Методы доступа к среде передачи данных

Доступом к сети называют взаимодействие станции (узла сети) со средой передачи данных для обмена информацией с другими станциями. Управление доступом к среде - это установление последовательности, в которой станции получают доступ к среде передачи данных.

Различают случайные и детерминированные методы доступа. Среди случайных методов наиболее известен метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК). Англоязычное название метода - Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection (CSMA/CD). Этот метод основан на контроле несущей в линии передачи данных и устранении конфликтов, возникающих из-за попыток одновременного начала передачи двумя или более станциями, путем повторения попыток захвата линии через случайный отрезок времени.

МДКН/ОК является широковещательным (broadcasting) методом. Все станции при применении МДКН/ОК равноправны по доступу к сети. Если линия передачи данных свободна, то в ней отсутствуют электрические колебания, что легко распознается любой станцией, желающей начать передачу. Такая станция захватывает линию. Любая другая станция, желающая начать передачу в некоторый момент времени t, если обнаруживает электрические колебания в линии, то откладывает передачу до момента t + t_d, где t_d - задержка.

Различают настойчивый и ненастойчивый МДКН/ОК в зависимости от того, как определяется t_d. В первом случае попытка захвата канала происходит сразу после его освобождения, что допустимо при слабой загрузке сети. При заметной загрузке велика вероятность того, что несколько станций будут претендовать на доступ к сети сразу после ее освобождения, и, следовательно, конфликты станут частыми. В ненастойчивом МДКН/ОК задержка t_d является случайной величиной.

При работе сети каждая станция анализирует адресную часть передаваемых по сети кадров с целью обнаружения и приема кадров, предназначенных для нее.

Среди детерминированных методов преобладают маркерные методы доступа. Маркерный метод - метод доступа к среде передачи данных в ЛВС, основанный на передаче полномочий передающей станции с помощью специального информационного объекта, называемого маркером. Под полномочием понимается право инициировать определенные действия, динамически предоставляемые объекту, например станции данных в информационной сети.

Применяется ряд разновидностей маркерных методов доступа. Например, в эстафетном методе передача маркера выполняется в порядке очередности; в способе селекторного опроса (квантированной передачи) сервер опрашивает станции и передает полномочие одной из тех станций, которые готовы к передаче. В кольцевых одноранговых сетях широко применяется тактируемый маркерный доступ, при котором маркер циркулирует по кольцу и используется станциями для передачи своих данных.

Учитывая специфику нашей сети и количество станций мы имеем случайный метод передачи данных.

 

Физическая среда передачи данных

Типичными и наиболее распространенными представителями искусственной среды передачи данных являются кабели. При создании сети передачи данных выбор осуществляется из следующих основных видов кабелей: волоконно-оптический (fiber), коаксиал (coaxial) и витая пара (twisted pair). При этом и коаксиал (коаксиальный кабель), и витая пара для передачи сигналов используют металлический проводник, а волоконно-оптический кабель - световод, сделанный из стекла или пластмассы. Для прокладки ЛВС внутри здания была вбрана витая пара CAT5Е. Данный выбор связан с основными характеристиками- (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Кабель обеспечивает скорость передач данных до 100 Мбит/с. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.

Однако длинна передачи данных без ощутимой потери скорости не превышает 100 метров что в нашем случае является приемлемым.

Для объединения зданий между собой мы используем оптическое волокно. Опти́ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на большие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи.

 

Программное обеспечение

Для оптимизации рабочего и образовательного процесса нужно оснастить рабочие станции (ПК) необходимым программным обеспечением. Всё программное обеспечение описанное – лицензионное. Для наших рабочих станций было подобранно следующее ПО:

- Операционная система Microsoft Windows 7 Professional – одна из самых распространённых и общедоступных операционных систем из семейства Windows.

- ОС Windows Server 2008 Enterprise R2- создана на основе завоевавшей признание ОС Windows Server 2008; она расширяет возможности существующих технологий, а также предоставляет организациям новые возможности, повышающие гибкость и надежность серверных инфраструктур. Новые средства виртуализации, веб-ресурсы, усовершенствованные средства управления и возможность интеграции с Windows 7 экономят время, снижают расходы и предоставляют платформу для эффективного динамического управления центрами обработки данных.

- Microsoft Office Профессиональный Плюс 2010- Один из лучших наборов офисных приложений для компьютеров, телефонов и браузеров, включающий функции, на которые можно положиться уже сегодня, и возможности, которые могут потребоваться в будущем. Данный набор приложений позволяет уверенно принять вызов сегодняшней экономической ситуации, не упуская из виду факторы, необходимые для достижения успеха в сфере информационных технологий.

Microsoft Office 2010 - Для обычных сотрудников это возможность выполнять ежедневную работу быстрее, проще и эффективнее независимо от того, находятся ли они в пути или в офисе, работают в одиночку или в группе. Для ИТ-специалистов это доступ к набору интеллектуальных средств, которые без особых сложностей интегрируются в среду с повышенной безопасностью и работают на имеющемся оборудовании, обеспечивая рост бизнеса, а не бюджета.

Состав пакета Microsoft Office Professional Plus 2010:
* Microsoft Excel 2010
* Microsoft Outlook 2010 with Business Contact Manager*
* Microsoft PowerPoint 2010
* Microsoft Word 2010
* Microsoft Access 2010
* Microsoft InfoPath 2010
* Microsoft Communicator*
* Microsoft Publisher 2010
* Microsoft OneNote2010
* Microsoft SharePoint Workspace 2010
* Приложения Microsoft Office для Web
* Дополнительные интегрированные решения, такие как поддержка управления корпоративным контентом (Enterprise content management, ECM), электронные формы, информационные права и политики.

- Kaspersky Business Space Security Russian Edition- защищает файловые серверы, рабочие станции, ноутбуки и смартфоны, обеспечивая безопасность корпоративной сети в любой момент времени.

- MATLAB- пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования, используемый в этом пакете. MATLAB используют более 1 000 000 инженерных и научных работников, он работает на большинстве современных операционных систем, включая Linux, Mac OS, Solaris (начиная с версии R2010b поддержка Solaris прекращена.

АutoCAD - популярная система автоматизированного проектирования и выпуска рабочей конструкторской и проектной документации. Программное обеспечение AutoCAD 2007 позволяет просто и эффективно конструировать, визуализировать, выпускать проектную документацию. Создавать, редактировать и совершенствовать конструкции теперь можно с использованием реалистических тел и поверхностей в обновленной среде проектирования.

 

 

 

Практическая часть

Структура ЛВС

Структура ЛВС в соответствии с выбранной топологией сети и физической средой передачи данных представлена на Рисунках с 1.1 по 2.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расшифровка обозначений на схеме расстановки ПК:

уч.ауд – учебная аудитория;

у – учебный ПК;

ш – шлюз;

серв – сервер;

ас – ассистент;

асп – аспирант;

д – доцент;

п – профессор;

с – секретарь;

зав.каф – заведующий кафедрой;

дек – декан;

з.дек – заместитель декана;

пр – проректор;

п.пр – помощник проректора;

рект – ректор;

техн – техник;

На выше указанных рисунках числа означают число кабелей уложенных на данном участке. Изображена топология сети типа — дерево. Каждая рабочая станция подключена витой парой к 48 либо 24 портовому коммутатору с функцией маршрутизации. В то же время, каждый такой коммутатор соединён Uplink-кабелем (та же витая пара) с главным коммутатором находящимся на 3-ем этаже в первом здании, и на 5-ом этаже во втором здании. Оба здания соеденены оптическими кабелями. Таким образом данная топология «дерево» является производной от «звезды».