Utvikling av mulige LAN-konfigurasjonsmuligheter. Arbeidsoppgaver: Design av regionalt elektrisk nett Eksempel på beregning av et av kretsalternativene

Hei alle sammen. Forleden dukket det opp en idé om å skrive artikler om det grunnleggende innen datanettverk, analysere arbeidet til de viktigste protokollene og hvordan nettverk bygges i et enkelt språk. Jeg inviterer interesserte under katt.

Litt off-topic: For omtrent en måned siden besto jeg CCNA-eksamenen (med 980/1000 poeng) og det er mye materiale igjen i løpet av året jeg forbereder og trener. Jeg studerte først ved Cisco Academy i omtrent 7 måneder, og den resterende tiden tok jeg notater om alle emnene jeg hadde studert. Jeg ga også råd til mange gutter innen nettverksteknologi og la merke til at mange snubler på samme rake, i form av hull på noen sentrale emner. Her om dagen ba et par gutter meg forklare hva nettverk er og hvordan jeg kan jobbe med dem. I denne forbindelse bestemte jeg meg for å beskrive de viktigste og viktigste tingene så detaljert og på et enkelt språk som mulig. Artiklene vil være nyttige for nybegynnere som nettopp har begynt på læringsveien. Men kanskje også erfarne systemadministratorer vil trekke frem noe nyttig fra dette. Siden jeg skal ta CCNA-programmet, vil dette være veldig nyttig for de som forbereder seg på å ta testen. Du kan beholde artikler i form av jukseark og vurdere dem med jevne mellomrom. Under studiene tok jeg notater om bøker og leste dem med jevne mellomrom for å friske opp kunnskapen min.

Generelt vil jeg gi råd til alle nybegynnere. Min første seriøse bok var Olifers bok "Computer Networks". Og det var veldig vanskelig for meg å lese den. Jeg vil ikke si at alt var vanskelig. Men øyeblikkene hvor det ble forklart i detalj hvordan MPLS eller Ethernet-nettverk fungerer, var forvirrende. Jeg leste ett kapittel i flere timer og fortsatt forble mye et mysterium. Hvis du forstår at noen termer bare ikke vil dukke opp i hodet ditt, hopp over dem og les videre, men forkast ikke boken fullstendig. Dette er ikke en roman eller et epos hvor det er viktig å lese kapittel for kapittel for å forstå handlingen. Tiden vil gå og det som tidligere var uforståelig vil etter hvert bli klart. Det er her din "bokferdighet" oppgraderes. Hver påfølgende bok er lettere å lese enn den forrige boken. For eksempel, etter å ha lest Olifers "Computer Networks", er det flere ganger enklere å lese Tanenbaums "Computer Networks" og omvendt. Fordi det er færre nye konsepter. Så mitt råd er: ikke vær redd for å lese bøker. Din innsats vil bære frukter i fremtiden. Jeg avslutter min rant og begynner å skrive artikkelen.

Så la oss starte med noen grunnleggende nettverksbegreper.

Hva er et nettverk? Det er en samling enheter og systemer som er koblet til hverandre (logisk eller fysisk) og kommuniserer med hverandre. Dette inkluderer servere, datamaskiner, telefoner, rutere og så videre. Størrelsen på dette nettverket kan nå størrelsen på Internett, eller det kan bestå av bare to enheter koblet sammen med en kabel. For å unngå forvirring, la oss dele nettverkskomponentene inn i grupper:

1) Sluttnoder: Enheter som sender og/eller mottar data. Disse kan være datamaskiner, telefoner, servere, en slags terminaler eller tynne klienter, TV-er.

2) Mellomliggende enheter: Dette er enheter som kobler endenoder til hverandre. Dette inkluderer brytere, huber, modemer, rutere og Wi-Fi-tilgangspunkter.

3) Nettverksmiljøer: Dette er miljøene der direkte dataoverføring skjer. Dette inkluderer kabler, nettverkskort, ulike typer kontakter og luftbårne overføringsmedier. Hvis det er en kobberkabel, utføres dataoverføring ved hjelp av elektriske signaler. I fiberoptiske kabler, ved hjelp av lyspulser. Vel, med trådløse enheter, ved hjelp av radiobølger.

La oss se alt på bildet:

For nå trenger du bare å forstå forskjellen. De detaljerte forskjellene vil bli diskutert senere.

Nå er etter min mening hovedspørsmålet: Hva bruker vi nettverk til? Det er mange svar på dette spørsmålet, men jeg vil fremheve de mest populære som brukes i hverdagen:

1) Applikasjoner: Ved hjelp av applikasjoner sender vi ulike data mellom enheter og åpner tilgang til delte ressurser. Disse kan være enten konsollapplikasjoner eller GUI-applikasjoner.

2) Nettverksressurser: Dette er nettverksskrivere, som for eksempel brukes på kontoret eller nettverkskameraer som blir sett av sikkerhetsvakter mens de er i et avsidesliggende område.

3) Lagring: Ved å bruke en server eller arbeidsstasjon koblet til nettverket opprettes lagring som er tilgjengelig for andre. Mange legger ut filer, videoer, bilder der og deler dem med andre brukere. Et eksempel som kommer til tankene i farten er Google Drive, Yandex Drive og lignende tjenester.

4) Sikkerhetskopiering: Ofte bruker store selskaper en sentral server hvor alle datamaskiner kopierer viktige filer for sikkerhetskopiering. Dette er nødvendig for påfølgende datagjenoppretting hvis originalen er slettet eller skadet. Det er et stort antall kopieringsmetoder: med foreløpig komprimering, koding og så videre.

5) VoIP: Telefoni ved hjelp av IP-protokoll. Den brukes nå overalt, siden den er enklere, billigere enn tradisjonell telefoni og erstatter den hvert år.

Av hele listen jobbet som oftest mange med applikasjoner. Derfor vil vi analysere dem mer detaljert. Jeg vil nøye velge bare de programmene som på en eller annen måte er koblet til nettverket. Derfor tar jeg ikke hensyn til applikasjoner som en kalkulator eller notisblokk.

1) Lastere. Dette er filbehandlere som fungerer ved hjelp av FTP, TFTP-protokollen. Et trivielt eksempel er å laste ned en film, musikk, bilder fra filvertstjenester eller andre kilder. Denne kategorien inkluderer også sikkerhetskopier som serveren automatisk lager hver natt. Det vil si at dette er innebygde eller tredjeparts programmer og verktøy som utfører kopiering og nedlasting. Denne typen applikasjoner krever ikke direkte menneskelig inngripen. Det er nok å indikere hvor du skal lagre, og nedlastingen vil begynne og slutte.

Nedlastingshastigheten avhenger av båndbredden. For denne typen bruk er dette ikke helt kritisk. Hvis for eksempel en fil tar 10 minutter å laste ned, så er det bare et spørsmål om tid, og dette vil ikke påvirke integriteten til filen på noen måte. Vanskeligheter kan bare oppstå når vi trenger å ta en sikkerhetskopi av systemet i løpet av et par timer, og på grunn av dårlig kanal og følgelig lav båndbredde, tar dette flere dager. Nedenfor er beskrivelser av de mest populære protokollene i denne gruppen:

FTP Det er en standard tilkoblingsorientert dataoverføringsprotokoll. Den fungerer ved å bruke TCP-protokollen (denne protokollen vil bli diskutert i detalj senere). Standard portnummer er 21. Brukes oftest til å laste opp et nettsted til et webhotell og laste det opp. Det mest populære programmet som bruker denne protokollen er Filezilla. Slik ser selve applikasjonen ut:

TFTP- Dette er en forenklet versjon av FTP-protokollen som fungerer uten å opprette en forbindelse, ved hjelp av UDP-protokollen. Brukes til å laste et bilde på diskløse arbeidsstasjoner. Spesielt mye brukt av Cisco-enheter for samme bildelasting og sikkerhetskopiering.

Interaktive applikasjoner. Applikasjoner som tillater interaktiv utveksling. For eksempel «person-til-person»-modellen. Når to personer, ved hjelp av interaktive applikasjoner, kommuniserer med hverandre eller utfører felles arbeid. Dette inkluderer: ICQ, e-post, et forum der flere eksperter hjelper folk med å løse problemer. Eller "mann-maskin"-modellen. Når en person kommuniserer direkte med en datamaskin. Dette kan være ekstern konfigurasjon av databasen, konfigurasjon av en nettverksenhet. Her, i motsetning til bootloadere, er konstant menneskelig intervensjon viktig. Det vil si at minst én person opptrer som initiativtaker. Båndbredde er allerede mer følsom for ventetid enn nedlastningsapplikasjoner. For eksempel, når du fjernkonfigurerer en nettverksenhet, vil det være vanskelig å konfigurere den hvis svaret fra kommandoen tar 30 sekunder.

Sanntidsapplikasjoner. Applikasjoner som lar deg overføre informasjon i sanntid. Denne gruppen inkluderer IP-telefoni, strømmesystemer og videokonferanser. De mest latens- og båndbreddesensitive applikasjonene. Tenk deg at du snakker i telefonen og det du sier, samtalepartneren vil høre om 2 sekunder og omvendt, du vil høre fra samtalepartneren med samme intervall. Slik kommunikasjon vil også føre til at stemmer vil forsvinne og samtalen blir vanskelig å skille, og videokonferansen blir til grøt. I gjennomsnitt bør forsinkelsen ikke overstige 300 ms. Denne kategorien inkluderer Skype, Lync, Viber (når vi ringer).

La oss nå snakke om en så viktig ting som topologi. Den er delt inn i 2 store kategorier: fysisk Og logisk. Det er veldig viktig å forstå forskjellen deres. Så, fysisk topologi er hvordan nettverket vårt ser ut. Hvor nodene er plassert, hvilke nettverksmellomenheter som brukes og hvor de er plassert, hvilke nettverkskabler som brukes, hvordan de rutes og hvilken port de er koblet til. Logisk topologi er hvilken vei pakker vil gå i vår fysiske topologi. Det vil si at fysisk er hvordan vi plasserte enhetene, og logisk er hvilke enheter pakkene vil passere gjennom.

La oss nå se og analysere typene topologi:

1) Topologi med en felles buss (English Bus Topology)

En av de første fysiske topologiene. Tanken var at alle enheter ble koblet til én lang kabel og et lokalt nettverk ble organisert. Terminatorer var nødvendig i endene av kabelen. Som regel var dette en 50 ohm motstand, som ble brukt for å sikre at signalet ikke ble reflektert i kabelen. Den eneste fordelen var dens enkle installasjon. Fra et ytelsessynspunkt var det ekstremt ustabilt. Hvis det oppsto et brudd et sted i kabelen, forble hele nettverket lammet inntil kabelen ble byttet ut.

2) Ringtopologi

I denne topologien er hver enhet koblet til to tilstøtende. Dermed skaper du en ring. Logikken her er at i den ene enden mottar datamaskinen bare, og i den andre sender den bare. Det vil si at en ringoverføring oppnås og den neste datamaskinen spiller rollen som en signalforsterker. På grunn av dette forsvant behovet for terminatorer. Følgelig, hvis kabelen ble skadet et sted, åpnet ringen seg og nettverket ble ubrukelig. For å øke feiltoleransen brukes en dobbel ring, det vil si at hver enhet mottar to kabler, ikke én. Følgelig, hvis en kabel svikter, forblir backup-en operativ.

3) Stjernetopologi

Alle enheter er koblet til den sentrale noden, som allerede er en repeater. I dag brukes denne modellen i lokale nettverk, når flere enheter er koblet til en svitsj, og den fungerer som et mellomledd i overføringen. Her er feiltoleransen mye høyere enn i de to foregående. Hvis en kabel ryker, faller bare én enhet ut av nettverket. Alle andre fortsetter å jobbe stille. Men hvis den sentrale koblingen mislykkes, vil nettverket bli ubrukelig.

4) Full-Mesh Topologi

Alle enheter er koblet direkte til hverandre. Det vil si fra hver til hver. Denne modellen er kanskje den mest feiltolerante, da den ikke er avhengig av andre. Men å bygge nettverk på en slik modell er vanskelig og dyrt. Siden i et nettverk med minst 1000 datamaskiner, må du koble 1000 kabler til hver datamaskin.

5) Delvis mesh-topologi

Som regel er det flere alternativer. Den ligner i strukturen på en fullt koblet topologi. Forbindelsen bygges imidlertid ikke fra hver til hver, men gjennom ytterligere noder. Det vil si at node A bare er koblet direkte til node B, og node B er koblet til både node A og node C. Så, for at node A skal sende en melding til node C, må den først sende til node B, og node B vil på sin side sende denne meldingen til node C. I prinsippet opererer rutere på denne topologien. La meg gi deg et eksempel fra et hjemmenettverk. Når du går på nett hjemmefra har du ikke direkte kabel til alle noder, og du sender data til leverandøren din, og han vet allerede hvor disse dataene skal sendes.

6) Blandet topologi (engelsk hybridtopologi)

Den mest populære topologien, som kombinerer alle topologiene ovenfor i seg selv. Det er en trestruktur som forener alle topologier. En av de mest feiltolerante topologiene, siden hvis det oppstår et brudd på to steder, vil bare forbindelsen mellom dem bli lammet, og alle andre tilkoblede nettsteder vil fungere feilfritt. I dag brukes denne topologien i alle mellomstore og store bedrifter.

Og det siste som gjenstår å sortere ut er nettverksmodeller. På det tidlige stadiet av datamaskiner hadde ikke nettverk enhetlige standarder. Hver leverandør brukte sine egne proprietære løsninger som ikke fungerte med teknologiene til andre leverandører. Selvfølgelig var det umulig å la det være slik, og det var nødvendig å komme opp med en felles løsning. Denne oppgaven ble utført av International Organization for Standardization (ISO - International Organization for Standardization). De studerte mange modeller som ble brukt på den tiden, og som et resultat kom de opp med OSI-modell, som ble utgitt i 1984. Det eneste problemet var at det tok ca 7 år å utvikle. Mens eksperter kranglet om hvordan de best kunne lage det, ble andre modeller modernisert og fikk fart. Foreløpig brukes ikke OSI-modellen. Den brukes kun som nettverkstrening. Min personlige mening er at enhver administrator med respekt for seg selv bør kjenne OSI-modellen som en multiplikasjonstabell. Selv om den ikke brukes i den formen den er, er driftsprinsippene for alle modeller lik den.

Den består av 7 nivåer og hvert nivå utfører en spesifikk rolle og oppgave. La oss se på hva hvert nivå gjør fra bunn til topp:

1) Fysisk lag: bestemmer metoden for dataoverføring, hvilket medium som brukes (overføring av elektriske signaler, lyspulser eller radioluft), spenningsnivå og metode for koding av binære signaler.

2) Datalinklag: den tar på seg oppgaven med å adressere i det lokale nettverket, oppdager feil og kontrollerer dataintegriteten. Hvis du har hørt om MAC-adresser og Ethernet-protokollen, er de plassert på dette nivået.

3) Nettverkslag: dette nivået tar seg av å kombinere nettverksseksjoner og velge den optimale banen (dvs. ruting). Hver nettverksenhet må ha en unik nettverksadresse på nettverket. Jeg tror mange har hørt om IPv4- og IPv6-protokollene. Disse protokollene fungerer på dette nivået.

4) Transportlag: Dette nivået tar på seg funksjonen til transport. Når du for eksempel laster ned en fil fra Internett, sendes filen i segmenter til datamaskinen din. Den introduserer også begrepene porter, som er nødvendige for å indikere destinasjonen til en bestemt tjeneste. TCP (tilkoblingsorientert) og UDP (tilkoblingsløs) protokoller opererer på dette laget.

5) Øktlag: Rollen til dette laget er å etablere, administrere og avslutte forbindelser mellom to verter. For eksempel, når du åpner en side på en webserver, er du ikke den eneste besøkende på den. Og for å opprettholde økter med alle brukere, trengs et øktlag.

6) Presentasjonslag: Den strukturerer informasjon i en lesbar form for applikasjonslaget. For eksempel bruker mange datamaskiner ASCII-kodingstabellen for å vise tekstinformasjon eller jpeg-formatet for å vise grafikk.

7) Applikasjonslag: Dette er sannsynligvis det mest forståelige nivået for alle. Det er på dette nivået applikasjonene vi er kjent med fungerer - e-post, nettlesere som bruker HTTP-protokollen, FTP og resten.

Det viktigste å huske er at du ikke kan hoppe fra nivå til nivå (For eksempel fra applikasjon til kanal, eller fra fysisk til transport). Hele stien må gå strengt fra topp til bunn og fra bunn til topp. Slike prosesser kalles innkapsling(fra topp til bunn) og deencapsulation(fra nedre til øvre). Det er også verdt å nevne at på hvert nivå kalles informasjonen som overføres annerledes.

På applikasjons-, presentasjons- og sesjonsnivå er den overførte informasjonen utpekt som PDU (Protocol Data Units). På russisk kalles de også datablokker, selv om de i min krets ganske enkelt kalles data).

Transportlaginformasjon kalles segmenter. Selv om konseptet med segmenter bare gjelder for TCP-protokollen. UDP-protokollen bruker konseptet med et datagram. Men som regel lukker folk det blinde øyet for denne forskjellen.
På nettverksnivå kalles de IP-pakker eller ganske enkelt pakker.

Og på lenkenivå - rammer. På den ene siden er alt dette terminologi og det spiller ingen viktig rolle i hvordan du kaller de overførte dataene, men til eksamen er det bedre å kjenne til disse konseptene. Så jeg vil gi deg favoritteksemplet mitt, som hjalp meg i min tid å forstå prosessen med innkapsling og de-innkapsling:

1) La oss forestille oss en situasjon der du sitter hjemme ved datamaskinen din, og i neste rom har du din egen lokale webserver. Og nå må du laste ned en fil fra den. Du skriver inn adressen til nettsiden din. Nå bruker du HTTP-protokollen, som kjører på applikasjonslaget. Dataene pakkes og sendes ned til neste nivå.

2) De mottatte dataene sendes til presentasjonsnivå. Her er disse dataene strukturert og satt inn i et format som kan leses på serveren. Pakket sammen og senket ned.

3) På dette nivået opprettes en økt mellom datamaskinen og serveren.

4) Siden dette er en webserver og det kreves pålitelig forbindelsesetablering og kontroll av mottatte data, brukes TCP-protokollen. Her angir vi porten som vi skal banke på og kildeporten slik at serveren vet hvor den skal sende svaret. Dette er nødvendig for at serveren skal forstå at vi ønsker å komme til webserveren (standard port 80), og ikke til mailserveren. Vi pakker og går videre.

5) Her må vi spesifisere hvilken adresse vi skal sende pakken til. Følgelig angir vi destinasjonsadressen (la serveradressen være 192.168.1.2) og kildeadressen (datamaskinadresse 192.168.1.1). Vi snur den og går lenger ned.

6) IP-pakken går ned og her kommer lenkelaget i drift. Den legger til fysiske kilde- og destinasjonsadresser, som vil bli diskutert i detalj i en påfølgende artikkel. Siden vi har en datamaskin og en server i et lokalt miljø, vil kildeadressen være datamaskinens MAC-adresse, og destinasjonsadressen vil være serverens MAC-adresse (hvis datamaskinen og serveren var på forskjellige nettverk, ville adressering fungert annerledes) . Hvis det på de øvre nivåene ble lagt til en overskrift hver gang, legges det også til en trailer her, som indikerer slutten av rammen og klarheten til alle innsamlede data for sending.

7) Og det fysiske laget konverterer det som mottas til biter og sender det til serveren ved hjelp av elektriske signaler (hvis det er en tvunnet parkabel).

Deencapsulationsprosessen er lik, men med omvendt sekvens:

1) Ved det fysiske laget mottas elektriske signaler og konverteres til en forståelig bitsekvens for lenkelaget.

2) På lenkelaget kontrolleres destinasjons-MAC-adressen (om den er adressert til den). Hvis ja, blir rammen sjekket for integritet og fravær av feil, hvis alt er i orden og dataene er intakte, overfører den til et høyere nivå.

3) På nettverksnivå kontrolleres destinasjons-IP-adressen. Og hvis det er riktig, stiger dataene høyere. Det er ikke nødvendig å gå inn på detaljer nå om hvorfor vi har adressering på koblings- og nettverksnivå. Dette emnet krever spesiell oppmerksomhet, og jeg vil forklare forskjellene deres i detalj senere. Det viktigste nå er å forstå hvordan data pakkes og pakkes ut.

4) Ved transportlaget er destinasjonsporten (ikke adressen) sjekket. Og ved portnummeret blir det tydelig hvilken applikasjon eller tjeneste dataene er adressert til. For oss er dette en webserver og portnummeret er 80.

5) På dette nivået etableres en økt mellom datamaskinen og serveren.

6) Presentasjonslaget ser hvordan alt skal være strukturert og gjør informasjonen lesbar.

7) Og på dette nivået forstår applikasjoner eller tjenester hva som må gjøres.

Det er skrevet mye om OSI-modellen. Selv om jeg prøvde å være så kort som mulig og dekke de viktigste tingene. Faktisk er mye skrevet i detalj om denne modellen på Internett og i bøker, men for nybegynnere og de som forbereder seg på CCNA er dette nok. Det kan være 2 spørsmål i eksamen for denne modellen. Dette er riktig arrangement av lag og på hvilket nivå en viss protokoll fungerer.

Som skrevet ovenfor, brukes ikke OSI-modellen i dag. Mens denne modellen ble utviklet, ble TCP/IP-protokollstabelen stadig mer populær. Det var mye enklere og fikk rask popularitet.
Slik ser stabelen ut:

Som du kan se, skiller den seg fra OSI og endret til og med navnet på noen nivåer. I hovedsak er prinsippet det samme som OSI. Men bare de tre øvre OSI-lagene: applikasjon, presentasjon og økt er kombinert til ett i TCP/IP, kalt applikasjon. Nettverkslaget har endret navn og kalles Internett. Transporten forble den samme og med samme navn. Og de to lavere OSI-nivåene: kanal og fysisk er kombinert i TCP/IP til ett som kalles nettverkstilgangsnivå. TCP/IP-stakken i noen kilder blir også referert til som DoD-modellen (Department of Defense). Ifølge Wikipedia ble den utviklet av det amerikanske forsvarsdepartementet. Jeg kom over dette spørsmålet under eksamen og før det hadde jeg aldri hørt noe om henne. Følgelig brakte spørsmålet: "Hva er navnet på nettverkslaget i DoD-modellen?" Derfor er det nyttig å vite dette.

Det var flere andre nettverksmodeller som varte en stund. Dette var IPX/SPX-protokollstabelen. Brukt siden midten av 80-tallet og varte til slutten av 90-tallet, hvor den ble erstattet av TCP/IP. Den ble implementert av Novell og var en oppgradert versjon av Xerox Network Services-protokollstabelen fra Xerox. Brukt i lokale nettverk i lang tid. Første gang jeg så IPX/SPX var i spillet "Cossacks". Ved valg av nettverksspill var det flere stabler å velge mellom. Og selv om dette spillet ble utgitt et sted i 2001, indikerte dette at IPX/SPX fortsatt ble funnet på lokale nettverk.

En annen stabel som er verdt å nevne er AppleTalk. Som navnet tilsier, ble den oppfunnet av Apple. Den ble opprettet samme år som OSI-modellen ble utgitt, det vil si i 1984. Det varte ikke lenge og Apple bestemte seg for å bruke TCP/IP i stedet.

Jeg vil også understreke en viktig ting. Token Ring og FDDI er ikke nettverksmodeller! Token Ring er en link layer-protokoll, og FDDI er en dataoverføringsstandard som er basert på Token Ring-protokollen. Dette er ikke den viktigste informasjonen, siden disse konseptene ikke finnes nå. Men det viktigste å huske er at dette ikke er nettverksmodeller.

Så artikkelen om det første emnet har nådd slutten. Selv om det var overfladisk, ble mange konsepter vurdert. De viktigste vil bli diskutert mer detaljert i de følgende artiklene. Jeg håper nå nettverk ikke lenger vil virke som noe umulig og skummelt, og det blir lettere å lese smarte bøker). Hvis jeg har glemt å nevne noe, har flere spørsmål, eller hvem som har noe å legge til denne artikkelen, legg igjen kommentarer eller spør personlig. Takk for at du leste. Jeg skal forberede neste emne.

Det er enkelt å sende inn det gode arbeidet ditt til kunnskapsbasen. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Lignende dokumenter

Lengde på kraftledninger. Installert kapasitet på transformatorstasjoner. Energiindikatorer for nettverket. Total maksimal aktiv belastning av forbrukere. Årlig nytteleveranse av elektrisitet. Strømtap i det elektriske nettet.

avhandling, lagt til 24.07.2012


Utvikling av distriktselektriske nettskjemaer og foreløpig kraftfordeling. Valg av nominelle linjespenninger, tverrsnitt og merker av ledninger, transformatorer. Bestemmelse av effekttap i transformatorer, balanse mellom aktiv og reaktiv effekt.

avhandling, lagt til 09.04.2010


Utvikling av distriktselektriske nettskjemaer. Foreløpig kapasitetsfordeling. Valg av merkelinjespenninger, tverrsnitt og typer ledninger. Bestemmelse av effekttap i ledninger. Valg av transformatorer og nettstasjonskretser. Beregning av antall linjer.

avhandling, lagt til 04.05.2010


Utbygging av bydelens elektriske nett og foreløpig fordeling av kapasiteter. Valg av nominelle spenninger, tverrsnitt og merker av ledninger. Bestemmelse av effekttap i transformatorer. Balanse mellom aktive og reaktive krefter i systemet. Valg av nettstasjonsordninger.

avhandling, lagt til 16.06.2014


Konstruksjon av elektriske nettverksskjemaalternativer. Foreløpig beregning av kraftstrømmer. Valg av merkespenninger for et ringnett. Bestemmelse av motstand og ledningsevne for kraftledninger. Kontrollere seksjoner i henhold til tekniske begrensninger.

kursarbeid, lagt til 29.03.2015


Velge alternativer for å utvikle det eksisterende nettverket. Valg av merkespenninger for luftledningene som bygges for alternativet radialnett. Bestemmelse av tverrsnittene til ledningene til linjene som konstrueres i den radielle versjonen av nettverket. Valg av nedtrappingstransformatorer på transformatorstasjonen.

kursarbeid, lagt til 22.07.2014


Valg av alternativer for nettverkstilkoblingsdiagram, deres begrunnelse og krav. Bestemmelse av merkenettspenninger, ledningstverrsnitt, testing i henhold til tekniske begrensninger. Omtrentlig bestemmelse av spenningstap. Tegne opp maktbalanser.

kursarbeid, lagt til 23.11.2014


Tegne alternativer for elektriske nettverksskjemaer og velge de mest rasjonelle. Beregning av strømningsfordeling, merkespenninger, effekt i nettet. Valg av kompenserende enheter, transformatorer og ledningsseksjoner av luftledninger.

kursarbeid, lagt til 24.11.2013

Introduksjon

En elektrisk transformatorstasjon er en installasjon designet for å konvertere og distribuere elektrisk energi. Undersentraler består av transformatorer, samleskinner og koblingsenheter, samt hjelpeutstyr: relébeskyttelse og automatiseringsenheter, måleinstrumenter. Transformatorstasjoner er designet for å koble generatorer og forbrukere med kraftledninger, samt for å koble sammen individuelle deler av det elektriske systemet.

Moderne energisystemer består av hundrevis av sammenkoblede elementer som påvirker hverandre. Prosjektering skal utføres under hensyntagen til de grunnleggende betingelsene for samdrift av elementer som påvirker denne prosjekterte delen av systemet. De planlagte designalternativene skal tilfredsstille følgende krav: pålitelighet, effektivitet, brukervennlighet, energikvalitet og mulighet for videreutvikling.

I løpet av kursdesignet tilegnes ferdigheter i å bruke referanselitteratur, GOST-er, enhetlige standarder og aggregerte indikatorer, tabeller.

Målet med kursdesignet er studiet av praktiske ingeniørmetoder for å løse komplekse spørsmål om bygging av kraftledninger, transformatorstasjoner og andre elementer i elektriske nettverk og systemer, samt videreutvikling av beregningsmessige og grafiske ferdigheter som er nødvendige for designarbeid. Et spesielt trekk ved utformingen av elektriske systemer og nettverk er det nære forholdet mellom tekniske og økonomiske beregninger. Valget av det mest passende alternativet for en elektrisk transformatorstasjon gjøres ikke bare av teoretiske beregninger, men også på grunnlag av ulike hensyn.

EKSEMPEL PÅ BEREGNING AV ETT AV KRETSALTERNATIVENE

DISTRIKTS ELEKTRISK NETT

Innledende data

Målestokk: i 1 celle – 8,5 km;

Effektfaktor ved nettstasjon "A", rel. enheter: ;

Spenning på busser til transformatorstasjon "A", kV: , ;

Antall timer med maksimal belastningsbruk: ;

Maksimal aktiv belastning ved nettstasjoner, MW: , , , , ;

Varighet av overbelastning av krafttransformatorer i løpet av dagen: ;

Last reaktive effektfaktorer på nettstasjoner har følgende verdier: , , , , .

Forbrukerne ved alle nettstasjoner inkluderer laster i kategori I og II når det gjelder pålitelighet av strømforsyning, med en overvekt av laster i kategori II.

1.1. Geografisk plassering av strømkilde "A" og 5 lastnoder

Valg av konfigurasjon av distribusjonsnettverk

Valget av en rasjonell konfigurasjon av distribusjonsnettverket er et av hovedproblemene som er løst i de innledende stadiene av design. Valget av nettverksdesign gjøres på grunnlag av en teknisk og økonomisk sammenligning av en rekke alternativer. Sammenlignbare alternativer må oppfylle betingelsene for teknisk gjennomførbarhet for hver av dem når det gjelder parametrene til det elektriske hovedutstyret (ledninger, transformatorer, etc.), og også være likeverdige når det gjelder påliteligheten av strømforsyningen til forbrukere som tilhører den første kategorien Ifølge.

Utviklingen av alternativer bør begynne basert på følgende prinsipper:

a) nettdesignet bør være så (rimelig) enkelt som mulig og overføringen av elektrisitet til forbrukerne bør utføres langs kortest mulig vei, uten omvendte kraftstrømmer, noe som sikrer en reduksjon i kostnadene ved å bygge linjer og en reduksjon i tap av kraft og elektrisitet;

b) elektriske koblingsskjemaer for koblingsanlegg til nedtrappingsstasjoner bør også være muligens (rimelig) enkle, noe som sikrer en reduksjon i kostnadene ved konstruksjon og drift, samt en økning i driftssikkerheten;

c) man bør strebe etter å implementere elektriske nettverk med en minimumsmengde spenningstransformasjon, noe som reduserer den nødvendige installerte kraften til transformatorer og autotransformatorer, samt tap av kraft og elektrisitet;

d) diagrammer over elektriske nettverk skal sikre påliteligheten og den nødvendige kvaliteten på strømforsyningen til forbrukerne, og forhindre overoppheting og overbelastning av elektrisk utstyr på linjer og understasjoner (med hensyn til strømmer i ulike nettverksmoduser, mekanisk styrke, etc.)

I følge PUE, hvis det er forbrukere av kategori I og II på transformatorstasjonen, må strømforsyningen fra kraftsystemets nettverk utføres gjennom minst to linjer koblet til uavhengige strømkilder. Tatt i betraktning det ovennevnte og tar i betraktning de alternative kvalitetene og indikatorene til visse typer nettverksdiagrammer, anbefales det først og fremst å danne varianter av nettverksdiagrammer: radiell, radiell ryggrad og de enkleste ringtypene.

Basert på de oppgitte forutsetningene vil vi utarbeide ti alternativer for regionale elektriske nettskjemaer (fig. 1.2.).

Ordning nr. 1 Ordning nr. 2

Ordning nr. 3 Ordning nr. 4

Ordning nr. 4 Ordning nr. 5

Ordning nr. 7 Ordning nr. 8

Fig.1.2. Alternativer for konfigurasjon av elektriske nettverkskretser.

Fra de kompilerte ordningene for videre beregninger basert på et sett med indikatorer og egenskaper, velger vi de to mest rasjonelle alternativene (nr. 1 og nr. 2).

I. Alternativ I (skjema nr. 1) innebærer å koble understasjon nr. 1, 2, 3, 4, 5 til node A gjennom dobbeltkrets radielle linjer (konstruksjon av enkeltkrets og dobbeltkrets 110 kV ledninger med total lengde på 187 km).

II. Alternativ II (skjema nr. 2) innebærer å koble understasjon nr. 3 og nr. 2 inn i en ring fra node A, koble nettstasjon nr. 4 og nr. 5 til en ring fra node A, koble nettstasjon nr. 1 til node A gjennom dobbeltkrets radielle linjer (konstruksjon av enkeltkrets- og dobbeltkretsledninger 110 kV med en total lengde på 229,5 km).

Abdilbaev R.B.

Taraz State University oppkalt etter M.H. Dulati, Kasakhstan

UTVIKLING AV NETTVERKSKONFIGURASJONSALTERNATIVER

Elektriske nettskjemaer skal sikre, til lavest mulig kostnad, nødvendig pålitelighet av strømforsyningen, den nødvendige kvaliteten på energien ved mottakere, bekvemmeligheten og sikkerheten ved drift av nettet, muligheten for videreutvikling og tilkobling av nye forbrukere. Det elektriske nettet skal også ha nødvendig effektivitet og fleksibilitet.

I designpraksis, for å bygge en rasjonell nettverkskonfigurasjon, brukes en variantbasert metode, i henhold til hvilken flere alternativer er skissert for en gitt plassering av forbrukere, og den beste velges basert på en teknisk og økonomisk sammenligning.

I samsvar med reglene for konstruksjon av elektriske installasjoner (PUE), må kategori I-laster forsynes med elektrisitet fra to uavhengige strømkilder, og et avbrudd i strømforsyningen er kun tillatt i perioden med automatisk innkobling av reservestrømmen levere. I de fleste tilfeller oppfyller en dobbeltkretsledning ikke kravene til påliteligheten til strømforsyningen til kategori I-forbrukere, siden hvis støttene er skadet eller det er is, er et fullstendig strømbrudd mulig. For slike forbrukere er det nødvendig å gi minst to separate linjer.

For forbrukere i kategori II leveres i de fleste tilfeller også strøm via to separate linjer eller en dobbeltkretsledning. Men tatt i betraktning den korte varigheten av nødreparasjoner av luftledninger, kan strømforsyning til kategori II-belastninger utføres gjennom én luftledning.

For en strømmottaker i kategori III er det nok å ha strømforsyning langs en linje, drevet fra en kilde eller i form av en kran som passerer nær linjen. Men her, under nødstilfelle og planlagte reparasjoner, er det nødvendig å sikre strømgjenopprettingstiden innen én dag.

Den vedtatte kretsen må være praktisk og fleksibel i drift, fortrinnsvis homogene flerkretskretser med samme nominelle spenning har slike kvaliteter. Deaktivering av enhver krets i en slik krets har en liten effekt på forringelsen av driftsmodusen til nettverket som helhet.

Basert på alle kravene ovenfor, er følgende nettverksdiagramalternativer utviklet for strømforsyning til forbrukere, som er presentert i figur 1.

Ris. 1. Utviklet alternativer for regionalt elnettskjema.

Som et kriterium for å sammenligne nettverksalternativer på dette designstadiet, bruker vi de totale linjelengdene for hvert alternativ. Dette kriteriet er basert på antagelsen om at alle kretsalternativer er av samme nominelle spenningsklasse og er laget med samme tverrsnitt av ledninger i alle seksjoner, det brukes samme typer støtter, faseutforminger etc.

Naturligvis vil de mest rasjonelle og økonomiske alternativene være de med kortest totale linjelengde (med obligatorisk overholdelse av kravene til påliteligheten til strømforsyningen til forbrukerne).

Lengden på linjene bestemmes under hensyntagen til deres uretthet og mulige avvik fra tiltenkte ruter. Den faktiske lengden antas å være 15 % større enn lengden målt langs en rett linje.

Tabell 1. Totale lengder på kraftledninger

Opplegg	№1	№2	№3	№4
Lengde, km	405,24	377,52	381,48	384,12

Basert på at diagrammene i fig. 1.b og fig. 1.c har den minste totallengden, vil de i fremtiden bli brukt til en detaljert teknisk og økonomisk sammenligning.

Konklusjon

Et sett med problemer med optimalt valg av løsninger ble formalisert for å rettferdiggjøre den rasjonelle konfigurasjonen av strømforsyningssystemer avhengig av territoriale nivåer.

Litteratur

1. Håndbok for design av elektriske kraftsystemer. Ed. I.Sh. Shapiro, S.S. Rokotyan, - M.: Energoatomizdat, 1985.

2. Retningslinjer nr. 1293 for kursprosjektet for kurset² Elektriske systemer og nettverk² for spesialstudenter 10.04. Satt sammen av: Lychev P.V., Seliverstov G.I. – GPI, 1990.

3. Lychev P.V., Fedin V.T. Elektriske systemer og nettverk. Løse praktiske problemer: Lærebok for universiteter. – Mn.: DesignPRO, 1997.

4. Retningslinje nr. 3260 manual om kurs og diplomdesign for studenter med spesialitet 1-43 01 03² Strømforsyning² .– GGTU im. VED. Sukhoi, Gomel, 2006.

5. Regler for elektriske installasjoner. – M.: Energoatomizdat, 1986.

Nettverksarkitektur kan forstås som støttestrukturen eller infrastrukturen som ligger til grunn for funksjonen til et nettverk. Denne infrastrukturen består av flere hovedkomponenter, spesielt nettverkslayout eller topologi, kabling og tilkoblingsenheter - broer, rutere og svitsjer. Når du designer et nettverk, må du ta hensyn til hver av disse nettverksressursene og bestemme hvilke spesifikke ressurser som skal velges og hvordan de skal distribueres over hele nettverket for å optimere ytelsen, forenkle utstyrsadministrasjonen og gi rom for fremtidig vekst. I ditt kursprosjekt bør du lage din egen nettverkskonfigurasjon i henhold til en spesifikk oppgave. La oss vurdere hvilke problemer som bør løses i delene av kursprosjektet.

Introduksjon

I innledningen er det nødvendig å merke seg relevansen av design og implementering av et bedriftsnettverk (CN) i en gitt organisasjon. Hva er fordelene med å implementere CS i en bedrift?

1. Diagram over informasjonsstrømmer ved virksomheten og beregning av strømningsvolumet mellom avdelinger.

Informasjonsflytdiagrammet presenteres i form av et diagram (graf), der toppunktene til statene reflekterer avdelinger, og buene representerer informasjonsstrømmer.

I det første kapittelet er det nødvendig å gjennomføre en organisatorisk analyse av strukturen til bedriften (selskapet) - fremheve avdelinger, operasjoner i avdelinger, nødvendig informasjon for avdelinger, overføring av informasjon mellom avdelinger, typer informasjon, foreløpige mengder informasjonsutveksling . Vi fremhever på informasjonsdiagrammet de dominerende volumene av forbindelser mellom avdelinger, som kan tas i betraktning ved valg og analyse av gjennomstrømningskanalen mellom disse avdelingene, som vi vil reflektere på diagrammet over hovedinformasjonsstrømmene. Vi bestemmer hvordan trafikken fordeles mellom avdelinger på nettverket. Tabell 1.2, som et eksempel, viser gjennomsnittlig informasjonsmengde per en arbeidsdag (8 timer) i MB, sendt og mottatt av avdelinger i selskapet, samt mellom avdelinger i senteret og filialer. Det skal bemerkes at trafikken består av den faktiske arbeidsinformasjonen pluss 10 % av tjenesteinformasjonen tar vi også i betraktning (betinget) at ved overføring av informasjon over nettverket øker den 1,7 ganger på grunn av støybestandig koding.

Tabell 1.2

Avdelinger mottar informasjon

avdelinger sender informasjon

Σ ref. INF.

Σ INNGANG. INF.

Pre-prosjekt inspeksjon av virksomheten. I denne delen er det nødvendig å presentere resultatene av en studie av de interne og eksterne informasjonsstrømmene til bedriften som de utformede nettverkene må behandle (vanligvis i form av et histogram over den maksimale totale timebaserte informasjonsbelastningen i løpet av driftssyklusen ( dag) av bedriften). Histogrammet skal utformes i form av en plakat.

I henhold til foretakets struktur- og organisasjonskart, fig. 1.1, a, bestemmes for hver arbeidstime informasjonsbelastningen for hver informasjonsforbindelse til hver strukturell enhet (avdeling) i foretaket.

Informasjonsbelastningen til én informasjonskobling bestemmes av resultatene av en analyse av dokumentflyt i begge retninger mellom denne enheten og hver enhet som er direkte tilknyttet den. Originalmediet anses å være et standard A4-ark som inneholder 2000 alfanumeriske tegn og mellomrom. Med 8-bits koding er informasjonskapasiteten til et slikt ark E=200*8=16000 biter.

Den timebaserte informasjonsbelastningen for én organisasjonsforbindelse er lik:

hvor E er informasjonskapasiteten til et standard dokumentark;

n1 – antall ark som ankommer denne avdelingen per time;

n2 – antall ark sendt av disse avdelingene per time.

Den timebaserte informasjonsbelastningen for organisasjonsforbindelser vil bli bestemt av formel 1.1 for alle divisjoner av virksomheten. I dette tilfellet er det ikke tatt hensyn til informasjonsforbindelser med de avdelingene som allerede er gjort beregninger for.

Den totale timebaserte informasjonsbelastningen for alle organisasjonsforbindelser til bedriften er lik:

(1.2)

hvor N er antall organisasjonsforbindelser i virksomhetsdiagrammet.

Histogrammet, figur 4.1.b, viser INS-verdien for hver arbeidstime, og velger den maksimale INS-verdien, maks. for arbeidsdagen (syklusen) til virksomheten, som er utgangspunktet for å bestemme nødvendig nyttegjennomstrømning av de grunnleggende teknologien til nettverket som utformes.

Den totale nettverkskapasiteten Cp bestemmes av formelen:

(1.3)

hvor k1=(1,1¸1,5) – koeffisient som tar hensyn til protokollredundansen til protokollstabelen målt i det praktiske nettverket; for TCP/IP stack k1»1,3;

k2 – kapasitetsreservefaktor for fremtidig nettutbygging, vanligvis k2»2.

Logisk design av fly. Den logiske strukturen til datasystemet bestemmes (for et LAN - basert på beregninger av lastfaktoren, for et kommando- og kontrollsystem - basert på en analyse av eksterne informasjonsstrømmer); logisk strukturering av LAN utføres og nettverksteknologier velges til slutt; Et logisk diagram av flyet er under utvikling.

De nødvendige beregningene for et LAN utføres i følgende rekkefølge:

Bestemme belastningsfaktoren til et ustrukturert lokalnettverk:

(1.4)

hvor Cmax er den maksimale gjennomstrømningen til den underliggende nettverksteknologien.

Kontrollere oppfyllelsen av den tillatte LAN-belastningsbetingelsen (kollisjonsdomene):

(1.5)

Hvor - Lastfaktor for et ustrukturert nettverk eller kollisjonsdomene - et logisk LAN-segment.

Merk: Hvis betingelsene (1.5) ikke er oppfylt, er det nødvendig å utføre logisk strukturering av LAN:

sekvensielt dele nettverket inn i logiske segmenter (kollisjonsdomener) langs Nl.s. datamaskiner i hvert logiske segment, og kontrollerer ved hver iterasjon at betingelsen (1.5) er oppfylt:

Definisjon av intergruppetrafikk og trafikk til serveren:

Bestemme belastningsfaktoren for intergruppetrafikk og trafikk til serveren:

(1.6)

Hvis betingelse (1.6) ikke er oppfylt, ta Cmax-verdien for intergruppeutveksling i nettverket lik den nest mest produktive versjonen av grunnteknologien. For eksempel for Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, til betingelsen (1.6) er oppfylt.