Проект высокоскоростной локальной вычислительной сети предприятия (стр. 13 из 26)

4. Проект построения ЛВС на основе Fast Ethernet

1. Выбор топологии для проекта

Выбор используемой топологии зависит от условий, задач и возможностей, или же определяется стандартом используемой сети. Основными факторами, влияющими на выбор топологии для построения сети, являются:

1. среда передачи информации (тип кабеля);

2. метод доступа к среде;

3. максимальная протяженность сети;

4. пропускная способность сети;

5. метод передачи и др.

В данном проекте ставится задача связать административный корпус предприятия с четырьмя цехами посредством высокоскоростной сети со скоростью передачи данных – 100 Мбит/сек.

Рассмотрим вариант построения сети: на основе технологии Fast Ethernet.

Данный стандарт предусматривает скорость передачи данных 100 Мбит/сек и поддерживает два вида передающей среды – неэкранированная витая пара и волоконно-оптический кабель. Для описания типа передающей среды используются следующие аббревиатуры, табл. 2.1.

Таблица 2.1.

Название	Тип передающей среды
100Base-T	Основное название для стандарта Fast Ethernet (включает все типы передающих сред)
100Base-TX	Неэкранированная витая пара категории 5 и выше.
100Base-FX	Многомодовый двухволоконный оптический кабель
100Base-T4	Витая пара. 4 пары категории 3, 4 или 5.

Правила проектирования топологии стандарта 100Base-T

Следующие топологические правила и рекомендации для 100Base-TX и 100Base-FX сетей основаны на стандарте IEEE 802.3u

100Base-TX

Правило 1: Сетевая топология должна быть физической топологией типа «звезда» без ответвлений или зацикливаний.

Правило 2: Должен использоваться кабель категории 5.

Правило 3: Класс используемых повторителей определяет количество повторителей, которые можно каскадировать.

1. Класс 1. Можно каскадировать до 5 включительно концентраторов, используя специальный каскадирующий кабель.

2. Класс 2. Можно каскадировать только 2 концентратора, используя витую пару для соединения средозависимых портов MDI обоих концентраторов.

Правило 4: Длина сегмента ограничена 100 метрами.

Правило 5: Диаметр сети не должен превышать 205 метров.

100Base-FX

Правило 1: Максимальное расстояние между двумя устройствами – 2 километра при полнодуплексной связи и 412 метров при полудуплексной для коммутируемых соединений.

Правило 2: Расстояние между концентратором и конечным устройством не должно превышать 208 метров

План территории предприятия приведен на рис. 2.1. Также известны расстояния между объектами с учетом допусков на разводку кабеля по зданиям (Табл. 2.2) и количество рабочих станций, которые необходимо подключить к сети (Табл. 2.3).

Таблица 2.2. Расстояния между объектами

Расстояние между	Административное здание
	По территории вдоль опор подвесных линий передачи (метров)	Допуск на разводку кабеля по зданиям (метров)	Итого (метров)
Печатный цех	203	+70	273
Гофрцех 1	256	+70	326
Гофрцех 2	472	+70	542
Материальный склад	445	+65	510

Таблица 2.3. Распределение подключаемых рабочих станций по объектам

Объект	Количество подключаемых станций	Тип подключения
		10Мбит коммутируемое	100Мбит	100Мбит коммутируемое
Административное здание	3	1*	-	2**
Печатный цех	2	-	2	-
Гофрцех 1	4	-	4	-
Гофрцех 2	8	-	8	-
Материальный склад	2	-	2	-

*- для подключения концентратора уже существующей сети.

**- для подключения серверов.

Как видно из таблицы 2.2, расстояния между объектами слишком велики для витой пары (физического интерфейса 100Base-TX) и, следовательно, для соединения этих объектов необходимо оптическое волокно. Так как между административным зданием и гофрцехом 2 расстояние превышает 412 метров – то для их соединения необходимо использовать полнодуплексное соединение (коммутатор – коммутатор). То же самое относится и к соединению административного здания с материальным складом (см. табл. 2.2).

В административном здании необходимо соединить между собой пять сегментов (включая сегмент уже существующей десятимегабитной сети Ethernet). Используя коммутатор, мы значительно повысим пропускную способность сети путем применения стянутой в точку магистрали (collapsed backbone) - структуры, при

которой объединение узлов, сегментов или сетей происходит на внутренней магистрали коммутатора. Пример построения сети, использующей такую структуру, приведен на рисунке 2.2. Преимуществом такой структуры является высокая производительность магистрали. Так как для коммутатора производительность внутренней шины или схемы общей памяти, объединяющей модули портов, в несколько Гб/c не является редкостью, то магистраль сети может быть весьма быстродействующей, причем ее скорость не зависит от применяемых в сети протоколов и может быть повышена с помощью замены одной модели коммутатора на другую. Имитационное моделирование сети Ethernet и исследование ее работы с помощью анализаторов протоколов показали, что при коэффициенте загрузки в районе 0.3 - 0.5 начинается быстрый рост числа коллизий и соответственно времени ожидания доступа. Также пропускная способность сети с коммутатором при повышенной загрузке дополнительно увеличится из-за локализации трафика в пределах отдельных сегментов.

Рис. 2.2. Структура сети со стянутой в точку магистралью

В рабочих группах, располагающихся в цехах по территории предприятия допустимо использование концентраторов, так как в основном все рабочие станции будут работать с выделенными серверами, которые находятся в административном здании, и не будет необходимости локализовывать трафик между станциями рабочих групп.

1. Выбор оборудования для проекта

Выбор оборудования производится согласно таблицам 2.2 и 2.3. Итак, нам необходимо выбрать коммутатор для административного здания, два коммутатора для Гофрцеха 2 и Материального склада, и, 2 концентратора для Гофрцеха 1 и Печатного цеха. Также необходимо выбрать сетевые адаптеры для подключения рабочих станций и серверов.

1. Коммутатор для Административного здания

Должен соответствовать следующим требованиям:

1. обеспечение сопряжения с концентратором существующей сети со скоростью передачи 10 Мбит/сек;

2. наличие как минимум 2 портов Fast Ethernet для подключения серверов;

3. наличие как минимум 4 портов 100Base-FX для подключения сегментов рабочих групп;

4. высокое быстродействие внутренней шины.

Данным требованиям соответствует несколько моделей коммутаторов фирмы Hewlett-Packard: HP ProCurve Switch 1600M и HP AdvanceStack Switch 800T. Технические характеристики моделей коммутаторов приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4. Технические характеристики коммутаторов

Характеристика	HP ProCurve Switch 1600M	HP AdvanceStack Switch 800T
Порты	1. 16 портов RJ-45 с автоопределением скорости 10/100Base-TX 2. 1 открытый модульный слот 3. 1 RS-232C DB-9 консольный порт	4. 4 порта 10/100Base-TX 5. 4 открытых трансиверных слота 6. 1 RS-232C DB-9 консольный порт
Модули	7. HP ProCurve Switch 10/100Base-T Module (J4111A) 8. HP ProCurve Switch 100Base-FX Module (J4112A) 9. HP ProCurve Switch Gigabit-SX Module (J4113A) 10. HP ProCurve Switch Gigabit-LX Module (J4114A) 11. HP ProCurve Switch 10Base-FL Module (J4118A)	12. HP AdvanceStack 100Base-TX UTP Transceiver(J3192C) 13. HP AdvanceStack 100Base-FX Fiber-optic Transceiver(J3193B)
Память и процессор	14. буфер 8 Мб для 10/100 портов 15. буфер 2 Мб для Gigabit порта 16. RAM/ROM емкость 12 Мб 17. Flash память: 2 Мб 18. Процессор: Intel i960JD - 66 MHz	19. буфер 512 Кб (100Mb порты) 20. буфер 256 Кб (10Mb порты) 21. RAM/ROM емкость: 8 Мб 22. Flash память: 1 Мб 23. Процессор: Intel i960JF - 25 MHz
Производитель-ность	24. Задержка: 8µs 25. Пропускная способность: 3.87 миллионов пакетов в сек (64 байтных) 26. Пропускная способность внутренней магистрали: 3.5 Гбит/с 27. Емкость таблицы адресов: 10,000	28. Задержка: <10µs 29. Пропускная способность: 1,19 миллионов пакетов в сек (64 байтных) 30. Пропускная способность внутренней магистрали: 1,0 Гбит/с 31. Емкость таблицы адресов: 10,000
Управление	32. HP TopTools for Hubs & Switches 33. SNMPv1/v2c 34. RMON	35. HP TopTools for Hubs & Switches 36. SNMPv1/v2c 37. RMON
Габариты	44.2 x 33.5 x 6.6 см	44.2 x 30.0 x 6.6 см
Масса	4.5 кг	4.5 кг