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.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Описание объекта

3.1 ЛВС центрального офиса

3.2 ЛВС офиса №1.

3.3 ЛВС офиса №2.

3.4 ЛВС офиса №3.

3.5 ЛВС офиса №4.

5. Схема TCP/IP адресации

8. Расчет эффективности внедрения вычислительной сети

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

1. Пользовательские требования

предприятие сеть локальный проект

Цель: создание единой информационной системы с целью организации оперативного и эффективного управления предприятием.

Задачи вычислительной сети:

рациональное использование помещений;

обеспечение всех сотрудников возможностью пересылки и получения данных по сети в пределах своих полномочий;

обеспечение всех сотрудников средствами печати;

организация связи между центральным и другими офисами.

Функции вычислительной сети:

хранение документов в электронном виде на общем сервере;

распределение доступа к документам, хранящимся на сервере;

передача документов между компьютерами, входящими в сеть;

разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры;

пересылка отчетов и запросов из подчиненных офисов в главный;

пересылка приказов, данных и другой информации из главного офиса в подчиненные.

Требования к вычислительной сети:

В каждом офисе должны быть предусмотрены классы для обучения сотрудников, которые необходимо отделить от остальных компьютеров;

Инфраструктура локальной сети должна основываться на Ethernet-коммутации, которая позволит перейти на более высокие скорости (т.е. к большей полосе пропускания) при обмене данными с отдельными компьютерами;

Сеть должна быть расширяемой;

Сеть должна быть управляемой;

Вся кабельная инфраструктура должна быть размещена в пластиковых кабель-каналах, межстеновые отверстия должны быть загильзованы пластиковой трубой, в случае совместного прокладывания слаботочных и сильноточных цепей, кабель канал должен быть оборудован перегородкой;

Горизонтальные кабели должны быть пятой категории UTP и иметь возможность пропускать 100 Мбит/с;

В административных сетях все компьютеры должны иметь статические адреса;

Учебные компьютеры должны получать адреса, используя протокол динамического конфигурирования хостов DHCP;

Необходимо выделить широковещательные домены;

При построении сети предпочтение отдается технологии 100Base-TX.

2. Описание объекта

Объектом является предприятие ОАО «АЗОТ».

Имеется один центральный офис и четыре подчиненных. Все офисы двухэтажные. В каждом из офисов необходимо организовать ЛВС, которые затем объединить с центром в главном офисе.

Схема расположения зданий приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема расположения зданий

Территория предприятия огорожена, проникновение посторонних лиц пресекается охранной службой предприятия.

На выбранном предприятии, работы по созданию и внедрению локальной вычислительной сети выполняются в условиях наличия разрозненной компьютерной техники, используемой каждым отделом самостоятельно.

Для более рационального использования помещений и ресурсов сети предлагается весь персонал разбить на группы, по выполняемым функциям. Состав групп пользователей:

Группа руководителей;

Группа безопасности;

Бухгалтерская группа;

Каждая группа пользователей имеет минимально необходимое оборудование, т.е. процесс внедрения сети будет заключаться в объединении имеющейся оргтехники на основе выбранной оптимальной типологий сети. В таблице №1 приведен состав имеющейся оргтехники по каждой группе пользователей.

Таблица №1. Имеющаяся оргтехника центрального офиса предприятия

Группа пользователей	Наименование оргтехники	Количество, шт.
Руководители	Компьютер
Группа безопасности	Компьютер
Бухгалтерская группа	Компьютер
Группа администраторов	Компьютер
Сотрудники	Компьютер

Также имеется 12 компьютеров и один принтер, которые используются в обучающих целях. На базе этой оргтехники планируется организовать несколько обучающих классов для сотрудников.

Таблица №2. Имеющаяся оргтехника подчиненного офиса №1 предприятия

Группа пользователей	Наименование оргтехники	Количество, шт.
Руководители	Компьютер
Группа безопасности	Компьютер
Бухгалтерская группа	Компьютер
Группа администраторов	Компьютер
Сотрудники	Компьютер

Таблица №3. Имеющаяся оргтехника подчиненного офиса №2 предприятия

Группа пользователей	Наименование оргтехники	Количество, шт.
Руководители	Компьютер
Группа безопасности	Компьютер
Бухгалтерская группа	Компьютер
Группа администраторов	Компьютер
Сотрудники	Компьютер

Также имеется 7 компьютеров и один принтер, которые используются в обучающих целях.

Таблица №4. Имеющаяся оргтехника подчиненного офиса №3 предприятия

Группа пользователей	Наименование оргтехники	Количество, шт.
Руководители	Компьютер
Группа безопасности	Компьютер
Бухгалтерская группа	Компьютер
Группа администраторов	Компьютер
Сотрудники	Компьютер

Также имеется 6 компьютеров и один принтер, которые используются в обучающих целях.

Таблица №5. Имеющаяся оргтехника подчиненного офиса №4 предприятия

Группа пользователей	Наименование оргтехники	Количество, шт.
Руководители	Компьютер
Группа безопасности	Компьютер
Бухгалтерская группа	Компьютер
Группа администраторов	Компьютер
Сотрудники	Компьютер

Также имеется 6 компьютера, которые используются в обучающих целях.

3. Планирование ЛВС типа Ethernet 100Base-TХ

Весь персонал в каждом офисе разбиваем на групп ы, по выполняемым функциям. Состав групп пользователей:

Группа руководителей;

Группа безопасности;

Бухгалтерская группа;

Группа администраторов (информационно-вычислительный центр);

Группа обучающихся сотрудников;

Сотрудники (основной производственный персонал).

Местоположение отдельных групп пользователей показано на план-схеме ЛВС.

Посредством программных настроек файл сервера необходимо завести соответствующие группы пользователей и конкретных пользователей для определения прав доступа к информации и ресурсам файл-сервера в целом (доступ к дискам, СУБД и т.п.). На основе этих групп и осуществляется привязка сетевых принтеров к группам и рабочим местам.

Таким образом, все группы сотрудников предприятия территориально находятся вместе, при этом используют сетевые принтеры минимально удаленные от рабочего места, что позволяет более эффективно использовать рабочее время и удобства, предоставляемые построенной ЛВС.

При построении сети используются коммутаторы, а не концентраторы, что позволяет логически структурировать сеть, что в свою очередь приведет к уменьшению коллизий, а, следовательно, повышению производительности. Кроме того, повышается безопасность данных, так как, устанавливая различные логические фильтры на коммутаторах, можно контролировать доступ пользователей к ресурсам других сегментов. И, наконец, повышается управляемость сети, так как возникающие проблемы очень часто локализуются внутри сегмента, то есть сегменты образуют логические домены управления сетью.

В качестве центрального устройства в каждой локальной сети решено использовать коммутатор третьего уровня. Предпочтение отдается коммутаторам третьего уровня, а не маршрутизаторам, потому что вычислительная сеть строится на базе одной технологии Ethernet 100Base-TХ, для небольшой сети функциональных возможностей первых вполне достаточно, их производительность на порядок выше, чем у традиционных устройств, при меньшей стоимости, они легче в настройке и удобнее в обслуживании.

Применение коммутаторов третьего уровня позволяет разделить сеть на широковещательные домены и изолировать широковещательный трафик одного домена от другого. Кроме того, благодаря анализу заголовков IP (или даже TCP/UDP) пакетов можно гибко устанавливать политику в сети. Последняя предусматривает такие особенности обработки потока информации в локальной сети, как классы и качество обслуживания. С помощью коммутаторов третьего уровня можно устанавливать приоритеты для трафика, выделять определенную ширину полосы пропускания и назначать величину задержки распространения конкретного вида трафика.

На роль коммутаторов выбраны устройства Switch-8 D-Link и Switch-16 D-Link. Данные коммутаторы обеспечивают работу сети с пропускной способностью 100 Мбит/сек. Размещение коммутаторов произведено по принципу минимизации метража кабельной системы и простоты расширения сети.

Для подключения рабочих станций и сервера к сети используется сетевая карта D-Link.

Кабельная система основана на витой паре Level5. Этот кабель выбран из-за хорошей устойчивости к помехам. Для защиты кабелей от случайных повреждений и из эстетических соображений кабели проложены внутри специальных плинтусов-коробов, соединяемых в местах перегибов с помощью соответствующих уголков. На концах коробов ставятся заглушки. Для удобства в непосредственной близости от рабочих станций находятся розетки, к которым и осуществляется подключение машин с помощью кабелей Patch Cord длиной 3м каждый.

Сетевые принтеры являются удаленными (RNP) и расположены оптимально по территориальному принципу. Подключение принтеров осуществляется к соответствующим рабочим станциям через LPT порт.

Сервер имеет смысл защитить источником бесперебойного питания, например АРС Smart UPS 1000 BA.

На WS устанавливается ОС MS Windows XP Home Edition, на FS - MS Windows Server 2003.

3.1 ЛВС центрального офиса

В приложении 1 и 2 представлены план-схемы первого и второго этажей сети, с указанием прокладки кабельной системы.

Структурная схема ЛВС приведена на рисунке 2.

число канальных сегментов - 5;

максимальная длина кабеля от коммутатора до коммутатора: switch1 - switch4 - 64м;

общее число подключений рабочих станций равно - 33.

Общая протяженность кабеля 623 м.

Рис. 2. Структурная схема ЛВС центрального офиса

3.2 ЛВС офиса №1

В приложении 3 и 4 представлены план-схемы первого и второго этажей сети, с указанием прокладки кабельной системы.

Структурная схема ЛВС приведена на рисунке 3.

ЛВС отвечает техническим требованиям для сетей данного типа:

максимальная длина кабеля от коммутатора до компьютера: switch2 - ws1 - 40м;

общее число подключений рабочих станций равно - 24.

Общая протяженность кабеля 626 м.

Рис. 3. Структурная схема ЛВС офиса №1

3.3 ЛВС офиса №2.

В приложении 5 и 6 представлены план-схемы первого и второго этажей сети, с указанием прокладки кабельной системы.

Структурная схема ЛВС приведена на рисунке 4.

ЛВС отвечает техническим требованиям для сетей данного типа:

число канальных сегментов - 4;

общее число подключений рабочих станций равно - 23.

Общая протяженность кабеля 420 м.

Рис. 4. Структурная схема ЛВС офиса №2

3.4 ЛВС офиса №3

В приложении 7 и 8 представлены план-схемы первого и второго этажей сети, с указанием прокладки кабельной системы.

Структурная схема ЛВС приведена на рисунке 5.

ЛВС отвечает техническим требованиям для сетей данного типа:

число канальных сегментов - 4;

максимальная длина кабеля от коммутатора до коммутатора switch1 - switch3 - 44м;

Общая протяженность кабеля 455 м.

Рис. 5. Структурная схема ЛВС офиса №3

3.5 ЛВС офиса №4

В приложении 9 и 10 представлены план-схемы первого и второго этажей сети, с указанием прокладки кабельной системы.

Структурная схема ЛВС приведена на рисунке 6.

ЛВС отвечает техническим требованиям для сетей данного типа:

число канальных сегментов - 4;

максимальная длина кабеля от коммутатора до коммутатора: switch1 - switch2 - 44м;

общее число подключений рабочих станций равно - 25.

Общая протяженность кабеля 580 м.

Рис. 6. Структурная схема ЛВС офиса №4

4. Построение распределенной сети

Для связи построенных локальных сетей необходимо построить распределенную сеть. Изучив схему расположения зданий (рисунок 1), было принято решение соединить здания с помощью витой пары Level5. Этот кабель устойчив к помехам. Используется технология 100Base-TX. Прокладывать кабель решено под землей на глубине 1 метр в металлической трубке для физической защиты кабеля и избежания его переломов и перегибов. Где возможно кабель будет прокладываться внутри здания. По стене здания кабель прокладывается в защитном коробе. Обобщенная схема прокладки проводов между зданиями приведена на рисунке 7. Как видно из схемы протяженность кабеля не превышает ограничения в 100 метров. Более подробная прокладка кабеля внутри здания приведена в приложениях 1 - 10 (для наглядности этот кабель показан вне короба). Так как территория предприятия является охраняемой, то охрана кабеля доверяется службе охраны.

Рис. 7. Обобщенная схема прокладки проводов между зданиями

5. Схема TCP/IP адресации

Для организации IP адресации необходимо оценить текущее и возможное в связи с расширением количество компьютеров в сети, определить количество требуемых подсетей.

В центральном офисе имеется 33 компьютера, возможно расширение до 42, в офисе №1 имеется 24 компьютера, возможно расширение до 27, офисе №2 имеется 23 компьютера, возможно расширение до 28, офисе №3 имеется 25 компьютеров, возможно расширение до 28, офисе №4 имеется 25 компьютеров, возможно расширение до 28. Следовательно, всего имеется 130 компьютеров, число которых при расширении сети может быть увеличено до 153.

Количество подсетей определяем исходя из требования разделить административные компьютеры и компьютеры для обучения. В каждом офисе решено организовать по две виртуальные сети, в одну из которых входят компьютеры для обучения, а в другую - административные компьютеры. Следовательно, получаем 10 подсетей. С учетом четырех вырожденных подсетей для связи коммутаторов третьего уровня всего получаем 14 подсетей.

Проанализировав полученные данные для IPадресации решено использовать одну сеть класса С. Так как данная сеть не имеет выхода в Интернет, то в принципе можно использовать любые IP адреса. Но с учетом возможного последующего подключения к сети Интернет решено для IP адресации использовать частные адреса класса С, а точнее сеть 192.168.32.0. Это позволит избежать коллизий, связанных с совпадением адресов локальной сети с централизованно назначенными адресами Интернета.

Так как подсети получились не равного размера, для более рациональной IP адресации будем использовать маски различной длины.

Необходимо получить 5 подсетей размером 30 компьютеров, 5 подсетей размером 14 компьютеров и 4 вырожденные подсети, для которых хватит двух IP адресов.

Таблица 6 - Подсети сети 192.168.32.0

Номер подсети	IP адрес подсети	Маска подсети	Количество хостов

Таблица 7 - Схема IP адресации центрального офиса

Рабочая станция		Номер подсети
	Назначаются динамически, используя протокол динамического конфигурирования хостов DHCP из диапазона 192.168.32.162 - 192.168.32.174
Коммутатор L3 (порт 1)
Коммутатор L3 (порт 2)
Коммутатор L3 (порт 3)
Коммутатор L3 (порт 4)
Коммутатор L3 (порт 5)
Коммутатор L3 (порт 6)
Коммутатор L3 (порт 7)
Коммутатор L3 (порт 8)

Таблица 8 - Схема IP адресации офиса №1.

Рабочая станция		Номер подсети
	Назначаются динамически из диапазона 192.168.32.178 - 192.168.32.190
Коммутатор L3 (порт 1)
Коммутатор L3 (порт 2)
Коммутатор L3 (порт 3)
Коммутатор L3 (порт 4)
Коммутатор L3 (порт 5)

Таблица 9 - Схема IP адресации офиса №2

Рабочая станция		Номер подсети
	Назначаются динамически из диапазона 192.168.32.194 - 192.168.32.206
Коммутатор L3 (порт 1)
Коммутатор L3 (порт 2)
Коммутатор L3 (порт 3)
Коммутатор L3 (порт 4)
Коммутатор L3 (порт 5)
Коммутатор L3 (порт 6)

Таблица 10 - Схема IP адресации офиса №3

Рабочая станция		Номер подсети
	Назначаются динамически из диапазона 192.168.32.210 - 192.168.32.222
Коммутатор L3 (порт 1)
Коммутатор L3 (порт 2)
Коммутатор L3 (порт 3)
Коммутатор L3 (порт 4)
Коммутатор L3 (порт 5)
Коммутатор L3 (порт 6)
Коммутатор L3 (порт 7)

Таблица 11 - Схема IP адресации офиса №4

Рабочая станция		Номер подсети
	Назначаются динамически из диапазона 192.168.32.226 - 192.168.32.222
Коммутатор L3 (порт 1)
Коммутатор L3 (порт 2)
Коммутатор L3 (порт 3)
Коммутатор L3 (порт 4)
Коммутатор L3 (порт 5)
Коммутатор L3 (порт 6)

В таблицах маршрутизации укажем все возможные адреса назначения без адреса по умолчанию, чтобы коммутаторы отбрасывали незнакомые адреса.

Таблица 12 - Таблица маршрутизации коммутатора L3 центрального офиса

Адрес назначения			Адрес выходного интерфейса	Расстояние
				Подключен
				Подключен

Таблица 13 - Таблица маршрутизации коммутатора L3 офиса №1

Адрес назначения		Адрес следующего маршрутизатора	Адрес выходного интерфейса	Расстояние
				Подключен
				Подключен

Таблица 14 - Таблица маршрутизации коммутатора L3 офиса №2

Адрес назначения		Адрес следующего маршрутизатора	Адрес выходного интерфейса	Расстояние
				Подключен
				Подключен

Таблица 15 - Таблица маршрутизации коммутатора L3 офиса №3

Адрес назначения		Адрес следующего маршрутизатора	Адрес выходного интерфейса	Расстояние
				Подключен
				Подключен

Таблица 16 - Таблица маршрутизации коммутатора L3 офиса №4

Адрес назначения		Адрес следующего маршрутизатора	Адрес выходного интерфейса	Расстояние
				Подключен
				Подключен

6. Руководство по установке сети

Кабель UTP прокладывается на уровне 70 см от пола в коробах, причем если в данном месте проходит 1-2 кабеля, то берется короб на 2 кабеля, если 3-4, то на 4, если 5-8, то берется короб на 8.

В указанных на схеме местах над лестницами, кабель прокладывается по потолку в соответствие со схемой 1, причем он также помещается в короб:

На этажах просверливаются отверстия диаметром 8 мм, если проходит только коаксиальный кабель, если проходит UTP-5 то размер отверстия берется из следующей таблицы:

Расположение отверстий и количество проходящих через них проводов показано на план-схемах этажей.

1. Провести размещение коммутаторов, рабочих станций, файловых серверов и сетевых принтеров в помещении, согласно план-схеме локальной сети.

2. Установить платы сетевых адаптеров в ЭВМ.

3. Закрепить короба для кабеля на стенах комнат либо по плинтусу, осуществив ответвления короба с помощью тройников и его поворот в углах помещения с помощью уголков.

4. Установить на коробах модульные розетки в местах размещения узлов сети по план-схеме.

5. На одном конце отрезков кабеля UTP закрепить разъемы RJ-45 (вилки).

6. Проложить внутри коробов между портами коммутаторов и модульными розетками отрезки кабеля UTP нужной длины, выполнив соединение узлов сети с коммутаторами согласно план-схеме.

7. Заделать свободные концы кабеля UTP в розетки.

8. Соединить короткими кабелями Patch cord узлы сети с модульными розетками на коробах, учитывая план-схему сети.

9. Выполнить инсталляцию необходимого сетевого программного обеспечения.

10. Прогнать тестовые программы контроля соединений и производительности сети.

При сборке сети следует учитывать, что соединение сетевых устройств выполняется с помощью цельных отрезков однотипного кабеля витая пара (UTP-5). Необходимо следить за тем, чтобы кабель не скручивался, не прокладывался вблизи тепловых источников и электросиловых кабелей. Недопустима прокладка телефонных и сетевых кабелей в одних коробах или в близи друг друга.

Внешний кабель по зданию прокладывается в защитном коробе. Под землей на глубине 1 метр он помещается в металлическую трубку для физической защиты и избежания его переломов и перегибов. В здании он прокладывается в кабелепрокладочных коробах как и другие кабели.

При проектировании сети закладывается определенная избыточность - к некоторым рабочим местам подводятся два кабеля, заделываемые в двойные розетки, применяются коммутаторы, имеющие избыточное количество портов. Это позволяет без дополнительных капитальных затрат развивать и наращивать сеть в будущем.

7. Калькуляция всех затрат на построение и настройку сети

Подобные документы

Теоретическое обоснование построения вычислительной локальной сети. Анализ различных топологий сетей. Проработка предпосылок и условий для создания вычислительной сети. Выбор кабеля и технологий. Анализ спецификаций физической среды Fast Ethernet.

курсовая работа , добавлен 22.12.2014


Особенности локальной вычислительной сети и информационной безопасности организации. Способы предохранения, выбор средств реализации политики использования и системы контроля содержимого электронной почты. Проектирование защищенной локальной сети.

дипломная работа , добавлен 01.07.2011


Понятие компьютерных сетей, их виды и назначение. Разработка локальной вычислительной сети технологии Gigabit Ethernet, построение блок-схемы ее конфигурации. Выбор и обоснование типа кабельной системы и сетевого оборудования, описание протоколов обмена.

курсовая работа , добавлен 15.07.2012


Построение информационной системы для автоматизации документооборота. Основные параметры будущей локальной вычислительной сети. Схема расположения рабочих станций при построении. Протокол сетевого уровня. Интеграция с глобальной вычислительной сетью.

курсовая работа , добавлен 03.06.2013


Локальные вычислительные сети. Понятие локальной сети, ее назначение и виды. Одноранговые и двухранговые сети Устройство межсетевого интерфейса. Сетевая технология IEEE802.3/Ethernet. Локальные сети, управляемые ОС Windows Svr Std 2003 R2 Win32.

курсовая работа , добавлен 24.09.2008


Особенности проектирования и модернизация корпоративной локальной вычислительной сети и способы повышения её работоспособности. Физическая структура сети и сетевое оборудование. Построение сети ГУ "Управление Пенсионного фонда РФ по г. Лабытнанги ЯНАО".

дипломная работа , добавлен 11.11.2014


Общая характеристика и организационная структура предприятия. Достоинства и недостатки сети, построенной по технологии 100VG-AnyLAN. Выбор типа кабеля, этапы и правила его прокладки. Требования надежности локальной сети и расчет ее главных параметров.

курсовая работа , добавлен 25.04.2015


Перспективные технологии построения абонентской части сети с учетом защиты информации, выбор оборудования. Разработка и построение локальной сети на основе технологии беспроводного радиодоступа. Расчет экономических показателей защищенной локальной сети.

дипломная работа , добавлен 18.06.2009


Назначение, функции и основные требования к комплексу технических и программных средств локальной вычислительной сети. Разработка трехуровневой структуры сети для организации. Выбор оборудования и программного обеспечения. Проектирование службы каталогов.

курсовая работа , добавлен 24.11.2014


Сведения о текущем состоянии вычислительной сети организации, определение требований, предъявляемых организацией к локальной сети. Выбор технического обеспечения: активного коммутационного оборудования, аппаратного обеспечения серверов и рабочих станций.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «ИТ и ЗИ»

Курсовой проект

На тему: «Проектирование ЛВС предприятия»

Выполнил Паршин К.А.

Проверил: к.т.н. доцент ст. гр. ИТ-311

Ахметгареев К.Ю

Екатеринбург, 2013

Введение

Локальная вычислительная сеть

Канальный уровень модели OSI

Схема расположения компьютеров

Расчет общей длины кабеля

Форматы кадров Ethernet

Протокол SIP

Коммутаторы

Маршрутизация

Мультисервис. IP - телефония, SIP, H.323

Распределение IP - адресов для ЛВС.

Программное и аппаратное обеспечение

Расчет сметной стоимости

Заключение

Список литературы

Введение

Локальная вычислительная сеть представляет собой совокупность узлов коммутации и линий связи, обеспечивающих передачу данных пользователей сети. Поэтому требования могут быть разделены на две части:

требования к узлам коммутации

требования в линиям связи

Целью любого проектирования является выбор варианта наиболее полно удовлетворяющего требованиям заказчика.

Спроектировать локальную вычислительную сеть (ЛВС) предприятия для информационного обеспечения взаимодействия отделов на этаже производственного здания (Приложение 1) с учетом исходных данных:

1. Локальная вычислительная сеть

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть; англ. Local Area Network, LAN) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные, оптические связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные - через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры.

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI - физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда, общая шина, кольцо и дерево. Однако из этого не следует, что компьютеры, связанные в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

Протоколы ЛВС.

В ЛВС не требуется обеспечивать большинство функций, поэтому выполняемые функции разделены между физическим и канальным уровнями, причем канальный уровень расщеплен на два подуровня: управление доступом к среде (МАС) и управление логическим каналом (LLC).

В ЛВС в качестве кабельных передающих сред используются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

Основные характеристики ЛВС:

Территориальная протяженность сети (длина общего канала связи);

Максимальная скорость передачи данных;

Максимальное число АС в сети;

Максимально возможное расстояние между рабочими станциями в сети;

Топология сети;

Вид физической среды передачи данных;

Максимальное число каналов передачи данных;

Метод доступа абонентов в сеть;

Структура программного обеспечения сети;

Возможность передачи речи и видеосигналов;

Условия надежной работы сети;

Возможность связи ЛВС между собой и с сетью более высокого уровня;

Возможность использования процедуры установления приоритетов при одновременном подключении абонентов к общему каналу.

Канальный уровень модели OSI

Канальный уровень обеспечивает надежную передачу данных по физическому сетевому каналу. Различные спецификации канального уровня определяют различные характеристики сетей и протоколов, включая физическую адресацию, сетевую топологию, диагностирование ошибок, чередование фреймов и управление потоком. Физическая адресация определяет, каким образом адресуются устройства на канальном уровне. Сетевая топология состоит из спецификаций канального уровня, которые определяют физическое соединение устройств, такие топологии, как шинная или кольцевая. Диагностирование ошибок информирует протоколы высшего уровня о том, что произошла ошибка передачи, а чередование фреймов данных пересортирует фреймы, которые передавались с нарушением последовательности, определенным протоколом IEEE 802.3. Наконец, управление потоком управляет передачей данных таким образом, что принимающее устройство не будет перегружено большим трафиком, чем оно может обработать в единицу времени.

Канальный уровень разбит на два подуровня: подуровень управления логическим соединением (Logical Link Control - LLC) и подуровень управления доступом к передающей среде (Media Access Control - MAC). Подуровень управления логическим соединением (LLC) канального уровня управляет обменом данными между устройствами по одному каналу сети. Подуровень LLC определяется в спецификации IEEE 802.2 и поддерживает как службы, работающие без подтверждения соединений, так и службы, ориентированные на соединения, используемые протоколами высшего уровня. Спецификация IEEE 802.2 определяет количество полей фреймов канального уровня, позволяющих разделение несколькими протоколами высшего уровня одного физического канала данных.

Подуровень управления доступом к передающей среде (MAC) канального уровня управляет доступом протоколов к физической сетевой среде. Спецификация IEEE определяет MAC адреса и позволяет на канальном уровне множеству устройств идентифицировать друг друга уникальным образом.

3. 100Base-TX

Стандарт этого физического интерфейса предполагает использование неэкранированной витой пары категории не ниже 5. Он полностью идентичен стандарту FDDI UTP PMD, который также подробно рассмотрен в главе 6. Физический порт RJ-45 как и в стандарте 10Base-T может быть двух типов: MDI (сетевые карты, рабочие станции) и MDI-X (повторителе Fast Ethernet, коммутаторы). Порт MDI в единичном количестве может иметься на повторителе Fast Ethernet. Для передачи по медному кабелю используются пары 1 и 3. Пары 2 и 4 - свободны. Порт RJ-45 на сетевой карте и на коммутаторе может поддерживать на ряду с режимом 100Base-TX и режим 10Base-T или функцию автоопределения скорости. Большинство современных сетевых карт и коммутаторов поддерживают эту функцию по портам RJ-45 и кроме этого могут работать в дуплексном режиме.

BASE-TX использует для передачи данных по одной паре скрученных (витых) проводов в каждом направлении, обеспечивая до 100 Мбит/с пропускной способности в каждом направлении.

Витая пара - слаботочный кабель для передачи данных с помощью электрического сигнала по медным или алюминиевым омеднёнными жилам. В современном мире, кабель UTP 5e глубоко используется в СКС (структурированных кабельных системах). Среди разновидностей UTP различающихся характеристиками и количеством жил, наиболее часто встречаются UTP 5e по 4 пары и UTP 2 пары для внутренней прокладки и внешней, в последнем случае, в конструкции кабеля имеется трос. UTP с тросом удобно прокладывать по улице между зданиями, а цена данной продукции существенно ниже аналогов. Обычно внешняя витая пара UTP изготавливается в черной оболочке из поливинилхлорида, в том числе с экраном в виде металлической оплетки в бухтах с разной длиной, распространенный вариант - 305 метров бухта. Для прокладки в помещениях цвет оболочки - серый. В основном UTP применяется для подключения абонентов к сети Интернет или построения локальной вычислительной сети, в этом случае при использовании 100-мегабитного соединения используются только две витые пары 5е, при гигабитном соединении - все 4. Свое второе название "витая пара" получила за счёт скрутки жил попарно, расшифровывается UTP - Unshielded twisted pair. Благодаря своей сбалансированности кабель обладает всеми необходимыми характеристиками для СКС, среди мировых производителей кабеля UTP наиболее известны такие марки, как: Hyperline, Neomax, iO-SCS, MAXYS, SilverLAN. Как правило, оптовые цены на UTP 5e гораздо ниже среди аналогичной кабельной продукции, в нашем ассортименте вся "витая пара" сертифицирована и соответствует мировым стандартам качества.

Схема расположения компьютеров

Для того, что бы начертить план нашего помещения воспользуемся программой «Компас». Масштаб чертежа 1:100. Сразу же расположим на плане 27 рабочих места согласно заданию, два коммутатора, и определим трассу прокладки кабеля, что бы она удовлетворяла всем нашим условиям.

Расчет общей длины кабеля

Используя полученный чертеж, рассчитаем необходимую длину кабеля L, для прокладки нашей сети. Для расчета пользуемся формулой (1). Так же при расчете учитываем все подъемы, спуски, повороты и т.д. После нахождения необходим длины кабеля L проверим её на соответствие условию (2).

где:i - расстояние от i-ого рабочего места до коммутатора К1;j - расстояние от j-ого рабочего места до коммутатора К2;- расстояние от коммутатора К1 до маршрутизатора М;- расстояние от коммутатора К2 до маршрутизатора М;

8*300b ≤ L ≤ 300b (2)

где:- целое число бухт кабеля.

Табл. 1 Длины кабелей

Данная длина кабеля удовлетворяет нашему условию.

Форматы кадров Ethernet

Данные, передаваемые в сети Ethernet, разбиты на кадры. Данные по сети в чистом виде не передаются. Как правило, к единице данных "пристраевается" заголовок. В некоторых сетевых технологиях добавляется также окончание. Заголовок и окончание несут служебную информацию и состоят из определённых полей.

Так как существует несколько типов кадров, то для того, чтобы понять друг друга, отправитель и получатель должны использовать один и тот же тип кадров. Кадры могут быть четырёх разных форматов, несколько отличающихся друг от друга. Базовых форматов кадров (raw formats) существует всего два - Ethernet II и Ethernet 802.3. Эти форматы отличаются назначением всего одного поля.

Для успешной доставки информации получателю каждый кадр должен кроме данных содержать служебную информацию: длину поля данных, физические адреса отправителя и получателя, тип сетевого протокола и т.д.

Для того, чтобы рабочие станции имели возможность взаимодействовать с сервером в одном сегменте сети, они должны поддерживать единый формат кадра. Существует четыре основных разновидности кадров Ethernet:Type II802.3802.2SNAP (SubNetwork Access Protocol).

Минимальная допустимая длина всех четырёх типов кадров Ethernet составляет 64 байта, а максимальная - 1518 байт. Так как на служебную информацию в кадре отводится 18 байт, то поле "Данных" может иметь длину от 46 до 1500 байт. Если передаваемые по сети данные меньше допустимой минимальной длины, кадр будет автоматически дополняться до 46 байт. Столь жёсткие ограничения на минимальную длину кадра введены для обеспечения нормальной работы механизма обнаружения коллизий.

Для того, чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:

)Количество станций в сети не превышает 1024 (с учетом ограничений для коаксиальных сегментов).

)Удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервалов.

)Сокращение межкадрового расстояния (Interpacket Gap Shrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более, чем на 49 битовых интервалов (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.

Физический смысл ограничения задержки распространения сигнала по сети уже пояснялся - соблюдение этого требования обеспечивает своевременное обнаружение коллизий.

Требование на минимальное межкадровое расстояние связано с тем, что при прохождении кадра через повторитель это расстояние уменьшается. Каждый пакет, принимаемый повторителем, ресинхронизируется для исключения дрожания сигналов, накопленного при прохождении последовательности импульсов по кабелю и через интерфейсные схемы. Процесс ресинхронизации обычно увеличивает длину преамбулы, что уменьшает межкадровый интервал. При прохождении кадров через несколько повторителей межкадровый интервал может уменьшиться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте не хватит времени на обработку предыдущего кадра, в результате чего кадр будет просто потерян. Поэтому не допускается суммарное уменьшение межкадрового интервала более чем на 49 битовых интервалов.

Расчет PDV- временная задержка. Первое слагаемое описывает задержку во всех кабельных сегментах. Второе слагаемое описывает временную задержку в узлах коммутации. Третье слагаемое - задержку в сетевых адаптерах.

Если скорость 10 Мбит/с à PDV должно быть не более 576 бит на интервал.

Если скорость 100 Мбит/с àPDV не более 512 бит на интервал. (бит на интервал 6t).

При подсчете PDV необходимо найти 2 самых удаленных друг от друга компьютера в сети. Так же необходимо определить задержки в концентраторах.

Увеличение PDV более максимального значения провит к существенному числу коллизий, из-за того что кадр минимальной длинны 64б не успевает обойти сеть 2 раза и механизм collisium detected не фиксирует конфликт.

(UTP-5) = 1,112 bt/M - задержки в кабеле категории TX

(2TX/FX) =100 bt - задержки в 2х адаптерах категории ТХ

(TX/FX) = 92 bt - задержки в коммутаторах и маршрутизаторах 2й категории= (17,34 + 16,91 + 51,61 + 20,35) * 1,112 + 3 * 92 + 100 = 505,9 bt

Мбит/с => PDV < 512 bt

bt - запас межкадрового интервала

Для качественной работы сети нужно, что бы PDV удовлетворяло следующему условию: PDV ≤ 512 bt.

В нашем случае это условие выполняется. Так как все наши условия выполняются, то можно окончательно вычерчивать трассу прокладки кабеля (приложение 1).

Протокол SIP

Протокол инициирования сеансов - Session Initiation Protocol (SIP) является протоколом прикладного уровня и предназначается для организации, модификации и завершения сеансов связи: мультимедийных конференций, телефонных соединений и распределения мультимедийной информации. Пользователи могут принимать участие в существующих сеансах связи, приглашать других пользователей и быть приглашенными ими к новому сеансу связи. Приглашения могут быть адресованы определенному пользователю, группе пользователей или всем пользователям.

В основе протокола лежат следующие принципы:

Персональная мобильность пользователей. Пользователи могут перемещаться без ограничений в пределах сети, поэтому услуги связи должны предоставляться им в любом месте этой сети. Пользователю присваивается уникальный идентификатор, а сеть предоставляет ему услуги связи вне зависимости от того, где он находится. Для этого пользователь с помощью специального сообщения - REGISTER - информирует о своих перемещениях сервер определения местоположения.

Масштабируемость сети. Она характеризуется, в первую очередь, возможностью увеличения количества элементов сети при её расширении. Серверная структура сети, построенной на базе протокола SIP, в полной мере отвечает этому требованию.

Расширяемость протокола. Она характеризуется возможностью дополнения протокола новыми функциями при введении новых услуг и его адаптации к работе с различными приложениями.

Взаимодействие с другими протоколами сигнализации. Протокол SIP может быть использован совместно с протоколом Н.323. Возможно также взаимодействие протокола SIP с системами сигнализации ТфОП - DSS1 и ОКС7. Для упрощения такого взаимодействия сигнальные сообщения протокола SIP могут переносить не только специфический SIP, адрес, но и телефонный номер. Кроме того, протокол SIP, наравне с протоколами H.323 и ISUP/IP, может применяться для синхронизации работы устройств управления шлюзами.

10. Коммутаторы

Цели применения:

увеличение пропускной возможносли ЛВС

создание параллельной обработки потоков пакетов внутренней сети - IntraNet и внешней - Internet

решение вопросов безопасности сети

оптимизация архитектуры сети

Классификация:

Коммутаторы первого уровня:

Оптические коммутаторы - выполнены на основе призм и работает на принципе физики оптики (расщепление сигнала). Они коммутируют оптические сигналы.

Коммутаторы второго уровня:

переключение (cross bar) с буферизацией на входе

самомаршрутизация (self route) с разделяемой памятью

высокоскоростная шина (high speed bus)bar - переключение с буферизацией на входе, основанное на коммутационной матрице.road - управляемая многовходовая память

Сравнительный анализ технологий коммутации.

Технология cross bar обеспечивает наивысшее быстродействие и пропускную способность коммутатора в виду отсутствия внутренней памяти.

Коммутаторы, выполненные на такой технологии вносят минимальные временные задержки в сети передачи данных. Такие коммутаторы называются коммутаторами для раб. группы 1-го класса. Данные коммутаторы простое устройство и небольшую стоимость. Изображается в виде моноблока с ограниченным числом портов.

Недостаток технологии:

не фильтруются кадры, имеющие ошибки

минимальные возможности по администрированию

возможна внутренняя блокировка матрицыroad.

Поскольку в данной технологии кадр полностью помещается во внутреннюю память коммутатора, то на ряду с MAC адресом получателя проверяется контрольная сумма кадра, и если происходит несовпадение, то такой кадр коммутатором удаляется.

Достоинства:

отсутствие блокировок

наличие фильтрации незначительных кадров

количество портов может быть гораздо больше чем в crossbar

больше возможностей по администрированию, в частности, по фильтрации кадров.

Недостатки:

существенная временная задержка при обрабатывании кадра

такие коммутаторы к рабочей группе 1-го класса.

стоимость self-road больше чем crossbar

Коммутаторы 3 уровня.

Принято называть коммутаторами с функцией маршрутизации. Работает на 3-х уровнях модели OSI. Кроме сетевой задачи коммутации кадров в сети могут осуществлять маршрутизацию пакетов интернет приложений.

Нет разницы, что используется MAC адрес или ip протокол. У него имеется таблица соответствия MAC и IP адресов.

Коммутаторы 4 уровня.

Технология коммутации на уровне 4 включает в себя возможности управления производительностью и трафиком коммутаторов уровня 2 и 3, дополняя их новыми функциями, в том числе возможностями управления серверами и приложениями. Новые коммутаторы используют информацию, которая содержится в заголовках пакетов и относится к уровню 3 и 4 стека протоколов, такую как IP-адреса источника и приемника, биты SYN/FIN, отмечающие начало и конец прикладных сеансов, а также номера портов TCP/UDP для идентификации принадлежности трафика к различным приложениям. На основании этой информации, коммутаторы уровня 4 могут принимать решения о перенаправлении трафика того или иного сеанса.

Маршрутизация

Цель маршрутизации: накопление информации для маршрутизируемых протоколов стека TCP/IP путем составления и корректировки таблицы маршрутизации.

Маршрутизация выполняется на сетевом уровне модели OSI.

Сетевой уровень обеспечивает решения следующих задач:

Согласует принципы передачи данных

Решает проблему протоколов. WAN работает с LAN

Различает формат данных

Различает среды передачи данных.

Это все возможно благодаря большому количеству протоколов.

Главный протокол на сетевом уровне модели OSI IP протокол. Его задача передача пакетов от отправителя к получателю, где отправитель и получатель являются компьютерами. Каждому хосту в глобальной сети присваивается свой IP адрес. Используется 4 класса:

В классе А первый байт идет на структуру сети 3 байта на адрес хоста.

В классе В 2 байта - адрес сети, 2 байта - адрес хоста

В классе С 3 байта - адрес, 1 байт хост.

Общая длина IP пакета может достигать 64 байта. IP опции распространяются на способы маршрутизации.

Маршрутизация в глобальных сетях происходит следующим образом: создается запрос, предположим запрос PING, в сообщении имеется информация IP отправителя и IP получателя. Данный запрос идет на маршрутизатор, и далее пересылается на все маршрутизаторы, они смотрят в сообщение и определяют имеется ли у них в таблице информация об IP получателе. Если да, в ответном сообщении содержится информация об MAC адресе получателя. Данные записываются в ARP таблицу. Таким образом, устанавливается связь. ARP запрос - это один из огромного числа протоколов, которые работают на сетевом уровне модели OSI. Так же на сетевом уровне работаю такие протоколы, как ICMP, IPsec, RIP, DGP.

Характеристика протоколов:

надежность

стабильность

простота

сходимость

оптимальность

Классификация протоколов по способу управления:

статические (постройки таблицы маршрутизации выполняется в ручную, маршруты не меняются с течением времени)

динамические (постройка таблицы выполняется автоматически по мере изменения в сети передачи данных)

Для реализации всех этих протоколов используется, как уже было сказано чуть ранее, маршрутизатор. Это сетевое устройство, которое предназначено для соединения локальных сетей в единую структурированную сеть с управляемым трафиком и высокими возможностями защиты.

Мультисервис. IP - телефония, SIP, H.323

локальная вычислительная сеть

Для того чтобы передавать голос, видео и данные в глобальных сетях были созданы сети нового поколения NGN. Благодаря NGN появилась возможность устраивать IP телефонию, аудио(видео)конференцию. Это стало возможно с помощью softswitch. - программный коммутатор, управляющий сеансами VoIP. В нем реализуется несколько подходов к построению IP-телефонии: H.323, SIP, MGCP..323 рекомендация ITU-T, набор стандартов для передачи мультимедиа-данных по сетям с пакетной передачей.

Сигнализация - формирует соединение и управляет его статусом, описывает тип передаваемых данных

Управление потоковым мультимедиа (видео и голос) - передача данных посредством транспортных протоколов реального времени (RTP)

Приложения передачи данных.

Коммуникационные интерфейсы - взаимодействие устройств на физическом, канальном, сетевом уровнях.Session Initiation Protocol - протокол установления сеанса передачи данных, который описывает способ установления и завершения пользовательского интернет-сеанса, включающего обмен мультимедийным содержимым.

В основу протокола рабочая группа заложила следующие принципы:

Простота: включает в себя только шесть методов (функций)

Персональная мобильность пользователей. Пользователи могут перемещаться в пределах сети без ограничений. При этом набор предоставляемых услуг остается неизменным.

Масштабируемость сети. Структура сети на базе протокола SIP позволяет легко ее расширять и увеличивать число элементов.

Расширяемость протокола. Протокол характеризуется возможностью дополнять его новыми функциями при появлении новых услуг.

Интеграция в стек существующих протоколов Интернет. Протокол SIP является частью глобальной архитектуры мультимедиа, разработанной комитетом IETF. Кроме SIP, эта архитектура включает в себя протоколы RSVP, RTP, RTSP, SDP.

Взаимодействие с другими протоколами сигнализации. Протокол SIP может быть использован совместно с другими протоколами IP-телефонии, протоколами ТфОП, и для связи с интеллектуальными сетями.

Таким образом softswitch позволят организовывать мультисервис. С помощью сети передачи данных пользователи могут пользоваться VoIP телефонами, IP телевидением, и многими другими функциями. - power over Ethernet, это система, позволяющая преобразовывать переменное напряжение 220 В в постоянное 48 В (от 36 до 52 В). Данная технология используется в коммутаторах для питания web камер, или IP телефонов.

Главное преимущество технологии PoE - отсутствие необходимости тянуть к сетевым устройствам отдельную электропроводку для подачи питания туда, где её нет. Беспроводные точки доступа, камеры видео наблюдения, системы контроля доступа, которые получают питание по технологии PoE, можно устанавливать везде, где это необходимо. Облегчается работа инсталлятора в труднодоступных местах.

Я выбрал телефон Cisco Systems CP-7906G, так как он отвечает нашим требованиям: IP-телефон на 1 линию с 1 портом Fast Ethernet и поддержкой PoE

Распределение IP - адресов для ЛВС

Имеется один IP - адрес, который определил провайдер (задан):

10.0.5 - IP- адрес

255.255.192/26 маска сети

10.0.5/26 - идентификатор сети

10.0.63 - широковещательсеть 197.10.0.0/28

10.0.1/28 197.10.0.5/28

10.0.2/28 197.10.0.6/28

10.0.3/28 197.10.0.7/28

10.0.4/28 197.10.0.8/28

10.0.9/28 - IP - телефон

10.0.15 Широковещательный адрессеть 197.10.0.16/28

10.0.17/28 197.10.0.21/28

10.0.18/28 197.10.0.22/28

10.0.19/28 197.10.0.23/28

10.0.20/28 197.10.0.24/28

10.0.31 Широковещательный адрессеть 197.10.0.32/28

10.0.33/28 197.10.0.35/28

10.0.34/28 197.10.0.36/28

10.0.47 Широковещательный адрессеть 197.10.0.48/28

10.0.49/28 197.10.0.53/28

10.0.50/28 197.10.0.54/28

10.0.51/28 197.10.0.55/28

10.0.63 Широковещательный адрес

Программное и аппаратное обеспечение

В нашем курсовом проекте выбрана отрасль строительство. Данная отрасль занимается созданием архитектурных проектов зданий, городских сооружений и прочего.это мощная САПР платформа, которая объединяет знакомый набор базовых функций с усовершенствованным набором 2D инструментов и интеллектуальным прямым 3D моделированием для Windows и Linux по приемлемой цене.читает и записывает данные в формате dwg и предлагает очень высокую совместимость с AutoCAD®. В дополнение к этому BricsCAD предлагает прямое 3D моделирование в формате dwg. BricsCAD - намного больше чем просто альтернатива.

Благодаря полному набору совместимых API, приложения сторонних разработчиков могут работать на BricsCAD без модификации исходного кода.

Системный блок DNS Extreme

Тип процессора Intel Core i5

Код процессора i5 3340

Количество ядер процессора 4

Частота процессора 3100 МГц

Размер оперативной памяти 8192 Мб

Объем жесткого диска 1000 Гб

Оптический привод DVD±RW

Чипсет графического контроллера NVIDIA GeForce GTX 650

Размер видеопамяти 1024 Мб

Сервер Cisco UCS C240 M3

Тип процессора Intel Xeon

Чипсет Intel® C600

Процессор Intel® Xeon® E5 2620

Частота процессора 2.0 ГГц

Установлено ЦП 1

Питание 2 x 650 Вт

Коммутатор Cisco WS-C3560V2-24PS-S

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

Маршрутизатор Cisco 857-K9

Объем оперативной памяти 64 Мб

Количество портов коммутатора 4 x Ethernet 10/100 Мбит/сектелефон Cisco 7906G

Сетевые интерфейсы 1 x RJ-45 10/100BASE-TX

с портом Fast Ethernet и поддержкой PoE

Витая пара UTP 5e

(полоса частот 125 МГц) 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Ограничение на длину кабеля между устройствами (компьютер-свитч, свитч-компьютер, свитч-свитч) - 100 м.

Расчет сметной стоимости

	Оборудвание/Программа	Название	Количество	Цена, руб/шт	Цена, руб
	Системный блок, с ОС Windows 7 Home Premium 64-bit
	Клавиатура	Gigabyte GK-K6150 Multimedia USB Black
		DNS OFFICE WRD-039BS Black USB
	Операционная система	Microsoft Windows Server 2008 R2 Standart Edition SP1 (64-bit)
	Антивирусное ПО	Kaspersky Internet Security		3990 на 5 ПК 1790 на 2 ПК
	IP-телефон	Cisco Systems CP-7906G
		UTP 4 пары кат.5e	305 м(бухта)
		Plug RJ45 5E 8P8C
	Настенная розетка	Plug RJ45 кат.5
	Кабель-канал
	Угол внутренний
	Коммутатор	Cisco WS-C3560V2-24PS-S
	Маршрутизатор
		Cisco UCS C240 M3
	Шкаф серверный
	Работы по проектированию и монтажу

Итого:2 279 806 рублей

Заключение

В ходе проделанной работы была спроектирована ЛВС предприятия, определена трасса прокладки кабеля, было выбрано необходимое оборудование и программное обеспечение. Так же была сосчитана смета на реализацию ЛВС. Итоговые характеристики сети получились следующими:

Количество рабочих мест - 27, шт;

Топология - звезда;

Скорость передачи - 100, Мбит/с;

Срок эксплуатации - 10, лет;

Сметная стоимость ЛВС - 2 200 833 руб.

Список литературы

1)Лекции по предмету «Инфокоммуникационные системы» - преподаватель Паршин К.А.

) DNS online магазин -www.dns.ru

Московский Государственный Горный Университет

Кафедра Автоматизированных Систем Управления

Курсовой проект

по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации»

на тему: «Проектирование локальной вычислительной сети»

Выполнил:

Ст. гр. АС-1-06

Юрьева Я.Г.

Проверил:

проф., д. т. н. Шек В.М.

Москва 2009

Введение

1 Задание на проектирование

2 Описание локально-вычислительной сети

3 Топология сети

4 Схема локальной сети

5 Эталонная модель OSI

6 Обоснование выбора технологии развертывания локальной сети

7 Сетевые протоколы

8 Аппаратное и программное обеспечение

9 Расчет характеристик сети

Список используемой литературы

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, объединяющую компьютеры и периферийное оборудование на ограниченной территории, обычно не больше нескольких зданий или одного предприятия. В настоящее время ЛВС стала неотъемлемым атрибутом в любых вычислительных системах, имеющих более 1 компьютера.

Основные преимущества, обеспечиваемые локальной сетью – возможность совместной работы и быстрого обмена данными, централизованное хранение данных, разделяемый доступ к общим ресурсам, таким как принтеры, сеть Internet и другие.

Еще одной важнейшей функцией локальной сети является создание отказоустойчивых систем, продолжающих функционирование (пусть и не в полном объеме) при выходе из строя некоторых входящих в них элементов. В ЛВС отказоустойчивость обеспечивается путем избыточности, дублирования; а также гибкости работы отдельных входящих в сеть частей (компьютеров).

Конечной целью создания локальной сети на предприятии или в организации является повышение эффективности работы вычислительной системы в целом.

Построение надежной ЛВС, соответствующей предъявляемым требованиям по производительности и обладающей наименьшей стоимостью, требуется начинать с составления плана. В плане сеть разделяется на сегменты, подбирается подходящая топология и аппаратное обеспечение.

Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» (linear bus). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

В сети с топологией «шина» (рис.1.) компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов.

Рис.1. Топология «Шина»

Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть.

Однако вывести прямую зависимость между пропускной способностью сети и количеством компьютеров в ней нельзя. Так как кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе:

· характеристики аппаратного обеспечения компьютеров в сети;

· частота, с которой компьютеры передают данные;

· тип работающих сетевых приложений;

· тип сетевого кабеля;

· расстояние между компьютерами в сети.

Шина - пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

Отражение сигнала

Данные, или электрические сигналы, распространяются по всей сети - от одного конца кабеля к другому. Если не предпринимать никаких специальных действий, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. Поэтому, после того как данные достигнут адресата, электрические сигналы необходимо погасить.

Терминатор

Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы (terminators), поглощающие эти сигналы. Все концы сетевого кабеля должны быть к чему-нибудь подключены, например к компьютеру или к баррел-коннектору - для увеличения длины кабеля. К любому свободному - неподключенному - концу кабеля должен быть подсоединен терминатор, чтобы предотвратить отражение электрических сигналов.

Объектом проектирования является локальная вычислительная сеть организации. Данная сеть должна обеспечивать транспортировку информации в рамках организации и обеспечивать возможность взаимодействия с глобальной сетью Internet. Организация, для которой проектируется локальная сеть, является предприятие, основным видом деятельности которого является производство качественной мебели.

Топология сети и сетевое оборудование

Топология сети

При построении ЛВС организации будем использовать древовидную структуру на основе топологии звезда. Это одна из наиболее распространенных топологий, поскольку проста в обслуживании.

Достоинства топологии:

• · выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
• · хорошая масштабируемость сети;
• · лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
• · высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
• · гибкие возможности администрирования.

Недостатки топологии:

• · выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;
• · для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
• · конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Эта топология выбрана в связи с тем, что является наиболее быстродействующей. С точки зрения надежности она не является наилучшим решением, так как выход их строя центрального узла приводит к остановке всей сети, но в то же время проще найти неисправность.

Абоненты каждого сегмента сети будут подключены к соответствующему коммутатору (Switch). А связывать в единую сеть эти сегменты будет управляемый коммутатор - центральный элемент сети.

Необходимо следующее сетевое оборудование:

• 1. Сетевые коммутаторы или свитчи (Switch) - 8 шт. -- устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента.
• 2. Серверы (server) - 1 шт. -- аппаратное обеспечение, выделенное и/или специализированное для выполнения на нем сервисного программного обеспечения без непосредственного участия человека.
• 3. Принтеры (в т.ч. многофункциональные устройства) (Printer) - 5 шт. - устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.
• 4. DVB PC карта 1 шт. - это компьютерная плата, которая предназначена для того, чтобы принимать сигнал со спутника, а затем его расшифровывать.
• 5. Спутниковая антенна - 1 шт. - это важнейший компонент спутникового интернета и спутникового ТВ, от нее будет зависеть стабильность интернет соединения, и качество и количество спутниковых телеканалов.
• 6. Конвертер - 1шт. - программа с помощью, которой можно преобразовать файлы из одного формата в другой.

Среда передачи:

Среда передачи - это физическая среда, по которой возможно распространение информационных сигналов в виде электрических, световых и т.п. импульсов.

Для объединения ПК в единую ЛВС понадобится кабель типа UTP5e "витая пара" (twisted pair), является одним из наиболее распространенных типов кабеля в настоящее время. Он состоит из нескольких пар медных проводов, покрытых пластиковой оболочкой. Провода, составляющие каждую пару, закручены вокруг друг друга, что обеспечивает защиту от взаимных наводок. Кабели данного типа делятся на два класса -- "экранированная витая пара" ("Shielded twisted pair") и "неэкранированная витая пара" ("Unshielded twisted pair"). Отличие этих классов состоит в том, что экранированная витая пара является более защищенной от внешней электромагнитной интерференции, благодаря наличию дополнительного экрана из медной сетки и/или алюминиевой фольги, окружающего провода кабеля. Сети на основе "витой пары" в зависимости от категории кабеля обеспечивают передачу со скоростью от 10 Мбит/с - 1 Гбит/с. Длина сегмента кабеля не может превышать 100 м (до 100 Мбит/с).

Таблица 1. Количество оборудования в сети

Оборудование	Количество
Коммутаторы
Коммутатор D-Link Switch 10port (8UTP 10/100/1000Mbps + 2Combo 1000Base-T/SFP)
Коммутатор D-Link Switch 16 port (16UTP 10/100Mbps) (swich1,2,3,4,5,6,7)
Сервер sS7000B/pro2U (SX20H2Mi): Xeon E5-2650/ 16 Гб/ 2 x 1 Тб SATA RAID
ПК (2 комплектации)
Epson AcuLaser M2400DN (A4, 35 стр/мин, 1200dpi, USB2.0/LPT, сетевой, двусторонняя печать)
Спутниковая DVB карта TeVii S 470 PCI-E (DVB-S2)
Спутниковая антенна LANS-7.5 Антенна сетчатая прямофокусная параболическая с азимутальной фиксированной подвеской AZ/EL 2.30м F/D=0.375
Конвертер MultiCo < EC-202C20-BB> 10 / 100Base-TX to 100Base-FX конвертер (1UTP, 1SC)

Расчет кабельной системы:

Для расчета стоимости кабелей примем, что среднее расстояние между компьютерами в отделе и соответствующим коммутатором равно 10 метрам, тогда понадобится примерно 850 м кабеля UTP 5e.

Для покрытия расстояния от коммутаторов до центрального управляемого коммутатора (+ подсоединить руководителя) понадобится 350 м кабеля UTP 5е. сетевой локальный кабельный интернет

Увеличим расходы на кабель UTP 5e на 10% (для отходов и брака при монтаже) и получим примерно 1350 м.

Всего понадобится 100 отрезков витой пары, для которой потребуется 200 коннекторов RJ-45. С учетом брака - 220.