Аннотация. Annotation

Размер: px
Начинать показ со страницы:

Download "Аннотация. Annotation"

Транскрипт

1 1

2 2

3 3

if ($this->show_pages_images && $page_num < DocShare_Docs::PAGES_IMAGES_LIMIT) { if (! $this->doc['images_node_id']) { continue; } // $snip = Library::get_smart_snippet($text, DocShare_Docs::CHARS_LIMIT_PAGE_IMAGE_TITLE); $snips = Library::get_text_chunks($text, 4); ?>

4 4

5 Аңдатпа Зертхананың кешенінің әзірле- қалыбы, байқау үшін арнаулы буданды жергілікті аудың құрылысының студенттерімен. Айтылмыш жұмыстың мақсатымен: интеграциялан- жергілікті аудың қалыпта- бас база 19'' тіреулер болып табылады. Задачи: таныс- жергілікті аудың подсоединения нұсқаларын, аудың инсталляция мыстың кәбілінің және ауда оптиканың кәбілінде, жасаоның әрекеттестігінің. Басқарманың сервера инсталляция, шыға беріспен ауға интернет. Аннотация Разработанная модель лабораторного стенда, предназначена для изучения студентами построения гибридных локальных сетей. Целью данной работы является: моделирование интегрированной локальной сети на базе 19`` стойки. Задачи: изучить варианты подсоединения локальной сети, инсталляция сети на медном кабеле и сети на оптическом кабеле, создать их взаимодействие. Инсталляция сервера управления, с выходом в сеть Интернет. Annotation The developed model of the laboratory complex, designed for students of building hybrid networks. The aim of this work is: modeling integrated local network on the basis of 19` rack. Objectives: to explore ways to connect a local network, the network installation on copper cable network to optical cable, create their interaction. Installation of the management server, with access to the Internet. 5

6 Содержание Введение 9 1 Теоретические основы создания лабораторного стенда Состояние современного рынка, предпосылки Локальная вычислительная сеть Сетевые устройства и средства коммуникаций Топологии вычислительной сети 1.5 Технологии передачи информации 13 2 Моделирование интегрированной локальной сети на кафедре 30 ткс 2.1 Состав лабораторного стенда Выбор объекта моделирования. 2.3 Пакет nеtcrаckеr Prоfеssiоnаl 2.4 Исследование трафика сети анализатором трафика на собранном макете с применением программы Wirеshаrk. 2.5 Разработка системы моделирования 2.6 Разработка модуля имитационного моделирования nеtcrаckеr 2.7 Анализ расхождения результатов в статике и динамике при изменения времени моделирования. Расчетная часть 3 Расчетная часть Расчет параметров передачи и взаимного влияния в медном кабеле 3.2 Расчет потерь в оптических соединителях 3.3 Расчет зоны действия сигнала Wi-Fi 3.4 Элементы экспериментальной установки 4 Бизнес-план Цели и задачи работы Составление план-графика процесса проектирования Финансовый план Экономическая целесообразность проекта Оценка рисков проекта 67 5 Безопасность жизнедеятельности Анализ условий труда Расчёт естественного освещения Выбор кондиционера Организация рабочего места 80 Заключение 85 Список использованной литературы

7 Введение Целью данной дипломной работы является моделирование и разработка лабораторного стенда гибридной локальной сети на кафедре ТКС Алматинского Университета Энегетики и Связи. Цель работы показать студентам варианты подсоединения локальной сети, научить собирать сети на медном кабеле и на оптическом кабеле и сети беспроводного доступа, а так же создать их взаимодействие между собой и с сервером управления, с выходом в сеть Интернет. Компьютерная сеть это совокупность узлов : компьютеров, терминалов, периферийных устройств, которая взаимодействует друг с другом при помощи специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения. Размеры локальных сетей меняются в разных пределах от двух соединенных между собой компьютеров, которые стоят на соседних столах, до миллионов компьютеров, находящихся по всему миру. Локальные вычислительные сети ЛВС или LАN, позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве. Элементы сетей делится на активные интерфейсные карты компьютеров, повторители, концентраторы и пассивные кабели, соединительные разъемы, коммутационные панели и т.п. Элементы компьютерных сетей подразделяются на конечные устройства, которые являются источниками и/или потребителями информации, и промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по тракту. К конечным элементам относят компьютеры, терминалы, сетевые принтеры, факс это машины, кассовые аппараты, считыватели штрих-кодов, средства голосовой и видеосвязи и любые другие периферийные устройства. К промежуточным элементам относят концентраторы (повторители, мосты, коммутаторы), хабы, модемы и прочие телекоммуникационные устройства, а также соединяющие их кабельные или беспроводные кабели связи. Для активного коммуникационного оборудования применяется понятие производительность. Помимо различной информации, пропускаемого оборудованием за единицу времени (бит/с), необходима и скорость обработки пакетов, кадров или ячеек. При данном решается и размер пакетов, для которых измеряется скорость обработки. Производительность коммуникационного оборудования должна быть высокой, чтобы обеспечивать переработку информации, приходящейся на все порты, на полной скорости. Для организации обмена информацией может быть разработан комплекс программных и аппаратных средств, распределенных по разным устройствам сети. Все эти вопросы создания локальной сети будут рассмотрены в дипломной работе. 7

8 1 Теоретические основы создания лабораторного стенда Выполнение лабораторных работ это обязательной частью обучения студента по техническим специальностям. Во время занятий студенты имеют возможность закрепить теоретические знания, научиться работать с контрольно-измерительной аппаратурой, получить опыт и наглядный пример практической работы. Помимо того, при выполнении лабораторных работ студенты приобретают определенные исследовательские навыки. Не является исключением и лабораторный стенд. Он включает в себя, выполнение работы на экспериментальном лабораторном макете с применением реального оборудования, действующей аппаратуры и отличается высокой универсальностью. Данный макет специально разработан и собран с целью ознакомления студентов с физической средой передачи для локальных сетей, ее характеристиками, способами соединения, а так же работа дает научно-исследовательское направление, углубленное изучения способов соединения сетей связи. В данной дипломной работе составлено техническое задание на проектирование, приведены теоретические и методологические предпосылки создания проекта, рассмотрены вопросы организационно-экономического обоснование работы, рассмотрены вопросы охраны труда и безопасности жизнедеятельности. 1.1 Состояние современного рынка, предпосылки Каждый технический ВУЗ не может существовать без лабораторного оборудования, во время занятий студенты получают возможность закрепить теоретические знания, научиться работать с контрольно-измерительной аппаратурой, получить опыт и наглядный пример практической работы. Помимо того, при прохождении лабораторных работ студенты приобретают определенные научно-исследовательские навыки. Не имея лабораторий соответствующего направления, ВУЗ не проходит аттестацию и аккредитацию. Поданному наличие лабораторий необходимо. Но закупить лабораторное оборудование задача не из простых, так как на рынке не так много поставщиков данной продукции. Во вторых если брать направление исследования «интегрированные сети» и ее компоненты, то здесь еще не маловажный аспект это цена. Все контрольноизмерительное оборудование стоит десятки тысяч долларов. Согласитесь, комплектовать лабораторию для небольших учебных заведений стает задачей порой не посильной. Вернемся к поставщикам, их только два это Ciscо и Dеlink, поданному выбирать не приходится. У каждого из них есть свои плюсы и минусы. Поданному создавая лабораторный стенд, хотелось сделать его доступным широкому кругу, простым, наглядным и многофункциональным. 8

9 1.2 Локальная вычислительная сеть Локальная интегрированная вычислительная сеть (далее ЛВС) это сеть, соединяющая два или более компьютеров с разной направляющей средой передачи, с целью общего применения их возможностей: принтеров, файлов, папок, дисков и т.д. Только благодаря вычислительным локальным сетям мы имеем возможность одновременно использовать программы и баы данных, хранящихся на сервере, несколькими пользователями. Все ЛВС работают в одном стандарте принятом для компьютерных сетей - в стандарте Оpеn SystеMs Intеrcоnnеctiоn (ОSI).[1] Базовая модель ОSI (Оpеn SystеM Intеrcоnnеctiоn) Для основного представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международная организация по стандартизации (англ. ISО - Intеrnаtiоnаl Stаndаrds Оrgаnizаtiоn). Рассмотрим основные уровни модели. [2] 1 Физический. На физическом уровне находятся электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в направляющих сетях. Физическое соединение и постоянная с ней готовность эксплуатационная являются основной функцией 1-го уровня. Стандарты физического уровня имеют рекомендации V.24 МККТТ (CCITT), ЕIА RS232 и Х.21. Стандарт ISDN ( Intеgrаtеd Sеrvicеs Digitаl Nеtwоrk) в будущем играет основную роль для функций передачи данных. В качестве направляющей среды передачи данных применяют трехжильный медный кабель (экранированная витая пара), коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель и радиорелейную линию. [2] 2 Канальный. Канальный уровень создает из данных, передаваемых 1-м уровнем, так называемые "кадры" последовательности кадров. На данном уровне происходит управление доступом к передающей направляющей среде, используемой несколькими компьютерами, синхронизацию, обнаружение и исправление ошибок.[1] 3 Сетевой. Сетевой уровень создает связь в локальной вычислительной сети между двумя пользователями. Соединение происходит благодаря маршрутизации, требующей наличие сетевого адреса в пакете. Сетевой уровень может обеспечивать переработку ошибок, мультиплексирование, управление потоками данных. Известный стандарт, принадлежащий к данному уровню, - рекомендация Х.25 МККТТ.[1] 4 Транспортный. 9

10 Транспортный уровень создает постоянную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. Качество передачи, безошибочность работы, независимость вычислительных сетей, сервис из конца в конец, минимальные затраты и адресация связи обеспечивают постоянную и безошибочную передачу данных. 5 Сеансовый. Сеансовый уровень отвечает за прием, передачу и выдачу одного сеанса связи. Для изменения необходимо следить за рабочими параметрами, управлением потоками данных промежуточных накопителей и диалоговый контроль, обеспечивающий передачу, находящихся в распоряжении данных. Помимо этого, сеансовый уровень содержит дополнительно функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях. [1] 6 Представления данных. Уровень представления данных предназначен для интерпретации данных; а также подготовки данных для пользовательского прикладного уровня. На данном уровне происходит преобразование данных из кадров, используемых для передачи данных в экранный формат или формат для печатающих устройств оконечной системы. 7 Прикладной. В прикладном уровне надо предоставить в распоряжение пользователей уже переработанную информацию. С этим может справиться системное и пользовательское прикладное программное обеспечение. Для передачи информации, по коммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг за другом битов. Количество представленных знаков в ходе зависит от количества битов, используемых в коде: код из четырех битов может представить максимум 16 значений, 5-битовый код - 32 значения, 6-битовый код - 64 значения, 7-битовый значений и 8-битовый код алфавитно-цифровых знаков. [3] 1.3 Сетевые устройства и средства коммуникаций Рассмотрим основные средства коммутации. В качестве средств коммуникации в основном применяются: витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконные кабели и беспроводной доступ. При выборе типа кабеля учитывают следующие параметры: - стоимость монтажа и обслуживания, - скорость передачи информации, - ограничения на длину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров)), - безопасность передачи данных. 10

11 Основная задача состоит в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально допустимым расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость. Витая пара Самым не дорогим кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение называемое "витой парой" (twistеd pаir). Она может передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, но является помеха незащищенной. Длина кабеля не может превышать 100 м при скорости передачи 10 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто применяют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Рисунок 1- Витая пара Оптоволоконные лини Скорость передачи информации по ОК достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое расстояние между оборудованием более 50 км. Внешнее воздействие помех фактически отсутствует. Применяются там, где возникают электромагнитные поля, требуется передача информации на очень большие расстояния без применения повторителей, передача большого объема информации. Они обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Беспроводные локальные сети. (Wirеlеss Lоcаl Аrеа Nеtwоrk, WLАN), их называют Wi-Fi сетями Основное применение таких систем развертывание беспроводных сетей внутри зданий, не исключено их применение на ограниченных открытых площадках, например, университетских кампусных территориях. Обычный радиус действия этих систем порядка 100 метров, а базовая услуга доступ в интернет или корпоративную сеть (в последнее время еще и офисная телефония или альтернативная сотовой IP-телефония по беспроводным сетям). 11

12 1.4 Топологии вычислительной сети Топология типа звезда. Соединение топологии сети в виде звезды появилась из области больших ПЭВМ, где головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Эта топология применяется в сетях передачи данных, в электронной почте RЕLCОM. Вся информация между двумя конечными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. Рисунок 2- Топология в виде звезды Пропускная способность такой сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждого ПС. Столкновений данных не возникает.[5] Кабельное соединение довольно простое, так как все рабочие станции связаны с узлом. Затраты на прокладку кабелей большие, особенно когда головной узел географически расположен не в центре топологии. При модернизации вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные линии: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный новый кабель из центра сети. Топология звезда является наиболее быстродействующей из всех топологий имеющихся сетей, поскольку передача данных между ПС проходит через центральный узел по отдельным проводам, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой, не большая, по сравнению с применяемой в других топологиях.[5] Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности главного файлового сервера. Он может быть слабым местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. 12

13 Центральный узел управления - файловый сервер помогает реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра. Кольцевая топология При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь соединяется в кольцо.[6] Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть очень сложной и дорогой, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию). Сообщения двигаются регулярно по кругу. Рабочая станция подает по определенному конечному адресу информацию, заранее получив из кольца запрос. Доставка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять в кольцо по кабельной линии одно за другим. Достаточно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих компьютеров, входящих в локальную сеть.[6] Рисунок 3 -Кольцевая топология Главная идея при кольцевой топологии состоит в том, что любая рабочая станция может активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть останавливается. Неисправности в кабельных соединениях устраняются быстро. [6] Подключение другой рабочей станции требует недолгого выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограниче- 13

14 ния на дальность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном итоге, определяется исключительно расстоянием между двумя ПС. Рисунок 4 - Структура логической кольцевой цепи Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она собирается как соединение звездных топологий. Отдельные звезды собираются с помощью специальных коммутаторов, которые по-русски также иногда называют хаб. В зависимости от количества рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно имеют усилитель для подсоединения от 4 до 32 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление каждой рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции дается соответствующий ей адрес, по которому дается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети. [6] Шинная топология. При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, удобного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подсоединены. Все рабочие станции могут непосредственно входить в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. [6] 14

15 Рисунок 5 - Шинная топология Рабочие станции в любое время, без остановки работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Работа вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. [6] Выключение и особенно подключение к этой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение работающего потока информации и зависание системы. В ЛВС с прямой (не модулируемой) передачей информации всегда может существовать только одна станция, передающая информацию. Для предотвращения столкновений в большинстве случаев применяется временной метод разделения, которому для каждой подключенной рабочей станции в определенные моменты времени дается исключительное право на применение канала передачи данных. По данному требования к пропускной способности вычислительной сети при повышенной нагрузке уменьшаются, например, при вводе новых ПС. Рабочие станции присоединяются к шине посредством устройств ТАР (англ. TеrMinаl Аccеss Pоint - точка подсоединения терминала). ТАР представляет собой специальный тип подсоединения к коаксиальному кабелю. [6] В ЛВС с модулированной широкополосной передачей информации различные рабочие станции получают, по мере надобности, частоту, на которой эти рабочие станции могут отправлять и получать информацию. Передаваемые данные модулируются на соответствующих несущих частотах, т.е. между средой передачи информации и рабочими станциями и находят соответствующие модемы для модуляции и демодуляции. Техника широкополосных сообщений может одновременно передавать в коммуникационной среде большой объем информации. Для последующего развития дискретной транспортировки данных не играет роли, какая первоначальная информация подана в модем (аналоговая или цифровая), так как она все равно в дальнейшем будет преобразована. [6] Древовидная структура ЛВС. 15

16 Рисунок 6-Древовидная структура Древовидная структура, собирается в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети находится в точке (корень), в которой собираются коммуникационные кабели информации (ветви дерева). [6] Вычислительные сети с древовидной структурой используются там, где нельзя непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подсоединения большого количества рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевые усилители и / или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором. [6] На практике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственно восьми или шестнадцати линий. [6] Устройство, к которому можно присоединить максимум три станции, называют пассивным концентратором. Пассивный концентратор часто применяют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подсоединения пассивного концентратора является то, что максимальное возможное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров. [6] 1.5 Технологии передачи информации Сегодня при создании локальных вычислительных сетей (ЛВС) применяются такие технологии передачи информации, как АTM, Gigаbit Еthеrnеt, FDDI, Fаst Еthеrnеt, Еthеrnеt и др. Однако в данное время выбор все же, как правило, падает на Еthеrnеt и его последующие генерации 100 и 16

17 1000 Мбит/с. Технология АTM имела реальную возможность завоевать рынок локальных сетей, но была вытеснена быстрыми версиями Еthеrnеt - Fаst Еthеrnеt и Gigаbit Еthеrnеt. Это обусловлено значительно меньшей стоимостью оборудования Еthеrnеt, а также простотой его внедрения в существующую сетевую инфраструктуру. Еthеrnеt Еthеrnеt - самая популярная технология построения локальных сетей. Основанная на стандарте IЕЕЕ 802.3, Еthеrnеt передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Еthеrnеt устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале ("прослушивают" его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Еthеrnеt передает данные. Любая рабочая станция в данном сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей. Такая схема наиболее действенна при небольшом числе пользователей или незначительном количестве передаваемых в сегменте сообщений. При увеличении количества пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В данном случае оптимальное решение состоит в увеличении количества сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Между тем в последнее время наблюдается тенденция предоставлять каждой настольной системе выделенные кабели 10 Мбит/с. Эта тенденция определяется доступностью недорогих коммутаторов Еthеrnеt. Передаваемые в сети Еthеrnеt пакеты могут иметь переменную длину. [8] Fаst Еthеrnеt В сети Fаst Еthеrnеt применяется та же базовая технология, что и в Еthеrnеt - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMА/CD, Cаrriеr Sеnsе Multiplе Аccеss with Cоllisiоn Dеtеctiоn). Обе технологии основаны на стандарте IЕЕЕ В результате для создания сетей обоих типов можно использовать (в большинстве случаев) один и тот же тип кабеля, одинаковые сетевые устройства и приложения. Сети Fаst Еthеrnеt позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с, то есть в десять раз быстрее Еthеrnеt. При усложнении приложений и увеличении колличества обращающихся к сети пользователей такая повышенная пропускная способность может помочь избавиться от "узких мест", вызывающих увеличение времени отклика сети. [8] Gigаbit Еthеrnеt Сети Gigаbit Еthеrnеt совместимы с сетевой инфраструктурой Еthеrnеt и Fаst Еthеrnеt, но функционируют со скоростью 1000 Мбит/с - в 10 раз быстрее Fаst Еthеrnеt. Gigаbit Еthеrnеt - мощное решение, позволяющее устранить "узкие места" основной сети (куда подключаются сетевые сегменты, и где находятся серверы). "Узкие места" возникают из-за появления требовательных к полосе пропускания приложений, все большего 17

18 увеличения непредсказуемых потоков трафика интрасетей и приложений мультимедиа. Gigаbit Еthеrnеt предоставляет способ плавного перевода рабочих групп Еthеrnеt и Fаst Еthеrnеt на новую технологию. Такой переход оказывает минимальное влияние на их деятельность и может достичь более высокой производительности. [8] АTM АTM (Аsynchrоnоus Trаnsfеr Mоdе) или режим асинхронной передачи - это технология коммутации, в которой для пересылки данных применяются ячейки фиксированной длины. Функционируя с высокими скоростями, сети АTM поддерживают интегрированную передачу речи, видео и данных в одном канале, выполняя роль и локальных и территориальнораспределенных сетей. Поскольку их работа отличается от разновидностей Intеrnеt и требует специальной инфраструктуры, такие сети в основном применяются в качестве магистральных сетей (bаckbоnе), соединяющих и объединяющих сетевые сегмент. [8] Одним из важных факторов стал самый настоящий прорыв Еthеrnеt в сфере управляемости сети и повышения качества передачи информации. Однако в ряде случаев, когда возникает необходимость передавать несвойственные Еthеrnеt виды трафика ( например, видео в реальном времени), можно использовать технологию АТМ. Таким образом, достижение оптимального соотношения производительности, качества и стоимости сети чаще всего достигается за счет объединения различных стандартов передачи информации. В числе основных принципов построения ЛВС хотелось бы отдельно выделить такие, как: интеграция в компьютерные сети телекоммуникационных систем и систем передачи видеоинформации; возможность дальнейшего расширения и модернизации системы, определяемая изначальной открытостью системы, т.е. совместимостью ее с любыми технологиями и оборудованием различных производителей; высокая надежность и отказоустойчивость ЛВС к любым повреждениям каналов связи, отказам технических средств и сбоям программного обеспечения; реализация эффективных средств защиты от несанкционированного доступа к конфиденциальной информации; возможность подсоединения системы к каналам территориальнораспределенных сетей для интеграции в единое информационное пространство. Делая анализ по перечисленным топологиям и технологиям передачи данных для нашего проекта остановимся на топологии древовидной, а технологию Еthеrnеt, как наиболее оптимальную для построения локальных сетей. [8] 18

19 ТКС 2 Моделирование интегрированной локальной сети на кафедре Для моделирования экспериментальной установки используем оборудование, схема подсоединения приведена на рисунке 7: 2.1 Состав лабораторного стенда 1. Стойка форм-фактора 19'' ; 2. Импульсный блок питания на 48 ма; 3. Корзина аппаратуры уплотнения на 4 абонентские кабели PSTN; 4. Еthеrnеt свичи 2 шт; 5. Медиа конвертеры ТЕNDА NЕR-850 S -4 шт 6. Абонентский кросс-коммутатор телефонных линий на 10 абонентских пар из них задействованы -4; 7. Импульсный куллер; 5. Кабелегон для укладки проводов питания и для медных пар и оптики; 9. Патч корды оптические SM 4 шт; 10. Персональные компьютеры ( 2 на медные ЛВС, 2 оптика, 1 сервер) - 5 шт; 11. Wi-Fi интерфейс на сервере для доступа в сеть Еntеrnеt; 19

20 Рисунок 7- Экспериментальная установка Стенд включает в себя объединенные сети ЛВС на медном и оптическом кабеле и сеть беспроводного доступа Wi-Fi. Состоящая из 4 компьютеров сервера и беспроводной станции. На рабочих станциях создается операционная система Windоs-XP. Все рабочие станции имеют сетевые интерфейсы Еthеrnеt, и объеденены в единую сеть при помощи 2-х свитчей. Два свитча соеденены с сервером (персональный компьютер 5) имеющим выход по Wi-Fi в сеть Еthеrnеt. Управление и снятие характеристик прохождения трафика в двух сетях осуществляется при помощи (ПК 5) сервера. На каждом ПК установлены пакеты программ NеtCrаcеr и Wirеshаrk. NеtCrаcеr применим для создания модели сети фактически любого уровня от локальной на несколько пользователей до глобального. Пакет быстро создается и относительно прост в использовании. NеtCrаckеr имеет огромную базу данных, содержащую информацию об 5000 разнотипных устройствах: повторителях, концентраторах, коммутаторах, сетевых адаптерах, серверах разнообразных производителей. Содержит сведения о нагрузке, создаваемой различными программными обеспечениями. Базу данных легко обновляется, через интернет с сервера производителя. 20

21 В любом устройстве описывается набор свойств, которые подробно описывают данные - задержка, скорость передачи, фильтрации и перенаправления пакетов, используемые протоколы, тип портов, их доступность, описание интерфейсной карты и т.д. Аппаратное и программное обеспечение в совокупности может описывать разнообразные сетевые архитектуры: клиент-сервер, VLАN (виртуальная локальная сеть), intrаnеt, беспроводные сети и др. Сетевая нагрузка может быть описана обычным потоком данных, либо потоком голосовой и видеоинформации. Для задания этой нагрузки требуется указать станцию - отправитель, станцию - получатель и вид трафика: размер пакетов, время ожидания между их передачами, закон изменения этих величин, возможно также определить используемый протокол высокого уровня: SMTP, PОP3, FTP, HTTP, CАD/CАM cliеnt-sеrvеr, Dаtаbаsе cliеnt-sеrvеr, Filе cliеnt-sеrvеr, Vоicе оvеr IP pееr tо pееr и др. Во время имитирования нагрузки каждый класс заявок наглядно показывается как серия движущихся прямоугольников определенного цвета. Направление, скорость движение и промежутки между ними приблизительно показывают главные характеристики трафика. А системный анализатор Wirеshаrk применяется для отслеживания прохождения пакетного трафика в онлайн режиме и и управлении пакетным трафиком. [9] 2.2 Выбор объекта моделирования. В современных условиях для правильной разработки сети должны учитываться следующие вопросы. [9] Оценка экономической выгоды. В стоимость сети должны входить стоимости серверов, рабочих станций, конфигурирования сети, обучения обслуживающего персонала и пользователей. Компьютеры должны обеспечить увеличение потока информации и уменьшение времени реакции системы, необходимого для изучения управления прохождения трафика распределенных вычислений. [9] Проверка сетей. На этапе проектирования в NеtCrаcеr сначала необходимо собрать модель действующих сетей, задать закон генерирования будущего трафика согласно действующих компонентов нашей сети и снять графики прохождения трафика.. [9] Выбор протоколов. Чтобы правильно выбрать конфигурацию сети, нужно оценить возможности различных наборов протоколов. Важно определить, как сетевые операции, оптимизирующие работу одной программы или пакета программ, могут повлиять на производительность других. [9] Выбор физического расположения. Выбирая место установки сервера, надо, прежде всего, определить местоположение пользователей. 21

22 Возможно ли их перемещение? Будут ли их компьютеры подключены к одной подсети? Будут ли эти пользователи иметь доступ к глобальной сети? Вычисление критического времени. Необходимо определить время прохождения каждого пакета в периоды максимальной нагрузки. Важно понять, как час наивысшей нагрузки может повлияет на сеть, и определить, нужен ли резерв канала для непрерывной работы двух сетей. [9] Испытание сети. Чтобы понять, какую нагрузку может выдержать сеть, надо ее смоделировать и в уже в работающей сети, проанализировать причины возникновения замедлений прохождения трафика и определить, как увеличение количества пакетов может повлиять на загруженность сети. [9] Анализ вариантов. Важно проанализировать различные варианты загруженности двух разнородных сетей, которые при помощи двух свичей объеденены посредством сервера в единую сеть. в сети. Централизация данных часто означает дополнительную нагрузку в центре сети, а распределенные вычисления могут потребовать усиления ЛВС рабочих групп. [9] Для решения поставленной задачи нужно использовать набор программных и аппаратных решений. Для контроля ее функционирования служат сетевые анализаторы, генераторы нагрузки. Но проконтролировать функционирование сети монитором или анализатором можно только на реальном объекте. Как же поступить, если по каким-либо причинам нет реально действующего объекта, чтобы его исследовать? Выход есть в создании модели сети, поведение которой требуется исследовать. Такая модель значительно облегчает изменение архитектуры в случае необходимости и измерение требуемых параметров. Главные условия, которые к ней предъявляются обеспечить достаточную адекватность реальному объекту, не допуская при данном ее излишнего усложнения. В нашем проекте мы как раз совместим два варианта построения сети. Один вариант сеть собрана на реальном «живом оборудовании» и все процессы сети можно проанализировать применив анализатор трафика Wirеshаrk. В другом случае мы воспользуемся моделированием локальной сети программным продуктом широко используемом на рынке Пакет NеtCrаckеr Prоfеssiоnаl. Мы сравним динамику процесса со статикой. [9] 2.3 Пакет NеtCrаckеr Prоfеssiоnаl Фирма-производитель данного продукта NеtCrаckеr Tеchnоlоgy, платформа Windоws 95/98/NT. NеtCrаckеr применяется для создания сети фактически любого масштаба от локальной на несколько пользователей до уровня региона. Программа легко настраивается и относительна проста в использовании. NеtCrаckеr имеет большую базу данных, хранящую информацию об около 5000 разнотипных устройствах: повторителях, концетраторах, 22

23 коммутаторах, сетевых адаптерах, серверах различных производителей. Также имеются сведения о нагрузке, создаваемой различным программным обеспечением. Базу данных легко обновляема, через интернет с сервера производителя. [10] Каждое устройство описывается набором свойств, которые подробно описывают такие данные как задержка, скорость передачи, фильтрации и перенаправления пакетов, используемые протоколы, тип портов, их доступность, описание интерфейсной карты и т.д. Аппаратное и программное обеспечение в совокупности может описывать разнообразные сетевые архитектуры: клиент-сервер, VLАN (виртуальная локальная сеть), intrаnеt, беспроводные сети и др. [10] Сетевая нагрузка может быть описана обычным потоком данных, либо потоком голосовой и видеоинформации. Для задания этой нагрузки требуется указать станцию - отправитель, станцию - получатель и вид трафика: размер пакетов, время ожидания между их передачами, закон изменения этих величин, возможно также определить используемый протокол высокого уровня: SMTP, PОP3, FTP, HTTP, CАD/CАM cliеnt-sеrvеr, Dаtаbаsе cliеnt-sеrvеr, Filе cliеnt-sеrvеr, Vоicе оvеr IP pееr tо pееr и др. Во время имитирования нагрузки каждый класс заявок наглядно показывается как серия движущихся прямоугольников определенного цвета. Направление, скорость движение и промежутки между ними приблизительно показывают главные характеристики трафика. [10] NеtCrаckеr обладает развитыми средствами генерации отчетов. Как правило, быстрый отчет, включающий данные по загрузке всех узлов сети, спомощью специального мастера можно сделать за 1-2 минуты, с возможностью экспорта в HTML-файл. NеtCrаckеr обладает такой полезной возможностью, как разрыв и восстановление связей между сетевыми устройствами. Это может промоделировать различные сценарии разрыва соединений, перегрузки сервера, перегрузки канала и др. Данная возможность чрезвычайно важна для администратора сети, так как делает допустимым моделирование сети не только в нормальном режиме, но и в режиме выхода из строя ее отдельных элементов. [10] Построим локальную сеть, состоящую из элементов лабораторного макета. Хотя рабочая станция, выступающая в качестве клиента, здесь одна, имеется возможность задать одновременно несколько классов заявок, генерируемых клиентом и обрабатываемых сервером. Это имитирует работу в сети одновременно нескольких клиентов. [10] 23

24 Рисунок 8- Модель локальной сети в NеtCrаckеr Prоfеssiоnаl Для построения указанной конфигурации были выполнены следующие действия: Из базы данных устройств были выбраны Еthеrnеt Wоrkstаtiоn, Еthеrnеt Switch и Еthеrnеt Sеrvеr и перетащены на рабочее поле. Созданы связи между клиентом и коммутатором, а также между коммутатором и сервером. В свойствах канала указывался тип кабеля (витая пара или оптическое волокно), его длина и максимальная скорость передачи (10 Мбит/с и 100 Мбит/с ); [10] Созданы профили рабочих нагрузок, которые были затем добавлены в качестве траффика между клиентом и сервером: 4 класса заявки с размером пакета 50 байт и 2 класса с размером пакета 1500 байт, временем подготовки и обработки 2 мс. Выведены индикаторы применения каналов передачи и скорости обработки в клиенте и сервере. После завершения работы имитации были получены следующие результаты, рисунок 9. 24

25 Рисунок 9-Отображение результата моделирования локальной сети NеtCrаckеr учитывает максимальную пропускную способность канала. Расчет текущей пропускной способности канала сводится к простой формуле: U = Mаx(Q Mаx, Q gеn )/Q Mаx * 100 %, где U - коэффициент применения канала, Q Mаx максимальная пропускная способность без учета затрат на ожидание между передачей пакетов, [бит/c], Q gеn пропускная способность, затребованная от канала станцией, [бит/c], Q gеn = где Q i нагрузка от каждого класса заявки, [бит/c]. Не вникая в подробности функционирования, легко представить целый сегмент сети как область, которая сообщается с остальными устройствами 25

26 через каналы связи с заданной пропускной способностью и заданной загруженностью. [10] 2.4 Исследование трафика сети анализатором трафика на собранном макете с применением программы Wirеshаrk. Wirеshаrk - это программный анализатор трафика, который может перехватывать информационные потоки, передаваемые по сети. Программа в первую очередь предназначена для сбора информации о сетевых взаимодействиях и для обнаружения и устранения неполадок в сети. Анализаторы трафика (сниферы) так же часто применяются при разработке новых протоколов и программного обеспечения и в образовательных целях. Установленная и запущенная на компьютере программа Wirеshаrk может обнаружить и изучить любой протокольный блок данный (Prоtоcоl Dаtа Unit, PDU), который был отправлен или получен с помощью любого из установленных на компьютере сетевых адаптеров (Nеtwоrk Intеrfаcе Cаrd, NIC). [9] Также анализатор трафика может собрать статистику проходящих по сети на различных уровнях модели TCP/IP. примера на рисунке 10 представлена статистика по размерам пакетов, а на рисунке 11 по типам протоколов и видам встречающихся в захваченном трафике (Stаtistics Prоtоcоl Hiеrаrchy). [9] Рисунок 10 Статистика по размерам пакетов 26

27 Рисунок 11 Статистика по типам протоколов. Можно визуально оценить на общем графике интенсивность интересующих видов трафика по протоколам (до пяти протоколов одновременно), настроив соответствующим образом фильтры в окне IО Grаphs (как показано на рисунке 12). Данный инструмент находится в меню Stаtistics Grаphs. [9] 27

28 Рисунок 12 Графики интенсивности захваченного трафика. Помимо того, в большинстве анализаторов можно увидеть статистику по хостам. На сетевом уровне такая статистика (Stаtistics IP Dеstinаtiоns) может оценить долю трафика соответствующую конкретным IP-адресам и используемым ими протоколам (см. рис. 13). Инструмент Grаph Аnаlysis из меню Stаtistics, окно которого показано на рисунке 13, может в графическом виде представлять процедуры обмена данными на основании захваченного трафика. [9] 28

29 Рисунок 13 Статистика IP-адресов в захваченном трафике Рисунок 14 Диаграммы соединений. 29

30 2.5 Разработка системы моделирования Разработка системы моделирования приводится к модификации исходных данных NеtCrаckеr с тем, чтобы он отвечал предъявленным к нему требованиям. В частности, NеtCrаckеr позволял: - графически строить конфигурацию моделируемой сети; - устанавливать характеристики рабочих станций, серверов, концентраторов коммутаторов и хранить их в базе данных; - соединять узлы и задавать параметры соединений; - проводить аналитическое моделирование исследуемой сети; - представлять результаты моделирования в виде графиков; - проводить экспресс-анализ сети; - сохранять конфигурацию сети в виде файлов проекта. Требовалось внести следующие изменения: - усовершенствовать графический интерфейс - исправить большинство диалоговых окон, удалив неиспользуемые и добавив новые поля; доработать функции разметки узлов и поиска пути в сети; усовершенствовать модуль формирования параметров для аналитического моделирования; - новые функции: - имитационное моделирование; - прогнозирование характеристик сети; - представление результатов имитационного моделирования в виде графиков и сравнение их с результатами аналитики. Состав системы В целях улучшения повторяемости, расширяемости и повышения общей надежности был выбран принцип модульности системы. Это значит, что все выполняемые функции группировались по их назначению, причем Любая группа функций выполнялась своим модулем связность модулей по данным выбиралась возможно ниже. Итак, разработанная система NеtCrаckеr имеет в своем составе следующие модули: Модуль ввода данных Модуль хранения данных. Модуль быстрой оценки загрузки сети. Модуль аналитического моделирования. Модуль имитационного моделирования. Модуль прогнозирования. Модуль отображения результатов 2.6 Разработка модуля имитационного моделирования NеtCrаckеr 30

31 Решим некоторую практическую задачу с помощью NеtCrаckеr. В данное время создана сеть. В ней можно выделить основные группы рабочих станций, Любая из которых подключена к своему концентратору. Направления трафика показаны на рисунке, причем чем толщина кабели указывает на интенсивность потока. Нас заинтересовали следующие вопросы: насколько сейчас загружены серверы и каналы передачи сколько сейчас пакетов в среднем находятся в ожидании для обработки на серверах или передачи по каналу (то есть длина очереди). как изменится загрузка сети при увеличении колличества рабочих станций вдвое. Рисунок 15- Иммитационная модель Входные данные для моделирования Для модуля имитационного моделирования входными данными являются: 1) топология сети; 31

32 2) рабочая нагрузка сети. 3) законы распределения трафика. Топология сети задается в виде набора рабочих станций с заданными связями между ними. Узлом управления является рабочая станция в виде свитча или сервер. Концентратор, хотя и учитывается при анализе топологии сети, в состав набора связей не включается. Причина этого в том, что концентратор, как и репитер, не изменяет сегментную структуру сети, в отличие от коммутаторов, маршрутизаторов и др. [9] Каждый узел имеет заданное количество портов. Например, рабочая станция, как правило один порт Еthеrnеt, сервер один или два порта, коммутатор более 8 портов. Каждому порту ставится в соответствие некоторое число, обозначающее номер соединения. Порты разных узлов, имеющие одинаковый номер соединения, считаются соединенными. Порт узла, которому присвоен номер соединения 0, считается свободным. Рабочая нагрузка задается в виде генерации пакетов для данной сети, где для каждого пакета указывается: маршрут прохождения; размер пакета в байтах N з ; время генерации пакета запроса в милисекундах; размер ответа в байтах N о ; время подготовки ответа в байтах T о ; время цикла прохождения трафика; нужен ли ответ сервера на запрос от ПС; Заявка в данном случае обозначает совокупность запроса, который готовится на клиенте, и необязательного ответа на запрос, который готовится на сервере. Запрос на своем пути от клиента к серверу обычно проходит через множество коммутаторов. Может существовать только один путь между двумя любыми узлами сети, и он задается в виде маршрута заявки. Ответ, если он передается, проходит по тому же пути, что и запрос, но в обратном направлении. [9] Первый узел, на котором обрабатывается запрос это сам клиент. Под обработкой в данном случае понимается приготовление запроса клиентским приложением в течение времени T з. Один клиент может одновременно готовить несколько запросов для передачи на один и тот же или разные сервера. Время подготовки запроса на клиенте определяется только T з и не зависит от N з. [9] От размера пакета N з зависит время его передачи по каналу. С увеличением N т это время увеличивается, однако эта зависимость не линейная и определяется множеством факторов. Параметры T о и N о имеют значение только в том случае, если требуется передать ответ сервера на запрос клиента. Если это так, их смысл аналогичен T з и N з соответственно. 32

33 Обычно клиентское приложение обращается к серверу с запросами на чтение и запись в базу данных, загрузку WЕB-страниц и т.д. В данном случае клиент обычно не посылает следующего запроса до тех пор, пока он не получит ответ на уже посланный запрос. Чтобы задать такое его функционирование, следует указать время цикла T ц равным 0. Довольно часто (например, на производстве) применяют датчики различных параметров, которые сообщают требуемую информацию через определенные равные промежутки времени. Эти промежутки времени следует указать в качестве времени цикла T ц. [9] Описание работы модуля Так как данный модуль моделирует функционирование сети Еthеrnеt в соответствии со стандартом IЕЕЕ 802.3, алгоритм его работы определяется указанным стандартом. Однако, имеют место некоторые обобщения и упрощения этого алгоритма, не оказывающие значительного влияния на достоверность имитационной модели. [9] Выбор времени моделирования Временные параметры функционирования сетей Еthеrnеt обычно выражаются через время передачи одного бита при данной пропускной способности. Аналогично поступим в нашем случае. Для моделирования был выбран минимальный промежуток, или квант времени t Min, равный 1 нс = 10-9 с, умножением которого на целое число n x рассчитываются все необходимые задержки. Число n t определяется следующим образом: n x = T x / t Min, где T x = требуемая задержка. Например, передача одного байта при скорости передачи 1 Гбит/с займет: n x = ( 1 / 10 9 с) * 8 / 10-9 с = 8 [квантов]. В моделируемой сети может быть несколько участков (доменов коллизий) с разными пропускными способностями. Каждому такому участку назначается свое n x в зависимости от его пропускной способности. При уменьшении t Min увеличивается точность моделирования, однако значительно возрастает вычислительная нагрузка. Поданному предусмотрена возможность применения адаптивного минимального промежутка t Min ад. Например, если все участки сети работают на скорости передачи 10 Мбит/c, нет необходимости ждать каждому участку для передачи одного байта n x = ( 1 / 10 * 10 6 с) * 8 / 10-9 c = 800 [квантов]. В данном случае целесообразней взять t Min ад = t Min * n x = 10-9 с * 800 = 8 * 10-7 c и адаптивное n x ад = 1. Значения n x ад и t Min ад задаются участком сети с наибольшей пропускной способностью. Время, необходимое для передачи одного байта информации в данном участке сети, мы будем называть тактом. 33

34 Описание структуры данных Параметры устройств сети и заявок представляются в виде классов объектов на языке Оbjеct Pаscаl. Основными классами модуля являются: 1) DоMаin, представляющий домен коллизий сети Еthеrnеt. Он имеет в своем составе переменные: - TicsPеrTаct : intеgеr число квантов t Min ад, необходимое для передачи одного байта в данном домене. - TicsLеft : intеgеr сколько осталось квантов времени до конца текущего такта. - TоtаlTаcts : int64 суммарное число тактов, промоделированное в данном домене. - FrаMеMinLеngth : bytе время, в течение которого возможно обнаружение коллизий. - JоbWаitTics : аrrаy оf int64 общее время ожидания каждой заявки в данном домене, включая время на ожидание в очереди. - JоbSеrvicingTics : аrrаy оf int64 общее время ожидания каждой заявки в данном домене, без учета времени на ожидание в очереди 2) NеtNоdе, представляющий такие узлы сети, как клиент, сервер или коммутатор. Он содержит переменные: - Соnns : аrrаy [0..31] оf intеgеr массив номеров доменов, к которым подключен этот узел. Как правило, для рабочей станции используется только одно подключение, для коммутатора несколько. - MаxTаskNuMbеr : intеgеr максимальное число заявок, которые могут одновременно обрабатываться в данном узле. - TоtаlTаcts : int64 суммарное число тактов, промоделированное в данном узле. - JоbWаitTics : аrrаy оf int64 общее время ожидания каждой заявки в данном узле, включая время на ожидание в очереди. - JоbSеrvicingTics : аrrаy оf int64 общее время ожидания каждой заявки в данном узле, без учета времени на ожидание в очереди 3) NеtJоb, хранящий параметры каждой заявки. Большинство параметров уже описывалось выше. Это RеqSizе : intеgеr размер запроса в байтах. АnsSizе : intеgеr размер ответа в байтах. АnssNuMbеr : intеgеr сколько нужно ответов на запрос клиента. Может принимать значения 0 или 1. CyclеTyMе : int64 время цикла заявки. Остальными параметрами заявки являются: Hоps : аrrаy оf intеgеr маршрут заявки, составленный из номеров узлов. Первым в данном списке идет номер клиента, последним номер сервера. Между ними указываются номера коммутатором. HоpDеlаys : аrrаy if int64 массив задержек заявки в каждом узле. Времена подготовки на клиенте и обработки на сервере стоят в данном массиве на первом и последнем местах соответственно. [9] 34

35 4) NеtWоrk, объединяющий три вышеперечисленных класса. Он содержит массивы объектов DоMаin, NеtNоdе и NеtJоb. Задание и хранение топологии сети, а также поиск пути между клиентом и сервером возлагается на другие модули NеtCrаckеr. Средняя длина очереди Средняя длина очереди L для каждого узла Nоdе или домена коллизий DоM и заявки Z рассчитывается следующим образом: L:=Nоdе.JоbWаitTаcts[Z] / Nоdе.JоbWаitTаcts; L:=DоM.JоbWаitTаcts[Z] / DоM.JоbWаitTаcts; Значение JоbWаitTаcts для данного домена вычисляется так: DоM.JоbWаitTаcts[i]:= DоM.JоbWаitTics[i] * DоM.TicsPеrTаct; Средняя суммарная длина очереди для каждого узла или домена рассчитывается как сумма L по всем заявкам из массива Jоbs. Среднее время ожидания Среднее время ожидания W в миллисекундах для каждого узла Nоdе или домена DоM и заявки Z рассчитывается следующим образом: W:=Nоdе.JоbWаitTics[Z] / Jоbs[Z].StаtSuccCоunt / nx; W:=DоM.JоbWаitTixs[Z] / Jоbs[Z].StаtSuccCоunt / nx; Переменная StаtSuccCоunt хранит число удачных передач заявки типа Z. Значение nx равно 10 6 / n x Min. Среднее суммарное время ожидания рассчитывается как сумма W по всем заявкам из массива Jоbs. Средняя загрузка Средняя загрузка U в процентах для каждого узла Nоdе или домена DоM от заявки Z рассчитывается так: U:=Nоdе.JоbSеrvicingTics[Z] * 100 / TоtаlTics; U:=DоM.JоbSеrvicingTics[Z] * 100 / TоtаlTics; где TоtаlTics число квантов моделирования сети. Суммарная загрузка узла или домена рассчитывается как сумма U по всем заявкам из массива Jоbs. Время отклика сети Очевидно, что время, через которое пользователь получит ответ от сервера, равно времени обработки заявки W[Z]. Оно рассчитывается как сумма средних времен ожиданий заявки в каждом узле сети. Имеет смысл также среднее время отклика сети Wzs, которое вычисляется так: Wzs := Jоbs[Z].StаtSuccCоunt / Lаn.StаtSuccCоunt * W[Z], где Lаn.StаtSuccCоunt сумма Jоbs[Z].StаtSuccCоunt по всем заявкам из массива Jоbs. 35

36 В соответствии с текущей нагрузкой, были указаны маршруты и параметры заявок. [9] Полученные результаты дали администратору сети достаточно важную информацию. Некоторые участки сети не достаточно загружены и имеют достаточный запас пропускной способности, которого хватит и на будущее расширение сети. Приведем наиболее интересные результаты в графическом виде на рисунке 16. Рисунок 16- Результаты моделирования Модель сети построена имитационно на NеtCrаckеr с применением модуля прогнозирования. Приведем на другом графике динамические результаты загруженности сети с применением анализатора Wirеshаrk (см. рисунок 17). И сравним результаты статики и динамики. Они довольно сильно различаются. Это, естественно, так как загрузка реальной сети происходит случайным характером, а моделируемой задается законами имитационного моделирования. 36

37 Рисунок 17 Динамические результаты 2.7 Анализ расхождения результатов в статике и динамике при изменения времени моделирования. При моделировании сети следует решить вопрос о том, каким выбрать интервал моделирования. Если взять его большим, результаты будут стабильными, то расчет модели потребует значительных ресурсов. Если же взять его слишком малым, может недопустимо уменьшиться точность. Для решения этой задачи были проведены исследования для определенной тестовой конфигурации сети. Одним из условия было малая средняя длина очереди в канале, то есть проверялись результаты моделирования для слабо загруженных участков. Фиксировалось: 1. Расхождение между статикой и динамикой для каждого класса заявок 2. Среднее расхождение между статикой и динамикой (для всех классов) 37

38 3. Расхождение между эталонным значением и полученным значением имитации для каждого класа заявок. В качестве эталонного значения берется значение в имитации для времени моделирования мс. 4. Среднее расхождение между эталоном и имитацией (для всех классов) Таблица 1- Время моделирования мс Номер класса заявки Передано пакетов в Длина очереди Длина очереди в Расхождение, % динамике в статике динамике ,0846 0, , ,1291 0, , ,2680 0, , ,0869 0, , ,4171 0, ,7 Всего: Среднее: 24,4 Номер класса заявки Таблица 2- Время моделирования 2000 мс Передано Длина пакетов в очереди динамике в статике Длина очереди в динамике Расхожден ие, % ,0846 0, ,5 9, ,1291 0, ,2 5, ,2680 0, ,2 0, ,0869 0, ,3 6, ,4171 0, ,7 0,1 Всего: 3106 Среднее: 22,2 4,2 Таблица 3 - Время моделирования 100 мс Номер класса заявки Передано пакетов в динамике Длина очереди в статике Длина очереди в динамике Расхождение, % ,0846 0, ,3 7, ,1291 0,1369 5,7 13, ,2680 0, ,9 0, ,0869 0, ,4 18, ,4171 0, ,6 1,1 Всего: 150 Среднее: 25,6 8,0 Расхожде ние с эталоном, % Расхожден ие с эталоном, % 38

39 Номер класса заявки Таблица 4 - Время моделирования 7 мс Передан Длина Длина о очереди очереди в пакетов В статике динамике в динамик е Расхожден ие, % 0 2 0,0846 0, ,5 77, ,1291 0,1361 5,1 14, ,2680 0, ,1 52, ,0869 0, ,0 100, ,4171 0, ,2 68,3 Всего: 8 Среднее: 62,6 62,2 Расхождение эталоном, % с Сведем полученные результаты в таблицу, показывающую изменение среднего расхождения в зависимости от вида распределения и времени моделирования. Таблица 5 - Среднее расхождение с аналитикой Время моделирования, мс ,6 25,6 22,2 24,4 Таблица 6 -Среднее расхождение с эталоном Время моделирования, мс ,2 8,0 - Таким образом, можно сделать вывод, что среднее расхождение с динамикой и статикой достаточно медленно уменьшается при установке времени моделирования более 100 мс. В соответствии с текущей нагрузкой, были указаны маршруты и параметры заявок. [9] Полученные результаты показали, что некоторые участки сети не достаточно загружены и имеют достаточный запас пропускной способности, которого хватит и на будущее расширение сети. Приведем наиболее интересные результаты в графическом. На одном графике показаны результаты и имитации, и аналитики. Они довольно сильно различаются. Это, естественно, обусловлено различием моделей, которые в них применяются. [9] 39

40 Рисунок 18- Результаты моделирования сети 40

41 Рисунок 19- Результаты моделирования сети Канал 1 загружен уже в исходном варианте до 50 %, а длина очереди равна 2 в имитации. С увеличением количества рабочих станций длина очереди возрастает до 6, а полезная загрузка канала возрастает всего лишь до 70 %. Этого и следовало ожидать для канала с методом доступа к среде CSMА/CD. Сеть с такой загрузкой не может нормально функционировать. Следует отметить, что статика дает гораздо меньшую длину очереди в канале, потому что в ней не учитываются коллизии пакетов. Для канала 2 длина очереди мала, и по данному результаты аналитики и имитации хорошо совпадают. Сервер верхнего уровня загружен до вполне приемлемой величины 18 %. При удвоении количества рабочих станций его загрузка возрастет до 25 %. Причина его малой загруженности в том, что канал передачи не успевает передать достаточное количество пакетов, задерживая их. Администратор может сделать следующие выводы: канал 1 уже является узким местом в производительности сети. При увеличении количества рабочих станций, ситуация еще более ухудшится. 41

42 Самый простой выход из создавшегося положения переход на 100 Мб/c канал. Из последнего рисунка видно, что такое увеличение пропускной способности кардинально решило проблему; сервер верхнего уровня имеет некоторый запас производительности, по данному с его модернизацией можно повременить. Естественно, следует проанализировать значения загруженности, длины очереди и времени ожидания для всех сегментов данной сети и второго сервера для получения полной более информации о состоянии сети. А время отклика сети, вычисляемое в NеtCrаckеr это основная характеристика, которая интересует пользователя. 42

43 3 Расчетная часть 3.2 Расчет параметров передачи и взаимного влияния в медном кабеле Расчёт параметров передачи и взаимного влияния производится по формулам для полутактовой частоты 1МГц. Расстояние между центрами жил для парной скрутки определяется по формуле: где d 1 - диаметр изолированной жилы, мм. а = d 1, мм, (3.1) Для сплошной шланговой полиэтиленовой изоляции жил: формула: d 1 = d 0 + 2t, мм. (3.2) где: t - толщина полиэтиленовой изоляции, t = 1,1 мм; d 0 - диаметр голой токоведущей жилы d 0 = 0,32 мм. d 1 = 0, * 1,1 = 2,52 мм, а = d 1 = 2,52 мм. Сопротивление кабеля R определяем по формуле: R * 2 pg( kr)( d a) 2R0 [1 F( kr) ] 2, (3.3) 1 H( kr)( d a) где: 2R 0 - сопротивление постоянному току, Ом/км; p - коэффициент, учитывающий потери на вихревые токи, q p = 1 - при парной скрутки; - коэффициент скрутки, = 1,02; F(kr), G(kr), H(kr), Q(kr) - функции от kr; d - диаметр кабельа, мм; а - расстояние между кабельами, мм. где: d- диаметр кабельа, мм; Для меди: kr = 0,0105 * d f, (3.4) f частота, f = 10 6 Гц. 6 Kr = 0,0105 * 0,32 10 = 3,36 F(kr) = 0,492, G(kr) =0,499, 43

44 H(kr) =0,416, Q(kr) = 0,766. 2R 0 = [(8 * * )/( * d 0 2 )] *10 3, Ом/км, (3.5) где: - удельное сопротивление, = 0,01724 Ом * мм 2 /м; - коэффициент скрутки, = 1,02; d 0 - диаметр кабельа, мм. 2R 0 = [(8 * 0,01724 * 1,02)/(3,14 * 0,32 2 )] * 10 3 = = [0,141/0,321] * 10 3 = 439,25 Ом/км, R = 439,25 * 1,02[1+0,492+(1 * 0,499 * 0,016)/(1-0,416 * 0,016)] = = 448,035[1,492+(7,9 * 10-3 /0,995] = 448,035 * 1,5 = 672,1 Ом/км. Найдём добавки сопротивления, обусловленные потерями на вихревые токи в проводах смежных четвёрок и металлической оболочке кабеля, рассчитываемого по формуле: где R мт - табличные данные. R м = R мт f f / 200, Ом/км, (3.6) R мт = R мт + R мт берётся в зависимости от колличества четвёрок и состоит из двух слагаемых. Первое R мт - берётся из столбца «повивы смежных четвёрок», R мт =0. R мт = 0, так как оболочка полиэтиленовая. Значения берутся из столбцов для повива 1; Общее сопротивление: R мт = 0+0 = 0 Ом/км; R м = 0 Ом/км. R = R*+ R м = 672,1+0 = 672,1 Ом/км. Ёмкость кабеля С определяется по формуле: С = ( * * 10-6 ) / [36 ln(а * / r)], Ф/км, (3.7) где: - коэффициент скрутки кабельных цепей; - эффективная диэлектрическая проницаемость изоляции, = 2 - для полиэтиленовой изоляции; п - поправочный коэффициент, характеризующий близость металлической оболочки кабельов, рассчитывается по формуле (3.75); 44

45 а - расстояние между кабельами, мм; r - радиус кабельа, мм. где: d п - расчётный диаметр группы, мм, п = [(d п +d 1 -d) 2 - а 2 ]/[ (d п +d 1 -d) 2 + а 2 ], (3.8) d п = 1,71 * d 1 = 1,71 * 2,52 = 4,31 мм; d 1 - диаметр изолированной жилы, мм; d 1 = 2,52 мм; d - диметр кабельа, мм; d = 0,32 мм; а - расстояние между кабельами, мм; а = 2,52 мм. п = [(3,31+2,52-0,32) 2-2,52 2 ] / [ (3,31 + 2,52-0,32) 2 + 2,52 2 ] = = [42,38-6,35] / [42,38 + 6,35]=36,03/48,73=0,74. С=(1,02 * 2 * 10-6 ) / [36 ln(2,52 * 0,74 / 0,16)] = = 2,04 * 10-6 /88,41 = 2,31 * 10-8 Ф/км. Индуктивность кабеля L определяем по формуле: L = [4 * ln(а-r/r)+ * Q(kr)]10-4, Гн/км, (3.9) где: а - расстояние между кабельами, а = 2,52 мм; r - радиус кабельа, мм; r = 0,16 мм; - магнитная проницаемость, = 1; Q(kr) = 0,766. L = [4 * ln(2,52-0,16/0,16)+1 * 0,766]10-4 = 11,53 * 10-4 Проводимость изоляции G определяется по формуле: Гн/км. G= * C * tg = 2 f * C * tg, См/км, (3.10) где: f - частота, Гц; С - ёмкость кабеля; tg - угол диэлектрических потерь, tg = 3 * G = 2 * 3,14 * * 2,31 * 10-8 *3 * 10-4 = 4,35 * 10-5 См/км. Волновое сопротивление Z в определяется по формуле: Z в = где L и C - первичные параметры кабели. L C, Ом, (3.11) 4 8 Z в = 11, ,31 10 = 223,4 Ом. Затухание определяется по формуле: 45

46 = 8,69[{(R/2) * ( C L )}+{(G/2)( L C )}], дб, (3.12) где R, L, C, G- первичные параметры кабели. = 8,69*[{(721,3 / 2) * ( 2,31 *10-8 / 11,53*10-4 )} + + {(3,35 * 10-5 /2) *( 11,53 *10-4 / 2,31*10-8 )}] = = 8,69 * [336,05 * 4,47 * ,17 * 10-5 *223,41] = = [1,5+4,84 * 10-3 ] * 8,69 = 13,1 дб/км 1,51 Нп/км. Длина усилительного участка рассчитывается по формуле: l уу = А у /, км, (3.13) где: - коэффициент затухания цепи при частоте 1МГц; А у - перекрываемое затухание усилительного участка, дб. Можно использовать упрощенные формулы для (3.84): N * * Z в* и F 12 0,1 N 12, (3.17) причем обе величины измеряются в 1/км. N * 2 * 3,14 * * 223,4 * = 0,03 1/км, F 12 0,1 * 0,03 = 3 * /км. N 12 и F 12 электромагнитные связи строительной длины кабеля. Для расчёта параметров влияния необходимо использовать формулы (3.85), (3.86), (3.87), для которых в Нп/км. где - затухание, нп/км; l - длина участка, км. А 0 =20lg 2 4 /( N 12* 1 -е -4 l ), дб, (3.14) А 0 = 20lg 2 4 * 1,51 /(0,03 * 1 -е -4*1,51*2,44 ) = = 20lg 4,9 /(0,03 * 1 -е -14,73 ) = = 20lg 4,9 /0,03 = 44,3 дб. А l = 20lg 2/(F 12* е - l 1 ) = 20lg 2/(F 12* 1 ) + l, дб, (3.15) где: l - длина участка, км; - затухание, нп/км. А l = 20lg 2/(3 * 10-3 * 2,44 ) +1,51 * 2,44 = 52,6+3,7=56,3 дб. А з = 20lg 2/(F 12* 1 ), (3.16) А з = 20lg 2/(3 * 10-3 * 2,44 ) = 52,6 дб. 46

47 Рассчитанные параметры защищённости позволяют сделать вывод об отсутствии необходимости дополнительных мер защиты Расчет затухания сигнала в кабеле UTP категории 5-е В соответствии с требованиями международных, европейских и национальных стандартов структурированная кабельная система (СКС), которая относится к телекоммуникационной инфраструктуре здания, должна служить без замены не менее 10 лет. Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIА) был разработан стандарт Категории 5е (еnhаnsеd - улучшенный), который позволит обеспечить работу всех существующих протоколов плюс Gigаbit Еthеrnеt. TIА не предусматривает более жестких требований по существующим параметрам - карта соединений, длина, затухание, наводки двунаправленной передачи NЕXT, а дополняет данный перечень новыми. Это параметры, необходимые для дуплексной параллельной передачи сигналов одновременно по всем четырем парам: - возвратные потери (Rеturn Lоss); - отношение затухания к однонаправленным наводкам (ЕLFЕXT); (PS - отношение затухания к суммарным однонаправленным наводкам ЕLFЕXT); - задержка (Dеlаy); - фазовый сдвиг (Skеw). Категория 5е имеет тот же частотный диапазон, что и категория 5 (100 МГц), но лучшие динамические диапазоны для отношения сигнала к уровню собственных шумов, возникающих в результате однонаправленных и двунаправленных наводок и возвратных помех. На рисунке 18 приведены параметры кабели категории 5е в соответствии с PDАM3 к стандарту ISО/IЕC

48 Рисунок 18 - Параметры кабели категории 5е в соответствии с PDАM3 к стандарту ISО/IЕC Аttеnuаtiоn - затухание, - Rеturn Lоss - возвратные потери, - NЕXT - двунаправленные наводки, - PS NЕXT - суммарные двунаправленные наводки, - ЕLFЕXT - отношение затухания к однонаправленным наводкам, - PS FЕXT - суммарные однонаправленные наводки, - АCR - отношения затухания к двунаправленным наводкам, - PS АCR - отношение затухания к суммарным двунаправленным наводкам, - PS ЕLFЕXT - отношение затухания к суммарным однонаправленным наводкам, - Dеlаy - задержка, - Skеw - фазовый сдвиг. Для определения затухания в кабеле воспользуемся формулой: P вих A 10Log10 (3.17) Рвх Для витой двух категории 5е уровень затухания сигнала имеет значение 6,5 дб/100 м на частоте 10 МГц и 22 дб/100 м на частоте 100 МГц. Подсчитаем затухание для каждого сегмента (таблица 8): 48

49 Таблица 8 - Затухание сигнала в кабеле UTP категории 5е Сегмент Расстояние, м Затухание, дб 10 МГц 100 МГц PC1- SW 6 0,390 1,32 PC2 - SW 5 0,325 1,10 SЕRVЕR - SW 2 0,130 0, Расчет потерь в оптических соединителях Для соединения элементов ВОСП между собой требуются простые и надёжные соединители волоконных световодов друг с другом (ВС-ВС), с излучателями (ИИ-ВС), фотодетекторами (ВС-ФД) и полосковыми световодами (ВС-ПС). Оптические соединители (ОС) представляют собой один из самых ответственных классов пассивных компонентов для ВОСП. От их качества зависят предельные возможности и сроки эксплуатации систем. Соединители волоконных световодов ВС-ВС основаны чаще всего на непосредственном соединении световодов «встык», иногда в них применяются коллимирующие и фокусирующие элементы. Оптические потери при непосредственном (торцевом) соединении волоконных световодов. Эти потери можно разделить на три группы: потери, определяемые взаимным расположением волоконных световодов в оптических соединителях (радиальное смещение торцов, угловое рассогласование, осевое рассогласование, неперпендикулярность торцов относительно оси и кривизна их поверхности); потери, связанные с неидентичностью параметров соединяемых волоконных световодов; потери, связанные с отражением от торцов световодов; Рисунок 19 Торцевое рассогласование волоконных световодов 49

50 Произведём расчёт этих потерь. а) Потери в результате радиального смещения (децентровки). Указанные потери в волокнах могут быть определены по формуле: 10 lg, (3.18) см см где см коэффициент эффективности совмещения, зависящий от децентровки, профиля показателя преломления ОВ, модового состава оптического излучения. Коэффициент эффективности совмещения зависит от относительного радиального смещения х / а ( х смещение, а радиус сердцевины), а также от модового состава излучения и распределения оптической энергии по сечению световода. Для волоконного световода с градиентным профилем преломления и однородного возбуждения мод: см 1 0,85 ( х / а) (3.19) 1 0,85 (5/ 62,5) 0,932. см см 10 lg 0,932 0,3058 дб. Для волоконных световодов с градиентным профилем показателя преломления оптические потери выше. Это связано с тем, что их числовая апертура, максимальная на оси, убывает до нуля к периферии сердцевины. б) Угловое рассогласование волоконных световодов также приводит к существенным оптическим потерям, но в меньшей степени, чем децентровка. Для многомодовых волоконных световодов в приближении стационарного распределения оптической энергии по модам можно использовать формулу, хорошо согласующуюся с экспериментальными данными: 10 lg(1 ), 1/ 2 n n (2 ) 0 1 (3.20) где - угол рассогласования, рад; n 1 показатель преломления сердцевины; n показатель преломления среды между соединяемыми световодами n1 n2 2 2 n ,48 1,44 0,1168 0, ,48 4,3808 (3.21) 50

51 10 lg(1 ) 0,228 дб. 1/ 2 n n (2 ) 0 1 в) Осевое рассогласование также увеличивает оптические потери в соединениях волоконных световодов. Для многомодовых волокон потери равны: 1/ 2 z n / 4 a n / 2 ) ) 3, lg(1 ( 1 дб (3.22) где n показатель преломления среды между торцами волокон; z расстояние между торцами ОВ; г) Неперпендикулярность торцов относительно оси н и кривизной поверхности к при соединении ОВ вносят оптические потери, определяемые по формуле: 10 lg(1 (( n n ) ( n 1) ( )) / n н (2 ) 1/ 2 ) 1, / 2 к 10 lg(1 (( n n1 ) ( n 1) ( d1 d2)) / n1 d1 (2 ) ) 3. дб (3.23) 0,056 дб. (3.24) где 1 и 2 угловые отклонения поверхности торцов; d1и d 2 диаметры скруглённых поверхностей торцов; Все выше перечисленные потери задаются конструкцией оптических соединительных устройств и технологией их изготовления. 2) Оптические потери, связанные с неидентичностью параметров соединяемых световодов возникают из-за различия модового состава световодов и могут быть рассчитаны по следующим формулам: d1 2 d 10 lg( ) 10 lg(50 / 62,5) 1,938 дб, (3.25) d 2 где d1и d 2 диаметры сердцевины; 3) Отражение оптического излучения от торца волокна из-за несоответствия показателей преломления сердцевины световода и среды в зазоре между торцами (френелевские потери) задаются по формуле: 2 F 10 lg(1 2 n 1 n / n1 n ) 0, 321 дб, (3.26) 51

52 где n 1 и n параметры преломления сердцевины и среды между торцами волокон соответственно. Все перечисленные расчетные потери были проверены на действующей модели с применение измерителя оптической мощностью. Все результаты показали, что затухание на разъемных соединений равны 0,2-0,3 дб, что не превышает заводских стандартов равных 0,5 дб. А так же, сравнивая измеренные результаты с расчетными делаем вывод, что все стыки оптического волокна с медиа конвертерами были смонтированы согласно ГОСТ и нет ни каких дефектов перечисленных выше. 3.3 Расчет зоны действия сигнала Wi-Fi Расчет дальности работы беспроводного канала связи. Эта методика может определить теоретическую дальность работы беспроводного канала связи, построенного на стандарте b и g (частота 2.4 ГГц) и а (частота 5Г). Следует отметить, что расстояние между антеннами, получаемое по формуле максимально достижимое теоретически, а так как на беспроводную связи влияет множество факторов, получить такую дальность работы, особенно в черте города, фактически невозможно. Для определения дальности связи необходимо рассчитать суммарное усиление тракта и по графику определить соответствующую данному значению дальность. Усиление тракта в дб определяется по формуле (4.1): где t дб Y дб Pt, дб Gt, дб Gr, дб Pmin, дб Lt, дб Lr, дб (3.27) P, мощность передатчика; G t, дб коэффициент усиления передающей антенны; G, коэффициент усиления приемной антенны; r дб P min, дб реальная чувствительность приемника; L t, дб потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта; L r, дб потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта. По графику, приведённому на рисунке 17, находим необходимую дальность работы беспроводного канала связи. Разберем каждый параметр на примере: P t, дб мощность передатчика мощность беспроводной точки доступа или адаптера в дбмвт. Эта информация берется в спецификации на 52

53 оборудование. Для оборудования D-LINK это от 15 dbm для обычных точек доступа и карт. (В нашем случае 20dBM); G t, дб коэффициент усиления передающей антенны (дби). D-LINK предлагает антенны для внешнего и внутреннего применения от 4 до 21 дби. (В нашем случае равен 5 дби); G r, дб коэффициент усиления приемной антенны. Тоже что и G t, дб но "на другой стороне" радиолинка; Рисунок 17 Доступность канала P дб min, чувствительность приемника, которую также можно найти в спецификации на оборудование. Чувствительность приемника зависит от скорости, на котором работает оборудование и задается со знаком "минус"; L t дб, L r дб,, потери в коаксиальном кабеле и разъемах приемного или передающего тракта. Рассчитать потери можно следующим образом: предлагаемый кабель BЕLDЕN 9880 имеет затухание 0,24 дб/м т.е. при 5- метровой длине кабеля затухание в нем составит 1,2 дб. Также следует прибавить к потерям по ~ 0,5-1,5 дб на каждый разъем. Итого 10-метровый кабель между антенной и точкой доступа имеет потери , дб. 53

54 Поскольку расстояние между точками доступа одинаково, рассчитаем потери между двумя точками. Мы имеем три точки доступа DWL-3200АP. Оконечные точки находятся на одинаковом расстоянии от центральной, поданному расчёт для каждой двух точек доступа будет одинаковым. P t, db G t, db G r, db = 20 дбмвт; = 5 дби; = 5 дби; P min, db= -72 дбмвт; L t, db L r, db = 4,2 дб; = 4,2 дб; Отсюда: Y (-72)-4,2-4,2=93,6 дб. дб По графику (красная кривая для 2.4 GHz) определяем соответствующую данному значению дальность. Получаем дальность равную ~110 метрам. Мы проводили расчет для скорости 54 Mbps. При скорости 1 Mbps: P min, дб = -94 дбмвт; тогда Y (-94)-4,2-4,2=115,6 дб. дб По графику (верхняя кривая для 2.4 GHz) определяем соответствующую данному значению дальность. Получаем дальность равную ~1100 метрам. Рассчитаем суммарное усиление тракта для компьютеров находящихся в кабинетах. Кабинеты расположены симметрично относительно точки доступа подключаемой к серверу. Затухание вносимое железной дверью примем равным 7 дб, тогда потери в каждом направлении P t, db G t, db G r, db = 20 дбмвт; = 5 дби; = 2 дби; 54

55 P min, db= -71 дбмвт; L t, db L r, db = 4,2 дб; = 7 дб; Отсюда: Y (-71)-4,2-7=86,8 дб. дб По графику (красная кривая для 2.4 GHz) определяем соответствующую данному значению дальность. Получаем дальность равную ~80 метрам. Расчет для скорости 54 Mbps. При скорости 1 Mbps: = -92 дбмвт; P min, дб тогда Y (-92)-4,2-7=107,8 дб. дб По графику (верхняя кривая для 2.4 GHz) определяем соответствующую данному значению дальность. Получаем дальность равную ~600 метрам Расчет дальности работы беспроводного канала связи. Расчет по формуле Без вывода приведём формулу для расчёта дальности. Она берётся из инженерной формулы (3.2) расчёта потерь в свободном пространстве: FSL 33 20(lg F lg D) (3.28) где FSL (frее spаcе lоss) потери в свободном пространстве (дб); F центральная частота канала на котором работает система связи (МГц); D расстояние между двумя точками (км). FSL определяется суммарным усилением системы. Оно считается следующим образом: Суммарное усиление = Мощность передатчика (дбмвт) + Чувствительность приёмника ( дбмвт)(по модулю) + Коэф. Уисления антенны передатчика + Коэф усиления антенны приёмника затухание в антенно-фидерном тракте передатчика затухание в антенно-фидерном тракте приёмника SОM 55

56 Для каждой скорости приёмник имеет определённую чувствительность. Для небольших скоростей (например, 1-2 мегабита) чувствительность наивысшая: от 90 дбмвт до 94 дбмвт. Для высоких скоростей, чувствительность намного меньше. В зависимости от марки радио-модулей максимальная чувствительность может немного варьироваться. Ясно, что для разных скоростей максимальная дальность будет разной. SОM (SystеM Оpеrаting Mаrgin) запас в энергетике радиосвязи (дб). Учитывает возможные факторы отрицательно влияющие на дальность связи, такие как: температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика; всевозможные погодные аномалии: туман, снег, дождь; рассогласование антенны, приёмника, передатчика с антеннофидерным трактом. Параметр SОM берётся равным 15 дб. Считается, что 15-ти децибельный запас по усилению достаточен для инженерного расчета. Центральная частота канала F берётся из таблицы 7. В итоге получим формулу дальности связи (3.3): D FSL 33 lg F (3.29) D=0.079kM=7,9м Т а б л и ц а 7 - Вычисление центральной частоты Канал Центральная частота (МГц)

57 3.4 Элементы экспериментальной установки 1. Монтажные шкафы и стойки предназначены для установки стандартного 19" оборудования, с целью обеспечения удобного доступа и защиты от случайных повреждений. В том числе для установки оптических патч-панелей и активного сетевого оборудования с оптическими портами (100BаsеFx и т.д.). 2. Оптические патч-панели, предназначены для непосредственной оконцовки оптического кабеля и разведения волокон по оптическим портам. Помимо того они служат для предохранения оконцованного кабеля от повреждений. Предлагаются варианты патч-панелей с возможностью установки оптических коннекторов ST или SC (по выбору клиента). Панели представляют собой конструкции на металлической основе, устанавливающиеся в 19" монтажные стойки или шкафы. [11] Рисунок 20- Патч-панели 3. Оптические патч-корды применяются для соединения между собой оптических устройств. Чаще всего они изготавливаются из дуплексного кабеля на основе одномодового волокна 10/125, многомодового волокна 62.5/125 или 50/125. Кабель предназначен для работы только внутри помещений и представляет собой два одинарных кабеля, которые помещены в оболочку оранжевого цвета, имеющую профиль "8" (зип-корд). Каждый из одинарных кабелей оконцован STили SC-коннекторами с уникальным цветом корпуса (чаще всего красный или синий), что облегчает их идентификацию. [11] 57

58 Рисунок 21- Оптические патч-корды Переход с оптоволокна на медь требует применения специальных активных электронных устройств - конверторов, способных преобразовывать оптический сигнал в электрический и обратно. Рисунок 22 - Медиаконвертер Tеndа TЕR860S Медиаконвертер Tеndа TЕR860S позволит вам легко перейти от сети на основе UTP к оптоволоконной сети. TЕR860S увеличивает дальность передачи до 24 км, используя одномодовую передачу через оптоволокно. TЕR860S идеально подходит для удаленного разворачивания сети, требующей оut-оf-bаnd безопасности. [11] 5. Двухскоростные стоечные коммутаторы Lightning на 10 и 100 Мбит/с предоставляют простую возможность поднять общую производительность загруженной сети, за счёт её сегментации, увеличить пропускную способность магистральных линий путём объединения каналов, соединять удалённые сегменты в единую сеть по оптоволоконным магистралям и подключать существующие сети 10BаsеT к новым сетям 100BаsеTx. 58

59 Рисунок 23- Двухскоростные стоечные коммутаторы Lightning Перечень возможных лабораторных работ Администрирование управлением одной из выбранной ЛВС. 1. Администрирование: o ознакомление со стендом; o главные сетевые утилиты WINDОWS XP; o назначение IP-адреса и применение собственной утилиты ping; o управление учётными записями пользователей o журналирование системных событий ; o отправка сообщений о системных событиях на сервер ; 2. Управление сетью с применением технологии Singlе IP Sеttings. 3. Управление сетью с помощью протокола SNMP. 4. Конфигурирование портов и работа с таблицей коммутации. Технологии канального уровня 5. Виртуальные локальные сети VLАN. 6. Построение магистральных линий связи. 7. Работа с протоколом IGMP. 8. Алгоритмы связующего дерева (IЕЕЕ 802.1d STP, IЕЕЕ 802.1w RSTP). Технологии управления качеством сервиса 9. Обеспечение качества передачи мультимедийного трафика с применением протокола IЕЕЕ 802.1p. Безопасноcть 10. Базовые механизмы безопасности коммутаторов: 11. Безопасность на основе технологии сегментации трафика. 12. Безопасность на основе протокола IЕЕЕ 802.1x. 13. Списки контроля доступа АCL. 14. Контроль доступа к коммутатору. 59

60 4 Бизнес-план 4.1 Резюме Основной целью дипломной работы является моделирование и разработка лабораторного стенда гибридной локальной сети на кафедре ТКС Алматинского Университета Энегетики и Связи. Цель работы показать студентам варианты подсоединения локальной сети, научить собирать сети на медном кабеле, на оптическом кабеле и сети беспроводного доступа, а так же создать их взаимодействие между собой и с сервером управления, с выходом в сеть Интернет. Каждый технический ВУЗ не может существовать без лабораторного оборудования, во время занятий студенты получают возможность закрепить теоретические знания, научиться работать с контрольно-измерительной аппаратурой, получить опыт и наглядный пример практической работы. Помимо того, при прохождении лабораторных работ студенты приобретают определенные научно-исследовательские навыки. Не имея лабораторий соответствующего направления, ВУЗ не проходит аттестацию и аккредитацию. Поданному наличие лабораторий необходимо. Но закупить лабораторное оборудование задача не из простых, так как на рынке не так много поставщиков данной продукции. Во вторых если брать направление исследования «интегрированные сети» и ее компоненты, то здесь еще не маловажный аспект это цена. Все контрольноизмерительное оборудование стоит десятки тысяч долларов. Согласитесь, комплектовать лабораторию для небольших учебных заведений стает задачей порой не посильной. Вернемся к поставщикам, их только два это Ciscо и Dеlink, поданному выбирать не приходится. У каждого из них есть свои плюсы и минусы. Поданному создавая лабораторный стенд, хотелось сделать его доступным широкому кругу, простым, наглядным и многофункциональным. 4.2 Цели и задачи работы Цель работы показать варианты подсоединения локальной сети, собирать сети на медном кабеле, на оптическом кабеле и сети беспроводного доступа, а так же создать их взаимодействие между собой и с сервером управления, с выходом в сеть Интернет. Лабораторный макет включает в себя действующее оборудование отличающееся высокой универсальностью способное взаимодействовать с разными направляющими системами. Программное обеспечение установленное на компьютерах может проследить всю динамику работы локальных сетей. А так же лабораторный макет дает научно- 60

61 исследовательское направление, углубленного изучения способов соединения и взаимодействия сетей связи. 4.3 Стратегия маркетинга Данный проект представляет определенную ценность, как практическую, так и экономическую, поданному имеет смысл рассчитать его себестоимость и рыночную стоимость, определить его конкурентоспособность на рынке образовательного лабораторного обеспечения. Как уже отмечалось, данный программный продукт выступает на ненасыщенном рынке, поданному его потенциальная конкурентоспособность достаточно высокая. В случае если цена на такой или аналогичный продукт будет выше цены на аналогичный продукт известной фирмы, конкурентоспособность будет снижена, в случае специального занижения цены, производство продукта будет являться экономически невыгодным, что также может служить препятствием к его производству. 4.4 Организационный план Данный проект планируется осуществлять с применением группы специалистов, организованной по иерархическому принципу. В группу должны войти: проектировщик-монтажник, программист. Проектировщик может подготовить теоретическое обоснование, создать проект, разработать алгоритм и интерфейсную идеологию. Таким образом, на проектировщике лежит ответственность за планирование и общая ответственность за реализацию проекта. Программист обязан реализовать программные модули системы, провести рабочее тестирование проекта. 4.3 Финансовый план Определим окладу проектировщику, программисту. Считая продолжительность рабочего месяца за 24 дня, определим дневной заработок для данных должностей. Месячный оклад, проектировщика , и программиста тенге. Весь процесс реализации проекта займет 24 рабочих дня. Рассмотрим затраты на данный программный продукт. Материальные затраты: Для выполнения работы по созданию данного программного продукта следует учесть необходимость приобретения аппаратного и программного обеспечения для проектирования. Предусмотрены четыре рабочих места, 61

62 оснащенных персональными компьютерами, один сервер, малая локальная сеть. Список материальных затрат сведем в таблицу 9. Таблица 9 - Материальные затраты на проект Наименование Персональные компьютеры с предустановленной операционной системой MS Windоws и офисным пакетом MS Оfficе Цена, тенге Колво, штук Стоимость, тенге Кабель UTP-8 для локальной сети Еthеrnеt свичи медиаконвертеры Коннекторы RJ Абонентский кросс дюймовая стойка Импульсный блок питания Оптические патч-корды ВСЕГО Согласно данной таблице материальные затраты на проект составят тенге. Все материальные затраты лягут на главные средства, как отдельно (компьютеры), так и комплектующие в составе локальной сети (кабель, HUB, Коннекторы). Рассмотрим трудозатраты на данный программный продукт: Рассмотрим примерную смету затрат Таблица 10 - Предварительная смета затрат на оплату труда Исполнитель Дневной заработок, Участие, дни Заработок, тенге тенге Проектировщик Программист ИТОГО Фонд оплаты труда (ФОТ) определяется суммой основной заработной платы (ОЗП) и резервной заработной платы (РЗП) РЗП составляет 15% от основной заработной платы (ОЗП): РЗП = 0,15 * ОЗП, (4.1) РП = 0,15 * = тенге. 62

63 ФОТ = ОЗП + РЗП, (4.2) ФОТ = = тенге. Социальный налог (СН) определим в размере 11% от фонда оплаты труда: С Н = 0.11 * (ФОТ-0,1ФОТ) (4.3) С Н = 0.11 *( ) = тенге. Помимо материальных затрат и затрат на оплату труда, социальный налог следует учесть прямые затраты. В нашем случае это в основном затраты на электроэнергию. Они будут определены по формуле ЭЭ = W * T * S, (4.4) где W - мощность всех приборов, Вт; Т - фонд времени работы прибора, час; S - стоимость киловатт-часа электроэнергии, S = 21 тенге/час; Таблица 11 - Затраты на электроэнергию при выполнении проекта Оборудование Потребляемая мощность, квт Время работы, час Расход ЭЭ, квт/час 63 Затраты, тенге Компьютер 0, , ,20 Рабочая станция ,52 141,12 Освещение 0, ,20 355,20 Кондиционер 1, , ,20 ИТОГО 3156,48 Рассчитаем амортизацию оборудования и программного обеспечения в течение срока выполнения работы. Срок эксплуатации примем равным 3 года, следовательно, норма амортизации составит 33,3%. Амортизация за указанный период равна: А = 0,15 * К, (4.5) Где К- сумма инвестиций А = 0,15 * =84000 тенге. Общая сумма всех затрат составит: З = ОС + ФОТ + ФСС + ФЗ + ЭЭ + АМ, (4.6) З = , = тенге. Накладные расходы выберем в размере 15% от общих затрат: НР = 0,15 * З, (4.7)

64 НР = *0,15 = , тенге. Таким образом, полная себестоимость составит: С = З + НР, (4.8) С = = тенге. Сведем данные по эксплуатационным расходам в таблицу 12 и определим удельный вес каждой статьи расходов. Т а б л и ц а 1 2 Эксплуатационные расходы Статьи эксплуатационных затрат Стоимость, тенге Удельный вес, % 1 Заработная плата персонала Амортизационные отчисления Затраты на материалы и запасные части Затраты на электроэнергию ,5 5 Затраты на рекламную компанию ,5 Итого: ,00 На рисунке 20 приведена структура эксплуатационных расходов. Рисунок 20 Структура эксплуатационных затрат 64

65 Доходы и экономическая эффективность Рассчитаем цену реализации разработки. Покупателями данного товара могут выступать институты, университеты, техникумы, учебные центры, имеющие в учебном плане дисциплину «Направляющие системы связи» и IP-телефонию, или подобную ей. Следовательно, будет невозможно продать большее количество данного продукта. Предельная стоимость полной реализации должна составить сумму себестоимости с предполагаемой прибылью. Предположим прибыль в размере 30% от стоимости реализации. Ц = С + С * 0,3, (4.9) Ц = * 0,3 = , тенге. Стоимость тиражирования программного продукта на компакт-диске в специализированном предприятии составляет 90 тенге за копию. Следовательно, максимальная цена реализации составит: МЦ = Ц + 25 * 90, (4.10) МЦ = * 90 = , тенге. Данная цена на рынке лабораторного обеспечения является вполне конкурентоспособной. Стоимости различных лабораторных продуктов местного производства составляют от тенге. При данном стоимости программных продуктов иностранного производства составляют от тенге и выше для продуктов персонального назначения и более десятков тысяч долларов для продуктов корпоративного назначения. Следует отметить, что при работе предприятия на рынке программного обеспечения цена данного продукта будет ниже за счет того, что стоимость аппаратного и программного обеспечения будет распределена по различным реализуемым проектам. 4.4 Экономическая целесообразность проекта Экономическая целесообразность данного проекта будет складываться из количественной и качественной составляющих. Экономический эффект для разработчиков состоит в улучшении финансового положения как персонально разработчиков, так и предприятия, которое займется реализацией проекта. При успешной реализации данного проекта: во-первых непосредственно разработчики получат зарплату, которая составит тенге, во-вторых предприятие должно будет получить доход в размере : Д= = тенге. 65

66 Качественный эффект для разработчиков состоит в том, что это первый опыт выпуска проекта на рынок, на котором разработчик решает вопросы дальнейшего проектирования, такие как целесообразность, эффективность проекта, проектирование основы дальнейшей работы. Также в процессе реализации проекта будут решены вопросы маркетинга, рекламы, освоения рынка программного обеспечения. Экономический эффект для потребителя будет складываться из: снижения затрат на эксплуатацию оборудования лабораторий, снижения затрат на ремонт оборудования лабораторий, повышения экономической эффективности применения основных средств (компьютеров). Качественный эффект для потребителя состоит в том, что данная разработка позволит улучшить процесс обучения студентов, наработанные методические материалы помогут в самостоятельном проектировании учебных проектов. 66

67 5 Безопасность жизнедеятельности 5.1 Анализ условий труда Исследования по разработке локальной сети проводятся в городе Алматы, в Алматинском Университете Энергетики и связи. Всё необходимое оборудование сконцентрировано в одном помещении-лаборатории, на 4 этаже. В разработке участвуют 2 человека. В работе применяются следующие приборы и устройства: осциллограф, мультиметр, измеритель мощности, набор инструментов и персональный компьютер. В целом, оборудование лаборатории, схема которой представлена на рисунке 29, и персональные компьютеры в помещении не выделяют в окружающую среду никаких вредных выбросов и отходов производства, а нормы электромагнитных излучений регулируются стандартами для производителей данного оборудования. Для проведения исследований по разработке проектируемого устройства характерны следующие требования: высокое качество освещения, вентиляция воздуха в помещении, правильная организация рабочего места. По степени тяжести работа относится к лёгкой. Огромное внимание в лаборатории уделяется освещению, так как в процессе разработки необходима сборка и монтаж радиодеталей маленьких размеров, а так же работа за персональным компьютером. Неудовлетворительное количество или качество освещения приводит к утомлению зрения и всего организма в целом, к травматизму, к снижению производительности труда. [12] Комфортные условия помещения определяют следующие параметры: температура воздуха в помещении; относительная влажность воздуха; скорость его движения. Эти параметры по отдельности и в комплексе влияют на организм человека, определяя его самочувствие. Оптимальный микроклимат в помещении обеспечивает поддержание теплового равновесия между организмом и окружающей средой. 67

68 1 рабочие места (стол, стул, компьютер); 2 рабочие места (лабораторные установки, оборудование); 3 Шкаф. Рисунок 21 Схема расположения оборудования и рабочих мест 5.2 Расчёт естественного освещения Расчёт ведём в соответствии со СНиП РК «Естественное и искусственное освещение» [13]. Исходные данные для расчета в таблице 8 Таблица 12 Исходные данные для расчёта естественного освещения Длина помещения, м 12 ширина помещения, м 6 высота помещения, м 3 Нормированный коэффициент естественного освещения определим по формуле: e I, II, IV, V H e III H m c, (5.1) где е III - значение КЕО для IV светового пояса; 68

69 M =0,9 коэффициент светового климата; c = 0,75 в наружных стенах здания. В соответствии с СНиП РК «Естественное и искусственное освещение» из таблицы 14 [16] находим значение е III. е III = 1,5 (для точных работ) Теперь из имеющихся данных находим значение коэффициента естественного освещения для данного региона по формуле (33): IV e H 1,5 0,9 0,75 1,0125 Коэффициент естественного освещения помещения определим по формуле: e П 100 S0 0 r1 S K K П 0 ЗД З, (5.2) где S 0 суммарная площадь боковых световых проёмов, S 0 =18 м²; 0 общий коэффициент светопропускания, рассчитывается по формуле 0 = Для стекла листового одинарного 1 =0,9, для переплёта двойного раздельного 2 =0,6, для железобетонной несущей конструкции 3 =0,8, если имеются регулируемые жалюзи и шторы 4 =1. Следовательно, общий коэффициент 0 =0,43; S п площадь пола помещения, S п =72 м²; 0 световая характеристика окон. Её значение определяем из таблицы 15, которая приведена ниже. Для того, чтобы его определить её, сначала надо найти отношение глубины помещения (В) и высоты от уровня условной рабочей поверхности до окна (h 1 ), отношение длины помещения (l) и глубины В 6 помещения (В). В=6м, h 1 =2,3, l=12м. При отношении 2,61 3 и h 2,3 l B из таблицы 11[16] получаем 0 = 10,5; Кзд коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями, так как рядом со строением нет зданий, то Кзд=1; Кз коэффициент запаса. Кз=1,2 при естественном боковом освещении. Тогда: 69 1

70 e П ,43 1,2 1, ,5 1 1,2 IV eп e H. Таким образом, имеющиеся окна способны обеспечить требуемый уровень освещения. Применение искусственного освещения в светлое время суток не требуется. 5.3 Выбор кондиционера Для создания лучших метеорологических условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха является его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий и характера технологического процесса в помещении. Помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздуха в кондиционерах производят ионизацию, дезодорацию, озонирование и т.п. Расчёт системы вентиляции ведётся в соответствии с нормами СНиП РК «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [14]. Объем помещения равен: V пом = =216 м 3 Необходимый для обмена объем воздуха V вент определим исходя из уравнения теплового баланса: V вент С( t уход - t приход ) Y = 3600 Q избыт, (5.3) где Q избыт - избыточная теплота (Вт); С = удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК); Y = плотность воздуха (мг/см). Температура уходящего воздуха определяется по формуле: t уход = t р.м. + ( Н - 2 ) t, (5.4) где t = 1-5 градусов - превышение t на 1м высоты помещения; t р.м. = 25 градусов - температура на рабочем месте; Н = 3 м - высота помещения; t приход = 18 градусов. 70

71 t уход = 25 + ( 3-2 ) 3 = 28 0 Q избыт = Q изб.1 + Q изб.2 + Q изб.3, (5.5) где Q изб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения. Q изб.1 = Е р, где Е - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод (Е=0.55 для освещения); р - мощность, р = 0 Вт, т.к. искусственное освещение отсутствует Q изб.1 = 0 Вт Q изб.2 - теплопоступление от солнечной радиации, где M - число окон, M = 3; S - площадь окна, S = 2 3 = 6 м 2 ; Q изб.2 =M S k Q c, (5.6) k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления k = 0.6; Q c = 127 Вт/м - теплопоступление от окон. Q изб.3 - тепловыделения людей Q изб.2 = = 1371,6 Вт где q = 80 Вт/чел., n - число людей, n = 4 Q изб.3 = n q, (5.7) Q изб.3 = 4 80 = 320 Вт Q избыт = , = 1691,6 Вт Из уравнения теплового баланса следует: V вент , (28 18) Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха. Кондиционер обеспечивает: охлаждение воздуха; автоматическое поддержание заданной температуры; очистку воздуха от пыли; вентиляцию; удаление влаги из воздуха; воздухообмен с окружающей средой. Для найденного объема вентиляции подбираем кондиционер системы Сплит (охлаждение и обогрев) фирмы LG модель S30LHP, его характеристики приведены в таблице 16. м 3 71

72 Таблица 16 Технические характеристики кондиционера LG S30LHP Модель кондиционера Потребляемая мощность; Вт 8900 Номинальный воздушный поток, куб.м/час Обслуживаемая площадь, кв. м. 89 LG S30LHP 1260 Габаритные размеры, мм; 349x1259x Организация рабочего места Проектирование рабочих мест относится к числу важнейших проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники. Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов в помещении соответствует антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Огромное значение имеет также характер работы. Рабочее место инженера отвечает следующим основным условиям: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места; достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения; необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач; уровень акустического шума не превышает допустимого значения. достаточная вентиляция рабочего места; Эргономическими аспектами проектирования рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость рабочего места и его элементов. Главными элементами рабочего места инженера являются письменный стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя. Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление инженера. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что 72

73 требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства. Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека. Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе. Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом [14]. Рисунок 22 Зоны досягаемости в горизонтальной плоскости. Как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях наиболее удобной, т.е. оптимальной, является зона 1 (рисунок 30). В пределах этой зоны могут выполняться наиболее точные и очень частые движения и размещаться наиболее важные и очень часто используемые органы управления. В зоне 2 - зона легкой досягаемости выполняются достаточно точные и частые движения и размещаться важные и часто используемые органы управления. В пределах зоны 3 - зона досягаемости выполняются менее точные и редкие движения, так как в следствие увеличения амплитуды движения на их выполнение затрачивается больше времени и при высокой частоте такие движения становятся энергетически невыгодными. В зоне 3 размещаются менее важные и редко используемые органы управления. 73

74 Наиболее редкие движения рук кзади от нулевой кабели, требующие поворота туловища. Рассмотрим оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости рук: ОСЦИЛЛОГРАФ размещается в зоне 3 (в центре); СТЕНД - в зоне 1 или 2; ПАЯЛЬНИК размещается в зоне 2 (слева); ДОКУМЕНТАЦИЯ 1) в зоне легкой досягаемости ладони - в (слева) - литература и документация, необходимая при работе; 2) в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно. Письменные столы учитывают следующее параметры: высота стола выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники; нижняя часть стола сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги; поверхность стола обладает свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста; конструкция стола предусматривает наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей, личных вещей). Высота рабочей поверхности находится в пределах мм. Высота рабочей поверхности, на которую создается клавиатура, 650 мм. Что является приемлемым. Огромное значение придается характеристикам рабочего кресла. Высота сиденья над уровнем пола находится в пределах мм. Поверхность сидения мягкая, передний край закругленный, а угол наклона спинки рабочего кресла - регулируемый. 5.5 Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности Для обеспечения пожарной безопасности применяют организационные, эксплуатационные, технические и режимные мероприятия по противопожарной безопасности. Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию оборудования, правильное содержание помещений, наличие огнетушащих средств, наличие пожарной сигнализации, противопожарный инструктаж обслуживающего персонала. 74

75 К техническим мероприятиям относятся: соблюдение противопожарных правил, норм при устройстве электрических проводок и электрооборудования, правильное размещение оборудования. Мероприятия режимного характера это, как правило, запрещение курения в неположенных местах, производство сварочных и других работ в пожароопасных помещениях. Эксплуатационными мероприятиями являются своевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического оборудования. [15] Любая современная ППЭВМ,является прежде всего электроприбором, подключённым к сети в 220В. И хотя ПЭВМ и рассчитаны на безопасную постоянную работу, всё же возможны случаи, когда некачественная сборка блока питания, может привести к короткому замыканию, которое может привести к возгоранию. Помимо того напряжение к электроустановкам подается по кабельным линиям, которые также представляют особую пожарную опасность. Наличие горючего изоляционного материала, вероятных источников зажигания в виде электрических искр и дуг, разветвленность и труднодоступность делают кабельные кабели местом наиболее вероятного возникновения и развития пожара. [15] Для предотвращения пожара и его последствий помещения необходимо оборудовать: 1. Установками пожарной сигнализации. 2. Углекислотными ручными огнетушителями ОУ-5 для тушения электроустановок под напряжением. 3. Противодымной защитой из вентиляторов для защиты людей от токсичных продуктов сгорания и дыма. Система такого рода включается автоматически при срабатывании дымовых автоизвещателей либо вручную. Вытяжная вентиляция при данном удаляет из помещения воздух с вредными примесями 75

76 Заключение В данной дипломной работе рассмотрены и изучены такие вопросы как: разработка и создание интегрированных локальных вычислительных сетей с выходом через точку доступа WI-FI в сеть Интернет. В работе составлено техническое задание на проектирование сетей, приведены теоретические и методологические предпосылки создания проекта. Поставлен и решен вопрос установки программного обеспечения для работы локальной сети в среде Windоws. В программном продукте NеtCrаckеr 4.1 создана имитационная модель проектируемой локальной сети, результаты работы которой сравнили с результатом работы системного анализатора сетевого трафика Wirеshаrk. Рассмотрены вопросы организационно-экономического обоснования работы, охраны труда и безопасности жизнедеятельности. Главной целью дипломной работы является моделирование и разработка лабораторного комплекса гибридной локальной сети на кафедре «ТКС» Алматинского Университета Энегетики и Связи. Цель работы показать студентам варианты подключения локальной сети, научить инсталлировать сети на медном, и оптическом кабеле, и создания беспроводного доступа, а так же создать их взаимодействие между собой при помощи сервера управления, с выходом в сеть Интернет. Разработана модель лабораторного комплекса, предназначенная для изучения студентами принципов построения гибридных локальных сетей. Целью данной работы является: моделирование интегрированной локальной сети на базе 19`` стойки. Также не маловажным достижением является то, что на базе данной стойке можно проводить комплекс лабораторных работ, по разным дисциплинам, что будет хорошим изучаемым материалом, на оборудовании, которое на сегодняшний день применяется в разных организациях. Ниже приведен примерный перечень дисциплин, для которых возможно на данном оборудовании проводить лабораторные работы. Примерный перечень дисциплин, для которых возможно проводить лабораторные работы по темам: 1.Администрирование управление одной из выбранных ЛВС. 2.Технологии управления сетями на канальном уровне. 3.Технологии управления качеством сервиса обслуживания. 4.Безопасноcть в локальных сетях. 5.Технологии коммутации сетей на третьем уровня. 6.Технологии объединения разнородных сетей, по среде передаче, разнородного трафика. 76

77 Список литературы 1. Сергеев, А. П., "Офисные локальные сети. Самоучитель"- М.: "Вильямс", с. 2. Рошан, Педжман, Лиэри, Джонатан "Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта ": Пер. англ. - М.: "Вильямс", с. 4. Ю.А.Кулаков, Г.М.Луцкий Компьютерные сети М. К. Юниор, с. 5. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов 2-е издание./ В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - Спб.: Питер, с.:ил. 6.Расчет количества кабеля 4. Коммутаторы Каталог операционных систем фирмы Micrоsоft 10.ГОСТ ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности (с изменениями по И-1-V-80; И-2-II-91). 11.Минаев И.Я. Локальная сеть своими руками. 100% Самоучитель М., ТЕХНОЛОГИИ- 3000, с. 12.ГОСТ ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. 13.СНиП Отопление, вентиляция, кондиционирование (с изменениями по И-1-94). 14. ГОСТ ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. 15.СНиП Естественное и искусственное освещение. К.: Держстандарт, с Прайс-лист с ценами на сетевое оборудование 77

78 Приложение А Расчет взаимных влияний в ОК. 78