Проектирование локальной сети. Курсовой проект. Розрахунок обсягу даних, які передаються в мережі
 Скачать 0.87 Mb.
|
 Малюнок 1.5.1 Топологія «Зірка» «Зірка» – це топологія з явно виділеним центром, до якого підключаються всі інші абоненти. Весь обмін інформацією йде виключно через центральний комп'ютер, на який таким чином лягає дуже велике навантаження, тому нічим іншим, крім мережі, він займатися не може. Як правило, саме центральний комп'ютер є самим потужним, і саме на нього покладаються всі функції з управління обміном. Ніякі конфлікти в мережі з топологією «зірка» в принципі неможливі, оскільки керування повністю централізоване, конфліктувати нема чому. Якщо говорити про стійкість зірки до відмов комп'ютерів, то вихід з ладу периферійного комп'ютера ніяк не відбивається на функціонуванні решти мережі, зате будь-яка відмова центрального комп'ютера робить мережу повністю непрацездатною. Тому повинні прийматися спеціальні заходи щодо підвищення надійності центрального комп'ютера і його мережної апаратури. Обрив будь-якого кабелю або коротке замикання в ньому при топології «зірка» порушує обмін тільки з одним комп'ютером, а всі інші комп'ютери можуть нормально продовжувати роботу. Зазвичай центральний абонент може обслуговувати не більше 8-16 периферійних абонентів. Передбачено можливість нарощування, тобто підключення замість одного з периферійних абонентів ще одного центрального абонента (у результаті виходить топологія з декількох з'єднаних між собою зірок). Зірка, показана на малюнку 1.5.2, носить назву активною, або істинною, зірки. Існує також топологія, звана пасивної зіркою, яка тільки зовні схожа на зірку (малюнок 1.5.3). В даний час вона поширена набагато більше, ніж активна зірка. Досить сказати, що вона використовується в найпопулярнішій на сьогоднішній день мережі Ethernet.
У центрі мережі з даною топологією міститься не комп'ютер, а концентратор, або хаб (hub), що виконує ту ж функцію, що і репитер. Він відновлює які надходять сигнали і пересилає їх в інші лінії зв'язку. Хоча схема прокладки кабелів подібна істинною або активній зірці, фактично ми маємо справу з шинної топологією, тому що інформація від кожного комп'ютера одночасно передається до всіх інших комп'ютерів, а центрального абонента не існує. Природно, пасивна зірка виходить дорожче звичайної шини, тому що в цьому випадку обов'язково потрібно ще й концентратор. Однак вона надає цілий ряд додаткових можливостей, пов'язаних з перевагами зірки. Саме тому останнім часом пасивна зірка все більше витісняє справжню шину, яка вважається малоперспективною топологією. Можна виділити також проміжний тип топології між активною і пасивною зіркою. У цьому випадку концентратор не тільки ретранслює надходять на нього сигнали, але і проводить управління обміном, проте сам в обміні не бере участь. Велика перевага зірки (як активної, так і пасивної) полягає в тому, що всі точки підключення зібрані в одному місці. Це дозволяє легко контролювати роботу мережі, локалізувати несправності мережі шляхом простого відключення від центра тих або інших абонентів (що неможливо, наприклад, у випадку шини), а також обмежувати доступ сторонніх осіб до життєво важливих для мережі точок підключення. До кожного периферійного абонента у випадку зірки може підходити як один кабель (по якому йде передача в обох напрямках), так і два кабелі (кожен з них передає в одному напрямку), причому друга ситуація зустрічається частіше. Загальним недоліком для всіх топологій типу «зірка» є значно більший, ніж при інших топологіях, витрата кабелю. 1.6 Мережеві протоколи Мережевий протокол в комп'ютерних мережах – заснований на стандартах набір правил, що визначає принципи взаємодії комп'ютерів в мережі. Протокол також задає загальні правила взаємодії різноманітних програм, мережевих вузлів чи систем і створює таким чином єдиний простір передачі. Хости (будь-який вузол мережі що відправляє або приймає дані через мережу називають хостом (host)) взаємодіють між собою. Для того, щоб прийняти і обробити відповідним чином повідомлення, їм необхідно знати як сформовані повідомлення і що вони означають. Прикладами використання різних форматів повідомлень в різних протоколах можуть бути встановлення з'єднання з віддаленою машиною, відправка повідомлень електронною поштою, передача файлів. Зрозуміло, що різні служби використовують різні формати повідомлень. Протокол описує: Формат повідомлення, якому застосунки зобов'язані слідувати; Спосіб обміну повідомленнями між комп'ютерами в контексті визначеної дії, як, наприклад, пересилка повідомлення по мережі. Різні протоколи найчастіше описують лише різні сторони одного типу зв'язку й, узяті разом, утворюють стек протоколів. Назви «протокол» і «стек протоколів» також вказують на програмне забезпечення, яке реалізує протоколи. Нові протоколи для Інтернету визначаються IETF, інші протоколи – IEEE або ISO. ITU-T займається телекомунікаційними протоколами та форматами. Найпоширенішою системою класифікації мережних протоколів (і способів мережного зв'язку загалом) є, так звана, модель OSI, відповідно до якої протоколи поділяються на 7 рівнів за своїм призначенням – від фізичного (формування й розпізнавання електричних або інших сигналів) до прикладного (APR). Також дуже важливо розрізняти два схожі за назвою, але діаметрально протилежні за властивостями, терміни – маршрутизований протокол та протокол маршрутизації. Ще більша плутанина виникає з оригінальною назвою – routed&routing protocols. Маршрутизований протокол – це будь-який мережний протокол, адреса мережевого рівня якого надає достатньо інформації для доставки пакету від одного вузла мережі до іншого на основі використовуваної схеми адресації. Такий протокол задає формати полів всередині пакету. Пакети зазвичай передаються від однієї кінцевої системи до іншої. Маршрутизований протокол використовує таблицю маршрутизації для пересилки пакетів. Приклади маршрутизованих протоколів – Internet-протокол (IP), протокол міжмережевого пакетного обміну IPX тощо. Легше всього зрозуміти що таке маршрутизовані протоколи, якщо пам'ятати, що це протоколи передачі даних. Протокол маршрутизації – такий протокол, який підтримує маршрутизовані протоколи і надає механізми обміну маршрутною інформацією. Повідомлення протоколу маршрутизації передаються між маршрутизаторами (роутерами). Протокол маршрутизації дозволяє роутерам обмінюватись інформацією між собою для оновлення записів і підтримки таблиці маршрутизації. Приклади протоколів маршрутизації: RIP, IGRP, EIGRP, OSPF. Легше зрозуміти, що таке протоколи маршрутизації, якщо пам'ятати, що це протоколи обміну маршрутною інформацією. Для того, щоб протокол був маршрутизованим, він має включати механізми призначення як номера мережі, так і номера вузла для кожного пристрою в мережі. В деяких протоколах, як, наприклад, IPX необхідно визначати лише адресу мережі, оскільки в якості адреси пристрою ця технологія використовує фізичну адресу (MAC-адресу) пристрою. Інші протоколи, як IP-протокол, вимагають явного задання повної адреси і маски підмережі. Таблиця – 1.6.1 Основні протоколи TCP/IP
Наведемо деякі з них. Ethernet Ethernet (езернет, від лат. aether – етер) – базова технологія локальних обчислювальних (комп'ютерних) мереж з комутацією пакетів, що використовує протокол CSMA/CD (множинний доступ з контролем несучої та виявленням колізій). Цей протокол дозволяє в кожний момент часу лише один сеанс передачі в логічному сегменті мережі. При появі двох і більше сеансів передачі одночасно виникає колізія, яка фіксується станцією, що ініціює передачу. Станція аварійно зупиняє процес і очікує закінчення поточного сеансу передачі, а потім знову намагається повторити передачу. Ethernet-мережі функціонують на швидкостях 10 Мбіт/с, Fast Ethernet – на швидкостях 100 Мбіт/с, Gigabit Ethernet – на швидкостях 1000 Мбіт/с, 10 Gigabit Ethernet – на швидкостях 10Гбіт/с. В кінці листопада 2006 року було прийняте рішення про початок розробок наступної версії стандарту з досягненням швидкості 100 Гбіт/с (100 Gigabit Ethernet). У стандарті перших версій (Ethernet v1.0 і Ethernet v2.0) вказано, що в якості середовища використовується коаксіальний кабель, надалі з'явилася можливість використовувати виту пару і оптичний кабель. При проектуванні стандарту Ethernet було передбачено, що кожна мережева карта (так само як і вбудований мережевий інтерфейс) повинна мати унікальний шестибайтний номер (MAC-адресу), прошитий в ній при виготовлені. WiFi IEEE 802.11 – набір стандартів для комунікації в бездротовій локальній мережевій зоні (WLAN) частотних діапазонів 2.4, 3.6 і 5 ГГц. Їх випрацював і підтримує комітет зі стандартів LAN/MAN (IEEE 802) Інституту інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE), які визначають взаємодію бездротових комп'ютерних мереж. Базова версія стандарту IEEE 802.11—2007 зазнала наступних доповнень. Ці стандарти забезпечують основи бездротових мережевих продуктів, які користуються брендом Wi-Fi. Найпоширені стандарти: IEEE 802.11n – сучасний стандарт бездротових локальних мереж покоління, заснований на бездротовій передачі даних в діапазоні 2.4 ГГц. Стандарт 802.11n значно перевищує за швидкістю обміну даними попередні стандарти 802.11b і 802.11g, забезпечуючи швидкість на рівні Fast Ethernet; зворотно сумісний з 802.11b і 802.11g. Основна відмінність від попередніх версій Wi-Fi – додавання до фізичного рівня (PHY) підтримки протоколу MIMO (multiple-input multiple-output). Теоретична швидкість може складати 150 Мбіт/с IEEE 802.11ас – новий стандарт бездротових локальних мереж Wi-Fi на частотах 5-6 ГГц. Якщо обидва пристрої підтримують цю технологію, то швидкість обміну даними може бути більшою за 1 Гбіт/с (до 6 Гбіт/с 8x MU-MIMO). Стандарт передбачає використання до 8 антен MU-MIMO та розширення каналу до 80 або 160 МГц. 20 січня 2011 прийнята перша редакція версії 0.1, а вже 1 лютого 2013 редакція версії 5.0. В Україні для всіх каналів 802.11n 5 ГГц дозволено використання в приміщеннях з передавачами потужністю до 100 мВт. WiMAX від англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access Стандарт IEEE 802.16 – стандарт бездротового зв'язку, що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями. Token ring (англ. «маркерне кільце») – архітектура мереж з кільцевою логічною топологією і детермінованим методом доступу, заснованому на передачі маркера. Цей механізм передачі маркера спільно використаний ARCNET, маркерною шиною, і FDDI, і має теоретичні переваги перед стохастичним CSMA/CD Ethernet. ARCNET (або ARCnet, від англ. Attached Resource Computer NETwork) – технологія ЛОМ, призначення якої аналогічно призначенню Ethernet або Token ring. ARCNET була першою технологією для створення мереж мікрокомп'ютерів і стала дуже популярною в 1980-х при автоматизації промислової діяльності. Після поширення Ethernet як технологія для створення ЛОМ, ARCNET знайшла застосування у вбудованих системах. FDDI (англ. Fiber Distributed Data Interface – Волоконно-оптичний інтерфейс передачі даних) – стандарт передачі даних в локальній мережі, простягнутою на відстані до 200 кілометрів. Стандарт заснований на протоколі Token Ring. Крім великій території, мережа FDDI здатна підтримувати декілька тисяч користувачів. Як середовище передачі даних в FDDI рекомендується використовувати волоконно-оптичний кабель, проте можна використовувати і мідний кабель, в такому випадку використовується скорочення CDDI (Copper Distributed Data Interface). В якості топології використовується схема подвійного кільця, при цьому дані в кільцях циркулюють в різних напрямках. Одне кільце вважається основним, по ньому передається інформація в звичайному стані; друге – допоміжним, по ньому дані передаються в разі обриву на першому кільці. Для контролю за станом кільця використовується мережевий маркер, як і в технології Token Ring. Оскільки таке дублювання підвищує надійність системи, даний стандарт з успіхом застосовується в магістральних каналах зв'язку. IPv4 (англ. Internet Protocol version 4) – четверта версія мережевого протоколу IP. Перша версія протоколу, яка набула широко розповсюдження. Протокол IPv4, описаний у RFC 791 (вересень 1981 року), прийшов на заміну описаному у RFC 760 (січень 1980 року). Використовує 4 байтну форму запису адрес пристроїв в комп’ютерній мережі. IPv6 (англ. Internet Protocol version 6) – нова версія IP-протоколу – IP версії 6. IGMP (англ. Internet Group Management Protocol – протокол керування групами Інтернету) – протокол керування груповою (multicast) передачею даних в мережах, базованих на протоколі IP. IGMP використовується маршрутизаторами і IP-точками для об'єднання мережевих пристроїв в групи. ARP (англ. Address Resolution Protocol – протокол визначення адрес) – мережевий протокол, призначений для перетворення IP-адрес (адрес мережевого рівня) в MAC-адреси (адреси канального рівня) в мережах TCP/IP. Він визначений в RFC 826. L2TP (англ. Layer 2 Tunneling Protocol – протокол тунелювання другого рівня) – в комп'ютерних мережах тунельний протокол, використовується для підтримки віртуальних приватних мереж. L2TP не забезпечує шифрування та конфіденційність сам по собі, він спирається на інкапсульований протокол для забезпечення конфіденційності. Попри те, що L2TP діє подібно протоколу Канального рівня моделі OSI, в дійсності він є протоколом Сеансового рівня і використовує зареєстрований UDP-порт 1701. PPTP (англ. Point-to-Point Tunneling Protocol) – тунельний протокол типу точка-точка, що дозволяє комп'ютеру встановлювати захищене з'єднання з сервером за рахунок створення спеціального тунелю в стандартній, незахищеній мережі. PPTP поміщає (інкапсулює) кадри PPP в IP-пакети для передачі по глобальній IP-мережі, наприклад інтернет. PPTP може також використовуватися для організації тунелю між двома локальними мережами. РРТР використовує додаткове TCP- з'єднання для обслуговування тунелю. Існують ще багато інших протоколів. 1.7 Мережеві служби Мережевою службою називається сукупність серверної і клієнтської частин ОС, що надають доступ до конкретного типу ресурсу комп'ютера через мережу. Наприклад клієнтська і серверна частини ОС, які спільно забезпечують доступ через мережу до файлової системи комп'ютера, утворюють файлову службу. Кажуть, що мережева служба надає користувачам мережі деякий набір так званих «послуг». Ці послуги іноді називають також мережевим сервісом (від терміну «service»). Необхідно відзначити, що цей термін в технічній літературі перекладається і як «сервіс», і як «послуга», і як «служба». Хоча зазначені терміни іноді використовуються як синоніми, слід мати на увазі, що в деяких випадках відмінність у значеннях цих термінів носить принциповий характер. Далі в тексті під «службою» ми будемо розуміти мережевий компонент, який реалізує деякий набір послуг, а під «сервісом» – опис того набору послуг, який надається даною службою. Таким чином, сервіс – це інтерфейс між споживачем послуг і постачальником послуг (службою). Кожна служба пов'язана з певним типом мережевих ресурсів та/або певним способом доступу до цих ресурсів. Наприклад, служба друку забезпечує доступ користувачів мережі до принтерів мережі та надає сервіс друку, а поштова служба надає доступ до інформаційного ресурсу мережі – електронних листів. Способом доступу до ресурсів відрізняється, наприклад, служба віддаленого доступу – вона надає користувачам комп'ютерної мережі доступ до всіх її ресурсів через комутовані телефонні канали. Для одержання віддаленого доступу до конкретного ресурсу, наприклад до принтера, служба віддаленого доступу взаємодіє зі службою друку. Найбільш важливими для користувачів мережевих ОС є файлова служба і служба друку. Серед мережевих служб можна виділити такі, які орієнтовані не на простого користувача, а на адміністратора. Такі служби використовуються для організації роботи мережі. Наприклад, служба Bindery операційної системи Novell NetWare 3.x дозволяє адміністратору вести базу даних мережевих користувачів комп'ютера, на якому працює ця ОС. Більш прогресивним є підхід із створенням централізованої довідкової служби, або, по-іншому, служби каталогів, яка призначена для ведення бази даних не тільки про всіх користувачів мережі, а й про всіх її програмних і апаратних компонентах. Прикладом мережевих служб, що надають сервіс адміністратору, є служба моніторингу мережі, що дозволяє захоплювати і аналізувати мережевий трафік, служба безпеки, до функцій якої може входити, зокрема, виконання процедури логічного входу з перевіркою пароля, служба резервного копіювання та архівування. Від того, наскільки багатий набір послуг пропонує операційна система кінцевим користувачам, додаткам і адміністраторам мережі, залежить її позиція в загальному ряді мережевих ОС. Мережеві служби за своєю природою є клієнт-серверними системами. При реалізації будь-якого мережевого сервісу природно виникає джерело запитів (клієнт) і виконавець запитів (сервер). Мережева служба може бути представлена в операційній системі або обома (клієнтської і серверної) частинами, або тільки однієї з них. Зазвичай кажуть, що сервер надає свої ресурси клієнту, а клієнт ними користується. Необхідно відзначити, що при наданні мережевий службою деякої послуги використовуються ресурси не тільки сервера, але і клієнта. Клієнт може витрачати значну частину своїх ресурсів (дискового простору, процесорного часу тощо) на підтримку роботи мережевої служби. Клієнт і сервер повинні підтримувати загальний стандартний протокол взаємодії. Мережеві служби розрізняються глибиною впровадження в операційну систему: - мережеві служби глибоко вбудовані в ОС; - мережеві служби об'єднані у вигляді деякого набору – оболонки; - мережеві служби виробляються і поставляються у вигляді окремого продукту. Таблиця 1.7.1 – Список найвідоміших служб операційних систем Microsoft Windows
Продовження таблиці 1.7.1
2. Проектування мережі 2.1 План приміщення підприємства Схема-креслення приміщення підприємства із необхідним обладнанням для створення мережі підприємства за поставленими вимогами. Малюнок 2.1.1 – Поверх 1. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
