Проектирование и строительство локальных вычислительных сетей

Проектирование и строительство  локальных вычислительных сетей

Крупные компании имеют в обороте большой объем данных разного характера:

• текстовые файлы;
• графические;
• изображения;
• таблицы;
• схемы.

Для руководства важно, чтобы вся информация имела удобный формат, легко конвертировалась и передавалась на любом носителе в нужные руки. Но бумажные документы давно начали сменяться оцифрованными, так как компьютер может содержать множество данных, с которыми намного удобнее работать с помощью автоматизации процессов. Также этому способствует перемещение сведений, отчетов и договоров партнерам или проверяющим компаниям без длительных переездов.

Так появилась необходимость повсеместного снабжения отделов фирм электронно-вычислительными устройствами. Вместе с этим встал вопрос о соединении этих приборов в единый комплекс для защиты, сохранности и удобства перемещения файлов.

В этой статье мы расскажем, как облегчить проектирование локальной вычислительной (компьютерной) сети на предприятии.

Проектирование ЛВС — это разработка проекта коммуникационной системы, которая объединяет пользовательские рабочие станции и периферийное оборудование в пределах одного здания или помещения, относящегося к одной организации. ЛВС (локальная вычислительная сеть) актуальна для систем с двумя и более компьютерами. Чем больше оборудования в одной локальной сети, тем она сложнее в проектировании и обслуживании, но тем больше преимуществ дает:

• быстрая и бесперебойная передача данных между компьютерами;
• ограничение доступа к корпоративным ресурсам;
• совместная работа с периферийными устройствами;
• контролируемый доступ пользователей к интернету. 

Обоснование проектирования ЛВС

Компьютеры, которые объединены локальной вычислительной сетью, позволяют сотрудникам совместно использовать информационные корпоративные ресурсы, периферийное оборудование и обмениваться данными. Именно ускоренная и упрощенная обработка информационных потоков — главное обоснование проектирования ЛВС на предприятии. Связанные единой сетью ПК объединяются в одно информационное пространство, в котором удобно получать доступ к ресурсам — общим папкам на емких накопителях, принтерам и другим. Количество ошибок и инцидентов потерь данных при таком способе обмена стремится к нулю при высокой скорости обмена данными в пределах сети.

Подготовка к проектированию ЛВС

Проектирование ЛВС СКС (структурированной кабельной системы) представляет собой разработку документации, в которой описывается структура сети, ее топология, расположение конечных пользовательских устройств, компьютерных розеток и характеристики оборудования для построения ЛВС.

До начала проектирования в организации собирают и анализируют такую информацию:

• сколько единиц техники будет объединять ЛВС. Учитываются ПК, печатные устройства, АТС и другое оборудование. Это позволит рассчитать в проекте нагрузку, которую будет испытывать локальная вычислительная сеть в штатном режиме работы;
• физические характеристики помещений, по которым будет проложена ЛВС. Учитывают площадь комнат, высоту потолков, максимальное расстояние между устройствами. От последнего параметра обратно пропорционально зависит скорость передачи данных в ЛВС;
• расположение компонентов, которые чаще других нуждаются в сервисном обслуживании. Чем проще получить к ним доступ, тем меньше времени сеть будет недоступна и рабочий процесс не нарушится. Инженеры смогут быстро выполнить основные этапы ремонта или профилактики.

Основные принципы проектирования ЛВС — обеспечение высокой скорости и безопасности передачи данных. В зависимости от критичности этих требований инженеры-проектировщики выбирают подходящее оборудование и ОС для сервера и пользовательских устройств.

Что такое ЛВС, ее функции

Это связующее подключение ряда компьютеров в одно замкнутое пространство. Часто такой метод используется в крупных компаниях, на производстве. Также можно самостоятельно создать небольшую связь из 2 – 3 приборов даже в домашних условиях. Чем больше включений в структуру, тем она становится сложнее.

Виды составления сетей

Бывает два типа подключения, они различаются по сложности и наличию руководящего, центрального звена:

• Равноправные.
• Многоуровневые.

Равнозначные, они же одноранговые, характеризуются схожестью по техническим характеристикам. На них идет одинаковое распределение функций – каждый пользователь может получить доступ во все общие документы, совершить одинаковые операции. Такая схема легка в управлении, для ее создания не требуется множественных усилий. Минусом является ее ограниченность – не более 10 членов может вступить в этот круг, в ином случае нарушается общая эффективность работы, скорость.

Серверное проектирование локальной сети компании более трудоемкое, однако, у такой системы выше уровень защиты информации, а также есть четкое распределение обязанностей внутри паутины. Самый лучший по техническим характеристикам (мощный, надежный, с большей оперативной памятью) компьютер назначается сервером. Это центр всей ЛВС, здесь хранятся все данные, с этой же точки можно открывать или прекращать доступ к документам другим пользователям.

Функции компьютерных сетей

Основные свойства, которые нужно учесть при составлении проекта:

• Возможность подключения дополнительных устройств. Первоначально в сетке может находиться несколько машин, с расширением фирмы может понадобится дополнительное включение. При расчете мощности на это стоит обратить внимание, иначе понадобится делать перепланировку и докупать новые расходные материалы повышенной прочности.
• Адаптация под разные технологии. Необходимо обеспечить гибкость системы и ее приспособленность к разным сетевым кабелям и разным ПО.
• Наличие резервных линий. Во-первых, это относится к точкам выхода рядовых компьютеров. При сбое должна быть возможность подключить другой шнур. Во-вторых, нужно обеспечить бесперебойность работы сервера при многоуровневом подключении. Это можно сделать, обеспечив автоматический переход на второй концентратор.
• Надежность. Оснащение бесперебойниками, резервами автономной энергии, чтобы минимизировать возможность перебоя связи.
• Защита от посторонних влияний и взлома. Хранящиеся данных можно защищать не просто паролем, а целой связкой приспособлений: концентратор, коммутатор, маршрутизатор и сервер удаленного доступа.
• Автоматизированное и ручное управление. Важно установить программу, которая будет анализировать состояние сетки в каждый момент времени и оповещать о неисправностях для быстрого их устранения. Пример такого софта – RMON. При этом можно использовать и личный мониторинг через интернет-серверы.

Составление технических требований для проектирования и расчета локальной сети (ЛВС) на предприятии

Из свойств выходят условия, которые нужно учитывать при составлении проекта. Весь процесс конструирования начинается с составления технического задания (ТЗ). Оно содержит:

• Нормы по безопасности сведений.
• Обеспечение всем подключенным компьютерам доступа к информации.
• Параметры по производительности: время реакции от запроса пользователя до открытия нужной страницы, пропускная способность, то есть объем данных в работе и задержка передачи.
• Условия надежности, то есть готовность длительной, даже постоянной работы без перебоев.
• Замену комплектующий – расширение сетки, дополнительные включения или монтаж аппаратуры другой мощности.
• Поддержку разных видов трафика: текст, графика, мультимедийный контент.
• Обеспечение централизованного и дистанционного управления.
• Интеграцию различных систем и программных пакетов.

Когда ТЗ составлено с соблюдением потребностей пользователей, выбирается вид включенности всех точек в одну сеть.

Основные топологии ЛВС

Это способы физического соединения устройств. Самые частотные представлены тремя фигурами:

• шина;
• кольцо;
• звезда.

Шинная (линейная)

При сборке используется один ведущей кабель, от него уже отходят провода к пользовательским компьютерам. Основной шнур напрямую подключен к серверу,который хранит информацию. В нем же происходит отбор и фильтрация данных, предоставление или ограничение доступов.

Преимущества:

• Отключение или проблемы с одним элементом не нарушают действия остальной сетки.
• Проектирование локальной сети организации довольно простое.
• Относительно низкая стоимость монтажа и расходных материалов.

Недостатки:

• Сбой или повреждение несущего кабеля прекращает работу всей системы.
• Небольшой участок может быть подключен таким образом.
• Быстродействие может от этого страдать, тем более если связь проходит между более чем 10 устройствами.

«Кольцо» (кольцевая)

Все пользовательские компьютеры соединены последовательно – от одного прибора к другому. Так часто делают в случае одноранговых ЛВС. В целом эта технология применяется все реже.

Преимущества:

• Нет расходов на концентратор, маршрутизатор и прочее сетевое оборудование.
• Передавать информацию могут сразу несколько пользователей.

Недостатки:

• Скорость передачи во всей сетке зависит от мощности самого медленного процессора.
• При неполадках в кабеле или при отсутствии подключения любого элемента прекращается общая работа.
• Настраивать такую систему достаточно сложно.
• При подключении дополнительного рабочего места необходимо прерывать общую деятельность.

«Звезда»

Это параллельное включение устройств в сеть к общему источнику – серверу. Как цент чаще всего применяется хаб или концентратор. Все данные передаются через него. Таким способом может осуществляться работа не только компьютеров, но и принтеров, факсов и прочего оборудования. На современных предприятиях это самый частотный применяемый метод организации деятельности.

Преимущества:

• Легко выполнить подключение еще одного места.
• Производительность не зависит от быстродействия отдельных элементов, поэтому остается на стабильном высоком уровне.
• Просто найти поломку.

Недостатки:

• Неисправность центрального прибора прекращает деятельность всех пользователей.
• Количество подключений обусловлено числом портов серверного устройства.
• На сетку расходуется много кабеля.
• Дороговизна оборудования.

Этапы программного проектирования ЛВС

Это многоступенчатый процесс, который требует компетентного участия многих специалистов, так как следует предварительно рассчитать необходимую пропускную способность кабелей, учесть конфигурацию помещений, установить и настроить технику.

Планирование помещений организации

Следует расположить кабинеты работников и начальства в соответствии с выбранной топологией. Если для вас подходит форма звезды, то стоит поместить основную технику в ту комнату, что является основной и располагается в центре. Это же может быть офис руководства. В случае шинного распределения, сервис может находиться в самом удаленном по коридору помещении. 

Построение схемы локальной сети

Чертеж можно сделать в специализированных программах автоматизированного проектирования.

Сетка должна учитывать:

• максимальное напряжение;
• последовательность вхождений;
• возможные перебои;
• экономичность установки;
• удобная подача электроэнергии.

Характеристики ЛВС необходимо подбирать в соответствии с планом помещений организации и используемым оборудованием.

Параметры компьютеров и сетевых устройств

При выборе и покупке элементов сетки важно учитывать следующие факторы:

• Совместимость с разными программами и новыми технологиями.
• Скорость передачи данных и быстродействие аппаратов.
• Количество и качество кабелей зависит от выбранной топологии.
• Метод управления обменов в сети.
• Защищенность от помех и сбоев обмоткой проводов.
• Стоимость и мощность сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов.

Программы для проектирования ЛВС

Разработка проекта будущей ЛВС — сложная задача, которая требует профессиональных знаний и опыта. Но упростить эту задачу можно, в этом помогут программы для проектирования ЛВС.

• AutoCAD — популярная система автоматизированного проектирования. Универсальная (подходит для многих сфер), но не адаптированная под проектирование ЛВС, поэтому для этой задачи у нее избыточный функционал и завышенная стоимость лицензии.
• CAD5D — онлайн-сервис для проектирования. Поддерживает поэтажные планы, размещение абонентских устройств и ключевых узлов, создание пакета проектной документации, учитывает спецификации материалов и оборудования.
• ZWCAD претендует на звание бюджетного аналога AutoCAD и предлагает широкий выбор инструментов для работы в двумерном и трехмерном пространстве. Позволяет организовывать элементы ЛВС в виде блоков, поддерживает параллельную работу с графикой и текстом. Для расширения базовой функциональности используются дополнительные модули.