3. Терміни виконання курсової роботи
Рекомендується виконання КП та контроль її виконання проводити за термінами поданими в табл. 4.
Таблиця 4
Терміни виконання КП
Навчальний тиждень |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
Виконання завдання КП за вимогами розділу 2 |
Видача завдання КП |
Пункти 1…3 |
Пункти 4…6 |
Пункти 7…9 |
Пункти 10…12 |
Пункти 13…15 |
Пункти 16, 17 |
Оформлення та задача КП |
Захист КП |
Додатки. Довідкові дані та методичні рекомендації
Д1. Апаратні засоби побудови ЛКМ Ethernet та Token Ring
Сучасні КМ будують за технологіями Ethernet, Token Ring, FDDI тощо.
У найбільш поширених технологіях Ethernet доступ РС до мережі відбувається за канальним протоколом, який називають множинним доступом з контролем несучої та виявленням конфліктів (МДКН/ВК) (CSMA/CD – Carrier Sense, Multiple Access with Collision Detection). Цей метод доступу вперше був реалізований у фірмовому стандарті DIX Ethernet (Ethernet 2) компаній Xerox, Digital, Intel, а згодом використаний у міжнародному стандарті IEEE 802.3. Серія 802 стандартів IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) визначає будову середовища передавання, фізичного та канальних рівнів локальних (LAN) і регіональних (MAN) комп’ютерних мереж.
Перелік обладнання, необхідного для побудови ЛКМ технології Ethernet за деякими специфікаціями стандарту IEEE 802.3, поданий в табл. Д1…Д4.
Таблиця Д1
Обладнання мережі Ethernet ІЕЕЕ 802.3 за специфікацією 10Base2
№ пп. |
Обладнання мережі 10Base2 |
Призначення |
Обмеження по використанню |
1 |
Відрізки тонкого коаксіального кабелю RG-58 A/U з BNC-з’єднувачами на кінцях |
Для прокладання шини, що з’єднує мережні пристрої на сегменті |
Максимальна довжина сегментної шини 185 м. Відрізки коаксіального кабелю кратні мінімальній довжині 0,5 м |
2 |
BNC-термінатори 50 Ом |
Для узгодження навантаження кабелю на кінцях сегмента |
2 шт. на сегмент (інколи один з заземленням) |
3 |
BNC-Т-з’єднувачі (T - connectors) |
Для з’єднань двох відрізків кабелю між собою та з мережним пристроєм (NIC, повторювачем, мостом, маршрутизатором) |
1 шт. для кожного мережного пристрою |
4 |
BNC – Barrel conneсtors |
Для з’єднань відрізків кабелю між собою при вилученні РС з мережі |
Використовуються за необхідністю |
5 |
Мережна інтерфейсна карта (NIC) з мережним портом для з’єднувачів BNC |
Для підключення комп’ютера до мережі. Створює інтерфейс між комп’ютером та середовищем передавання. Буферизує, пакетує, кодує/декодує дані, приймає та передає сигнали, виявляє конфлікти тощо |
Не більше 30 NIC чи інших мережних пристроїв на сегменті. Швидкість передавання 10 Мбіт/с |
6 |
Повторювачі з портами для з’єднувачів BNC |
Підсилюють та відновлюють сигнал. Для з’єднань сегментів з метою збільшення протяжності мережі 10 Base 2 (до 925 м з чотирма повторювачами) |
Встановлюють на довільній ділянці сегмента. Не більше чотирьох повторювачів в мережі між двома мостами |
Однією з перших специфікацій стандарту Ethernet IEEE 802.3 була розроблена специфікація 10Base5 шинної топології мережі на товстому (thick) коаксіальному кабелі. Швидкість передавання даних 10Мбіт/с.
Для зменшення капітальних затрат на будову ЛКМ шинної топології була прийнята специфікація 10Base2, де середовищем передавання є тонкий (thin) коаксіальний кабель.
Для підвищення надійності мережі Ethernet використовується специфікація 10BaseТ фізичної топології зірка, а логічної – шина. Середовище передавання мережі 10BaseT – це кабель третьої категорії з двома неекранованими витими парами (UTP – Unshielded Twisted Pair).
Таблиця Д2
Обладнання мережі Ethernet ІЕЕЕ 802.3 за специфікацією 10Base5
№ пп. |
Обладнання мережі 10Base5 |
Призначення |
Обмеження по використанню |
1 |
Товстий коаксіальний кабель RG-11 зі з'єднувачами N-типу на кінцях |
Для прокладання шини довжиною, що необхідна для підключення всіх мережних пристроїв на сегменті |
Максимальна довжина сегментної шини 500 м |
2 |
N-термінатори 50 Ом |
Для узгодженого навантаження кабелю на кінцях сегмента |
2 шт. на сегмент (один з заземленням) |
3 |
N-Barrel з'єднувачі (connectors) |
Для приєднання N-термінаторів до шини та необхідних з'єднань відрізків товстого коаксіального кабелю |
Рекомендується не більше 2-3 шт. на сегмент |
4 |
Трансивери з зубча-тими приєднувачами до шини та DIX-конекторами (DB-15) для AUI-кабелю |
Для приєднання до шинного коаксіального кабелю мережних пристроїв (РС, повторювачів, мостів, маршрутизаторів). Містить в собі приймач, передавач, виявляч конфліктів, інвертор живлення |
Максимальна кількість 100 шт. на сегмент. Приєднуються до шини з інтервалом кратним мінімальному 2,5 м |
5 |
Трансиверні інтерфейсні AUI-кабелі (чотири пари UTP у загальному екрані) |
Для з’єднання трансивера з мережним пристроєм (живлення трансивера, передавання, приймання сигналів та конфліктів) |
Максимальна довжина AUI – кабелю 50 м, а мінімальна – 2,5 м |
6 |
З’єднувачі типу DB-15 (DIX-сonneсtors) |
Приєднуються до кінців AUI-кабелю |
2 шт. для одного відрізка AUI - кабелю |
7 |
Мережні інтерфейсні карти (NIC) з мережним портом для з’єднувачів DIX |
Для підключення комп’ютера до мережі. NIC разом з трансивером створює інтерфейс між комп’ютером та середовищем передавання. Буферизує, пакетує, кодує / декодує дані тощо |
Не більше 100 NIC на сегменті. Швидкість передавання 10 Мбіт/с |
8 |
Повторювачі з DIX-портами |
Підсилюють та відновлюють сигнал. Для з’єднання сегментів з метою збільшення протяжності мережі 10Base5 (до 2500 м з чотирма повторювачами) |
Встановлюють на довільній ділянці сегмента. Не більше чотирьох повторювачів у мережі між двома мостами |
Основним елементом технології 10BaseT є багато портовий концентратор (Нuв) з портами DTE (Data Terminal Eguipment) та DCE (Data Communication Equipment). Порти DTE використовують для підключення термінального обладнання даних, наприклад, NIC. Порти DCE використовують для підключення обладнання передачі даних, наприклад, концентратора.
Таблиця Д3
Обладнання мережі Ethernet ІЕЕЕ 802.3 за специфікаціями 10BaseT та Fast Ethernet
№пп. |
Обладнання мережі 10BaseТ та Fast Ethernet* |
Призначення |
Обмеження по використанню |
1 |
Кабель з двома неекранованими звитими парами UTP: 3–ї категорії для 10BaseT, 5–ї категорії для 100BaseTX, чотири пари UTP 3–ї категорії для 100BaseT4 |
Для з’єднання концентратора з РС або з настінною розеткою |
Максимальна довжина кабелю від РС до концентратора 100 м |
2 |
З’єднувачі типу RJ-45 |
Приєднуються до кінців кабелю UTP |
2 шт. для відрізка кабелю |
3 |
Концентратори (Hub) /багатопортові повторювачі/ з типовою кількістю (4, 8,…) портів RJ-45 для приєднання РС та з портом RJ-45 для каскадування концентраторів |
Для побудови ЛКМ за фізичною топологією зірка (логічна топологія шина). Для інтегрування з мережами 10Base2, 10Base5, 10BaseFX використовуються концентратори з розширювальними портами BNC та DB–15 |
Рекомендується каскад до чотирьох концентраторів. Швидкість передавання 10 Мбіт/с (10BaseТ) та 100 Мбіт/с (Fast Ethernet) |
4 |
Мережна інтерфейсна карта (NIC) з мережним портом для з’єднувачів RJ - 45 |
Для підключення комп’ютера до мережі. Створює інтерфейс між комп’ютером та середовищем передавання. Буферизує, пакетує, кодує/декодує дані, приймає та передає сигнали, виявляє конфлікти в мережі тощо |
Максимальна кількість NIC, тобто РС в мережі 1024 шт., а практично обмежена кількістю портів концентраторів |
5 |
Монтажні шафи, крос-панелі, розширювальні панелі |
Для побудови структурованої кабельної мережі з комутаційними центрами |
Використовуються за необхідністю і, як правило, у великих мережах |
6 |
Настінні розетки з портами для з’єднувачів RJ-45 |
Для гнучких з’єднань РС з мережним кабелем |
Використання необов’язкове |
* Робоча група ІЕЕЕ 802.3z розглядає специфікації Gigabit Ethernet (1000 Base CX) ** Для інтегрування Ethernet 10 Мбіт/с з Fast Ethernet 100 Мбіт/с використовуються двошвидкісні мережні адаптери, концентратори, універсальні повторювачі. |
|||
Для розширення мережі 10BaseT концентратори з’єднують. Ці з’єднання можна реалізувати різними способами:
магістраль – концентратори приєднують до магістральної шини за допомогою портів DCE;
послідовна магістраль – концентратори з’єднують в ланцюг (порт DCE одного концентратора з портом DTE іншого);
розподілена (ієрархічна) магістраль – в центрі розташовують магістральний концентратор, до портів DTE якого приєднують порти DCE концентраторів нищої ієрархії;
локалізована магістраль – в центрі розташовують маршрутизатор, міст чи комутатор, який з’єднує сегменти ЛКМ та локалізує конфлікти, тобто зменшує трафік у сегментах.
Для підвищення швидкості передавання з 10 Мбіт/с до 100 Мбіт/с розроблена технологія Fast Ethernet за специфікаціями 100BaseТX на кабелі з двома парами UTP 5-ї категорії та 100BaseT4 на кабелі з чотирма парами UTP 3-ї категорії.
Крім кабелю з мідними провідниками в ЛКМ Ethernet використовують оптично-волоконні (fiber optic) кабелі, які дозволяють збільшити протяжність мережі, підвищити безпеку від несанкціонованого доступу до інформації, яка передається по кабельних комунікаціях. Обладнання ЛКМ на оптично-волоконному кабелі технології Ethernet за специфікацією 10Base FL подано в табл. Д4.
Таблиця Д4
Обладнання мережі Ethernet ІЕЕЕ 802.3 за специфікацією 10BaseFL
№ пп. |
Обладнання мережі 10BaseFL |
Призначення |
Обмеження по використанню |
1 |
Оптично-волоконний кабель зі ST-з’єднувачами на кінцях |
Для з’єднання між трансивером та концентратором |
Два оптичних волокна 62,5/125 мікрон, довжиною до 2 км для одного трансивера |
2 |
Оптично-волоконний трансивер (FO MSAU) з портом DIX для AUІ кабелю та з портами ТХ і RX для приєднань двох оптичних волокон за допомогою ST-з’єднувачів |
Перетворює електричні сигнали в світлові та навпаки |
Один трансивер для однієї РС. Швидкість передавання 10 Мбіт/с |
3 |
Трансиверний, інтерфейсний AUI кабель зі з’єднувачами DB-15 на кінцях |
Для з’єднань РС з оптично волокнистим трансивером |
Чотири UTP у загальному екрані довжиною до 50 м |
4 |
Оптичний концентратор з портами RX та TX для підключення оптично-волокнистих кабелів за допомогою ST-з’єднувачів |
Для побудови протяжної ЛКМ за топологією зірка |
Для розширення мережі концентратори каскадують |
5 |
Мережна інтерфейсна карта (NIC) з мережним портом для з’єднувача DB-15 |
Для підключення комп’ютера до мережі |
Кількість NIC, тобто РС в мережі практично обме-жена кількістю портів RX/TX концентратора |
Технологія CSMA/CD мережі Ethernet має суттєвий недолік – виникнення конфліктів при передаванні даних одночасно двома або декількома РС. Вирішення цих конфліктів фактично зменшує швидкість обміну інформацією. Цього недоліку позбавлена технологія Token Ring, в якій використовується метод доступу РС до мережі з передачею маркера (Тoken) по кільцю (Ring).
Мережні пристрої NIC та інтелектуальні концентратори MSAU технології Token Ring володіють засобами тестування відвідного (lobe) і кільцевого (path) кабелів. Вони автоматично можуть виключати і включати РС у кільце при ушкодженнях кабелю чи РС, тому вони в 4...5 разів дорожчі ніж аналогічні пристрої мережі Ethernet.
В табл. Д5 поданий перелік обладнання необхідного для побудови ЛКМ технології Token Ring за стандартом IEEE 802.5.
Таблиця Д5
Обладнання мережі Token Ring IEEE 802.5
№пп. |
Обладнання мережі Token Ring |
Призначення |
Обмеження по використанню |
1 |
Екранований кабель Тип 1 (2 пари STP калібру 22 AWG), неекранований кабель Тип 3 (4 пари UTP калібру 22 чи 24 AWG)* |
Для з’єднань пристрою множинного доступу (MSAU) з РС, або з настінною розеткою |
Максимальна довжина кабелю Тип 1 до 101 м, а Тип 3 до 45 м |
2 |
Кабель монтажний Тип 6 (2 пари STP калібру 26 AWG) |
Для з’єднань РС з настінною розеткою |
Використання не обов’язкове |
3 |
З’єднувачі типу МІС або DB-9 для кабелю Тип 1 та з’єднувачі RJ-45 для кабелю Тип 3 |
Приєднуються до кінців кабелю |
2 з’єднувачі для одного відрізка кабелю |
4 |
Пристрої множинного доступу MSAU з типовою кількістю (4,8,12,…) портів RJ–45 для приєднань РС та з магістральними портами RO, RІ для з’єднань MSAU в кільце |
Для побудови ЛКМ за фізичною топологією зірка, зіркоподібне кільце, а логічною – кільце |
Рекомендується в кільці не більше 260 РС (33 MSAU) для кабелю Тип 1 та 72 РС (9 MSAU) для кабелю Тип 3 |
5 |
Мережна інтерфейсна карта (мережний адаптер) |
Для підключення комп’ютера до мережі |
Підтримує дві швидкості передавання 4 Мбіт/с та 16 Мбіт /с, або тільки 4 Мбіт/с** |
6 |
Монтажні шафи, крос-панелі, розширювальні панелі |
Для побудови структурованої кабельної мережі з комутаційними центрами |
Використовуються за необхідністю |
7 |
Настінні розетки з портами для з’єднувачів RJ-45 або МІС |
Для з’єднань РС з відвідним (lobe) кабелем |
Використання не обов’язкове |
Тип 5, який використовуються як магістральний (pacth) або абонентний (lobe) кабелі. ** Комітетом ІЕЕЕ 802.5 розглядаються пропозиції щодо підвищення швидкості передавання до 100 Мбіт/с, 128 Мбіт/с, 1000 Мбіт/с. |
|||
Д2. Оцінка часу затримки сигналу мережним обладнанням
Протокол CSMA/CD технології Ethernet відводить не більше 51,2 мкс на розповсюдження по мережі мінімального кадру даних зі швидкістю 10 Мбіт/с. Це обмеження дозволяє виявляти в мережі можливі "зіткнення" сигналів.
Канальний протокол технології Token Ring на ретрансляцію максимального кадру даних в РС виділяє не більше 10 мс за будь-якої швидкості передавання. Це обмеження забезпечує прогнозований час передавання цього кадру по кільцю.
Будь-який компонент мережі має власний час затримки сигналу, тому перш ніж розгорнути мережу Ethernet чи Token Ring, корисно підрахувати сумарний час затримки сигналу. Для цього в табл. Д6 наведений приблизний час затримки сигналу для деякого мережного обладнання. Слід зауважити, що на затримку сигналу, особливо в електронних пристроях, впливають: температура, вологість, термін експлуатації тощо.
Таблиця Д6
Оцінка часу затримки сигналу мережним обладнанням
Назва обладнання |
Приблизна затримка сигналу |
Товстий коаксіальний кабель типу RG-11 |
4,33 мкс/км |
Тонкий коаксіальний кабель типу RG-58 |
5,14 мкс/км |
Вита пара неекранована (UTP) та екранована (STP) |
5,7 мкс/км |
Оптичне волокно товщиною 62,5/125 мікрон |
5,0 мкс/км |
Повторювач, багато портовий повторювач (HUB) |
0,1 мкс |
Оптично-волоконний повторювач чи HUB |
1,55 мкс |
Оптично-волоконний трансивер |
0,2 мкс |
Д3. Варіант кабельної схеми корпоративної КМ та її обладнання
На рис. Д1 зображений варіант кабельної схеми проектованої корпоративної КМ, яка об’єднує за допомогою двох маршрутизаторів чотири ЛКМ різних стандартів, 151 РС, три сервери. Кабельні схеми мереж Ethernet та Token Ring розроблені за вимогами відповідних стандартів IEEE 802.3 та IEEE 802.5. Основні вимоги та обмеження цих стандартів подані в Додатку 1. Для збільшення протяжності ЛКМ-1 та ЛКМ-4 застосовані повторювач та міст. Використання моста в ЛКМ-4 дає можливість зменшити трафік в її локальних сегментах. До локальної мережі комп’ютери приєднуються за допомогою мережних портів NIC.
Для інтегрування корпоративної КМ у глобальну мережу Internet використано двопроводовий КТЧ діючої мережі зв’язку. Канал тональної частоти створюється за допомогою аналогової системи передачі (АСП). Довжина цього каналу зв’язку з транзитними з’єднаннями може досягати декількох тисяч кілометрів. Ослаблення аналогового сигналу в КТЧ не залежить від протяжності каналу. Для перетворення цифрового сигналу комп’ютера в аналоговий сигнал, який буде передаватись по КТЧ в стандартному діапазоні частот 0,3…3,4 кГц, використовується пара модемів. До комп’ютера модеми приєднуються за допомогою послідовного порту RS-232.
Необхідне обладнання, матеріали та мережне програмне забезпечення, які визначають капітальні затрати на побудову корпоративної КМ (рис.Д1), зведені в табл. Д7.
Таблиця Д7
Обладнання, матеріали та мережне програмне забезпечення корпоративної КМ
№ пп. |
Назва обладнання |
Один. вимір. |
Кількість одиниць обладнання |
||||
ЛКМ-1 |
ЛКМ-2 |
ЛКМ-3 |
ЛКМ-4 |
Всього по КМ |
|||
А. Мережні пристрої |
|||||||
1. |
Міст Ethernet з DIX-портами |
шт. |
– |
– |
– |
1 |
1 |
2. |
Трансивер 10Base5 |
шт. |
– |
– |
– |
99 |
99 |
3. |
Повторювач Ethernet з портами BNC |
шт. |
– |
1 |
– |
– |
1 |
4. |
Концентратор Ethernet з 8+1 портами RJ-45 |
шт. |
2 |
– |
– |
– |
2 |
5. |
Концентратор Ethernet з 4+1 портами RJ-45 |
шт. |
1 |
– |
– |
– |
1 |
6. |
Концентратор Token Ring з 8+2 портами RJ-45 |
шт. |
– |
– |
3 |
– |
3 |
7. |
NIC Ethernet з портом DB-15 |
шт. |
– |
– |
– |
97 |
97 |
8. |
NIC Ethernet з портом RJ-45 |
шт. |
17 |
– |
– |
– |
17 |
9. |
NIC Ethernet з портом BNC |
шт. |
– |
22 |
– |
– |
22 |
10. |
NIC Token Ring з портом RJ-45 |
шт. |
– |
– |
23 |
– |
23 |
11. |
Настінна розетка з портом RJ-45 |
шт. |
– |
– |
22 |
– |
22 |
12. |
N-термінатор |
шт. |
– |
– |
– |
4 |
4 |
13. |
BNC-термінатор |
шт. |
– |
4 |
– |
– |
4 |
14. |
Модем з інтерфейсним кабелем |
шт. |
– |
– |
– |
– |
1 |
Б. З’єднувачі |
|||||||
1 |
N-barrel connector |
шт. |
– |
– |
– |
4 |
4 |
|
N-connector |
шт. |
– |
– |
– |
4 |
4 |
|
DB-15 (DIX-connector) |
шт. |
– |
– |
– |
198 |
198 |
|
BNC |
шт. |
– |
44 |
– |
– |
44 |
|
BNC-T |
шт. |
– |
24 |
– |
– |
24 |
|
RJ-45 |
шт. |
38 |
– |
52 |
– |
90 |
В. Кабелі |
|||||||
|
Коаксіальний кабель RG-11 |
м |
– |
– |
– |
630 |
630 |
|
Коаксіальний кабель RG-58 A/U |
м |
– |
305 |
– |
– |
305 |
|
Кабель 2 пари UTP 3-ї категорії |
м |
60x19 |
– |
– |
– |
1140 |
|
Кабель неекранований Тип – 3 |
м |
– |
– |
30x23 |
– |
690 |
|
Кабель монтажний Тип – 6 |
м |
– |
– |
2x25 |
– |
50 |
|
Кабель AUI (4 пари UTP) |
м |
– |
– |
– |
10x99 |
990 |
Г. Комп’ютери |
|||||||
|
|
Pentium 200 МГц, RAM 16 Mb, HDD 2,1Gb |
комп. |
15 |
20 |
21 |
95 |
151 |
|
|
Pentium II 400 МГц, RAM 128 Mb, HDD 4x9,2 Gb |
комп. |
1 |
– |
1 |
1 |
5 |
Д. Мережні ОС |
|||||||
|
|
Windows 95 |
комп. |
15 |
20 |
21 |
95 |
151 |
|
|
UNIX |
комп. |
– |
– |
– |
– |
2 |
|
|
Windows NT |
комп. |
1 |
– |
1 |
1 |
3 |