Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение ВПО

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра автоматизированных технологических систем Курсовая работа

по дисциплине:

“Вычислительные машины и сети”

Выполнила студентка гр. АТП-322

Принял

Уфа – 2005

Задание Вариант 5

Число комнат-рабочих групп 4

Расстояние между группами 100-500 м

Число рабочих станций в группах 10-30

Обеспечиваемый максимальный

диаметр сети до 1000 м

Количество этажей в здании 3

Тип сети одноранговая

Кол-во PC Этаж

Отдел технического обеспечения 20 3

Административный отдел 12 2

Отдел разработок 18 1

Отдел маркетинга 10 1

Содержание

Задание-----------------------------------------------------------------------2 стр.

Введение---------------------------------------------------------------------3 стр.

1 Обоснование выбора типа и топологии сети-----------------------5 стр.

2 Выбор типа кабеля------------------------------------------------------15 стр.

3 Расчет корректности сети----------------------------------------------18 стр.

4 Окончательный компоновочный вариант сети--------------------20 стр.

5 Экономический расчет сети-------------------------------------------21 стр.

Приложение 1---------------------------------------------------------------22 стр.

Приложение 2---------------------------------------------------------------23 стр.

Заключение------------------------------------------------------------------24 стр.

Список использованной литературы-----------------------------------25 стр.

Введение

В наше время с увеличением количества информации возникает острая необходимость в создании систем, объединяющих различных пользователей. Появление специалистов позволяет разработать локальные компьютерные системы (ЛКС) различных конфигураций.

Локальная вычислительная сеть представляет собой систему распределённой обработки данных, охватывающую небольшую территорию (диаметром до 10 км) внутри учреждений, НИИ, вузов, банков, офисов и т.п., это система взаимосвязанных и распределённых на фиксированной территории средств передачи и обработки информации, ориентированных на коллективное использование общественных ресурсов – аппаратных, информационных, программных. ЛВС можно рассматривать как коммуникационную систему, которая поддерживает а пределах одного здания или некоторой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи информации, предоставляемых подключенным абонентским системам (АС) для кратковременного использования.

В данной работе строится одноранговая ЛКС для предприятия и производится экономический расчет. Цены приведены по прайс-листу компании

“Кламас” на 20 апреля 2005 года.

1. Обоснование выбора типа и топологии сети.

Выбор типа сети

3 типы сетей:

•Серверные (или клиент/сервер), содержащие клиентов и обслуживающие их серверы.

•Одно-ранговые сетевые среды (peer-to-peer), в которых нет серверов, и разделяются ресурсы независимых узлов.

•Гибридные сети — сети клиент/сервер с одно-ранговыми разделяемыми ресурсами.

Большинство сетей на самом деле являются гибридными.

Серверные сети

Серверные среды характеризуются наличием в сети серверов, обеспечивающих защиту сети и ее администрирование. Серверы могут выполнять множество ролей.

В Windows NT серверные сети организованы в так называемые домены. Домен — это совокупность сетей и клиентов, совместно использующих информацию системы защиты. Защитой домена и полномочиями на регистрацию управляют специальные серверы — контроллеры домена. В домене имеется один контроллер, называемый основным (PDC, Primary Domain Controller), и вспомогательные резервные контроллеры (BDC, Backup Domain Controller), которые выполняют функции контроллера домена, когда PDC занят или недоступен.

Ни один из компьютеров в сети не сможет обращаться к разделяемым ресурсам сервера, пока не пройдет аутентификацию на контроллере домена.

Преимущества серверных сетей

Серверные сети имеют такие преимущества, как:

• Сильная централизованная защита

• Центральное хранилище файлов, благодаря чему все пользователи могут работать с одним набором данных, а резервное копирование важной информации значительно упрощается

• Возможность совместного использования серверами доступного аппаратного и программного обеспечения снижает общие затраты

• Способность совместного использования дорогого оборудования, например лазерных принтеров

• Оптимизированные выделенные серверы функционируют в режиме разделения ресурсов быстрее, чем одно-ранговые узлы

• Менее назойливая система защиты — доступ к разделяемым ресурсам всей сети - обеспечивается по одному паролю

• Освобождение пользователей от задачи управления разделяемыми ресурсами

• Простая управляемость при большом числе пользователей

• Централизованная организация, предотвращающая потерю данных на компьютерах

Недостатки серверных сетей

Серверным сетям присущи и некоторые недостатки, которые в основном относятся к стоимости серверного оборудования:

• Дорогое специализированное аппаратное обеспечение

• Дорогостоящие серверные ОС и клиентские лицензии

• Как правило, требуется специальный администратор сети.

Доступом к отдельным ресурсам можно управлять, если потребовать от пользователя ввода пароля при обращении к ним.

Одноранговые сети

Для одноранговых сетей характерно отсутствие централизованного управления. В них нет и серверов. При необходимости пользователи работают с общими дисками и такими ресурсами, как принтеры и факсы.

Одноранговые сети организуются по рабочим группам. Рабочие группы не обеспечивают сильного контроля защиты. В них нет центрального процесса регистрации. При регистрации на одном узле пользователь получает доступ к любым ресурсам в сети, не защищенным специальным паролем.

Доступом к отдельным ресурсам можно управлять, если потребовать от пользователя ввода пароля при обращении к ним. Поскольку централизованных полномочий защиты здесь нет, нужно знать пароли для доступа к конкретному

Преимущества одноранговых сетей

• Не влекут дополнительных расходов на серверы или необходимое ПО

• Просты в инсталляции

• Не требуют специальной должности администратора сети

• Позволяют пользователям управлять разделением ресурсов

• При работе не вынуждают полагаться на функционирование других компьютеров

• Стоимость создания небольших сетей достаточно низка

Недостатки одноранговых сетей

• Дополнительная нагрузка на компьютеры из-за совместного использования

ресурсов

• Неспособность одноранговых узлов обслуживать, подобно серверам, столь же

большое число соединений

• Отсутствие централизованной организации, что затрудняет поиск данных

• Нет центрального места хранения файлов, что усложняет их архивирование

• Необходимость администрирования пользователями собственных компьютеров

• Слабая и неудобная система защиты

• Отсутствие централизованного управления, осложняющее работу с большими

одноранговыми сетями

Гибридные сети

В гибридных сетях имеются все три типа клиентов, а также (как правило) активные домены и рабочие группы. Это означает, что хотя большинство общих ресурсов находится на серверах, пользователи имеют доступ к любым ресурсам, определенным как разделяемые на компьютерах в рабочей группе. Кроме того, для доступа к ресурсам рабочей группы, с которыми совместно работают одноранговые узлы сети, пользователям необязательно регистрироваться на контроллере домена.

Преимущества гибридной модели вычислений

• Достоинствами серверной модели

• Многими преимуществами одноранговых вычислений

• Позволяют пользователям и администраторам управлять защитой в зависимости отважности разделяемого ресурса

Недостатки гибридной модели вычислений

Недостатки гибридных сетей аналогичны недостаткам для серверных сетей.

Защита в одноранговых и серверных сетях

Одно из самых больших отличий между одноранговыми и серверными сетями заключается в реализации защиты. Одноранговые сети обычно менее защищены, чем серверные. В одноранговой среде защита, как правило, реализуется на уровне разделяемых ресурсов, а в среде клиент/сервер --на уровне файлов или полномочий доступа.

Например, в Windows 95 пользователь может разрешить всем другим машинам в сети обращаться к своему разделяемому каталогу или устройству. Если необходима защита, назначается пароль для доступа к ресурсу. Между тем он не может задать, каким именно пользователям сети разрешается обращаться к ресурсам. Доступ к ресурсу получит любой пользователь, которому известен пароль.

Другим ограничением в одноранговой сети является то, что каждый ресурс, для которого необходимо управлять доступом, должен иметь свой собственный пароль. В крупной сети число таких паролей быстро становится чрезмерно большим.

В большинстве серверных сетей защита реализуется по-другому. В них достаточно одного пароля, контролирующего доступ ко всем ресурсам сети, на которые у вас есть полномочия.

Преимущество защиты в одноранговых сетях заключается в том, что каждый пользователь сам управляет доступом к своим ресурсам. К недостаткам можно отнести невозможность дифференциации сетевых пользователей, которым разрешено обращаться к ресурсу. Достоинством защиты в серверных сетях является возможность доступа пользователя только к тем ресурсам, на которые он имеет полномочия. Недостаток — необходимость в специальной должности сетевого администратора.

Выбор верного типа сети

При принятии решения о выборе типа сети основной вопрос состоит в том, может ли организация позволить себе файловый сервер, сетевую операционную систему и администратора сети. Если да, то можно использовать серверную сетевую среду. Если нет - одноранговая сеть.

Можно организовать одноранговую сеть аналогично серверной, используя для хранения файлов и обслуживания разделяемых ресурсов (например принтеров) один мощный одноранговый компьютер. Это позволит централизованно администрировать ресурсы и выполнять резервное копирование на одной машине. Между тем такой компьютер будет испытывать большую нагрузку, поэтому нужно сделать так, чтобы с ним работало ограниченное число ПК. Используемые таким образом компьютеры называют невыделенными серверами.

Одноранговая сеть вполне подходит там, где:

• количество пользователей не превышает 30 человек;

• пользователи расположены компактно;

• вопросы зашиты данных не критичны;

• в обозримом будущем не ожидается значительного расширения фирмы и следовательно, сети.

Поскольку эти условия выполняются, то выбор одноранговой сети будет правильным (чем сети на основе сервера).

Выбор топологии сети.

Для решения данной задачи лучше всего использовать топологию «пассивное дерево», т.к. она соответствует требованиям поставленной задачи.

Топологию “дерево” можно рас­сматривать как комбинацию нескольких звезд. Как и в случае звезды, де­рево может быть активным, или истинным и пассивным. При активном дереве в центрах объединения нескольких линий свя­зи находятся центральные компьютеры, а при пассивном – концентрато­ры (хабы).

«Звезда» - это топология с явно выделенным центром, к которому под­ключаются все остальные абоненты. Весь обмен информацией идет ис­ключительно через центральный компьютер, на который таким образом ложится очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии абонентов в данном случае го­ворить не приходится. Как правило, именно центральный компьютер яв­ляется самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией «звезда» в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано, конфликтовать нечему.

Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функцио­нировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального ком­пьютера делает сеть полностью неработоспособной. Поэтому должны при­ниматься специальные меры по повышению надежности центрального компьютера и его сетевой аппаратуры. Обрыв любого кабеля или корот­кое замыкание в нем при топологии «звезда» нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально про­должать работу.

В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию только в одном направлении. Таким образом, на каждой ли­нии связи имеется только один приемник и один передатчик. Все это су­щественно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и из­бавляет от необходимости применения дополнительных внешних терминаторов. Проблема затухания сигналов в линии связи также реша­ется в «звезде» проще, чем в «шине», ведь каждый приемник всегда по­лучает сигнал одного уровня.

Серьезный недостаток топологии «звезда» состоит в жестком ограниче­нии количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслу­живать не более 8-16 периферийных абонентов. Если в этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, то при их превышении оно просто невозможно. Правда, иногда в звезде предусматривается воз­можность наращивания, то есть подключение вместо одного из перифе­рийных абонентов еще одного центрального абонента (в результате по­лучается топология из нескольких соединенных между собой звезд).

Существует топология как активная (истинная) звезда, также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду. В настоящее время она распространена гораздо больше, чем активная звезда. Достаточно сказать, что она используется в самой популярной на сегодняшний день сети Ethernet.

Топология «пассивная звезда»

В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а концен­тратор, или хаб (hub), выполняющий ту же функцию, что и репитер. Он восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их в другие линии связи. Хотя схема прокладки кабелей подобна истинной или активной звезде, фактически мы имеем дело с шинной топологией, так как инфор­мация от каждого компьютера одновременно передается ко всем осталь­ным компьютерам, а центрального абонента не существует. Естественно, пассивная звезда получается дороже обычной шины, так как в этом слу­чае обязательно требуется еще и концентратор. Однако она предостав­ляет целый ряд дополнительных возможностей, связанных с преимуще­ствами звезды. Именно поэтому в последнее время пассивная звезда все больше вытесняет истинную шину, которая считается малоперспектив­ной топологией.

Можно выделить также промежуточный тип топологии между активной и пассивной звездой. В этом случае концентратор не только ретрансли­рует поступающие на него сигналы, но и производит управление обме­ном, однако сам в обмене не участвует.

Большое достоинство звезды (как активной, так и пассивной) состоит в том, что все точки подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети пу­тем простого отключения от центра тех или иных абонентов (что невозможно, например, в случае шины), а также ограничивать доступ посто­ронних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К каждо­му периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один кабель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два ка­беля (каждый из них передает в одном направлении), причем вторая си­туация встречается чаще. Такая сеть также допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части. Достаточно проложить новый кабель от компьютера к центральному узлу и подключить его к концентратору. Если возможности центрального концентратора будут исчерпаны, следует заменить его устройством с большим числом портов. В одной сети допускается применение нескольких типов кабелей, если их позволяет использовать концентратор.

Общим недостатком для всех топологий типа «звезда» является значи­тельно больший, чем при других топологиях, расход кабеля. Например, если компьютеры расположены в одну линию, то при вы­боре топологии «звезда» понадобится в несколько раз больше кабеля, чем при топологии «шина». Это может существенно повлиять на стоимость всей сети в целом. При отказе центрального концентратора становится неработоспособной вся сеть. Многие сети с топологией типа «звезда» требуют применения на центральном узле устройства для ретрансляции широковещательных сообщений или коммутации сетевого графика.

Черновой вариант схематичного плана соединения устройств сети.

По выбранным в предыдущих пунктах вариантах типа и топологии сети, построим предварительную блок-схему сети:

• тип сети: одноранговая

• топология: пассивное дерево.

См. приложение 2.