Сравнительный анализ различных топологий сетей

ПМ.01 УЧАСТИЕ В ПРОЕКТИРОВАНИИ СЕТЕВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

МДК 01.01.ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Проектирование вычислительной локальной сети»

Выполнил студент группы КС 2-3:

Ивахненко Елена

Руководитель: Л.В. Трунова, преподаватель высшей квалификационной категории

Котово,
2014

Задание

Введение

Тема моей курсовой работы: проектирование локальной вычислительной сети. Эта тема достаточно актуальна, так как она обусловлена всемирной тенденцией объединения компьютеров в сети. И существует ряд важных причин появления сетей, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а также обмен информацией между компьютерами разных фирм и производителей, работающих под разным программным обеспечением.

Актуальность темы определяется тем, что  информационные методы все шире внедряются во все сферы деятельности. Информатизация, конвергенция компьютерных и телекоммуникационных технологий, переход к широкомасштабному применению современных информационных систем в сфере науки и образования обеспечивают принципиально новый уровень получения и обобщения знаний, их распространения и использования. Цель: Спроектировать локальную вычислительную группы компьютерных классов учебного заведения.

Объект исследования: Объектом курсовой работы является процесс проектирования локальной вычислительной сети

Предмет исследования: Поиск и обработка знаний о предмете исследования будет вестись с помощью учебных материалов, указанных в списке литературы и ресурсов сети Интернет.

Задачи работы:

1. Теоретическое обоснование построение вычислительной локальной сети; Проверить работоспособность сети;

2. Проработка предпосылок и условий для создания вычислительной сети;

3.Создание проекта вычислительной локальной сети.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОСТРОЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

Локальные и глобальные сети. Сети других типов классификации

· PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.

· ЛВС (LAN, Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» также описывает офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров точнее около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети - сети закрытого типа, доступ к ним разрешён только ограниченному кругу пользователей.

· CAN (Campus Area Network — кампусная сеть) — объединяет локальные сети близлежащих зданий.

· MAN (Metropolitan Area Network) — городские сети между предприятиями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.

· WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя локальные сети и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN — сети с коммутацией пакетов (Frame relay). Глобальные сети - открытые сети и ориентированы на обслуживание разных пользователей.

· Термин «корпоративная сеть» также используется для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных принципах.

Сети других типов классификации:

По топологии

 шинная - локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станцией, становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же шине.

кольцевая  - узлы связаны кольцевой линией передачи данных; данные, проходят по кольцу, и по очереди становятся доступными всем узлам сети;

звездная  - центральный узел, по которому расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов;

иерархическая - каждое устройство обеспечивает управление устройствами, находящимися ниже в иерархии.

По способу управления

клиент/сервер - в них выделяется один или несколько узлов (серверы), выполняющие в сети управляющие и специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) - терминалы, в них работают пользователи. Сети клиент/сервер различаются по типам серверов. При специализации серверов по определенным приложениям получится сеть распределенных вычислений. Такие сети отличают также от централизованных систем, построенных на мэйнфреймах;

одноранговые - все узлы равноправны; под клиентом понимается объект, запрашивающий некоторые услуги, а под сервером - объект, предоставляющий эти услуги. Каждый узел выполняет функции клиента и сервера.

По методу доступа

Среда передачи данных в локальной вычислительной сети - сегмент коаксиального кабеля. К нему через аппаратуру подключаются узлы - компьютеры и общее периферийное оборудование. Так как среда передачи данных общая, а запросы на сетевые обмены у узлов появляются асинхронно, то возникает проблема разделения общей среды между многими узлами то есть доступ к сети. Доступ к сети - взаимодействие узла сети со средой передачи данных для обмена информацией с другими узлами. Управление доступом к среде - это установка последовательности, в которой станции получают доступ к среде передачи данных.

Различают случайные и детерминированные методы доступа. Среди случайных методов распространён метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий. [1]

На основании изложенного материала было принято решение о использовании метода CSMA/CD.

Сравнительный анализ различных топологий сетей

Сравнительный анализ топологий компьютерных сетей будем проводится на основе следующих признаков:

1) простота структурной организации, которая измеряется количеством каналов связи между станциями сети;

2) надежность, которая определяется наличием «узких мест», при отказе которых сеть перестаёт работать или же резко падает её эффективность, и  наличие  альтернативных путей, при которых передача данных может осуществляться в обход отказавших элементов;

3) производительность сети, которая измеряется количеством сообщений или пакетов, передаваемых по сети за единицу времени, с учётом того, что в сети бывают конфликты;

4) время доставки пакетов, которое измеряется в хопах (hop),представляющих собой число промежуточных каналов или узлов на пути передачи данных;

5) стоимость топологии, которая зависит от состава, количества оборудования и от сложности реализации.

Все пять признаков взаимосвязаны. Поэтому более эффективные топологии с позиций надёжности, производительности и времени доставки наиболее сложны в реализации и являются более дорогими. Сравнение рассмотренных топологий представлены в виде табл. 1, признаки будут оцениваться значениями от 1 до 5, причем 1 – это наилучшее значение.[3]

Таблица 1

Простота структурной организации и стоимость – показатели, которые зависят друг от друга. По количеству каналов связи наиболее проста топология общая шина, которая имеет только 1 канал связи. Достоинством общей шины является отсутствие каких-либо дополнительных сетевых устройств. Сеть строится на основе сетевой карты. Отсутствие сложностей при добавлении новых компьютеров. Таким образом, общая шина без сомнений самая простая и дешевая топология. Также дешевыми являются топологии звезда и дерево, что связано с малым количеством типов связей между узлами, то есть каждый компьютер связан напрямую с центральным узлом. В топологии кольцо количество каналов связи равно количеству узлов. Полносвязная топология наиболее сложна и дорога. Поэтому она не распространена при построении больших сетей. При построении глобальных сетей самая распространённая – многосвязная\ячеистая топология. Она занимает промежуточное положение по этим показателям, однако альтернативы этой топологии в глобальных сетях нет. Так как глобальные сети объединяют уже существующие сети.

Надежность. Лидером является полносвяная топология. У нее нет узких мест и имеется множество альтернативных путей при выходе какого-либо звена из строя. Наименее надежные топологии: общая шина, звезда и дерево. Многосвязная топология занимает промежуточное положение.

Производительность сети. Производительность будет тем выше, чем больше пакетов одновременно находится в сети. С увеличением числа пакетов производительность растет и при определённом значении наступает насыщение. Насыщение связано с определённым узлом или каналом в сети, нагрузка которого приближается к 1. Поэтому при построении сети обеспечивают равную пропускную способность для всех каналов, что обеспечивает максимальную производительность для полносвязной топологии и минимальную производительность для общей шины.

Время доставки. Необходимо анализировать при условии отсутствия узких мест в сети. В этом случае время доставки связано с числом хопов, то есть каналов связи между соседними узлами. Полносвязная топология обеспечивает время доставки в 1 хоп. Наибольшее время доставки при большом количестве станций в сети с топологией кольцо. В топологии общая шина всё сложнее. Так как шина используется всеми узами, и если для одного узла время доставки оказывается минимальным, то другие узлы ждут своей очереди, и время доставки резко увеличивается. Также в топологии общей шины на время доставки оказывает влияние коллизии, то есть  столкновения пакетов.

Решение об использовании той или иной топологии должно приниматься на основе учета всех параметров. Так как может оказаться, что более сложная топология оказалась дешевле, чем более простая.[4]

На основе изложенного материала, было принято решение о применении топологии ”звезда”, так как она обладает наибольшей эффективностью и простотой  из приведённых.

Мы поможем в написании ваших работ!