2.2 Побудова функціональної схеми
Функціональна схема – це документ, пояснюючий процеси що протікають в окремих функціональних ланках виробу або у виробі в цілому. Функціональна схема дає можливість зрозуміти всю логіку роботи пристрою, всі його відмінності від інших подібних пристроїв. За такою схемою можна визначити, як здійснюються перетворення і які для цього необхідні функціональні елементи. Кожен функціональний елемент містить лише ті входи і виходи, які необхідні для його коректної роботи. Дана схема розробляється на основі структурної схеми для кожного блоку, в результаті з окремих функціональних елементів складається загальна функціональна схема об'єкту.
В ієрархічній функціональній схемі зазначається кількість робочих станцій, мережевого обладнання (комутаторів) і технологію комутаційних елементів. В даній локальній мережі застосуємо найбільш використану на сьогодні технологію Ethernet.
Ethernet – це пакетна технологія передачі даних.
Стандарти Ethernet визначають дротяні з'єднання і електричні сигнали на фізичному рівні, формат кадрів і протоколи управління доступом до середовища - на канальному рівні моделі OSI. Ethernet в основному описується стандартами IEEE групи 802.3. Ethernet став найпоширенішою технологією ЛВС в середині 90-х років минулого століття, витіснивши такі застарілі технології, як Arcnet, FDDI і Token ring
В залежності від швидкості передачі даних та передаваючого середовища існують наступні варіанти технологій:
10 Мбіт/с Ethernet: |
|
10BASE5, IEEE 802.3 |
Первісна розробка технології зі швидкістю передачі даних 10 Мбіт / с. Слідуючи ранньому стандарту IEEE використовує коаксіальний кабель з хвильовим опором 50 Ом (RG-8), з максимальною довжиною сегмента 500 метрів; |
10BASE2, IEEE 802.3a |
Використовується кабель RG-58, з максимальною довжиною сегмента 185 метрів. Багато років цей стандарт був основним для технології Ethernet; |
10BASE-T, IEEE 802.3i |
Для передачі даних використовується 4 дроти кабелю витої пари (дві скручені пари) категорії-3 або категорії-5. Максимальна довжина сегмента 100 метрів; |
FOIRL |
Базовий стандарт для технології Ethernet, що використовує для передачі даних оптичний кабель. Максимальна відстань передачі даних без повторювача 1 км; |
10BASE-F, IEEE 802.3j |
Основний термін для позначення сімейства 10 Мбіт / с ethernet-стандартів, що використовують оптичний кабель на відстані до 2 кілометрів: 10BASE-FL, 10BASE-FB і 10BASE-FP. З перерахованого лише -10BASE-FL набув широкого поширення; |
10BASE-FL (Fiber Link) |
Покращена версія стандарту FOIRL. Поліпшення торкнулося збільшення довжини сегменту до 2 км; |
10BASE-FB (Fiber Backbone) |
Зараз невживаний стандарт, призначався для об'єднання повторювачів у магістраль; |
10BASE-FP (Fiber Passive) |
Топологія «пасивна зірка», в якій не потрібні повторювачі ніколи не застосовувався. |
Швидкий Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбіт / с): |
|
100BASE-T |
Загальний термін для позначення стандартів, що використовують кабель виту пару. Довжина сегмента до 100 метрів. Включає в себе стандарти 100BASE-TX, 100BASE-T4 і 100BASE-T2; |
100BASE-TX, IEEE 802.3u |
Розвиток стандарту 10BASE-T для використання в мережах топології «зірка». Задіяна вита пара категорії 5, фактично використовуються тільки дві неекрановані пари провідників, підтримується дуплексна передача даних, відстань до 100 м; |
100BASE-T4 |
Стандарт, який використовує виту пару категорії 3. Задіяні всі чотири пари провідників, передача даних йде в режимі напівдуплексний. Практично не використовується; |
100BASE-T2 |
Стандарт, який використовує виту пару категорії 3. Задіяні тільки дві пари провідників. Підтримується повний дуплекс, коли сигнали поширюються в протилежних напрямках по кожній парі. Швидкість передачі в одному напрямку - 50 Мбіт / с. Практично не використовується; |
100BASE-SX |
Стандарт, який використовує багатомодове волокно. Максимальна довжина сегмента 400 метрів в режимі напівдуплекс (для гарантованого виявлення колізій) або 2 кілометри в повному дуплексі; |
100BASE-FX |
Стандарт, який використовує одномодове волокно. Максимальна довжина обмежена тільки величиною затухання в оптичному кабелі і потужністю передавачів, за різними матеріалами від 2-х до 10 кілометрів; |
100BASE-FX WDM |
Стандарт, який використовує одномодове волокно. Максимальнадовжина обмежена тільки величиною затухання в волоконно-оптичному кабелі і потужністю передавачів. Інтерфейси бувають двох видів, відрізняються довжиною хвилі передавача і позначаються цифрамою (довжина хвилі) або однією латинською літерою A (1310) або B (1550). У парі можуть працювати тільки парні інтерфейси: з одного боку передавач на 1310 нм, а з іншого - на 1550 нм. |
Гігабітний Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбіт / с): |
|
1000BASE-T, IEEE 802.3ab |
Стандарт, який використовує виту пару категорій 5. У передачі даних беруть участь 4 пари. Швидкість передачі даних- 250 Мбіт / с по одній парі. Використовується метод кодування PAM5, частота основної гармоніки 62,5 МГц. Відстань до 100 метрів;
|
1000BASE-TX |
Опублікований в березні 2001 року як «Специфікація фізичного рівня дуплексного Ethernet 1000 Мбіт / с (1000BASE-TX) симетричних кабельних систем категорії 6; |
1000BASE-X |
Загальний термін для позначення стандартів зі змінними передавачами прийому GBIC або SFP; |
1000BASE-SX, IEEE 802.3z |
Стандарт, який використовує багатомодове волокно. Дальність проходження сигналу без повторювача до 550 метрів; |
1000BASE-LX, IEEE 802.3z |
Стандарт, який використовує одномодове волокно. Дальність проходження сигналу без повторювача залежить тільки від типу використовуваних приймачів і, як правило, становить від 5 до 50 кілометрів. |
1000BASE-LH (Long Haul) |
Стандарт, який використовує одномодове волокно. Дальність проходження сигналу без повторювача до 100 кілометрів; |
10-гігабітний Ethernet: |
|
10GBASE-CX4 |
Технологія 10-гігабітного Ethernet для коротких відстаней (до 15 метрів), використовується мідний кабель CX4 і коннектори InfiniBand; |
10GBASE-SR |
Технологія 10-гігабітного Ethernet для коротких відстаней (до 26 або 82 метрів, в залежності від типу кабелю), використовується багатомодове волокно. Він також підтримує відстані до 300 метрів з використанням нового багатомодового волокна (2000 МГц / км); |
10GBASE-LX4 |
Використовує ущільнення по довжині хвилі для підтримки відстаней від 240 до 300 метрів по багатомодовому волокну. Також підтримує відстані до 10 кілометрів при використанні одномодового волокна; |
10GBASE-LR |
Підтримує відстань до 10 км |
10GBASE-ER |
Підтримує відстань до 40 км |
10GBASE-T, IEEE 802.3an |
Використовує екрановану виту пару. Відстані - до 100 метрів. |
Враховуючи велику кількість робочих станцій, необхідність постійного доступу до мережі Інтернет, а також зростаючи потреби швидкості передачі у працівників та студентів виключають можливість використання комутаційного обладнання з пропускною здатність 10 Мбіт/с. Використання швидкості 100 Мбіт більш раціональне, проте не гарантує забезпечення високої швидкості з’єднання для всіх робочих станцій, а також підключених портативних пристроїв. Отжа в даній будівлі ВНЗ застосуємо комутаційні елементи зі швидкістю 1000 Мбіт/с.
Так як мережа передбачає підключення портативних пристроїв, необхідно забезпечити динамічний розподіл ІР-адрес. Для цього буде створено сервер, що міститиме у собі DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Окрім цього необхідно створити сервери з наступними ролями: поштовий сервер та файловий сервер.
В кожній аудиторії необхідно забезпечити доступ до мережі 40 робочим станціям. Отже, кожна аудиторія туде забезпечена одним комутатором на 48 портів. Також деканат на кожному поверсі має бути забезпеченим доступом до мережі; для цих цілей оберемо свічі по 24 порти. На кожен поверх необхідно встановити по 1 комутатору рівня розподілу на 16 портів.
Таким чином передбачено побудову мережі на трьох рівнях (рисунок 2.1):
Рівень ядра
Рівень агрегації
Рівень доступу
Ядро мережі повинне забезпечувати швидку комутацію пакетів і гнучку маршрутизацію потоків даних. Ядро мережі будується з модулів, утворених одним високопродуктивним пристроєм, із забезпеченням апаратного резервування.
Рівень агрегації також створюється на комутаторах і забезпечує агрегацію підключень рівня доступу, реалізацію сервісів і збір статистики. ядрі і на рівні агрегації забезпечується резервування компонентів комутаторів, а також топологічне резервування, що дозволяє продовжувати надання послуг при одиночних збоях каналів і вузлів.
Рівень доступу будується за кільцевою або зіркоподібною схемою на комутаторах для підключення корпоративних клієнтів, офісних будівель, а також домашніх і SOHO клієнтів. На рівні доступу реалізується повний комплекс заходів безпеки, забезпечуючи ідентифікацію і ізоляцію клієнтів, захист інфраструктури оператора.
Рисунок 2.1 – Схема локальної мережі з трьома рівнями
На основі вище зазначених даних та рисунку побудуємо ієрархічну схему будівлі ВНЗ (рисунок 2.2).
В даній схемі елементи під номерами 4-15 відносяться до рівня доступу. Дані комутатори забезпечують підключення локальних користувачів до мережі. Комутатор за назвою SW Central забезпечує рівень ядра. Рівень агрегації забезпечується комутаторами SW1 – SW3.
Після представлення ієрархічної схеми необхідно виконати графічне представлення розташування робочих станцій відносно плану будівлі. Прокладка комунікації зображена на рисунках 2.3, 2.4 та 2.5
Рисунок
2.2 – Ієрархічна схема будівлі
Рисунок
2.3 – Функціональна схема першого поверху
Рисунок
2.4 – Функціональна схема другого поверху
Рисуное
2.5 – Функціональна схема третього
поверху