Проект построения корпоративной информационной сети на основе сети Ethernet

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

  • Содержание
  • Введение
    • 1. Анализ существующей информационной системы предприятия
    • 1.1 Общая характеристика предприятия
    • 1.2 Анализ организационно-штатной структуры ООО «Монарх»
    • 1.3 Анализ организации — управленческой структуры
    • 1.4 Анализ информационных потоков существующей информационной сети предприятия
  • 2. Анализ существующих принципов построения современных сетей
    • 2.1 Обоснование и выбор типа сети для проекта
    • 2.2 Выбор топологии для проектируемой сети
    • 2.3 Выбор среды передачи информации
    • 2.4 Выбор и обоснование сетевой технологии для проекта
    • 2.5 Выбор оборудования для проекта
    • 2.6 Выводы
  • 3. Проект построения корпоративной информационной сети на основе сети Ethernet
    • 3.1 Построение топологий для проекта
      • 3.1.1 Построение сети на основе технологии Fast Ethernet
      • 3.1.2 Построение сети на основе линий Radio Ethernet
    • 3.2 Разработка географической схемы проектируемой информационной сети
    • 3.3 Разработка структурной схемы проектированной информационной сети
      • 3.3.1 Описание компонент существующей информационной сети предприятия
      • 3.3.2 Выбор структуры проектированной сети
    • 3.4 Выбор оборудования для проекта
    • 3.5 Выводы: Характеристики производительности проектируемой сети
  • 4. Оценка технико-экономических показателей проекта
    • 4. 1 Оценка экономического эффекта от внедрения проекта
    • 4.2 Оценка стоимости внедрения проекта
    • 4.3 Оценка экономической эффективности предприятия
      • 4.3.1 Расчет и оценка ЧДД
      • 4.3.2 Расчет и оценка ВНД
      • 4.3. 3 Расчет срока окупаемости сети
    • 4.4 Основные технико-экономические показатели
    • 4.5 Вывод
  • 5. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности
    • 5.1 Общие сведения о измерениях
    • 5.1.1 Лазерное излучение
    • 5.2 Требования безопасности при эксплуатации лазерных и СВЧ изделий
      • 5.2.1 Требования к размещению измеряющих изделий
      • 5.2.2 Требования безопасности при эксплуатации и обслуживании лазерных изделий
      • 5.2.3 Излучение СВЧ диапазона
    • 5.3 Требования по электробезопасности
    • 5.4 Организация рабочего места оператора ЭВМ
      • 5.4.1 Электробезопасность
      • 5.4.2 Вентиляция
      • 5.4.3 Шум
      • 5.4.4 Освещение
    • 5.5 Пожарная безопасность
    • 5.6 Рекомендации по организации рабочего места и режима работы
    • 5.7 Выводы
  • Заключение
  • Список используемой литературы

Введение

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров, и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети, от малых локальных сетей в офисах, до глобальных сетей типа Internet.

Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, Е — Mail писем и прочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, a так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.

Поэтому необходимо разработать принципиальное решение вопроса по организации ИВС (информационно-вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программною комплекса, отвечающего современным научно-техническим требованиям, с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных.

Благодаря вычислительным сетям пользователи получили возможность одновременного использования программ и баз данных.

Понятие локальная вычислительная сеть — ЛВС (англ. LAN- Local Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.

В производственной практике ЛВС играют очень большую роль.

Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места, сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему.

Современная рыночная экономика представляет собой сложный, неоднозначный механизм, который характеризуется высокой конкурентоспособностью и динамичностью. Высокий динамизм рынка диктует свои требования к ведению бизнеса, к методам организации различных процессов, в частности, основным требованием становится эффективная организация информационных потоков. Не так давно можно было сказать, эффективность бизнеса зависит от построения эффективных рабочих процессов, обеспечении качества, создании у потребителей положительного образа торговой марки и завоевать значительную долю рынка, наладить тесные взаимоотношения с клиентами. Но сегодня, эти критерии стали обязательными, принимаются как само собой разумеющееся и должны присутствовать повсеместно.

Но организация успешных информационных потоков является новым элементом конкурентоспособности, призванным выгодно отличать более оптимизированные компании среди остальных в рыночной экономике.

Тематика данного проекта относится к торговым предприятиям, которые работают через сеть дистрибьюторов, и ставится вопрос об оптимизации работы по сбыту. Оптимизация, прежде всего, касается ускорению, и частично даже к упрощению этапов заказа, учета, взаиморасчетов и т. д.

Необходимость внедрение системы «мобильная торговля» может возникать на определенном этапе роста предприятия, достижения определенного масштаба в плане номенклатуры, сегмента рынка и других критериев.

Целью проекта является разработка, на основе анализа принципов построения и технических возможностей существующих ЛВС, предприятия ООО «Монарх», перспективной ЛВС предприятия, в основу которой будут положены современные принципы построения ЛВС на основе применения протоколов Radio Ethernet c сегментом мобильной торговли и использованы современные технологии, типовые средства телекоммуникаций, аппаратные и программные средства ПЭВМ.

1. Диагностический анализ предприятия ООО «Монарх»

1.1 Общая характеристика предприятия

Свою деятельность ООО «Монарх»" начало в 2001 г.

Сейчас ООО «Монарх» является одной из крупнейших торговых фирм в Ставропольском крае и на протяжении многих лет завоевывает престижные позиции в рейтингах.

Основной целью деятельности ООО «Монарх» является получение прибыли путем насыщения потребительского рынка товарами и услугами.

Основными видами деятельности ООО является [44]:

реализация товаров народного потребления и продукции производственно-технического назначения, в том числе через собственную торговую сеть;

товарно-посреднические услуги по продвижению товаров на экспорт и проведение импортных закупок, инновационная деятельность;

оказание посреднических торговых, информационных и бытовых услуг;

открытие других торговых предприятий.

Все вышеуказанные виды деятельности, перечень которых определяется федеральными законами, ООО может выполнять только на основании специального разрешения (лицензии), санитарно-эпидемиологических заключений на отдельные виды продукции, сертификатов соответствия.

Высшим органом управления ООО является собрание участников, на котором избирается Совет директоров, ревизионная комиссия общества.

Участники обладают количеством голосов пропорционально размеру их долей в Уставном капитале. Собрание созывается по мере необходимости, но не реже двух раз в год.

Собрание правомочно, если на нем присутствуют участники, обладающие в совокупности не менее, чем 60 процентов долей в Уставном капитале.

Совет директоров Общества осуществляет общее руководство деятельностью ООО и избирается в количестве 4 человек. Для организации работы Совета директоров избирается Председатель Совета директоров. Руководство текущей деятельностью ООО осуществляется Генеральным директором.

Исполнительным органом Общества является Дирекция, возглавляемая Директором. Помимо Директора, в состав Дирекции при наличии штатов, входят заместители Директора, Главного бухгалтера.

Директор Общества решает все вопросы деятельности, кроме тех, которые входят в исключительную компетенцию Собрания Участников, и избирается квалифицированным большинством голосов на срок, устанавливаемый собранием. Собрание вправе отозвать Директора Общества до истечения срока его полномочий.

Директор отчитывается только перед собранием. Действует на правах единоначалия, без доверенности представляет Общество в отношениях с третьими лицами, выдает доверенности, открывает в банках расчетные и другие счета, распоряжается средствами, заключает договоры, издает приказы, принимает и увольняет работников. Он также несет ответственность перед Общим собранием за деятельность Общества, имущество и средства.

Контроль за финансовой деятельностью Общества осуществляется ревизионной комиссией или ревизором по поручению собрания, по собственной инициативе или по требованию Участников.

Ревизионная комиссия (ревизор) избирается Собранием Участников на год из их числа.

1.2 Анализ организационно-штатной структуры ООО «Монарх»

Организационно ООО «Монарх» состоит из управления, основных и вспомогательных отделов. Основным управляющим органом предприятия является управление.

Организационно-штатная структура системы управления ООО «Монарх» представлена на рисунке 1. На представленной схеме раскрыта организационно-штатная структура управления предприятия и управления отделами.

Основные отделы представлены следующим перечнем:

оптовый;

юридический;

планово-экономический;

информационный;

рекламный;

ревизионный.

Оптовый отдел занимается крупными закупками продукции и дальнейшей ее реализацией. Сотрудники отдела ведет работу с корпоративными клиентами.

Юридический отдел занимается правовыми аспектами организации, контролирует правильность и законность составления контрактов, договоров.

Планово-экономический отдел разрабатывает дальнейшую экономическую стратегию предприятия. Занимается оценкой экономических показателей деятельности предприятия.

Информационный отдел следит за работоспособностью компьютеров, сетевого оборудования обеспечивает программной поддержкой отделы организации, настройкой и профилактикой оборудования.

Рекламный отдел занимается продвижением товара, разрабатывает различные акции, рекламные ролики на телевидении, радио и в прессе.

Ревизионный отдел осуществляет внезапные и плановые проверки бухгалтерской и финансовой отчетности, а так же соответствия фактических материальных ценностей данным бухгалтерской отчетности.

Для организации производственного процесса кроме основного отдела на предприятии организован вспомогательный отдел, который структурно включает в себя следующие подразделения:

энергетический участок;

транспортный участок;

Рисунок 1- Организационно-штатная структура системы управления ООО «Монарх»

участок по приему, хранению и выдаче вновь поступившего товара;

ремонтно-строительный участок;

отдел гарантийного обслуживания;

сервисный отдел.

Энергетический участок отвечает за бесперебойную работу электрических подстанций и всей организации.

Транспортный участок за своевременную доставку товара, как на оптовый склад организации, так и на дом потребителям.

Участок по приему, хранению и выдаче вновь поступившего товара отслеживает и учитывает товарооборот предприятия.

Отдел гарантийного обслуживания проводит ремонт товара с заводским браком и производит как бесплатное сервисное обслуживание, так и послегарантийный ремонт.

Сервисный отдел производит установку различной продукции непосредственно у потребителя.

План размещения основных зданий предприятия ООО «Монарх» представлен в Приложении А.

1.3 Анализ организации — управленческой структуры

Структура аппарата управления ООО «Монарх» показана на рисунке 2.

Высшим органом управления ООО является собрание участников, на котором избирается Совет директоров, ревизионная комиссия общества.

Совет директоров Общества осуществляет общее руководство деятельностью ООО и избирается в количестве 4 человек. Для организации работы Совета директоров избирается Председатель Совета директоров.

Контроль за финансовой деятельностью Общества осуществляется ревизионной комиссией или ревизором по поручению собрания, по собственной инициативе или по требованию Участников.

Ревизионная комиссия (ревизор) избирается Собранием Участников на год из их числа

Руководство текущей деятельностью ООО осуществляется Генеральным директором.

Директор Общества решает все вопросы деятельности, кроме тех, которые входят в исключительную компетенцию Собрания Участников, и избирается квалифицированным большинством голосов на срок, устанавливаемый собранием. Собрание вправе отозвать Директора Общества до истечения срока его полномочий.

Директор отчитывается только перед собранием. Действует на правах единоначалия, без доверенности представляет Общество в отношениях с третьими лицами, выдает доверенности, открывает в банках расчетные и другие счета, распоряжается средствами, заключает договоры, издает приказы, принимает и увольняет работников. Он также несет ответственность перед Общим собранием за деятельность Общества, имущество и средства.

Заместителю директора по маркетингу подчиняются отдел маркетинга и рекламный отдел.

Главному инженеру подчиняются такие отделы как отдел главного энергетика, сервисный, гарантийный отдел, а так же энергетик участка и информационный отдел.

Заместителю директора по снабжению подчиняются оптовый отдел и складской.

Заместителю по экономике подчиняется планово экономический отдел.

Главному бухгалтеру непосредственно подчиняется бухгалтерия и архивариус.

Непосредственно Генеральному директору подчиняются старший юрисконсульт, старший инспектор по кадрам, референт секретарь.

Рисунок 2 — Структура управления ООО «Монарх»

1.4 Постановка задачи на внедрение сегмента мобильной торговли на предприятии

В данной работе проводится анализ, в ходе которого необходимо выяснить целесообразность внедрения системы «мобильная торговля». В начале будет проведен анализ самой системы, где будет установлены функциональные составляющие системы, возможности и в конечном итоге необходимо сделать вывод, в котором будет принято решение об оправданности приобретения системы.

Задача поставлена следующая: имеется крупное оптовое предприятие, которое занимается торговой деятельностью. Предприятие работает напрямую с производителями товаров, закупает его в особо крупных партиях, и затем реализует через сеть магазинов, размещаемых в Ставропольском крае в количестве 20 штук. Так же имеются менее крупные торговые точки в населенных пунктах края (80 торговых предприятий), которые не принадлежат непосредственно нашему ООО, а являются самостоятельными юридическими образованиями. Для того чтобы быть более привлекательными для них, наша организация сама осуществляет вывоз товаров, т.о. экономя время и транспортные издержки владельцев магазинов.

Производители реализуемых нами товаров находятся в 22 точек РФ. Доставка товаров от них осуществляется через железнодорожные линии. На нашем предприятии имеется 20 грузовиков, которые занимаются развозкой продуктов по торговым предприятиям г. Ставрополя и по краю. На предприятии в настоящее внедрена корпоративная система, позволяющая производить постоянный мониторинг количества товаров в торговых точках и их продаж, своевременный подвоз необходимого количества товара. Но в остальных 80 магазинах, которые пользуются нашими услугами такая система не внедрена, поэтому об объеме необходимых закупок они сообщают уже непосредственно на месте. Тем ни менее, стоит задача автоматизации потоков информации об этих закупках. Для этого необходимо дополнительно внедрить систему «ST-мобильная торговля».

1.4.1 Принцип построения системы «Мобильная торговля»

Система построена на модульном принципе и позволяет использовать их практически в любом сочетании, постепенно наращивая возможности. Главные модули системы: «ST-Прямые продажи», «ST-Предзаказ» и «ST-Мерчандайзинг» позволяют автоматизировать основные бизнес процессы в мобильной торговле — торговлю «с колес», предварительный сбор заказов и сбор маркетинговой информации.

Модуль «ST-Прямые продажи» позволяет формировать и печатать на мобильном принтере все необходимые документы для отгрузки товара «с борта» автомобиля, поддерживать различные условия оплаты (предоплата, оплата при отгрузке, отсроченный платеж, зачет бонусом…), работать с собственным или комиссионным товаром, следить за остатками товара на борту, поддерживать систему многовалютного учета и т. п.

«ST-Предзаказ» дает возможность автоматизировать технологию сбора агентами предварительных заказов от наших покупателей (клиентов). Он позволяет формировать заказы с учетом индивидуальных цен, резервировать заказанные товары удаленным способом через сотовый телефон, оперативно получать складские остатки, отображать историю продаж по каждой точке.

При использовании модуля «ST-Мерчандайзинг» торговый агент во время посещения магазинов может собирать информацию для отдела маркетинга — наличие (остатки) товара у покупателя, уровень розничных цен, оформление прилавков и витрин. Сбор этой информации занимает у агента порядка двух-трех минут. «ST-Мерчандайзинг» позволяет решить вопрос получения информации о текущем состоянии и тенденциях на рынке, получить эффективный инструмент планирования и контроля. Это позволяет сэкономить на затратах, связанных с привлечением дополнительного персонала и сторонних маркетинговых организаций.

1.4.2 Дополнительные программные модули системы

Дополнительные модули расширяют возможности основной системы и позволяют решить задачи контроля деятельности торговых агентов, учета отгрузки рекламной продукции, обеспечить корректное оформление возврата товара, работу с кассовыми операциями, обмен товаром между автомобилями агентов при торговле «с колес», работу с электронным каталогом товаров и многое другое.

Модульность системы дает возможность оптимизировать затраты на начальное приобретение и плавно наращивать возможности системы за счет покупки дополнительных модулей.

Вместо вороха бумаг с огромным количеством разноплановой информации, наш торговый агент получает небольшой карманный компьютер, который не только содержит всю эту информацию, но еще и выполняет часть черновой и достаточно трудоемкой работы за агента. Карманный компьютер автоматически, без участия агента, выполняет ряд операций: контролирует соблюдение агентом технологии работы с клиентами с учетом их индивидуальных особенностей и истории взаимоотношений, рассчитывает налоги и сдачу, отслеживает задолженности клиентов, ограничивает заказы и отгрузку товаров, основываясь на соответствующих лимитах для конкретной точки и многое другое. Для оперативной связи с офисной учетной системой «ST-Мобильная торговля» может использовать удаленный обмен с помощью сотового телефона. Это позволяет в режиме реального времени размещать заказы и получать подтверждение о резервировании товара по этим заказам или отказ по конкретным позициям, а также всегда иметь актуальные складские остатки.

При работе на маршруте в каждой торговой точке происходит фиксация времени начала работы, выполнения всех основных операций и окончания работы, поэтому у менеджера появляется эффективный инструмент контроля работы агента. Если такого контроля недостаточно, то в системе предусмотрена возможность использования GPS-приемника что позволяет зафиксировать физическую траекторию движения агента и даже скорость его передвижения с привязкой ко времени. Это позволит обеспечить полноценный контроль над работой агентов с использованием достаточно простого математического аппарата.

1.5 Анализ информационных потоков существующей информационной сети предприятия

Основным средством системы управления предприятия ООО «Монарх» на сегодняшний день является информационная сеть (ИС) предприятия, основными подсистемами существующей ИС являются: телефонная сеть; селекторная связь; электронная почта и факсимильная связь, а также информационно-вычислительная сеть.

В процессе управления предприятием основная доля трафика приходится на телефонный трафик (60%), на электронную почту и факсимильную связь (24%), селекторная связь (8%).

На информационную сеть предприятия возлагаются следующие задачи:

информационное обеспечение всех видов деятельности подразделений предприятия;

предоставление услуг местной ведомственной и городской телефонной связи, а также междугородной телефонной связи;

осуществление информационно-вычислительной деятельности.

Известно, что одним из направлений повышения эффективности производства является автоматизация процессов управления предприятием и технологическими процессами. Анализ системы управления ООО «Монарх» показывает, что степень автоматизации управленческих функций на предприятии остается не высокой. За это время она практически не модернизировалась. Используемые в ее составе средства связи и средства обработки информации морально устарели. Проводимые за последние годы мероприятия по модернизации информационной сети существенно не улучшили ее характеристик.

Как показывает практика построения автоматизированных систем управления предприятиями (АСУП) из основы составляют локальные вычислительные сети (ЛВС). Поэтому при проведении диагностического анализа предприятия особое внимание было уделено исследованию существующей ЛВС предприятия, структура которой представлена в Приложении Б.

Из проведенного анализа следует, что структура существующей локально-вычислительной сети ООО «Монарх» базируется, в основном, на концентраторах разделяемого Ethernet 10 Base-T и на коммутаторе BayStack 301 на 16 порта 10 Base-T и 2 порта Fast Ethernet 100 Base-TX.

Необходимость построения ЛВС ООО «Монарх» заключалась в упрощении процесса получения и о6работки информации, а именно для автоматического ведения бухгалтерского учета в системе «1C: бухгалтерия» и о6работки различных нормативных документов, регламентирующих ведение бухгалтерского учета, учета поступления и реализации продукции в системе «Фолио».

Поступившая информация хранится на сервере, находящемся в серверной.

Сервер 1 Tricord нa базе процессора Celeron 2000 (оперативная память 256 Mb, объем жесткого диска 60 Gb, ОС- Novell 3. 2).

Информация, хранимая на сервере: Система «1С: бухгалтерия 7. 7) и в системе «Фолио».

Структура локально- вычислительной сети ООО «Монарх» построена на технологии Ethernet 10 Base-T, что в свое время обеспечивало хорошую производительность, но со временем произошло увеличение объема обрабатываемой информации, вследствие чего возникли проблемы с сетевой архитектурой:

пользователям не хватает пропускной способности сети;

малая скорость ответа серверов на запросы;

необходим переход на более скоростное, чем 10 Мбит/с выделенное соединение, без замены всего оборудования;

обеспечение высокой надежности сети:

удобное управление сетью;

увеличение объема получаемой информации.

Используемые в ЛВС ПК разнотипные и установлены в помещениях второго этажа здания руководства предприятия, план которого показан в Приложении В. При этом ЛВС размещается в одном здании.

Выводы по главе 1

Для решения проблем усовершенствования АСУ предприятия возникает необходимость в модернизации ЛВС. Основными требованиями предъявляемыми к перспективной ЛВС являются: увеличение объема памяти сервера; переход на более скоростную, чем Ethernet, технологию Fast Ethernet 100 Мбит/с или Radio Ethernet 2 или 10 Мбит/с; организацию виртуальных сетей (VLAN), трафик которых на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети; осуществление агрегирования каналов (Транкинга) используя несколько активных параллельных каналов одновременно для повышения пропускной способности и надежности сети.

Дипломный проект имеет задачей: разработать перспективную ЛВС предприятия ООО «Монарх» на основе применения принципов построения ЛВС с технологией Radio Ethernet для сегмента мобильной торговли.

2. Анализ существующих принципов построения современных сетей

При проектировании информационных сетей приходится решать следующие задачи:

обоснование и выбор типа сети для проекта;

выбор топологии для проектируемой сети;

выбор среды передачи информации;

выбор и обоснование сетевой технологии для проекта;

выбор оборудования для проекта.

2.1 Обоснование и выбор типа сети для проекта

В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают информационные сети [5]:

территориальные — охватывающие значительные географические пространства, которые подразделяются на глобальные и региональные имеющие соответственно глобальные и региональные масштабы;

локальные — охватывающие ограниченную территорию (обычно станции в таких сетях удалены на расстояние до 2 км друг от друга).

Исходя из расстояний между центральным зданием и зданием подразделений, находящихся в черте города Ставрополя проектируемая сеть относится к классу региональных.

В зависимости от ведомственной принадлежности различают информационные сети:

общего пользования — это сети, ресурсами которых пользуются как различные предприятия, так и население;

корпоративные — это сети, ресурсы которых используются в интересах одного ведомства или предприятий [12].

Поэтому проектируемая информационная сеть относится к классу корпоративных, так как создается в интересах только одного предприятия -ООО «Монарх».

2.2 Выбор топологии для проектируемой сети

Сетевая топология — это геометрическая форма сети.

В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры [6].

Шинная (bus) сеть — это сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станции, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью).

Кольцевая (ring) сеть — в которой узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии); данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети.

Звездная (star) сеть — имеет центральные узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов сети.

Иерархическая сеть (древовидная) — в которой каждый узел обеспечивает связь с узлами, находящимися ниже в иерархии.

Учитывая особенности построения информационной сети предприятия, планы размещения зданий предприятия в городе и то, что в каждом здании уже созданы и функционируют ЛВС, то наиболее рациональной топологией проектируемой сети может быть иерархическая топология [7].

В зависимости от способа управления различают сети:

«Клиент/сервер» — в которых выделяется один или несколько узлов (их название — серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети клиент/сервер различаются по характеру распределения функций между серверами, другими словами, по типам серверов (файл-серверы, серверы баз данных).

Одноранговые — в них все узлы равноправны, т. е. в таких сетях каждый узел может выполнять функции и клиента, и сервера.

Сетецентрические — в которых сеть обслуживает заказы пользователей (клиентов) на выполнение вычислений и получение информации для решения прикладных задач.

Поэтому при построении ЛВС в зданиях предприятия и для построения информационной сети для связи их между собой может быть использована концепция «клиент/сервер», так как она наиболее полно отвечает иерархической топологии проектируемой сети [14].

2.3 Выбор среды передачи информации

Для соединения узлов информационной сети между собой с настоящее время используются различные среды (линии) передачи информации, которые подразделяются на кабельные и некабельные (беспроводные).

Кабельные линии, в свою очередь, подразделяются на проводные и оптические, которые в настоящее время создаются на основе действующих стандартов.

Проводные кабельные линии — это, как правило, кабели на основе медных проводников, которые по своей конструкции подразделяются на две группы: коаксиальные кабели и кабели типа «витая пара».

Существует большое количество коаксиальных кабелей (Coacxial cable), используемых для передачи сигналов высокой частоты в информационных сетях. В компьютерных сетях находят применение следующие типы кабелей: RG-8, RG-11,RG-58/U, RG-58/A, RG-58C/U.

Кабели RG-8 и RG-11 относятся к классу так называемых «толстых» коаксиальных кабелей (наружный диаметр 0,5 дюйма, центральный проводник 2,17 мм), разработанный для сетей Ethernet 10Base — 5. Этот тип кабеля обеспечивает хорошие механические и электрические характеристики (затухание на частоте 10 МГц не хуже 18 ДБ на км). Волновое сопротивление 50 Ом. Из-за плохой гибкости трудно монтировать. Длина сегмента 500 м.

Кабели типа RG-58/U, RG-58/A и RG-58C/U относятся к группе так называемых «тонких» коаксиальных кабелей (наружный диаметр которых 5 мм, центральный проводник 0,8 мм), разработаны для сетей Ethernet 10Base-2. Электрические характеристики гораздо ниже чем у «толстого» коаксиала, однако из-за хорошей гибкости гораздо шире применяются при прокладке сетей. Большое затухание в кабеле приводит к сокращению максимальной длины сегмента до 185 м. Волновое сопротивление 50 Ом.

В настоящее время существует такое большое число различных видов кабелей на основе «витой пары», которые подразделяются на две большие группы: кабели на основе неэкранированной «витой паре» (Uhshielded Twistad Pair, UTP) и кабели на основе экранированной «витой пары» (Shielded Twistad Pair, STP).

Кабели UTP в настоящее время являются основой средой передачи для неоптических технологий. Хорошие электрические и механические характеристики в сочетании с удобством монтажа и сравнительно невысокой стоимостью делают кабель UTP идеально подходящей средой для построения горизонтальной подсистемы структурированной кабельной системы (СКС), например ЛВС. Волновое сопротивление 100 Ом. В зависимости от характеристик кабели UTP делится на 7 категорий:

Кабели категории 1 (Category 1) применяют там, где требования к скорости передачи данных минимальны. Обычно это кабели для передачи голоса и низкоскоростной (десятки Кбит/с) передачи данных (до настоящего времени UTP cat.1 был основным кабелем телефонной связи). Длина сегмента 100 м. ;

Кабели категории 2 (Category 2) отличаются от UTP Cat.1 полосой пропускания которая равна 1МГц. Длина сегмента 100 м.

Кабели категории 3 (Category 3) имеют полосу пропускания 16 МГц, используются для построения среднескоростных сетей, обеспечивающих передачу как данных, так и голоса (речевой информации). Длина сегмента 100 м. ;

Кабели категории 4 (Category 4) представляют собой улучшенный вариант UTP cat. 3, имеют полосу пропускания 20 МГц, наивысшую помехоустойчивость и низкие потери. Длина сегмента 120…140 м. ;

Кабели категории 5 (Category 5) специально созданы для поддержки высокоскоростных технологий FastEthernet, 100VG-AnyLAN, FDDI, а впоследствии АТМ и GigabitEthernet. Полоса пропускания UTP Cat. 5 — 100МГц. Кабель UTP Cat. 5 является основой всех современных кабельных систем и все новые технологии ЛВС ориентируются на него. Длина сегмента 100 м. ;

Кабели категории 6 (Category 6) начали выпускать сравнительно недавно и имеют полосу пропускания — 200 МГц. Кабели UTP Cat. 6 используется в высокоскоростных сетях на отрезках большей длины, чем UTP Cat. 5, однако они значительно дороже кабелей UTP Cat. 5 и по стоимости приближаются к волоконно-оптическим кабелям. Кроме того они еще не стандартизированы;

Кабели категории 7 (Category 7) представляет собой модификацию кабеля UTP Cat. 6 и имеет полосу пропускания 600 МГц. Кабели данной категории так же не стандартизированы и их характеристики определяются только фирменными стандартами [26].

Общими недостатками кабелей типа UTP является их слабая защищенность передаваемых по ним сигналов от внешних излучений, сравнительно большие потери мощности в кабеле в виде излучения.

Этих недостатков лишены кабели типа STP, однако наличие экрана в таких кабелях требует выполнения качественного заземления при проведении монтажных работ, что усложняет и удорожает кабельные системы на STP. Основным стандартом, определяющим характеристики экранированной витой пары является фирменный стандарт IBM. В соответствии с этим стандартом кабели делятся на 9 категорий (типов) — Type 1… Type 9. Из всех перечисленных типов наиболее часто используются кабели двух типов (Type1 и Type 2):

Кабели типа 1 (Type 1) состоят из 2-х витых пар с экранирующей оплеткой, которые по параметрам близки к UTP Cat. 5, однако волновое сопротивление составляет 150 Ом. Кабели данного типа могут быть использованы в сетях ToeRing, Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN (при использовании специальных сетевых адаптеров, рассчитанных на работу с STP);

Кабели типа 2 (Type 2) состоят из двух экранированных витых пар и двух неэкранированных витых пар, т. е. являются четырехпарными кабелями, при этом 2-е неэкранированные пары используются для передачи речевой информации в случае такой необходимости. Для подсоединения кабелей STP к сетевому оборудованию используют специальные разъемы конструкции IBM.

Оптические (или волоконно-оптические) кабели (Optical Fiber, OF) состоят из центрального проводника света (сердцевины), окруженного оболочкой — слоем стекла, оптически более плотного чем сердцевина. Распространяющиеся по сердцевине световые лучи не выходят за ее пределы, отражаясь от оболочки. В зависимости от распределения показателя преломления по толщине кабеля и толщине центрального проводника различают:

многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления;

многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления;

одномодовое волокно.

В одномодовом кабеле (Single Mode Fiber, SMF) используется центральный проводник очень малого диаметра (5…15 мкм), соизмеримого с длиной волны света. При этом практически все лучи распространяются вдоль оси кабеля, не отражаясь от оболочки. Полоса пропускания одномодового кабеля составляет до сотен гигагерц (ГГц). Изготовление таких качественных волокон для одномодового кабеля технологически сложно, по этому одномодовые кабели очень дороги. Кроме того, в волокно такого малого диаметра очень сложно направлять пучок света, не потеряв при этом значительную часть его энергии. В качестве источников света для одномодового кабеля используют лазерные диоды с длиной волны 1300 нм (1,3 мкм) и 1550 нм (1,55 мкм). Быстродействие современных лазеров позволяет модулировать свет с частотой до 10 ГГц и выше.

В многомодовых кабелях (Multi Mode Fiber, MMF) используются более широкие внутренние проводники (40…100 мкм) по сравнения с одномодовыми, что существенно их удешевляет. В многомодовом кабеле одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от оболочки под разными углами (в кабелях плавным изменением показателя преломления режим распространения каждой моды имеет сложный характер). Из-за потерь световой энергии вследствие многократного отражения от оболочки и интерференции лучей разных мод полоса пропускания многомодового кабеля существенно ниже, чем у одномодового. Согласно стандарта EIA/TIA-568A определяет два типоразмера многомодового кабеля: 62,5/125 мкм и 50/125 мкм, где 50 или 62,5 мкм — диаметр внутреннего проводника; 125 мкм — диаметр оболочки [23].

В качестве источников света в многомодовых кабелях используют светодиоды с длиной волны 850 и 1300 нм, а также лазерные диоды на 1300 нм, которые из-за высокой стоимости применяются реже. Лазерные излучатели создают когерентный поток света, из-за чего потери в кабеле существенно ниже, чем при использовании некогерентного света светодиодов. Светодиоды с длиной волны 850 нм существенно дешевле и чаще используются, однако полоса при этом более чем в 2 раза ниже, чем при использовании светодиодов на 1300 нм, не говоря о лазерных диодах.

Использование только нескольких длин волн при передаче данных по волоконно-оптическим кабелям объясняется тем, что именно на этих длинах волны наблюдаются ярко выраженные максимумы амплитудной характеристики кабеля (затухание света на этих длинах волны существенно ниже).

Волоконно-оптические кабели обладают отличными электромагнитными и механическими характеристиками, однако их монтаж (особенно соединение) очень сложен и трудоемок; требует применения дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного персонала, поэтому стоимость прокладки волоконно-оптических каналов пока еще достаточно высока (стоимость выполнения порядка 40 $, а присоединения разъема — 20 $).

Присоединение волоконно-оптических кабелей к оборудованию осуществляется разъемами типа: MIC-, SC- и ST-коннектор.

Беспроводные (некабельные) линии подразделяются на радиолинии и оптические (лазерные) линии.

Радиолинии, используемые в информационно-вычислительных сетях, подразделяются на три поддиапазона: очень высоких частот (лОВЧ =1…10М, нОВЧ=30…300 мГц); ультра высоких частот (лУВЧ=0,1 М, нУВЧ= =300…3000мГц); сверх высоких частот (лСВЧ=0,01…0,1 М, нСВЧ=3…30ГГц).

В сетях, построенных на основе технологии Ethernet широкое применение находит поддиапазон УВЧ радиодиапазона, который позволяет организовывать относительно недорогие высокоскоростные линии передач данных. Основным недостатком радиолиний УВЧ диапазона является небольшая их протяженность — расстояние прямой видимости между узлами сети, однако несмотря на это длина сегмента в шесть и более раз превышает максимальную длину (2 км) сегмента кабельных волоконно-оптических линий. Лазерные линии связи (из-за их низкой защищенности) в современных информационных системах не находят широкого применения.

2.4 Выбор и обоснование сетевой технологии для проекта

Из всех известных сетевых технологий Ethernet, Token Ring, Token Bus, ARCnet, FDDI, Local Talk и др. Наибольшее применение находят технологии Ethernet и ее модификации [7].

Сеть Ethernet была разработана в Исследовательском центре Palo Alto (PALO — Palo Alto Research Conter), принадлежащем компании Xerox, в 1970-е годах. Ethernet послужила технологической основой для спецификации IEEE 802,3, которая впервые появилась в 1980 году. В настоящее время протоколы Ethernet и IEEE 802.3 занимают основное место среди протоколов локальных сетей (LAN). Термин Ethernet часто используется для обозначения сетей, использующих метод Множественного Доступа с Контролем Несущей и Обнаружением Конфликтов (CSMA/CD — carrier sense multi access/collision detection), которые в основном совместимы со спецификациями Ethernet.

Таким образом, появившись на свет, сеть Ethernet заняла нишу между глобальными и низкоскоростными сетями и стала работать в компьютерных центрах для быстрой передачи данных на очень ограниченные расстояния. Ethernet нашла прекрасное применение в локальных сетях, где коммуникационное оборудование должно выдерживать большие нагрузки в случайные моменты времени, передавая огромный объем данных. Поэтому в проектируемой мети целесообразно использовать технологию Fast Ethernet, которая позволяет подключаться к сетям AMT (Asynchronous Transfer Mode).

2.5 Выбор оборудования для проекта

После возникновения технологии Ethernet вначале 80-х годов, по мере расширения ее популярности и дальнейшего совершенствования, ведущие производители (такие как 3Com, Intel, Bay Network и Cisco) начали предлагать различные типовые сетевые изделия: МП интерфейс, трансиверы, сетевые карты (сетевые адаптеры), конвертеры, концентраторы (повторители) различных классов, коммутаторы и маршрутизаторы.

МII интерфейс — обеспечивает связь между подуровнями согласования и физического кодирования. Основное его назначение — упростить использование разных типов среды. МИ интерфейс предполагает дальнейшее подключение трансивера Fast Ethernet. Для связи используется 40-контактный разъем. Каждый трансивер должен использовать свой собственный набор схем кодирования, наилучшим образом подходящий для соответствующего физического интерфейса, например набор 4В/5 В и NRZI для стандарта 100Base-FX.

Трансивер — это двухпортовое устройство, имеющее с одной стороны, MII интерфейс, с другой — один из средозависимых физических интерфейсов (100Base-FX, 100Base-TX или 100Base-T4). Трансиверы используются сравнительно редко, как и редко используются сетевые карты, повторители и коммутаторы с интерфейсом МII.

Сетевая карта. Наиболее широкое распространение получили сетевые карты с интерфейсом 100Base-TX на шину PCI. Необязательными, но крайне желательными, функциями порта RJ-45 являются автоконфигурирование 100/10 Мбит/с и поддержка дуплексного режима. Большинство современных выпускаемых карт поддерживают эти функции. Выпускаются также сетевые карты с оптическим интерфейсом 100Base-FX — с основным оптическим разъемом SC на многомодовое волокно.

Конвертер — это двухпортовое устройство, оба порта которого представляют средозависимые интерфейсы. Конвертеры, в отличие от повторителей, могут работать в дуплексном режиме. Распространены конвертеры 100Ваse-TX/100Base-FX.

Повторитель — многопортовое устройство, которое позволяет объединить несколько сегментов. Принимая кадр или сигнал коллизии по одному из своих портов, повторитель перенаправляет его во все остальные порты. Распространены устройства с несколькими портами на витую пару (12, 16 или 24 порта RJ-45), одним портом BNC и одним портом AUI. Повторители работают на физическом уровне модели OSI. По параметру максимальных временных задержек при ретрансляции кадров, повторители Fast Ethernet подразделяются на два класса:

Класс I. Задержка на двойном пробеге RTD не должна превышать 130 ВТ. В силу менее жестких требований, повторители этого класса могут иметь порты Т4 и TX/FX, а также объединяться в стек.

Класс II. К повторителям этого класса предъявляются более жесткие требования по задержке на двойном пробеге: RTD < 92 ВТ, если порты типа TX/FX, и RTD < 67 ВТ, если все порты типа Т4. (В силу значительных отличий в организации физических уровней возникает большая задержка кадра при ретрансляции между портами интерфейсов Т4 и TX/FX. Поэтому повторители, совмещающие в пределах одного устройства порты Т4 с TX/FX отнесены к классу I.) [10].

Коммутатор — одно из наиболее важных устройств при построении корпоративных сетей. Коммутатор работает на втором канальном уровне модели OSI. Главное назначение коммутатора — разгрузка сети посредством локализации трафика в пределах отдельных сегментов.

Ключевым звеном коммутатора является архитектура без блокирования (non-blocking), которая позволяет установить множественные связи Ethernet между разными парами портов одновременно, причем кадры не теряются в процессе коммутации. Сам трафик между взаимодействующими сетевыми устройствами остается локализованными. Локализация осуществляется с помощью адресных таблиц, устанавливающих связь каждого порта с адресами сетевых устройств, относящихся к сегменту этого порта. Таблица заполняется в процессе анализа коммутатором адресов станций отправителей в передаваемых ими кадрах. Кадр передается через коммутатор локально в соответствующий порт только тогда, когда адрес станции назначения, указанный в поле кадра, уже содержится в адресной таблице этого порта. В случае отсутствия в таблице адреса станции назначения, кадр рассылается во все остальные сегменты. Если коммутатор обнаруживает, что МАС-адрес станции назначения приходящего кадра находится в таблице МАС-адресов, приписанной за портом, то этот кадр сбрасывается — его непосредственно получит станция назначения, находящаяся в данном сегменте. И, наконец, если приходящий кадр является широковещательным (broadcast), т. е. если все биты поля МАС-адреса получателя в кадре задаются равными 1, то такой кадр будет размножен коммутатором (подобно концентратору), т. е. направляются во все остальные порты.

Различают две альтернативные технологии коммутации:

без буферизации (cut-through);

с буферизацией SAF (store-and-forward).

Коммутатор, работающий без буферизации, практически сразу же после чтения заголовка, перенаправляет получаемый кадр в нужный порт, не дожидаясь его полного поступления. Главное преимущество такой технологии — малая задержка пакета при переадресации. Главный недостаток — в том, что такой коммутатор будет пропускать из одной сети в другую дефектные кадры (укороченные — меньше 64 байт, или имеющие ошибки), так как выявление ошибок может происходить только при чтении всего кадра и сравнения рассчитанной контрольной суммы с той, которая записана в поле контрольной последовательности кадра. Распространение ошибок в большей степени касается сетей с более чем одним пользователем на порт. В этом случае протокол Ethernet может генерировать как укороченные, так и поврежденные кадры, поскольку коммутатор не может предвидеть возникновение коллизий в сегменте, из которого поступает кадр.

Современные коммутаторы cut-through используют более продвинутый метод коммутации, который носит название ICS (interim cut-through switching промежуточная коммутация на лету). Суть этого метода заключается в отфильтровывании укороченных кадров с длиной менее 64 байт. До тех пор, пока коммутатор не принял первые 512 бит кадра, он не начинает ретранслировать кадр в соответствующий порт. Если кадр заканчивается раньше, то содержимое буфера удаляется, кадр отфильтровывается.

Несмотря на увеличение задержки до 512 ВТ и более, метод ICS значительно лучше традиционного cut-through, поскольку не пропускает укороченные кадры. К главному недостатку ICS относится возможность пропускания дефектных пакетов с длиной более 64 байт. Поэтому коммутаторы ICS не годятся на роль магистральных коммутаторов.

Напротив, коммутатор, работающий с буферизацией, прежде чем начать передачу кадра в порт назначения, полностью принимает его, буферизует. Кадр сохраняется в буфере до тех пор, пока анализируется адрес назначения и сравнивается контрольная последовательность кадра, после чего коммутатором принимается решение о том, в какой порт перенаправить кадр или вообще его не передавать (отфильтровать). Главное преимущество коммутации с буферизацией в том, что этот метод гарантирует передачу только хороших кадров. Однако недостаток, связанный с задержкой кадра на время буферизации не является критичным, поскольку кадры передаются непрерывно. Поэтому в настоящее время большее предпочтение со стороны фирм-производителей отдается этой технологии коммутации.

Обратное давление. Входные и выходные буферы требуются коммутатору, чтобы уменьшить количество теряемых кадров при перегруженности одного из выходных портов. Однако это не дает полного спасения при длительных передачах. Например, допустим, в порт 1 постоянно передаются данные из портов 2, 3 и 5. Если скорости передачи по всем портам одинаковы и равны скорости канала, то после заполнения соответствующих буферов кадры начнут теряться — коммутатор просто будет сбрасывать вновь приходящие кадры по портам 2,3 и 5. Потери пакетов означают, что посредством протокола более высокого уровня, будет производиться повторная передача кадров. Но поскольку в протоколе задействованы конечные устройства, то времена между повторами кадров могут быть большими. Для предотвращения этого современные коммутаторы обладают функциональной возможностью контроля и управления потоками (flow control) поступающих в порты кадров. Для коммутаторов Ethernet эта функция известна как обратное давление (ВР, back pressure). Ограниченность выходного канала по порту 1 приводит к заполнению входных буферов на портах 2, 3 и 5. Узел В Р коммутатора, обнаруживая это, начинает передачу пустых кадров в те каналы, от которых переполняются входные буферы портов. Так, если переполняется входной буфер порта 2, то пустые кадры коммутатор шлет в сегмент В, умышленно создавая коллизии в этом сегменте, уменьшая поток кадров от передающего устройства в этом сегменте. Вместо генерации холостых кадров при отработке механизма обратного давления в коммутаторах может использоваться генерация сигнала затянувшейся передачи, причем последний метод является более эффективным средством от потери кадров [19].

Выводы по главе 2

Проведенный анализ существующих принципов построения современных сетей показывает, что проектируемая сеть относится к классу корпоративных, с иерархической топологией, со способом управления типа «клиент/сервер», использующей различные среды передачи: проводные кабельные соединения как типа «витая пара» так и коаксиальные; волоконно-оптические линии и радиолинии.

С учетом типа проектируемой сети и исходя из того, что действующие ЛВС в зданиях предприятия реализованы на основе технологий Ethernet наиболее целесообразной технологией для проектирования сети является Fast Ethernet и Radio Ethernet.

Fast Ethernet и Radio Ethernet сегодня — это не только разнообразные программные ресурсы, но и широкий парк оборудования для поддержки сетевой технологии, которые обеспечивают стандартное проектирование сети.

3. Проект построения корпоративной информационной сети на основе современных технологий

3.1 Построение топологий для проекта

В данном проекте ставится задача связать центральное здание — ЦЗ предприятия ООО «Монарх» с тремя зданиями фирмы, размещаемыми в г. Ставрополе посредством высокоскоростных линий. План размещения элементов сети с расстояниями между ними показан на рисунке 3

Рисунок 3 — Структурная схема размещение элементов сети

3.2 Построение сети на основе технологии Fast Ethernet

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой