Введение
Темой моей курсовой работы стал процесс проектирования локальной вычислительной сети. Эта тема достаточно актуальна, так как она обусловлена всемирной тенденцией объединения компьютеров в сети.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, объединяющую компьютеры и периферийное оборудование на ограниченной территории, обычно не больше нескольких зданий или одного предприятия. В настоящее время ЛВС стала неотъемлемым атрибутом в любых вычислительных системах, имеющих более 1 компьютера. Основные преимущества, обеспечиваемые локальной сетью — возможность совместной работы и быстрого обмена данными, централизованное хранение данных, разделяемый доступ к общим ресурсам, таким как принтеры, сеть Internet и другие. Еще одной важнейшей функцией локальной сети является создание отказоустойчивых систем, продолжающих функционирование при выходе из строя некоторых входящих в них элементов. В ЛВС отказоустойчивость обеспечивается путем избыточности, дублирования; а также гибкости работы отдельных входящих в сеть частей (компьютеров). Конечной целью создания локальной сети на предприятии или в организации является повышение эффективности работы вычислительной системы в целом. Построение надежной ЛВС, соответствующей предъявляемым требованиям по производительности и обладающей наименьшей стоимостью, требуется начинать с составления плана. В плане сеть разделяется на сегменты, подбирается подходящая топология и аппаратное обеспечение.

Объектом проекта является локальная вычислительная сеть.

Целью данной курсовой работы является удешевить проект по проектированию локальной вычислительной сети, которая состоит из 55 персональных компьютеров и 4 VLAN.

Для проектирования ЛВС будет использоваться программа Cisco.

1 Теоретическая часть

1.1 Выбор типа сети
Существует два типа локальных вычислительных сетей:

• 
  одноранговая сеть;
  
• 
  сеть типа клиент-сервер.
  

Данные модели определяют взаимодействие компьютеров в локальной вычислительной сети. В одноранговой сети все компьютеры равноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к данным, которые хранятся на его компьютере. В одноранговой сети пользователю, работающему за любым компьютером доступны ресурсы всех других компьютеров сети. Например, сидя за одним компьютером, можно редактировать файлы, расположенные на другом компьютере, печатать их на принтере, подключенном к третьему, запускать программы на четвертом. К достоинствам такой модели организации сети относится простота реализации и экономия материальных средств, так как нет необходимости приобретать дорогой сервер. Несмотря на простоту реализации, данная модель имеет ряд недостатков:

---

Низкое быстродействие при большом числе подключенных компьютеров; отсутствие единой информационной базы; отсутствие единой системы безопасности информации; зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера, т.е. если компьютер выключен, то вся информация, хранящиеся на нем, будет недоступна. Одноранговую модель сети можно рекомендовать для небольших организаций при числе компьютеров до 20 шт. В сетях типа клиент-сервер имеется один (или несколько) главных компьютеров — серверов. Серверы используются для хранения всей информации в сети, а также для ее обработки. В качестве достоинств такой модели следует выделить:

Высокое быстродействие сети; наличие единой информационной базы; наличие единой системы безопасности. Однако у данной модели есть и недостатки. Главный недостаток заключается в том, что стоимость создания сети типа клиент-сервер значительной выше, за счет необходимости приобретать специальный сервер. Также к недостаткам можно отнести и наличие дополнительной потребности в обслуживающем персонале — администраторе сети. Основным критерием выбора типа сети является необходимость подключения ПК филиала, который будет играть роль сервера в данной сети. Исходя из этого выбираем сеть типа клиент-сервер.
1.2 Выбор топологии сети
Топология – это способ физического соединения компьютеров в локальную сеть.

Существует три основные топологии их можно комбинировать произвольным образом:

• 
  звезда
  
• 
  кольцо
  
• 
  шина
  

Большинство современных технологий локальный сетей не только приветствуют, но даже обязывают использовать творческий подход.


Рисунок 1.1 – Топология «Звезда»

В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество такой топологии — большая надежность, любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. К недостаткам данной топологии относится высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора.

---

Рисунок 1.2 – Топология «Кольцо»
Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, как правило, в одном направлении. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Достоинства — большое количество абонентов, не чувствительность к изменению их количества, наличие усиления сигнала в кольце.


Рисунок 1.3 – Топология «Шина»

Является очень распространенной для локальных сетей. В этом случае компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю по схеме «монтажное ИЛИ». Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Основные преимущества такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самые серьезные недостатки шинной топологии заключаются в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или одного из многочисленных разъемов может привести к полной парализации сети, и низкой производительности: в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть.

Очень важно разбираться в преимуществах и недостатках топологий, влияющих на производительность сети. Кроме того, следует учитывать и такие, казалось бы, необъективные факторы, как расположение рабочих станций в здании, пригодность кабеля, а также даже тип и способ проводки. Основным критерием выбора удачной топологии являются требования пользователей к производительности. Такие факторы, как стоимость, предполагаемая модернизация и ограничения существующих технологий, играют второстепенную роль. Исходя из преимуществ и недостатков каждой из топологий, выбираем топологию «звезда».
1.3 Пропускная способность
Пропускная способность – характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Измеряется в битах в секунду, а также в килобитах в секунду, мегабитах в секунду и гигабитах в секунду.

Пропускная способность и зависит, с одной сто­роны, от характеристик физической среды, а с другой – определяется харак­теристиками способа передачи данных. Следовательно, про­пускная способность линии связи зависит от протокола физического уровня.

Пропускная способность зависит также от спектра передаваемых сигна­лов. Если значимые гармоники сигнала попадают в полосу про­пускания линии, то такой сигнал будет хорошо передаваться данной линией связи.

---

Выбор способа представления дискретной информации в виде сигналов, пода­ваемых на линию связи, называется физическим,или линейным кодированием.От выбранного способа кодирования зависит спектр сигналов и, соответственно, пропускная способность линии.
1.4 Технология VLAN
VLAN (Virtual Local Area Network — виртуальная локальная сеть) — это технология, при помощи которой можно объединять устройства в виртуальные локальные сети, вне зависимости от их расположения. VLAN работает на канальном уровне.

Компьютеры в локальной сети соединяются между собой с помощью сетевого оборудования — коммутаторов. По умолчанию все устройства, подключённые к портам одного коммутатора, могут взаимодействовать, обмениваясь сетевыми пакетами. Любой компьютер может направить широковещательный пакет, адресованный всем устройствам в этой сети, и все остальные компьютеры, подключённые к коммутатору, получат его. Все слышат всех.

Большое количество широковещательных пакетов, отправляемых устройствами, приводит к снижению производительности сети, поскольку вместо полезных операций коммутаторы заняты обработкой данных, адресованных сразу всем.

Чтобы снизить влияние широковещательных рассылок на производительность, сеть разделяют на изолированные сегменты. При этом каждый широковещательный пакет будет распространяться только в пределах сегмента, к которому подключен компьютер-отправитель.

Добиться такого результата можно, подключив разные сегменты к разным физическим коммутаторам, не соединённым между собой, либо соединить их через маршрутизаторы, которые не пропускают широковещательные рассылки.
1.5 Маршрутизаторы и коммутаторы
Маршрутизатор (роутер) – это устройство, которое передает пакеты данных между различными сетями. Пакет данных, также содержит адрес назначения. Маршрутизаторы используют этот адрес назначения для отправки пакетов между маршрутизаторами, пока он не достигнет цели. Это как ваша локальная сеть подключается к более широкой сети Интернет. Поэтому, когда вы вводите поисковый запрос на Google, ваш маршрутизатор направляет этот пакет к серверам Google для обработки.  

Работа маршрутизатора - отправлять пакеты данных между двумя разными сетями. Однако современные маршрутизаторы на самом деле включают в себя намного больше: позволяют осуществлять совместное использование оборудования, такого как принтеры. Транслятор сетевых адресов (Network Address Translator (NAT)) используется, чтобы назначить один набор IP-адресов в локальной сети и один расположенный за пределами локальной сети к поставщику услуг Интернета или глобальной сети (WAN). Протокол динамической конфигурации узла (Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)), назначает IP-адреса для каждого из устройств, подключенных к локальной сети. Брандмауэр для защиты локальной сети. WAN-порт для подключения маршрутизатора к модему, который предоставляет услуги широкополосного доступа от поставщика услуг Интернета (ISP). Беспроводная трансляция позволяя подключать устройства без использования кабелей.

---

Коммутатор – соединяет несколько компьютеров в локальную сеть. Но после первой передачи данных, он создает некую таблицу точек входа, которые соответствуют портам для подключаемых устройств по MAC-адресам. Коммутаторы, в отличие от концентраторов, способны различать компьютеры между собой, после первой передачи данных через коммутатор, он смотрит, какой MAC-адрес подключен к конкретному порту и запоминает этот макет.

Они сводят к минимуму трафик в сети, уменьшая использование полосы пропускания, передавая данные только на нужные компьютеры. Например, компьютер А хочет отправить данные на компьютер C. Коммутатор видит, что компьютер А подключен к порту 1, а компьютер C находится на 4-м порту. При этом коммутатор может передавать данные непосредственно между ними. Этот процесс значительно сокращает использование полосы пропускания. Коммутаторы бывают управляемого и неуправляемого типа. Неуправляемые наиболее распространены и позволяют подключить их сразу, без установки ПО.
1.6 Кабельная система
Выбор кабельной подсистемы диктуется типом сети и выбранной топологией. Требуемые же по стандарту физические характеристики кабеля закладываются при его изготовлении, о чем и свидетельствуют нанесенные на кабель маркировки. В результате, сегодня практически все сети проектируются на базе UTP и волоконно-оптических кабелей, коаксиальный кабель применяют лишь в исключительных случаях и то, как правило, при организации низкоскоростных стеков в монтажных шкафах.

В проекты локальных вычислительных сетей (стандартных) закладываются на сегодня всего три вида кабелей:

1. Коаксиальный (двух типов):

- тонкий коаксиальный кабель (thin coaxial cable);

- толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable).

2. Витая пара (двух основных типов):

- неэкранированная витая пара (unshielded twisted pair - UTP);

- экранированная витая пара (shielded twisted pair - STP).

3. Волоконно-оптический кабель (двух типов):

- многомодовый кабель (fiber optic cable multimode);

- одномодовый кабель (fiber optic cable single mode).

Не так давно коаксиальный кабель был самым распространенным типом кабеля. Это объясняется двумя причинами: во-первых, он был относительно недорогим, легким, гибким и удобным в применении; во-вторых, широкая популярность коаксиального кабеля привела к тому, что он стал безопасным и простым в установке.

Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки.

Если кабель кроме металлической оплетки имеет и слой «фольги», он называется кабелем с двойной экранизацией (рисунок 1.4). При наличии сильных помех можно

---

Смотрите также файлы

• Социальные группы и политические силы.docx

• Тоталитарный режим. Термин тоталитаризм.docx

• Артемьев Артем Валентинович Утверждено Методической комиссией кф мгту им. Н. Э. Баумана протокол от 20 г., рег номер Пащенко В. Н. Проектнотехнологическая практика учебное пособие.docx

• Согласно условию задачи есть основания предполагать, что Петров С. П.docx

• Главное управление Федеральной службы судебных приставов по Республике БашкортостанНуримановское районное осп.pdf