Технологии Fast Ethernet (100BaseTx, 100BaseFx, 100BaseFl) включает метод доступа CSMA/CD. 802.3. Стандарт 802.3 (Ethernet Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – CSMA/CD LANs Ethernet – множественный доступ к сетям Ethernet с проверкой несущей и обнаружением конфликтов) описывает физический уровень и подуровень MAC для сетей, использующих шинную топологию и коллективный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением конфликтов
100Base-Tx – двухпарная витая пара. Использует метод MLT-3 для передачи сигналов 5-битовых порций кода 4В/5B по витой паре, а также имеется функция автопереговоров (Auto-negotiation) для выбора режима работы порта.
В активное оборудование нашей сети входит коммутатор и маршрутизатор. Коммутатор, в отличие от концентратора, устанавливает индивидуальное соединение между двумя сетевыми устройствами. Поэтому использование коммутатора снижает вероятность коллизий (столкновений данных) при работе сети, что является одним из требований к нашей сети. Кроме этого, возрастает пропускная способность сети в целом и увеличивается ее защищенность, за счет изоляции трафика между двумя рабочими станциями. Преимущества использования коммутаторов очевидны.
У большинства коммутаторов предполагается наличие 8-ми портов, у меньшинства 16 портов.
В аналитической части мы рассмотрели существующее состояние предметной области, в которой выяснили, что сеть прокладывается с нуля и в кабинетах имеются только ПК с ИБП, основные характеристики объекта проектирования - организационную структуру (матричная), число пользователей (около 200). Также провели краткий обзор компаний, предлагающих услуги по решению задачи и производителей активного оборудования. Нами были сформулированы основные цели и задачи разработки проекта, требования к проектируемой сети:
- создание единого информационного пространства, способного охватить всех пользователей и предоставить им информацию созданную в разное время и в разном программном обеспечении для ее обработки, а также осуществлять распараллеливание и жесткий контроль данного процесса.
- сокращение времени принятия управленческих решений;
- повышение степени достоверности обработки информации, степени её защищённости;
- компьютерные сети представляют собой вариант сотрудничества людей и компьютеров, обеспечивающего ускорение доставки и обработки информации;
- повышение надёжности функционирования всех отделов НИИ;
- совместное использование периферийных устройств, включая принтеры, плоттеры, дисковые накопители, приводы CD-ROM, дисководы, стримеры, сканеры, факс-модемы.
Основными требованиями являются: минимальное количество сбоев, коллизий, оптимальная скорость передачи данных, высокая пропускная способность сети, универсальность, гибкость, масштабируемость.
В данной части курсового проекта был произведен краткий обзор наиболее известных сетевых технологий - Ethernet, ArcNet, Token Ring, анализ которых дает возможность сделать однозначный выбор в пользу одной из технологий- Fast Ethernet. На основании этого описаны требования к сетевой технологии, топологии сети и к аппаратному обеспечению.
Рассмотрев всевозможные варианты топологии прокладки сети, выяснилось, что наиболее оптимальным является использование топологии «звезда». Выбор данной топологии обосновывается тем, что «звезда» является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой, невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.
В основу любой полномасштабной структурированной системы положена выбранная нами топология «Звезда», которую иначе называют древовидной. Функции узлов структуры звезды выполняет коммутационное оборудование различного типа, которое может иметь две основные разновидности: индивидуальные информационные розетки, эксплуатируемые пользователями кабельной системы, и панели различных видов, образующие групповое коммутационное поле, с которыми работает обслуживающий персонал. Коммутационное оборудование соединяется между собой электрическими и волоконно-оптическими кабелями различных видов. Все кабели, входящие в технические помещения, обязательно заводятся на коммутационные панели, на которых с помощью шнуров осуществляются все подключения и переключения в процессе текущей эксплуатации кабельной системы. Все это в сочетании с использованной древовидной топологии в части, касающейся СКС, обеспечивает гибкость и надежность СКС, а также возможность легкой переконфигурации и адаптирумость системы.
Данная сетевая топология наиболее удобна при поиске повреждений сетевых элементов: кабеля, сетевых адаптеров или разъемов. При добавлении новых устройств "звезда" также удобней по сравнению с топологией общая шина. Также можно принять во внимание, что 100 и 1000 Мб - ые сети строятся по топологии "Звезда".
Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети.
Для удобства можно разделить нашу горизонтальную систему на две подсистемы-с топологией в кабинетах и топологией на этаже. В кабинетах топология «звезда» определяется непосредственным подключением рабочих станций к активному сетевому оборудованию (коммутатору). В этом случае любой разрыв соединения сети от рабочей станции до коммутатора не повлияют на работоспособность сети в целом. В этом состоит огромное преимущество данной топологии. На этаже происходит распределение кабеля между комнатами, в случае обрыва соединения с одной работоспособность всей сети в целом не нарушается. Объединение в сеть осуществляется при помощи маршрутизатора и кросс-панели.
Основными аппаратными компонентами данной сети являются следующие:
1. Абонентские системы:
- компьютеры (рабочие станции или клиенты и серверы);
- принтеры;
- сканеры и др.
2. Сетевое оборудование:
- сетевые адаптеры;
- коммутаторы;
- маршрутизатор.
3. Коммуникационные каналы:
- кабели;
- разъемы;
- устройства передачи и приема данных в беспроводных технологиях.
Одним из эффективных способов повышения технико-экономической эффективности кабельных систем офисных зданий является минимизация типов кабелей, применяемых для их построения. В скс согласно международному стандарту ISO/IES 11801 допускается использование только:
- симметричных электрических кабелей на основе витой пары с волновым сопротивлением 100,120,150 Ом в экранированном и неэкранированном исполнении;
- одномодовых и многомодовых оптических кабелей.
В нашем курсовом проекте будет использоваться неэкранированный кабель витая пара категории 5е, а именно производитель LanMaster код LAN-5EUTP-xx-кабель UTP, 4x2, кат 5E, 200Mhz, PVC.
Электрические кабели из витых пар используются в первую очередь для создания горизонтальной проводки, что и требуется в нашем случае. По ним передаются как телефонные сигналы и низкоскоростная дискретная информация, так и данные высокоскоростных приложений. Витой парой называется кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание проводов уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю, а экранированные витые пары еще более увеличивают степень помехозащищенности сигналов. Наиболее популярным видом среды передачи данных на небольшие расстояния (до 100 м) становится неэкранированная витая пара, которая включена практически во все современные стандарты и технологии локальных сетей и обеспечивает пропускную способность до 100 Мб/с (на кабелях категории 5). Отсутствие экрана делает неэкранированные кабели более гибкими и устойчивыми к изломам. Кроме того, они не требуют дорогостоящего контура заземления для эксплуатации в нормальном режиме, как экранированные. Неэкранированные кабели идеально подходят для прокладки в помещениях внутри офисов, в то время как экранированные лучше использовать для установки в местах с особыми условиями эксплуатации, например, рядом с очень сильными источниками электромагнитных излучений, которых в офисах обычно нет.
Кабели классифицируются по категории, указанным в таблице 2.1. Основанием для отнесения кабеля к одной из категорий служит максимальная частота передаваемого по нему сигнала.
Таблица 2.1
Классификация кабелей
| Категория | Частота передаваемого сигнала, (МГц) |
| 3 | 16 |
| 4 | 20 |
| 5 | 100 |
| 5+ | 300 |
| 6 | 200 |
| 7 | 600 |
Категория указывает на значение максимальной скорости передачи данных. Чем выше категория, тем выше скорость передачи. В настоящее время используются кабели категории 5 и выше, способные передавать данные со скоростью не ниже 100Мбит/с. Кабели категории 5е и 6 способны передавать данные со скоростью до 1Гбит/с, а кабели категории 6А и 7 – до 10Гбит/с. Применение кабеля Cat5e адекватно возможностям сетевого оборудования, однако переход на новые стандарты, например IEEE 802.3an, потребует реконструкции всей сети и замены устаревшего кабеля более производительным. Наиболее важные электромагнитные характеристики кабеля категории 5е имеют следующие значения: