Навчальний посібник Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра «Інформаційні системи у менеджменті»
до виконання курсової роботи з дисципліни
для студентів спеціальності 7.050102
денної форми навчання
на засіданні кафедри ІСМ
протокол № від « » 2008р.
Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни
«МЕРЕЖЕВІ ТЕХНОЛОГІЇ» для студентів спеціальності 7.050102 «Економічна кібернетика» денної форми навчання / Упоряд. Є.А. Арсірій. - Одеса: ОНПУ, 2008. -.с
Є.А.Арсірій доц., к.т.н
Вибір конфігурації Ethernet……………………………………..
Вибір конфігурації Fast Ethernet……………………………….
СТРУКТУРА КУРСОВОЇ РОБОТИ……………………………..
ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ…….
ТЕМАТИКА КУРСОВОЇ РОБОТИ………………………………
ГРАФІК ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ……………….
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………
Курсова робота з дисципліни «МЕРЕЖІВІ ТЕХНОЛОГІЇ» проводиться згідно з навчальним планом протягом 7-го семестру. Тематика курсових робіт повністю відповідає освітній кваліфікації зі спеціальності 7.050102 «Економічна кібернетика».
Виконання курсової роботи дозволяє студенту набути навичок щодо практичного використання мережевих технологій (СТ) у роботі будь-якого підприємства, а саме: щодо вибору конфігурації та проектування комп'ютерної мережі (КС), що складається з сегментів різних типів обладнання та розробки гіпертекстової інформаційної системи (Web-сайту) ), а також більш детального вивчення основних факторів, які слід враховувати припроектування мережі та розроблення гіпертекстової інформаційної системи:
- необхідний розмір мережі (в найближчому майбутньому та за прогнозом на перспективу);
- Необхідна структура мережі, ієрархія та основні частини мережі (по підрозділах підприємства, по кімнатах, поверхах, будинках)
- основні напрями та інтенсивність інформаційних потоків (в найближчому майбутньому та за прогнозом на перспективу);
- технічні характеристики обладнання (комп'ютерів, адаптерів, кабелів, репітерів, концентраторів, комутаторів) та його вартість;
- можливості прокладання кабельної системи в приміщеннях та між ними, а також заходи забезпечення цілісності кабелю;
- Забезпечення обслуговування мережі та контролю за її безвідмовністю та безпекою
- Вимоги до програмних засобів щодо допустимого розміру мережі, швидкості, гнучкості, розмежування прав доступу, вартості, можливостей контролю за обміном інформацією
- Необхідність підключення до глобальних мереж або до інших локальних мереж.
- Можливості сучасних інформаційних технологій щодо подання інформації в Internet;
- принципи роботи з інформаційними ресурсами Internet;
- логіку функціонування мережі та її основних інформаційних сервісів;
- основи роботи з растровою графікою;
- Створення Web-сторінок за допомогою мови HTML
1. МЕТА КУРСОВОЇ РОБОТИ
Курсова робота з дисципліни «МЕРЕЖІВІ ТЕХНОЛОГІЇ» є одним із етапів у освоєнні майбутніми фахівцями зі спеціальності «Економічна кібернетика» новітніх інформаційних мережевих технологій. При виконанні курсової роботи передбачається закріплення одержуваних при вивченні теоретичного курсу знань з основ побудови та функціонування локальних та глобальних інформаційних мереж,основним традиційним технологіям Ethernet, Token Ring, FDDI та високошвидкісним Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, Gigabit Ethernet, принципам прийому/передачі дискретної інформації, організаційній структурі мережі Інтернет як в Україні, Україні так і за кордоном. В результаті виконання першої частини курсової роботи студенти повинні продемонструвати своє вміння практично за відомих даних про призначення, перелік функцій КС та основних вимог до комплексу технічних та програмних засобів КС побудувати мережу, тобто вирішити наступні завдання:
- Визначити архітектуру КС
- Вибрати типи компонент КС;
- Розрахувати кількість компонентів КС;
- Провести оцінку показників ефективності КС;
- Визначити вартість КС.
При цьому повинні враховуватися правила з'єднання компонентів КС, що ґрунтуються на стандартизації мереж, та їх обмеження, специфіковані виробниками компонент КС.
У другій частині курсової роботи студенти мають практично продемонструвати такі навички:
- Використовувати основні інформаційні послуги Internet: електронну пошту, файлові архіви, World Wide Web та ін;
- Знаходити цікаву інформацію за допомогою різних пошукових систем;
- Оформити отриману інформацію за допомогою мови HTML, тобто зробити її доступною для використання в Мережі;
Головне завдання виконання курсової роботи – дати максимально повну та цілісну картину використання мережевих технологій та виробити навички з практичного використання їх можливостей для прийняття ефективних управлінських рішень.
2. теоретичні відомості
КС (локальні) мають нині такі типові характеристики: високу швидкість передачі (0.1 - 100 Мбіт/с), невелику протяжність (0.1-50 км),малу ймовірність помилки передачі (+1Е-8 - +1Е-11).
КС - це система, складена з окремих модулів, які можна додавати та вибудовувати у потрібній конфігурації. Основними складовими частинами мережі є:
- Мережеве програмне забезпечення.
Крім основних компонентів, КС може включати до складу блоки безперебійного живлення, резервні прилади, сучасні об'єкти, що динамічно розподіляються, і різні типи серверів (такі як файл-сервери, принт-сервери або архівні сервери).
Конфігурація КС істотно залежить від особливостей конкретної прикладної області. Ці особливості зводяться до типів переданої інформації (дані, мова, графіка), просторового розташування абонентських систем, інтенсивностей потоків інформації, допустимих затримок інформації при передачі між джерелами та одержувачами, обсягів обробки даних у джерелах та споживачах, характеристик абонентських станцій, зовнішніх кліматичних, електромагнітних факторів, ергономічних вимог, вимог до надійності, вартості КС і т.д.
Вихідні дані для проектування КС можуть бути отримані в ході передпроектного аналізу прикладної галузі, для якої вона має бути створена. Найкраща КС - це та, яка задовольняє всім вимогам користувачів, сформульованим у технічному завданні на розробку КС, за мінімального обсягу капітальних та експлуатаційних витрат. Ця курсова робота присвячена практичному вивченню способів проектування зміни КС.
2. 1. Вибір конфігурації Ethernet
При виборі конфігурації мережі Ethernet, що складається з різних типів сегментів, виникають проблеми, пов'язані з максимально допустимим розміром (діаметром) мережі і максимально можливим числом різних елементів. Мережа будепрацездатною тільки в тому випадку, якщо максимальна затримка розповсюдження сигналу в ній не перевищуватиме граничної величини. Ця величина визначається вибраним методом управління обміном CSMA/CD, заснованим на виявленні та вирішенні колізій.
Для отримання складних конфігурацій Ethernet із окремих сегментів застосовуються концентратори двох основних типів:
- репітерні концентратори, які є набором репітерів і логічно не поділяють сегменти, підключені до них;
- комутуючі концентратори або комутатори, які передають інформацію між сегментами, але не передають конфлікти з сегмента на сегмент.
Вибір концентратора має важливе значення для вибору топології мережі Ethernet, оскільки використовуваний у ній спосіб доступу CSMA/CD передбачає наявність конфліктів та його вирішення, причому загальна довжина мережі визначається розміром зони конфлікту - області колізії (collision domain). Застосування репітерного концентратора не поділяє зону конфлікту, тоді як кожен комутуючий концентратор ділить зону конфлікту на частини. У разі комутатора оцінювати працездатність потрібно кожної частини мережіотделъно, а разі репітерних концентраторів треба оцінювати працездатність всієї мережів целом.
На практиці репітерні концентратори застосовуються набагато частіше, оскільки вони простіші та дешевші. Тому ми переважно говоритимемо надалі саме про них.
При виборі та оцінці конфігурацій Ethernet використовуються дві основні моделі, званіTransmissionSystemModel1таTransmissionSystemModel2. У цьому перша модель полягає в кількох нескладних правилах, а друга використовує систему точних розрахунків. Перша модельвиходить з того, що всі компоненти мережі (зокрема кабелі) мають найгірші з можливих часові характеристики, тому вона завжди дає результат зі значним запасом. У другій моделі можна використовувати реальні часові характеристики кабелів, тому її застосування дозволяє іноді подолати жорсткі обмеження моделі 1.
2.1.1. Правила моделі 1
Перша модель формулює набір простих правил, яких необхідно дотримуватись проектувальнику мережі при з'єднанні окремих комп'ютерів та сегментів:
1. Репітер або концентратор, підключений до сегмента, знижує на одиницю максимально допустиму кількість абонентів, що підключаються до сегмента.
2. Повний шлях між двома будь-якими абонентами повинен включати не більше п'яти сегментів, чотирьох концентраторів (репітерів) і двох трансіверів (MAU) для сегментів 10BASES.
3. Якщо шлях між абонентами складається з п'яти сегментів і чотирьох концентраторів (репітерів), кількість сегментів, до яких підключені комп'ютери, має перевищувати трьох, інші сегменти повинні просто пов'язувати між собою концентратори (репітери). Це так зване "правило 5-4-3".
4. Якщо шлях між абонентами складається з чотирьох сегментів та трьох концентраторів (репітерів), то повинні виконуватися такі умови:
4.1. максимальна довжина оптоволоконного кабелю сегмента 10BASE-FL, що з'єднує між собою концентратори (репітери), має перевищувати 1000 м;
4.2. максимальна довжина оптоволоконного кабелю сегмента 10BASE-FL, що з'єднує концентратори (репітери) з комп'ютерами, має перевищувати 400 м;
4.3. До всіх сегментів можуть підключатися комп'ютери.
На рис. 1 показаний приклад максимальної конфігурації, яка задовольняє цим правилам. Тут максимальноможливий шлях (діаметр мережі) проходить між двома нижніми, за малюнком абонентами: він включає п'ять сегментів (10BASE2, 10BASE5, 10BASE-FL, 10BASE-FL і 10BASE-T), чотири концентратори (репітера) і два трансівери MAU.
Жодних додаткових розрахунків у цьому випадку не потрібно. Вважається, що дотримання цих правил гарантує допустиму величину затримки сигналу мережі.
Мал. 1. Приклад максимальної конфігурації відповідно до першої моделі
2.1.2. Розрахунок за моделлю 2
Друга модель, що використовується для оцінки конфігурації Ethernet, заснована на точному розрахунку часових характеристик вибраної конфігурації мережі. Вона іноді дозволяє вийти за межі жорстких обмежень моделі 1. У моделі 2 використовуються дві системи розрахунків:
- перша система передбачає обчислення подвійного часу проходження сигналу по мережі та порівняння його з максимально допустимою величиною;
- друга система перевіряє допустимість величини міжкадрового тимчасового інтервалу, міжпакетної щілини (IPG - InterPacket Gap) в мережі.
При цьому обчислення в обох системах розрахунків ведуться для найгіршого випадку, для шляху максимальної довжини, тобто для такого шляху пакету, що передається по мережі, який вимагає для свого проходження максимального часу.
За першої системи розрахунків виділяються три типи сегментів:
- Початковий сегмент - це сегмент, що відповідає початку шляху максимальної довжини;
- кінцевий сегмент – це сегмент, розташований наприкінці шляху максимальної довжини;
- проміжний сегмент - це сегмент, що входить у шлях максимальної довжини, але не є початковим, ні кінцевим.
Проміжних сегментів у вибраному шляху може бути декілька, а початковий та кінцевий сегменти прирізних розрахунках можуть змінюватись місцями один з одним. Виділення трьох типів сегментів дозволяє автоматично враховувати затримки сигналу на всіх концентраторах, що входять у шлях максимальної довжини, а також у приймально-передавальних вузлах адаптерів.
Для розрахунків використовуються величини затримок, подані у таблиці 1
Табл. 1. Величини затримок до розрахунку подвійного часу проходження сигналу (затримки дані у бітових інтервалах)