Розробка проекту розміщення КТЗ проектованої мережі в заданих приміщеннях

Лабораторна робота №1

Розробка плану приміщень комерційного банку і плану комп’ютерної мережі

 

Мета роботи: отримати навички проектування плану приміщень комерційних банків і плану комп’ютерної мережі з використанням інструментального засобу Microsoft Office Visio 2007.

 

Методичні вказівки

 

Пасивне мережеве обладнання. При проектуванні комп'ютерних мереж в офісних приміщеннях використовують кабельні лотки та пластикові короби. Кабельний лоток – це відкрита конструкція, призначена для монтажу дротів і кабелів. Короб кабельний – конструкція із пластмаси для монтажу кабельних мереж усередині приміщення. Пластикові короби поділяються на кілька основних видів:

– кабельний канал (кабель-канал) – має просту конструкцію, він досить дешевий, деякі моделі дозволяють встановлювати розетки всередину кабель-каналу;

– парапетні короби – встановлюються на рівні робочого місця, внутрішній простір такого короба розділений на секції, він має подвійну стінку, і практично всі види парапетного короба підтримують монтаж розеток;

– короб на підлогу – короб для монтажу на підлогу, має посилену конструкцію та стійку до стирання поверхню.

Вимоги до серверної кімнати. Серверна кімната – приміщення для великого телекомунікаційного або серверного обладнання. Розміри серверної повинні відповідати вимогам до розташовуваного в ній обладнання. Якщо такі дані на момент вибору приміщення відсутні, розрахунки ведуться виходячи із площі робочих місць, що обслуговуються: на кожні її 10 м²приймаються 0,07 м² для серверної. Мінімальна площа апаратної приймається 14 м².

Серверна кімната повинна розташовуватися в приміщенні, яке не має зовнішніх стін будинку. Для забезпечення катастрофостійкості приміщень критичного електронного, електричного або механічного обладнання та комп’ютерів дані приміщення не допускається розміщати у підвальних поверхах або нижче очікуваного рівня повідкових вод, і на верхніх поверхах будинку, оскільки вони сильніше інших страждають у випадку пожежі.

Конструкція стін приміщення повинна бути герметичною, при цьому стіни та двері повинні мати вогнестійкість не менш 45 хвилин, а міжповерхові перекриття, окрім цього, повинні мати гідроізоляцію. Ширина дверей у серверну повинна бути не менш 910 мм, висота – 2000 мм. Конструкція дверей має певні обмеження: полотно повинне відкриватися назовні на 180 градусів, а дверна коробка не повинна мати поріг. При використанні в серверній великогабаритного обладнання передбачається встановлення двостулкових дверей. Для забезпечення герметичності в конструкції дверей повинна бути ущільнювальна прокладка, а для підвищення рівня захисту від злому необхідно передбачити протиз’ємне пристосування.

У серверній не повинно бути вікон. Обов'язковою умовою в цьому приміщенні є наявність фальшпідлоги, що витримує навантаження від обладнання, що встановлюється, і працюючих з ним людей. Рекомендована відстань між плитою на підлозі та фальшпідлогою – 400 мм, при цьому просвіт між фальшпідлогою і фальшстелею повинен бути не менш 2440 мм. Фальшпідлогу рекомендується робити з легко знімних модулів. Матеріал, із якого вона виготовлена, повинен бути міцним, зносостійким, мати погану займистість і мати електричний опір відносно землі від 1 до 20 Ом. Використання килимових покриттів у таких приміщеннях суворо заборонене. Перекриття під фальшпідлогою повинне бути герметизованим або пофарбованим.

Нумерація (маркування) розеток. Усі розетки в комп'ютерній мережі повинні бути пронумеровані. Причому, номер розетки повинен бути зазначений (приклеєний, підписаний) безпосередньо поруч із розеткою. Для кожного користувача комп'ютерної мережі повинні бути зарезервовані 2 розетки: комп'ютерна для підключення комп'ютера користувача до комп'ютерної мережі та телефонна для підключення телефону. Правила нумерації розеток не регламентуються, але слід підкреслити, що кожна розетка повинна мати свій унікальний номер, а також пошук фізичного розташування розетки повинен бути не складним. Пропонується наступна складена нумерація розеток – 01-01-К01:

- перша і друга цифри – номер поверху;

- третя та четверта цифри – номер кімнати;

- п’ятий символ – тип розетки (К – комп’ютерна, Т – телефонна);

- шоста і сьома цифри – порядковий номер розетки.

Типи кабельних сегментів. При проектуванні комп'ютерної мережі необхідно враховувати характеристики кабельних сегментів. Кабельний сегмент – відрізок кабелю або ланцюг відрізків кабелів, електрично (оптично) з'єднаних один з одним, що забезпечують з'єднання двох або більше вузлів мережі. Особливо важливо враховувати довжину кабельного сегмента. В таблиці 1 надані основні характеристики кабельних сегментів.

Таблиця 1

Характеристики кабельних сегментів

№	Стандарт	Швидкість передачі даних	Тип кабелю, що використовується	Максимальна довжина сегменту
	Ethernet 10Base-2	10 Мбіт/с	тонкий коаксіальний	185 м.
	Ethernet 10Base-5	10 Мбіт/с	товстий коаксіальний	500 м.
	Ethernet 10Base-F	10 Мбіт/с	волоконно-оптичний	2 км
	Ethernet 10Base-T	10 Мбіт/с	вита пара	100 м.
	Ethernet 100Base-FX	100 Мбіт/с	волоконно-оптичний	2000 м.
	Ethernet 100Base-T	100 Мбіт/с	вита пара	100 м.
	Ethernet 100Base-T2	100 Мбіт/с	UTP 3	100 м.
	Ethernet 100Base-T4	100 Мбіт/с	UTP5, STP	100 м.
	Ethernet 1000Base-CX	1000 Мбіт/с	STP	25 м.
	Ethernet 1000Base-LX	1000 Мбіт/с	волоконно-оптичний	одномод. 5000 м. багатомод. 550 м.
	Ethernet 1000Base-T	1000 Мбіт/с	UTP 5	100 м.

 

Вимоги до розробки плану розміщення ПК і можливої кількості робочих місць в заданих приміщеннях

При розробці плану розміщення ПК і мережевого устаткування в заданих приміщеннях слід враховувати вимоги «Тимчасових санітарно-гігієнічних норм» [7-11], в яких приведені допустимі відстані між ПК, між стінами і ПК, між рядами ПК при їх одно- двух- або трирядній розстановці.

Площа приміщень, в яких розташовують відеотермінали, визначають згідно нормативним документам, що діють, з розрахунку на одне робоче місце, обладнане відеотерміналом: площа - не менше 6,0 кв.м, объем- не менше 20 куб.м, з урахуванням максимальної кількості осіб, які одночасно працюють в зміні.

Оптимальним варіантом розстановки робочих місць з ПК є периметральна, для якої встановлюються наступні відстані:

а) по ширині приміщення:

- відстань між стіною з віконними отворами і столами повинна бути не менше 0,8 м;

- відстань між стіною, протилежною віконним отворам і столами з ПК повинно бути не менше 0,1 м, у ряді випадків залежно від використовуваних відеотерміналів можуть бути встановлені безпосередньо біля стіни.

б) по довжині приміщення:

- столи двомісні з ПК повинні бути розставлені без розриву. Одномісні столи повинні бути розставлені з розривом, при цьому відстань між столами визначається площею приміщення;

- відстань між бічними поверхнями відеотерміналів повинна бути не менше 1,2 м.

При невеликій кількості робочих місць з ПК перевагу слід віддавати розстановці їх біля стіни, протилежної віконним отворам. При периметральной розстановці столів з ПК приміщення повинне бути додатково обладнане столами співробітників (ГОСТ 11015-86) із стільцями (ГОСТ 11016-86) для роботи без ПК з розрахунку кількості персоналу. При розташуванні столів з ПК рядами кожен стіл повинен мати захисний екран з боку, до якої звернена тильна частина відеомонітора.

Виходячи з перерахованих вимог, заданих в індивідуальному завданні, площ приміщень (м2) або об'ємів (м3), дальності передачі (необхідного діаметру мережі) розраховується кількість комп'ютерів, які можуть бути встановлені в кожному приміщенні підприємства. Наприклад, задана площа приміщення 5х4=20м2, розділивши 20 на 6, отримаємо, що в цій кімнаті можна встановити тільки 3 комп'ютери. Якщо врахувати об'єм приміщення, наприклад 5х4х4=80м3, тоді, при висоті приміщення в 4 м можна встановити не 3, а 4 комп'ютери.

Завдання до роботи

 

Необхідно спроектувати план поверху комерційного банку та план комп'ютерної мережі. Вихідними даними для цього є: кількість кімнат на поверсі комерційного банку, робочі місця користувачів комп'ютерної мережі та розподіл робочих місць у комерційному банку (табл. 2).

На основі вихідних даних необхідно спроектувати план одного поверху комерційного банку, враховуючи, що одна з кімнат поверху комерційного банку повинна бути серверною кімнатою з одним робочим місцем для адміністратора мережі (серверна кімната входить у перелік кімнат з вихідних даних). Також необхідно врахувати всі вимоги щодо розташування серверної кімнати (двері, вікна тощо).

 

Таблиця 2

Вихідні дані

Варіант №1	Варіант №2	Варіант №3	Варіант №4
№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць
Варіант №5	Варіант №6	Варіант №7	Варіант №8
№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць
Варіант №9	Варіант №10	Варіант №11	Варіант №12
№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць	№ кімнати	К-ть робочих місць

 

При проектуванні поверху офісного будинку необхідно визначити робочі місця для персоналу, оснащені офісними меблями й персональними комп'ютерами. Також необхідно визначити можливе місце розташування для монтажу кабелю комп'ютерної мережі – місця для коробів, лотків і т.д.; визначити місце розташування для мережевого обладнання; визначити місце розташування телефонних і комп'ютерних розеток на робочих місцях користувачів і пронумерувати їх.

План виконання роботи

 

1. Визначити форму периметру зовнішніх несучих стін будинку;

2. Спроектувати план поверху офісного будинку, тобто визначити розташування кімнат на поверсі офісного будинку. Необхідно також підписати номера кімнат. На поверсі повинні бути присутніми коридори для переміщень, серверна кімната, місця для комунікацій;

3. Показати розміри кімнат. Це необхідно для визначення порядку довжин кабельних сегментів від серверної до офісних кімнат;

4. Ґрунтуючись на вихідних даних визначити робочі місця користувачів комп'ютерної мережі. Для цього необхідно використовувати відповідні елементи Microsoft Office Visio 2007: столи, стільці, комп'ютери і т.д.;

5. Визначити місце розташування коробів, лотків, телефонних і комп'ютерних мережевих розеток. Короба, лотки й розетки необхідно пронумерувати;

6. Заповнити кабельний журнал, у якому необхідно вказати відповідність мережевого обладнання, порту мережевого обладнання, мережевої комп'ютерної розетки, номера кімнати й ім'я комп'ютера. Приклад кабельного журналу представлено в табл. 3.

 

Таблиця 3

Приклад кабельного журналу*

№ п/п	Назва пристрою	№ порту	№ розетки	Ім’я комп’ютера	№ кімнати
1.	КМ01		01-01-К01	01-01-01
	01-01-К02	01-01-02
	01-01-К03	01-01-03
2.	КМ02		01-01-Т01	01-01-01
	01-01-Т02	01-01-02
	01-01-Т03	01-01-03
3.	КМ03		01-02-К04	01-02-04
	01-02-К05	01-02-05
	01-02-К06	01-02-06
	01-02-К07	01-02-07
4.	КМ04		01-02-Т04	01-02-04
	01-02-Т05	01-02-05
	01-02-Т06	01-02-06
	01-02-Т07	01-02-07
5.	МР01		01-05-К36	01-05-36

* умовні позначення: КМ – комутатор, МР - маршрутизатор

Питання до захисту роботи

1. Перерахуйте основні етапи створення документу у Visio 2007.

2. Назвіть основні вимоги до створення серверної кімнати.

3. Яким чином нумеруються комп’ютерні і телефонні розетки у комп’ютерній мережі?

4. Перерахуйте основні характеристики типів кабельних сегментів.

5. З якою метою необхідно вказувати розміри кімнат на плані поверху?

6. Що таке кабельний лоток і пластиковий короб?

7. Що входить до робочого місця користувача комп’ютерної мережі?

 

Лабораторна робота №2

Розрахунок вартості КТЗ КМ

Витрати на розробку комп'ютерної мережі залежать від багатьох чинників, тому необхідний серйозний аналіз об'єкту автоматизації видавницько-поліграфічного підприємства, його територіальною распределенности, розмірів приміщень, дальності передачі в мережі, початкових даних на проектування КТС, сучасних тенденцій і технологій, представлених в підручниках по комп'ютерних мережах [2-5].

В розрахунок вартості КС входить весь комплекс технічних засобів і необхідне програмне забезпечення. До складу КТС входить вартість серверів, комп'ютерів, мережевого активного і пасивного комунікаційного устаткування, джерела безперебійного живлення (для захисту від раптового відключення електроживлення), периферійного устаткування, мережеві фільтри і ін. Повний перелік устаткування необхідно уточнювати у зв'язку з швидким моральним старінням апаратного і програмного забезпечення.

Сумарні витрати SKC на проектовану комп'ютерну мережу в загальному вигляді можуть бути представлені у вигляді наступного виразу:

SKC = SSZ + Si _ПК + Sком (_конц) + Sм + Sмод + SCA + Sмодерниз + Sпер + Sp + SИБП + SПО (1)

де SSZ – сумарна вартість серверів;

SПК – сумарна вартість персональних комп'ютерів;

Sком – сумарна вартість комутаторів (концентраторів);

Sм – сумарна вартість маршрутизатора (ов);

Sмод – стоимость модему (факс-модему);

SCA – сумарна вартість мережевих адаптерів;

Sмодерниз – сумарна вартість необхідних закупівель при модернізації застарілих РС;

Sпер – сумарна вартість периферійного устаткування, необхідного для виконання виробничих завдань;

Sp – сумарна вартість пасивного мережевого устаткування;

SПО - сумарна вартість програмного забезпечення.

Узагальнена таблиця розрахунку SKC може бути представлена в наступному вигляді (табл. 1).

Порядок виконання роботи

Початковими даними для розробки ЛОМ, розрахунку її вартості і виконання графічної частини є:

- об'єкт: муніципальна компанії (мале підприємство);

- тип приміщення: поверх будівлі, поділений на декілька кімнат [4 кімнати];

- кількість співробітників, яким необхідні ПК -11;

- є необхідність в придбанні додаткових комп'ютерах і периферійного устаткування: необхідне 11 ПК і 1 сервер;

- розширюється підприємство, ростуть об'єми оброблюваної інформації і кількість вирішуваних завдань на ПК;

- є обмеження за витратами: необхідно прагнути до мінімуму витрат? - ТАК;

- необхідний захист частини інформації в ЛКС від несанкціонованого доступу? - ТАК;

- необхідний захист від електромагнітних наведень або інших видів випромінювань? - НІ;

- яке периферійне устаткування необхідне співробітникам для виконання їх професійних обов'язків? Принтери А4 лазерний-1, матричних-2;

- необхідний захист від раптового відключення електроенергії? – ТА для сервера.

Вирішення

Для створення мережі необхідно купити 11 комп'ютерів і сервер з відповідним мережевим устаткуванням і програмним забезпеченням. У таблицях 1 приведений вибір складу ПК і сервера.

Таблиця 1 - Приклад розрахунку вартості проектованої мережі устаткування

№ п/п	Найменування	Кількість	Ціна за1 шт.	Заг. ціна в грн.
СЕРВЕРИ ПОЧАТКОВОГО РІВНЯ (ДО 50 ВУЗЛІВ)
Сервер на базі INTEL SE7210TP1
	Pentium4 3.OeGHz SB800 256Mb DDR HDD 80.OGb 1.44 8Mb,int. DG-01W (300 Вт), ATX LAN
	Монітор 17’Flatron F720P Сріблястий: ЕЛТ: 17’(видимий розмір 16), точка 0,24мм, багатошарове покриття, дозволи 1600 х 1200-60Гц, 1280 х 1024 – 85 Гц, Тсо03
	Клавіатура рус/лат 104 кл., для Windows’95 без кліка Mitsumi ERGO CLASSIC (KFKEA4SA, русский/ український алфавіт) з підставкою для рук
	Маніпулятор «Миша» Genius Net Scroll=EYE Mouse, оптична система без кульки 2-кнопковий, скрол, PS/2 (К915с049/к915с064/31010508100)
Комп'ютери R-Line (Celeron D 320 2.4GHz, ASUS P4R800-VM ATI 9100IGP/ IXP200 chipset)
	Celeron 2.40GHz SB533 128Mb DDR HDD 40.0Gb 1.44 32Mb, int. DLS-MD361 (300 Вт), ATX sound LAN
	МОНІТОРИ 19”Samsung Sync Master 997DF: ЕЛТ: DynaFlat 17” (видимий розмір 45,8 см), крапка 0.20 мм, багатошарове покриття; Дозволи: 1600х1200-76Гц, 1280х1024-85Гц; TCO’03.
	КЛАВІАТУРА рус/лат 104 кл., для Windows’95 без кліка Mitsumi ERGO CLASSIC (KFKEA4SA, русский/ український алфавіт) з підставкою для рук
	МАНІПУЛЯТОРИ «МИША» Genius Net Scroll=EYE Mouse,оптическая система без кульки, 2-кнопковий, скрол, PS/2 (К915с049/к915с064/31010508100)
РАЗОМ
Раздел 1.02 МЕРЕЖЕВЕ АКТИВНЕ УСТАТКУВАННЯ
	Комутатор D-Link DES 10160 (16 портів RJ-45, 10/100Mbps, авто MDI/X всі порти) підтримує до 8000 МАК адрес
	Маршрутизатор D-Link DI-804HV (1порт WAN RJ-45, 10/100Mbps; 1порт DB-9-RS-232 для подкл. ISDN TA або аналогового модему, 4порта LAN RJ-45, 10/100Mbps; подд.: до 40 VPN, IKE Security, DES, 3DES, MD5 або SHA-1, NAT, DHCP, упр.: WEB
	Модем ZYXEL Prestige 841C EE(VDSL, сервер, 1, 56-15, 67 Мбіт/с upload; 4. 17-18. 75 Мбіт/ сdownload, до 1.74км(2-пров. лин. 0. 4мм), порти: 10BaseT/ 100BaseTX, VDSL; телефонний, управління – RS-232, вбудований сплиттер) для виділених тіл. ліній
	ДЖЕРЕЛО БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ APC Back UPS ES 350 (350 VA/300W) (Діап. раб. напряж.: 160-196V/264V(50/60Гц); розетки Shuko: 3(живлення від батареї) і 2(фільтр); USB коммуник. порт з кабелем; захист коммуникац. устаткування;
МЕРЕЖЕВЕ ПАСИВНЕ УСТАТКУВАННЯ
	Телефонний кабель ТС-1000S (плоский, 4-х жильний, колір білий, бухта 305 м, ціна за метр)	100м	0.40
	Кабель для електромережі – EL – PPV 3х1, 5	200м	1.90
	Кабель для локальної мережі – РС Net неекранована вита пара (UTP кат. 5е, 4 пари, бухта 300 метрів, ціна за 1 метр)	300м	1.05
	Коннектор RJ-45 (8х8), категорія 5е, неекранований.		1.70	20,4
	Розетка одинарна 220В, із заземленням SH-395004
	Розетка настінна Nextconnect UTP (1*RJ-45, 5е кат.)
	АБО Розетка настінна Nextconnect UTP (2*RJ-45, 5е кат.)		30.50	------
	Патч-корд 0.5 м Nextconnect неекранований, 5е кат.
	АБО Патч-корд 2 м Nextconnect w/RJ45 литий неекранований, UTP, 5е кат.,PC4-USGY5E-020	------	7.40	------
РАЗОМ	4513,4
ПЕРИФЕРІЙНЕ УСТАТКУВАННЯ
	МАТРИЧНИЙ ПРИНТЕР Epson LX-300+ (А4, 9игл, до 337 зн./с., автозавантаження, підтримка кирилиці під DOS, LPT, COM)
	ЛАЗЕРНИЙ ПРИНТЕР Canon LBP-1120 (А4, GDI, 600 dpi, до 10 ppm, лоток на 125 листів, USB, тільки під Windows) місячний об'єм друку до 7000 стор.
РАЗОМ
	ПРИКЛАДНЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯПО Антивірус Касперського Perconal Pro містить: Monitor Win 98/Me, Monitor Win NT/ 2000/ XP, Scanner Win 98/ Me/ NT/ 2000/ XP, Control Center, Script Checker, Update, Rescue Disk, OfficeMailChecker, Kaspersky Anti-Virus OfficeGuard, Kaspersky Inspector
	Програмні продукти MICROSOFTOEM Windows XP Proffesional Rus w/SP1a+SP2 (E85-02235)
	OEM Office Basic Edition 2003 Rus. Розповсюджується тільки з новим комп'ютером. (S55-00048)
	Windows Terminal Svr CAL 2003 Russian OLP NL CAL (R19-00444) (+5 ліцензій на 5 ПК)
	Windows Terminal Svr CAL 2003 Russian OLP NL Device CAL (R19-00443)
	OEM Windows 2003 Standart Server Rus/CD/5клиентов. Розповсюджується тільки з новим комп'ютером. (Р73-0063)
	Ліцензії: Windows Svr Std 2003 Russian OLP NL Device CAL Office Pro 2003 Win 32 Russian OLP NL
РАЗОМ
ЗАГАЛЬНА ВАРТІСТЬ: 43384 + 4513,4 + 2872 + 30948	81717,4

 

Далі наведений приклад розташування устакування та проводок ЛОМ

 

 

Методичні вказівки та завдання для виконання

 

Етап 1. Здійснити підбір активного та пасивного мережевого обладнання та вивчити його основні технічні характеристики.

Використовуючи проект комп’ютерної мережі, розроблений у лабораторній роботі №1, підібрати необхідне мережеве обладнання для побудови комп’ютерної мережі. Результати оформити у вигляді таблиці (див. табл. 4).

Обов’язковий перелік активного обладнання включає:

- сервер комп’ютерної мережі;

- робочі місця користувачів;

- VoIP-телефони;

- VoIP-шлюз;

- маршрутизатор;

- комутатори.

Для підбору обладнання ви можете скористатися сайтом www.hotline.ua (Розділ «Сети, Интернет, связь»)

Увага! Активне мережеве обладнання вибирати лише із модельного ряду фірм Linksys та Cisco. Сервери та робочі станції мають бути виготовлені IBM, Dell або HP.

 

Таблиця 4

Технічні характеристики мережевого обладнання

№ п/п	Тип обладнання	Найменування моделі	Основні технічні характеристики
	Сервер	HP ProLiant DL120 G5 (470065-180)	Процесор: IntelXeon E3110; 3,00 GHz; кількість процесорів встановлених/максимальна: 1/1; пам’ять: 1 GB; жорсткий диск: 250 GB; SATA; мережевий адаптер: 1xGigabit Ethernet
	…	…	…
	…	…	…

 

Також необхідно провести розрахунок потреби у пасивному мережевому обладнанні:

- довжина кабелю (вита пара);

- кількість конекторів RJ-45;

- довжина коробів та лотків;

- кількість комп’ютерних та телефонних розеток.

Результати розрахунків навести у звіті.

 

Етап 2. Скласти кошторис витрат. Результати оформити у вигляді таблиці.

Використовуючи перелік активного та пасивного мережевого обладнання, складений на першому етапі роботи, провести розрахунок витрат на придбання обладнання (див. табл. 5).

Таблиця 5

Кошторис витрат на обладнання комп’ютерної мережі

№ п/п	Найменування	Одиниці виміру	Кількість	Ціна за одиницю, грн.	Загальна вартість, грн.
	Сервер HP ProLiant DL120 G5 (470065-180)	шт.		6173,00	6173,00
	…	…	…	…	…
	…	…	…	…	…
	ВСЬОГО	-	-	-	6173,00

 

Питання для захисту роботи

1. Охарактеризуйте переваги та недоліки топології зірка.

2. Охарактеризуйте переваги та недоліки топології шина.

3. Охарактеризуйте переваги та недоліки топології кільце.

4. За якими ознаками можна класифікувати комп’ютерні мережі?

5. У яких випадках в комп’ютерних мережах використовується «комірчаста» топологія?

6. Які методи доступу до середовища Вам відомі?

7. Назвіть основні технічні характеристики сервера комп’ютерної мережі.

8. Назвіть основні технічні характеристики VoIP-шлюза.

9. Назвіть основні технічні характеристики маршрутизатора.

10. Назвіть основні технічні характеристики комутатора.

Лабораторна робота № 3.

Мета роботи

Вибрати та оцінити конфігурацію Ethernet використовувати дві основні моделі.

2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів

При описі тимчасових діаграм мереж типу Ethernet і Fast Ethernet, а також визначення граничних розмірів мережі широко використовуються наступні терміни.

1. IPG (interpacket gap, міжпакетна щілина) - мінімальний проміжок часу між передаваними пакетами (9,6 мкс для Ethernet; 0,96 мкс для Fast Ethernet). Інша назва -межкадровый інтервал.

2. ВТ (Bit Time, час бита) - інтервал часу для передачі одного біта (100 нс для Ethernet; 10 нс для Fast Ethernet).

3. PDV (Path Delay Value, значення затримки в дорозі) - час проходження сигналу між двома вузлами мережі (круг, тобто подвоєне). Враховує сумарну затримку в кабельній системі, мережевих адаптерах, повторителях і інших мережевих пристроях.

4. Collision window (вікно колізій) - максимальне значення PDV для даного сегменту.

5. Collision domain (область колізій, зона конфлікту) - частина мережі, на яку розповсюджується ситуація колізії, конфлікту.

Slot time (час каналу) - максимально допустиме вікно колізій для сегменту (512 bt).

7. Minimum frame size - мінімальний розмір кадру (512 битий, або 64 байти).

8. Maximum frame size — максимальний розмір кадру (1518 байт).

9. Maximum network diameter (максимальний діаметр мережі) -максимальная допустима довжина сегменту, при якій його вікно колізій не перевищує slot time, часу каналу.

10. Truncated binary exponential back off (усічене двійкове експоненціальне відстрочення) - затримка перед наступною спробою передачі пакету після колізії (допускається максимум 16 спроб). Обчислюється вона по наступній формулі:

RAND(0, 2min^(N,10))*512 bt,

де N - значення лічильника спроб, RAND(а, b) - генератор випадкових нормально розподілених цілих чисел в діапазоні а...b, включаючи крайні значення. Діськрет зміни даного параметра рівний мінімальній довжині пакету або максимально допустимій подвійній затримці розповсюдження сигналу в мережі (PDV).

При виборі конфігурації мережі Ethernet, що складається з сегментів різних типів, виникає багато питань, зв'язаних, перш за все з максимально допустимим розміром (діаметром) мережі і максимально можливим числом різних елементів. Мережа буде працездатною тільки в тому випадку, якщо максимальна затримка розповсюдження сигналу в ній не перевищить граничної величини. Ця величина визначається вибраним методом управління обміном CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection - множинний доступ з контролем тієї, що несе і виявленням колізій), заснованим на виявленні і дозволі колізій.

Перш за все, нагадаємо, що для отримання складних конфігурацій Ethernet з окремих сегментів застосовуються концентратори двох основних типів:

1) репітерні концентратори, які є набором репітерів і ніяк логічно не розділяють сегменти, підключені до них;

2) комутуючі (switching) концентратори або комутатори, які передають інформацію між сегментами, але не передають конфлікти з сегменту на сегмент.

У разі складніших комутуючих концентраторів конфлікти в окремих сегментах вирішуються на місці, в самих сегментах, і не розповсюджуються по мережі, як у разі простіших репитерных концентраторів. Це має принципове значення для вибору топології мережі Ethernet, оскільки використовуваний в ній метод доступу CSMA/ CD припускає наявність конфліктів і їх дозвіл, причому загальна довжина мережі якраз і визначається розміром зони конфлікту, області колізії (collision domain). Таким чином, застосування репитерного концентратора не розділяє зону конфлікту, тоді як кожен комутуючий концентратор ділить зону конфлікту на частини. У разі комутатора оцінювати працездатність треба для кожної частини мережі окремо, а у разі репитерных концентраторів треба оцінювати працездатність всієї мережі в цілому.

Допустимі розміри мережі Ethernet визначаються рядом чинників:

1. Обмеження на довжину кабельного сегменту, пов'язані із загасанням і спотворенням форми сигналу: 10Base5 — 500 м і правило «5-4-3», 10Base2 — 185 (300) м і правило «5-4-3», 10BaseT/100BaseTX/100BaseT4 - 100 м.

2. Обмеження на кількість вузлів в домені колізій: не більше 1024.

3. Обмеження на кількість повторителей між будь-якою парою вузлів: Ethernet — 4, Fast Ethernet — 1 або 2, Gigabit Ethernet — 1.

4. Обмеження на розмір домена колізій, зв'язані з часом розповсюдження сигналу між кінцевими вузлами мережі: час подвійного обороту для Ethernet і Fast Ethernet не повинен перевищувати 512 bt, для Gigabit Ethernet - 2048 bt.

Для мереж на мідних кабелях, як правило, досить виконати перші три умови. Оптоволокно, особливо одномодове, дозволяє значно збільшувати довжину кабельного сегменту, але при цьому обмежуючим чинником виступатиме затримка розповсюдження сигналу. Затримкам 25,6 мкс (для 10 Мбіт/с) і 2,6 мкс (для 100 Мбіт/с) відповідають довжині скляного волокна близько 5000 і 500 м.

Затримки розповсюдження особливо помітні для технологій Fast Ethernet і Gigabit Ethernet, причому тут помітну роль грають і затримки в активному устаткуванні (мережевих адаптерах і повторителях). Для перевірки на допустимість розміру домена колізій складають топологічний план мережі, на якому відзначають типи активного устаткування, типи і довжину кабельних сегментів. Далі визначають час подвійного обороту для пари вузлів, максимально віддалених один від одного (у сенсі часу розповсюдження сигналу). Якщо цей час вписується у встановлені обмеження, мережа буде працездатною. Якщо час подвійного обороту опиниться більше допустимого, доведеться змінювати топологію (якщо можливо) або розбивати мережу на логічні сегменти (домени колізій) меншого розміру і зв'язувати ці сегменти між собою мостами, комутаторами або маршрутизаторами. Ряд фірм пропонує долати ці обмеження за допомогою спеціальних інтерфейсних модулів (наприклад, Distance Extender фірми 3Com) — вони по суті своїй теж є мостами.

При виборі і оцінці конфігурації Ethernet стандартом пропонується використовувати дві основні моделі. Зупинимося коротко на їх особливостях.

Правила моделі 1

Перша модель формулює набір простих правил, які необхідно дотримувати проектувальникові мережі при з'єднанні окремих комп'ютерів і сегментів.

1. Репітер або концентратор, підключений до сегменту, знижує на одиницю максимальне число абонентів, що підключаються до сегменту.

2. Повний шлях між двома будь-якими абонентами повинен включати не більше п'яти сегментів, чотирьох концентраторів (репітерів) і двох трансиверів (MAU) для сегментів 10 BASE-2/5/Т.

3.Якщо шлях між абонентами складається з п'яти сегментів і чотирьох концентраторів (репітерів), то кількість сегментів, до яких підключені комп'ютери, не повинно перевищувати три, а решта сегментів повинна просто зв'язувати між собою концентратори (репітери). Це так зване «правило 5-4-3».

4. Якщо шлях між абонентами складається з чотирьох сегментів і трьох концентраторів (репітерів), то повинні виконуватися наступні умови:

- максимальна довжина оптоволоконного кабелю сегменту 10BASE-FL, що сполучає між

собою концентратори (репітери), не повинна перевищувати 1000 м;

- максимальна довжина оптоволоконного кабелю сегменту 10BASE-FL, що сполучає

концентратори (репітери) з комп'ютерами, не повинна перевищувати 400 м;

- до всіх сегментів можуть підключатися комп'ютери.

Рисунок 1 - Приклад структурної схеми КМ максимальної конфігурації (відповідно до першої моделі)

При виконанні цих правил можна бути упевненим, що мережа буде працездатною. Ніяких додаткових розрахунків в даному випадку не потрібні. Вважається, що дотримання даних правил гарантує допустиму величину затримки сигналу в мережі.

На рис.1 показаний приклад максимальної конфігурації, що задовольняє цим правилам. Тут максимально можливий шлях (діаметр мережі) проходить між двома нижними по малюнку (Пк5, Пк6) абонентами: він включає п'ять сегментів (10BASE2, 10BASE5, 10BASE-FL, 10BASE-FL і 10BASE-T), чотири концентратори (репітера) і два трансивери MAU.

Розрахунок по моделі 2

Друга модель, вживана для оцінки конфігурації Ethernet, заснована на точному розрахунку тимчасових характеристик вибраної конфігурації мережі. Вона іноді дозволяє вийти за межі жорстких обмежень моделі 1. Застосування моделі 2 абсолютно необхідно у тому випадку, коли розмір проектованої мережі близький до максимально допустимому.

У моделі 2 використовуються дві системи розрахунків:

- перша система припускає обчислення подвійного (круга) часу проходження сигналу по мережі і порівняння його з максимально допустимою величиною (512 bt);

- друга система перевіряє допустимість скорочення (на 49 bt) величини отримуваного міжкадрового тимчасового інтервалу, міжпакетній щілині (IPG – Inter Packet Gap) в мережі.

При цьому обчислення в обох системах розрахунків ведуться для якнайгіршого випадку, для шляху максимальної довжини, тобто для такого шляху передаваного по мережі пакету, який вимагає для свого проходження максимального часу. При першій системі розрахунків виділяються три типи сегментів:

- початковий сегмент - це сегмент, відповідний початку шляху максимальної довжини;

- кінцевий сегмент - це сегмент, розташований в кінці шляху максимальної довжини;

- проміжний сегмент - це сегмент, що входить в шлях максимальної довжини, але що немає ні початковим, ні кінцевим.

Проміжних сегментів у вибраному шляху може бути декілька, а початковий і кінцевий сегменти при різних розрахунках можуть мінятися місцями один з одним. Виділення трьох типів сегментів дозволяє автоматично враховувати затримки сигналу на всіх концентраторах, що входять в шлях максимальної довжини, а також в приемопередающих вузлах адаптерів. Для розрахунків використовуються величини затримок, представлені в таблиці 1.

Таблиця 1 - Величини затримок для розрахунку подвійного часу проходження сигналу (затримки дані в бітових інтервалах)