Технико-экономические показатели

проекта локальной сети.............................................................. 84 6.1 Расчет капитальных затрат...................................................... 84

6.2 Расчет основных производственных фондов........................ 87

6.3 Расчет эксплуатационных затрат............................................ 87

 

Заключение.................................................................................... 92

Список использованных источников

Приложение А............................................................................... 93 Введение

ВВЕДЕНИЕ

   

 По мнению большинства специалистов по информационным технологиям, локальная вычислительная сеть (ЛВС) является неотъемлемой частью любого современного общественного здания, а ее отсутствие рассматривается управленческим и техническим персоналом как анахронизм и существенно снижает рыночную стоимость объекта недвижимости.

 Проектирование локальной вычислительной сети цеха промышленного водоснабжения связано с переносом и размещением на этаже здания автоматизированных рабочих мест (АРМ), подключенных к локальной вычислительной сети, функция которых сопряжена с хранением и коллективным использованием информации пользователями сети. В данной сети подразумевается возможность печати документов, наличие доступа в Интернет, обеспечение доступа пользователей к базе данных и базе различной руководящей документации (приказам, инструкциям), должна обеспечиваться работа с пакетами прикладных программ. Кроме того, ЛВС должна обеспечивать повышение оперативности оформления документации по различной деятельности цеха и повышения производительности труда персонала в результате более эффективного и экономного использования ресурса компьютеров и информационного обеспечения.

  Цель данной выпускной квалификационной работы – проектирование локальной вычислительной сети для структурного подразделения Федерального Государственного Унитарного Предприятия «Производственное Объединение Маяк».

    Задачи работы:

– рассмотреть виды топологий современных сетей;

– определить среды передачи данных;

 

– провести сравнение современных технологий и решений, предлагаемых на рынке.

– выполнить проектирование локальной вычислительной сети, согласно нормативных требований и соблюдения государственных стандартов (ГОСТ).

  Объект работы – этапы проектирования подсистем локальной вычислительной сети.

  Предмет работы – процесс проектирования подсистем локальной вычислительной сети:

– подсистемы рабочего места;

– горизонтальной подсистемы;

– магистральной подсистемы;    – административной подсистемы;

– расчет необходимого оборудования.

  Результат работы рекомендуется использовать в процессе монтажа локальной вычислительной сети цеха промышленного водоснабжения.

  Практическая значимость выпускной квалификационной работы состоит в предложении способа реализации локальной вычислительной сети.  Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, трех разделов, заключения и библиографического списка. Раздел 1 посвящен теоретическому обоснованию темы исследования, описываются существующие топологии сетей, описывается современные среды передачи данных. Раздел 2 посвящен анализу отечественных и передовых зарубежных технологий, и решений.

 Объем выпускной квалификационной работы составляет 86 страниц машинописного текста и содержит 15 иллюстраций, 5 таблиц, библиографический список из 41 наименования и 3 приложений.

 

    

 

  

 

 

Обзор технологий локальной сети

Определение локальных сетей

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) (LAN – Local Area Network) – это группа компьютеров, расположенных на одной определенной территории и связанных между собой с помощью соответствующих средств коммутации, которые совместно используют доступные им программные и аппаратные ресурсы.

Важными факторами ЛВС являются:

• Низкий уровень ошибок передачи, вызванных внутренними или внешними факторами. Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10^-8 – 10^-12.

• Возможность работы с большими нагрузками или высокая интенсивность обмена. Ведь если механизм управления в сети не эффективен, то компьютеры могут подолгу ждать свою очередь на передачу. И даже если передача будет на высочайшей высоте и безошибочна, задержка доступа пользователю данной сети будет неприемлема.

Большинство ЛВС имеет выход в глобальную сеть. Но характер информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри (ЛВС), как правило, отличаются от принципов, принятых в глобальной сети. Возможность выхода в глобальную сеть - это лишь один из ресурсов, разделяемых пользователями ЛВС.  

По ЛВС могут передаваться: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Чаще всего ЛВС используются для совместного использования дискового пространства, принтеров и факсов, выхода в глобальную сеть, но это лишь часть тех возможностей, которые предоставляют ЛВС. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. ЛВС дают возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что ускоряет решение сложных задач. С их помощью, можно управлять работой технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.

Однако ЛВС имеют ряд существенных недостатков:

• ЛВС требует дополнительных, иногда значительных материальных затрат на покупку сетевого оборудования, ПО, на прокладку кабелей и обучение персонала. 

• ЛВС требует приема на работу специалиста (администратора сети), который будет контролировать работу сети, модернизировать, управлять доступом к ресурсам, устранять возможные неисправности, защищать информацию и делать резервные копии. Для больших сетей может понадобиться целая бригада специалистов. 

• ЛВС ограничивает перемещение компьютеров, подключенных к ней, так как при этом требуется перекладка соединительных кабелей. 

• ЛВС являются прекрасной средой для распространения компьютерных вирусов, поэтому придется уделять много времени вопросу о защите от них. Все компьютеры сети будут поражены, если заразить всего один. 

• ЛВС резко повышают опасность несанкционированного доступа к информации с целью ее кражи или уничтожения. Информационная защита требует проведения комплекса технических и организационных мероприятий.

ЛВС классифицируются, прежде всего, по протоколам 1-го и 2-го уровней OSI, то есть, по технологии используемого сетевого оборудования: Ethernet, Token Ring, FDDI, AppleTalk.

По масштабам и иерархии построения ЛВС различают: 

a) сети рабочих групп (5-20 станций); 

b) сети отделов (20-100 станций); 

c) сети предприятий (корпоративные сети). 

Последние имеют развернутую структуру сетевых служб и по географии могут выходить за рамки локальных сетей, образуя кампусные сети, сети с удаленным доступом, а также сети других масштабов, вплоть до корпоративных частных глобальных сетей. Количество станций в корпоративных сетях варьируется: от 20 компьютеров до десятков тысяч.

В зависимости от характера распределения функций различают:

• одноранговые сети – небольшие локальные сети, в которых компьютеры являются равноправными; обычно включают в себя до 15 станций;

• сети с выделенными серверами (двухранговые сети) – средние и крупные сети, в которых часть выполняемых функций обслуживания станций возложена на серверы.

Такие сети характеризуются типами используемых в них сетевых служб: файловая служба, служба печати, служба терминалов, управление базами данных, Web-служба, почтовая служба, службы интерактивного общения, прокси-сервер, сетевая безопасность. 

Сетевая служба (сервис) – это определенный вид обслуживания, предоставляемый сервером.

Топология локальных сетей

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) ЛВС понимается физическое расположение компьютеров сети относительно друг от друга и способ их соединения. 

Существует три базовые топологии сети:

Топология шина (bus) — все компьютеры в сети параллельно подключены к единой линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем компьютерам (рис. 1.1).

 

 

Рис. 1.1 – Сетевая топология шина

 

Топология шина предполагает единство сетевого оснащения компьютеров, а также равенство в доступе к ресурсам между всеми абонентами в сети. Компьютеры в шине передают информацию только по очереди, так как имеется всего одна линия связи. Если несколько компьютеров будут передавать информацию синхронно, она исказится в результате наложения. В шине всегда реализуется режим полудуплексного обмена.

При прохождении сигнала по топологии шина информационные сигналы ослабляются и не восстанавливаются, что накладывает ограничения на суммарную длину линий связи. 

Если принять, что сигнал в кабеле сети ослабляется до предельно допустимого уровня на длине Lпр, то полная длина шины не может превышать величины Lпр. 

 

 

Рис. 1.2 - Соединение сегментов сети типа шина с помощью репитера

Для увеличения размера сети с топологией шина часто используют несколько сегментов, объединённых между собой с помощью специальных усилителей и восстановителей сигналов — репитеров или повторителей. На рис. 1.2 показано соединение двух сегментов, максимальная длина сети в этом случае возрастает до 2 Lпр. Но такое увеличение размера сети не может продолжаться бесконечно.

Топология звезда (star) — к одному главному компьютеру подключаются остальные компьютеры, причем каждый из них использует свою линию связи (рис. 1.3). Информация от периферийного компьютера передается только главному компьютеру, от главного — одному или нескольким периферийным.

 

 

Рис. 1.3 – Сетевая топология звезда (активная)

 

Звезда — это единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные абоненты. Обмен информацией идет только через главный компьютер, на котором лежит вся нагрузка, поэтому ничем другим, за исключением сети, он заниматься не может. Понятно, что сетевые устройства главного абонента должны быть более сложными, чем устройства периферийных абонентов. Никакие конфликты в сети с топологией звезда невозможны, так как управление всей сетью полностью централизовано.

Проблема затухания сигналов в топологии звезда решается проще, чем в случае шины, ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Максимальная длина сети с топологией звезда может быть в два раза больше, чем в шине (то есть 2 Lпр), так как каждый из кабелей, соединяющих главный компьютер с периферийным, может иметь длину Lпр.

Также существует топология, которая только внешне похожа на звезду- пассивная звезда (рис. 1.4). 

В центре сети с топологией пассивная звезда помещается не компьютер, а специальное устройство — концентратор или хаб (hub), которое осуществляет ту же функцию, что и репитер, то есть восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их во все другие линии связи.

 

 

Рис. 1.4 – Топология пассивная звезда

 

Глобальным недостатком топологий типа звезда является большой расход кабеля. Это значительно влияет на стоимость сети в целом и заметно усложняет прокладку кабеля.

Топология кольцо (ring) — компьютеры поочерёдно соединены в кольцо. Информации в кольце проходит только в одном направлении. 

 

 

Рис. 1.5 – Сетевая топология кольцо

Каждый компьютер соединен с двумя другими: от первого он получает информацию, а второму передает. На любой линии связи работает только один передатчик и один приемник (связь типа точка-точка), что дает возможность отказаться от использования внешних терминаторов.

Одна из особенностей кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) все сигналы, проходящие через него. Затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами. Если максимальная длина кабеля, ограниченная затуханием, составляет Lпр, то конечная длина кольца может возрастать до NLпр, где N — количество компьютеров в кольце. Полный объём сети будет в пределе NLпр/2, так как кольцо придется сложить вдвое. На практике размеры такой сети могут достигать до десятков километров (например, в сети FDDI). Кольцо в этом плане значительно превосходит любые другие топологии.

Сигнал в кольце проходит последовательно через каждый компьютер сети, поэтому выход из строя хотя бы одного из них нарушает работу всей сети. Поэтому в данной топологии обычно предусматривают прокладку двух (или более) параллельных линий связи, одна из которых находится в резерве.

 

Другие топологии

Так же нередко применяется сетевая топология дерево (tree), которую можно рассматривать как объединение нескольких звезд. Причем, как и в случае топологии звезды, дерево может быть активным (рис. 1.6) и пассивным (рис. 1.7). При активном дереве в центрах соединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы (хабы).

 

Рис. 1.6 – Топология активное дерево

 

Рис. 1.7 – Топология пассивное дерево. К — концентраторы

Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди которых наиболее распространены звездно-шинная (рис. 1.8) и звезднокольцевая (рис. 1.9). 

 

Рис. 1.8 – Пример звездно-шинной топологии 

 

Рис. 1.9 – Пример звездно-кольцевой топологии

В конце нужно также сказать о сеточной топологии (mesh), при которой компьютеры объединены между собой не одной, а многими линиями связи, образующими сетку (рис. 1.10). 

 

Рис. 1.10 – Сеточная топология: полная (а) и частичная (б)

В полной сеточной топологии все компьютеры напрямую соединены друг с другом. В этом случае при добавлении новых компьютеров в сеть резко возрастает количество линий связи. Так же, при любом изменении в конфигурации сети требуется внесение изменений в сетевую аппаратуру всех компьютеров, поэтому рассматриваемая топология не получила массового распространения.

Частичная сеточная топология предлагает прямые связи только для самых активных компьютеров, передающих наибольший объем информации. Остальные компьютеры объединяются через промежуточные узлы. Сеточная топология позволяет выбирать маршрут для передачи информации от абонента к абоненту, обходя негодные участки сети. С одной стороны, эта топология значительно улучшает надежность сети, а с другой – требует существенного усложнения сетевых устройств, которые должны выбирать маршрут.