Введение
Два или более ПК способных с помощью некоего соединения обмениваться информацией представляют собой компьютерную сеть. Компьютерные сети появились сравнительно недавно, в конце 60-х годов. Компьютерные сети привнесли в телекоммуникационный мир нечто совершенно новое - неисчерпаемые запасы информации, созданные цивилизацией за несколько тысячелетий своего существования и продолжающие пополняться с растущей скоростью в наши дни.

Выделяются два типа сетей: локальные и глобальные. Локальные сети - это сети предназначенные для небольших территорий. Примером локальной сети является сеть одного предприятия, расположенного в одном или нескольких стоящих рядом зданиях. Небольшой размер локальных сетей позволяет использовать для их построения достаточно дорогие и высококачественные технологии, что обеспечивает высокую скорость обмена информацией между компьютерами. Глобальные сети – это сети, предназначенные для связи компьютеров и сетей на больших расстояниях. Поскольку организация специализированных высококачественных каналов связи большой протяженности является достаточно дорогой, то в глобальных сетях нередко используются уже существующие и изначально не предназначенные для построения компьютерных сетей линии (например, телефонные или телеграфные). В связи с этим скорость передачи данных в таких сетях существенно ниже, чем в локальных.

В качестве соединения в сетях могут выступать: кабель, ИК – лучи, радиоволны, телефонные сети, спутниковая связь. В сети системы могут взаимодействовать, основываясь на разных моделях. Принято различать клиент-серверную и одноранговую модель. При клиент-серверном взаимодействии одни системы назначаются на роль серверов, а остальные выполняют роль клиентов. По типу сетевой топологии компьютерные сети делятся на: топологию шина, топологию кольцо, двойное кольцо, звезда, ячеистая топология, дерево, решетка. Топология - это схема соединения сетевых устройств с помощью сетевой среды.

В беспроводных сетях в основном используются 2 топологии: одно ранговые и инфраструктуры. При одно ранговой топологией все беспроводные системы могут беспрепятственно общаться друг с другом. В сети с топологией инфраструктура системы обмениваются данными при помощи обычной кабельной сети.

Компьютерные сети стали логическим результатом эволюции компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, они являются частным случаем распределенных компьютерных систем, а с другой стороны, могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Темой курсовой работы является «Разработать проект телекоммуникационной сети здания». Пример плана здания показан на рисунке 1. Размеры помещений и число рабочих станций в комнатах выбираются из таблицы в соответствии с вариантом.

Целью курсовой работы является необходимость выбора места расположения основных элементов сети: коммутационного оборудования, сервера, печатающих устройств, область применения ЛВС и необходимое ПО. Разрабатываемую сеть необходимо подключить к глобальной сети произвольным способом, в зависимости от требований ЛВС.

Курсовая работа - это самостоятельная учебная научно-методическая работа. Целью нашей курсовой работы является создание наиболее выгодного проекта телекоммуникационной сети здания. Дан план здания (рисунок 1), который состоит из шести комнат, соединенных коридором шириной 2 метра. В первой комнате находится 4 компьютера, во второй - 2, в третьей - 3, в четвертой - 6, в пятой - 2, в шестой — 4. Итого 21 компьютер.

1	2	3
4	5	6

A

B



C

D

E



Рисунок 1 – План здания
1 Выбор сетевой среды
Есть много разновидностей беспроводных сред, но кабели надежнее и обычно обеспечивают более высокую скорость передачи данных. Протоколы канального уровня, как правило, позволяют выбирать между несколькими спецификациями кабеля. Спецификация включает в себя тип кабеля, его категорию и основные правила монтажа. Тип выбираемого кабеля зависит от технических требований к прокладке, от расположения сети и, конечно, от финансовых ресурсов.

Стоимость каждой среды передачи данных следует сравнить с ее производительностью и доступными ресурсами.

Сложность установки зависит от конкретной ситуации, но можно провести некоторое обобщенное сопоставление сред передачи данных. Одни типы носителей устанавливаются с помощью простых инструментов и не требуют большой подготовки, другие нуждаются в длительном обучении сотрудников, и их установку лучше предоставить профессионалам.

Существует три основных типа кабелей для локальных сетей: коаксиальный, витая пара и оптоволоконный. Коаксиальный кабель и витая пара имеют медную основу, а в оптоволоконном кабеле применяются стеклянные или пластиковые проводники.

1.1 Оптоволоконный кабель.

Оптоволоконный кабель (fiber optic cable) - сетевая среда совершенно иного типа, чем витая пара или коаксиальный кабель. Вместо традиционных электрических зарядов, двигающихся по медному проводу, в оптоволоконном кабеле сигнал передается посредством световых импульсов, распространяющихся по стеклянной или пластиковой трубке.

Оптоволоконный кабель абсолютно устойчив к электромагнитным помехам. В оптоволоконном кабеле сигнал затухает гораздо медленнее, чем в медном. Затухание - это ослабление сигнала при его перемещении по кабелю. Чем длиннее кабель, тем слабее получаемый сигнал. В кабелях на медной основе сигнал затухает при протяженности кабеля до 100-500 метров (в зависимости от типа кабеля). В некоторых оптоволоконных кабелях сигнал без особых потерь способен распространяться на расстояния до 120 км. Поэтому оптоволокно - идеальная среда для передачи данных на большие расстояния, например, для соединения отдельных зданий на территории университетского городка. Также оптоволоконный кабель существенно безопаснее медного, т. к. к нему невозможно подключиться, не нарушив его целостности. Оптоволоконный кабель состоит из стеклянной или пластиковой жилы, по которой переносятся световые импульсы. Она окружена отражательным слоем, который называется плакировкой. Плакировка окружена пластиковой прокладкой, защитным покрытием из кевларового волокна и внешней оболочкой.

Существует два основных типа оптоволоконного кабеля: однорежимный и многорежимный . Они отличаются толщиной жилы и плакировки, а также размерами. Диаметр типичного однорежимного оптоволоконного кабеля равен 8,3 микрон, а толщина жилы с плакировкой — 125 микрон. Обычно такой кабель называют однорежимным оптоволокном 8,3/125. Многорежимное оптоволокно, как правило, характеризуется соотношением 62,5/125.


Рисунок 2 – Оптоволоконный кабель

В однорежимном оптоволоконном кабеле в качестве источника света используется лазер, в результате дальность передачи сигнала практически не ограничена. Поэтому однорежимный оптоволоконный кабель чаще прокладывают вне помещений, например, в телефонных сетях или сетях кабельного телевидения. Для локальных сетей кабель этого типа подходит меньше: он очень дорог и имеет более высокий радиус изгиба, чем многорежимный, а значит, его нельзя проложить достаточно компактно. В многорежимном оптоволоконном кабеле в качестве источника света используется светодиод, излучающий более обширный набор частот. Многорежимный оптоволоконный кабель не может покрывать такие же большие расстояния, как однорежимный, но он лучше огибает углы и стоит намного дешевле. С оптоволоконными кабелями используются разъемы двух типов - ST (Straight Tip) и SC (Subscriber Connector).
1.2 Витая пара.

На сегодняшний день самый популярный тип сетевой среды - кабель «витая пара» (twisted pair) в топологии «звезда». Чаще в ЛВС применяют неэкранированную витую пару (unshielded twisted pair, UTP), но существует также и экранированная витая пара (shielded twisted pair, STP) для использования в условиях сильных электромагнитных помех. Неэкранированная витая пара состоит из восьми проводов. Каждый провод изолирован отдельно; все восемь проводов собраны в четыре свитые пары. Завивка проводов предотвращает перекрестные помехи, наводимые соседними парами и внешними источниками. Все четыре пары помещены в общую оболочку. С кабелями типа «витая пара» используются разъемы RJ45, те же, что и у стандартных телефонных кабелей, только с восемью контактами вместо четырех или шести.



Рисунок 3 - Витая пара
Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4-0,6 мм. Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 26AWG или 22AWG соответственно. В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника - около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (PVC), для более качественных образцов 5 категории - полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего высокий рабочий диапазон температур. Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки - при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Внешняя оболочка 4-х парных кабелей имеет толщину 0,5- 0,9мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции (так называемых пленум-областях).

В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей — серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки.

Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки. Форма внешней оболочки кабеля витая пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для прокладки под ковровым покрытием может использоваться плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

Существует несколько категорий витой пары, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины.

CAT1 (полоса частот 0.1 МГц) — телефонный кабель, всего одна пара. Применяется кабель либо в «скрученном» виде, либо вообще без скруток. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.

CAT2 (полоса частот 1 МГц) - старый тип кабеля, 2-е пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.

CAT3 (полоса частот 16 МГц) - 2-х парный кабель, использовался при построении локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 МБит/с по технологии 100BASE-T4. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3. Также до сих пор встречается в телефонных сетях.

CAT4 (полоса частот 20 МГц) - кабель состоит из 4-х скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.

САТ5 (полоса частот 100 МГц) - 4-х парный кабель, это и есть то, что обычно называют кабель «витая пара», благодаря высокой скорости передачи, до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар и до 1000 Мбит/с, при использовании 4-х пар, является самым распространённым сетевым носителем, использующимся в компьютерных сетях до сих пор. При прокладке новых сетей пользуются несколько усовершенствованным кабелем CAT5e (полоса частот 125 МГц), который лучше пропускает высокочастотные сигналы. Ограничение на длину кабеля между устройствами (компьютер-свич, свич-компьютер, свич-свич) 100 м. Ограничение хаб-хаб 5 м.

CAT6 (полоса частот 250 МГц) - применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4-х пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне 2002 года. Существует категория CAT6е, в которой увеличена частота пропускаемого сигнала до 500 МГц. По данным IEEE 70 % установленных сетей в 2004 году, использовали кабель категории CAT6.

CAT7 — Спецификация на данный тип кабеля пока не утверждена, скорость передачи данных до 100 Гбит/с, частота пропускаемого сигнала до 600—700 МГц. Кабель этой категории экранирован. Седьмая категория в принципе не UTP а S/FTP (Screened Fully shielded Twisted Pair). Благодаря двойному экрану длина кабеля может превышать 100 м.
1.3 Коаксиальный кабель.

Коаксиальный (coaxial) или соосный, кабель называется так потому, что два проводника в нем, в отличие от других двужильных кабелей, находятся один внутри другого. В центре кабеля находится медная жила или пучок свитых медных проводов, по которым фактически проходит электрический сигнал. Центральную жилу окружает слой изолирующего материала, который в свою очередь окружен вторым проводником, обычно оплеткой из медных проводов. Второй проводник играет роль заземления. Оба проводника заключены в оболочку из ПВХ или тефлона.

Коаксиальные кабели для локальных сетей бывают двух типов: RG8 («толстый» Ethernet) и RG58 («тонкий» Ethernet). По устройству они похожи, отличаясь, главным образом, толщиной (RG8 -0,405 дюйма, RG58 - 0,195 дюйма) и разъемами (N-разъем для RG8 и BNC-разъем для RG58). Кабели обоих типов используются в сетях с топологией «шина». Из-за различий в толщине и гибкости кабели для «толстого» и «тонкого» Ethernet устанавливают по-разному. Кабель RG8 обычно прокладывается по полу, а с сетевыми интерфейсами компьютеров его соединяют отдельные AUI-кабели. Кабель RG58 более гибок, поэтому его можно подводить к каждому компьютеру, подключая к сетевому интерфейсу с помощью ВNС-разъема.

У коаксиального кабеля множество применений, главным образом, в



Рисунок 4 – Коаксиальный кабель

сетях кабельного телевидения, но в локальных сетях его популярность падает. Связано это как с низкой отказоустойчивостью топологии «шина», так и с размером и относительной жесткостью кабелей, из-за которой их сложно прокладывать и обслуживать.
1.4 Беспроводные технологии.

Топологией обычно называют способ соединения компьютеров с помощью кабелей, но на самом деле смысл этого слова несколько шире. Обычно в беспроводных сетях используются несвязанные среды (unbounded media), но это не означает, что в соединении компьютеров отсутствует какая либо структура. В беспроводных ЛВС используются в основном две топологии - одноранговая, или «каждый с каждым» (ad hoc), и инфраструктура (infrastructure). В сети с одноранговой топологией все компьютеры оборудованы беспроводными адаптерами сетевого интерфейса и способны беспрепятственно общаться друг с другом. Их можно как угодно перемещать, при условии, что они остаются в пределах действия беспроводной технологии. Такой вариант приемлем для домашних или небольших офисных сетей, состоящих из небольшого числа компьютеров, в обстоятельствах, когда установка кабеля неудобна, непрактична или невозможна.

Сеть с топологией «инфраструктура» состоит из компьютеров, оборудованных беспроводными интерфейсами, которые обмениваются данными с сетью при помощи беспроводных трансиверов, подключенных к сети обычными кабелями. Эти трансиверы называются точками доступа к сети (network access points). В сети с такой топологией компьютеры непосредственно друг с другом данными не обмениваются. Обмен осуществляется через кабельную сеть и точки доступа к ней. Эта топология больше подходит для крупной сети, в которой беспроводными интерфейсами оборудовано лишь несколько компьютеров, например, портативных. Обмениваться данными непосредственно друг с другом пользователям этих компьютеров не приходится. Все, что им нужно, - это доступ к серверам и другим ресурсам корпоративной сети.

Преимущество кабеля витая пара заключается в простоте монтажа и ремонта, а также в низкой стоимости кабеля по сравнению с другими видами. Выбор именно этого кабеля будет оправданным.
2 Выбор сетевого оборудования

Сетевое оборудование - устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др. Обычно выделяют активное и пассивное сетевое оборудование.
2.1 Активное сетевое оборудование

Адаптер сетевого интерфейса, или плата сетевого интерфейса (network interface card, NIC), устанавливаемая в слот расширения, обеспечивает связь между компьютером и сетью. Адаптер, подключенный к шине расширения системы и обеспечивающий интерфейс с сетевой средой, должен быть установлен на каждом компьютере сети. На некоторых компьютерах сетевой адаптер встроен в материнскую плату, но чаще он изготавливается в виде платы расширения, подключаемой к шине ISA, PCI или PC Card. Плата сетевого адаптера для шины ISA показана на рис.7. В большинстве случаев подключение к сети осуществляется через гнездо для кабеля, например, с разъемом RJ45 для кабелей UTP, или с помощью беспроводного трансмиттера.


Рисунок 5 - Сетевой адаптер

Сетевые адаптеры выполняют различные функции необходимые для связи между компьютером и сетью: инкапсуляция данных, кодирование и декодирование сигналов, передача и прием сигналов, буферизация данных, последовательное/параллельное преобразование, управление доступом к сетевой среде.

Концентратор, или хаб, - устройство, используемое для соединения компьютеров в сетях с топологиями «звезда» или «кольцо». Внешне концентратор - это коробка с несколькими разъемами. Концентраторы бывают разных размеров - от 4-х или 5-портовых устройств для домашних сетей и небольших предприятий до больших блоков на специальных стойках, в которых число портов достигает нескольких десятков. Установка концентратора заключается в подключении его к источнику питания и вставке кабелей, соединенных с сетевыми адаптерами компьютеров сети.

Как и сетевые адаптеры, концентраторы связаны с конкретным протоколом канального уровня. Наиболее распространены концентраторы Ethernet, т. к. Ethernet — самый популярный протокол канального уровня.

Коммутатор (Switching Hub). Коммутирующий концентратор похож на мост, но объединяет более двух сегментов сети. В тоже время он делит сеть на сегменты работающие более эффективно. Удобство такого концентратора в том, что он может обрабатывать несколько потоков данных одновременно. А также он может объединять сегменты разных типов сетей, преобразовывая фреймы Ethernet в представление данных Token Ring, хотя условие прозрачности коммутатора для сетевой станции сохраняется.

К основным характеристикам сетевого коммутатора относятся:

-количество портов;

-емкость таблицы адресов сетевых карт (MAC-адресов);

-пропускная способность коммутатора;

-время задержки пакетов;

Существует два основных типа коммутаторов: сквозные (cut-through) и с промежуточной буферизацией (store-and-forward). Сквозной коммутатор передает пакеты через соответствующий порт без дополнительной обработки, немедленно, как только они получены, считывая адрес целевой системы в заголовке протокола канального уровня. Коммутатор начинает передачу пакета, даже не дожидаясь завершения его приема. Как правило, в сквозных коммутаторах используется аппаратный компонент, состоящий из набора схем ввода-вывода, который позволяет данным поступать в коммутатор и покидать его через любой порт. Такие коммутаторы называются еще матричными (matrix) или координатными (crossbar).

Мост (bridge), а также его быстродействующий функциональный аналог – коммутатор (switching hub), делит общую среду передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем объединения нескольких физических сегментов (отрезков кабеля) с помощью одного или нескольких концентраторов. При поступлении кадра на какой-либо из портов мост или коммутатор повторяет этот кадр, но не на всех портах, как это делает концентратор, а только на том порту, к которому подключен сегмент, содержащий компьютер - адресат.

Разница между мостом и коммутатором состоит в том, что мост в каждый момент времени может осуществлять передачу кадров только между одной парой портов, а коммутатор одновременно поддерживает потоки данных между всеми своими портами. Другими словами, мост передает кадры последовательно, а коммутатор параллельно. Следует отметить, что в последнее время локальные мосты полностью вытеснены коммутаторами. Мосты используются только для связи локальных сетей с глобальными, то есть как средства удаленного доступа, поскольку в этом случае необходимость в параллельной передаче между несколькими парами портов просто не возникает.

При работе коммутатора среда передачи данных каждого логического сегмента остается общей только для тех компьютеров, которые подключены к этому сегменту непосредственно. Коммутатор осуществляет связь сред передачи данных различных логических сегментов. Он передает кадры между логическими сегментами только при необходимости, то есть только тогда, когда взаимодействующие компьютеры находятся в разных сегментах.

Деление сети на логические сегменты улучшает производительность сети, если в сети имеются группы компьютеров, преимущественно обменивающиеся информацией между собой. Если же таких групп нет, то введение в сеть коммутаторов может только ухудшить общую производительность сети, так как принятие решения о том, нужно ли передавать пакет из одного сегмента в другой, требует дополнительного времени.

Маршрутизатор (router) - сетевое устройство, пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети и принимающее решения на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.

Маршрутизаторы позволяют объединять сети с различными принципами организации в единую сеть, которая в этом случае часто называется интерсеть (internet). Название интерсеть подчеркивает ту особенность, что образованное с помощью маршрутизаторов объединение компьютеров представляет собой совокупность нескольких сетей, сохраняющих большую степень автономности, чем несколько логических сегментов одной сети. В каждой из сетей, образующих интерсеть, сохраняются присущие им принципы адресации узлов и протоколы обмена информацией. Поэтому маршрутизаторы могут объединять не только локальные сети с различной технологией, но и локальные сети с глобальными.

Маршрутизаторы работают на сетевом уровне модели OSI. Для маршрутизаторов сеть – это набор сетевых адресов устройств и множество сетевых путей. Маршрутизаторы анализируют все возможные пути между любыми двумя узлами сети и выбирают самый короткий из них. При выборе могут приниматься во внимание и другие факторы, например, состояние промежуточных узлов и линий связи, пропускная способность линий или стоимость передачи данных.

Для того чтобы маршрутизатор мог выполнять возложенные на него функции ему должна быть доступна более развернутая информация о сети, нежели та, которая доступна мосту. В заголовке пакета сетевого уровня кроме сетевого адреса имеются данные, например, о критерии, который должен быть использован при выборе маршрута, о времени жизни пакета в сети, о том, какому протоколу верхнего уровня принадлежит пакет.

В результате, маршрутизатор оказывается сложным интеллектуальным устройством, построенным на базе одного, а иногда и нескольких мощных процессоров. Такой специализированный мультипроцессор работает, как правило, под управлением специализированной операционной системы.
2.2 Пассивное сетевое оборудование
Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например - кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель (репитер), патч-панель, концентратор (хаб), балун (balun) для коаксиальных кабелей (RG-58) и т.д. Также, к пассивному оборудованию можно отнести монтажные шкафы и стойки, телекоммуникационные шкафы. Монтажные шкафы разделяют на: типовые, специализированные и антивандальные. По типу монтажа: настенные и напольные и другие.

Коммутационная панель (кросс-панель, патч-панель) — одна из составных частей структурированной кабельной системы (СКС). Представляет собой панель со множеством соединительных разъёмов, расположенных на лицевой стороне панели. На тыльной стороне панели находятся контакты, предназначенные для фиксированного соединения с кабелями, и соединённые с разъёмами электрически. Коммутационная панель относится к пассивному сетевому оборудованию.

Вилки и розетки, использующие физический разъем RJ45. Registered jack (RJ, читается «ар-джей») — это стандартизированный физический интерфейс, используемый для соединения телекоммуникационного оборудования. Стандартные варианты этого разъёма называются RJ11, RJ14, RJ25, RJ45 и так далее.

Из сетевого оборудования выбраны маршрутизаторы, коммутаторы, кросс панели, розетки, вилки и кабель.

3 Размещение сетевых устройств и оборудования
3.1 Виды топологий сети
Топология сети - это схема соединения компьютеров и других сетевых устройств с помощью кабеля или другой сетевой среды. Сетевая топология непосредственно связана с используемым типом кабеля. Нельзя выбрать кабель определенного типа и использовать его в сети с произвольной топологией. При выборе кабеля и других сетевых компонентов топология всегда будет одним из важнейших критериев.
Топология «шина».


Рисунок 6 - Схема топологии «шина».
В сети с топологией «шина» компьютеры расположены на одной линии, при этом каждая система последовательно соединена кабелем со следующей системой. Раньше в системах Ethernet топология «шина» использовалась с коаксиальным кабелем, но теперь сети такого типа встречаются нечасто. В зависимости от типа кабеля различают «толстый» и «тонкий» Ethernet. В сетях типа «толстый» Ethernet компьютеры подключаются к общему коаксиальному кабелю с помощью кабелей меньшего размера, называемых кабелями AUI (Attachment Unit Interface) или трансиверами. В сети типа «тонкий» Ethernet компьютеры связаны друг с другом отдельными отрезками коаксиального кабеля меньшей толщиной.

Когда один из компьютеров сети передает данные, сигналы движутся по кабелю в обоих направлениях, достигая всех остальных систем. В сети с топологией «шина» всегда два свободных окончания, которые необходимо особым образом блокировать. Для сброса приходящего сигнала установите на концы шины специальные устройства - терминаторы (terminator). Без терминатора сигнал, достигший конца шины, будет отражаться и создавать помехи сигналам, переданным позднее.
Топология «кольцо».

Сеть с топологией «кольцо» похожа на сеть с топологией «шина»: логически компьютеры в ней также соединены друг с другом последовательно. Отличие заключается в том, что в топологии «кольцо» два конца кабеля соединены вместе. Сигнал, сгенерированный одним из компьютеров, движется по кольцу ко всем остальным компьютерам и в конце концов возвращается в исходную точку. Топология «кольцо» применяется в сетях, в которых управление доступом к среде осуществляется с помощью маркеров, например, в сетях Token Ring. Важно понимать, что в большинстве случаев «кольцо» - это логическая, а не физическая конструкция. Точнее, под «кольцом» подразумевается схема подключения проводов, а не способ прокладки кабелей.



Рисунок 7- Схема топологии кольцо
Внешне сеть с топологией «кольцо» похожа на сеть с топологией «звезда». Фактически, кабели в сети с топологией «кольцо» также подключаются к концентратору, из-за чего она и выглядит как «звезда». Сетевое «кольцо» реализовано логически с помощью соединения проводов внутри кабелей и специального концентратора - модуля множественного доступа (multistation access unit, MAU). Он получает данные через один порт и по очереди передает их через все остальные (не одновременно, как концентратор Ethernet).
Топология «звезда».

В отличие от сети с топологией «шина», в которой компьютеры соединены последовательно, в сети с топологией «звезда» есть центральный узел - хаб (hub), или концентратор (concentrator). Каждый компьютер подсоединяется к концентратору отдельным кабелем. Топология «звезда» сейчас используется в большинстве сетей Ethernet, а также в сетях с другими протоколами. В сети с такой топологией могут применяться кабели нескольких различных видов, в том числе «витая пара» и оптоволокно. Топология «звезда» обычно используется в сетях Ethernet на основе кабеля UTP. Функционально в ней, как и в топологии «шина», используется общая сетевая среда. Хотя каждый компьютер подсоединен к концентратору собственным кабелем, концентратор передает поступающие в него сигналы на все порты. Поэтому сигнал, переданный одним компьютером, поступает на все остальные компьютеры ЛВС. Основное преимущество топологии «звезда» в том, что у каждого компьютера имеется собственное соединение с концентратором. Выход из строя кабеля или разъема отражается на работе только одного компьютера. Недостатком топологии «звезда» является использование дополнительного оборудования - концентратора. При неисправности концентратора «падает» вся система. Однако случается такое довольно редко, т. к. концентратор - это относительно простое устройство, которое к тому же обычно устанавливают в закрытом помещении.

Размер сети с топологией «звезда» ограничен количеством разъемов концентраторов. Для расширения сети с топологией «звезда» можно подсоединить к первому концентратору другие концентраторы. Чтобы подключить к сети с топологией «звезда» второй концентратор, следует подключить его к первому концентратору с помощью обычного кабеля и специального каскадирующего (uplink) порта на одном из концентраторов. Так создается сеть с топологией «иерархическая звезда» (hierarchical star), которую иногда называют также сетью с древовидной структурой (branching tree network). В обычную сеть Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/сек таким способом можно включить до четырех концентраторов, а в сеть Fast Ethernet — как правило, только два.


Рисунок 8 - Схема топологии «звезда».
«Ячеистая» топология.

Ячеистая топология (mesh topology) компьютерных сетей существует скорее в виде теоретической концепции, чем в виде практической реализации. В сети с ячеистой топологией все компьютеры связаны друг с другом отдельными соединениями. В реальности эта топология реализована пока только в сетях с двумя узлами. При увеличении количества компьютеров в сети каждый из них пришлось бы оборудовать сетевыми интерфейсами по числу остальных компьютеров. Например, в сети с пятью узлами на каждом компьютере придется установить по 4 сетевых интерфейса, что, конечно, нереально. С другой стороны, сеть с ячеистой топологией обладает безупречной отказоустойчивостью: любая неисправность в ней сказывается на работоспособности только одного компьютера.

Во всех кабинетах здания будет использоваться топология звезда.

3.3 Элементы сети
3.3.1 Активное сетевое оборудование.

3.3.1.1 Маршрутизаторы

D-Link DIR-100-F

• 
  Порты Fast Ethernet4 порта 10/100 Мбит/сек
  
• 
  Порты SFP1 порт SFP
  
• 
  Порты WAN1
  
• 
  порт SFP, возможно подключение модема
  

Цена 1380 рублей.

DIR-100/F обеспечивает передачу и прием приоритизированного VoIP и онлайн-трафика от/к Интернет, обеспечивая группе пользователей надежное сетевое подключение без задержек передачи трафика. Поддержка QoS позволяет пользователям получить широкополосный доступ для таких приложений, как Интернет-телефония, мультимедиа и игры через Интернет.

Маршрутизатор DIR-100/F обеспечивает защиту межсетевым экраном для компьютеров в сети от атак DoS и вирусных атак. Устройство осуществляет фильтрацию пакетов для осуществления управления доступом на основе портов и MAC/IP-адресов источника/назначения. Функция Port Forwarding позволяет использовать единый видимый IP-адрес для  FTP и игр для защиты серверов и рабочих групп от хакеров. Пользователи могут настроить домашний или офисный Web-сайт, добавив один из LAN-портов в зону DMZ. Функция Родительский контроль обеспечивает фильтрацию Web-сайтов с нежелательным содержимым, блокировку доменов и позволяет задавать расписание использования Интернета.

ASUS RT-G32 Wireless-G Router

• 
  Порты Fast Ethernet4 порта 10/100 Мбит/сек
  
• 
  Порты WAN1, порт RJ-45
  
• 
  1 порт WAN 10/100 Мбит/с
  

Цена 1470 рублей.
D-Link Des-1100-16

• 
  Порты Fast Ethernet 16 портов 10/100Мбит/сек.
  
• 
  Пропускная способность – 3.2Гбит/сек.
  
• 
  Безвентиляторная система охлаждения.
  

Цена 1952 рубля 70 копеек.

D-Link Des-1016A

• 
  Порты Fast Ethernet 16 портов 10/100Мбит/сек.
  
• 
  Пропускная способность – 3.2Гбит/сек.
  
• 
  Безвентиляторная система охлаждения.
  

Цена 1177 рублей 28 копеек

3.3.2 Пассивное сетевое оборудование

3.3.2.1 Патч панели

1 STP/FTP 8 портовая панель категории 5e

Цена: 689 руб.

2 STP/FTP 8 портовая панель категории 6

Цена: 627 руб. 13 коп.
3.3.2.2 Патч-корды

1 Однометровый UTP патч-корд категории 5e

Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.05 кг

Цена: 26 руб. 30 коп.

2 Однометровый UTP патч-корд категории 5e

Вес брутто (измерено в НИКСе) 0.03 кг

Цена: 20 руб. 06 коп.
3.3.2.3 Розетки

1 Розетка внешняя RJ-45 кат.5(e) неэкранированная

Цена: 49 руб. 27 коп.

2 Розетка внешняя RJ-45 кат.5(e) экранированная

Цена: 60 руб. 69 коп.

5. 
   Кабель
   

Общая длинна кабеля равна 146 метров. В бухте 200м.

(12+15+36+4+7+5+3+2+2+4+5+2+3+2+4+5+2+2+3+6+2+4+6+10)=146

1 Кабель UTP Telecom UTP4-TC100C5EN-CCA-IS

Категория - 5e

Бухта - 100м

Материал проводника : Омедненный алюминий

Назначение кабеля: Для прокладки в помещениях

Цена: 572 руб. * 2 = 1144 руб.

2 Кабель UTP Telecom Ultra TUS44148E

Категория - 5e

Бухта - 100м

Материал проводника : Омедненный алюминий

Назначение кабеля: Для прокладки в помещениях
Из активного сетевого оборудования мы выбираем один маршрутизатор D-Link DIR-100-F(1380рублей) и 2 неуправляемых коммутатора D-Link Des-1016A с 16 портами 10/100Base-TX (1177 рублей 28 копеек).

Из неактивного 21 неэкранированных розеток (49 руб. 27 коп.), 21 патч-корд (20 руб. 06 коп.), 21 коннектор(за 100 шт.165 руб. 20 коп.), кабель в бухте (200м за 998 руб), кабель-канал (54м, 257 руб. 21 коп. за 2 м) и стойки.

1380

2*1177.28=2354.56

21*4.27=1034.67

21*20.06=421.26

165.20

998

257.21*27=6944.67

Общая сумма 11 918.36 рублей.

4 Подключение к глобальным сетям
Глобальная вычислительная сеть, ГВС (англ. Wide Area Network, WAN) -компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

В настоящее время рекомендуется использовать термин «Глобальная компьютерная сеть».

ГВС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГВС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГВС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом концентратор связывается с остальными частями ГВС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

Совмещают компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым.

В глобальных сетях намного более важное не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа, к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что принято в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.
4.1 Подключение к сети провайдера.

Ufanet предлагает нам тариф «Свободный бизнес 2048». Входящая скорость 11 000 Кбит/с, исходящая скорость до 10 Мбит/с, Абонентская плата 8 900 руб./мес. Подключение будет стоить 16 000 руб.

BashTel предлагает нам тариф «Безлимитный – Профи». Входящая скорость до 3072 Кбит/с, исходящая скорость 1024 Мбит/с, Абонентская плата 3030 руб./мес.

Мы выберем провайдера компании «Ufanet» так как он предоставляет более высокую скорость чем BashTel, но у компании BashTel цены ниже как и скорость, 3 МБит/сек для нашего помещения недостаточно.

5 Выбор сетевого программного обеспечения
5.1 Выбор операционной системы

Windows 7 — операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista. В линейке Windows NT система носит номер версии 6.1 (Windows 2000 — 5.0, Windows XP — 5.1, Windows Server 2003 — 5.2, Windows Vista и Windows Server 2008 — 6.0). Серверной версией является Windows Server 2008 R2, версией для интегрированных систем (построенных из компонентов Windows) — Windows Embedded Standard 2011 (Quebec),^[1] мобильной — Windows Embedded Compact 2011 (Chelan, Windows CE 7.0

Windows Vista — операционная система семейства Microsoft Windows NT, линейки операционных систем, используемых на пользовательских персональных компьютерах. В стадии разработки данная операционная система имела кодовое название «Longhorn».

В линейке продуктов Windows NT Windows Vista носит номер версии 6.0 (Windows 2000 — 5.0, Windows XP — 5.1, Windows Server 2003 — 5.2). Для обозначения «Windows Vista» иногда используют аббревиатуру «WinVI», которая объединяет название «Vista» и номер версии, записанный римскими цифрами.

Windows XP (кодовое название при разработке — Whistler; внутренняя версия — Windows NT 5.1) — операционная система семейства Windows NT корпорации Microsoft. Она была выпущена 25 октября 2001 года и является развитием Windows 2000 Professional. Название XP происходит от англ. experience (опыт).

В отличие от предыдущей системы Windows 2000, которая поставлялась как в серверном, так и в клиентском вариантах, Windows XP является исключительно клиентской системой. Её серверным аналогом является Windows Server 2003. Хотя Windows Server 2003 и построен на базе того же кода, что и Windows XP, почти всецело наследуя интерфейс её пользовательской части, Windows Server 2003 всё же использует более новую и переработанную версию ядра NT 5.2; появившаяся позже Windows XP Professional x64 Edition имела то же ядро, что и Windows Server 2003 и получала те же обновления безопасности, вследствие чего можно было говорить о том, что их развитие шло «параллельно».

5.2 Антивирусные программы

1 ESET NOD32 Антивирус Home Edition на 3 ПК

Антивирус ESET NOD32 разработан на основе популярной технологии ThreatSense®. Система позволяет проактивно выявлять и обезвреживать больше вирусов, шпионских программ, рекламного ПО.

Цена: 1 080.00 руб.
2 Антивирус Dr.Web для Windows на 1 год

Антивирус Dr.Web для Windows защищает компьютеры от почтовых и сетевых червей, руткитов, файловых вирусов, троянских программ, стелс-вирусов, полиморфных вирусов, бестелесных вирусов.

Цена: 990.00 руб.
3 Антивирус Касперского 2010

Антивирус Касперского 2010 – полная защита компьютера от вредоносных программ. Продукт содержит основные инструменты для обеспечения безопасности ПК. Для полноценной защиты компьютера рекомендуется дополнительно использовать сетевой экран

Цена: 1 100.00 руб.