Этапы конфигурирования ЛВС

Методические указания

Лабораторный практикум

ВВЕДЕНИЕ 4

ЦЕЛЬ РАБОТЫ... 5

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.. 6

1. Топология ЛВС. 6

2. Этапы конфигурирования ЛВС.. 9

3. Оценка задержки сети по времени. 9

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ.. 9

4. Выбор типов линий связи ЛВС.. 9

5. Выбор абонентских станций. 10

6. Выбор серверов. 10

7. Выбор сетевых адаптеров. 10

8. Выбор ретрансляторов. 11

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ... 12

9. Исходные данные к заданию.. 12

10. Требования к проектируемой сети. 12

11. Перечень задач по проектированию ЛВС.. 13

12. Содержание отчета. 17

Приложение 1. 18

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 23

ВВЕДЕНИЕ

Вычислительная сеть (ВС)состоит из вычислительных машин и сети передачи данных (сети связи).

ВС классифицируются по геометрическим масштабам:

- на глобальные (англ. global area network, gan);

- широкомасштабные (англ. wide area network, wan);

- региональные (англ. metropolitan area network, man);

- локальные вычислительные сети (англ. local area network, lan).

Под локальной вычислительной сетью (ЛВС) обычно понимают ВС, соединяющие вычислительные машины в одной комнате, здании или в нескольких близко расположенных зданиях. Сети связи ЛВС имеют в настоящее время следующие типичные характеристики: высокую скорость передачи данных (0.1 - 1000 Мбит/с), небольшую протяженность (0.1-50 км), малую вероятность ошибки передачи данных (+1Е-8 - +1Е-11).

ЛВС - это система, составленная из отдельных модулей, которые можно добавлять и выстраивать в нужной конфигурации. Основными составными частями сети являются:

- абонентские станции;

- серверы сети;

- сетевые адаптеры;

- линии связи;

- терминаторы;

- ретрансляторы;

- сетевое программное обеспечение.

Кроме основных компонент сеть может включать в состав блоки бесперебойного питания, резервные приборы, современные динамически распределяемые объекты и различные типы серверов (такие как файл-серверы, принт-серверы или архивные серверы).

Создавая ЛВС, разработчик стоит перед проблемой: при известных данных о назначении, перечне функций ЛВС и основных требованиях к комплексу технических и программных средств ЛВС построить сеть, то есть решить следующие задачи:

- определить архитектуру ЛВС: выбрать типы компонент ЛВС;

- рассчитать количество компонент ЛВС;

- произвести оценку показателей эффективности ЛВС;

- определить стоимость ЛВС.

При этом должны учитываться правила соединения компонентов ЛВС, основанные на стандартизации сетей, и их ограничения, специфицированные изготовителями компонент ЛВС.

Конфигурация ЛВС для АСУ существенным образом зависит от особенностей конкретной прикладной области. Эти особенности сводятся к типам передаваемой информации (данные, речь, графика), пространственному расположению абонентских систем, интенсивностям потоков информации, допустимым задержкам информации при передаче между источниками и получателями, объемам обработки данных в источниках и потребителях, характеристикам абонентских станций, внешним климатическим, электромагнитным факторам, эргономическим требованиям, требованиям к надежности, стоимости ЛВС и т.д.

Исходные данные для проектирования ЛВС могут быть получены в ходе предпроектного анализа прикладной области, для которой должна быть создана АСУ. Эти данные уточняются затем в результате принятия решений на этапах проектирования ЛВС и построения все более точных моделей АСУ, что позволяет в «Техническом задании на ЛВС» сформулировать требования к ней. Лучшая ЛВС - это та, которая удовлетворяет всем требованиям пользователей, сформулированным в техническом задании на разработку ЛВС, при минимальном объеме капитальных и эксплуатационных затрат.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Получение навыков выбора топологии, элементов локальной вычислительной сети, а так же расчета времени задержки сигнала.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Проектирование конфигурации ЛВС относится к этапу проектирования технического обеспечения автоматизированных систем и осуществляется на этом этапе после распределения функции автоматизированной системы по абонентским станциям ЛВС, выбора типов абонентских станций, определения физического расположения абонентских станций.

Задание на проектирование включает требования к ЛВС, указания о доступных компонентах аппаратных и программных средств, знания о методах синтеза и анализа ЛВС, предпочтения и критерии сравнения вариантов конфигурации ЛВС. Рассмотрим варианты топологии и состав компонент локальной вычислительной сети.

Топология ЛВС.

Топология сети определяется способом соединения ее узлов каналами связи. На практике используются 4 базовые топологии:

- звездообразная (рис. 1);

- кольцевая (рис. 2);

- шинная (рис. 3);

- древовидная (рис. 1*);

- ячеистая (рис. 4).

Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная. Иногда для упрощения используют термины — кольцо, шина и звезда.

Древовидная топология (иерархическая, вертикальная). В этой топологии узлы выполняют другие более интеллектуальные функции, чем в топологии «звезда». Сетевая иерархическая топология в настоящее время является одной из самых распространенных. ПО для управления сетью является относительно простым, и эта топология обеспечивает точку концентрации для управления и диагностирования ошибок. В большинстве случаев сетью управляет станция A на самом верхнем уровне иерархии, и распространение трафика между станциями также инициируется станцией А. Многие фирмы реализуют распределенный подход к иерархической сети, при котором в системе подчиненных станций каждая станция обеспечивает непосредственное управление станциями, находящимися ниже в иерархии. Из станции A производится управление станциями B и C. Это уменьшает нагрузку на ЛВС через выделение сегментов.

Ячеистая топология (смешанная или многосвязная). Сеть с ячеистой топологией представляет собой, как правило, неполносвязанную сеть узлов коммутации сообщений (каналов, пакетов), к которым подсоединяются оконечные системы. Все КС являются выделенными двухточечными. Такого рода топология наиболее часто используются в крупномасштабных и региональных вычислительных сетях, но иногда они применяются и в ЛВС. Привлекательность ячеистой топология заключается в относительной устойчивости к перегрузкам и отказам. Благодаря множественности путей из станции в станцию трафик может быть направлен в обход отказавших или занятых узлов.

Топология сети влияет на надежность, гибкость, пропускную способность, стоимость сети и время ответа (см. Приложение 1 [1, табл.1]).

Выбранная топология сети должна соответствовать географическому расположению сети ЛВС, требованиям, установленным для характеристик сети, перечисленным в таблице. Топология влияет на длину линий связи.

 

Рис.1. Топология звезда Рис.2 Топология кольцо

 

Рис. 1* Топология распределенная звезда

Рис.3 Топология

линейная шина

Рис. 4 Ячеистая топология

Этапы конфигурирования ЛВС

Конфигурирование ЛВС - это многокритериальная оптимизационная задача, так как на выбор конфигурации ЛВС влияет большое число факторов. В качестве целевой функции при решении этой задачи можно взять минимизацию величины стоимости ее аппаратного и программного обеспечения при условиях удовлетворения всех требований пользователя к передаче информации в полном объеме, времени ответа, пропускной способности и надежности сети.

Проектирование конфигурации ЛВС проходит через три основных этапа:

1) определение требований к ЛВС;

2) синтез альтернативных конфигураций ЛВС;

3) выбор наиболее предпочтительной конфигурации из имеющихся вариантов.

3. Оценка задержки сети по времени

Задержка по времени - промежуток времени, требуемый для передачи пакета через сеть.

Рассмотрим одну из методик оценки задержки сети по времени. Она основана на вычислении суммарного двойного времени прохождения сигнала по сети. Здесь не проводится расчетов величины сокращения межпакетного интервала (межпакетной щели, IPG). Это связано с тем, что даже максимальное количество репитеров и концентраторов, допустимых в Fast Ethernet, в принципе не может вызвать недопустимого сокращения межпакетного интервала.