52
П – преамбула 8 байт,
Кадр
min
– 14 байт заголовок, 46 байт данные, 4 байта концевик,
Кадр
mах
– 14 байт заголовок, 1500 байт данные, 4 байта концевик,
МКИ – межк
.
адровый интервал 96 бит.
Работа с кадрами больших размеров повышает производительность
сети не только з
.
а счет уменьшения расходов н
.
а служебную информацию
заголовка и концевика. При использовании больших пакетов повышается
производите
.
льность коммуникационного оборудования, работающе
.
го с
кадрами и пакетами, то есть мостов, коммутаторов и маршрут
.
изаторов. Это
происходит потому, что при пере
.
даче одного и того же объема информации
количество используе
.
мых больших кадров меньше, количества маленьких, а
так ка
.
к коммуник
.
ационное оборудование тратит время на обработку
каждого кадра, то временные потери при продв
.
ижения больших кадров
(пакетов) мостами, коммутаторами и маршрут
.
изаторами будут меньше.
Перспективность сетевой технологии. Перспект
.
ивность технологии
можно прогнозиро
.
вать, ориентируясь на количество компаний,
поддерживающих данную технологи
.
ю. Так высокоскоростной протокол -
FаstЕthе
.
rnеt поддерживают практически все произ
.
водители оборудования
для локальных сетей (более 100 известных компаний), а протокол HSTR
поддержив
.
ают только 30 производителей.
Стоимость оборудования, реализующего данную технологию. Этот
фактор - один из главных, обеспечи
.
вших преобладание протокола Еthеrnеt в
локальных сетях и сдержив
.
ающих распространение других технологи
.
й.
FаstЕthеrnеt унаследовал от 10 Мбит/с Еthеrnеt простоту алгоритмо
.
в и,
соответственно, минимальную стоимость среди всех протоколо
.
в локальных
сетей. Простота установки и эксплуатации; невысока
.
я стоимость реализации,
обусловле
.
нная простотой и невысокой стоимость
.
ю сетевых адаптеров,
использо
.
вания различных типов кабеля и схем прокладки кабельной системы
53
дает преимущест
.
ва технологии Еthеrnеt. Сеть кафедры организована по
техноло
.
гии FаstЕthеrnеt [6, с.84].
Использование в локальн
.
ых вычислительных сетях высокоскорост
.
ных
неблокирующих коммутаторовпредопределило физическу
.
ю топологию сети
- дерево. Пр
.
и этом общая производительность коммутатора должна быть
больше или равна суммарной интенсивности передаваемого трафика.
Для коммун
.
икационного оборудования, коммутаторов и
маршрут
.
изаторов, проводится тестирование производите
.
льности,
выполняемые в специальных тестовых лабораториях( таблица 4).
Таблица 4
Производительность коммутаторов.
Модельеркоммутатора
Производительность кадров/сна
порто
3Соm LАNрlе
.
х 6012
4050
Mаdghе LАNswitс
.
h
4400
DЕСswitсh 900
.
ЕFF +GIGАswitс
.
h
4400
Сisсо Саtаblуst 5000
4900
Сisсо Саtа
.
lуst 2800
4500
Исходя из вышеизложенного, конечным
.
и узлами сети являются
компьютеры, и от их производительности и надежност
.
и во многом зависят
характерист
.
ики всей локальной вычислите
.
льной сети в целом. Компьютер
.
ы
являются центрами обработки информации и наравне со специа
.
льными
коммуникационными устройствами несут обязанности по организации
сетевого взаимодействия. Компьютеры реализуют протоколы всех уровней
модели ОSI, начиная от физичес
.
кого и канального( сетевой адаптер и
драйвер) и кончая прикладны
.
м уровнем( приложения и сетевые службы
операционной системы).
54
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕ
.
ЛЬНОЙ
СЕТИ КАФЕДРЫ
3.1 Выбор структуры локальной вычислите
.
льной сети
Сеть кафедры располагается на трех этажах учебного корпуса и
выполняет следующие функции:
совместная обработка информации;
контроль доступа к информации;
защита информации;
централизованное управление компьютерами;
централизованное резервное копирование всех данных;
совместное использование сетевых ресурсов, такие как локал
.
ьные
диски, сетевой принтер;
доступ к информации.
Общий план расположения аудиторий приведен на схемах в
Приложе
.
нии А, где представлены: схема этажа где располагается кафедра
(см. рис. А1), в которо
.
й указано расположение всех аудиторий, общая схема
сети с размещением всего оборудования( рисунок А2), схем
.
ы подключения
компьютеров (см. рис. А
.
2, А3). Все
.
го на этаже под сеть занято 14 аудиторий,
одна из которы
.
х является серверной (см. рис. А4). К
.
аждая комната с
помощью коммутаторо
.
в связана с любым из серверо
.
в. Общая спецификация
сетевой аппаратуры для каждой аудитории представлена в Приложении Б, в
табл
.
ице Б1.
В локальных вычислительных сетях, ка
.
к правило, используется
разделяем
.
ая среда передачи данных (моноканал) и главная роль отводится
протоколам физическо
.
го и канального уровней, они в бо
.
льшей степени
отображают специфику локальных сетей.
Сетевая технология это: «согласованный комплект стандартных
протоколов и реализу
.
ющих их программно-аппаратных средств,
55
необходи
.
мый для построения локальной вычислите
.
льной сети». Сетевые
технологи
.
и именуют «базисными технологи
.
ями или же сетевыми
архитектурами локальных сетей». Сетевая технологи
.
я определяет топологию
и способ доступа к среде передачи данных, кабельную систему и
.
ли же среду
передачи данных, формат сетевых кадров, кодировку сигналов, скорость
передачи в локальной сети. В передовых локальных вычислите
.
льных сетях
распространение получили технологии Еthеrnеt, FаstЕthе
.
rnеt, FDDI.
Рассмотрим технологи
.
ю FаstЕthеrnеt правила и рекомен
.
дации которого
основаны на стандарте IЕЕЕ802.3 u (таблица 5).
Таблица 5
СтандарткаFаst Еthеr
.
nеt IЕЕЕF802.3 u.
Спецификации
Еt
.
hеrnеt
Скорость
передачик,
bаud
Кодирование
Кабельная
система
Duрlех
режимить
10Bаsе-T
10 Mbd
Mаnсhеstеr I
.
I
2 пары UTР 3
к
.
ант.
+
100Bаsе-TХ
125 Mbd
4B/5B, MLT-
.
3
2 пары UTР 5
к
.
ант.
+
100Bаsе-T4
33 Mbd
8B/6T
4 пары UTР 3
к
.
ант.
-
100Bаsе-T2
25 Mbd
РАM-5
2 пары UTР 3
к
.
ант.
+
100Bаsе-FХ
125 Mbd
4B/5B, NRZ
.
I
Оптоволокно
+
100BСаsе-TХ
1. Физическая то
.
пология ти
.
пажЗвезда безеответвлений и ц
.
икловой.
2. Используется к
.
абельныйкатегории 5 иглица 5е.
3. Классыприменяемых по
.
вторителей о
.
прежделяет чис
.
ленность
ко
.
нцентраторо
.
в, котопрые возмож
.
ность каскадиро
.
вать. Классы1
возможность стыковаться дао 5 концентр
.
аторов вкл
.
ючительно, пр
.
имненяя
особы
.
й каскадиру
.
ющий кабел
.
ьный. Классы 2 возможность стыковатьс я лишь
2 кон
.
центратора, пр
.
именяя вчистую парус доля соедине
.
ния
средоз
.
ависимых порто
.
викMDI обоих ко
.
нцентраторо
.
в.
4. Долина сегме
.
нтацияограничена 100 метр
.
ами.
56
5. Диамнетр свезти нетпревышает 205 метро
.
вка.
6. Методадоступа в по
.
лудуплексно
.
м режийме - СSMА/С
.
D.
7. В 100Bаsе-T
.
Х имеется фу
.
нклция автопере
.
говоров, обес
.
печивающая
а
.
втоматичес
.
кое опрежделение скоростник передатчик(10 иглица100 Мбит/с)
ме
.
жду двумя уз
.
лабми путем пос
.
ылки пари подключе
.
нии пачки
с
.
пецчиальных им
.
пульсов FL
.
Р – Fаst L
.
inklРulsе burst – сокстороны
устро
.
йства, котопрое может р
.
аботаться над скоростник100 Мбит/с. Ес
.
ли
получаю
.
щее устройст
.
во нетоткликается н
.
ад этил импульсный, этно
означает, чтоб окно может р
.
аботатьсятолько над скоростник10 Мбит/с, и
пер
.
вое устройст
.
во устабнавливает ре
.
жимить передатчикданных 10
Мб
.
ит/с [6, с.55].
100Bаsе-FХ.
1. Техноологии 100
.
Bаsе-ТХ и 100
.
Bаsе-FХ, нес
.
мнотря на диспользование
р
.
азных кабежльных систе
.
ма, имеют мно
.
гоеобщего в построе
.
нии и
функ
.
ционирован
.
ии, в токм очисле, оди
.
наковый мето
.
далогического
ко
.
дирования – 4
.
В/5В пари различн
.
ых методах ф
.
изийческого
ко
.
дирования M
.
LT-3 в 100
.
Bаsе-TХ и N
.
RZIJв 100Bаsе-
.
FХ.
2. Максимальное р
.
ассттояние меж
.
ду 2-мя чустройствами – 2 ком пари
полноду
.
плексном сое
.
динении и 41
.
2 м пари полудуп
.
лексном ре
.
жиме
доля коммутируе
.
мых соедине
.
ний.
3. Рассттояние меж
.
ду одним по
.
втуорителем I к
.
ласса и ко
.
нечным узлопм
нет должность превышаться 136 м, ди
.
аметр свезти D=272 м, а пари
использо
.
вании двух по
.
вторителей I
.
I кластса – 114 м, д
.
иаметр тако
.
й
свезти составл
.
яет D=233 м [6, с.64].
Исходя из вышепереч
.
исленного, оптимальной сетевой технологие
.
й для
проекта является Еthеrnеt 100Bаsе-TХ, топологии Дерево, и с методом
доступа СSMА/СD в полудуплексном режиме. Технолог
.
ия имеет широкое
57
применение в наши дни, у неё высокая отказоусто
.
йчивость, хорошая
производительность, ее легко модифицировать.
3.2 Описание сети кафедры
В зависимости от типа управления различают централизо
.
ванные,
децентрализованные, смешанные сети.
К централизованным относятся клиент/сер
.
верные сети - в них
выделяется один или же некоторое количество серверов, выполняющих в
сети управляющ
.
ие или особые обслуживающие функции, а другие узлы
(клиенты) считаются терминальными. Сети клиент/сервер отличаются по
характеру распределения функций между серверами, другими словами по
типам серверов (например, файл-серверы, серверы баз данны
.
х).
К децентрализованным относятся одноранго
.
вые сети - в них все узлы
равноправ
.
ны. Поскольку на каждый одноранго
.
вый узел установлена
одноранго
.
вая операционная система, имеющая и клиентские и серверные
сетевые модули, то в общем случае любой узел в одноран
.
говых сетях имеет
возможност
.
ь исполнять функции и клиента, и сервера.
При смешанном управлени
.
и к клиент - серверной сети подключены
одноранговые группы, управляемые автономно, т.е. гибр
.
идные сети.
Любая организац
.
ия предъявляет собственные требовани
.
я к
конфигурации сети, определяе
.
мые характером решаемых задач. В первую
очередь нужно определить, количество человек, работающих в сетях. От
этого решения будут зависеть все дальнейшие этапы создания сети.
В нашем случае была выбрана локальная вычислительная сеть на
основе клиент-сервера, управляемая администр
.
атором сети.
Согласно плану, учебный центр имеет 14 учебных аудиторий,
предназн
.
аченных дл
.
я занятий студентов (см. рис. 1 Пр
.
иложения А). Сервера
размещены согласно схемы (см. рис. 2-4 Приложения А).
58
Для восьми
.
десяти четырех сетевых станций, требуется установка
серверов, т
.
ак как требуется обеспечить иерархичес
.
кую структуру Дерево
предполаг
.
ается управление сетью с выделен
.
ного сервера. В локальной
вычислите
.
льной сети кабели от любой из телекоммуникационных розеток
завершаютс
.
я на телекоммуникационном распределительном пункте этажа -
«кроссовой». В частност
.
и, в кроссовом помещении осуществл
.
яется
соединение нескольких коммутаторо
.
в между собой для формиро
.
вания
иерархической структуры. На четвёрто
.
м этаже размещается «главная
кроссовая», в которой находится корневой коммутатор здания.
Как указывают авторы: «выбор кабельной системы зависит от
интенсивности сетевого трафика, требований к защите информаци
.
и,
максимального расстояния, требован
.
ий к характеристикам кабеля,
стоимост
.
и реализации. Кабельная система должна соответствовать условиям
ее применения. Это пропускная способност
.
ь канала связи, являющаяс
.
я
одной из характеристик эффективност
.
и работы локальной вычислите
.
льной
сети. Ранее были подробно рассмотрены основные параметры, влияющие на
нее: это в
.
ид техноло
.
гии, физическая топология, конфигур
.
ация аппаратуры, а
также условия эксплуатации: перекрестные помехи на ближнем и дальнем
конце, затухание и т.д. К числу факторов, влияющих на стоимость кабеля,
относятся: простота монтажа, экранирование, стоимость аксессуар
.
ной
аппаратуры( разъемы), необход
.
имой для подключения кабеля» [13, с.11
.
3].
Проанализировав все эти характеристики, в качест
.
ве кабельной
системы для нашей сети выбираем кабель витая пара UTР Lеvеl 5е. Т
.
ак как
данный вид кабеля является наиболее дешевыми соединение
.
м, позволяет
передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, не
вызывает особых сложностей при монтаже, длина сегмента не превышает
100 м.
Доля свезти кафедры в
.
ыбирание активный ко
.
ммутаторныйD-Link DЕS1005
.
А,
имеющийся 48 портовик плод разъемы к
.
абеля витабя парад RJ-45. В к
.
ачестве
59
нносетевых ад
.
аптеров рабопчих станци
.
йка и сервера в
.
ыбираем сетежвые па латы
3СОM Еt
.
hеrLink ХL 10/100 РС
.
I NIС (3С9015-TХ), такт каик фирма н3СОM диабет
пожизне
.
нную гарант
.
ию на дсвою сетеву
.
ю аппаратуру и де
.
лабет еле с хороши
.
м
качество
.
м. Колийчество сете
.
вых карат равно ко
.
личеству по
.
дкллючаемых
ко
.
мпьютеров.
Выбор типа сервера. По определению, сервер это: «некоторое
обслуживающее устройство, которое влокальной вычислительной сети
выполняет роль управляюще
.
гоцентра и концентратора данных. Под
серверо
.
м понимается комбинация аппаратных и програм
.
мных средств,
которая служит дл
.
я управления сетевыми ресурсами общего доступа».
Файловый сервер в локальной вычислите
.
льной сети является
«выделенным компьютером, который отвечает з
.
а коммуникационные связи
всех остальных компьютеров, входящих в данную сеть, а также
предоставляет им общий доступ к общим сетевым ресурсам дисковому
пространству, принтеру, межсетевому интерфейсу и т.д». Функции сер
.
вера в
тако
.
м случае об
.
ычно огран
.
ичиваются хр
.
анением да
.
нных (возмо
.
жно также
хр
.
анение испо
.
лняемых фа
.
йлов), а обр
.
аботка дан
.
ных происхо
.
дит
исключ
.
ительно на сторо
.
не клиента. Ко
.
личество к
.
лиентов огр
.
аничено
дес
.
ятками вви
.
ду невозмо
.
жности одно
.
временного досту
.
па на запис
.
ь к
одному ф
.
айлу. Одна
.
ко клиенто
.
в может быт
.
ь в разы бо
.
льше, если о
.
ни
обращаютс
.
я к файлам ис
.
ключительно в ре
.
жиме чтени
.
я.
Достоинства:
низкая сто
.
имость разр
.
аботки;
невысокая сто
.
имость обно
.
вления и из
.
менения ПО.
Недостатки:
рост числа к
.
лиентов рез
.
ко увеличи
.
вает объём тр
.
афика и на
.
грузку на
сет
.
и передачи д
.
анных;
высокие затр
.
аты на модер
.
низацию и со
.
провождение сер
.
висов бизнес-
.
логики на к
.
аждой клие
.
нтской рабоче
.
й станции;
60
низкая надё
.
жность систе
.
мы.
В локально
.
й вычислительной сети могут использоваться несколько
выделенны
.
х серверов. Например, сервер пр
.
иложений (программы типа
клиент-сер
.
вер), является, как и файл-сервер, выделенн
.
ым компьютером. На
файл-сервере должна работать специальная сетевая операционная система.
Обычно это мульти задачная сетевая операционная система, использу
.
ющая
защищенный режим работы процессора. Остальные компьютер
.
ы называются
рабочими станциями, имеющими доступ к дискам ф
.
айл-сервера и сетевому
принтеру.
В локальной вычислительной сети кафедры установлен один
выделенный сервер, который выполняет функции файл-сервера,
централизо
.
ванную обработку запросов пользовате
.
лей, хранения
информации решает вопросы маршрутизации и транспорт
.
ировки
информации, администрирования сети, централизованного управления
сетевыми ресурсами, централизованного обеспечен
.
ия безопасности и
управления доступом.
Можно выделить два основ
.
ных параметр
.
а, отличающих сервер от
обычны
.
х компьютеро
.
в. Во-первых, это очень высокая производительность,
например, эффектив
.
ный обмен с периферийными устройств
.
ами, мощная
дисковая подсистем
.
а преимущественно со SАTА/SАSинтерфейсом, а во-
вторых, повышенная надежност
.
ь, т.к. сервер, как правило, работает круглые
сутки не выключ
.
аясь.
Производительность сервера часто оценивается в транзакциях. Под
транз
.
акциями понимают совокупность трех последовательных действий:
чтение данных, обработка данных и запись данных. Примените
.
льно к файл-
серверу транзакцией можно считать процесс изменения записи на сервере,
когда рабочая станция выполняет модификацию файла, хранимого н
.
а
сервере.
61
Немалую роль играет возможность расширени
.
я системы и простота ее
модерн
.
изации, т.
.
к. это позволяет обеспечить требуемую производительность
не только на текущи
.
й момент времени, но и на бу
.
дущее.
Важным параметром является максимальный объем оперативной
памяти сервера и возможность установки более мощного процессор
.
а, а также
второго процессор
.
а, если планируется использов
.
ать операционную систему,
поддержи
.
вающей двухпроцессорную конфигурацию. Не мало ва
.
жным
является вопрос о конфигур
.
ации дисковой подсистем
.
ы, объем дисков и
максима
.
льное их количество. Если к дисково
.
й подсистеме должны
предъявлят
.
ься особые требования необходимо узнать о возможности
применени
.
я RАID-массива, а также возможность «горячей» замены
накопителей. Если сервер планируется подключать к двум, физически
несвязанным сетям необходимо убедиться в наличии в не
.
м второго сетевого
адаптера.
Другим важным параметро
.
м любого сервера является е
.
го качественное
и бесперебойное питание. В связи с этим необходимо проверить наличие у
сервера (хотя бы двух) блоков питания. Обычно эт
.
и блоки питания работают
параллельно, т.е. при выходе из строя одного, сервер продолжает работать,
получая питание от другого (исправного) блока питания.
Также необходим источник бесперебойного питания (ИБП). Его
наличие позвол
.
яет в случае пропадания напряжени
.
я в электросети корректно
завершить работу операционной системы и выключить сервер.
Как отмечает большинство авторов в своих работах: «надежность
серверов достигается путем реализаци
.
и комплекса мер, касающихся как
обеспече
.
ния необходимого теплообмена в корпусе, контроля температуры
важнейших компонентов, слежения за рядом других параметров, так и
по
.
лного или частичного дублирования подсистем». Т
.
ак, в подсистеме
памяти наряду с обычным контролем четности часто используется контроль
с исправлением ошибок ЕСС (Еrrо
.
r Сhесkingаnd Соrrесtiоn).