Компьютеры с современный мир

Проектирование лвс для производственного предприятия. Планирование структуры лвс Разные типы кадра имеют различный формат и значение MTU

Локальная вычислительная сеть - это понятие, знакомое многим не понаслышке. Практически каждое предприятие использует эту технологию, поэтому можно утверждать, что каждый человек так или иначе сталкивался с ней. Локальные сети существенно ускорили производственные процессы, тем самым дав резкий скачок дальнейшему их применению по всему земному шару. Все это позволяет прогнозировать дальнейший рост и развитие подобной системы передачи данных, вплоть до внедрения ЛВС на каждом, даже самом небольшом предприятии.

Понятие локальной сети

Локальная вычислительная сеть представляет собойнекое количество компьютеров, соединенных между собой специальным оборудованием, позволяющим осуществлять полноценный обмен информацией между ними. Важной особенностью этого вида передачи данных является относительно небольшая территория размещения узлов связи, то есть самих вычислительных машин.

Локальные сети не только существенно облегчают взаимодействие между пользователями, но и выполняют некоторые другие функции:

  • Упрощают работу с документацией. Сотрудники могут редактировать и просматривать файлы на своем рабочем месте. При этом надобность в коллективных собраниях и совещаниях отпадает, что экономит драгоценное время.
  • Позволяют работать над документами совместно с коллегами, когда каждый находится за своим компьютером.
  • Дают возможность доступа к приложениям, установленным на сервере, что позволяет экономить свободное пространство на установленном жестком диске.
  • Экономят пространство на жестком диске, позволяя сохранять документы на главном компьютере.

Виды сетей

Локальная вычислительная сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой сетью и иерархической. Различаются они способами взаимодействия узлов связи.

Одноранговая сеть основана на равноправии всех машин, а данные распределены между каждой из них. По сути, пользователь одного компьютера может получить доступ к ресурсам и информации другого. Эффективность работы одноранговой модели напрямую зависит от числа рабочих узлов, а уровень ее безопасности неудовлетворителен, что вкупе с достаточно сложным процессом управления делает такие сети не слишком надежными и удобными.

Иерархическая модель включает в себя один (или больше) главный сервер, где хранятся и обрабатываются все данные, и несколько узлов-клиентов. Этот тип сетей используется гораздо чаще первого, имея преимущество в быстродействии, надежности и безопасности. Однако скорость работы такой ЛВС во многом зависит от сервера, что при определенных условиях можно считать недостатком.

Составление технических требований

Проектирование локальной вычислительной сети представляет собой достаточно сложный процесс. Начинается он с разработки технического задания, которое следует тщательно продумать, так как недочеты в нем грозят последующими трудностями в построении сети и дополнительными финансовыми затратами. Первичное проектирование можно произвести с помощью специальных конфигураторов, которые позволят подобрать оптимальное сетевое оборудование. Особенно удобны такие программы тем, что можно исправлять различные значения и параметры непосредственно во время работы, а также составлять отчет по окончании процесса. Только после этих действий можно будет приступить к следующему этапу.

Эскизное проектирование

Этот этап заключается в сборе данных о предприятии, где планируется монтаж локально вычислительной сети, и анализе полученной информации. Определяется количество:

  • Пользователей.
  • Рабочих станций.
  • Серверных помещений.
  • Портов подключения.

Важным моментом является наличие данных о путях прокладки магистралей и планирование определенной топологии. В целом же необходимо придерживаться ряда требований, которые предъявляет стандарт IEEE 802.3. Однако, несмотря на эти правила, иногда может понадобиться произвести расчеты задержек распространения сигнала или же проконсультироваться у производителей сетевого оборудования.

Основные характеристики ЛВС

Выбирая способ размещения узлов связи, необходимо помнить об основных требованиях, предъявляемых к локальным сетям:

  • Производительности, которая сочетает в себе несколько понятий: пропускную способность, время реакции, задержку передачи.
  • Совместимости, т.е. способности подключить разное оборудование локальных вычислительных сетей и программное обеспечение.
  • Безопасности, надежности, т.е. возможности предотвращения несанкционированного доступа и полной защиты данных.
  • Масштабируемости - способности увеличения количества рабочих станций без ухудшения производительности сети.
  • Управляемости - возможности контроля главных элементов сети, профилактики и устранения проблем.
  • Прозрачности сети, заключающейся в представлении для пользователей единым вычислительным устройством.

Основные топологии локально-вычислительных сетей: достоинства и недостатки

Топология сети представляет собой физическое ее расположение, значительно влияя на основные характеристики. На современных предприятиях в основном используются три вида топологий: "Звезда", "Шина" и "Кольцо".

Топология «Звезда» является самой распространенной, имеет множество преимуществ перед остальными. Такой способ монтажа отличается высокой надежностью; если какой-либо компьютер вышел из строя (кроме сервера), на работу остальных это никак не повлияет.

Топология «Шина» представляет собой единый магистральный кабель с подключенными вычислительными машинами. Подобная организация локальной вычислительной сети экономит финансы, но не подходит для объединения большого количества компьютеров.

Топология «Кольцо» отличается низкой надежностью за счет особого расположения узлов - каждый из них соединен с двумя другими с помощью сетевых карт. Поломка одного компьютера приводит к остановке работы всей сети, поэтому такой вид топологии применяется все реже.

Рабочее проектирование сети

Локальная вычислительная сеть предприятия включает в себя также различные технологии, оборудование и кабели. Поэтому следующим этапом станет подбор всех этих элементов. Принятие решения в пользу того или иного программного либо аппаратного обеспечения определяется целью создания сети, количеством пользователей, перечнем используемых программ, размерами сети, а также ее месторасположением. В настоящее время чаще всего используются оптоволоконные магистрали, отличающиеся большой надежностью, быстродействием и доступностью.

О видах кабеля

Кабели используются в сетях для передачи сигналов между рабочими станциями, у каждого из них есть свои особенности, что необходимо учитывать при проектировании ЛВС.

  • Витая пара состоит из нескольких пар проводников, покрытых изоляцией и скрученных между собой. Невысокая цена и простота монтажа являются выгодными преимуществами, что делает такой кабель самым популярным для монтажа локальных сетей.
  • Коаксиальный кабель включает в себя два проводника, вставленных один в другой. Локальная вычислительная сеть с применением коаксиала уже не так распространена - ее заменила витая пара, однако она встречается в некоторых местах до сих пор.
  • Оптоволокно представляет собой стеклянную нить, способную переносить свет посредством его отражения от стенок. Кабель из этого материала передает данные на огромные расстояния и отличается высоким быстродействием по сравнению с витой парой и коаксиалом, однако стоит недешево.

Необходимое оборудование

Сетевое оборудование локальных вычислительных сетей включает множество элементов, наиболее часто используемыми среди которых являются:

  • Концентратор или хаб. Он объединяет некоторое количество устройств в один сегмент при помощи кабеля.
  • Коммутатор . Использует специальные процессоры для каждого порта, обрабатывающие пакеты обособленно от других портов, за счет чего обладают высокой производительностью.
  • Маршрутизатор . Это устройство, принимающее решения о рассылке пакетов на основе данных о таблицах маршрутизации и некоторых правил.
  • Модем . Широко применяется в системах связи, обеспечивая контакт с другими рабочими станциями посредством кабельной или телефонной сети.

Конечное сетевое оборудование

Аппаратное обеспечение локальной вычислительной сети в обязательном порядке включает серверную и клиентскую части.

Сервер - это мощный компьютер, имеющий высокую сетевую значимость. Функции его заключаются в хранении информации, баз данных, обслуживании пользователей и обработке программных кодов. Серверы находятся в специальных помещениях с регулируемой постоянной температурой воздуха - серверных, а корпус их оснащен дополнительной защитой от пыли, случайного выключения, а также мощной охлаждающей системой. Как правило, доступ к серверу имеют только системные администраторы либо руководители предприятия.

Рабочая станция представляет собой обычную вычислительную машину, подключенную к сети, то есть ею является любой компьютер, запрашивающий услуги у главного сервера. Для обеспечения связи на таких узлах используется модем и сетевая плата. Поскольку обычно рабочими станциями используются ресурсы сервера, клиентская часть оснащена слабыми планками памяти и жесткими дисками небольшого объема.

Программное обеспечение

Оборудование локальных вычислительных сетей не сможет полноценноосуществлять свои функции без подходящего программного обеспечения. К программной части относятся:

  • Сетевые операционные системы на серверах, составляющие основу любой сети. Именно ОС управляет доступом ко всем сетевым ресурсам, координирует маршрутизацию пакетов, разрешает конфликты устройств. В таких системах имеется встроенная поддержка протоколов TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX.
  • Автономные ОС, управляющие клиентской частью. Ими являются обычные операционные системы, к примеру, Windows XP, Windows 7.
  • Сетевые службы и приложения. Эти программные элементы позволяют производить различные действия: просмотр удаленной документации, печать на сетевом принтере, рассылка почтовых сообщений. Традиционные службы HTTP, POP-3, SMTP, FTP и Telnet являются основой этой категории и реализуются при помощи программного обеспечения.

Нюансы проектирования локальных сетей

Проектирование локальной вычислительной сети требует долгого и неспешного анализа, а также учета всех тонкостей. Важно предусмотреть возможность роста предприятия, что повлечет за собой и увеличение масштабов локальной сети. Составлять проект необходимо таким образом, чтобы ЛВС в любой момент была готова к подключению новой рабочей станции или другого устройства, а также модернизации любого ее узла и компонента.

Не менее важны и вопросы безопасности. Кабеля, применяемые при построении сети, должны быть надежно защищены от несанкционированного доступа, а магистрали размещены вдали от потенциально опасных мест, где они могут быть повреждены - нечаянно либо умышленно. Компоненты ЛВС, размещаемые за пределами помещения, в обязательном порядке следует заземлить и надежно закрепить.

Разработка локально вычислительной сети - это достаточно трудозатратный процесс, однако при правильном подходе и проявленной должной ответственности ЛВС будет работать надежно и стабильно, обеспечивая бесперебойную работу пользователей.

Компания ГРИН ЭФФЕКТ осуществляет проектирование, строительство (прокладку) и обслуживание ЛВС.

Прокладка ЛВС обеспечивает гарантированное представление информационных ресурсов и услуг с требуемыми уровнями доступности, надежности, масштабируемости, безопасности и управляемости. ЛВС (локальная вычислительная сеть) это совокупность программно-аппаратных средств, включающей в себя множество компонентов и узлов. Сетевая подсистема ЛВС Заказчика призвана удовлетворять потребности абонентов в обеспечении информационного взаимодействия и обмена данными, направленного на выполнение бизнес процессов Заказчика.
Чаще всего ЛВС организована на технологиях Ethernet и/или Wi-Fi. Для строительства и прокладки ЛВС используются коммутаторы, маршрутизаторы, точки беспроводного доступа (wi-fi), модемы, оптические (ВОЛС) и медные лини связи и т.д.
Для удалённого подключения к ЛВС чаще всего используется VPN-подключение. VPN - технология позволяющая из дома, удалённого офиса или командировки организовать одно или несколько сетевых соединений поверх другой сети (internet).

Выбор и обоснование технологии строительства ЛВС

Выбор технологии, архитектуры и оборудования для строительства ЛВС определяется следующими факторами:
  • количеством пользователей (рабочих мест);
  • количеством серверного оборудования;
  • географическим расположением зданий и этажностью зданий;
  • требованиями ЛВС к пропускной способности каналов связи и производительности оборудования;
  • возможностью наращивания количества узлов ЛВС без нарушения ее функционирования и снижения производительности;
  • исключением потерь информации при перегрузке сетевых сегментов и оборудования;
  • минимизацией номенклатуры используемого оборудования для снижения расходов на администрирование;
  • поддержкой качества предоставления услуг и управления уровнем обслуживания;
  • соответствием требованиям международных стандартов;
  • минимальной начальной стоимостью ЛВС и стоимостью ее последующего наращивания.

    Для достижения наилучших результатов по производительности, надежности, управляемости, масштабируемости ЛВС необходим модульный и иерархический подход к дизайну системы передачи данных. Такой подход позволяет наращивать ЛВС оптимальным путем добавления новых блоков не затрагивая остальные компоненты сетевой структуры, обеспечивает крайне высокий степень определённости в поведении ЛВС, что облегчает поиск и устранение неисправностей.

    ЛВС предоставляет своим абонентам следующие информационные услуги:

  • услуги передачи данных;
  • услуги беспроводного подключения абонентов;
  • услуги аудио- и видеоконференцсвязи.

    ЛВС состоит из следующих подсистем:

  • сетевая подсистема;
  • подсистема сетевой безопасности;
  • подсистема контроля доступа и авторизации;
  • подсистема мониторинга и управления;
  • подсистема аудио-видеоконференцсвязи;
  • подсистема беспроводной сети.

    Мы работаем со всем спектром оптико-волоконной продукции (ВОЛС), медными парами, серверными шкафами, патч панелями, оборудованием беспроводных сетей (wi-fi), розетками и пр. Наша компания обладает современным оборудованием и ПО для строительства (прокладки) ЛВС. При сдаче ЛВС прилагается полный отчет о тестировании всех проложенных линий связи. Строительство лвс осуществляется с использованием сетевого активного и пассивного оборудования ведущих производителей, таких как Cisco, Hewlett-Packard, 3COM и др. Компания ГРИН ЭФФЕКТ осуществляет строительство и прокладку ЛВС для офисных, производственных, общественных и жилых зданий.

    Проектирование ЛВС

    Проектный отдел компании ГРИН ЭФФЕКТ оказывает полный спектр услуг по проектированию ЛВС (локальной вычислительной сети) .
    На первом этапе проектирования ЛВС производятся осмотр объекта, переговоры с заказчиком, выявление задач и требований предъявляемых к ЛВС.
    По результатам исследований и анализа исходных данных разрабатывается оптимальный проект построения локальной вычислительной сети, в который включены все пожелания и требования заказчика. В проекте ЛВС представлены: подробные планы расположения элементов системы; принципиальные и структурные схемы подключений, трассы прокладки кабелей, кабельный журнал. Так же составляется спецификация оборудования и материалов, смета на мотаж ЛВС и ведомости выполняемых работ.


    Проектирование ЛВС осуществляется в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.02.2008 г. №87 "О составе разделов проектной документации и требованиями к их содержанию", региональными строительными нормами и требованиями технического задания.
    При проектировании ЛВС учитываются требования существующего законодательства и нормативных документов по экологии, охране труда и пожарной безопасности.

    Предпроектное обследование

    Цель предпроектного обследования состоит в определении комплекса мероприятий и разработке технических предложений с учетом сформированных типовых решений. По результатам обследования наши инженеры-проектировщики помогут Заказчику разработать грамотное техническое задание (ТЗ) на проектирование ЛВС.

    Техническое задание (ТЗ) ЛВС

    Требования заказчика составляют основу технического задания (ТЗ) ЛВС и являются тем первичным документом, с которого начинается работа по созданию локальной вычислительной сети. Кроме технических требований, на первых этапах работы по проектированию ЛВС в качестве исходной информации используются данные, полученные в процессе предпроектного обследования. Любое проектирование начинается с правильно написанного технического задания утвержденного заказчиком. От грамотно написанного ТЗ зависят сроки проектирования и выбор необходимого оборудования для строительства ЛВС, описанные в ТЗ.

    Состав проектной документации ЛВС регламентируется Постановлением Правительства Российской Федерации «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» от 16.02.2008 г. № 87.

    Проектная документация ЛВС (стадия «П»)

    Грамотно разработанная концепция ЛВС и техническое задание дает основания для создания эскизного плана ЛВС – единого комплекса решений, предназначенного для обеспечения заданного режима эксплуатации ЛВС. Эскизный проект определяет оптимальную структуру ЛВС и трассу прокладки кабельных проводок, расположение и состав элементов телекоммуникационной инфраструктуры, представление о бюджете проекта, а также целый ряд других параметров, которые позволят облегчить выбор конкретных решений.
    Проектная документация ЛВС представляет собой текстовые и графические материалы, определяющие объемно-планировочные, конструктивные и технические решения для строительства или реконструкции (модернизации) ЛВС.
    Основой для разработки проекта ЛВС служат архитектурно-строительная, технологическая и инженерные части Проекта здания. Проект ЛВС ориентирован на использование максимально эффективных и хорошо зарекомендовавших себя оборудования и комплектующих материалов. Грамотное проектирование - это высокая скорость выполнения строительных работ и обслуживания ЛВС. Безошибочный расчет проекта – минимизация затрат на оборудование.

    Рабочая документация ЛВС (стадия «Р»)

    На следующем этапе разрабатывается рабочая документация ЛВС, которая используется на этапе строительства. Именно на этой стадии определяется ресурсоемкость процесса, объем строительных и монтажных работ, количества необходимого оборудования и материалов, а значит и итоговый бюджет проекта ЛВС.
    Рабочая документация ЛВС разрабатывается после утверждения предшествующей стадии проектирования. Цель работ на стадии "Р" состоит в подготовке точных чертежей, схем и таблиц, которыми будут руководствоваться монтажники при проведении работ по созданию ЛВС. Рабочая документация обеспечивает детальную привязку компонентов всех систем к объекту. Рабочая документация ЛВС содержит чертежи, таблицы соединений и подключений, планы расположения оборудования и проводок и другие документы.

    Сметная документация ЛВС («СД»)

    Разработка сметной документации является заключительным этапом проектирования локальной вычислительной сети и определяет полную стоимость оборудования, строительно-монтажных и пуско-наладочных работ.

    Строительство (монтаж) ЛВС

    В соответствии с утверждённым Заказчиком проектом ЛВС и закупки необходимого оборудование производится :
  • организация коммутационного центра
  • установка электрических щитов
  • монтаж кабельных каналов
  • размещение точек доступа
  • установка розеток
  • прокладка кабелей

    Специалисты компании ГРИН ЭФФЕКТ оказывают полный спектр услуг по монтажу ЛВС.
    Накопленный, в данной области, опыт позволяет произвести монтаж и подключение ЛВС в кратчайшие сроки, в строгом соответствии с проектом и надлежащим качеством работ.

    Настройка ЛВС

    По завершению монтажа, ЛВС подвергается комплексному тестированию и настройки с целью проверки работоспособности системы и выявления дефектов. Результаты тестирования и настройки с пояснениями значений параметров и анализом качества локальной вычислительной сети предоставляются заказчику (пример отчёта тестирования на рисунке). После завершения всех работ и передачи документации заказчику, представителями исполнителя и заказчика производится осмотр объекта. В случае выполнения всех необходимых требований и задач, а так же соответствия техническому заданию объект сдаётся в эксплуатацию.

    Обслуживание ЛВС

    Техническое обслуживание ЛВС (локальной вычислительной сети) проводится с целью обеспечения бесперебойной работы единой системы ИТ оборудования компании и постоянного доступа персонала к различным информационным сервисам.
    Обслуживание ЛВС реализуется путём диагностики состояния всех участков ЛВС, проведения измерений в кросс шкафах, обнаружения и устранения повреждений элементов ЛВС.

    Техническое обслуживание ЛВС включает в себя:

  • профилактические работы
  • восстановительные работы.

    Объёмы работ технического обслуживания ЛВС зависят от условий эксплуатации и состава оборудования.

    Профилактические работы технического обслуживания ЛВС:

  • проверка кроссового оборудования на предмет комплектности, наличия маркировок, внешних повреждений и условий эксплуатации
  • восстановление повреждённой маркировки кроссового оборудования
  • укладка кросс-шнуров в кабельные органайзеры
  • диагностика портов ЛВС
  • восстановление работоспособности повреждённых портов ЛВС
  • предоставление Заказчику отчётов проведения технического обслуживания ЛВС и рекомендаций по реконструкции ЛВС

    Диагностика портов ЛВС заключается в проведении измерений параметров портов ЛВС на соответствие параметров категорийности с использованием соответствующих сертифицированных контрольно-измерительных приборов с выдачей отчетов по всем измеряемым параметрам во всем диапазоне частот. Несоответствие портов ЛВС требованиям категорийности определяется по результатам диагностики портов.

    Восстановительные работы технического обслуживания ЛВС:

  • замена повреждённых кабелей
  • восстановление поврежденного кроссового оборудования

    Выявленные в результате профилактических работ неисправности устраняются Исполнителем в рамках обслуживания ЛВС. В зависимости от характера неисправности, принимается решение о выводе неисправного оборудования из использования и включения его в план текущего ремонта ЛВС, либо устранении дефекта на месте. Неисправности, на устранение которых требуются дополнительные работы и материальные ресурсы, устраняться после составления дефектной ведомости. Выявленные нарушения условий эксплуатации ЛВС сообщаются представителям Заказчика.

    График проведения работ ТО ЛВС разрабатывается и утверждается Заказчиком. По результатам проведения работ исполнитель предоставляет отчет, в который входят:

  • таблица размещения портов ЛВС на объекте
  • таблица кроссировок кроссового оборудования ЛВС
  • акт измерений параметров портов ЛВС
  • дефектную ведомость.
  • В настоящее время экспертами и представителями бизнеса самым эффективным способом создания единой информационной среды в компании признано построение локальных сетей. Локальная сеть (LAN) - группа подсоединенных друг к другу компьютеров, способных совместно использовать общие ресурсы. Данные передаются в виде пакетов, при этом для управления данным процессом используются разные технологии. На данный момент наиболее востребованной технологией является Ethernet - технология передачи данных посредством кабеля. Физической средой для канала передачи данных в проводной сети служат кабели, обычно это витая пара либо оптоволоконный кабель. Единое информационное пространство в компании необходимо для того, чтобы ее сотрудники - пользователи сети - имели возможность быстро обмениваться данными, вместе пользоваться разнообразными ресурсами и устройствами и выполнять многие другие действия, необходимые для успешного осуществления предприятием своей основной деятельности.

    Ключевые преимущества локальных сетей для бизнеса:

    Обеспечение непрерывного доступа персонала компании к общим ресурсам - документам, базам данных и пр., сохраняющее время и обеспечивающее высокий уровень коммуникации сотрудников;

    Возможность совместного использования офисной техники - принтеров, факсов, сканеров, копиров, позволяющая сэкономить на приобретении дополнительных устройств;

    Простота и легкость перемещения и добавления рабочих мест и оборудования, снижающая затраты средств и времени персонала компании;

    Повышение безопасности критически важной коммерческой информации за счет использования систем защиты данных.

    Специалисты компании ALP Group осуществляют работы по организации и построению коммутируемых локальных сетей, используя современные технологии и собственный серьезный опыт, накопленный за многие годы создания, сопровождения и технической поддержки инженерных систем для отечественного бизнеса. Создание локальной сети - ответственный процесс, требующий высокой степени профессиональной подготовки и уровня квалификации. Ведь от стабильности работы LAN зависит стабильная работа всей компании.

    Основные требования к локально-вычислительной сети

    Легкость управления

    Адаптация под наиболее популярные виды кабелей и устройств

    Наличие запасных каналов и потенциала для последующего расширения и оптимизации

    Этапы построения компьютерных сетей

    1. Разработка. Включает в себя обследование территории, на которой предполагается построить локальную сеть, обсуждение с клиентом задач, которые она будет выполнять, формирование технического задания и выбор оборудования.

    2. Установка и . На этом этапе производится прокладка кабеля, после которой производится установка и последующая настройка оборудования, ПО и системы защиты данных.

    3. Тестирование. Проводится проверка ЛВС на предмет ее работоспособности, стабильности, безопасности и соответствия принятым нормам и стандартам качества.

    4. Гарантийное и постгарантийное обслуживание. Предоставление поддержки и проведение профилактических и ремонтных работ сети и оборудования.

    Обмен информацией в ЛВС происходит по определенным правилам, которые называются протоколами. Различные протоколы описывают разные стороны одного типа связи. При этом, взятые вместе, они образуют стек протокола. Рабочие станции, которые подключены локальной сети, можно объединить между собой несколькими способами. Конфигурацию сети или способ соединения ее элементов принято называть топологией. Специалисты выделяют три основные схемы объединения компьютеров при построении локально-вычислительной сети - «звезда», «общая шина» и «кольцо».

    «Звезда». Является наиболее распространенной. При использовании топологии каждый узел (отдельная рабочая станция) подсоединяется к ЛВС с помощью собственного кабеля, один разъем которого подключается к сетевому адаптеру, а другой - к концентратору.

    Эксплуатация сети, созданной по этому принципу, дает предприятию несколько важных преимуществ:

    Достаточно небольшая стоимость прибавления новых рабочих мест (примерно до 1 тыс. единиц);

    Независимое функционирование компьютеров: если в одном из них произойдет сбой, остальные продолжат свою работу.

    Следует учитывать, что топология «звезда» имеет и свои недостатки. Если концентратор окажется неисправным, то подключенные к нему станции тоже не смогут работать. Также при создании локальной сети по типу «звезды» может потребоваться кабельная трасса значительной протяженности.

    «Общая шина». Топология, при использовании которой информация проходит через рабочие станции, параллельно подключенные к магистрали (главному кабелю). Однако данные по запросу получает только адресат, имеющий IP-адрес, с которого была запрошена информация. Неудобством данного принципа организации локально-вычислительной сети можно считать то, что при нарушении соединения одного ПК с магистралью произойдет сбой во всех остальных. Стоит учесть и тот факт, что конфигурация по типу «общей шины» не всегда сможет соответствовать повышенным требования предприятия к уровню производительности ЛВС.

    «Кольцо». Представляет собой способ последовательного соединения ПК друг с другом и передачу по кругу одностороннего сигнала. Фактически каждый ПК повторяет и усиливает сигнал, передавая его далее по сети. Данная схема также имеет свой недостаток: если в одной рабочей станции произойдет сбой, вся работа сети будет остановлена. Также стоит отметить и ограничения общей протяженности. Однако значительным преимуществом данной топологии можно считать оптимальную балансировку нагрузки на оборудование и удобство при прокладке кабеля.

    Наиболее подходящая для организации ЛВС топология всегда выбирается индивидуально. Основными критериями выбора являются конкретные потребности той или иной компании. Очень часто применяемая схема представляет собой комбинацию различных топологий. Например, конфигурация «снежинка» используется в высотных зданиях. При данном принципе создания локальной сети необходимо использование файловых серверов для разных рабочих групп компании и общего центрального сервера.

    Особенности LAN

    На предприятиях для локальных сетей характерна организация рабочих групп - объединения нескольких персональных компьютеров в одну группу с единым названием. За бесперебойное функционирование LAN в целом или ее некоторых участков отвечают сетевые администраторы. В сложных сетях права администраторов строго регламентированы, также осуществляется запись действий каждого члена группы сетевых администраторов.

    Создание локальной сети наиболее часто проводится на базе технологии Ethernet. Для организации простых сетей применяют маршрутизаторы, модемы, коммутаторы и сетевые адаптеры. В обычных локальных сетях принято использовать статическую либо же динамическую маршрутизацию.

    Построение LAN обычно предполагает применение технологии двух первоначальных уровней сетевой модели OSI - канального или физического. Их функциональности достаточно для осуществления работ в рамках одной из наиболее распространенных топологий - «кольца», «звезды» или же «общей шины». ПК, используемые при построении корпоративной сети, могут поддерживать протоколы и более высокого уровня. Другие протоколы могут быть установлены и задействованы в узлах сети, но осуществляемые с их помощью функции уже не будут относиться непосредственно к LAN.

    Специалисты ALP Group выполнят весь комплекс работ по созданию локальной сети Вашей компании с использованием современных технологий и соблюдением всех международных стандартов - качественно и в оптимальные сроки.

    Введение

    Современное общество вступило в постиндустриальную эпоху, которая характеризуется тем, что информация стала важнейшим ресурсом развития экономики и общества. В русле общего развития высоких технологий основной вклад в информатизацию всех сфер жизни вносят компьютерные технологии.

    Одну из характерных черт нынешнего этапа развития информационных технологий можно определить словами "объединение" или "интеграция". Объединяются аналоговое и цифровое, телефон и компьютер, объединяются в одном потоке речь, данные, аудио- и видеосигналы, объединяются в единой технологии техника и искусство (мультимедиа и гипермедиа). Оборотной стороной этого процесса является «разделение» или «коллективное использование» (sharing). Неотъемлемой частью этого процесса является развитие компьютерных сетей.

    Компьютерные сети, по сути, являются распределенными системами. Основным признаком таких систем является наличие нескольких центров обработки данных. Компьютерные сети, называемые так же вычислительными сетями, или сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации – компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет группу взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютеры и мультиплексирования данных, получившие развитии в различных телекоммуникационных системах.

    Локальная вычислительная сеть (ЛВС) или LAN это группа персональных компьютеров или периферийных устройств, объединенных между собой высокоскоростным каналом передачи данных в расположении одного или многих близлежащих зданий. Основная задача, которая ставится при построении локальных вычислительных сетей – это создание телекоммуникационной инфраструктуры компании, обеспечивающей решение поставленных задач с наибольшей эффективностью. Существует ряд причин, для объединения отдельных персональных компьютеров в ЛВС:

    Во-первых, совместное использование ресурсов позволяет нескольким ПК или другим устройствам осуществлять совместный доступ к отдельному диску (файл-серверу), дисководу DVD-ROM, принтерам, плоттерам, к сканерам и другому оборудованию, что снижает затраты на каждого отдельного пользователя.

    Во-вторых, кроме совместного использования дорогостоящих периферийных устройств ЛВЛ позволяет аналогично использовать сетевые версии прикладного программного обеспечения.

    В-третьих, ЛВС обеспечивает новые формы взаимодействия пользователей в одном коллективе, например работе над общим проектом.

    В–четвертых, ЛВС дают возможность использовать общие средства связи между различными прикладными системами (коммуникационные услуги, передача данных и видеоданных, речи и т.д.).

    Можно выделить три принципа ЛВС:

    1) Открытость возможность подключения дополнительных компьютеров и других устройств, а так же линий (каналов) связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов сети.

    2) Гибкость – сохранение работоспособности при изменении структуры в результате выхода из строя любого компьютера или линии связи.

    3) Эффективность обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах.

    У локальной сети есть следующие отличительные признаки:

    Высокая скорость передачи данных (до 10 Гб), большая пропускная способность;

    Низкий уровень ошибок передачи (высококачественные каналы передачи);

    Эффективный быстродействующий механизм управления обменом данных;

    Точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети. В настоящее время трудно представить какую либо организацию без установленной в ней локальной сети, все организации стремятся модернизировать свою работу с помощью локальных сетей.

    В данном курсовом проекте описано создание локальной сети на базе технологии Gigabit Ethernet, путем объединения нескольких домов, и организация выхода в Интернет.

    1. Создание локальной вычислительной сети

    1.1 Топологии сетей

    Топология - это способ физического соединения компьютеров в локальную сеть.

    Существует три основных топологии, применяемые при построении компьютерных сетей:

    Топология "Шина";

    Топология "Звезда";

    Топология "Кольцо".

    При создании сети с топологией «Шина» все компьютеры подключаются к одному кабелю (рисунок 1.1). На его концах должны быть расположены терминаторы. По такой топологии строятся 10 Мегабитные сети 10Base-2 и 10Base-5. В качестве кабеля используется Коаксиальные кабели.

    Рисунок 1.1 – Топология «Шина»

    Пассивная топология, строится на использовании одного общего канала связи и коллективного использования его в режиме разделения времени. Нарушение общего кабеля или любого из двух терминаторов приводит к выходу из строя участка сети между этими терминаторами (сегмент сети). Отключение любого из подключенных устройств на работу сети никакого влияния не оказывает. Неисправность канала связи выводит из строя всю сеть. Все компьютеры в сети «слушают» несущую и не участвуют в передаче данных между соседями. Пропускная способность такой сети снижается с увеличением нагрузки или при увеличении числа узлов. Для соединения кусков шины могут использоваться активные устройства - повторители (repeater) с внешним источником питания.

    Топология «Звезда» предполагает подключение каждого компьютера отдельным проводом к отдельному порту устройства, называемого концентратором или повторителем (репитер), или хабом (Hub) (рисунок 1.2).

    Рисунок 1.2 – Топология «Звезда»

    Концентраторы могут быть как активные, так и пассивные. Если между устройством и концентратором происходит разрыв соединения, то вся остальная сеть продолжает работать. Правда, если этим устройством был единственный сервер, то работа будет несколько затруднена. При выходе из строя концентратора сеть перестанет работать.

    Данная сетевая топология наиболее удобна при поиске повреждений сетевых элементов: кабеля, сетевых адаптеров или разъемов. При добавлении новых устройств «звезда» также удобней по сравнению с топологией общая шина. Также можно принять во внимание, что 100 и 1000 Мбитные сети строятся по топологии «Звезда».

    Топология «Кольцо» активная топология. Все компьютеры в сети связаны по замкнутому кругу (рисунок 1.3). Прокладка кабелей между рабочими станциями может оказаться довольно сложной и дорогостоящей, если они расположены не по кольцу, а, например, в линию. В качестве носителя в сети используется витая пара или оптоволокно. Сообщения циркулируют по кругу. Рабочая станция может передавать информацию другой рабочей станции только после того, как получит право на передачу (маркер), поэтому коллизии исключены. Информация передается по кольцу от одной рабочей станции к другой, поэтому при выходе из строя одного компьютера, если не принимать специальных мер выйдет из строя вся сеть.

    Время передачи сообщений возрастает пропорционально увеличению числа узлов в сети. Ограничений на диаметр кольца не существует, т.к. он определяется только расстоянием между узлами в сети.

    Кроме приведенных выше топологий сетей широко применяются т. н. гибридные топологии: «звезда-шина», «звезда-кольцо», «звезда-звезда».

    Рисунок 1.3 – Топология «Кольцо»

    Кроме трех рассмотренных основных, базовых топологий нередко применяется также сетевая топология «дерево» (tree), которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд. Как и в случае звезды, дерево может быть активным, или истинным, и пассивным. При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном - концентраторы (хабы).

    Применяются довольно часто и комбинированные топологии, среди которых наибольшее распространение получили звездно-шинная и звездно-кольцевая. В звездно-шинной (star-bus) топологии используется комбинация шины и пассивной звезды. В этом случае к концентратору подключаются как отдельные компьютеры, так и целые шинные сегменты, то есть на самом деле реализуется физическая топология «шина», включающая все компьютеры сети. В данной топологии может использоваться и несколько концентраторов, соединенных между собой и образующих так называемую магистральную, опорную шину. К каждому из концентраторов при этом подключаются отдельные компьютеры или шинные сегменты. Таким образом, пользователь получает возможность гибко комбинировать преимущества шинной и звездной топологий, а также легко изменять количество компьютеров, подключенных к сети.

    В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы, к которым в свою очередь подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи. В действительности все компьютеры сети включаются в замкнутое кольцо, так как внутри концентраторов все линии связи образуют замкнутый контур. Данная топология позволяет комбинировать преимущества звездной и кольцевой топологий. Например, концентраторы позволяют собрать в одно место все точки подключения кабелей сети.

    В данном курсовом проекте будет использоваться топология «звезда», которая обладает следующими преимуществами:

    1. выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

    2. хорошая масштабируемость сети;

    3. лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

    4. высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

    5. гибкие возможности администрирования.

    1.2 Кабельная система

    Выбор кабельной подсистемы диктуется типом сети и выбранной топологией. Требуемые же по стандарту физические характеристики кабеля закладываются при его изготовлении, о чем и свидетельствуют нанесенные на кабель маркировки. В результате, сегодня практически все сети проектируются на базе UTP и волоконно-оптических кабелей, коаксиальный кабель применяют лишь в исключительных случаях и то, как правило, при организации низкоскоростных стеков в монтажных шкафах.

    В проекты локальных вычислительных сетей (стандартных) закладываются на сегодня всего три вида кабелей:

    коаксиальный (двух типов):

    Тонкий коаксиальный кабель (thin coaxial cable);

    Толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable).

    витая пара (двух основных типов):

    Неэкранированная витая пара (unshielded twisted pair - UTP);

    Экранированная витая пара (shielded twisted pair - STP).

    волоконно-оптический кабель (двух типов):

    Многомодовый кабель (fiber optic cable multimode);

    Одномодовый кабель (fiber optic cable single mode).

    Не так давно коаксиальный кабель был самым распространенным типом кабеля. Это объясняется двумя причинами: во-первых, он был относительно недорогим, легким, гибким и удобным в применении; во-вторых, широкая популярность коаксиального кабеля привела к тому, что он стал безопасным и простым в установке.

    Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки.

    Если кабель кроме металлической оплетки имеет и слой «фольги», он называется кабелем с двойной экранизацией (рисунок 1.4). При наличии сильных помех можно воспользоваться кабелем с учетверенной экранизацией, он состоит из двойного слоя фольги и двойного слоя металлической оплетки.

    Рисунок 1.4 – Структура коаксиального кабеля

    Оплетка, ее называют экраном, защищает передаваемые по кабелям данные, поглощая внешние электромагнитные сигналы, называемые помехами или шумом, таким образом, экран не позволяет помехам исказить данные.

    Электрические сигналы передаются по жиле. Жила – это один провод или пучок проводов. Жила изготавливается, как правило, из меди. Проводящая жила и металлическая оплетка не должны соприкасаться, иначе произойдет короткое замыкание и помехи исказят данные.

    Коаксиальный кабель более помехоустойчивый, затухание сигнала в нем меньше, чем в витой паре.

    Затухание – это уменьшение величины сигнала при его перемещении по кабелю.

    Тонкий коаксиальный кабель – гибкий кабель диаметром около 5 мм. Он применим практически для любого типа сетей. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера с помощью Т-коннектора.

    У кабеля разъемы называются BNC коннекторы. Тонкий коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстоянии 185 м, без его замедленного затухания.

    Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG– 58. Основная отличительная особенность этого семейства медная жила.

    RG 58/U – сплошная медная жила.

    RG 58/U – переплетенные провода.

    RG 58 C/U- военный стандарт.

    RG 59 – используется для широкополосной передачи.

    RG 62 – используется в сетях Archet.

    Толстый коаксиальный кабель относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см. Иногда его называют стандартом Ethernet, потому что этот тип кабеля был предназначен для данной сетевой архитектуры. Медная жила этого кабеля толще, чем у тонкого кабеля, поэтому он передает сигналы дальше. Для подключения к толстому кабелю применяют специальное устройство трансивер.

    Трансивер снабжен специальным коннектором, который называется «зуб вампира» или пронзающий ответвитель. Он проникает через изоляционный слой и вступает в контакт с проводящей жилой. Чтобы подключить трансивер к сетевому адаптеру надо кабель трансивера подключить к коннектору AUI – порта к сетевой плате.

    Витая пара – это два перевитых вокруг друг друга изоляционных медных провода. Существует два типа тонкого кабеля: неэкранированная витая пара (UTP) и экранированная витая пара (STP) (рисунок 1.5).

    Рисунок 1.5 – Неэкранированная и экранированная витая пара

    Несколько витых пар часто помещают в одну защитную оболочку. Их количество в таком кабеле может быть разным. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними парами и другими источниками (двигателями, трансформаторами).

    Неэкранированная витая пара (спецификация 10 Base T) широко используется в ЛВС, максимальная длина сегмента составляет 100 м.

    Неэкранированная витая пара состоит из 2х изолированных медных проводов. Существует несколько спецификаций, которые регулируют количество витков на единицу длины – в зависимости от назначения кабеля.

    1) Традиционный телефонный кабель, по которому можно передавать только речь.

    2) Кабель, способный передавать данные со скоростью до 4 Мбит/с. Состоит из 4х витых пар.

    3) Кабель, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с. Состоит из 4х витых пар с 9-ю витками на метр.

    4) Кабель, способный передавать данные со скоростью до 16 Мбит/с. Состоит из 4х витых пар.

    5) Кабель, способный передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с. Состоит из 4х витых пар медного провода.

    Одной из потенциальных проблем для всех типов кабелей являются перекрестные помехи.

    Перекрестные помехи – это перекрестные наводки, вызванные сигналами в смежных проводах. Неэкранированная витая пара особенно страдает от этих помех. Для уменьшения их влияния используют экран.

    Кабель, экранированной витой пары (STP) имеет медную оплетку, которая обеспечивает большую защиту, чем неэкранированная витая пара. Пары проводов STP обмотаны фольгой. В результате экранированная витая пара обладает прекрасной изоляцией, защищающей передаваемые данные от внешних помех.

    Следовательно, STP по сравнению с UTP меньше подвержена воздействию электрических помех и может передавать сигналы с большей скоростью и на большие расстояния.

    Для подключения витой пары к компьютеру используют телефонные коннекторы RG- 45.


    Рисунок 1.6 – Структура оптоволоконного кабеля

    В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно надежный (защищенный) способ передачи, поскольку электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя скрыть и перехватить данные, от чего не застрахован любой кабель, проводящий электрические сигналы.

    Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, так как сигнал в них практически не затухает и не искажается.

    Оптическое волокно – чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, называемый жилой, покрытый слоем стекла, называемого оболочкой, с иным, чем у жилы, коэффициентом преломления (рисунок 1.6). Иногда оптоволокно производят из пластика, он проще в использовании, но имеет худшие характеристики по сравнению со стеклянным.

    Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами. Одно из них служит для передачи сигнала, другой для приема.

    Передача по оптоволоконному кабелю не подвержена электрическим помехам и ведется с чрезвычайно высокой скоростью (в настоящее время до 100Мбит/сек, теоретически возможная скорость – 200000 Мбит/сек). По нему можно передавать данные на многие километры.

    В данном курсовом проекте будет использованна «Витая пара» категории 5Е и «Оптоволоконный кабель».

    1.3 Технология сети Gigabit Ethernet

    При организации взаимодействия узлов в локальных сетях основная роль отводится протоколу канального уровня. Однако для того, чтобы канальный уровень мог справиться с этой задачей, структура локальных сетей должна быть вполне определенной, так, например, наиболее популярный протокол канального уровня - Ethernet - рассчитан на параллельное подключение всех узлов сети к общей для них шине - отрезку коаксиального кабеля. Подобный подход, заключающийся в использовании простых структур кабельных соединений между компьютерами локальной сети, соответствовал основной цели, которую ставили перед собой разработчики первых локальных сетей во второй половине 70-х годов. Эта цель заключалась в нахождении простого и дешевого решения для объединения нескольких десятков компьютеров, находящихся в пределах одного здания в вычислительную сеть.

    Данная технология потеряла свою практичность, так как сейчас в локальные сети объединяются не десятки, а сотни компьютеров находящихся не только в разных зданиях, но и в разных районах. Поэтому выбираем более высокую скорость и надежность передачи информации. Эти требования выполняются технологией Gigabit Ethernet 1000Base-T.

    Gigabit Ethernet 1000Base-T, основана на витой паре и волоконно-оптическом кабеле. Поскольку технология Gigabit Ethernet совместима с 10 Mbps и 100Mbps Ethernet, возможен легкий переход на данную технологию без инвестирования больших средств в программное обеспечение, кабельную структуру и обучение персонала.

    Технология Gigabit Ethernet – это расширение IEEE 802.3 Ethernet, использующее такую же структуру пакетов, формат и поддержку протокола CSMA/CD, полного дуплекса, контроля потока и прочее, но при этом предоставляя теоретически десятикратное увеличение производительности.

    CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) – технология множественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сети с контролем коллизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).

    Так же называют сетевой протокол, в котором используется схема CSMA/CD. Протокол CSMA/CD работает на канальном уровне в модели OSI.

    Характеристики и области применения этих популярных на практике сетей связаны именно с особенностями используемого метода доступа. CSMA/CD является модификацией «чистого» Carrier Sense Multiple Access (CSMA).

    Если во время передачи фрейма рабочая станция обнаруживает другой сигнал, занимающий передающую среду, она останавливает передачу, посылает jam signal и ждет в течение случайного промежутка времени (известного как «backoff delay» и находимого с помощью алгоритма truncared binary exponential backoff), перед тем как снова отправить фрейм.

    Обнаружение коллизий используется для улучшения производительности CSMA с помощью прерывания передачи сразу после обнаружения коллизии и снижения вероятности второй коллизии во время повторной передачи.

    Методы обнаружения коллизий зависят от используемого оборудования, но на электрических шинах, таких как Ethernet коллизии могут быть обнаружены сравнением передаваемой и получаемой информации. Если она различается, то другая передача накладывается на текущую (возникла коллизия) и передача прерывается немедленно. Посылается jam signal, что вызывает задержку передачи всех передатчиков на произвольный интервал времени, снижая вероятность коллизии во время повторной попытки.

    1.4 Аппаратное обеспечение

    Выбору аппаратного обеспечения нужно уделить особое внимание, немалую роль играет возможность расширения системы и простота ее модернизации, поскольку именно это позволяет обеспечить требуемую производительность не только на текущий момент времени, но и в будущем.

    Наибольший интерес представляет максимальный объем оперативной памяти, который можно использовать на данном сервере, возможность установки более мощного процессора, а так же второго процессора (если планируется использование операционной системы, поддерживающей двухпроцессорную конфигурацию). Немаловажным так же остается вопрос о том, какую конфигурацию дисковой подсистемы можно использовать на данном сервере, в первую очередь, какой объем дисков, максимальное их количество.

    Несомненно, что жизненно важным параметром любого сервера является его качественное и бесперебойное питание. В связи с этим необходимо проверить наличие у сервера нескольких (хотя бы двух) блоков питания. Обычно эти два блока питания работают параллельно, т.е. при выходе из строя оного, сервер продолжает работать, получая питание от другого (исправного) блока питания. При этом должна так же быть возможность их «горячей» замены. И, само собой разумеется, необходим источник бесперебойного питания. Его наличие позволяет в случае пропадания напряжения в электросети, по крайней мере, корректно завершить работу операционной системы и включить сервер.

    Высокая надежность серверов достигается путем реализации комплекса мер, касающихся как обеспечения необходимого теплообмена в корпусе, контроля температуры важнейших компонентов, слежения за рядом других параметров, так и полного или частичного дублирования подсистем.

    Также необходимо уделить внимание выбору дополнительных аппаратных компонентов сети. При выборе сетевого оборудования стоит учитывать топологию сети и кабельную систему, на которой она выполнена.

    · Уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;

    · Скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;

    · Возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево);

    · Метод управления обменом в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод);

    · Разрешенные типы кабеля сети, максимальную его длину, защищенность от помех;

    · Стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов).

    Минимальные требования к серверу:

    CPU AMD Athlon64 X2 6000+ 3,1ГГц;

    Сетевые адаптеры Dual NC37H с сетевой картой TCP/IP Offload Engine;

    ОЗУ 8 Гб;

    HDD 2x500 Гб Seagate Barracuda 7200 об/мин.

    1.5 Программное обеспечение

    Программное обеспечение вычислительных сетей состоит из трех составляющих:

    1) автономных операционных систем (ОС), установленных на рабочих станциях;

    2) сетевых операционных систем, установленных на выделенных серверах, которые являются основой любой вычислительной сети;

    3) сетевых приложений или сетевых служб.

    В качестве автономных ОС для рабочих станций, как правило, используются современные 32-разрядные операционные системы – Windows 95/98, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA.

    В качестве сетевых ОС в вычислительных сетях применяются:

    ОС NetWare фирмы Novell;

    Сетевые ОС фирмы Microsoft (ОС Windows NT, Microsoft Windows 2000 Server, Windows Server 2003, Windows Server 2008)

    Windows Server 2008 обеспечивает три основных преимущества:

    1) Улучшенный контроль

    Windows Server 2008 позволяет лучше контролировать инфраструктуру серверов и сети и сконцентрироваться на решении задач первоочередной важности благодаря следующему.

    Упрощенное управление ИТ-инфраструктурой с помощью новых средств, обеспечивающих единый интерфейс для настройки и мониторинга серверов и возможность автоматизации рутинных операций.

    Оптимизация процессов установки Windows Server 2008 и управления ими за счет развертывания только нужных ролей и функций. Настройка конфигурации серверов уменьшает количество уязвимых мест и снижает потребность в обновлении программного обеспечения, что приводит к упрощению текущего обслуживания.

    Эффективное обнаружение и устранение неполадок с помощью мощных средств диагностики, дающих наглядное представление об актуальном состоянии серверной среды, как физической, так и виртуальной.

    Улучшенный контроль над удаленными серверами, например серверами филиалов. Благодаря оптимизации процессов администрирования серверов и репликации данных вы сможете лучше обслуживать своих пользователей и избавитесь от некоторых управленческих проблем.

    Облегченное управление веб-серверами с помощью Internet Information Services 7.0 - мощной веб-платформы для приложений и служб. Эта модульная платформа имеет более простой интерфейс управления на основе задач и интегрированные средства управления состоянием веб-служб, обеспечивает строгий контроль над взаимодействием узлов, а также содержит ряд усовершенствований по части безопасности.

    Улучшенный контроль параметров пользователей с помощью расширенной групповой политики.

    2) Повышенная гибкость

    Перечисленные ниже возможности Windows Server 2008 позволяют создавать гибкие и динамичные центры данных, которые отвечают непрерывно меняющимся потребностям компании.

    Встроенные технологии для виртуализации на одном сервере нескольких операционных систем (Windows, Linux и т. д.). Благодаря этим технологиям, а также более простым и гибким политикам лицензирования сегодня можно без труда воспользоваться преимуществами виртуализации, в том числе экономическими.

    Централизованный доступ к приложениям и беспрепятственная интеграция удаленно опубликованных приложений. Кроме того, нужно отметить возможность подключения к удаленным приложениям через межсетевой экран без использования VPN - это позволяет быстро реагировать на потребности пользователей, независимо от их местонахождения.

    Широкий выбор новых вариантов развертывания.

    Гибкие и функциональные приложения связывают работников друг с другом и с данными, обеспечивая таким образом наглядное представление, совместное использование и обработку информации.

    Взаимодействие с существующей средой.

    Развитое и активное сообщество для поддержки на всем протяжении жизненного цикла.

    3) Улучшенная защита

    Windows Server 2008 усиливает безопасность операционной системы и среды в целом, формируя надежный фундамент, на котором вы сможете развивать свой бизнес. Защита серверов, сетей, данных и учетных записей пользователей от сбоев и вторжений обеспечивается Windows Server за счет следующего.

    Усовершенствованные функции безопасности уменьшают уязвимость ядра сервера, благодаря чему повышается надежность и защищенность серверной среды.

    Технология защиты сетевого доступа позволяет изолировать компьютеры, которые не отвечают требованиям действующих политик безопасности. Возможность принудительно обеспечивать соблюдение требований безопасности является мощным средством защиты сети.

    Усовершенствованные решения по составлению интеллектуальных правил и политик, улучшающих управляемость и защищенность сетевых функций, позволяют создавать регулируемые политиками сети.

    Защита данных, которая разрешает доступ к ним только пользователям с надлежащим контекстом безопасности и исключает потерю в случае поломки оборудования.

    Защита от вредоносных программ с помощью функции контроля учетных записей с новой архитектурой проверки подлинности.

    Повышенная устойчивость системы, уменьшающая вероятность потери доступа, результатов работы, времени, данных и контроля.

    Для пользователей локальных вычислительных сетей большой интерес представляет набор сетевых служб, с помощью которых он получает возможность просмотреть список имеющихся в сети компьютеров, прочесть удаленный файл, распечатать документ на принтере, установленном на другом компьютере в сети или послать почтовое сообщение.

    Реализация сетевых служб осуществляется программным обеспечением (программными средствами). Файловая служба и служба печати предоставляются операционными системами, а остальные службы обеспечиваются сетевыми прикладными программами или приложениями. К традиционным сетевым службам относятся: Telnet, FTP, HTTP, SMTP, POP-3.

    Служба Telnet позволяет организовывать подключения пользователей к серверу по протоколу Telnet.

    Служба FTP обеспечивает пересылку файлов с Web-серверов. Эта служба обеспечивается Web-обозревателями (Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera и др.)

    HTTP - служба, предназначенная для просмотра Web-страниц (Web-сайтов), обеспечивается сетевыми прикладными программами: Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera и др.

    SMTP, POP-3 - службы входящей и исходящей электронной почты. Реализуются почтовыми прикладными программами: Outlook Express, The Bat и др.

    Так же на сервере необходима антивирусная программа. ESET NOD32 Smart Security Business Edition является новым интегрированным решением, предоставляющим комплексную защиту серверов и рабочих станций для всех типов организаций.

    Данное решение включает функции антиспама и персонального файервола, которые могут использоваться непосредственно на рабочей станции.

    ESET NOD32 Smart Security Business Edition обеспечивает поддержку файловых серверов Windows, Novell Netware и Linux/FreeBSD и их защиту от известных и неизвестных вирусов, червей, троянских и шпионских программ, а также других интернет-угроз. В решении существует возможность сканирования по доступу, по запросу и автоматическое обновление.

    Решение ESET NOD32 Smart Security Business Edition включает компоненту ESET Remote Administrator, обеспечивающее обновление и централизованное администрирование в корпоративных сетевых средах или глобальных сетях. Решение обеспечивает оптимальную производительность систем и сетей при одновременном снижении потребляемой пропускной способности. Решение обладает функциональными возможностями и гибкостью, в которых нуждается любая компания:

    1) Установка на сервер. Версия для корпоративных клиентов ESET NOD32 Smart Security может быть установлена как на сервер, так и на рабочие станции. Это особенно важно для компаний, стремящихся к поддержке своей конкурентоспособности, так как серверы уязвимы для атак не менее, чем обычные рабочие станции. Если серверы не будут защищены, один вирус может повредить всю систему.

    2) Удаленное администрирование. С помощью программы ESET Remote Administrator можно контролировать и администрировать программное решение по безопасности из любой точки мира. Особую важность этот фактор имеет для компаний, распределенных географически, а также для системных администраторов, предпочитающий удаленную форму работы или находящихся в разъездах.

    Возможность «Зеркала». Функция зеркала ESET NOD32 позволяет ИТ-администратору ограничить полосу пропускания сети путем создания внутреннего сервера обновлений. В результате у рядовых пользователей нет необходимости выходить в Интернет для получения обновлений, что не только позволяет экономить ресурсы, но также сокращает общую уязвимость информационной структуры.

    1.6 Краткий план сети

    Таблица 1.1 – Краткая сводка оборудования

    2 Физическое построение локальной сети и организация выхода в интернет

    2.1 Сетевое оборудование

    2.1.1 Активное оборудование

    В данном курсовом проекте будет использовано следующее оборудование:

    Коммутатор D-link DGS-3200-16;

    Коммутатор D-link DGS-3100-24;

    Маршрутизатор D-link DFL-1600;

    Конвертер 1000 Mbit/s D-Link DMC-810SC;

    Сервер IBM System x3400 M2 7837PBQ.

    Рисунок 2.1 – Коммутатор D-link DGS-3200-16

    Общие характеристики

    Тип устройства коммутатор (switch)

    есть

    Количество слотов для дополнительных

    интерфейсов 2

    Управление

    Консольный порт есть

    Web-интерфейс есть

    Поддержка Telnet есть

    Поддержка SNMP есть

    Дополнительно

    Поддержка IPv6 есть

    Поддержка стандартов Auto MDI/MDIX, Jumbo Frame, IEEE 802.1p (Priority tags), IEEE 802.1q (VLAN), IEEE 802.1d (Spanning Tree), IEEE 802.1s (Multiple Spanning Tree)

    Размеры (ШxВxГ) 280 x 43 x 180 мм

    Количество портов 16 x Ethernet 10/100/1000

    коммутатора Мбит/сек

    32 Гбит/сек

    Размер таблицы MAC адресов 8192

    Маршрутизатор

    IGMP v1

    Рисунок 2.2 – Коммутатор D-link DGS-3100-24

    Общие характеристики

    Тип устройства коммутатор (switch)

    Возможность установки в стойку есть

    Количество слотов для дополнительных интерфейсов 4

    Управление

    Консольный порт есть

    Web-интерфейс есть

    Поддержка Telnet есть

    Поддержка SNMP есть

    Дополнительно

    Поддержка стандартов Auto MDI/MDIX, Jumbo Frame, IEEE 802.1p (Priority tags), IEEE 802.1q (VLAN), IEEE 802.1d (Spanning Tree), IEEE 802.1s (Multiple Spanning Tree)

    Размеры (ШxВxГ) 440 x 44 x 210 мм

    Вес 3.04 кг

    Дополнительная информация 4 комбо-порта 1000BASE-T/SFP

    Количество портов 24 x Ethernet 10/100/1000

    коммутатора Мбит/сек

    Поддержка работы в стеке есть

    Внутренняя пропускная способность 68 Гбит/сек

    Размер таблицы MAC адресов 8192

    Маршрутизатор

    Протоколы динамической маршрутизации IGMP v1

    Рисунок 2.3 – Маршрутизатор D-link DFL-1600

    Общие характеристики

    Тип устройства маршрутизатор (router)

    Управление

    Консольный порт есть

    Web-интерфейс есть

    Поддержка Telnet есть

    Поддержка SNMP есть

    Дополнительно

    Поддержка стандартов IEEE 802.1q (VLAN)

    Размеры (ШxВxГ) 440 x 44 x 254 мм

    Дополнительная информация 6 настраиваемых пользователем портов Gigabit Ethernet

    Количество портов 5 x Ethernet 10/100/1000

    коммутатора Мбит/сек

    Маршрутизатор

    Межсетевой экран (Firewall) есть

    NAT есть

    DHCP-сервер есть

    Протоколы динамической

    маршрутизации IGMP v1, IGMP v2, IGMP v3, OSPF

    Поддержка VPN-туннелей есть (1200 туннелей)

    Рисунок 2.4 - Конвертер 1000 Mbit/s D-Link DMC-805G

    Общие характеристики

    · Один канал преобразования среды передачи между 1000BASE-T и 1000BASE-SX/LX (SFP mini GBIC трансивер);

    · Совместимость со стандартами IEEE 802.3ab 1000BASE-T, IEEE802.3z 1000BASE-SX/LX Gigabit Ethernet;

    · Индикаторы состояния на передней панели;

    · Поддержка LLCF (Link Loss Carry Forward, Link Pass Through);

    · Поддержка режима дуплекса и автосогласования для оптического порта;

    · DIP переключатель для настройки Fiber (auto/manual), LLR (Enable/Disable);

    · Поддержка LLR (Link Loss Return) для порта FX;

    · Использование как отдельного устройства или установка в шасси DMC-1000;

    · Мониторинг состояния дуплекс/канал для обоих типов сред через управляющий модуль DMC-1002 при установке в шасси DMC-1000;

    · Принудительная установка режима дуплекса, LLR on/off для FX, порты on/off через управляющий модуль DMC-1002 шасси DMC-1000;

    · Передача данных на скорости канала;

    · Горячая замена при установке в шасси;

    Размеры 120 x 88 x 25 мм

    Вес 305 г.

    Рабочая температура От 0° до 40° C

    Температура хранения От -25° до 75° C

    Влажность От 10% до 95 без образования конденсата

    Рисунок 2.5 - Сервер IBM System x3400 M2 7837PBQ

    Характеристики сервера

    Процессор Intel Xeon Quad-Core

    Серия E5520

    Частота процессора 2260 MHz

    Количество процессоров 1 (+1 опционально)

    Частота системной шины 1066 МГц

    Кэш второго уровня (L2C) 8 Mb

    Чипсет Intel 5500

    Объем оперативной памяти 12 Gb

    Макисмальная оперативная память 96 Gb

    Слоты под оперативную память 12

    Тип оперативной памяти DDR3

    Чипсет видео Встроенный

    Размер видеопамяти 146 Mb

    Количество жестких дисков 3

    Размер жесткого диска 0 Gb

    Максимальное количество дисков 8

    Контроллер жестких дисков M5015

    Оптические приводы DVD±RW

    Сетевой интерфейс 2x Gigabit Ethernet

    Внешние порты ввода-вывода 8хUSB ports (six external, two internal), dual-port

    Тип монтажа Tower

    Тип блока питания 920 (х2) Вт

    Максимальное количество

    блоков питания 2

    Размеры 100 х 580 х 380 мм

    Вес 33 кг

    Гарантия 3 года

    Дополнительная информация Клавиатура + Мышь

    Дополнительные комплектующие (заказываются отдельно) Сервера IBM System x3400 M2 7837PBQ

    2.1.2 Пассивное оборудование

    Пассивное оборудование составляет физическую инфраструктуру сетей (коммутационные панели, розетки, стойки, монтажные шкафы, кабели, кабель-каналы, лотки и т.п.). От качества исполнения кабельной системы во многом зависит пропускная способность и качество каналов связи, поэтому для тестирования физических носителей данных должно применяться сложное и дорогостоящее оборудования под управлением квалифицированного персонала в этой области.

    2.2 Расчет кабельной системы

    2.2.1 Расчет длины оптоволоконного кабеля основной магистрали

    В курсовом проекте необходимо соединить 4 дома. Т.к. заданные этажи 5й, 12й и 14й, то целесообразнее вести главный оптоволоконный кабель по воздушным коммуникациям.

    Для подвески основной магистрали между столбами и зданиями используется специальный самонесущий оптоволоконный кабель, который имеет центральный силовой элемент (ЦСЭ) и стальной трос. Оптимальное расстояние между опорами крепления кабеля от 70 до 150 метров.


    Рисунок 2.5 – Расположение домов

    Таблица 2.1 – Расчет длины оптоволоконного кабеля основной магистрали

    Участок кабеля Длина, м Количество сегментов Длина с запасом, м
    1-2 105 1 136,5
    2-3 75 1 97,5
    3-4 190 1 247
    4-5 100 1 130
    5-6 75 1 97,5
    Всего 708,5

    2.2.2 Расчет длины витой пары

    Для прокладки кабеля по этажам используются кабельные стояки. В подъездах. В подъездах кабель можно не упаковывать, т.к. в подъездах не так грязно и угрозы резкого перепада температуры и загрязнения минимальны.

    Витая пара от коммутатора на крыше до нужного этажа идет по стояку без всякой защиты, от электрического щитка до квартиры, как в кабельных каналах, так и без них, просто прикрепленная к стене скобами.

    Сервер и маршрутизатор располагается в доме № 2 на 5-м этаже 3-го подъезда в герметичной комнате с постоянным поддержанием температуры не более 30о С.

    Таблица 2.2 – Расчет длины витой пары в домах

    Расстояние от коммутатора до отверстия в

    Кол-во кабе-ля

    на квар-тиру, м

    Дли-на с запас-ом, м
    2 52 55 58 63 56 51 48 15 4 7 1952 2537,6
    5 34 30 38 28 26 - - 15 4 5 924 1201,2
    7 42 45 48 53 46 41 38 15 4 7 1672 2173,6
    8 34 30 38 28 26 - - 15 5 5 1155 1501,5
    5703 7413,9

    2.3 Логическая структуризация сети

    При работе коммутатора среда передачи данных каждого логического сегмента остается общей только для тех компьютеров, которые подключены к этому сегменту непосредственно. Коммутатор осуществляет связь сред передачи данных различных логических сегментов. Он передает кадры между логическими сегментами только при необходимости, то есть только тогда, когда взаимодействующие компьютеры находятся в разных сегментах.

    Деление сети на логические сегменты улучшает производительность сети, если в сети имеются группы компьютеров, преимущественно обменивающиеся информацией между собой. Если же таких групп нет, то введение в сеть коммутаторов может только ухудшить общую производительность сети, так как принятие решения о том, нужно ли передавать пакет из одного сегмента в другой, требует дополнительного времени.

    Однако даже в сети средних размеров такие группы, как правило, имеются. Поэтому разделение ее на логические сегменты дает выигрыш в производительности - трафик локализуется в пределах групп, и нагрузка на их разделяемые кабельные системы существенно уменьшается.

    Коммутаторы принимают решение о том, на какой порт нужно передать кадр, анализируя адрес назначения, помещенный в кадре, а также на основании информации о принадлежности того или иного компьютера определенному сегменту, подключенному к одному из портов коммутатора, то есть на основании информации о конфигурации сети. Для того, чтобы собрать и обработать информацию о конфигурации подключенных к нему сегментов, коммутатор должен пройти стадию "обучения", то есть самостоятельно проделать некоторую предварительную работу по изучению проходящего через него трафика. Определение принадлежности компьютеров сегментам возможно за счет наличия в кадре не только адреса назначения, но и адреса источника, сгенерировавшего пакет. Используя информацию об адресе источника, коммутатор устанавливает соответствие между номерами портов и адресами компьютеров. В процессе изучения сети мост/коммутатор просто передает появляющиеся на входах его портов кадры на все остальные порты, работая некоторое время повторителем. После того, как мост/коммутатор узнает о принадлежности адресов сегментам, он начинает передавать кадры между портами только в случае межсегментной передачи. Если, уже после завершения обучения, на входе коммутатора вдруг появится кадр с неизвестным адресом назначения, то этот кадр будет повторен на всех портах.

    Мосты/коммутаторы, работающие описанным способом, обычно называются прозрачными (transparent), поскольку появление таких мостов/коммутаторов в сети совершенно не заметно для ее конечных узлов. Это позволяет не изменять их программное обеспечение при переходе от простых конфигураций, использующих только концентраторы, к более сложным, сегментированным.

    Существует и другой класс мостов/коммутаторов, передающих кадры между сегментами на основе полной информации о межсегментном маршруте. Эту информацию записывает в кадр станция-источник кадра, поэтому говорят, что такие устройства реализуют алгоритм маршрутизации от источника (source routing). При использовании мостов/коммутаторов с маршрутизацией от источника конечные узлы должны быть в курсе деления сети на сегменты и сетевые адаптеры, в этом случае должны в своем программном обеспечении иметь компонент, занимающийся выбором маршрута кадров.

    За простоту принципа работы прозрачного моста/коммутатора приходится расплачиваться ограничениями на топологию сети, построенной с использованием устройств данного типа - такие сети не могут иметь замкнутых маршрутов - петель. Мост/коммутатор не может правильно работать в сети с петлями, при этом сеть засоряется зацикливающимися пакетами и ее производительность снижается.

    Для автоматического распознавания петель в конфигурации сети разработан алгоритм покрывающего дерева (Spanning Tree Algorithm, STA). Этот алгоритм позволяет мостам/коммутаторам адаптивно строить дерево связей, когда они изучают топологию связей сегментов с помощью специальных тестовых кадров. При обнаружении замкнутых контуров некоторые связи объявляются резервными. Мост/коммутатор может использовать резервную связь только при отказе какой-либо основной. В результате сети, построенные на основе мостов/коммутаторов, поддерживающих алгоритм покрывающего дерева, обладают некоторым запасом надежности, но повысить производительность за счет использования нескольких параллельных связей в таких сетях нельзя.

    2.4 IP-адресация в сети

    Существует 5 классов IP-адресов – A, B, C, D, E. Принадлежность IP-адреса к тому или иному классу определяется значением первого октета (W). Ниже показано соответствие значений первого октета и классов адресов.

    Таблица 2.3 – Диапазон октетов классов IP адресов

    IP-адреса первых трех классов предназначены для адресации отдельных узлов и отдельных сетей. Такие адреса состоят из двух частей – номера сети и номера узла. Такая схема аналогична схеме почтовых индексов – первые три цифры кодируют регион, а остальные почтовое отделение внутри региона.

    Преимущества двухуровневой схемы очевидны: она позволяет, во-первых, адресовать целиком отдельные сети внутри составной сети, что необходимо для обеспечения маршрутизации, а во-вторых – присваивать узлам номера внутри одной сети независимо от других сетей. Естественно, что компьютеры, входящие в одну и ту же сеть должны иметь IP-адреса с одинаковым номером сети.

    IP-адреса разных классов отличаются разрядностью номеров сети и узла, что определяет их возможный диапазон значений. Следующая таблица отображает основные характеристики IP-адресов классов A,B и C.

    Таблица 2.4 – Характеристики IP – адресов классов А, В и С

    Например, IP-адрес 213.128.193.154 является адресом класса C, и принадлежит узлу с номером 154, расположенному в сети 213.128.193.0.

    Схема адресации, определяемая классами A, B, и C, позволяет пересылать данные либо отдельному узлу, либо всем компьютерам отдельной сети (широковещательная рассылка). Однако существует сетевое программное обеспечение, которому требуется рассылать данные определенной группе узлов, необязательно входящих в одну сеть. Для того чтобы программы такого рода могли успешно функционировать, система адресации должна предусматривать так называемые групповые адреса. Для этих целей используются IP-адреса класса D. Диапазон адресов класса E зарезервирован и в настоящее время не используется.

    Наряду с традиционной десятичной формой записи IP-адресов, может использоваться и двоичная форма, отражающая непосредственно способ представления адреса в памяти компьютера. Поскольку IP-адрес имеет длину 4 байта, то в двоичной форме он представляется как 32-разрядное двоичное число (т.е. последовательность из 32 нулей и единиц). Например, адрес 213.128.193.154 в двоичной форме имеет вид 11010101 1000000 11000001 10011010.

    Протокол IP предполагает наличие адресов, которые трактуются особым образом. К ним относятся следующие:

    1) Адреса, значение первого октета которых равно 127. Пакеты, направленные по такому адресу, реально не передаются в сеть, а обрабатываются программным обеспечением узла-отправителя. Таким образом, узел может направить данные самому себе. Этот подход очень удобен для тестирования сетевого программного обеспечения в условиях, когда нет возможности подключиться к сети.

    2) Адрес 255.255.255.255. Пакет, в назначении которого стоит адрес 255.255.255.255, должен рассылаться всем узлам сети, в которой находится источник. Такой вид рассылки называется ограниченным широковещанием. В двоичной форме этот адрес имеет вид 11111111 11111111 11111111 11111111.

    3) Адрес 0.0.0.0. Он используется в служебных целях и трактуется как адрес того узла, который сгенерировал пакет. Двоичное представление этого адреса 00000000 00000000 00000000 00000000

    Дополнительно особым образом интерпретируются адреса:

    Схема разделения IP-адреса на номер сети и номер узла, основанная на понятии класса адреса, является достаточно грубой, поскольку предполагает всего 3 варианта (классы A, B и C) распределения разрядов адреса под соответствующие номера. Рассмотрим для примера следующую ситуацию. Допустим, что некоторая компания, подключающаяся к Интернет, располагает всего 10-ю компьютерами. Поскольку минимальными по возможному числу узлов являются сети класса C, то эта компания должна была бы получить от организации, занимающейся распределением IP-адресов, диапазон в 254 адреса (одну сеть класса C). Неудобство такого подхода очевидно: 244 адреса останутся неиспользованными, поскольку не могут быть распределены компьютерам других организаций, расположенных в других физических сетях. В случае же, если рассматриваемая организация имела бы 20 компьютеров, распределенных по двум физическим сетям, то ей должен был бы выделяться диапазон двух сетей класса C (по одному для каждой физической сети). При этом число "мертвых" адресов удвоится.

    Для более гибкого определения границ между разрядами номеров сети и узла внутри IP-адреса используются так называемые маски подсети. Маска подсети – это 4-байтовое число специального вида, которое используется совместно с IP-адресом. "Специальный вид" маски подсети заключается в следующем: двоичные разряды маски, соответствующие разрядам IP-адреса, отведенным под номер сети, содержат единицы, а в разрядах, соответствующих разрядам номера узла – нули.

    Использование в паре с IP -адресом маски подсети позволяет отказаться от применения классов адресов и сделать более гибкой всю систему IP-адресации.

    Так, например, маска 255.255.255.240 (11111111 11111111 11111111 11110000) позволяет разбить диапазон в 254 IP-адреса, относящихся к одной сети класса C, на 14 диапазонов, которые могут выделяться разным сетям.

    Для стандартного деления IP-адресов на номер сети и номер узла, определенного классами A, B и C маски подсети имеют вид:

    Таблица 2.5 – Маски подсети классов А, В и С

    Класс

    Двоичная форма

    Десятичная форма

    11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0
    11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0
    11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0

    Поскольку каждый узел сети Интернет должен обладать уникальным IP-адресом, то, безусловно, важной является задача координации распределения адресов отдельным сетям и узлам. Такую координирующую роль выполняет Интернет Корпорация по распределению адресов и имен (The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, ICANN).

    Естественно, что ICANN не решает задач выделения IP-адресов конечным пользователям и организациям, а занимается распределением диапазонов адресов между крупными организациями-поставщиками услуг по доступу к Интернету (Internet Service Provider), которые, в свою очередь, могут взаимодействовать как с более мелкими поставщиками, так и с конечными пользователями. Так, например функции по распределению IP-адресов в Европе ICANN делегировал Координационному Центру RIPE (RIPE NCC, The RIPE Network Coordination Centre, RIPE - Reseaux IP Europeens). В свою очередь, этот центр делегирует часть своих функций региональным организациям. В частности, российских пользователей обслуживает Региональный сетевой информационный центр "RU-CENTER".

    В данной сети распределение IP-адресов производится с помощью протокола DHCP.

    Протокол DHCP предоставляет три способа распределения IP-адресов:

    1) Ручное распределение. При этом способе сетевой администратор сопоставляет аппаратному адресу (обычно MAC-адресу) каждого клиентского компьютера определенный IP-адрес. Фактически, данный способ распределения адресов отличается от ручной настройки каждого компьютера лишь тем, что сведения об адресах хранятся централизованно (на сервере DHCP), и поэтому их проще изменять при необходимости.

    2) Автоматическое распределение. При данном способе каждому компьютеру на постоянное использование выделяется произвольный свободный IP-адрес из определенного администратором диапазона.

    3) Динамическое распределение. Этот способ аналогичен автоматическому распределению, за исключением того, что адрес выдается компьютеру не на постоянное пользование, а на определенный срок. Это называется арендой адреса. По истечении срока аренды IP-адрес вновь считается свободным, и клиент обязан запросить новый (он, впрочем, может оказаться тем же самым).

    IP-адреса в курсовом проекте взяты класса B и имеют маску 225.225.0.0. Выдаются протоколом DHCP с привязкой к МАС-адресу во избежание нелегальных подключений.

    Таблица 2.6 – Назначение подсетей

    Номер дома Число подъездов Номер этажа Адрес подсети
    2 4 5
    5 4 4
    7 4 10
    8 5 11

    2.5 Организация выхода в Интернет через спутник

    2.5.1 Виды спутникового Интернета

    Двухсторонний спутниковый Интернет подразумевает приём данных со спутника и отправку их обратно также через спутник. Этот способ является очень качественным, так как позволяет достигать больших скоростей при передаче и отправке, но он является достаточно дорогим и требует получения разрешения на радиопередающее оборудование (впрочем, последнее провайдер часто берет на себя).

    Односторонний спутниковый Интернет подразумевает наличие у пользователя какого-то существующего способа подключения к Интернету. Как правило, это медленный и/или дорогой канал (GPRS/EDGE, ADSL-подключение там, где услуги доступа в Интернет развиты плохо и ограничены по скорости и т. п.). Через этот канал передаются только запросы в Интернет. Эти запросы поступают на узел оператора одностороннего спутникового доступа (используются различные технологии VPN-подключения или проксирования трафика), а данные, полученные в ответ на эти запросы, передают пользователю через широкополосный спутниковый канал. Поскольку большинство пользователей в основном получает данные из Интернета, то такая технология позволяет получить более скоростной и более дешевый трафик, чем медленные и дорогие наземные подключения. Объем же исходящего трафика по наземному каналу (а значит и затраты на него) становится достаточно скромным (соотношение исходящий/входящий примерно от 1/10 при веб-серфинге, от 1/100 и лучше при загрузке файлов).

    Естественно, использовать односторонний спутниковый Интернет имеет смысл тогда, когда доступные наземные каналы слишком дорогие и/или медленные. При наличии недорого и быстрого «наземного» Интернета спутниковый Интернет имеет смысл как резервный вариант подключения, на случай пропадания или плохой работы «наземного».

    2.5.2 Оборудование

    Ядро спутникового Интернета. Осуществляет обработку данных, полученных со спутника, и выделение полезной информации. Существует множество различных видов карт, но наиболее известны карты семейства SkyStar. Основными отличиями DVB-карт на сегодняшний день является максимальная скорость потока данных. Также к характеристикам можно отнести возможность аппаратного декодирования сигнала, программную поддержку продукта.

    Существуют два типа спутниковых антенн:

    · офсетные;

    · прямофокусные.

    Прямофокусные антенны представляют собой «блюдце» с сечением в виде окружности; приемник расположен прямо напротив его центра. Они сложнее офсетных в настройке и требуют подъёма на угол спутника, из-за чего могут «собирать» атмосферные осадки. Офсетные антенны за счёт смещения фокуса «тарелки» (точки максимального сигнала), устанавливаются практически вертикально, и потому проще в обслуживании. Диаметр антенны выбирается в соответствии с метеоусловиями и уровнем сигнала необходимого спутника.

    Конвертер выполняет роль первичного преобразователя, который преобразовывает СВЧ-сигнал со спутника в сигнал промежуточной частоты. В настоящее время большинство конвертеров адаптировано к длительным воздействиям влаги и УФ-лучей. При выборе конвертера, в основном, следует обратить внимание на шумовой коэффициент. Для нормальной работы стоит выбирать конвертеры со значением этого параметра в промежутке 0,25 - 0,30 dB.

    Для реализации двухстороннего способа к искомому оборудованию добавляется передающая карта и передающий конвертер.

    2.5.3 Программное обеспечение

    Существует два взаимодополняющих подхода к реализации ПО для спутникового интернета.

    В первом случае DVB-карта используется как стандартное сетевое устройство (но работающие только на приём), а для передачи используется VPN-туннель (многие провайдеры используют PPTP («Windows VPN»), либо OpenVPN на выбор клиента, в некоторых случаях используется IPIP-туннель), есть и другие варианты. При этом в системе отключается контроль заголовков пакетов. Запросный пакет уходит на туннельный интерфейс, а ответ приходит со спутника (если не отключить контроль заголовков, система посчитает пакет ошибочным (в случае Windows - не так)). Данный подход позволяет использовать любые приложения, но имеет большую задержку. Большинство доступных в СНГ спутниковых провайдеров (SpaceGate (Ителсат), PlanetSky, Raduga-Internet, SpectrumSat) поддерживают данный метод.

    Второй вариант (иногда используется совместно с первым): использование специального клиентского ПО, которое за счёт знания структуры протокола позволяет ускорять получение данных (например, запрашивается веб-страница, сервер у провайдера просматривает её и сразу, не дожидаясь запроса, посылает и картинки с этой страницы, считая, что клиент их все равно запросит; клиентская часть кеширует такие ответы и возвращает их сразу). Такое программное обеспечение со стороны клиента обычно работает как HTTP и Socks-прокси. Примеры: Globax (SpaceGate + другие по запросу), TelliNet (PlanetSky), Sprint (Raduga), Slonax (SatGate).

    В обоих случаях возможно «расшаривание» трафика по сети (в первом случае иногда даже можно иметь несколько разных подписок спутникового провайдера и разделять тарелку за счёт особой настройки машины с тарелкой (требуется Linux или FreeBSD, под Windows требуется программное обеспечение сторонних производителей)).

    Некоторые провайдеры (SkyDSL) в обязательном порядке используют своё программное обеспечение (выполняющее роль и туннеля, и прокси), часто также выполняющие клиентский шейпинг и не дающее расшаривать спутниковый интернет между пользователями (также не дающие возможности использовать в качестве ОС что либо отличное от Windows).

    2.5.4 Преимущества и недостатки

    Можно выделить следующие плюсы спутникового Интернета:

    · стоимость трафика в часы наименьшей загрузки емкости

    · независимость от наземных линий связи (при использовании GPRS или WiFi в качестве запросного канала)

    · большая конечная скорость (приём)

    · возможность просмотра спутникового ТВ и «рыбалки со спутника»

    · возможность свободного выбора провайдера

    Недостатки:

    · необходимость покупки специального оборудования

    · сложность установки и настройки

    · в общем случае более низкая надежность по сравнению с наземным подключением (большее количество компонентов, необходимых для бесперебойной работы)

    · наличие ограничений (прямая видимость спутника) по установке антенны

    · высокий ping (задержка между отсылкой запроса и приходом ответа). В некоторых ситуациях это критично. Например при работе в интерактивном режиме Secure Shell и X11 а также во многих многопользовательских онлайновых системах (та же SecondLife не может вообще работать через спутник, шутер Counter Strike,Call of Duty - работает с проблемами и т. п.)

    · при наличии хотя бы псевдоанлимитных тарифных планов (вроде «2000 рублей за 40 Gb на 512 кбит/с дальше - анлим но 32 кбит/c» - ТП Актив-Мега, ЭрТелеком, Омск) наземный интернет уже становится дешевле. При дальнейшем развитии кабельной инфраструктуры стоимость наземного трафика будет стремиться к нулю, при этом стоимость спутникового трафика жестко ограничена себестоимостью запуска спутника и её снижения не планируется.

    · при работе через некоторых операторов у вас будет не российский IP-адрес (SpaceGate украинский, PlanetSky - кипрский, SkyDSL - Германский) в результате чего сервисы, которые используют для каких-то целей (например, пускаем только из РФ) определение страны пользователя, будут работать некорректно.

    · программная часть - не всегда "Plug and Play", в некоторых (редких) ситуациях могут быть сложности и тут все зависит от качества техподдержки оператора.

    В курсовом проекте будет использоваться двусторонний спутниковый интернет. Это позволит достигать высоких скоростей передачи данных и качественную передачу пакетов, но повысит расходы на реализацию проекта.


    3. Безопасность при работе на высоте

    Работами на высоте считаются все работы, которые выполняются на высоте от 1,5 до 5 м от поверхности грунта, перекрытия или рабочего настила, над которым производятся работы с монтажных приспособлений или непосредственно с элементов конструкций, оборудования, машин и механизмов, при их эксплуатации, монтаже и ремонте.

    К работам на высоте допускаются лица, достигшие 18 лет, имеющие медицинское заключение о допуске к работам на высоте, прошедшие обучение и инструктаж по технике безопасности и получившие допуск к самостоятельной работе.

    Работы на высоте должны выполняться со средств подмащивания (лесов, подмостей, настилов, площадок, телескопических вышек, подвесных люлек с лебедками, лестниц и других аналогичных вспомогательных устройств и приспособлений), обеспечивающих безопасные условия работы.

    Все средства подмащивания, применяемые для организации рабочих мест на высоте, должны находиться на учете, иметь инвентарные номера и таблички с указанием даты проведенных и очередных испытаний.

    Устройство настилов и работа на случайных подставках (ящиках, бочках и т.п.) запрещается.

    Контроль за состоянием средств подмащивания должен осуществляться лицами из числа ИТР, которые назначаются распоряжением по предприятию (нефтебазе).

    Работники всех специальностей для выполнения даже кратковременных работ на высоте с лестниц должны обеспечиваться предохранительными поясами и, при необходимости, защитными касками.

    Предохранительные пояса, выдаваемые рабочим, должны иметь бирки с отметкой об испытании.

    Пользоваться неисправным предохранительным поясом или с просроченным сроком испытания запрещается.

    Работа на высоте производится в дневное время.

    В аварийных случаях (при устранении неполадок), на основании приказа администрации, работы на высоте в ночное время производить разрешается с соблюдением всех правил безопасности под контролем ИТР. В ночное время место работы должно быть хорошо освещено.

    В зимнее время, при выполнении работ на открытом воздухе, средства подмащивания должны систематически очищаться от снега и льда и посыпаться песком.

    При силе ветра 6 баллов (10-12 м/сек) и более, при грозе, сильном снегопаде, гололедице работы на высоте на открытом воздухе не разрешаются.

    Нельзя самовольно перестраивать настилы, подмости и ограждения.

    Электропровода, расположенные ближе 5 м от лестниц (подмостей), требуется оградить или обесточить на время выполнения работ.

    Рабочие обязаны выполнять порученную работу, соблюдая требования охраны труда, изложенные в настоящей инструкции.

    За нарушение требований инструкции, относящихся к выполняемой ими работе, рабочие несут ответственность в порядке, установленном Правилами внутреннего распорядка.

    Одновременное производство работ в 2-х и более ярусов по вертикали запрещается.

    Запрещается складывать инструмент у края площадки, бросать его и материалы на пол или на землю. Инструмент должен храниться в специальной сумке или ящике.

    Запрещается подбрасывание каких-либо предметов для подачи работающему наверху. Подача должна производиться при помощи верёвок, к середине которых привязываются необходимые предметы. Второй конец верёвки должен находиться в руках у стоящего внизу работника, который удерживает поднимаемые предметы от раскачивания.

    Работающий на высоте должен вести наблюдение за тем, чтобы внизу под его рабочим местом, не находились люди.

    При использовании приставных лестниц и стремянок запрещается:

    · работать на неукреплённых конструкциях и ходить по ним, а также перелезать через ограждения;

    · работать на двух верхних ступенях лестницы;

    · находиться двум рабочим на лестнице или на одной стороне лестницы-стремянки;

    · перемещаться по лестнице с грузом или с инструментом в руках;

    · применять лестницы со ступеньками нашитыми гвоздями;

    · работать на неисправной лестнице или на ступеньках облитых скользкими нефтепродуктами;

    · наращивать лестницы по длине, независимо от материала, из которого они изготовлены;

    · стоять или работать под лестницей;

    · устанавливать лестницы около вращающихся валов, шкивов и т.п.;

    · производить работы пневматическим инструментом;

    · производить электросварочные работы.


    4. Экономические затраты на построение локальной сети

    Данный курсовой проект подразумевает следующие экономические затраты.

    Таблица 4.1 – Перечень экономических затрат*

    Наименование Единицы измерения Кол-во

    за ед. (руб.)

    Сумма (руб)
    Оптоволоконный кабель ЭКБ-ДПО 12 м 708,5 36 25506
    Кабель FTP 4 пары кат.5e <бухта 305м> Exalan+ - бухта 25 5890 147250
    Коммутатор D-Link DGS-3200-16 шт 2 13676 27352
    Коммутатор D-Link DGS-3100-24 шт 5 18842 94210
    Маршрутизатор D-link DFL-1600 шт 1 71511 71511
    Сервер IBM System x3400 M2 7837PBQ шт 1 101972 101972
    ИБП APC SUA2200I Smart-UPS 2200 230V шт 2 29025 58050
    Коннекторы RJ-45 Пачка(100шт) 3 170 510
    Коннекторы MT-RJ шт 16 280 4480
    Шкаф серверный шт 1 2100 2100
    Шкаф для маршрутизатора шт 1 1200 1200
    Шкаф для коммутатора шт 7 1200 8400
    Конвертер D-Link DMC-805G шт 16 2070 33120
    Спутниковая антенна + DVB-карта + конвертер шт 1 19300 19300
    Скобы 6мм Пачка (50 шт) 56 4 224
    Всего 595185

    Экономические затраты не включают стоимость монтажных работ. Кабели и коннекторы рассчитаны с запасом ~30%. Цены указанны на момент создания курсового проекта с учетом НДС.

    Заключение

    В процессе разработки курсового проекта была создана ЛВС жилого района, имеющая выход на глобальную сеть. Был сделан обоснованный выбор типа сети на основе рассмотрения множества вариантов. Предусмотрено расширение сети для ее дальнейшего роста.

    При курсовом проектировании использовались IP – адреса класса В, так как в сети имеется сто одна рабочая станция. Присвоение адресов осуществлялось протоколом DHCP. В качестве адреса подсети выступал номер подъезда.

    В пункте расчета необходимого количества оборудования приведены данные и расчеты используемого оборудования. Стоимость разработки составляет 611481 рублей. Все рассчитанные параметры удовлетворяют критериям работоспособности сети.

    Составлен краткий план сети, где указаны все характеристики используемого оборудования. В разделе «Безопасность при работе с электроинструментом» рассмотрены правила обращения с электроинструментом и техника безопасности при работе с ним.

    В целом курсовой проект содержит все необходимые данные для построения локальной вычислительной сети.

    Список использованных источников

    1. http://www.dlink.ru;

    2. http://market.yandex.ru;

    3. http://www.ru.wikipedia.org.

    4. Компьютерные сети. Учебный курс [Текст] / Microsoft Corporation. Пер. с анг. – М.: «Русская редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1998. – 696с.

    5. Максимов, Н.В. Компьютерные сети: Учебное пособие [Текст] / Н.В. Максимов, И.И. Попов – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 336с.



    их нормативных документов.

    Порядок проектирования локальных сетей

    Типовое проектирование ЛВС может выполняться в несколько этапов и предусматривает определение следующих характеристик:

    · основных и второстепенных задач, возлагаемых на сеть;

    · функциональных возможностей сети;

    · пропускной способности различных участков и характера передаваемой информации;

    · вида монтируемой сети;

    · возможности прокладки кабелей внутри помещений и обеспечения их безопасной эксплуатации;

    · структуры ЛВС, ее иерархии и основных частей по отделам, рабочим местам;

    · возможности дальнейшего расширения сети;

    · необходимости подключения к уже существующим локальным сетям предприятия и к глобальной сети Интернет;

    · возможности использования средств защиты информации.

    Все работы, которые предусматривает проектирование компьютерных сетей, выполняются в строгом соответствии с предварительным планом, разработанным на основе ТЗ. Одним из приоритетных условий является простота обслуживания, монтажа, а при необходимости и демонтажа локальной сети предприятия.

    Исходные данные

    Важность этого этапа связана как с необходимостью упорядочивания требований к создаваемой ЛС и ее отдельным составляющим для обеспечения возможности принятия в будущем взвешенных конкретных решений, так и с ее обоснованием.

    При создании новой сети для какого-нибудь предприятия желательно учитывать следующие факторы:

    · Требуемый размер сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу).

    · Структура , иерархия и основные части сети (по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и зданиям предприятия).

    · Основные направления и интенсивность информационных потоков в сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и в дальней перспективе). Характер передаваемой по сети информации (данные, оцифрованная речь, изображения), который непосредственно сказывается на требуемой скорости передачи (до нескольких сотен Мбит/с для телевизионных изображений высокой четкости).

    · Технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров , концентраторов, коммутаторов) и его стоимость.

    · Возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля.

    · Обслуживание сети и контроль ее безотказности и безопасности.

    · Требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и т.д.

    · Необходимость подключения к глобальным или к другим локальным сетям.

    Вполне возможно, что после изучения всех факторов выяснится, что можно обойтись без сети, избежав тем самым довольно больших затрат на аппаратуру и программное обеспечение , установку, эксплуатацию, поддержку и ремонт сети, зарплату обслуживающему персоналу, и т.д.

    Сеть по сравнению с автономными компьютерами порождает множество дополнительных проблем: от простейших механических (компьютеры, подключенные к сети, труднее перемещать с места на место ) до сложных информационных (необходимость контролировать совместно используемые ресурсы, предотвращать заражение сети вирусами). К тому же пользователи сети уже не так независимы, как пользователи автономных компьютеров, им надо придерживаться определенных правил, подчиняться установленным требованиям, которым их необходимо научить.

    Наконец, сеть остро ставит вопрос о безопасности информации, защиты от несанкционированного доступа, ведь с любого компьютера сети можно считать данные с общих сетевых дисков. Защитить один компьютер или даже несколько одиночных гораздо проще, чем целую сеть . Поэтому приступать к установке сети целесообразно только тогда, когда без сети работа становится невозможной, непроизводительной, когда отсутствие межкомпьютерной связи сдерживает развитие дела.

    Требования и варианты решений при выборе размера и структуры сети , сетевого оборудования и программного обеспечения будут рассмотрены в последующих разделах. В начале проектирования сети необходимо провести полную "инвентаризацию " имеющихся компьютеров и их программного обеспечения, а также периферийных устройств (принтеров, сканеров и т.д.). Это позволит при организации сети исключить ненужное дублирование (оборудование и программное обеспечение теперь могут быть разделяемыми ресурсами), а также поставить задачи модернизации (апгрейда) как аппаратных, так и программных средств. Для корректного определения характеристик компьютеров целесообразно использовать специальные диагностические программы или встроенные программы ОС (например, в ОС Windows Millennium это программа "Сведения о системе" из раздела служебных программ и программа "Система" из панели управления). Следует выбирать такие варианты программ, которые обеспечивают получение правильных данных ("старые" диагностические программы могут неверно указать тип процессора и версию ОС), а также сохранение данных в файле (это особенно ценно при большом числе компьютеров). Кроме того, следует уделить внимание наличию встроенной сетевой карты или сетевого контроллера на системной плате, а также типу поддерживаемых ими сетевых стандартов (как правило, поддерживается сеть Ethernet на витой паре, но принципиально знать ее разновидность – 10/100/1000 Мбит/c). Не все характеристики компьютеров, которые важны при их объединении в сеть , могут быть определены описанными выше способами. Из сопроводительной документации к компьютеру или после вскрытия системного блока можно и нужно определить число и тип свободных слотов (разъемов) расширения, а также максимальную мощность блока питания. Это необходимо для оценки возможности установки в компьютер новых плат.

    Выбор оборудования

    При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в частности:

    · уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;

    · скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;

    · возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево);

    · метод управления обменом в сети (CSMA /CD, полный дуплекс или маркерный метод );

    · разрешенные типы кабеля сети, максимальную его длину, защищенность от помех;

    · стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов , репитеров , концентраторов, коммутаторов).

    Всем этим часто пренебрегают, а напрасно: заменить программное обеспечение сравнительно просто, а вот замена аппаратуры, особенно прокладка кабеля, обходится порой очень дорого, а иногда бывает просто невозможна. В первую очередь следует проанализировать применимость для рассматриваемого случая сети Ethernet , как наиболее популярной, недорогой и допускающей развитие (Fast Ethernet иGigabit Ethernet ).

    Проблема выбора типа кабеля достаточно подробно рассматривалась ранее. В предположении, что возможность выбора в данном случае существует, стоит повторить основные аргументы в пользу того или иного выбора (см. табл. 15.1).

    Таблица 15.1. Аргументы при выборе типа кабеля
    Тип кабеля Аргументы при выборе
    за против
    неэкранированная витая пара UTP (категория 3 или выше) · доступность по цене; · доступность инструментов для установки разъемов (RJ45); · удобство прокладки кабеля (гибкий); · относительная простота ремонта при повреждении; · поддержка перспективных высокоскоростных сетей (Fast и Gigabit Ethernet) при использовании кабеля категории 5 или выше. · относительно низкая устойчивость к электромагнитным помехам; · сравнительно малые допустимые расстояния кабельных соединений, особенно для высокоскоростных сетей; · невозможность использования во внешних участках соединений (между зданиями).
    экранированная витая пара STP (оплеточный экран) 1 · повышенная устойчивость к электромагнитным помехам. · несколько более высокая цена по сравнению с кабелем типа UTP .
    экранированная витая пара FTP (экран из фольги) 2 подобно предыдущему типу кабеля
    многомодовыйоптоволоконный кабель · практическая нечувствительность к внешним электромагнитным помехам и отсутствие собственного излучения; · поддержка перспективных высокоскоростных сетей, в том числе на расстояниях, недоступных при использовании витой пары. · относительно высокая цена кабеля и сетевого оборудования; · сложность установки (требуется специальный инструмент и высокая квалификация персонала); · низкая ремонтопригодность; · чувствительность к воздействиям факторов окружающей среды (могут вызвать помутнениеоптоволокна ).
    одномодовыйоптоволоконный кабель · улучшенные технические характеристики по сравнению с многомодовым кабелем (возможность увеличения скорости передачи или длины соединений). · более высокая цена; · сложная установка и ремонт.
    беспроводные соединения (радио и инфракрасные каналы) · устранение необходимости организации кабельной системы; · мобильность рабочих станций (простота их перемещения внутри зданий или вблизи от центрального компьютера с излучающей антенной); · возможность организации глобальных сетей (с использованием радиоканалов и спутниковой связи). · относительно дорогое оборудование; · сильная зависимость надежности соединения от наличия препятствий (для радиоволн) и пыли в помещении (для инфракрасных каналов); · довольно низкая скорость передачи (максимум до нескольких Мбит/с) и невозможность ее существенного увеличения.

    В настоящее время для организации локальных сетей в подавляющем большинстве случаев используется неэкранированная витая пара UTP . Более дорогие варианты на основе экранированной витой пары, оптоволоконного кабеля или беспроводных соединений применяются на предприятиях, где в этом существует действительно острая необходимость. Например, оптоволокно может использоваться для связи между удаленными сегментами сети без потери скорости. Рекомендации по организации кабельной системы, в том числе, содержащиеся в стандартах на структурированные кабельные системы (СКС ), рассмотрены в отдельном разделе "Проектирование кабельной системы" Лекции 16.

    Еще одна важная задача – это выбор компьютеров. Если для рабочих станций или невыделенных серверов обычно используют те компьютеры, которые уже имеются на предприятии, то выделенный сервер желательно приобретать специально для сети. Лучше, если это будет быстродействующий специализированный компьютер -сервер , спроектированный с учетом специфических нужд сети (такие серверы выпускаются всеми крупнейшими производителями компьютеров).

    Требования к серверу:

    · Максимально быстрый процессор (компания Microsoft рекомендует для своей операционной системы Windows Server 2003 процессор с тактовой частотой не менее 500 МГц). Типичная величина тактовой частоты процессора для сервера сейчас составляет 2-3 ГГц. Для больших сетей применяют и многопроцессорные серверы (иногда до 32 процессоров).

    · Большой объем оперативной памяти (фирма Microsoft рекомендует для своей операционной системы Windows Server 2003 объем памяти не менее 256 мегабайт, такие же требования фирмы Novell для NetWare 6). Типичный объем оперативной памяти сервера сейчас составляет 512 Мбайт-20 Гбайт. Большой объем памяти сервера даже важнее быстродействия процессора, так как позволяет эффективно использовать кэширование дисковой информации, храня в памяти копии тех областей диска, с которыми производится наиболее интенсивный обмен.

    · Быстрые жесткие диски большого объема. Типичная величина объема диска сервера сейчас составляет 150-500 Гбайт. Дисководы должны быть совместимы с сетевой операционной системой (то есть их драйверы обязательно должны входить в набор драйверов, поставляемый с ОС). Широко применяют SCSI-дисководы, которые быстрее традиционных IDE-дисководов. В серверах часто предусматривают возможность "горячей" замены дисков (без выключения питания сервера), что очень удобно.

    · Специализированные серверы уже содержат в своем составе сетевые адаптеры с оптимальными характеристиками. Если в качестве сервера используется обычный персональный компьютер, то сетевой адаптер для него надо выбирать наиболее быстродействующий.

    · Видеомониторы, клавиатуры и мыши не являются обязательными принадлежностями сервера, так как сервер, как правило, никогда не работает в режиме обычного компьютера.

    Если есть возможность выбора компьютеров для рабочих станций, то стоит проанализировать целесообразность применения бездисковых рабочих станций (с загрузкой операционной системы через сеть ). Это сразу снизит стоимость сети в целом или позволит при тех же затратах купить более качественные компьютеры: с быстрыми процессорами, с хорошими мониторами, с большой оперативной памятью. Правда, в настоящее время использование бездисковых компьютеров считается не самым лучшим решением. Ведь в этом случае всю информацию компьютер получает через сеть и передает в сеть , что может вызвать чрезмерную загрузку сети. Бездисковые рабочие станции допустимы только при малых сетях (не более 10-20 компьютеров). В идеале значительная часть всех информационных потоков (не менее 80%) должна оставаться внутри компьютера, а к сетевым ресурсам обращения должны быть только в случае действительной необходимости. Таким образом, упоминавшееся "правило 80/20" работает и в этом случае.

    При отказе от использования гибких дисков на каждом компьютере сети можно существенно повысить ее устойчивость к вирусам и несанкционированному доступу к данным. Дисковод гибкого диска вполне может быть только на одной рабочей станции сегмента или даже всей сети. Причем эта рабочая станция должна контролироваться администратором сети . Она может быть расположена в отдельной комнате вместе с концентраторами, коммутаторами, маршрутизаторами.

    Для любой сети крайне критична ситуация перебоев в системе электропитания. Несмотря на то, что многие сетевые программные средства применяют специальные меры против этого, как и против других отказов аппаратуры (например, дублирование дисков), проблема очень серьезная. Иногда отключение питания может полностью и надолго вывести сеть из строя.

    В идеале защищенными от отключения питания должны быть все серверы сети (желательно и рабочие станции). Проще всего этого добиться, если сервер в сети всего один. Источник бесперебойного питания при сбое питания переходит на питание подключенного компьютера от аккумулятора и подает специальный сигнал компьютеру, который за короткое время завершает все текущие операции и сохраняет данные на диске. При выборе источника бесперебойного питания надо, прежде всего, обращать внимание на максимальнуюмощность , которую он обеспечивает, и на время поддержания им номинального уровня напряжения (это время составляет от нескольких минут до нескольких часов). Стоимость устройства довольно высока (до нескольких тысяч долларов). Поэтому целесообразно один источник бесперебойного питания применять для двух-трех серверов.

    Наиболее устойчивы к отказам питания портативные компьютеры (ноутбуки). Встроенный аккумулятор и низкое потребление энергии обеспечивают их нормальную работу без внешнего питания в течение одного-двух часов и даже более. Если еще учесть низкий уровень излучений и высокое качество изображения мониторов этих компьютеров, то стоит всерьез рассмотреть возможность использования ноутбуков в качестве рабочих станций, а вероятно, и не слишком мощного, невыделенного сервера. Тем более что многие ноутбуки имеют встроенные сетевые адаптеры довольно неплохого качества. Особенно удобно применение ноутбуков в одноранговых сетях с множеством серверов. Применение внешних источников бесперебойного питания в подобных случаях становится чересчур дорогим удовольствием.

    Кроме перечисленных проблем проектировщику сети приходится решать задачи, связанные с выбором сетевых адаптеров, репитеров , концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов, но об этом уже достаточно сказано в предыдущих главах. Стоит только отметить, чтопроизводительность сети и ее надежность определяются самым низкокачественным ее компонентом. При покупке дорогих концентраторов или коммутаторов, не стоит экономить, например, на сетевых адаптерах. Верно и обратное. Желательно, чтобы все компоненты оборудования максимально полно соответствовали друг другу.

    Определение сетевой модели

    Сетевая модель определяет способ хранения данных и расположение линий связи, по которым эти данные передаются. В каждой сети может быть реализована одна или сразу несколько стандартных моделей. В настоящее время наиболее распространены четыре модели, предоставляющие пользователям доступ к сетевым приложениям и данным:

    1. Распределенная среда (среда "мэйнфрейма")

    Эта модель была самой первой и остается популярной по сей день. Все ресурсы сети такой модели располагаются на сервере, который отвечает за управление и хранение всех данных компании. Каж­дый пользователь сети для запуска процессов на сервере обращается к нему со своего видеотерми­нала или бездисковой рабочей станции.

    Основные достоинства и недостатки данной среды:

    Сервер является наиболее уязвимым компонентом к отказам сети

    Отсутствие необходимости модернизации рабочих станций клиентов для поддержки новых при­ложений

    Снижение производительности сети при перегрузке сервера

    Невозможность дальнейшей модернизации и расширения в случае неправильного выбора сервера

    Несложное управление вопросами безопасности физического доступа к серверу.

    2. Среда клиент/сервер

    На современной стадии развития технологий совместного использования данных и ресурсов эта модель является наиболее популярной и может быть реализована в организациях самого разного масштаба. Здесь сервер используется только для предоставления доступа к приложениям и хранения сгенерированных данных. Вся обработка данных выполняется на рабочей станции, что улучшает производительность работы сети и снижает загруженность сервера.

    Основные достоинства и недостатки среды клиент/сервер:

    Необходимость более тщательного по сравнению с другими моделями планирования

    Возможность функционирования рабочих станций даже при отсутствии сервера

    Необходимость в случае модернизации сети наращивания производительности не только сер­вера, но и рабочей станции

    Недостаточная безопасность данных, которые хранятся на рабочих станциях

    Возможность расширения до уровня промышленной сети

    3. Одноранговая среда

    Эта модель разработана для небольших (до 15 рабочих станций) локальных сетей и чаще всего разворачивается в малых офисах. Принцип ее работы построен на том, что каждая рабочая станция функционирует в режиме сервера, предоставляя доступ к своим данным и устройствам любой другой станции, обладающей для этого необходимыми полномочиями.

    Достоинства и недостатки одноранговой модели:

    Привлекательное отношение стоимость/эффективность, причиной чего является отсутствие вы­деленного сервера

    Рабочим станциям предоставлен доступ ко всем ресурсам

    Отсутствие централизованного управления и обеспечения безопасности

    Невозможность преобразования в большую сеть

    Возможность сбоя всей сети после выхода из строя отдельной рабочей станции

    4. Среда, развернутая на базе WWW

    Структура модели напоминает среду мэйнфрейма, в которой центральный сервер предоставляет пользователям свои "страницы" информации для просмотра и взаимодействия с ними. Каждый пользователь такой сети может использовать эти страницы либо на своей локальной машине, либо на сервере.

    Основные достоинства и недостатки этой среды:

    Заманчивое соотношение стоимость/эффективность в случае использования с целью объединения локальной и глобальной сети

    Возможность инсталляции и обновления версий приложений без необходимости непосредственного взаимодействия с рабочими станциями клиентов

    Наиболее уязвимым к отказам звеном сети является Web-сервер

    Недостаточно надежное обеспечение безопасности из-за возможности внешнего доступа к сети

    Возможность развертывания в средах с низкой пропускной способностью или большим графиком

    Возможность интеграции с Internet.

    Выбор программного обеспечения

    Сетевые ОС

    После выбора оптимальной сетевой модели и составления списков необходимых приложений сетевыми специалистами и пользователями следует определить возможные сетевые операционные системы. Учитываемые при принятии данного решения факторы очень похожи на рассмотренные выше:

    Стоимость и схема лицензирования

    Простота инсталляции и конфигурации

    Простота использования

    Минимум усилий для обслуживания

    Доступный уровень технической поддержки


    • Требования к ресурсам компьютера

    Поддержка аппаратных средств

    Возможность последующей модернизации

    Уровень поддержки независимых разработчиков (как прикладного ПО, так и самой ОС)

    Возможности обучения системных администраторов

    Выбор аппаратных средств

    Выбранное программное обеспечение6 определяет требования к аппаратному обеспечению. Требования к аппаратным средствам сети можно условно разделить на три основных типа:

    Требования к аппаратным средствам сервера

    Требования к аппаратным средствам рабочей станции

    Требования к периферийным устройствам (принтеры, модемы, сканеры и т.д.)

    Рекомендуется устанавливать оборудование компании, которая лидирует в данной области рынка, предлагает хорошую поддержку своих продуктов, обеспечивает решение проблем совместимости своих аппаратных средств с аппаратными средствами других производителей.

    Выбор аппаратных средств сервера практически полностью определяется используемой сетевой операционной системой, а оборудование рабочих станций определяется приложениями, которые планируется на них запускать. Оборудование пользователей желательно разделить на несколько категорий. Например, для разработчиков ПО, САПР, художников аналитиков фирмы рекомендуются старшие модели РС, для помощников администраторов, агентов по сбыту,секретарей и т.д. – стандартные модели РС, для руководителей, менеджеров - старшие модели РС или, если они часто перемещаются, то мощные портативные РС.

    Последним пунктом рассмотрения являются периферийные устройства. Как правило, их выбор определяется коммерческими требованиями каждого отдела. Например, есть ли необходимость в высококачественной печати графики? Требуется ли высокая скорость печати? Нужен ли для работы цветной принтер?

    Располагать периферийные устройства целесообразно в тех местах, где они будут доступны максимальному количеству пользователей.

    При оформлении итоговой документации на аппаратные средства сети необходимо составить следующие основные спецификации:

    Аппаратные средства настольных систем:

    Производитель и модель системы (указать отдельно для разных категорий пользователей)

    Процессор

    Жесткие диски

    Сетевые адаптеры

    Аппаратные средства серверов

    Производитель и модель системы

    Процессор

    Жесткие диски (указать все способы резервирования: зеркальное отображение, дублирование, использование массивов RAID)

    Сетевые адаптеры

    Дополнительные периферийные устройства

    Изготовитель и модель периферийных систем

    Специфические настройки узла

    Используемые интерфейсы (последовательный, параллельный или другой)

    Оценка трафика сети

    После выбора окончательной конфигурации аппаратных средств и ПО сети необходимо оценить объемы и типы передаваемых в ней данных в соответствии со схемой потоков данных. Это позволит определить возможные периоды максимальной и средней загрузки сети, оценить ее масштабируемость, провести анализ размещения информации на серверах и распределенной обработки информации внутри рабочих групп. Это даст возможность оптимизировать архитектуру сети для равномерного распределения нагрузки, правильно выполнить ее сегментирование, выбрать необходимые сетевые устройства типа концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов и шлюзов.

    Документация

    Документация по сетевому проекту должна содержать следующие сведения:


    • Коммерческие требования

    • Логическая схема

    • Физическая схема

    • Прикладное ПО (смета затрат)

    • Сетевой ПО (смета затрат)

    • Аппаратные средства (сервера, рабочие станции и периферийные устройства) (смета затрат)

    • Сетевые аппаратные средства (смета затрат)

    • Общая смета затрат

    Необходимо по каждому пункту да­вать краткие объяснения о том, какие альтернативы существовали, и почему было выбрано то или иное решение.

    Администрирование

    Понятие "сетевое администрирование" описывает все аспекты установки и поддержки пользователей/ групп или файлов/каталогов. Хотя значение этого термина одинаково для всех сетевых сред, работа сетевых администраторов на различных узлах существенно отличается.

    Уровень технических знаний и навыков работы администраторов также значительно отличается. В приведенном ниже списке перечислены вопросы, на которые сетевой администратор должен знать ответы:

    Как зарегистрировать новых пользователей?

    Как удалить уже зарегистрированных пользователей?

    Какова структура томов на сервере?

    Какие каталоги расположены в отдельных томах?

    Как спланированы мероприятия резервирования?

    Существуют ли какие-либо особые требования к конфигурации узла?

    Каков уровень безопасности каждого каталога отдела или пользователя?

    Необходимо ли копировать данные на центральный сервер с целью резервирования их на случай сбоя в работе локального оборудования?

    Каким образом настраивается сервер?

    С чем связаны возможные сбои в работе сервера?

    Приведенный список описывает все основные обязанности сетевых администраторов по поддержке нормальной работы сервера.

    Для организации управления и поддержки сети необходима документация, которая содержала бы следующие основные разделы:

    Работа с пользователями

    Соглашения о присвоении пользовательских имен

    Правила регистрации и удаления пользователей

    Управление информацией

    Соглашения о присвоении имен томов

    Структура каталогов (приложения, каталоги пользователей, каталоги отделов)

    Ограничения на размер каталогов (необязательно)

    Управление сетью

    Соглашения о присвоении имен серверов

    Сведения о маршрутизаторах и шлюзах

    Безопасность

    Сценарии входа в сеть/привилегии различных отделов

    Ограничение доступа с помощью паролей

    Определение часов доступа

    Средства восстановления (загрузочные диски, редакторы поврежденных секторов, определенные кон­фигурационные файлы сервера и т.п.).

    Отслеживание (ведение статистики), разрешение возникающих проблем

    Для поддержания работоспособного состояния сети необходимо разработать план восстановления ее работоспособности после аварийной ситуации и план поддержки работы сети. Типичный план восстановления работоспособности сети включает следую­щие моменты:

    Определение уровней важности всех приложений и систем (необходимый, жизненно важный, кри­тически важный)

    Составление описаний систем среды (электрическая, нагревание/охлаждение)

    Определение групп, ответственных за устранение сбоев, и ситуаций, в которых к этим группам сле­дует обращаться

    Определение видов поддержки, предоставляемой группами

    Определение характеристик аппаратных средств (эта информация берется из документации)

    Оценка и составление плана действий на непредвиденные ситуации (простой, замена, функциони­рование в автономном режиме)

    Выбор руководителя, которого в первую очередь следует известить о сбое в работе сети

    Определение действий в нестандартных ситуациях (пожар, угроза взрыва бомбы, стихийное действие)

    Составление расписания отключений и тестирования критически важных систем

    Несмотря на кажущуюся тривиальность этих пунктов, они являются основными моментами не только корректного функционирования сети, но и успешной карьеры сетевого админи­стратора.

    В обязанности отдела по обслуживанию сети также входит поддержка пользователей , организация мероприятий по их обучению и оказание помощи в решении их проблем. Поддержка может быть организована в виде электронной почты, центральной базы данных, к которой с вопросами обращаются пользова­тели, в простейшем случае – телефонной связи.

    Ведение статистики и дальнейший анализ отказов определенного типа (постоянно сбоит какой-то вид обору­дования, существуют определенные факторы, влияющие на стабильность работы приложений) позволит принять верное решение о необходимости проведения модернизации или замены какого-либо компонента сетевой среды.

    Основные этапы проектирования ЛВС

    Перед выполнением работ по монтажу ЛВС проводятся мероприятия по разработке и проектированию локальных сетей. К этому процессу могут привлекаться различные специалисты, которые должны учесть все конструктивные особенности здания и отдельных помещений, где планируется прокладка ЛВС. В результате получают технический проект, составленный
    в соответствии с нормами и правилами, принятыми в РФ. Он включает схему монтажа
    локальной сети, описание ее основных характеристик, с указанием регламентирующих
    их нормативных документов.

    Похожие публикации