2 Методика розрахунку і проектування локальної мережі

Метою курсового проектування є розрахунок технічних характеристик локальної мережі (ЛМ), визначення апаратних і програмних засобів комплектації локальної обчислювальної мережі, логічна структура мережі (типи і взаємозв’язки вузлів мережі та каналів мережевого зв'язку).

Вихідними даними для проектування мережі є:

• Кількість і розташування комп'ютерів, друкарок, ІР-телефонів, мережевих відеокамер, терміналів самообслуговування.

При проектуванні виконуються такі завдання:

1. аналіз вихідних даних;

2. вибір мережевої технології (технологій);

3. розрахунок і планування середнього трафіку та коефіцієнта використання мережі;

4. вибір топології мережних з'єднань;

5. визначення переліку необхідного мережевого обладнання;

6. вибір і визначення переліку використовуваного мережевого програмного забезпечення і протоколів.

2.1 Аналіз вихідних даних

Аналіз завдання - визначення потреб усіх майбутніх учасників локальної мережі. Для виконання аналізу конфігурації, LAN (під якою розуміється весь комплекс комп'ютерів, периферійних пристроїв, мереж та програмного забезпечення) повинна розглядатися як ряд з'єднаних один з одним компонентів.

Спочатку необхідно підрахувати кількість комп'ютерів та інших пристроїв, таких як мережевий принтер, які будуть підключені до майбутньої локальної мережі. Крім того, бажано дізнатися конфігурацію наявних комп’ютерів користувачів - майбутніх учасників мережі, а також наявність і тип в них мережевих адаптерів. Це дозволить підрахувати кількість обладнання потрібного типу.

Після необхідно визначити, чим конкретно користувачі займається на комп'ютері і з якими документами, базами даних чи програмами працюють або хотіли б працювати, якщо з'явиться локальна мережа.

Якщо мережа планується на підприємстві то крім потреб користувачів, обов'язково необхідно врахувати і вимоги керівництва.

Крім того можливі певні додаткові умови. Наприклад вимоги до вартості, безпеки, доступності, розширення, можливості впровадження технологій і т.д.

Потім варто відобразити на рисунку структуру та ієрархію мережі по підрозділам підприємства, в якому необхідно вказати окремо виділені підрозділи, робочі групи, технічні та програмні засоби які вказані в завданню ,а також описати поділ по логічним чи фізичним частинам (сегментам). Якщо поділу не має то вважається що всі вузли мережі є в одному сегменті.

Рисунок 2.1 - Приклад структури ЛМ по підрозділам підприємства

2.2 Попередній вибір базової мережевої технології

На основі аналізу Вашого завдання необхідно - більш-менш точно підрахувати планову кількість можливих підключень з урахуванням розширення або додавання різного роду серверів та іншого обладнання.

Далі, беручи до уваги отриману кількість підключень, потрібно приблизно визначити трафік Р₀, який створюватиметься в мережі при використанні наявного і передбаченого в майбутньому програмного забезпечення.

Щоб отримати цю приблизну цифру (Р₀), можна використати наступний спосіб: визначте максимальний розмір реально документа (S_д), з яким працює користувач (або швидкість з’єднання необхідну для нормальної роботи програми Sp), і помножте його (її) на кількість користувачів N.

Р₀= S_д *N/c +Sp*N , Мбіт/с (2.1)

Допустимо, максимальний розмір документа становить 300 Кбайт, а в мережі планується робота 30 користувачів. У результаті отримуємо:

Р₀= (300*30)/с + 0 * 30 = 9000 Кбайт/с = 9Мбайт/с = 72 Мбіт/с.

Якщо допустити, що всі користувачі одночасно захочуть отримати доступ до своїх документів, то цією дією вони створять трафік 72 Мбіт / с. Звичайно, підрахунок дуже приблизний, проте на цю цифру цілком можна орієнтуватися при попередньому виборі базової мережевої технології. Таким чином, можна зробити висновок: щоб користувачі мережі не відчували незручностей від «сусідства» один з одним, а також могли працювати з необхідним набором програмного забезпечення, швидкість мережі повинна бути не менше 72 Мбіт / c.

Якщо мережа не однорідна, тобто поділена на сегменти (фізичні складові) то вище перелічені дії необхідно провести для кожної частини.

Після підрахунків, маючи два основні параметри, а саме кількість майбутніх підключень і приблизний трафік даних, можна приступити до вибору потрібного мережевого стандарт (опис стандартів приведений нижче та в таб.1). Але при виборі необхідно звертати увагу на фізичну можливість впровадження вибраного стандарту та побажання замовника.

Надайте пояснення зробленого вибору

Wi-Fi, WiFi (від англ. Wireless Fidelity) — торгова марка, що належить Wi-Fi Alliance. Загальновживана назва для стандарту бездротового (радіо) зв'язку передачі даних, який об'єднує декілька протоколів та ґрунтується на сімействі стандартів IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronic Engineers — міжнародна організація, що займається розробкою стандартів у сфері електронних технологій). Найвідомішим і найпоширенішим на сьогодні є протокол IEEE 802.11g, що визначає функціонування бездротових мереж.

Установка Wireless LAN рекомендувалась там, де розгортання кабельної системи було неможливо або економічно недоцільно.

Зазвичай схема Wi-Fi мережі містить не менш однієї точки доступу та може легко масштабуватись.

Також можливо підключення двох клієнтів в режимі точка-точка (Ad-hoc), коли точка доступу не використовується, а клієнти з'єднуються за участю мережевих адаптерів «напряму». Точка доступу передає свій ідентифікатор мережі (SSID) з допомогою спеціальних сигнальних пакетів на швидкості 0,1 Мбіт/с кожні 100 мс. Тому 0,1 Мбіт/с — найменша швидкість передачі даних для Wi-Fi. Знаючи SSID мережі, клієнт може вияснити, чи можливо підключення до даної точки доступу. При потраплянні в зону дії двох точок доступу з ідентичними SSID приймач може вибирати між ними на основі даних про рівень сигналу. Стандарт Wi-Fi дає клієнту повну свободу при виборі критеріїв для з'єднання.

Таблиця 2.1 - Порівняння основних мережевих стандартів

Мережевий стандарт	Середовище передачі	Шв. пер., Мбіт/с	Макс. кільк. підключень	Макс. відст. з’вязку, м
802.11a	Радіохвилі	54	2048	100
802.11b	Радіохвилі	11	2048	300
802.11g	Радіохвилі	54	2048	300
802.11n	Радіохвилі	300	2048	450
10Base-5	Коаксіальний кабель	10	500	500
10Base-2	Коаксіальний кабель	10	150	200
10Base-T	“Вита пара”	10	1024	100
10Base-F	Оптоволокно	10	1024	2000
100Base-TX	“Вита пара”	100	1024	205
100Base-T4	“Вита пара”	100	1024	205
100Base-FX	Оптоволокно	100	1024	2000
1000Base-T	“Вита пара”	1000	1024	100
1000BaseLX	Оптоволокно	1000	1024	5000
Bluetooth 3.1	Радіохвилі	24	8	100
HomePNA 3.1	Телефонні лінії, коаксіальний кабель	320	64	600
HomePlug AV	Електролінії	200	64	300
v.90	Телефонна лінія	56,4	2	64000
xDSL	Телефонна лінія	62 / 26	2	7,5

Однак, стандарт не описує всі аспекти побудови безпровідних локальних мереж Wi-Fi. Тому кожен виробник устаткування вирішує цю задачу по-своєму, застосовуючи ті підходи, які він вважає за якнайкращі з тієї або іншої точки зору. Тому виникає необхідність класифікації способів побудови безпровідних локальних мереж.

За способом об'єднання точок доступу в єдину систему можна виділити:

• Автономні точки доступу (децентралізовані)

• Централізовані точки доступу (під управлінням контролера)

• Безконтролерні, але не автономні (керовані без контролера)

За способом організації і управління радіоканалами можна виділити безпровідні локальні мережі:

• Із статичними налаштуваннями радіоканалів

• З динамічними (адаптивними) налаштуваннями радіоканалів

• З «шаруватою» або багатошаровою структурою радіоканалів

Наявність Wi-Fi-зон (точок) дозволяє користувачу підключитися до точки доступу (наприклад, до офісної, домашньої або публічної мережі), а також підтримувати з'єднання декількох комп'ютерів між собою.

Максимальна дальність передачі сигналу у такій мережі становить 100 метрів, однак на відкритій місцевості вона може досягати до 300—400 м. Дальність залежить від потужності передавача (яка в окремих моделях обладнання регулюються програмно), наявності та характеристики перешкод, типу антени.

Окрім 802.11b, ще є бездротовий стандарт 802.11a, який використовує частоту 5 ГГц та забезпечує максимальну швидкість 54 Мбіт/с, а також 802.11g, що працює на частоті 2,4 ГГц і також забезпечує 54 Мбіт/с. Крім цього, наразі ведеться розробка стандарту 802.11n, який у майбутньому зможе забезпечити швидкості до 320 Мбіт/с.

Ядром бездротової мережі Wi-Fi є так звана точка доступу (Access Point), яка підключається до якоїсь наземної мережевої інфраструктури (каналів Інтернет-провайдера) та забезпечує передачу радіосигналу. Навколо точки доступу формується територія радіусом 50-100 метрів (її називають хот-спотом або зоною Wi-Fi), на якій можна користуватися бездротовою мережею.

Для того, щоб підключитися до точки доступу та відчути всі переваги бездротової мережі, власник ноутбуку або мобільного пристрою із Wi-Fi адаптером, необхідно просто потрапити в радіус її дії. Усі дії із визначення пристрою та налаштування мережі більшість операційних систем комп'ютерів і мобільних пристроїв проводять автоматично. Якщо користувач одночасно потрапляє в декілька Wi-Fi зон, то підключення здійснюється до точки доступу, що забезпечує найсильніший сигнал.

Wi-Fi Direct (раніше відомий як Wi-Fi Peer-to-Peer) дозволяє комп'ютерам і портативним ґаджетам зв'язуватися один з одним безпосередньо за існуючим протоколом Wi-Fi без використання маршрутизаторів і точок доступу. Тобто з'єднання встановлюється так само просто, як через Bluetooth. Важливим моментом є те, що для організації прямого з'єднання досить, щоб тільки один з пристроїв відповідало стандарту Wi-Fi Direct. Іншими словами, до сертифікованої апаратури може бути підключено будь-яке сучасне обладнання з підтримкою Wi-Fi.