Назначением проектируемой ЛВС является обеспечение связи между указанными этажами двух зданий, в которых располагается образовательное учреждение, а так же информационный обмен между классами в пределах этажа.

Два здания расположены на расстоянии 100м. друг от друга. Между зданиями расположено два двухэтажных и одно одноэтажное строение. План взаимного расположения корпусов зданий изображен на рис. 1.

Рис 1. Взаимное расположение зданий объекта проектирования.

Помещения, в которых должны располагаться рабочие места, объединенные проектируемой ЛВС указаны в таблице 1.

Здание	Этаж	Номер комнаты	Число компьютеров
1	1	101	12
		115	1
		117	сервер
		121	4
		122	3
		123	4
		125	3
		129	2
		131	1
		133	1
	Итого:	31
2	2	226	4
		232	3
		202	2
		204	4
		206	1
		237	3
	Итого:	17
Общее число компьютеров: 48+сервер

Таблица 1. Перечень помещений

Рис 2. План 1 этажа здания №1.

Рис 3. План 2 этажа здания №2

Планы рассматриваемых этажей помещений приведены на рис. 2, 3.

Помещения представленные на строительных планах имеют следующий размеры: один «оконный шаг» (ширина однооконной комнаты) - В0=4м; глубина всех комнат (от входа к окну) - L0=6м; ширина многооконной комнаты - Вj=В0·m, где m - число окон, j - номер комнаты; ширина коридора - Вк=2м; высота всех помещений - Н=3м.

Рабочие станции должны подключаться к ЛВС по технологии IEEE 802.3 10/100Base T, серверное оборудование по технологии Gigabit Ethernet IEEE 802.3 1000Base T. Соседние здания должны быть соединены по технологии IEEE 802.3ab (гигабитные сети на основе оптоволоконного кабеля), способ прокладки ВОК - подземный. Рекомендуется использовать активное оборудование 3Com. Максимальное время электропитания от накопителей ИБП - 20 мин. Проектом должно быть предусмотрено выделение специальных помещений для организации рабочего места администратора сети и размещения активного оборудования ЛВС.

Сумма для реализации данного проекта составляет 260 000 рублей.

1. ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ПРОЕКТНОГО РЕШЕНИЯ

1.1 Описание схемы организации связи ЛВС

В соответствии с техническим заданием при проектировании будут использоваться следующие технологии:

· 100-мегабитный Ethernet (IEEE 802.3 100Base-T). Данная технология будет использоваться для соединения абонентов ЛВС, находящихся в одном здании. В качестве среды передачи информации будет использоваться неэкранированная витая пара 5 категории.

· Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab 1000Base T). Данную технологию будем использовать для соединения сервера с ЛВС вместо технологии Gigabit Ethernet IEEE 802.3 1000Base X. Спецификация IEEE 802.3ab была предложена в 1999 году для того, чтобы обеспечить передачу данных со скоростью 1000 Мбит/сек по кабелю UTP 5 категории и при этом увеличить максимальную длину сегмента сети до 100 м.

· IEEE 802.3ab 1000Base-SX. Данную технологию будем использовать для соединения зданий и коммутаторов внутри одного здания (расположенных далеко друг от друга), так как она позволяет соединять сегменты сети, находящиеся на расстоянии 500 м, скорость передачи 1000 Мбит/сек, для соединения используется оптоволоконный кабель 50 или 62,5 мкм.

Для организации горизонтальной подсистемы (подсистемы этого типа соответствуют этажам здания) лучше всего использовать неэкранированную витую пару 5 категории, так как она удобна для прокладки в помещениях, позволяет, передавать данные со скоростью 100 Мбит/сек. Экранированная витая пара более дорогая.

Для организации вертикальной кабельной системы, которая соединяет этажи здания будет использоваться оптоволоконный кабель, предназначенный для прокладки внутри помещений. Преимущество ВОК: передает данные на большие расстояния, не чувствителен к электромагнитным и радиочастотным помехам. Основным недостатком ВОК является его стоимость и стоимость прокладки.

Функцией подсистемы кампуса будет являться объединение в сеть подсистем двух зданий. Для вертикальной подсистемы и подсистемы кампуса будет использоваться технология 1000 Base-SX.

1.2 Размещение активного оборудования ЛВС

Для подключения комнат 133, 131, 129, 125, 123, 122, 121 в Здании 1 было решено установить коммутатор в углу коридора между комнатами 122 и 125, а так же для подключения серверного оборудования и комнат 115, 101 расположить второй коммутатор в комнате 117 (серверной).

Сервер подключен к коммутатору в комнате 117, так как у этого коммутатора есть гигабитные интерфейсы.

В Здании 2 было решено установить коммутатор в коридоре между комнатами 223 и 217, по рациональным соображениям.

При расширении сети к данному оборудованию можно будет подключать абонентов других комнат.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ

2.1 Выбор и характеристики активного оборудования

В соответствии с ТЗ рекомендовано установить активное оборудование компании 3COM. Оборудование данной компании выигрывает по соотношению цена-качество по сравнению с компаниями Cisco (высокая стоимость оборудования) и D-Link (низкая производительность и функциональность). 3COM уже давно на рынке сетевых технологий и продукции компании пользуется спросом (рис 4.)

Рис.4. Спрос на продукцию основных производителей активного оборудования

Требования к выбору Коммутаторов 2 уровня:

· Должно быть несколько двухрежимных порта (10/100/1000 Мбит/сек или SFP) для коммутатора, который обеспечивает подключение между зданиями, подключения коммутаторов между собой и подключения серверного оборудования.

· Количество портов 24. В каждом из зданий количество портов больше, чем компьютеров.

· Коммутатор должен быть предназначен для установки в стойку 19'';

· Коммутатор должен быть управляемым.

В соответствии с данными требованиями были выбраны следующие коммутаторы:

Com Baseline Switch 2824-SFP Plus - 24-портовый коммутатор (24 порта 10/100/1000 Мбит/с + 4 двухрежимных порта 10/100/1000 Мбит/с или SFP).

Преимущества:

· имеет механизм поддержки стеков до 8 устройств, что в последствии позволит увеличить число портов для подключения абонентов при расширении ЛВС;

· благодаря поддержке скоростей 10/100/1000 Мбит/с можно будет переходить на гигабитные сети;

· управление коммутатором может осуществляться по зашифрованным соединениям при помощи клиента Secure Shell (SSH) и по протоколу Secure Sockets Layer (SSL/HTTPS).

Общие характеристики

Тип устройства коммутатор (switch)

Возможность установки в стойку есть

Количество слотов для дополнительных интерфейсов 4

Управление

Web-интерфейс есть

Дополнительно

Поддержка стандартов Auto MDI/MDIX, IEEE 802.1p (Priority tags), IEEE 802.1q (VLAN)

Размеры (ШxВxГ) 440 x 44 x 173 мм

Вес 1.89 кг

Дополнительная информация 4 слота SFP для установки модулей 1000Base-SX или 1000Base-FX fiber.

LAN

Количество портов коммутатора 24 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек

Внутренняя пропускная способность 48 Гбит/сек

Размер таблицы MAC адресов 8192

Для данного коммутатора необходимы модули расширения расширения 3Com 1000Base-SX (SFP 3CSFP91) - для подключения оптики.

Com Baseline Switch 2226 Plus (3CBLSF26) - Два 24-портовых коммутатора (24 пота 10/100 Мбит/с и 2 слота расширения для модулей 1000Base-T или SFP).

Общие характеристики

Тип устройства коммутатор (switch)

Возможность установки в стойку есть

Дополнительно

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 173 мм

Вес 1.7 кг

Дополнительная информация 2 порта двойного назначения 10/100/1000 Мбит/с или SFP

LAN

Количество портов коммутатора

24 x Ethernet 10/100 Мбит/сек

Uplink

2 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек

Внутренняя пропускная способность

8.8 Гбит/сек

Размер таблицы MAC адресов 4192

Для данных коммутаторов необходимы модули расширения 3Com 1000Base-SX (SFP 3CSFP91).

2.2 Расчет длин соединительных линий и сегментов

Длина кабеля и миниканала внутри комнаты будет равна среднему значению расстояния до углов комнаты + высота прокладки кабеля: 7,5 м (однооконная комната), 9,5 (двухоконная), 11,5 (трехоконная), 13,5 (четырехоконная).

При прокладке кабеля нужно учитывать еще 15-20% избыточность, для возможности подключения новых компьютеров.

Расчет длин соединительных линий (Таблица 3)

Здание	Номер помещения	Число абонентов ЛВС	Избыточность	Длина линии, м	Размеры кабель -канала (Ширина = мм *Высота = мм)
1	101	12	2	49	32*16
	115	1	0	83	20х12,5
	117	сервер			20х12,5
	121	4	1	43,5	20х12,5
	122	3	0	29,5	20х12,5
	123	4	1	27,5	20х12,5
	125	3	0	23,5	20х12,5
	129	2	0	35,5	20х12,5
	131	1	0	39,5	20х12,5
	133	1	0	49,5	20х12,5
	Итого:	1443
2	226	4	1	25,5	20х12,5
	232	3	0	45,5	20х12,5
	202	2	0	47,5	20х12,5
	204	4	1	57,5	20х12,5
	206	1	0	59,5	20х12,5
	237	3	0	71,5	20х12,5
	Итого:	920,5

Всего: 2363,5

Для соединения коммутаторов в соседних зданиях будет использован волоконно - оптический кабель для внешней прокладки бронир. 4 жил 50/125 многомод. ММ.

Способ прокладки подземный.

Рассчитаем длину кабеля:

L = 95 + 100 + 24 = 219м

Комплектация сервера образовательного учреждения.

Kraftway Express Lite модель EL21

Конфигурация сервера

Сервер построен на основе серверной архитектуры Intel с использованием серверного чипсета Intel 3000 с частотой системной шины 800/1066MHz, с поддержкой работы одного двухъядерного процессора Intel Pentium D или Core 2 Duo, использованием памяти unbuffered SDRAM DDR2 533/667 (до 8GB), шин PCI-Expressx8, x4, x1 и PCI 32bit/33MHz.

Сервер ориентирован на использование дисковой подсистемы на базе фиксированных HDD - SATA или SCSI 68 pin.

Сервер предназначен для обслуживания нересурсоемких сервисов, файл- и принт-сервисов, групповых интернет/интранет сервисов, для запуска некритических приложений.

Сервер обладает минимальной стоимостью, достаточной надежностью, удобством эксплуатации и средствами автоматической диагностики и устранения неисправностей.

Сервер изготавливается как в настольном корпусе, так и в 6U Rackmount варианте корпуса для монтажа в 19" стойку.

Техническое описание:

Платформа

Системная плата Intel S3000AH (Aspen Hill), Intel 3000 чипсет, 800/1066MHz FSB, до 1 CPU Intel Pentium D (до 2x2MB L2 cache) или Core 2 Duo (до 2x2MB L2 cache), до 8 GB DDR2-667 (PC5300) или DDR2-533 (PC4200) unbuffered SDRAM, 2 банка памяти (4 DIMM слота). 1 слот x8 PCI-Express, 1 слот x4 PCI-Express, 1 слот x1 PCI-Express, 2 слота 32bit/33MHz PCI.

Интегрированные:

Видеоконтроллер: 2D / 3D accelerator ATI ES1000, 16MB SDRAM,

Сетевые адаптеры: Intel Server Adapter (82573E/V), 10/100/1000Mbit/s и Intel Server Adapter (82541PI), 10/100/1000Mbit/s.

SATA-контроллер: 4 порта, 300MB/s, поддержка уровней RAID 0, 1 и 10,

Функции контроля и управления сервером (интегрированный контроллер мониторинга состояния сервера).

Корпус Intel SС5295UP (Pilot Point III), цвет чёрный, вес ~25кг.

Исполнение: в Настольном корпусе

Габариты в настольном исполнении: высота - 452 мм, ширина - 235 мм, глубина - 487 мм.

Процессор

CPU Intel Pentium D 915 2800 MHz, cache 2x2 MB, FSB 800 MHz

Оперативная память

RAM 1024 MB DDR2-533 ECC DIMM (2x512MB)

В сервер возможно установить до 8 GB памяти группами по 2 модуля (2 канала памяти)

Контроллеры для подключения жестких дисков

RAID - контроллер SATA интегрированный, 4 канала.

Контроллер используется для подключения внутренних HDD.
Все RAID-контроллеры (кроме интегрированного SATA) поддерживают уровни RAID 0, 1, 5, 10, JBOD.

Корзина для жестких дисков

Корзина для фиксированных дисков, без горячей замены.

Установка жестких дисков

В сервер возможно установить до 4-х SATA или 2-х SCSI фиксированных HDD

HDD SATA 160Gb 7200 rpm (100)

Дисковод оптических дисков

DVD-ROM IDE 16x(25)

Функции контроля и управления сервером

Сервер имеет интегрированный контроллер мониторинга состояния наиболее важных параметров сервера. Установка в этот сервер дополнительных модулей управления (Intel Management Modules) не предусмотрена.

интегрированный контроллер мониторинга состояния сервера

C сервером поставляется ПО управления Intel Server Management.

Периферия

Клавиатура Windows, PS/2, черная

Мышь оптическая, 2-кнопочная с колесом, PS/2, черная

2.3 Выбор источника бесперебойного электропитания

Все имеющиеся в настоящий момент на рынке ИБП условно можно разделить на 3 класса:

OFF-LINE или Standby - самые простые и дешевые, не стабилизируют напряжение, выходная амплитуда и частота изменяются так же, как и входные. В нормальном режиме ИБП фильтруют переменное напряжение пассивными фильтрами и при падении/повышении его относительно определенного уровня (например, падении ниже 180В), переходят на аккумуляторы, работают от батарей 5-7 мин и отключают нагрузку.

Линейно-интерактивные (Line-interactive) - средние по стоимости и самые популярные на рынке. При работе в нормальном режиме, ИБП не корректируют частоту. Они имеют пассивные фильтры и в нормальном режиме, фильтруют ими переменное напряжение. При пропадании напряжения, ИБП, оборудованные дополнительными батареями, могут поддержать нагрузку до часа-полутора.

ИБП/UPS структуры ON-LINE - это ИБП с максимальным классом защиты, очень дорогие, используются на крупных промышленных объектах. Они преобразует 100% поступающего к нему на вход переменного напряжения в постоянное, а затем выполняет обратное преобразование, обеспечивают 100% защиту питаемой нагрузки от всех существующих помех в электросети, не имеют задержки при переходе на питание от аккумуляторов.

Для наших целей подойдут линейно-интерактивные ИБП, так как это достаточно экономичное решение, которое позволит обеспечить электропитание сервера и активного оборудования до 30 минут.

Реальная нагрузка:

1) Коммутатор в Здание 2 - 3 Com Baseline Switch 2226 Plus мощностью 30 Вт. Вариант ИБП APC Smart-UPS SC 420VA 230V. Время работы от аккумуляторов: 93 минуты.

Функциональные возможности: Регулируемые точки перехода по напряжению, Автоматический встроенный тест, Автоматическая корректировка сетевого напряжения (AVR) вверх и вниз, Запуск в отсутствие напряжения в сети, Защита от всплесков напряжения, Заменяемые в процессе работы батареи.

2) Коммутаторы в Здание 1 3Com Baseline Switch 2824-SFP Plus и 3 Com Baseline Switch 2226 Plus мощностью по 30 Вт. Вариант ИБП APC Smart-UPS SC 420VA 230V. Время работы от аккумуляторов: 71 минуты.

3) Сервер в Здание 1 Kraftway Express Lite модель EL21. Вариант ИБП

APC Smart-UPS SC 1500VA 230V - 2U Rackmount/Tower.

2.4 Перечень и краткое описание соединительных элементов и компонентов СКС

· Коннектор разъем вилка RJ-45 под UTP Кат. 5 (8P8C03-15N). Фирма PCNet. Для подключения UTP к активному оборудованию.

· Шкаф монтажный напольный 18U 962x600x600 мм (ШТК18.6). Производитель - Россия. Используется для размещения сетевого, телекоммуникационного кроссового и активного 19” оборудования.

Технические характеристики:

Размеры, мм - 962 х 600 х 600 (В х Ш х Г);

Цвет - RAL 7032 светло-серый;

Двери - передняя - запирающаяся на замок с закаленным стеклом, задняя - металлическая;

Стенки - металлические съемные (на замках);

Высота, U - 18;

Масса, кг - 58;

Исполнение - напольный;

Материал - сталь CT08;

Максимальная нагрузка, кг - 300;

Уровень защиты - IP30.

· Патч-панель 19" 1U для кабеля UTP 24 порта RJ45 Кат 5Е (PLU 24XX-1). Производитель - PCNet. Для удобства перекоммутации.

· Патч-корд шнур коммутационный гибкий UTP 2м Кат 5Е (серый) (NM1201-020grey) - для подключения абонентов сети к розеткам. Производитель NEOMAX.

· Патч корд шнур коммутационный гибкий UTP 1м Кат 5Е (цветные) (NM1201-010). Производитель NEOMAX. Для соединения коммутатора с патч-панелью, цветные кабеля - большая наглядность при перекоммутации

Характеристики:

- коммутационные шнуры отвечают требованиям категории 5 и 5e; Модульные вилки RJ45 соответствуют стандартам FCC CFR 47 (раздел 68 подраздел F) и CEI/IEC 603-7;

- для увеличения сопротивляемости к изгибам и к выдергиванию кабеля из разъемов вилки оборудованы литым пластмассовым хвостовиком;

- поставляется в оболочке ПВХ (PVC), соответствующей требованиям IEC 332-1;

- обеспечивает поддержку приложений: 100Base-TX, 1000Base-T; Тип кабеля и количество пар - UTP, 4 пары;

- защитный колпачок - 2 шт;

- тип и количество разъемов - RJ-45, 2 шт.

· Оптическая панель 19" на 8 портов LC-LC коннекторов + спалайс кассета, укомплектованная КДЗС (ОП8LC). Производитель Россия. Оптическая панель предназначена для монтажа в 19" шкафы, стойки, кронштейны. Внутри оптического бокса расположены сплайс-пластины для крепления мест сварки оптических волокон, пиг-тейлы и проходные адаптеры с разъемами LC.

· Волоконно-оптический патч-корд LC-LC 50/125 Duplex 1 метр многомод. ММ. Производитель Россия.

· Розетка внешняя настенная UTP 2 порта RJ45 Кат 5Е (BX-U-28). Производитель PCNet.

· Лоток металлический оцинкованный 50х50х2500 (ЛПМЗ-50). Для проводки кабеля над фальш-потолком. Предпологается расположить в коридоре зданий. Длинна прокладки в первом здании равна 180м, во втором 124м. итого: (180+124)/2,5=122 шт.

· Соединитель для лотка металл/оцинк 50х50 (ПР-СПУ).

· Шпилька М6х2000мм. Элементы для закрепления лотка из расчета 2 шт. на один лоток..

· Миниканал 16х10 (10020 CBR). Производитель Efapel. Для подведения кабелей к абонентским розеткам.

· Миниканал 40х16 (10160 CBR) + заглушка для миниканала 40х16 (10065 ABR) + внутренний угол для миниканала 40х16 (10062 ABR). Производитель Efapel. Для проведения кабелей внутри помещения.

· К миниканалам аксессуары - Т-отводы, внутренние углы, плоские углы, скобы на стык и заглушки:

· Кабель UTP 4 пары одножил. витая пара Кат 5 305м (7562010129). Производитель Teldor. Для соединения абонентов ЛВС с активным оборудованием.

· Волоконно оптический кабель для внешней прокладки бронир 4 жил 50/125 многомод ММ. Производитель Teldor.

2.5 Организация подземной прокладки кабеля

Волоконно-оптический кабель по туннельным кабелям зданий и канализацию (подземная прокладка) между зданиями соединяет два коммутатора.

3. КАЛЬКУЛЯЦИЯ ЗАТРАТ НА ОБОРУДОВАНИЕ И КОМПЛЕУТУЮЩИЕ

Все цены взяты из прайс-листов региональных поставщиков сетевого оборудования.

3.1. Активное оборудование ЛВС

Наименование
Цена, руб.
Количество
Сумма, руб.
Baseline Switch 2824-SFP Plus
13436
1 шт.
13 436
Baseline Switch 2226 Plus
8250
2 шт.
16500
Модуль 3Com 1000Base-SX
8652
2 шт.
17304
Итого:
33804
3.2. Сервер и ИБП

Наименование
Цена, руб.
Количество
Сумма, руб.
Сервер Kraftway Express Lite модель EL21 OS MS WINDOWS SERVER 2003 Standart Edition R2 RUS
48 768
1 шт.
48 768
ИБП APC Smart-UPS SC 420VA 230V
4 777
3 шт.
14331
APC Smart-UPS SC 1500VA 230V - 2U Rackmount/Tower
12 608
1шт
12 608
Итого:
75707
3.3. Компоненты СКС

Наименование
Цена, руб.
Количество
Сумма, руб.
7562010129 Кабель UTP 4 пары одножил. витая пара Кат 5 305м
1533
8 шт
12264
Teldor 95L525X04B Волоконно - оптический кабель для внешней прокладки бронир 4 жил 50/125 многомод ММ
105
219 м.
22995
Шкафы напольные 18U -19"
9207
3 щт
27621
PLU-24XX-1 Патч панель 19" 1U для кабеля UTP 24 порта RJ45 Кат 5Е
892
3 шт
2676
ОП8LC Оптическая панель 19" на 8 портов LC-LC коннекторов + спалайс кассета.
1463
2 шт
2926
Волоконно оптический патч-корд LC-LC 50/125 Duplex 1 метр многомод ММ
695
2 шт
1390
NM1201-020grey патч-корд шнур коммутационный гибкий UTP 2м Кат 5Е (серый)
46
48 шт.
2208
NM1201-010 Патч корд шнур коммутационный гибкий UTP 1м Кат 5Е (цветные)
33
54 шт
1782
BX-U-28 Розетка внешняя настенная UTP RJ45 Кат 5Е
61
54 шт
3294
Efapel 10030 CBR Миниканал 20х12,5
26
62 шт.
1 612
Efapel 10040 CBR Миниканал 32x16мм
34
15 шт.
510
Аксессуары Efapel 10031, 10032, 10033, 10034, 10035 (Набор) для миниканла 20х12,5мм.
32
3 шт.
96
TCV 100 Стяжка хомут нейлоновая 100 мм
18
2 шт
36
ЛПМЗ-50 Лоток металлический оцинкованный 50х50х2500
101
130
13130
ПР-СПУ Соединитель для лотка металл/оцинк 50х50
12
130
1560
Шпилька М6х2000мм.
32
260
8320
Итого:
102420
ОБЩАЯ СТОИМОСТЬ: = 211 931 рублей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При проектировании сети были учтены все требования, указанные в техническом задании. Общая стоимость оборудования составила 211 931 руб.
В процессе проектирования была заложена избыточность, для возможности расширения сети, подключения новых абонентов.
Сеть организована по типу «звезда», так что все абоненты ЛВС имеют равный доступ к ресурсам сервера. Также существует возможность для модернизации сервера - установка второго процессора, установка дополнительных винчестеров для хранения данных.
Спроектированная ЛВС соответствует телекоммуникационным стандартам.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Методическое руководство «Проектирование структурированной кабельной системы локальной вычислительной сети образовательного учреждения». Составители: Панов Г.И., Филимонов А.Ю., УГТУ, 2006.
2. http://www.gven.ru/
3. http://www.nix.ru
4. http://www.3com.ru
5. http://www.novacom.ru
6. http://www.ell.ru/
7. http://lectures.net.ru/
8. «Проектирование и расчет структурированных кабельных систем и их компонентов» Семенов А. Б. - М.: ДМК Пресс, 2003. 432 с.
9. «Fast Ethernet» Лаем Куин - К.: Издательская группа BHV, 1998 - 448 с.
10. «Локальные сети: Архитектура, алгоритмы, проектирование» Новиков Ю. В. - М.: Издательство ЭКОМ, 2000. - 312 с.