Завдання на Курсову роботу з предмету Телекомунікаційні та інформаційні мережі ч.2

ВСТУП

Комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів, кабелів, мережевих

адаптерів, вони об’єднані технічними засобами передавання інформації і

працюють під керуванням мережної операційної системи та прикладного

програмного забезпечення.

За допомогою ПК, об’єднаних у локальну мережу, розв’язуються такі

задачі:

Розділення файлів. Локальна мережа дає можливість багатьом користувачам

одночасно працювати з одним файлом, який зберігається на центральному

файл-сервері.

Передавання файлів. Комп’ютерна мережа дає можливість швидко копіювати

файли будь-якого розміру з одного комп’ютера на інший без використання

дискет.

Доступ до інформації та файлів. Комп’ютерна мережа дає можливість

завантажувати прикладні програми з будь-якої робочої станції, байдуже,

де вона розташована.

Розділення прикладних програм. Комп’ютерна мережа дає можливість двом

користувачам використовувати одну копію програми, наприклад текстового

редактора MS Word. Проте два користувачі не можуть одночасно редагувати

один і той самий документ.

Одночасне введення даних у прикладні програми. Мережеві прикладні

програми дають змогу кільком користувачам одночасно вводити дані,

необхідні для роботи цих програм. Наприклад, вести записи в

бухгалтерській книзі так, що вони не заважають один одному. Проте тільки

спеціальні мережеві програми дозволяють одночасно вводити інформацію.

Розподіл принтера. Комп’ютерна мережа дає можливість кільком

користувачам на різних робочих станціях спільно використовувати один або

кілька принтерів.

Електронна пошта. Можна використовувати комп’ютерну мережу як поштову

службу та розсилати службові записки, доповіді, повідомлення іншим

користувачам.

Глобальна мережа може включати інші глобальні мережі, локальні мережі,

окремі віддалені комп’ютери. Глобальні мережі підрозділяються на міські,

регіональні, національні, транснаціональні. Елементи таких мереж можуть

бути розташовані на значній відстані один від одного.

Основні програмні та апаратні компоненти мережі

Обчислювальна мережа — це складний комплекс взаємозалежних програмних іапаратних компонентів, що узгоджено функціонують. Вивчення

мережі вцілому потребує знання принципів роботи її окремих елементів:комп’ютерів;

комунікаційного устаткування;

операційних систем;

мережних додатків.

Весь комплекс програмно-апаратних засобів мережі може бути описаний

багаторівневою моделлю. В основі будь-якої мережі — апаратний рівень

стандартизованих комп’ютерних платформ. Нині у мережах широко й успішно

застосовуються комп’ютери різних класів. Набір комп’ютерів у мережі

повинен відповідати набору різноманітних задач, розв’язуваних мережею.

Другий рівень — це комунікаційне устаткування. Хоча комп’ютери і є

центральними елементами обробки даних у мережах, останнім часом не менш

важливу роль почали відігравати комунікаційні пристрої. Кабельні

мунікаційні пристрої. Кабельні

системи, мости, комутатори, маршрутизатори і модульні концентратори з

допоміжних компонентів мережі перетворилися в основні поряд з

комп’ютерами й системним програмним забезпеченням як за впливом на

характеристи-ки мережі, так і за вартістю. Нині комунікаційний пристрій

може являти собою складний спеціалізований мультипроцесор, який потрібно конфігурувати, оптимізувати й адмініструвати. Вивчення принципів роботи комунікаційного устаткування вимагає ознайомлення з великою кількістю протоколів, використовуваних як улокальних, так і в глобальних мережах.

1.CiscoPacketTracer 6.01

CiscoPacketTracer - це емулятор мережі, створений компанією Cisco. Програма використовується для навчання в академії Cisco, дозволяє імітувати роботу різних мережевих пристроїв: маршрутизаторів, комутаторів, точок бездротового доступу, персональних комп'ютерів , мережевих принтерів , IP- телефонів і т.д. Робота з інтерактивним симулятором дає правдоподібне відчуття налаштування реальної мережі, що складається з десятків або навіть сотень пристроїв.

Програмне рішення Cisco Packet Tracer дозволяє імітувати роботу різних мережевих пристроїв: маршрутизаторів, комутаторів, точок бездротового доступу, персональних комп'ютерів, мережевих принтерів, IP- телефонів і т.д. Робота з інтерактивним симулятором дає вельми правдоподібне відчуття налаштування реальної мережі, що складається з десятків або навіть сотень пристроїв. Налаштування, в свою чергу, залежать від характеру пристроїв: одні можна налаштувати за допомогою команд операційної системи Cisco IOS, інші - за рахунок графічного веб- інтерфейсу, треті - через командний рядок операційної системи або графічні меню. Завдяки такій властивості Cisco Packet Tracer, як режим візуалізації, користувач може відстежити переміщення даних по мережі, поява і зміна параметрів IP- пакетів при проходженні даних через мережеві пристрої, швидкість і шляхи переміщення IP- пакетів. Аналіз подій, що відбуваються в мережі, дозволяє зрозуміти механізм її роботи і виявити несправності. Cisco Packet Tracer може бути використаний не тільки як симулятор, але і як мережевий додаток для симулювання віртуальної мережі через реальну мережу, в тому числі Інтернет. Користувачі різних комп'ютерів, незалежно від їх місця розташування, можуть працювати над однією мережевий топологією, виробляючи її настройку або усуваючи проблеми. Ця функція багато режиму Cisco Packet Tracer широко застосовується для організації командної роботи, а також для проведення ігор і змагань між віддаленими учасниками.

Крім цього, за допомогою Cisco Packet Tracer користувач може симулювати побудова не тільки логічної, а й фізичної моделі мережі і, отже, отримувати навички проектування. Схему мережі можна накласти на креслення реально існуючої будівлі або навіть міста і спроектувати все кабельне господарство, розмістити пристрою в тих чи інших будівлях і приміщеннях з урахуванням фізичних обмежень, таких як довжина і тип прокладається кабелю або радіус зони покриття бездротової мережі.

Симуляція, візуалізація, багатокористувацький режим і можливість проектування роблять Cisco Packet Tracer унікальним інтрументом для навчання мережевим технологія.

2. Вибір та обгрунтування топології мереж та середовища передачі

2.1 Вибір та обгрунтування топології мереж.

Під топологією (компонуванням, конфігурацією, структурою) комп'ютерної мережі звичайно розуміється фізичне розташування комп'ютерів мережі один щодо іншого та спосіб їх з'єднання лініями зв'язку. Важливо відзначити, що поняття топології ставиться, насамперед, до локальних мереж, у яких структуру зв'язків можна легко простежити. У глобальних мережах структура зв'язків звичайно схована від користувачів і не надто важлива, тому що кожний сеанс зв'язку може виконуватися по своєму власному шляху.

Топологія комп'ютерної мережi відображає структуру зв'язків між її основними функціональними елементами. В залежностi від компонентів, що розглядаються, розрізняють фізичну i логічну структури локальних мереж. Фізична структура визначає топологію фізичних з'єднань між комп'ютерами. Логічна структура визначає логічну організацію взаємодії комп'ютерів між собою. Доповнюючи одна одну, фізична та логічна структури дають найповніше уявлення про комп'ютерну мережу.

Топологія мережі спричиняється її характеристиками. Зокрема, вибір тієї або іншої топології впливає на:

склад необхідного мережного встаткування;

характеристики мережного встаткування;

можливості розширення мережі;

спосіб керування мережею.

Топологія повного з'єднання – це мережева топологія, в якій існує прямий шлях (гілка) між будь-якими двома вузлами, тобто граф мережі є повним. У такому графі з n вузлами існує n(n-1)/2 гілок. Повне з'єднання можна розглядати як частковий випадок сіткової топології.

Топологія сітка - це мережева топологія, в якій існують щонайменше два вузли з двома або більше шляхами між ними.

Кільцева топологія - це мережева топологія, в якій кожен вузол має точно два зв'язки з іншими вузлами.

Топологія дерева - ця мережева топологія, яка описується графом без контурів (петель). У мережі з топологією дерева існує один виділений вузол, який є коренем дерева.

Зіркова топологія -.мережева топологія, яка є частковим випадком топології дерева, а саме – дворівневим деревом. Центральний вузол відповідає кореню дерева.

Змішана (гібридна) топологія - це поєднання двох або більшої кількості мережевих топологій. Можна навести приклади, коли дві об'єднані основні мережеві топології не змінюють характеру топології мережі і тому створюють гібридні мережі. Наприклад, сполучення мереж з топологією дерева дає мережу з такою ж топологією. Тому гібридна топологія мережі виникає тільки тоді, коли сполучені дві мережі з основними топологіями дають у результаті мережу, топологія якої не відповідає жодному з означень основних топологій. Наприклад, дві мережі із зірковою топологією при об'єднанні утворюють мережу з гібридною топологією. Гібридна топологія мережі виникає також при сполученні мереж із різними видами топологій.

Найбільш широко використовуються наступні топології:

зірка,

спільна шина,

кільце.

На базі цих трьох топологій будуються всі мережі.

Локальна мережа може використовувати одну із вище перерахованих топологій. Яку саме залежить від кількості об'єднаних комп'ютерів, їх місця розташування та інших умов. Можна також об'єднати кілька локальних мереж, які використовують різну топологію, в єдину локальну мережу. Тоді отримаємо деревоподібну топологію.

Характеристики топологій локальних мереж приведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

Характеристики топологій локальних мереж

Характеристики	Топологія
	Зірка	Кільце	Спільна шинна
Розміри системи	Необмежені	Необмежені	Обмежені
Захист від прослуховування	Добрий	Добрий	Задовільний
Вартість підключення	Низька	Низька	Висока
Поведінка системи при високих навантаженнях	Добра	Задовільна	Погана
Можливість роботи в режимі реального часу	Дуже добра	Добра	Погана
Прокладання кабелю	Добра	Задовільна	Добра
Обслуговування	Дуже добре	Задовільне	Задовільне

У побудові моєї мережі за заданим варіантом , використану Радіально-вузлову топологію мережі.

Це повязано з тим що в топології такої мережі є захист у разі поломки одного із головних маршрутизаторів у моїй мережі , весь трафік може перейти на другий маршрутизатор і не буде створено проблем для користувачі у відключенні мережі , ця система не буде набагато дорожчою за зіркову чи деревоподібну , але про те забезпечить кращий захист від несправності апаратури чи кабеля в певних місцях мережі.

2.2 Вибір та обгрунтування середовища передачі

Для встановлення зв'язку джерела й адресата необхідний який-небудь канал. Канал, або середовище передачі, являє собою шлях, по якому відправляються дані. У мережевому світі середовищем звичайно є який-небудь фізичний кабель. При бездротовому зв'язку це може бути електромагнітне випромінювання. Зв'язок між джерелом й адресатом може бути прямий або непрямий, з використанням декількох типів середовища.

Для з'єднання різних пристроїв локальної мережі існує багато типів кабелів.

Фізичні кабелі бувають двох видів. Кабелі з металевими (звичайно мідними) провідниками передають інформацію у вигляді електричних імпульсів. По оптоволоконних кабелях, виготовлених зі скла або пластику, передаються спалахи світла

Вита пара.

У сучасній технології Ethernet для підключення пристроїв найчастіше використовується тип кабелю з мідними провідниками, що називається “витою парою” (ВП). Оскільки Ethernet є основою більшості локальних мереж, ВП – найпоширеніший тип мережевого кабелю.

Виті пари складаються з однієї або декількох пар ізольованих мідних проводів, скручених разом й захованих у захисну оболонку. В залежності від кроку скрутки, ці кабелі поділяються на категорії. При малому кроці скрутки кабель набуває додаткових властивостей : різко зростає завадостійкість, і він може обслуговувати високошвидкісні з'єднання. Кількість витків на одиницю довжини витої пари впливає на опірність кабелю до перешкод. У витих парах, які підходять для телефонних ліній, і називаються CAT3, на 30,48 см довжини йде 3-4 оберти, тому вони не відрізняються стійкістю. У кабелях, придатних для передачі даних (CAT5), 3-4 оберти йде на кожні 2,5 см тому їхня стійкість вища. Як і кабелі з мідними провідниками, виті пари передають дані у вигляді електричних імпульсів.

Перешкоди й шуми позначаються на передачі даних і можуть зменшити потенційно можливу швидкість кабелю. Вита пара чутлива до електромагнітного випромінювання (ЕМВ), одного з типів перешкод.

Існує три типи витих пар: захищена , незахищена та екранована.

Незахищена вита пара (UTP) – найпоширеніший у Північній Америці й багатьох інших країнах тип мережевого кабелю.

Неекранована вита пара (НВП, UTP) – використовуються кабелі категорій 5, 5e або 6 без додаткового екрану, але більш дешеві. Кабелі не слід прокладати поруч із джерелами електричних перешкод. У середовищі Ethernet максимальна довжина такого кабелю не повинна перевищувати 100 метрів.

Екранована вита пара (ЕВП, STP) – використовуються кабелі категорій 5, 5e або 6 з екраном з фольги, що захищає від зовнішніх електромагнітних перешкод (ЕМП). У середовищі Ethernet максимальна довжина такого кабелю не повинна перевищувати 100 метрів.

Оптоволоконний кабель.

Оптичний кабель представляє собою двошарове скляне волокно, по якому передаються світлові імпульси, що утворюються при модуляції джерела когерентного випромінювання (лазера або світлодіода). Список переваг волоконно-оптичних кабелів є досить великий. Серед них висока завадостійкість, що дозволяє їх використання в умовах сильних електромагнітних випромінюваннях. Використання світлової енергії забезпечує високий захист інформації та надійну електромагнітну сумісність. В конструкції кабелів майже повністю відсутні дорогі кольорові та дорогоцінні метали (мідь, срібло, тощо). Затухання сигналу в оптичних кабелях значно менше, ніж в електричних, тому значно скорочується кількість регенераторів, що відновлюють передаючий сигнал. Їх можна встановлювати не частіше, ніж через 70-100 км (В традиційних системах передавання регенератори необхідно було встановлювати через кожні 3-5 км). В основному оптоволоконні кабелі знаходять своє використання у побудові магістральних ліній зв’язку.

Для моєї мережі вибрано різні типи кабеля , для підключення до мережі інтернет це оптичне волокно , для зєднання абонентів і між маршрутизаторами UTP 5e. Вони забезпечують необхідну мені швидкість передачі даних у 100 мбіт/с.