет 100 м. Общее число узлов не может
превышать 1024.
- 10BASE-F (кабель) - дает возможность создать сеть с
топологией «звезда». Дистанция от концентратора вплоть до конечного
узла составляет 2000 м.
46
Развитие технологии Ethernet привело к появлению
высокоскоростных опций: IEEE802.3u/Fast Ethernet и IEEE802.3z/Gigabit
Ethernet. Сетевая технология Fast Ethernet предлагает скорость передачи
100 Мбит/с с 3-мя изменениями:
- 100BASE-T4 - Применяется неэкранированная витая пара (4
витые пары). Дистанция от концентратора вплоть до конечного узла
составляет 100 метров;
- 100BASE-TX - Применяются 2 витые пары (неэкранированные
и экранированные). Дистанция от концентратора вплоть до конечного узла
составляет 100 метров;
- 100BASE-FX-A - Применяется кабель (2 волокна в кабеле).
Дистанция от концентратора вплоть до конечного узла составляет 2000 м.
Гигабитный Ethernet - обеспечивает темп передачи данных 1000
Мбит/с. Стандарт имеет следующие изменения:
- Используется кабель - 1000BASE-SX-A с протяженностью
волны 850 нм.
- 1000BASE-LX - Применяется кабель с протяженностью волны
1300 нм.
Так же используются экранированная витая пара 1000BASE-CX-A и
1000BASE-T - неэкранированная витая пара.
Поскольку сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet совместимы с сетями
Ethernet, подключение сегментов Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet к
одной компьютерной сети является простым и легким.
После тщательного анализа потребностей выбирается сетевой
стандарт для будущей локальной сети. Если не проводить анализ
потребностей, можно ошибочно принять решение о выборе не подходящих
стандартов. В результате нормальная скорость сети не может быть
гарантирована. И если этот факт будет обнаружен после построения сети,
47
может быть невозможно что-либо сделать с типом используемого
оборудования.
С помощью двух основных параметров, полученных в результате
предварительного анализа, а именно количества будущих соединений и
приблизительного трафика данных, можно перейти к выбору будущих
сетевых стандартов.
Это дает свободу использовать беспроводные, проводные и другие
сетевые опции, а также «настоящие» сетевые технологии, такие как
Ethernet, HomePNA и HomePlug.
Каждая из этих сетевых технологий содержит множество стандартов
и спецификаций с уникальными характеристиками. В таблице 5 приведены
основные показатели этих стандартов.
Таблица № 5 Сравнение основных сетевых стандартов
Сетевой
стандарт
Среда передачи
данных
Скорость
передачи
данных,
Мбит/с
Max количество
подключений
Max
дальность
связи, м
802.11
Радиоволны
2
128
300
802.11a
Радиоволны
54
2048
100
802.11b
Радиоволны
11
2048
300
802.11g
Радиоволны
54
2048
300
802.11n
Радиоволны
300
2048
450
10Base-5
Коаксиальный кабель
10
500
2500
10Base-2
Коаксиальный кабель
10
150
925
10Base-T
«Витая пара»
10
1024
500
10Base-F
Оптоволокно
10
1024
5000
100Base-TX
«Витая пара»
100
1024
205
100Base-T4
«Витая пара»
100
1024
205
100Base-FX
Оптоволокно
100
1024
2000
100Base-T
«Витая пара»
1000
1024
205
Bluetooth 3.0
Радиоволны
24
8
100
HomePNA
3.1
Телефонная проводка,
коаксиальный кабель
320
64
600
HomePlug
AV
Электропроводка
200
64
300
48
Из таблицы 6 видно, что сетевые стандарты имеют очень хорошие
технические показатели, даже в сетях, которые работают по-разному.
Конечно, современные требования берут их только из будущего, поэтому
некоторые стандарты, обеспечивающие низкую скорость передачи данных
и небольшое количество поддерживаемых узлов, могут быть отброшены.
Среди них:
- коаксиальные стандарты 10Base-5, 10Base-2 и 10Base-T;
- стандарты со скоростью передачи данных ниже 54 Мбит/с:
10Base-T, 10Base-F, IEEE;
- 802.11, IEEE 802.11b, Bluetooth 3.0.
Кроме того, на выбор стандарта, явно влияет местоположение
локальной сети. Таким образом, для достаточно большой офисной сети
качество работы важнее, чем качество домашней сети. И это очень
понятно. Заработная плата офисных работников и развитие самого офиса
полностью зависят от работоспособности сети и выполнения настроенных
задач. Вот почему офису нужна локальная сеть. Скорость передачи в
локальной сети стабильна и максимально независима. Имея в виду эти
решения, вы можете установить самый медленный беспроводной стандарт
и «экзотический» стандарт, что означает разделение общей скорости
между всеми участниками сети.
Используйте эти простые и логичные выводы для распределения
оставшихся сетевых стандартов в соответствии с различными случаями и
вариантами использования локальной сети.
Наиболее предсказуемой и предпочтительной, исходя из
потребностей ООО «Термоблок», является сеть, в которой используется
один из проводных стандартов 100Base-TX, а иногда и 1000Base-T.
49
Таблица № 6 Варианты использования сетевых стандартов
Варианты локальной сети
Сетевой стандарт
Офисная сеть, в составе которой до 5
компьютеров, 1 сервер базы данных, 1 сетевой
принтер
802.11g, 802.11n, 100Base–TX,
HomePNA 3.1, HomePlug AV
Офисная сеть, в составе которой до 5–10
компьютеров, 1 сервер базы данных, 1 сетевой
принтер, 1 файловый сервер
802.11g, 802.11n, 100Base–TX,
HomePNA 3.1, HomePlug AV
Офисная сеть, в составе которой до 10–20
компьютеров, 1 управляющий сервер, 1
файловый сервер, 2 сервера базы данных, 2
сетевых принтера
100Base–TX, 1000Base–T
Корпоративная сеть, в составе которой 30–50
компьютеров, 2 управляющих сервера, 1
файловый сервер, Internet– шлюз, почтовый
сервер, 2 сервера базы данных, 5 сетевых
принтеров, ADSL– модем
100Base–TX, 1000Base–T
2.1.3 Проектирование офисной сети
Основным требованием операционной системы является выполнение
основных функций эффективного управления ресурсами и предоставление
удобного интерфейса для пользователей и прикладных программ.
Современные операционные системы, в принципе, должны поддерживать
мультипрограммирование, виртуальную память, подкачку, многооконные
графические пользовательские интерфейсы и выполнять множество других
необходимых функций и сервисов. В дополнение к этим требованиям
функциональной целостности, операционные системы являются одинаково
важными эксплуатационными требованиями:
- Расширяемость. Хотя компьютерное оборудование устарело в
течение нескольких лет применения, срок полезного использования
операционной системы можно измерять десятилетиями. Таким образом,
операционные системы постоянно меняются с течением времени, и эти
изменения важнее аппаратных изменений. Изменение ОС обычно состоит
в приобретении новых характеристик. Например, поддержка новых типов
50
внешних устройств и новых сетевых технологий. Такая ОС называется
расширяемой, если код ОС написан так, что дополнения или изменения
могут быть сделаны без нарушения целостности системы.
Масштабируемость достигается за счет модульной структуры
операционной системы. Там программы построены из наборов отдельных
модулей, которые взаимодействуют только через функциональные
интерфейсы;
- Переносимость. В идеале код ОС относится к процессору
одного типа, процессору другого типа и аппаратной платформе одного
типа, которая отличается не только типом процессора, но и конфигурацией
всего компьютерного оборудования к другому типу. Должно быть легко
перенесено на аппаратную платформу. Портативная ОС имеет несколько
вариантов реализации для разных платформ. Эта особенность ОС также
называется мультиплатформенностью;
- Совместимость. Существует несколько «долгоживущих»
популярных ОС, для которых была разработана широкая номенклатура
приложений. Некоторые из них широко распространены. Таким образом,
если по какой-то причине, пользователь переключается с одной ОС на
другую, возможность запуска знакомого приложения с новой ОС очень
привлекателен. Если в ОС есть способ запуска прикладных программ,
написанных для других ОС, говорят, что она совместима с этими ОС. Нам
нужно различать совместимость на уровне двоичного кода и
совместимость на уровне исходного кода. Понятие совместимости также
включает поддержку пользовательских интерфейсов в других
операционных системах;
- Надежность и отказоустойчивость. Система обязана быть
защищена как от внутренних, так и от внешних ошибок, перебоев и
поломок. Его поведение всегда должно быть предсказуемым, и
приложение не должно наносить вред ОС. Надежность и
51
отказоустойчивость операционной системы в основном определяются
базовым архитектурным решением и качеством его реализации, отладка
кода. Кроме того, важно, чтобы ОС включала программную поддержку
аппаратной отказоустойчивости, такой как дисковые массивы и источники
бесперебойного питания.
Простейшая структура ОС - это разделение всех компонентов ОС на
модуль, который выполняет основные функции (ядро) ОС, и модуль,
который выполняет вспомогательные функции ОС. Вспомогательные
модули ОС спроектированы как приложения (утилиты и программы
обработки системы) или как библиотека процедур. Вспомогательные
модули загружаются в ОЗУ только во время выполнения их функций.
Другими словами, вспомогательный модуль является транзитным
модулем. Модули ядра находятся в оперативной памяти. Другими словами,
он будет резидентом.
Если у вас есть аппаратная поддержка режимов с различными
уровнями привилегий, вы можете улучшить стабильность ядра, запустив
функции ядра в привилегированном режиме и запустив вспомогательные
модули ОС и приложения в пользовательском режиме. Это защищает код
ОС, код приложения и данные от несанкционированного доступа. ОС
может выступать в качестве арбитра в спорах по поводу ресурсов
приложения.
Важнейшей функцией ОС является организация, которая
рационально использует все свои аппаратные и информационные ресурсы.
Основные ресурсы включают процессор, память, внешние устройства,
данные и программы. Хотя аппаратные ресурсы одинаковы, но
управляются разными операционными системами, вычислительные
системы могут работать с разной эффективностью. Таким образом, знание
внутренних механизмов операционной системы может косвенно
определять ее операционные особенности и характеристики. Хотя