Контрольная работа: Совершенствование локальной информационно-вычислительной сети организации
Но со временем количество компьютеров увеличилось, и передача данных по шине стала невозможна из-за потери скорости. В этом случае на предприятии решили использовать топологию построения сети ЗВЕЗДА. В данном же случае имеется сервер, к которому непосредственно подключаются все компьютеры, участвующие в локальной вычислительной сети. Для построения сети была выбрана и применена технология «FastEthernet» и в настоящее время уже используется «GigabitEthernet».
FastEthernet: в 1995 г. комитет IEEE802.3 принял спецификацию FastEthernetв качестве стандарта 802.3u, который не является самостоятельным стандартом, а представляет собой дополнение к существующему стандарту 802.3. Уровни MACи LLCв FastEthernetостались абсолютно теми же, что и в Ethernet. Метод доступа также остался старым – CSMA/CD. Это обеспечивало преемственность и согласованность сетей 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Все отличия технологии FastEthernetи Ethernetсосредоточенны на физическом уровне. Более сложная структура физического уровня технологии вызвана тем, что в ней используется три варианта кабельных систем:
- волоконно-оптический многомодовый кабель, используется два волокна;
- витая пара категории 5, используется 2 пары;
- витая пара категории 3, используется 4 пары.
Коаксиальный кабель в число разрешенных сред передачи данных технологии FastEthernetне входит. Сети на этой технологии всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах. Диаметр сети сокращен до 200 м (для сети на основе концентратора). Скорость, в сравнении с Ethernet, увеличена в 10 раз за счет уменьшения межкадровой задержки. Технология работает в полнодуплексном режиме. Стандарт 802.3uустановил 3 различных спецификации для физического уровня FastEthernet, дал им следующие названия:
- 100Base-TXдля двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTPкатегории 5 или экранированной витой паре STPtype1. Максимальная длина сегмента–100 м;
- 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTPкатегории 3,4 или 5. Максимальная длина сегмента – 100 м;
- 100Base-FXдля многомодового оптоволоконного кабеля, используется два волокна. Максимальная длина сегмента – 412 м (полудуплекс), 2 км (полный дуплекс).
GigabitEthernet: достаточно быстро после появления на рынке продуктов FastEthernetсетевые интеграторы и администраторы почувствовали определенные ограничения при построении корпоративных сетей. Во многих случаях серверы, подключенные по 100-мегабитному каналу, перегружали магистрали сетей. Ощущалась потребность в следующем уровне иерархии скоростей. В связи с этим в июне 1995 года исследовательской группе по изучению высокоскоростных технологий IEEEбыло предписано заняться рассмотрением возможности выработки стандарта Ethernetс ещё большей битовой скоростью. Окончательно стандарта на витой паре категории 5 был принят в 1999 году. Скорость передачи в GigabitEthernetсоставляет 1000 Мбит/с. Разработчики сохранили большую степень преемственности с технологиями Ethernetи FastEthernet: те же форматы кадров, работают в полудуплексном и полнодуплексном режимах, поддерживая на разделяемой среде тот же метод доступа CSMA/CDс минимальными изменениями. Летом 1998 года был принят стандарт 802.3z, который определяет использование в качестве физической среды трёх типов кабеля: многомодового оптоволоконного (расстояние до 500м), одномодового оптоволоконного (расстояние до 5000 м) и двойного коаксиального(twinax), по которому данные передаются по двум медным экранированным проводникам на расстояние до 25 метров.
Специальная рабочая группа 802.3abразработала вариант GigabitEthernetна UTPкатегории 5. для обеспечения скорости в 1000 Мбит/с используется одновременная передача данных по четырём неэкранированным витым парам, скорость в 250 Мбит/с.
4. Обоснование выбора сетевой технологии
Рассматриваемая компьютерная сеть предприятия построена по топологии звезда и использует наиболее распространенную на современном этапе сетевую технологию FastEthernet.
При выборе конфигурации сети Ethernet, состоящей из сегментов различных типов, возникает много вопросов, связанных прежде всего с максимально допустимым размером (диаметром) сети и максимально возможным числом различных элементов. Сеть будет работоспособной только в том случае, если максимальная задержка распространения сигнала в ней не превысит предельной величины. Эта величина определяется выбранным методом управления обменом CSMA/CD, основанным на обнаружении и разрешении коллизий.
Прежде всего отметим, что для получения сложных конфигураций Ethernetиз отдельных сегментов применяются концентраторы двух основных типов:
• репитерные концентраторы, которые представляют собой набор репитеров и никак логически не разделяют сегменты, подключенные к ним;
• коммутирующие (switching) концентраторы или коммутаторы, которые передают информацию между сегментами, но не передают конфликты с сегмента на сегмент.
В случае более сложных коммутирующих концентраторов конфликты в отдельных сегментах решаются на месте, в самих сегментах, и не распространяются по сети, как в случае более простых репитерных концентраторов. Это имеет принципиальное значение для выбора топологии сети Ethernet, так как используемый в ней метод доступа CSMA/ CDпредполагает наличие конфликтов и их разрешение, причем общая длина сети как раз и определяется размером зоны конфликта, области коллизии (collisiondomain). Таким образом, применение репитерного концентратора не разделяет зону конфликта, в то время как каждый коммутирующий концентратор делит зону конфликта на части. В случае коммутатора оценивать работоспособность надо для каждой части сети отдельно, а в случае репитерных концентраторов надо оценивать работоспособность всей сети в целом.
Три связанные между собой показателя, характеризующие производительность сети в идеальном случае - при отсутствии коллизий при передаче непрерывного потока пакетов, разделенных только межпакетным интервалом IPG. Очевидно, что такой режим реализуется, если один из абонентов активен и передает пакеты с максимально возможной скоростью. Неполное использование пропускной способности в этом случае связано, кроме существования интервала IPG, с наличием служебных полей в пакете Ethernet.
Пакет максимальной длины является наименее избыточным по относительной доле служебной информации. Он содержит 12304 бит (включая интервал IPG), из которых 12000 бит являются полезными данными.
Поэтому максимальная скорость передачи пакетов (или, иначе, скорость в кабеле - wirespeed) составит в данном случае 108 бит/с / 12304 бит = 8127.44 пакет/с.
Пропускная способность представляет собой скорость передачи полезной информации и в данном случае составит 8127,44 пакет/с • 1500 байт = 12,2 Мбайт/с.
Наконец, эффективность использования физической скорости передачи сети, в случае FastEthernetравной 100 Мбит/с, по отношению только к полезным данным составит 8127.44 пакет/с • 12000 бит / 10е бит/с = 98 %.
При передаче пакетов минимальной длины (с учетом интервала IPG-84 • 8 = 672 бит, из которых только 46 • 8 = 368 бит несут полезную информацию) возрастает скорость в кабеле (148809,52 пакет/с вместо 8127,44 пакет/с), что означает всего лишь факт передачи большого числа коротких пакетов. В то же время пропускная способность (6.8 Мбайт/с вместо 12,2 Мбайт/с) и эффективность (55% вместо 98 %) заметно ухудшаются.
Для реальных сетей типа FastEthernetс большим числом активных абонентов Nпропускная способность на уровне 12,2 Мбайт/с для какого-либо абонента является пиковым, редко реализуемым значением. При одинаковой активности всех абонентов средняя пропускная способность для каждого из них составит 12.2/NМбайт/с, а на самом деле может оказаться еще меньше из-за возникновения коллизий, ошибок в работе сетевого оборудования и влияния помех (в случае работы локальной сети в условиях, когда кабельная система подвержена влиянию больших внешних электромагнитных наводок). Влияние помех, так же как и поздних конфликтов (latecollision) в некорректных сетях, отслеживается с помощью анализа поля FCSпакета.
Считается, что для загруженных систем Ethernetи FastEthernetхорошим значением показателя использования сети является 30%. Это значение соответствует отсутствию длительных простоев в работе сети и обеспечивает достаточный запас в случае пикового повышения нагрузки. Однако если показатель использования сети значительное время составляет 80...90% и более, то это свидетельствует о практически полностью используемых (в данное время) ресурсах, но не оставляет резерва на будущее. Впрочем, для реальных сетей типа FastEthernetэто скорее гипотетическая ситуация.
5. Подключение Интернета
Подключение локальной сети осуществляется через специально выделенный для этой цели сервер. К серверу подключен ADSLмодем, который и осуществляет выход пользователей локальной сети к ресурсам Интернета. Дабы избежать проникновения в локальную сеть злоумышленников на сервере поставлен и настроен firewall, который не позволяет из Интернета видеть IPадреса компьютеров локальной сети, а значит и всю локальную сеть, а компьютеры локальной сети в свою очередь могут нормально, не боясь за свои данные, работать в Интернете. Для возможного злоумышленника благодаря firewallвиден только один IPадрес, адрес самого сервера.
Выход в Интернет осуществляет провайдер Интернет услуг «Южная телекоммуникационная компания».