Проектування та розробка локальноi мережi

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ
КАФЕДРА БЕЗПЕКИ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ






КУРСОВА РОБОТА
з навчальної дисципліни
"Інформаційні та комунікаційні системи"
на тему:

«Проектування та розробка локальної мережі»








Студента 3 курсу, групи БСД-31
Напряму підготовки " Безпека інформаційних і комунікаційних систем"
Россихін Олександр

Керівник
Браіловський М.М.














КИЇВ – 2014

ЗМІСТ

ВСТУП………………………………………………………………………..........3
1. ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ...........................................................6
2 ОСНОВНА ЧАСТИНА …………………………...............................……..…..7
2.1 ВИБІР ОБЛАДНАННЯ..................................................................................7
2.2 ОЦІНКА ВАРТІСТІ ПОБУДОВИ МЕРЕЖІ..............................................13
2.3 СХЕМА РОБОТИ МЕРЕЖІ........................................................................14
2.4 РОЗРАХУНОК БЕЗПРОВІДНОГО КАНАЛУ ЗВЯЗКУ..........................18
ВИСНОВКИ...........................................................................................................21
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ.............................................................22



 
ВСТУП

Метою роботи є створення локальної інформаційно-комунікаційної мережі.
Для того щоб спроектувати і встановити комп’ютерну мережу, в першу чергу потрібно визначити, скільки людей буде працювати в мережі. Від цього рішення, по суті, і будуть залежати всі наступні етапи створення мережі. По початковим даним стає зрозумілим що потрібно побудувати мережу в 3-му будинку для 24 користувачів, в 5-му будинку для 64 користувачів. Іншим фактором який часто не враховується при проектуванні, є ієрархія компанії. Для фірми з горизонтальною структурою, де всі співробітники повинні мати доступ даних один до одного, оптимальним рішенням є проста однорангова мережа. Але при цьому варто зважити всі її недоліки і переваги. Фірмі, побудований за принципом вертикальної структури, у якій точно відомо, який співробітник і до якої інформації повинний мати доступ, варто орієнтуватися на більш дорогий варіант мережі – з виділеним сервером. Тільки в такій мережі існує можливість адміністрування прав доступу. В цій курсовій використовуються проста однорангова мережа. Одним з головних етапів планування мережі є створення попередньої схеми. При цьому в залежності від типу мережі, труднощі, з якими доведеться зіштовхнутися, будуть різні. Найбільш очевидна і загальна з них це обмеження довжини кабельного сегмента. Це може бути несуттєво для невеликого офісу, однак якщо мережа охоплює кілька поверхів будинку, проблема зявляється. План приміщення впливає на вибір топології мережі значно сильніше, ніж це може здатися на перший погляд.
Мережа Gigabit Ethernet - це природний, еволюційний шлях розвитку концепції, закладеної в стандартній мережі Ethernet. Безумовно, вона успадковує й всі недоліки своїх прямих попередників, наприклад, негарантований час доступу до мережі. Однак величезна пропускна здатність приводить до того, що завантажити мережу до тих рівнів, коли цей фактор стає визначальним, досить важко. Зате збереження наступності дозволяє досить просто зєднувати сегменти Ethernet, Fast Ethernet й Gigabit Ethernet у мережу, і, саме головне, переходити до нових швидкостей поступово, уводячи гігабітні сегменти тільки на самих напружених ділянках мережі. До того ж далеко не скрізь така висока пропускна здатність дійсно необхідна. У мережі Gigabit Ethernet зберігається метод доступу CSMA/CD, використовуються ті ж формати пакетів (кадрів) і ті ж їхні розміри. Не потрібно ніякого перетворення протоколів у місцях зєднання із сегментами Ethernet й Fast Ethernet.
Єдине, що потрібно, - це узгодження швидкостей обміну, тому головною областю застосування Gigabit Ethernet стане в першу чергу зєднання концентраторів Ethernet й Fast Ethernet між собою.
З появою швидкодіючихих серверів і поширенням персональних компютерів класу "high-end" переваги Gigabit Ethernet стають усе більш явними. Так, 64-розрядна системна магістраль PCI, уже фактичний стандарт, цілком досягає необхідної для такої мережі швидкості передачі даних.
Роботи зі створення мережі Gigabit Ethernet ведуться з 1995 року. В 1998 році прийнятий стандарт, що одержав найменування IEEE 802.3z (1000BASE-SX, 1000BASE-LX й 1000BASE-CX). Розробкою займається спеціально створений альянс (Gigabit Ethernet Alliance), у який, зокрема, входить така відома компанія, що займається мережними апаратурами, як 3Com. В 1999 році прийнятий стандарт IEEE 802.3ab (1000BASE-T).Номенклатура сегментів мережі Gigabit Ethernet у цей час містить у собі наступні типи:
1000BASE-SX - сегмент на мультимодовому оптоволоконому кабелі з довжиною хвилі світлового сигналу 850 нм (довжиною до 500 метрів). Використовуються лазерні передавачі.
1000BASE-LX - сегмент на мультимодовому (довжиною до 500 метрів) і одномодовому (довжиною до 2000 метрів) оптоволоконому кабелі з довжиною хвилі світлового сигналу 1300 нм. Використовуються лазерні передавачі.
1000BASE-CX - сегмент на екранованій крученій парі (довжиною до 25 метрів).
1000BASE-T (стандарт IEEE 802.3ab) - сегмент на зчетвереній неекранованій крученій парі категорії 5 (довжиною до 100 метрів). Використовується 5-рівневе кодування (PAM-5), причому в повнодуплексному режимі передача ведеться по кожній парі у двох напрямках.





















1 ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Курсовий проект полягає в розробці локальної інформаційно-комунікаційної мережі. Вона повинна бути побудована на основі заданої модифікації мережних технологій Ethernet та об’єднання будівель за допомогою бездротового зв’язку. Структура комп’ютерної мережі, вживані кабелі, комунікаційне і інше обладнання і всі бракуючі параметри вибираються самим студентом.
Локальна компютерна мережа повинна обєднати компютери, встановлені в будівлях 1 та 5. Будівля 1: розмір 80х64м., етажність 10. Будівля 5: розмір 80х64м, етажність 10. Висота поверху 3м.


Задана модифікація (стандарт) мережної технології – 100Base-ТX fullduplex.
На 1 та 2 поверсі 1 будівлі по 25 хостів.На 3 та 4 поверсі 5 будівлі по 14 хостів.
Швидкість передачі даних у бездротовій мережі – 24 Мбіт/с.Канал передачі даних у бездротовій мережі – 1.







2. ОСНОВНА ЧАСТИНА

Першим етапом проектування мережі повинен стати аналіз існуючої ситуації і завдань, які вирішуватиме мережа. Має бути приблизно визначений розмір мережі її структура та яке обладнання буде використовуватися.

2.1 ВИБІР ОБЛАДНАННЯ

1. Комутатор - Cisco Catalyst WS-C3750-24TS-S

Характеристики:






2. Маршрутизатор - D-Link DVG-5402SP



Характеристики:
















3. Мережева плата - D-Link DFE-551FX


Характеристики:






4. Точка доступу RouterBoard Metal 2SHPn Mikrotik


Характеристики:

5. Спрямована антена - TP-LINK TL-ANT2424B

Характеристики:


6. Конектор RJ45 (упаковка 200 штук).


7. Кабель витої пари:

Кабель CCA (алюминий+медь), кат. 5e (UTP Solid), 4 пары, 0,50 mm, внутренний, PVC.


























2.2 ОЦІНКА ВАРТІСТІ ПОБУДОВИ МЕРЕЖІ

Кількість Елемент мережі Вартість елемента (грн./шт.)
6 (шт.) Комутатор Cisco Catalyst WS-C3750-24TS-S 3200 грн./шт
2 (шт.) Маршрутизатор D-Link DVG-5402SP 700 грн./шт
80 (шт.) Мережева плата D-Link DFE-551FX 500 грн./шт
2 (шт.) Точка доступу RouterBoard Metal 2SHPn Mikrotik 1500 грн./шт
2 (шт.) Спрямована антена - TP-LINK TL-ANT2424B 500 грн./шт
200 (шт.) Коннектор RJ45 1,25 грн./шт
3000 м. Кабель витої пари 4 грн./м
Загальна ціна = 30,050 гривень




















2.3 СХЕМА РОБОТИ МЕРЕЖІ

На Малюнку 2.3.1 Зображений план мережі першої будівлі першого поверху.





На Малюнку 2.3.2 Зображений план мережі першої будівлі другого поверху.







На Малюнку 2.3.3 Зображений план мережі другої будівлі першого поверху.











На Малюнку 2.3.4 Зображений план мережі другої будівлі другого поверху.

2.4 РОЗРАХУНОК БЕЗПРОВІДНОГО КАНАЛУ ЗВЯЗКУ
Відстань між 1 ті 5ю будівлею – 1861 м. Приведемо формулу розрахунку дальності. Вона береться з інженерної формули розрахунку втрат у вільному просторі: FSL = 33 + 20 * (lgF + lgD), підрахуємо:
FSL = 33 + 20 * (lg(2412) + lg(1,9)) = 105 дБ, де
FSL (FreeSpaceLoss) – втрати у вільному просторі (дБ);
F – центральна частота каналу, на якому працює система звязку (Мгц);
D – відстань між двома точками (км).
FSL визначається сумарним посиленням системи. Воно вважається таким чином:

Швидкість Чутливість
24 Мбіт/с - 80 дБмВт
Таблиця 1. Залежність чутливості від швидкості передачі даних

Y дБ = 32 дБм + 24дБм + 24дБм–(- 80 дБмВт) – 0 – 0 = 160 (дБ)
FSL обчислюється за формулою:
FSL=Y_дБ-SOM,
де SOM (SystemOperatingMargin) – запас в енергетиці радіозвязку (дБ). Параметр SOM зазвичай береться рівним 10 дБ. Вважается, що 10-децибельний запас по посиленню достатній для інженерного розрахунку.
FSL = 160 – 10 = 150 (дБ)
У результаті отримаємо формулу дальності звязку :
D=10(FSL/20-33/20-lgF)
D=10(150/20-33/20-lg(2412)) = 10(7.5-1.65-3,4)=24 км
Енергетичний запас радіоканалу становить:
Z = Y дБ – FSL = 160 дБ - 150 дБ = 10 дБ

Розрахунок зони Френеля
Радіус першої зони Френеля над передбачуваною перешкодою може бути розрахований за допомогою формули:


Рис.4.1: Зона Френеля

На шляху між будівлями 1 і 5 стоїть перешкода:будівля 4 (18 м).
S=1.380 км
D=481 м = 0,481 км
f=2,4 ГГц.
Розрахуємо радіус першої зони Френеля:

R=17.3√(1/(2.4 ) (1.380*0.481)/(1.380 + 0.481))=6 (м)

Висота розташування антени, яка знаходится на першому будудику доровнює 30 м. З цього маємо: 30 – 6 = 24 м - початок першої зони Френеля на відстані 1.380 км від 1 буд и ми маємо запас у вигладі 6 метрів (24-18).























ВИСНОВКИ
У кусовій роботі було зроблено аналіз мережі. В якості вибору обладнання для реалізації проекту було віддано перевагу на користь фірм D-Link і TP-Link. Обгрунтування вибору обладнання вироблялося з урахуванням: технічних характеристик, можливостей застосування, вартості і так далі. Вибір обумовлений умовами технічних параметрів обладнання.




















СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. «Анатомия беспроводных сетей» / Сергей Пахомов. – Компьютер-Пресс, №7, 2002;
2. «Беспроводные сети. Первый шаг» / Джим Гейер. – М.: Издательство: Вильямс, 2005;
3. «Современные технологии и стандарты подвижной связи» / Кузнецов М.А., Рыжков А.Е. – СПб.: Линк, 2006.
4. Hotline - http://hotline.ua/