Проектирование локальной вычислительной сети на основе технологии беспроводной передачи данных по стандарту 802.11ac
Анализ цели проектирования сети. Разработка топологической модели компьютерной сети. Тестирование коммутационного оборудования. Особенности клиентских устройств. Требования к покрытию и скорости передачи данных. Виды угроз безопасности беспроводных сетей.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.03.2017 |
Размер файла | 3,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
Мировое сообщество все более склонно к использованию компьютерных сетей в самых различных сферах жизнедеятельности. Это обусловлено такими причинами как снижение времени на передачу информации от одного абонента к другому, возможность общения и работы с людьми, удаленными на значительные расстояния, и все это не выходя из дома или офиса. Сейчас компьютерные сети являются неотъемлемой частью офисной инфраструктуры любой фирмы или организации. Они позволяют не только ускорить процессы обмена информацией, но и открыть возможность совместного использования различных ресурсов, а также организовать совместные вычисления, повысив суммарную вычислительную мощность за счет объединения нескольких компьютеров.
Современное общество является информационным, а возможность объединения компьютеров в сети позволила увеличить скорость передачи сообщений и получить множество различных сервисов, используя один единственный ПК. Эти возможности стали доступны не только дома, но и на рабочих места, поэтому в любой организации сейчас существует собственная вычислительная сеть, являющаяся не данью моде, а важным элементов в инфраструктуре предприятия.
А технологии не стоят на месте. Еще каких-то пять лет назад при упоминании о компьютерной сети сразу же представлялись бухты проводов, идущих от сетевого шкафа к офисным компьютерам. Сейчас же все большую популярность получают беспроводные сети, предоставляющие пользователю мобильность, а, соответственно, больший комфорт, во многом за счет «избавления» от проводов.
Актуальность данной работы в том, что правильно спроектированная современная система прослужит долгое время, в то время как изначально неправильно выполненный проект приведет к ошибкам при инсталляции, а при эксплуатации если и не будет серьезных отклонений в работе, то, как минимум, существует вероятность в доработке системы, что так или иначе связано с финансовыми затратами.
Предмет исследования - локальные вычислительные сети. Объект исследования процесс проектирования локальной вычислительной сети на основе технологии беспроводной передачи данных по стандарту 802.11ac для внедрения в технологический процесс.
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование локальной вычислительной сети на основе технологии беспроводной передачи данных по стандарту 802.11ac.
Для достижения поставленной цели в выпускной квалификационной работе сформулированы и решены следующие задачи:
- рассмотреть семейство стандартов 802.11 и привести их краткие сравнительные характеристики;
- проанализировать существующую локальную вычислительную сеть предприятия;
- описать выбор состава программного и аппаратного обеспечения, а также основные мероприятия по внедрению сети;
- описать основные показатели экологичности и безопасности проекта;
- привести основные экономические показатели проекта.
Теоретической основой работы являются научные труды таких исследователей как Блинов А.М., Шаньгин В. Ф., Таненбаум Э., Чекмарев М.В., Семенов А.Б.
Структура работы включает введение, две главы основной части, заключение, перечень принятых терминов, список использованных источников.
1. ПРЕДПРОЕКТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Постановка задачи
На текущий момент времени на объекте исследования существует локальная вычислительная сеть, построенная на основании технологии FastEthernet. Для объединения компьютеров и оборудования в сеть используется кабель витая пара TOPLAN FTP, структура которого изображена на рис.1.1.
Рисунок 1.1 - Структура кабеля TOPLAN FTP
Кабель TOP-5EFTP4PR-GY - экранированная витая пара (4 пары), категория 5E. Кабель состоит из 4-х пар одножильных, медных проводников калибра 24 AWG изолированных полиэтиленом (PE). Поверх скрученных пар наложен общий экран в виде фольгированной алюминием полимерной пленки. Для шунтирования порывов фольги (разрыва экрана) в конструкции кабеля предусмотрена стальная проволока. Для улучшения характеристик кабеля, каждая пара имеет свой шаг скрутки.
Основные технические характеристики кабеля TOPLAN FTP представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Технические характеристики кабеля TOPLAN FTP
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Цвет оболочки |
Серый |
|
Материал изоляции |
ПВХ (поливинилхлорид) |
|
Диаметр проводника |
24 AWG |
|
Тип проводника |
Сплошной (solid), медный |
|
Диаметр кабеля, мм |
6,15 |
|
NVP |
70% |
|
Частотный диапазон, МГц |
1-100 |
|
1-100 МГц Импеданс, Ом |
100 ± 15 |
|
Рабочий диапазон температур |
-20 до +750С |
|
Количество метров в коробке, м |
305 |
|
Габаритные размеры упаковки (Ш*В*Г), см |
21,5* 39,0*41,0 |
|
Вес кабеля в упаковке, кг |
14 |
|
Сертификация лабораториями |
UL, ETL VERIFIED |
В коммутационных шкафах устанавливаются коммутаторы [18] D-Link DGS-110-24, имеющие 24UTP порта и поддерживающие скорости передачи в 10 / 100 Mbps.
Основные характеристики коммутатора D-Link DGS-110-24 указаны в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Основные характеристики коммутатора коммутаторы D-Link DGS-110-24
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Порты |
24 порта 10/100 Мбит/с |
|
Управление |
Веб-интерфейс, GUI (Graphical User Interface) |
|
Питание |
От электросети |
|
Блок питания |
Встроенный |
|
Зеркалирование портов |
Поддерживается, One-to-One, Many-to-One |
|
Соответствие стандартам |
802.1p (CoS), 802.1Q (VLAN), 802.3az (Energy Efficient Ethernet), 802.3x (Flow Control) |
|
Пропускная способность |
48 Гбит/с |
|
Поддержка IGMP (Multicast) |
Есть |
|
MAC Address Table |
8000 адресов |
|
QoS |
Поддерживается, IEEE 802.1p, 4 очереди приоритетов |
|
VLAN |
Поддерживается, IEEE 802.1Q, до 4096 VIDs, до 32 VLAN |
|
Высота |
1U |
|
Охлаждение |
Безвентиляторная система охлаждения |
|
Уровень шума |
0 дБ |
|
Установка в стойку 19" |
Возможна, крепеж в комплекте |
|
MTBF |
774 тыс. часов |
Для управления маршрутизацией используются маршрутизаторы TRENDnet TL2-G244.
Основные характеристики маршрутизатора TRENDnet TL2-G244 представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Основные характеристики маршрутизатора TRENDnet TL2-G244
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Наличие консольного порта |
Есть, кабель RS-232 в комплекте |
|
Гигабитные порты |
24 порта 10/100Мбит/сек |
|
Управление |
Веб-интерфейс, SNMP (Simple Network Management Protocol), Интерфейс командной строки (CLI), Telnet, RMON (Remote Network Monitoring) |
|
Брандмауэр (Firewall) |
Фильтрация по номеру порта |
|
Access Control List |
Поддерживается |
|
Зеркалирование портов |
Поддерживается, RX, TX или both |
|
Пропускная способность |
48 Гбит/с |
|
Поддержка IGMP (Multicast) |
Есть, до 64 записей |
|
Метод доступа |
CSMA/CD |
|
MAC Address Table |
8000 адресов |
|
Port Trunking |
Поддерживается, IEEE 802.3ad |
|
QoS |
Поддерживается, IEEE 802.1p |
|
VLAN |
Поддерживается, IEEE 802.1Q. До 256 статических/динамических групп |
|
Продолжение таблицы 2.3 |
||
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Высота |
1U |
|
Установка в стойку 19" |
Возможна, крепеж в комплекте |
|
Размеры (ширина x высота x глубина) |
440 x 44 x 161 мм |
|
Вес |
2.3 кг |
|
Рабочая температура |
0 ~ 45 °C |
Для реализации беспроводного сегмента ЛВС используется точка доступа D-Link DAP-2553 AirPremier N Dualband Access Point, поддерживающие стандарты передачи b/g/n [16].
Схема плана рассматриваемого помещения приведена на рисунке 2.2. Помещение прямоугольной формы в 40 метров в длину и 10 метров в ширину.
Внутри помещения торгового зала установлены гипсокартонные стены, разделяющие зал на торговые точки и стеллажи.
Рисунок 1.2 - План помещения
Текущая организация локальной вычислительной сети имеет следующий недостаток - беспроводной сегмент сети представлен единственной точкой доступа, установленной со смещением к одному из краев помещения относительно его длины. Это приводит к существенному ограничению зоны доступа беспроводного канала передачи данных. Помимо этого упор на проводное подключение устройств приводит к тому, что при перестановке устройств возникает потребность в повторной прокладке кабельных линий связи. Модернизация сети путем внедрения беспроводной сети передачи данных позволит добиться более высоких скоростей и более высокого уровня комфорта в работе.
Локальная вычислительная сеть предназначена для организации среды передачи информации в помещении торгового зала. Описанные в задаче требования должны использоваться в качестве основы при проектировании локальной вычислительной сети [7].
Локальная вычислительная сеть строится на основе схемы, изображенной на плакате «Схема работы системы» и должна включать следующие компоненты:
- информационная кабельная подсистема с пропускной способностью не менее 1000 Мбит/с;
- активное оборудование (коммутаторы, точки доступа маршрутизаторы);
- канал доступа к сети интернет.
Информационная кабельная подсистема должна строиться в соответствии с требованиями стандарта ISO/IEC 11801 Class D, категория 5Е. Максимальная длина кабеля от информационного порта RJ45 до коммутационной панели не должна превышать 150 м.
Для создания локальной вычислительной сети необходимо использовать только высококачественные компоненты, которые прошли стопроцентное тестирование в соответствии с требованиями ISO 9001 (ГОСТ 40.9001-88).
Все кабельные системы локальной вычислительной сети должны быть выполнены с учётом требований по физической защите трасс от повреждения включающих:
- прокладку кабеля за подвесным потолком, за гипсокартонными стенами, в металлических лотках и в кабель-каналах.
- крепление кабеля по всей трассе с помощью специальных стяжек по всей длине.
Информационная кабельная подсистема предназначена для передачи информации между локальными устройствами автоматизированных рабочих мест (компьютеры, активное оборудование, многофункциональными устройствами).
Оборудование должно функционировать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, без учета времени необходимого для проведения регламентных работ в соответствии с рекомендациями производителя. Число портов активного оборудования должно обеспечивать функционирование 100% автоматизированных рабочих мест и иметь дополнительный запас не менее 20%. Оборудование должно иметь возможность для установки в 19'' коммутационный шкаф. Маршрутизатор - должен быть с функцией межсетевого экрана и возможности назначения листов доступа.
Серверное помещение оснащается телекоммуникационным шкафом. В нем должно быть установлено активное оборудование. Предусмотреть подключение источника бесперебойного питания, обеспечивающего электропитание сетевого и серверного (при наличии свободного места) оборудования, размещаемого в коммутационном шкафу, отдельной линией питания и от отдельного автоматического выключателя. Для удобства подключения активного и телекоммуникационного оборудования в шкафу необходимо предусмотреть электрические панели, подключаемые к ИБП, с количеством розеток, достаточным для подключения, устанавливаемого в шкафу оборудования и запасом не менее 20% на развитие.
Распределительные щиты, автоматические выключатели, а также кабели должны иметь сертификаты соответствия в системе ГОСТ и иметь соответствующую маркировку. Электрические кабели должны иметь изоляцию из материалов, не распространяющих горение, с низким содержанием галогенов. Корпус коммутационного шкафа СКС должен быть заземлен отдельным проводником непосредственно с главной заземляющей шиной.
Прокладку электрических кабелей осуществить в металлических лотках при прокладке кабельных трасс, скрыто за фальшпотолком или в кабельных каналах при открытой прокладке. В рабочих кабинетах монтаж должен быть выполнен в отдельных секциях пластиковых кабельных каналов совместно с СКС.
Розетки электропитания и розетка СКС должны устанавливаться на рабочих местах ЛВС в стандартные конструктивные элементы - суппорты, рамки и т.п. и иметь единообразный дизайн.
Постоянство физических параметров канала должно обеспечиваться при последующих перекроссировках вне зависимости от их числа (но не более определенного производителем оборудования локальной вычислительной сети). Разрыв любого канала локальной вычислительной сети возможен только при коммутации на панелях переключения распределительных узлов.
Подготовленное задание на проектирование носит рекомендационный характер. На основании данного технического задания необходимо предусмотреть использование оборудования, как для проводного, так и для беспроводного сегмента локальной сети с пропускной способностью не менее 1 Гбит/с.
Для реализации серверной части сети необходимо обязательно применение источников бесперебойного питания, а размещать оборудование - в серверном шкафу.
Для реализации беспроводного сегмента сети учесть затухание сигнала в условиях помещений с большим количеством стен [11]. Подключение точек доступа лучше всего осуществить с использованием кабеля типа «Витая пара», так как он является наиболее простым в монтаже внутри помещений. А также имеет наименьшую стоимость из всех распространенных сейчас типов кабелей. Для скрытия кабеля можно использовать специальные кабель-каналы. Реализовать питание точек доступа удобнее всего с использованием технологии PoE.
Доступ в интернет необходимо реализовать через интернет-провайдера. Для подключения к каналу интернет-провайдера необходимо использовать оптоволоконный кабель, обладающий высокой скоростью передачи данных и широкой полосой пропускания [29].
коммутационный топологический компьютерный данные
1.2 Обзор литературы
Для написания выпускной квалификационной работы были использованы различные литературные источники. В данном разделе приведен их краткий обзор.
В книге В. Н. Ручкин, В. А. Фулин «Архитектура компьютерных сетей» даются основные определения и понятия архитектуры компьютерных сетей (КС). Приводятся назначение, классификация и принципы построения локальных и глобальных КС; основные проблемы организации и реализации ТКС и ЕИОП. Рассматриваются принципы топологии и методы доступа. Приводятся данные и основные характеристики каналов связи: кабельные, оптоволоконные каналы, спутниковые и т. д.
Исследование Э. Таненбаум «Компьютерные сети» [32] содержит подробно и последовательно изложенные основные концепции, определяющие современное состояние и тенденции развития компьютерных сетей. Автор подробнейшим образом объясняет устройство и принципы работы аппаратного и программного обеспечения, рассматривает все аспекты и уровни организации сетей, от физического уровня до уровня прикладных программ. Изложение теоретических принципов дополняется яркими, показательными примерами функционирования Интернета, сетей АТМ и беспроводных сетей.
Авторы Н. В. Максимов, И. И. Попов в своем издании «Компьютерные сети» [21] рассматривают вопросы организации сетевых архитектур, типы, топология, методы доступа, среда передачи, аппаратные компоненты компьютерных сетей, а также методы пакетной передачи данных, модель OSI, задачи и функции по уровням модели OSI. Описываются локальные сети, технологии доступа к глобальным информационным ресурсам, адресация в сетях, способы проверки правильности передачи данных, межсетевое взаимодействие, принципы маршрутизации пакетов. Значительное внимание уделяется процессам, протоколам и форматам данных пользовательского (прикладного) уровня сетей - доступ к информационным ресурсам Internet и других сетей с помощью распределенных файловых и информационных систем.
Книга Г. Хелд «Технологии передачи данных» [36] посвящена рассмотрению современных технологий передачи данных и перспективам их развития. Освещаются основные аспекты передачи информации, от структуры сетей до безопасности их использования. Представлены технологии, позволяющие существенно улучшить качество работы отдельных пользователей, корпораций и государственных учреждений. Издание содержит подробные сведения, необходимые для понимания функционирования различных систем передачи данных - от кабельных сетей до беспроводных спутниковых систем.
В сборнике Поляк-Брагинский А.И. «Локальная сеть. Самое необходимое» [24] систематически излагаются базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем и компьютерных сетей, начиная от разрядно-последовательной архитектуры и заканчивая многоядерными процессорами.
Учебно-методический комплекс Л. Ф. Соловьевой «Сетевые технологии. Учебник-практикум» [30] состоит из книги и электронного учебника и предназначен для эффективного обучения работе в сетях. Книга содержит самые необходимые сведения о локальных сетях и работе с ресурсами Интернета, о средствах для создания и публикации собственных мультимедийных Web-сайтов. В книге и на диске представлены методические материалы для организации учебного процесса: программа курса, разработки уроков, практические работы, тесты, вопросы для семинаров.
В учебном пособии П. Н. Башлы «Современные сетевые технологии».
Систематизированы сведения об устройстве и принципах функционирования современных вычислительных сетей. Приведена информация о составе и назначении аппаратных средств вычислительных сетей и принципах построения сетевого программного обеспечения; базовым протоколам вычислительных сетей (TCP/IP). Рассмотрены современные сетевые технологии Frame Realay, ATM, xDSL; принципы построения и функционирования наиболее важных информационных служб сети Internet: WWW, E-mail, Usenet, FTP; фундаментальные вопросы, необходимые для более полного понимания технологии поиска информации в сети Internet: логика поиска информации и структура поисковой системы. Даны необходимые сведения по вопросам обеспечения информационной безопасности в Internet.
В издании Глушаков С.Н., Сурядный А.К. «Компьютеры, программы, сети» [12] содержится начальный курс для студентов и специалистов по связи, изучающих или вновь осваивающих современные цифровые сети. Упор в книге, наряду с описанием современных протоколов и алгоритмов, сделан на понимание основ проектирования сетей, выбор сетевого оборудования для достижения требуемых параметров и вопросы кодирования и защиты информации.
Авторами исследования Даниленков А.В., Васильев Ю.И. «Локальная сеть своими руками» [14] подробно рассмотрены классификация и характеристики информационно-вычислительных сетей, их программные и аппаратные средства, алгоритмы маршрутизации и протоколы обмена информацией. Дано описание разных типов линий связи, освещены вопросы помехоустойчивого кодирования передаваемой по сетям информации. Представлены классификация и обобщенная структура сетевых операционных систем, протоколы файлового обмена, электронной почты и дистанционного управления. Описаны виды конференц-связи, а также Web-технологии, языки и средства создания Web-приложений. Приведены примеры расчета основных параметров вычислительных сетей и систем.
В книге Столлингс В. «Компьютерные сети, протоколы и технологии Интернета» [31] описываются принципы построения, архитектура, функциональная и структурная организация, основные устройства и звенья вычислительных машин, систем и телекоммуникационных вычислительных сетей. Рассматриваются их программное обеспечение, функционирование, эффективность и перспективы развития. Во 2-м издании нашли отражение изменения в классификации средств вычислительной техники, их использовании в системах мультимедиа, в сетевых технологиях и корпоративных сетях.
Спраавочник Щербо В.К. «Стандарты вычислительных сетей. Взаимосвязи сетей» [40] посвящена сетям передачи данных: фундаментальным положениям передачи данных; режимам работы, протоколам и стандартам на интерфейсы, связанным с различными типами сетей передачи; международным стандартам на протоколы для обеспечения взаимодействия открытых систем в различных средах.
В курсе лекций «Локальные сети. Модернизация и поиск неисправностей» [25] Поляк-Брагинский А.И. рассмотрены объединенные и локальные сети. На основе пройденного материала автор исследует российские компьютерные сети Relcom, Sovam Teleport, Sprint_Russia, GlasNet, RUNNet, FREEnet, RELARN_IP, Radio_MSU и RSSI. С помощью этого пособия читатель научится управлять объединенными и локальными сетями, ориентироваться в различных сетевых протоколах, узнает, как устроены локальные сети на основе коммутаторов. В конце книги приведен простой пример работы локальной сети, состоящей из двух компьютеров, а также глоссарий сетевых терминов.
В учебном пособии «Максимов Н.В., Попов И.И. Компьютерные сети» [21] рассматриваются вопросы организации сетевых архитектур, типы, топология, методы доступа, среда передачи, аппаратные компоненты компьютерных сетей. Рассмотрены методы пакетной передачи данных, модель OSI, задачи и функции по уровням модели OSI. Рассматриваются локальные сети, технологии доступа к глобальным информационным ресурсам, адресация в сетях, способы проверки правильности передачи данных, межсетевое взаимодействие, принципы маршрутизации пакетов. Значительное внимание уделяется процессам, протоколам и форматам данных пользовательского (прикладного) уровня сетей - доступ к информационным ресурсам Internet и других сетей с помощью распределенных файловых и информационных систем.
Курс лекций «Ю.А. Новиков С.В. Кондратенко Основы локальных сетей» [22] представляет собой краткое учебное пособие по локальным компьютерным сетям, в котором рассматриваются ключевые принципы, лежащие в основе архитектуры локальных сетей, базовые функции локальных сетей, а также алгоритмы реализации этих функций. Приводятся рекомендации по проектированию наиболее распространенных сетей Ethernet и Fast Ethernet. Также разбираются вопросы подключения локальных сетей к глобальной сети Интернет с помощью модемов.
В книге Семенов А. Б. «Проектирование и расчет структурированных кабельных систем и их компонентов» [28] рассмотрены объединенные и локальные сети. На основе пройденного материала автор исследует российские компьютерные сети Relcom, Sovam Teleport, Sprint-Russia, GlasNet, RUNNet, FREEnet, RELARN-IP, Radio-MSU и RSSI.
1.3 Выделение альтернативных архитектурно-структурных решений
IEEE 802.11 - базовый стандарт для сетей Wi-Fi, в котором определены наборы протоколов связи для наиболее низких скоростей передачи данных.
В стандарте IEEE 802.11b описаны уже более высокие скорости передачи данных, а также приводятся пункты, связанные с технологическими ограничениями беспроводной передачи данных. Изначально именно этот стандарт называли Wi-Fi, а его продвижением очень сильно занималась компания WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance). Для передачи данных в данном стандарте используется радиоканал в спектре 2.4GHz. Стандарт был официально признан в 1999 году. Максимальной скоростью передачи данных является скорость 11 Мбит/с.
В стандарте IEEE 802.11a описываются большие, по сравнению IEEE 802.11b, скорости передачи данных. Для передачи используется радиоканал с частотой 5 GHz. Данный протокол является не совместимым с протоколом 802.11b. Стандарт был официально признан в 1999 году. Максимальной скоростью передачи данных является скорость 54 Мбит/с.
В стандарте IEEE 802.11g описаны скорости передачи данных, равные скоростям передачи стандарта 802.11а. Для передачи используется радиоканал с частотой 2.4 GHz. Стандарт был официально признан в 2003 году. Максимальной скоростью передачи данных является скорость 54 Мбит/с [22].
Стандарт 802.11n является наиболее передовым коммерческим стандартом, и официально разрешенный к использованию на территории Российской Федерации. Это связано с тем фактом, что более новый стандарт 802.11ac еще не готов к применению в связи с незавершенными процедурами правового регулирования. Стандарт 802.11n для передачи использует радиоканалы с частотой 2.4 GHz и 5GHz. Стандарт является совместимым со стандартами 11b/11a/11g. На текущий момент времени большинство специалистов рекомендует создавать сети на основе стандарта 802.11n, так как в случае использования более устаревших стандартов беспроводной связи для обеспечения совместимости потребуется настройка специальных защитных режимов. При этом возрастет объем сигнальной и управляющей информации, что повлечет снижение полезной пропускной способности радиоканала. Использование даже одного клиента, работающего в более старом стандарте, приведет к необходимости специальной настройки всей беспроводной сети, а также к её мгновенной деградации в плане производительности. Стандарт был официально признан в 2009 году. Для передачи используется радиоканалы с частотой 20 MHz и 40 MHz.
802.11ас является развитием широко распространенной технологии 802.11n и в целом группы WiFi-стандартов IEEE 802.11. Основными преимуществами стандарта Wi-Fi 802.11ас являются высокие скорости передачи в радиоканале и, соответственно, большая агрегированная полоса пропускания точки доступа, а также более совершенные механизмы контроля активного и пассивного состояния клиентских устройств. Все это вместе ведет к значительной экономии заряда батареи мобильного устройства [30].
Решения на базе WiFi-стандарта 802.11ас позволяют достичь высоких скоростей передачи данных (data transfer) с помощью трехразмерной функциональной матрицы:
1) большее количество объединяемых частотных каналов в сумме до: 80MHz или даже 160MHz (по сравнению с максимумом в 40MHz для 802.11n);
2) большая доступная модуляция: до QAM256 (в 802.11n максимум QAM64);
3) больший уровень MIMO: до 8 пространственных потоков (в 802.11n до 4 потоков).
Технология 802.11ас работает только на частотах Wi-Fi 5GHz. Поэтому двухполосные точки доступа чаще всего продолжают использовать 801.11n на частотах 2.4GHz. Но WiFi-клиенты 802.11ас работают в менее загруженном спектре частот 5GHz [21].
Первое поколение (Первая волна) устройств стандарта Wi-Fi 802.11ас (Wave-1) продолжает оставаться полудуплексной радиотехнологией. Такие устройства используют, как правило, частотные каналы шириной до 80MHz и чаще всего до трех пространственных потоков. Поэтому при относительно грубом делении можно обозначить низкий уровень продуктов 802.11ас со скоростями в радиоканале до 433 Мбит/с, средний уровень со скоростями до 867 Мбит/с и высокий уровень со скоростями до 1,3 Гбит/с. Практически доступные скорости передачи данных (transfer) для пользователей будут значительно ниже в силу проблем общей эффективности группы стандартов 802.11. Как правило, практически доступный максимум не выше 60%. Точки доступа и Wi-Fi-маршрутизаторы 802.11ас первой волны сейчас широко доступны в мире и начнут официально завозиться в РФ, как только разрешатся нормативно-регуляторные вопросы.
Предполагается, что вторая волна 11ас вначале будет поддерживать частотные каналы до 160MHz, до четырех пространственных потоков и технологию одновременной коммуникации более чем с одним пользователем MU-MIMO (Multi User MIMO). MU-MIMO позволяет отправлять множество фреймов одновременно ко многим пользователям в том же самом частотном спектре. Тем самым с множественными антеннами и с помощью соответствующей технологии точка доступа Wi-Fi может вести себя как беспроводный коммутатор. Но технология ограничена сверху максимальным количеством доступных пространственных потоков. Отсюда в случае трех поддерживаемых пространственных потоках на точке доступа и наличии только трехпотоковых клиентов (MacBook Pro, например), то всегда с точкой будет взаимодействовать только один клиент даже при поддержке MU-MIMO. Поэтому MU-MIMO особенно перспективно выглядит для случая, когда в сети присутствуют в основном персональные мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты, имеющие максимум 2 пространственных потока, но чаще всего один. Для случая смартфонов с одним потоком и точки доступа Wi-Fi с тремя потоками и MU-MIMO мы будем иметь случай работы один к трем, и точка будет поддерживать до трех клиентов одновременно и параллельно [15].
Можно ожидать в начале второй волны стандарта Wi-Fi 802.11ас (Wave-2) появления точек доступа со скоростями в радиоканале до 3.47Гбит/с (4 пространственных потока, QAM256, MU-MIMO). При этом максимум стандарта 11ас обеспечивает выход на канальные скорости до 6.93Гбит/с с поддержкой до 8-и пространственных потоков. Но 8 потоков потребуют как минимум 8 антенн (а желательно и больше) с необходимым разнесением, что диктует существенное увеличение размеров устройств и требует большее количество энергии для работы через PoE.
При строительстве беспроводных локальных сетей используются два вида архитектур: распределенной и централизованной. Распределительная архитектура базируется исключительно на использовании точек доступа, а централизованная архитектура использует в качестве центрального элемента беспроводной коммутатор.
Распределенная архитектура беспроводных локальных сетей определяется первоначальным стандартом 802.11, базирующимся на точках доступа. Точки доступа служат мостом между беспроводным и проводным сегментами сети, они обеспечивают специфические для беспроводных сетей функции защиты, включая управление доступом и шифрование, а также контроль качества (QoS). Точки доступа корпоративного класса предоставляют более высокий уровень функциональности, они могут выполнять фильтрацию пакетов и адресов, управлять списком доступа [17].
Большое достоинство распределенной архитектуры заключается в том, что для построения беспроводной локальной сети достаточно лишь установить точки доступа. Беспроводные сети, существовавшие во второй половине 90-х и использовавшие диапазоны UHF и 900 MHz, опирались на "сетевой контроллер", который для покрытия необходимой зоны работал совместно с несколькими радиотрансиверами. Стандарт 802.11 значительно упростил архитектуру, объединив в одном устройстве функциональность сетевого контроллера и радиотрансиверов (рисунок 1.3). Новая архитектура позволяла развернуть беспроводную сеть посредством простой установки точек доступа в свободный порт коммутатора и беспроводных адаптеров в клиентские ПК [6].
Рисунок 1.3 _ Схема построения распределенной сети
Централизованная архитектура беспроводных сетей (centralized WLAN switch architecture) требует для создания беспроводной сети два элемента.
Границу сети по-прежнему формируют точки доступа, которые выполняют функцию моста между беспроводными и проводными сегментами сети, а вся остальная функциональность может быть перенесена на второй элемент -- беспроводной коммутатор. Сегодня каждый производитель WLAN-коммутаторов сам решает, каким образом распределить функции между этими двумя устройствами. Некоторые из них вкладывают все возможности в беспроводные коммутаторы, оставляя для точек доступа только функции моста, другие реализуют в последних управление доступом и шифрование.
Важная характеристика всякой централизованной архитектуры заключается в том, что весь трафик от/к беспроводной сети проходит через WLAN-коммутатор. Это позволяет ему осуществлять полное управление трафиком. Следует отметить, что централизованная архитектура трактует WLAN как некоторую надстройку над сетью Ethernet. WLAN-коммутатор предусматривает для беспроводного трафика выделенную сеть. Обычно такая сеть реализуется как VLAN, так что в ней могут применяться существующие технологии коммутации [27].
Рисунок 1.4 - Централизованная архитектура построения сети Wi-Fi
На текущий момент времени рынок сетевого оборудования содержит большое количество предложений по продаже точек доступа с поддержкой стандарта 802.11ac. Для реализации проекта беспроводной сети были рассмотрены следующие модели беспроводных точек доступа:
- NETGEAR R7000;
- D-link DAP-2660;
- Ubiquiti UniFi AC;
- ASUS RT-AC66U.
Для наглядности была построена сравнительная таблица 1.4.
Таблица 1.4 - Сравнение характеристик рассматриваемых точек доступа
Наименование характеристики |
NETGEAR R7000 |
D-link DAP-2660 |
Ubiquiti UniFi AC |
ASUS RT-AC66U |
|
Тип |
Wi-Fi точка доступа |
Wi-Fi точка доступа |
Wi-Fi точка доступа |
Wi-Fi точка доступа |
|
Стандарт беспроводной связи |
802.11a/b/g/n/ac, частота 2.4 / 5 ГГц, возможность одновременной работы в двух диапазонах |
802.11a/b/g/n/ac, частота 2.4 / 5 ГГц, возможность одновременной работы в двух диапазонах |
802.11a/b/g/n/ac, частота 2.4 / 5 ГГц, возможность одновременной работы в двух диапазонах |
802.11a/b/g/n/ac, частота 2.4 / 5 ГГц, возможность одновременной работы в двух диапазонах |
|
Наименование характеристики |
NETGEAR R7000 |
D-link DAP-2660 |
Ubiquiti UniFi AC |
ASUS RT-AC66U |
|
Макс. скорость беспроводного соединения |
1900 Мбит/с |
1167 Мбит/с |
1300 Мбит/с |
1300 Мбит/с |
|
Защита информации |
WEP, WPA, WPA2 |
WEP, WPA, WPA2, 802.1x |
WEP, WPA, WPA2 |
WEP, WPA, WPA2 |
|
Кол-во портов LAN |
2 |
4 |
2 |
4 |
|
Радиус действия |
120 м |
100 м |
122 м |
122 м |
|
Скорость портов |
1000 Мбит/сек |
1000 Мбит/сек |
1000 Мбит/сек |
1000 Мбит/сек |
|
Количество разъемов USB 2.0 |
1 |
- |
- |
2 |
|
Количество разъемов USB 3.0 Type A |
1 |
- |
- |
- |
|
Гостевая сеть |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Поддержка IPv6 |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Маршрутизатор |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Межсетевой экран (FireWall) |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
NAT |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
SPI |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
DHCP-сервер |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Поддержка Dynamic DNS |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Демилитаризованная зона (DMZ) |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Поддержка VPN-туннелей |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Количество внешних антенн |
3 |
- |
- |
3 |
|
Тип внешней антенны |
съемная |
- |
- |
съемная |
|
Количество внутренних антенн |
- |
4 |
6 |
- |
|
Наименование характеристики |
NETGEAR R7000 |
D-link DAP-2660 |
Ubiquiti UniFi AC |
ASUS RT-AC66U |
|
Web-интерфейс |
есть |
есть |
есть |
есть |
|
Объем оперативной памяти |
256 Мб |
256 Мб |
256 Мб |
256 Мб |
|
Объем флеш-памяти |
128 Мб |
128 Мб |
128 Мб |
128 Мб |
|
Интерфейс встроенного принт-сервера |
USB |
- |
- |
USB |
|
Питание через Ethernet-кабель (PoE) |
Нет |
есть |
нет |
есть |
|
Размеры (ШxВxГ) |
285x50x184 мм |
170x28x170 мм |
200x27x204 мм |
207x36x149 мм |
|
Вес |
750 г |
316 г |
508 г |
450 г |
Исходя из рассмотренных характеристик точек доступа, было принято решение об использовании точек доступа ASUS RT-AC66U, имеющих поддержку технологии PoE и обладающих функционалом принт-сервера. Заявленный радиус распространения сигнала вне помещения - 100 метров. Внутри помещений на распространение сигнала буду влиять стены и перекрытия. Даже с учетом того что в торговом зале установлены гипсокартонные стены, необходимо учесть затухание сигнала. Исходя их этого, было принято решение об установке 3-х точек доступа ASUS RT-AC66U.
При выборе маршрутизатора основные требования были сформулированы следующим образом: устройство с поддержкой технологии GigabitEthernet и PowerOfEthernet. В итоге был осуществлен выбор маршрутизатора Ubiquiti ERPro-8, обладающий указанными характеристиками, имеющий 8 портов 10/100/1000 Мбит/сек. Характеристики маршрутизатора Ubiquiti ERPro-8 приведены в таблице 1.5
Таблица 1.5 - Характеристики маршрутизатора Ubiquiti ERPro-8
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Тип устройства |
маршрутизатор (router) |
|
Возможность установки в стойку |
есть |
|
Объем оперативной памяти |
2048 Мб |
|
Объем флеш-памяти |
4096 Мб |
|
Количество портов коммутатора |
8 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/с |
|
Консольный порт |
есть |
|
Web-интерфейс |
есть |
|
Поддержка Telnet |
есть |
|
Поддержка SNMP |
есть |
|
Межсетевой экран (Firewall) |
есть |
|
NAT |
есть |
|
DHCP-сервер |
есть |
|
Поддержка Dynamic DNS |
есть |
|
Демилитаризованная зона (DMZ) |
есть |
|
Статическая маршрутизация |
есть |
|
Протоколы динамической маршрутизации |
RIP v1, RIP v2, OSPF |
|
Протоколы управления группами интернета |
IGMP v1, IGMP v2, IGMP v3 |
|
Поддержка IPv6 |
есть |
|
Поддержка стандартов |
Auto MDI/MDIX, Power Over Ethernet, IEEE 802.1q (VLAN) |
|
Размеры (ШxВxГ) |
484 x 44 x 164 мм |
В состав вспомогательных аппаратных средств были отнесены коммутатор, контроллер домена, источник бесперебойного питания и коммутационный шкаф.
На случай необходимости подключения проводного сегмента сети был выбран коммутатор D-link DGS-1210-28. Характеристики коммутатора представлены в таблице 1.6.
Таблица 1.6 - Характеристики коммутатора D-link DGS-1210-28
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Тип устройства |
коммутатор (switch) |
|
Возможность установки в стойку |
есть |
|
Количество слотов для дополнительных интерфейсов |
4 |
|
Количество портов коммутатора |
24 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/с |
|
Внутренняя пропускная способность |
56 Гбит/с |
|
Размер таблицы MAC адресов |
16384 |
|
Web-интерфейс |
есть |
|
Поддержка Telnet |
есть |
|
Поддержка SNMP |
есть |
|
Статическая маршрутизация |
есть |
|
Протоколы управления группами интернета |
IGMP v1, IGMP v2 |
|
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Поддержка IPv6 |
есть |
|
Поддержка стандартов |
Auto MDI/MDIX, IEEE 802.1p (Priority tags), IEEE 802.1q (VLAN), IEEE 802.1d (Spanning Tree) |
|
Размеры (ШxВxГ) |
440 x 44 x 210 мм |
|
Дополнительная информация |
4 порта SFP |
Для контроллера домена используется конфигурация, представленная в таблице 1.7.
Таблица 1.7 - Конфигурация контроллера домена
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Материнская плата |
ASUS X99-M WS/SE [LGA 2011-3, Intel X99, 4xDDR4-3200 МГц, 3xPCI-Ex16, Micro-ATX] |
|
Процессор (2 шт.) |
Intel Xeon E5-2609 v4 [OEM, LGA 2011-3, 8x1700 МГц, L2 - 2 МБ, L3 - 20 МБ, 4xDDR4-1866 МГц, TDP 85 Вт] |
|
Кулер (2 шт.) |
CoolerMaster Hyper 412S |
|
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Модуль памяти (2 шт.) |
Patriot Signature [PSD48G213381] 8 ГБ |
|
Жесткий диск (2 шт.) |
HDD 1.5 Tb SATA-II WD15EARS 64Mb |
|
Блок питания |
Zalman ZM1000HP Plus 1000W ATX |
|
Корпус |
Miditower Cooler Master RC-534-KKN2-GP ATX |
Для организации отказоустойчивости работы и защиты от выхода оборудования из строя вследствие проблем с электроснабжением к серверу устанавливается источник бесперебойного питания [21] UPS Smart On-Line APC SURTD3000XLI.
Характеристики Smart On-Line APC SURTD3000XLI приведены в таблице 1.8.
Таблица 1.8 - Характеристики ИБП Smart On-Line APC SURTD3000XLI
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Тип оборудования |
ИБП с двойным преобразованием (On-line) |
|
Эффективная мощность |
2100 Ватт |
|
Максимальная выходная мощность |
3000 ВА |
|
Искажения выходного напряжения |
Менее 3% |
|
Номинальное выходное напряжение |
230В. Возможна работа с выходным напряжением номиналом 220, 230 или 240 В. |
|
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Холодный старт |
Поддерживается |
|
Время работы от батарей при нагрузке 200 Вт |
190 мин. |
|
Время работы от батарей при нагрузке 500 Вт |
78 мин. |
|
Время работы от батарей при нагрузке 900 Вт |
41 мин. |
|
Индикаторы |
Питание от сети, питание от аккумуляторов, необходима замена аккумулятора, перегрузка, байпасс |
|
Установка в стойку 19'' |
Возможна |
|
Интерфейс |
RS-232, SmartSlot |
|
Кол-во выходных розеток |
8 компьютерных (IEC-320-C13), 2 розетки IEC-320-C19 |
|
Расположение розеток |
На задней панели |
|
Фильтрация радиочастотных и электромагнитных помех |
Постоянно действующий многополюсный шумовой фильтр; амплитуда остаточного напряжения 0.3% по нормативам IEEE. |
|
Защита от перегрузок |
Есть |
|
Аккумуляторы |
16 аккумуляторов 12В, 5.5 Ач |
|
Горячая замена аккумулятора |
Поддерживается |
|
Время зарядки |
2.5 часа |
|
Подключение доп. аккумуляторов к ИБП |
Возможно |
В серверной комнате устанавливается коммутационный шкаф [24].
Используются стандартный 19-ти дюймовый коммутационный шкаф TFS-428010. Для подключения к сети провайдера будет использован оптоволоконный одномодовый кабель. Его преимущество по сравнению с витой парой и многомодовым оптическим кабелем - возможность соединения сегментов на больших расстояниях. Именно поэтому было выбрано одномодовое оптоволокно. Исходя из факта использования оптоволоконного кабеля для подключения к сети интернет-провайдера, необходимо приобретение оптоволоконного конвертера [12]. Исходя из этого, было принято решение об использовании оптоволоконного конвертера TRENDnet TFC - 1000MGB. Характеристики оптоволоконного конвертера TRENDnet TFC - 1000MGB приведены в таблице 1.9.
Таблица 1.9 - Характеристики оптоволоконного конвертера TRENDnet TFC - 1000MGB
Наименование характеристики |
Значение характеристики |
|
Тип оборудования |
Медиаконвертер |
|
Корпус |
Сталь |
|
Цвета, использованные в оформлении |
Черный |
|
Размеры (ширина x высота x глубина) |
120 x 25 x 88 мм |
|
Комплект поставки |
Блок питания, Руководство пользователя |
|
Индикаторы |
Link/ACT, Power |
|
Установка в стойку 19'' |
Возможна, |
|
Гигабитные порты |
1 порт 1000 Мбит/сек |
|
Порты SFP |
1 порт SFP |
|
Питание |
От электросети |
|
Потребление энергии |
2.8 Вт |
|
Соответствие стандартам |
802.3ab (1000BASE-T), 802.3z (Fiber Gigabit Ethernet) |
|
Метод доступа |
CSMA/CD |
|
Jumbo Frame |
Поддерживается, до 10 Кб |
|
Крепление к стене |
Возможно |
|
Рабочая температура |
0 ~ 40 °C |
2. ЭСКИЗНОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
2.1 Описание физического размещения элементов модернизируемой сети
В качестве технологии создания ЛВС было решено использовать сетевую технологию Gigabit Ethernet. Данная технология является развитием стандартов 802.3 для сетей, использующих технологию Ethernet с пропускной способностью в 10 и 100 Мбит/с. Основное отличие данной технологии является значительное повышение скорости передачи данных, при этом сохраняя совместимость с сетевыми технологиями с более низкими скоростями передачи данных. Также обеспечивается возможность пересылки данных между сетями, работающих на технологиях с разными скоростями передачи [24].
Разработка технологии Gigabit Ethernet началась в ноябре 1995 года, когда была сформирована рабочая группа (IEEE 802.3z), рассматривающая возможность развития Fast Ethernet до гигабитных скоростей. После утверждения полномочий этой группы работа над стандартом стала продвигаться быстрыми темпами. При разработке этой технологии были поставлены следующие задачи:
- достижение скорости передачи данных в 1 Гбит/с;
- применение стандартного формата кадра для технологий Ethernet 802.3;
- соответствие функциональным требованиям и характеристикам стандарта 802;
- организовать возможность взаимодействия между сетями, работающих на скоростях 10, 100 и 1000 Мбит/с;
- осуществить возможность работы сетей в режимах полудуплексной и полнодуплексной передачи данных;
- основываться на топологии звезда;
- поддерживать в своих спецификациях использование оптоволоконного кабеля и кабеля на основе витой пары медных проводников;
- организовать семейство спецификаций на физическом уровне, поддерживающих каналы передачи данных с длиною сегмента не менее:
- 500 метров при использовании многомодового оптоволоконного кабеля;
- 25 метров при использовании медного провода;
- 3000 метров при использовании одномодового оптоволоконного кабеля [26].
В стандарте 802.3 определяются следующие версии технологии: 1000BaseSX, 1000BaseLX, 1000BaseCX.
Ядро системы будет предоставлять высокоскоростной доступ к информационным ресурсам сети (различным серверам), а так же выполнять высокоскоростной транспорт данных. Ядро сети состоит из высокоскоростного маршрутизатора и серверов, связанных между собой волоконно-оптическими линиями со скоростью 10Гбит/с. Для обеспечения высокой надежности и скорости коммутаторы и серверы соединены с избыточными каналами связи.
На рисунке 2.1 представлена топология имеющейся сети.
Рисунок 2.1 - Топология имеющейся сети
На рисунке 2.2 представлена топология модернизированной сети.
Рисунок 2.2 - Топология модернизированной сети
На плакате «Схема структурированной кабельной системы» представлена схема размещения и подключения необходимого оборудования модернизированной сети.
На рисунке 2.3 изображена схема расположения беспроводных точек доступа, выбранная таким образом, чтобы обеспечить полное покрытие сигналом всей площади помещения, в котором развертывается беспроводная локальная вычислительная сеть.
Рисунок 2.3 - Схема размещения точек доступа
Версией 1000BaseSX определяется передача данных по многомодовому оптоволокну на длине волны 850 нм. Максимальная длина сегмента при работе в полудуплексном режиме составляет 100 м. В дуплексном режиме максимальная длина кабеля зависит от его полосы пропускания и может достигать 800 м.
Версией 1000BaseLX определяется передача данных по многомодовому или одномодовому оптоволокну на длине волны 1310 нм. Максимальная длина сегмента для одномодового волокна достигает 5 км, а для многомодового - 550 метров [42].
Версией 1000BaseCX описывается передача данных по твинаксиальному (twinaxial) кабелю, представляющим собой два коаксиальных кабеля (волновое сопротивление 75 Ом) в общей оплетке. По такому кабелю можно организовать только полудуплексный режим. Максимальная длина сегмента составляет 25 м, потому такой кабель больше всего применяется для связи оборудования в пределах одной комнаты [31].
3.2 Основные мероприятия по настройке и развёртыванию модернизированной сети
При радиочастотном планировании следует учитывать следующие основные характеристики беспроводной сети:
1.Выбор типа сети (передача данных, голоса или позиционирование).
2.Плотность пользователей.
3.Требования к покрытию и скорости передачи данных.
4.Особенности клиентских устройств (мощности передатчика, поддерживаемые диапазоны и каналы, поддерживаемые скорости передачи данных)
5.Требования к безопасности сети
Основная цель планируемой сети - передача данных.
Следующим шагом необходимо провести расчет планируемого количества абонентов. В помещении расположено 15 отделов, каждый из которых имеет один компьютер на кассе. Помимо этого в административно помещении расположено три компьютера. Еще один компьютер установлен в помещении охраны для работы системы наблюдения. Помимо этого в разных отделах в разные моменты времени на выставочных стендах и витринах может быть размещено различное количество устройств, имеющих подключение к сети.
Для реализации беспроводной сети с высокой пропускной способностью точки доступа необходимо включать в режиме «точки доступа» (Acceess Point), в этом режиме каждая точка доступа обеспечивает в зоне своего покрытия полную скорость канала, не разделяя его с другими точками. Все точки должны иметь одинаковый SSID и одинаковые параметры шифрования, но должны работать на разных каналах, лучше всего на независимых. В диапазоне 5 ГГц имеется 22 непересекающихся канала, исходя из этого, для четырех точек доступа необходимо использовать 1, 6, 11 и 16 каналы. Взаимное расположение точек следует подобрать таким образом, чтобы зоны покрытия пересекались без существенного ослабления сигнала. Клиентские устройства принимают решение о подключении к той или иной точке доступа автоматически, на основании уровня сигнала. Таким образом, мобильные пользователи могут свободно перемещаться по всей зоне покрытия без обрыва связи. Если необходимо использовать более 3 точек, то необходимо чередовать независимые каналы таким образом, чтобы зоны их покрытия не пересекались [9].
Как показывает практика, при реальном использовании стандарта скорость передачи будет ниже указанной в документации. Это определено тем фактом, что скорость беспроводной сети зависит от условий окружающей среды, и поэтому реальную скорость передачи информации очень сложно определить. Указанные в документации цифры фактически являются максимальной скоростью передачи информации. При определении скорости передачи данных возможно использование следующего правила: в идеальных условиях скорость передачи будет приблизительно равна трети-половине от указанной в стандарте цифры.
Остальное займут служебная информация, повторы потерянных пакетов, преодоление коллизий. Неизбежные помехи еще больше снизят эту цифру. Следующим этапом расчета плотности подключений на точку доступа является определение необходимой скорости передачи данных для конкретного мобильного устройства, подключаемого к беспроводной локальной сети, а это, в свою очередь, зависит от сервисов и приложений, которые будут использовать мобильные устройства.
Требуемая скорость для оказания сервиса рассчитывается по формуле:
V = a1*b1+a2*b2+...*an*bn
Где a - скорость сервиса, b - количество пользователей сервиса.
Рассчитаем необходимую скорость передачи данных. На предприятии используются 15 машин для автоматизации офисных вычисления и обработки текста. Средняя одновременная посещаемость торгового зала составляет 40 человек. И дополнительно необходимо учесть еще 30 устройств на стендах, транслирующих мультимедийную информацию. Таким образом, согласно формуле (3.1), получим:
V = 15 * 10 Мбит/с + 40*25Мбит/с+30 * 100 Мбит/с = 150+1000+ 3000 = 4150 Мбит/сек
Для подсчета требуемого минимального количества точек доступа используется формула:
N = V/n
Где n - скорость, выдаваемая одной точкой доступа.
Максимальная заявленная скорость передачи одной точки доступа составляет 1300 Мбит/с. На основании данного параметра осуществим расчет минимально требуемого количества точек доступа.
N = 4150 / 1300 = 3,2 = 4 точки доступа
Распространение любого сигнала неизбежно сопровождается его затуханием, причём величина затухания сигнала зависит как от расстояния от точки передачи, так и от частоты сигнала. Изначально необходимо определить потерю мощности при идеальных условиях - отсутствии препятствий, отражений, и без учета наличия нескольких возможных траекторий передачи сигнала, описывается по формуле Фрииса [34]:
Где d - расстояние в метрах между передающей и принимающей антенной.
PT - мощность передающей антенны на расстоянии d, в дБм.
PR - мощность, принимаемая антенной в дБм.
GT - коэффициент усиления передающей антенны.
GR - коэффициент усиления принимающей антенны.
? - длина волны в метрах.
Для обеспечения максимального покрытия минимальным количеством точек доступа, эти точки необходимо разносить на максимальное расстояние друг от друга, но при этом учитывать, что расстояние от точки доступа до абонента должно быть не больше, чем расстояние между точками доступа, иначе абоненты, находящиеся на большом расстоянии от точек доступа будут терять связь с беспроводной сетью. В случае если расстояние между точками доступа будет меньше, чем максимально допустимое расстояние между точкой доступа и абонентом, потеря связи с беспроводной сетью будет сведена к минимуму. Для устойчивой связи между точками доступа и мобильным устройствами необходимо обеспечить, чтобы зоны распространяемого сигнала точек доступа имели незначительные зоны пересечения, обеспечивая тем самым стопроцентное заполнение пространства. В таблице 2.1 приведены основные задействованные в проекте характеристики точек доступа [15].
Проект сети реализован с использованием технологии виртуальная сеть. Разделение на подсети осуществляется на уровне маршрутизатора. Для каждой подсети отводится свой набор сетевых адресов.
Для обеспечения работоспособности сети необходимо произвести начальную настройку серверных и клиентских компьютеров, а также активного сетевого оборудования. На каждом из серверов обязательно необходимо включить службы журналирования и протоколирования событий.
Таблица 2.1 - Используемые характеристики точек доступа
№ точки доступа |
Модель |
Диапазон |
Протокол |
Номер канала |
Мощность |
Коэф-нт усиления антенны |
|
AP-1 |
ASUS RT-AC66U |
5G On |
802.11 a/n |
36 |
18.0dBm |
4.1 |
|
AP-2 |
ASUS RT-AC66U |
5G On |
802.11 a/n |
36 |
18.0dBm |
4.1 |
|
AP-3 |
ASUS RT-AC66U |
5G On |
802.11 a/n |
36 |
18.0dBm |
4.1 |
|
AP-4 |
ASUS RT-AC66U |
5G On |
802.11 a/n |
36 |
18.0dBm |
4.1 |
Для диагностики ошибок и нарушений в работе серверного оборудования необходимо периодически проводить профилактические работы, к ходе которых необходимо проверить на целостность жесткие диски, ядро операционной системы, проверить работу системы электроснабжения и бесперебойного питания, системы вентиляции и охлаждения, очистить сервер от пыли.
Программное обеспечение ЛВС должно обеспечивать беспрепятственное взаимодействие компонентов системы согласно схемы, представленной на плакате «Схема ресурсов системы».
Для организации работы пользователей устанавливается сервер баз данных. На нем устанавливается операционная система MS Windows Server 2012 и СУБД MS SQL Server. Для организации внутренней электронной почты и функционирования интернет портала.
Подобные документы
Назначение и классификация компьютерных сетей. Обобщенная структура компьютерной сети и характеристика процесса передачи данных. Управление взаимодействием устройств в сети. Типовые топологии и методы доступа локальных сетей. Работа в локальной сети.
реферат [1,8 M], добавлен 03.02.2009Описание структурированной кабельной системы, сетевого оборудования и среды передачи данных. Особенности технологии Ethernet. Выбор топологии сети и способа управления ею. Проектирование проводной и беспроводной локальных сетей. Конфигурирование сервера.
аттестационная работа [2,1 M], добавлен 25.12.2012Выбор и обоснование технологий построения локальных вычислительных сетей. Анализ среды передачи данных. Расчет производительности сети, планировка помещений. Выбор программного обеспечения сети. Виды стандартов беспроводного доступа в сеть Интернет.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 22.12.2010Беспроводная технология передачи информации. Развитие беспроводных локальных сетей. Стандарт безопасности WEP. Процедура WEP-шифрования. Взлом беспроводной сети. Режим скрытого идентификатора сети. Типы и протоколы аутентификации. Взлом беспроводной сети.
реферат [51,8 K], добавлен 17.12.2010Параметры локальной вычислительной сети: среда передачи; структура, топология и архитектура сети; выбор операционных систем и активного оборудования. Анализ информационных потоков в распределенной системе. Расчет дальности беспроводной связи радиолиний.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 28.11.2012Периоды развития и основные стандарты современных беспроводных сетей. История появления и области применения технологии Bluetooth. Технология и принцип работы технологии беспроводной передачи данных Wi-Fi. WiMAX - стандарт городской беспроводной сети.
презентация [1,9 M], добавлен 22.01.2014Технология построения сетей передачи данных. Правила алгоритма CSMA/CD для передающей станции. Анализ существующей сети передачи данных предприятия "Минские тепловые сети". Построение сети на основе технологии Fast Ethernet для административного здания.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 15.02.2013Сущность и принцип действия локальной вычислительной сети, ее виды, преимущества и недостатки. Предпосылки внедрения технологии виртуальной локальной сети в локальных сетях. Требования, предъявляемые к домовым локальным сетям при их модернизации.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 26.08.2009Особенности проектирования компьютерной сети (сети передачи данных). Сеть для редакции журнала, которая располагается на первом этаже здания, имеет отдельный вход. Программное обеспечение для локальной сети редакции журнала. Параметры кабельного лотка.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 17.06.2011Классификация компьютерных сетей. Назначение компьютерной сети. Основные виды вычислительных сетей. Локальная и глобальная вычислительные сети. Способы построения сетей. Одноранговые сети. Проводные и беспроводные каналы. Протоколы передачи данных.
курсовая работа [36,0 K], добавлен 18.10.2008