Разработка локальной сети. жуткая жуть (2). Разработка локальной вычислительной сети для предприятия
Скачать 0.51 Mb.
|
АНПОО «НИЖЕГОРОДСКИЙ КОЛЛЕДЖ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ» Курсовая работа по дисциплине: МДК 03.02 Компьютерные сети и сервера на тему: Разработка локальной вычислительной сети для предприятия Выполнил студент: Баженова Е.М. Группа: КС 19-2 Специальность: Компьютерные системы и комплексы Преподаватель: Белокрылин О.А. Оценка: ________________ Дата защиты: ___________ Нижний Новгород 2022 СОДЕРЖАНИЕВведение 3 Глава 1. Устройство и основные понятия локальной сети 5 Понятие локальной сети 5 Устройство локальной сети ..7 1.3. Оборудование для локальной сети 10 Глава 2.Разработка и подбор оборудования для локальной сети 14 Построение локальной сети 14 Выбор витой пары категории 6 16 Подбор коммутатора 18 Подбор маршрутизатора…………………………………………………...21 Вывод 23 Библиографический список……………………………………………………... 24 ВВЕДЕНИЕКомпьютерная сеть - это набор компьютеров, совместно использующих ресурсы, расположенные на сетевых узлах или предоставляемые ими. Компьютеры используют общие протоколы связи по цифровым соединениям для связи друг с другом. Эти соединения состоят из телекоммуникационных сетевых технологий, основанных на физически проводных, оптических и беспроводных радиочастотных методах, которые могут быть организованы в различные сетевые топологии Вхождение России в мировое информационное пространство влечет за собой широчайшее использование новейших информационных технологий, и в первую очередь, компьютерных сетей. При этом резко возрастают и качественно видоизменяются возможности пользователя как в деле оказания услуг своим клиентам, так и при решении собственных организационно-экономических задач. Уместно отметить, что современные компьютерные сети являются системой, возможности и характеристики которой в целом существенно превышают соответствующие показатели простой суммы составляющих элементов сети персональных компьютеров при отсутствии взаимодействия между ними. Актуальность данной работы обусловлена их широким распространением в информационных системах кредитно-финансовой сферы, органов государственного управления и местного самоуправления, предприятий и организаций. Проблема курсовой работы: Как строится компьютерная сеть реализованная по технологии витой пары категории 6 Предметом разработки: является сеть состоящая из 87 компьютеров реализованы по технологии витой пары категории 6. Цель: целью данной курсовой работой является проектирование компьютерной сети, начиная с выбора вида сети и заканчивая выбором оборудования и программного обеспечения. В соответствии с поставленной целью в работе определены следующие задачи. Задачи:изучить технологии создания сетей; определить описание необходимого оборудования и порядок создания компьютерной сети разработать компьютерную сеть подобрать необходимое оборудование ГЛАВА 1. Устройство и основные понятия локальной сетиПонятие локальной сетиСеть — группа компьютеров, соединенных друг с другом, с помощью специального оборудования, обеспечивающего обмен информацией между ними. Соединение между двумя компьютерами может быть непосредственным (двухточечное соединение) или с использованием дополнительных узлов связи. Существует несколько типов сетей, и локальная сеть — лишь одна из них. Локальная сеть представляет собой, по сути, сеть, используемую в одном здании или отдельном помещении, таком как квартира, для обеспечения взаимодействия используемых в них компьютеров и программ. Локальные сети, расположенные в разных зданиях, могут быть соединены между собой с помощью спутниковых каналов связи или волоконно-оптических сетей, что позволяет создать глобальную сеть, т.е. сеть, включающую в себя несколько локальных сетей. Интернет является еще одним примером сети, которая уже давно стала всемирной и всеобъемлющей, включающей в себя сотни тысяч различных сетей и сотни миллионов компьютеров. Независимо от того, как вы получаете доступ к Интернету, с помощью модема, локального или глобального соединения, каждый пользователь Интернета является фактически сетевым пользователем. Для работы в Интернете используются самые разнообразные программы, такие как обозреватели Интернета, клиенты FTP, программы для работы с электронной почтой и многие другие. Компьютер, который подключен к сети, называется рабочей станцией (Workstation). Как правило, с этим компьютером работает человек. В сети присутствуют и такие компьютеры, на которых никто не работает. Они используются в качестве управляющих центров в сети и как накопители информации. Такие компьютеры называют серверами, Если компьютеры расположены сравнительно недалеко друг от друга и соединены с помощью высокоскоростных сетевых адаптеров то такие сети называются локальными. При использовании локальной сети компьютеры, как правило, расположены в пределах одной комнаты, здания или в нескольких близко расположенных домах. Для объединения компьютеров или целых локальных сетей, которые расположены на значительном расстоянии друг от друга, используются модемы, а также выделенные, или спутниковые каналы связи. Такие сети носят название глобальные. Обычно скорость передачи данных в таких сетях значительно ниже, чем в локальных. 1.2. Устройство локальной сетиСуществуют два вида архитектуры сети: одноранговая (Peer-to-peer) и клиент/ сервер (Client/Server), На данный момент архитектура клиент/сервер практически вытеснила одноранговую. Если используется одноранговая сеть, то все компьютеры, входящие в нее, имеют одинаковые права. Соответственно, любой компьютер может выступать в роли сервера, предоставляющего доступ к своим ресурсам, или клиента, использующего ресурсы других серверов. В сети, построенной на архитектуре клиент/сервер, существует несколько основных компьютеров — серверов. Остальные компьютеры, которые входят в сеть, носят название клиентов, или рабочих станций. Сервер — это компьютер, который обслуживает другие компьютеры в сети. Существуют разнообразные виды серверов, отличающиеся друг от друга услугами, которые они предоставляют; серверы баз данных, файловые серверы, принт-серверы, почтовые серверы, веб-серверы и т. д. Одноранговая архитектура получила распространение в небольших офисах или в домашних локальных сетях, В большинстве случаев, чтобы создать такую сеть, вам понадобится пара компьютеров, которые снабжены сетевыми картами, и кабель. В качестве кабеля используют витую пару четвертой или пятой категории. Витая пара получила такое название потому, что пары проводов внутри кабеля перекручены (это позволяет избежать помех и внешнего влияния). Все еще можно встретить достаточно старые сети, которые используют коаксиальный кабель. Такие сети морально устарели, а скорость передачи информации в них не превышает 10 Мбит/с. После того как сеть будет создана, а компьютеры соединены между собой, нужно настроить все необходимые параметры программно. Прежде всего убедитесь, что на соединяемых компьютерах были установлены операционные системы с поддержкой работы в сети (Linux, FreeBSD, Windows) Все компьютеры в одноранговой сети объединяются в рабочие группы, которые имеют свои имена (идентификаторы). В случае использования архитектуры сети клиент/сервер управление доступом осуществляется на уровне пользователей. У администратора появляется возможность разрешить доступ к ресурсу только некоторым пользователям. Предположим, что вы делаете свой принтер доступным для пользователей сети. Если вы не хотите, чтобы кто угодно печатал на вашем принтере, то следует установить пароль для работы с этим ресурсом. При одноранговой сети любой пользователь, который узнает ваш пароль, сможет получить доступ к вашему принтеру. В сети клиент/ сервер вы можете ограничить использование принтера для некоторых пользователей вне зависимости от того, знают они пароль или нет. Чтобы получить доступ к ресурсу в локальной сети, построенной на архитектуре клиент/сервер, пользователь обязан ввести имя пользователя (Login — логин) и пароль (Password). Следует отметить, что имя пользователя является открытой информацией, а пароль — конфиденциальной. Процесс проверки имени пользователя называется идентификацией. Процесс проверки соответствия введенного пароля имени пользователя — аутентификацией. Вместе идентификация и аутентификация составляют процесс авторизации. Часто термин «аутентификация» — используется в широком смысле: для обозначения проверки подлинности. Из всего сказанного можно сделать вывод о том, что единственное преимущество одноранговой архитектуры — это ее простота и невысокая стоимость. Сети клиент/сервер обеспечивают более высокий уровень быстродействия и защиты. Достаточно часто один и тот же сервер может выполнять функции нескольких серверов, например файлового и веб-сервера. Естественно, общее количество функций, которые будет выполнять сервер, зависит от нагрузки и его возможностей. Чем выше мощность сервера, тем больше клиентов он сможет обслужить и тем большее количество услуг предоставить. Поэтому в качестве сервера практически всегда назначают мощный компьютер с большим объемом памяти и быстрым процессором (как правило, для решения серьезных задач используются многопроцессорные системы) 1.3 Оборудование для локальной сетиКабельКомпьютеры внутри локальной сети соединяются с помощью кабелей, которые передают сигналы. Кабель, соединяющий два компонента сети (например, два компьютера), называется сегментом. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости передачи информации и частоты возникновения сбоев и ошибок. Наиболее часто используются кабели трех основных категорий: Витая пара; Коаксиальный кабель; Оптоволоконный кабель, Для построения локальных сетей сейчас наиболее широко используется витая пара. Внутри такой кабель состоит из двух или четырех пар медного провода, перекрученных между собой. Витая пара также имеет свои разновидности: UTP (Unshielded Twisted Pair — неэкранированная витая пара) и STP (Shielded Twisted Pair — экранированная витая пара). Эти разновидности кабеля способны передавать сигналы на расстояние порядка 100 м. Как правило, в локальных сетях используется именно UTP. STP имеет плетеную оболочку из медной нити, которая имеет более высокий уровень защиты и качества, чем оболочка кабеля UTP. В кабеле STP каждая пара проводов дополнительно экранировала (она обернута слоем фольги), что защищает данные, которые передаются, от внешних помех. Такое решение позволяет поддерживать высокие скорости передачи на более значительные расстояния, чем в случае использования кабеля UTP, Витая пара подключается к компьютеру с помощью разъема RJ-45 (Registered Jack 45), который очень напоминает телефонный разъем RJ-11 (Regi-steredjack). Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях 10,100 и 1000 Мбит/с. Коаксиальный кабель состоит из медного провода, покрытого изоляцией, экранирующей металлической оплеткой и внешней оболочкой. По центральному проводу кабеля передаются сигналы, в которые предварительно были преобразованы данные. Такой провод может быть как цельным, так и многожильным. Для организации локальной сети применяются два типа коаксиального кабеля: ThinNet (тонкий, 10Base2) и ThickNet (толстый, 10Base5). В данный момент локальные сети на основе коаксиального кабеля практически не встречаются. В основе оптоволоконного кабеля находятся оптические волокна (световоды), данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов информации на максимально доступных скоростях. Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования. Сетевые карты Сетевые карты делают возможным соединение компьютера и сетевого кабеля. Сетевая карта преобразует информацию, которая предназначена для отправки, в специальные пакеты. Пакет — логическая совокупность данных, в которую входят заголовок с адресными сведениями и непосредственно информация. В заголовке присутствуют поля адреса, где находится информация о месте отправления и пункте назначения данных, Сетевая плата анализирует адрес назначения полученного пакета и определяет, действительно ли пакет направлялся данному компьютеру. Если вывод будет положительным, то плата передаст пакет операционной системе. В противном случае пакет обрабатываться не будет. Специальное программное обеспечение позволяет обрабатывает все пакеты, которые проходят внутри сети. Такую возможность используют системные администраторы, когда анализируют работу сети, и злоумышленники для кражи данных, проходящих по ней. Любая сетевая карта имеет индивидуальный адрес, встроенный в ее микросхемы. Этот адрес называется физическим, или MAC-адресом (Media Access Control — управление доступом к среде передачи). Порядок действий, совершаемых сетевой картой, такой: Получение информации от операционной системы и преобразование ее в электрические сигналы для дальнейшей отправки по кабелю; Получение электрических сигналов по кабелю и преобразование их обратно в данные, с которыми способна работать операционная система; Определение, предназначен ли принятый пакет данных именно для этого компьютера; Управление потоком информации, которая проходит между компьютером и сетью. Концентраторы Концентратор (хаб) — устройство, способное объединить компьютеры в физическую звездообразную топологию. Концентратор имеет несколько портов, позволяющих подключить сетевые компоненты. Концентратор, имеющий всего два порта, называют мостом. Мост необходим для соединения двух элементов сети. Сеть вместе с концентратором представляет собой «общую шину». Пакеты данных при передаче через концентратор будут доставлены на все компьютеры, подключенные к локальной сети. Существует два вида концентраторов. Пассивные концентраторы. Такие устройства отправляют полученный сигнал без его предварительной обработки. Активные концентраторы (многопостовые повторители). Принимают входящие сигналы, обрабатывают их и передают в подключенные компьютеры. Коммутаторы Коммутаторы необходимы для организации более тесного сетевого соединения между компьютером-отправителем и конечным компьютером. В процессе передачи данных через коммутатор в его память записывается информация о MAC-адресах компьютеров. С помощью этой информации коммутатор составляет таблицу маршрутизации, в которой для каждого из компьютеров указана его принадлежность определенному сегменту сети. При получении коммутатором пакетов данных он создает специальное внутреннее соединение (сегмент) между двумя своими Портами, используя таблицу маршрутизации. Затем отправляет пакет данных в соответствующий порт конечного компьютера, опираясь на информацию, описанную в заголовке пакета. Таким образом, данное соединение оказывается изолированным от других портов, что позволяет компьютерам обмениваться информацией с максимальной скоростью, которая доступна для данной сети. Если у коммутатора присутствуют только два порта, он называется мостом. Коммутатор предоставляет следующие возможности: Послать пакет с данными с одного компьютера на конечный компьютер; Увеличить скорость передачи данных. Маршрутизаторы Маршрутизатор по принципу работы напоминает коммутатор, однако имеет больший набор функциональных возможностей, Он изучает не только MAC, но и IP-адреса обоих компьютеров, участвующих в передаче данных. Транспортируя информацию между различными сегментами сети, маршрутизаторы анализируют заголовок пакета и стараются вычислить оптимальный путь перемещения данного пакета. Маршрутизатор способен определить путь к произвольному сегменту сети, используя информацию из таблицы маршрутов, что позволяет создавать общее подключение к Интернету или глобальной сети. Маршрутизаторы позволяют произвести доставку пакета наиболее быстрым путем, что позволяет повысить пропускную способность больших сетей. Если какой-то сегмент сети перегружен, поток данных пойдет по другому пути. ГЛАВА 2. Разработка и подбор оборудования для локальной сети2.1 Построение локальной сетиКлассическая ЛВС состоит из: рабочих мест (ПК пользователей); пассивного оборудования, к которому относят сетевые кабели, патч-корды, патч-панели и шкафы-стойки; активного сетевого оборудования, которое также может быть размещено в шкафах или стойках, в том числе в тех же, что и патч-панели (как правило, это коммутаторы). При построении ЛВС главная задача — проектирование будущей сети, поскольку благодаря правильно выбранной топологии сети можно значительно повысить скорость и функциональность системы и сократить расходы на ее создание и обслуживание. Самым неудачным решением является попытка разместить сетевое оборудование, что называется, где попало — от кабинета руководителя компании до развешивания на стенах офиса в произвольных местах. Такая «схема» гарантированно приводит к повреждению оборудования и незапланированным расходам на его ремонт или замену. Кроме того, обслуживать или перемещать это сетевое хозяйство очень сложно, не говоря уже о его масштабировании. Не следует также экономить на коробах и розетках, даже если все рабочие места сосредоточены в одном помещении; проложенные по стенам и полу коммуникации легко повреждаются, быстро приходят в негодность и создают дополнительные проблемы как для сотрудников, так и обслуживающего персонала.Ниже представлена схема спроектированной сети. Для её построения была выбрана древовидная система. Одним из главных плюсов этой системы является гибкость. В древовидную топологию можно легко добавлять новые узлы (компьютеры), просто подключив к ней концентратор. Это фактически позволяет добавлять несколько компьютеров в сеть одновременно. Рисунок 1. Схема сети, состоящая из 87 компьютеров, реализованных по технологии витой пары категории 6. Для данной сети нам понадобится: Общий коммутатор ( 1 шт) Коммутатор в комнаты ( 5 шт) Витая пара категории 6 (≈ 500 м) Маршрутизатор Коннектор 2.2 Выбор витой пары категории 6 Данная сеть строится технологии витой пары категории 6. Витая пара категории 6, также известный как кабель для передачи данных по локальной сети или Ethernet , представляет собой кабель из медной проволоки, скрученной в несколько пар, и покрытый оболочкой, который может поддерживать скорость передачи данных до 1 гигабит (1000 мегабит). Эта более высокая пропускная способность обеспечивает быструю передачу больших файлов в сети. Он совместим с сетями Fast Ethernet 10BASE-T, 100BASE-TX и Gigabit и обратно совместим с предыдущими итерациями, такими как Cat5 / 5E и Cat3. На каждом конце обычно имеется гнездо RJ45 с восьмипозиционным восьмиконтактным разъемом (8P8C), которое используется для соединения двух устройств вместе с кабелем. Важно использовать разъемы, соответствующие рейтингу 6 категории, чтобы добиться максимальной производительности, которую он обеспечивает. Таблица 1. Сравнение между витыми парами категории 5E, Cat6.
По сути, все сводится к качеству, скорости и цене. Сеть всегда будет работать на скорости самого медленного устройства или компонента, поэтому их смешивание приведет к тому, что вся сеть будет работать на скорости с самой низкой спецификацией. Cat5 устарел и был заменен на Cat5e. Такой кабель хорошего качества («e» означает улучшенный) может работать на скоростях, близких к гигабитным или близким к ним, тогда как Cat6 специально сертифицирован для работы в 1 гигабит, поэтому предлагает повышенную скорость по сравнению с Cat5. Cat6 может работать до 250 МГц, в то время как Cat5e может работать только до 100 МГц. Кабель 5e более экономичен, имеет почти сопоставимые скорости и выпускается во многих цветах, чтобы соответствовать условиям, в которых они находятся. Для данной сети нам понадобится ≈ 500 м проводов. Возьмём для построения из DNS Hyperline UUTP4-C6-S23-IN-LSZH-GY-305. Нам понадобятся 2 упаковки объёмом 305 м. Так же нам понадобятся коннекторы и сетевые розетки. Коннектор RJ12 PRO LEGEND RJ12 6P4C Рисунок 2. RJ12 PRO LEGEND RJ12 6P4C Розетка компьютерная двойная RJ45+RJ45 SE Glossa Белая Рисунок 3. Розетка компьютерная двойная RJ45+RJ45 SE Glossa Белая 2.3 Подбор коммутатораСуществует множество типов гигабитных коммутаторов с 24/48 портами для различных требований на рынке. При выборе правильного гигабитного коммутатора с 24/48 портами вам нужно взвесить варианты между управляемым или неуправляемым, PoE или non-PoE, стекируемый или не стекируемый , безвентиляторным или со встроенными вентиляторами и т. д. За исключением номеров и типов портов, другие основные производительности аппаратных средств (скорость пересылки, источник питания и т. д.), функциональность (стекирование, 802.1ad QinQ и т. д.) И услуги также являются важными факторами при выборе гигабитного коммутатора. Ниже представлено сравнеyие между двумя коммутаторами: Таблица 2. Сравнение коммутаторов
Рисунок. 4 Коммутатор TP-Link TL-SG3452P 48G 4SFP 48PoE+ 384W управляемый Самым оптимальным вариантом для общего коммутатора будет TP-Link TL-SG3452P 48G 4SFP 48PoE+ 384W. Он выполняет роль общего коммутатора, через которые будут работать другие коммутаторы в помещениях, и через него же они будут управляться. Хорошим отличием, от других коммутаторов, представленных в таблице, в том, что он поддерживает, большое кол-во разных скоростей работы сети. Множество способов управления: web-интерфейс, SNMP, Telnet, SSH, множественная безопасность: RSTP, защита порта, фильтрация DHCP-клиентов, фильтрация пакетов по MAC, фильтрация по IP, фильтрация по TCP/UDP, NAT. В качестве коммутатора в офисы нам потребуется коммутатор на 24 порта. К нему будет подключено 20 компьютеров, а 4 порта останутся резервными. Ниже представлена сравнительная таблица между тремя коммутаторами. Таблица 3. Выбор гигабитного коммутатора 24 порта
Исходя из данных приведённых в таблице 3, мы выберем коммутатор 3900-24F4S. Он стоит дороже чем 3900-24T4S, но выигрывает за счёт наличия охлаждения и своей совместимости. Со стандартным протоколом, определенным IEEE802.3, который может формировать хорошее взаимодействие с оборудованием других марок на уровне переадресации. Совместимость со стандартными протоколами, такими как STP/RSTP/MSTP/SNMP/DHCP/NTP другого оборудования на основе общественного соглашения. А так же совместимость с распространенными на рынке точками доступа/камерами/IP-телефонами/оптическими модулями. Рисунок 5. S3900-24F4S, 20-портовый коммутатор Gigabit Ethernet L2+, 20 x SFP 1Gb, 4 x Gigabit RJ45/SFP Combo, с 4 восходящими каналами SFP+ 10Gb, стекируемый коммутатор, чип Broadcom 2.4 Подбор маршрутизатора Для данной сети на также понадобится маршрутизатор. Маршрутизатор MikroTik RB1100AHx4 – устройство качественное, собранное с применением проверенных комплектующих. Используется данное оборудование при построении сетей. Присутствует в нем поддержка IPv6. Маршрутизатор MikroTik RB1100AHx4 изготовлен в белом прочном корпусе. Он обеспечивает защиту компонентов внутри от повреждения в процессе эксплуатации. Число LAN-портов для присоединения устройств – 13 штук. Данное оборудование обеспечивает базовую скорость передачи данных 1000 Мбит/с. Можно быстро обмениваться информацией, комфортно пользоваться всеми возможностями Интернета и онлайн-сервисами. Реализованы функции VPN для шифрования трафика. Маршрутизатор поддерживает несколько способов управления. Можно выполнить настройку оборудования, подогнать устройство под свои задачи. Процедура управления не так сложна, особенно при использовании онлайн-интерфейса. Вместе с маршрутизатором поставляются необходимые крепления. С их применением происходит последующая установка устройства. Энергию оборудование получает от сети, кабель с вилкой присутствует в коробке. Блок питания для трансформации тока встроен в корпус маршрутизатора. Ниже подробно представлены его характеристики данного маршрутизатора: Таблица 4. Характеристики Маршрутизатор Mikrotik RB1100AHx4
Рисунок 6. Маршрутизатор Mikrotik RB1100AHx4 ВЫВОД: На основании проведенного исследования можно сделать вывод, что со временем актуальность создания локальных сетей только возрастает, появятся больше возможностей для их улучшения. В результате работы, можно сделать следующее заключение: Были рассмотрены разнообразные концепции создания сетей Разработана схема к локальной сети Было подобрано оборудование с учётом его эксплуатации Библиографический список https://www.dns-shop.ru/product/a69fd5e2feeb1b80/vitaa-para-hyperline-uutp4-c6-s23-in-lszh-gy-305/characteristics/ [ стр.16 ]. https://www.dns-shop.ru/product/2865152099e63330/marsrutizator-mikrotik-rb1100ahx4/characteristics/ [ стр. 21-22]. https://www.dns-shop.ru/product/b60065d394723330/konnektor-rj12-pro-legend-rj12-6p4c/ [ стр. 17 ]. https://community.fs.com/ru/blog/24-48-port-gigabit-switch-comparison-how-to-choose.html [ стр.18-20]. https://info-comp.ru/sisadminst/59-ustroistvolocalseti.html [стр.6-10]. |