При Президенте Российской Федерации»
Брянский филиал
Кафедра математики и информационных технологий
Направление подготовки 230700.62 - Прикладная информатика
КУРСОВАЯ РАБОТА
Проектирование локальной вычислительной сети образовательного учреждения
Вариант 5
по курсу «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»
Кирюшин Р.О.
группа ПОО-12
Научный руководитель
Квитко Б.И.,
канд. техн. наук, проф. кафедры
Брянск 2014
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ПРОЕКТНОГО РЕШЕНИЯ 9
1.1 ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦТ СВЯЗИ ЛВС 9
1.2 РАЗМЕЩЕНИЕ АКТИВНОГО ОБОРУДОВАНИЕ ЛВС 11
2. РАСЧЕТ КОМПОНЕНТОВ СКС 23
2.1 КАБЕЛИ И КАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА 30
2.2 КАБЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ И МОНТАЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 36
3.ИТОГОВАЯ КАЛЬКУЛЯЦИЯ 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 40
Введение
Локальные вычислительные сети - это сети, предназначенные для обработки, хранения и передачи данных, и представляет из себя кабельную систему объекта (здания) или группы объектов (зданий). На сегодняшний день трудно представить работу современного офиса без локальной вычислительной сети, без информационно-вычислительной сети сейчас не обходиться не одно предприятие.
Причиной создания локальной сети является:
· Контроль за доступом к важным документам;
· Совместная обработка информации;
· Совместное использование файлов.
Актуальность выполнения данной работы заключается в том, что обеспечение фирмы компьютерами с наличием локальной вычислительной сети и доступом в интернет дает сотрудникам:
· Производить быструю обработку бумажной информации, её хранение;
· Вести электронную базу своих клиентов;
· Иметь доступ к последним новейшим статьям, законам и т.д. находящимся в сети Интернет;
· Пользоваться локальной и защищенной электронной почтой.
Объект исследования – компьютерные сети.
Предмет исследования – локальная вычислительная сеть.
Цель выполнения курсовой работы является приобретение практических навыков анализа технического задания и проектирование ЛВС стандарта IEEE 802.3 (Ethernet).
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. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.
Для проведения работы нам нужно будет хорошо ознакомиться с ЛВС, узнать все ее нюансы. Для этой задачи нам потребуется анализ литературы по этой теме.
План расположения корпусов зданий изображен на рисунке 1.
Помещения, в которых будут расположены рабочие места, объединенные создаваемой ЛВС, представлены в таблице 1.
| Здание | Этаж | Номер комнаты | Число компьютеров |
| Итого: 40 компьютеров + сервер | |||
| Итого: 51 компьютер + сервер в 216 кабинете | |||
| Итого: 91 компьютер + 2 сервера |
Планы рассматриваемых этажей помещений приведены на рис. 2, 3, 4.
Рисунок 4. План третьего этажа здания 2
Помещения, представленные на строительных планах, имеют следующий размеры: один «оконный шаг» (ширина однооконной комнаты) – В 0 =4м; глубина всех комнат (от входа к окну) – L 0 =6м; ширина многооконной комнаты – В j =В 0 ·m, где m – число окон, j – номер комнаты; ширина коридора – В к =2м; высота всех помещений – Н=3м.
Рабочие станции и серверное оборудование должны подключаться к ЛВС по технологии IEEE 802.3 1000BASE-T. Соседние здания должны быть соединены по технологии IEEE 802.3ab (гигабитные сети на основе оптоволоконного кабеля), способ прокладки ВОК - подземный. Рекомендуется использовать активное оборудование HP. Максимальное время электропитания от накопителей ИБП – 20 мин. Проектом должно быть предусмотрено выделение специальных помещений для организации рабочего места администратора сети и размещения активного оборудования ЛВС. Назначением проектируемой ЛВС является обеспечение связи между указанными этажами двух зданий, в которых располагается образовательное учреждение, а также информационный обмен между классами в пределах этажа. Курсовая работа выполняется по унифицированному техническому заданию (ТЗ) на проектирование локальной вычислительной сети образовательного учреждения.
1. Описание предлагаемого проектного решения
Описание схемы организации связи ЛВС
Топология сети - звезда. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая (по сравнению с достигаемой в других топологиях). Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. В сети, построенной по топологии типа “звезда”, каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору. Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.
Данные от передающей станции сети передаются через концентратор по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается.
Однако данная топология имеет и свои недостатки, например, производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.
В соответствии с техническим заданием при проектировании будут использоваться следующие технологии:
· Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab 1000Base T). Данную технологию будем использовать для соединения абонентов ЛВС и для соединения сервера с ЛВС вместо технологии Gigabit Ethernet IEEE 802.3 1000Base X. Спецификация IEEE 802.3ab была предложена в 1999 году для того, чтобы обеспечить передачу данных со скоростью 1000 Мбит/сек по кабелю UTP 5e категории и при этом увеличить максимальную длину сегмента сети до 100 м.
· IEEE 802.3ab 1000Base-SX. Данную технологию будем использовать для соединения зданий и коммутаторов внутри одного здания (расположенных далеко друг от друга), так как она позволяет соединять сегменты сети, находящиеся на расстоянии до 550 м, скорость передачи 1000 Мбит/сек, для соединения используется оптоволоконный кабель (многомодовое волокно) 50 или 62,5 мкм.
Для организации горизонтальной подсистемы (подсистемы этого типа соответствуют этажам здания) лучше всего использовать экранированную витую пару 5e категории. Хотя она не так удобна для прокладки в помещениях как неэкранированная витая пара (и значительно дороже), сеть, построенная на экранированных компонентах, работает значительно надежнее и удовлетворяет требованиям по излучению и помехозащищенности, установленным европейскими нормами EN 55022 (класс В) и EN 50082-1. Она позволяет передавать данные со скоростью 1000 Мбит/сек.
Для организации вертикальной кабельной системы, которая соединяет этажи здания, будет использоваться оптоволоконный кабель, предназначенный для прокладки внутри помещений. Преимущество ВОК: передает данные на большие расстояния, не чувствителен к электромагнитным и радиочастотным помехам. Основным недостатком ВОК является его стоимость и стоимость прокладки.
Функцией подсистемы кампуса будет являться объединение в сеть подсистем двух зданий. Для вертикальной подсистемы и подсистемы кампуса будет использоваться технология 1000 Base-SX.
Локально-вычислительные сети дают возможность пользователям единой организационной системы осуществлять скоростной обмен данными в реальном масштабе времени. И задача инженеров по построению ЛВС — обеспечить стабильную и хорошо защищенную среду передачи данных для использования общих прикладных программ, баз данных, бухгалтерских систем, унифицированных коммуникаций и т.д.
Грамотное построение компьютерной сети позволяет избежать многих проблем, влекущих разлад в рабочей системе и внеплановые ремонтные работы, поэтому монтаж компьютерной сети лучше доверить экспертам.
Что включает физическая среда передачи
Формирование транспортной магистрали информационной системы на физическом уровне определяет способ объединения всех рабочих станций, коммуникационного и периферийного оборудования для передачи информационных сигналов по принципу побитового преобразования цифровых данных в сигналы среды передачи (электрические , световые, радиосигналы и др. импульсы). Логическую организацию передачи, кодирование и декодирование данных осуществляют модемы и сетевые адаптеры. Процесс преобразования сигналов для синхронизации приема и передачи данных по сети называется физическим кодированием, а обратное преобразование — декодированием.
Типы сред передачи данных
Основные типы среды передачи данных между устройствами могут быть проводные и беспроводными, так называемые Wi-Fi.
Беспроводная ЛВС осуществляет передачу сигналов по радиоканалу (Wi-Fi ) от точки доступа (Hot -spot) к любому активному оборудованию. Определенные удобства, отсутствие лишних кабелей, мобильность, совместимость с проводными сетями и простой монтаж беспроводных сетей оценили владельцы небольших офисов, кафе, клубов и т.п.4. Маркировка кабеля, патч панели, розеток.
- Обязательный элемент, необходимый для выполнения оперативных переключений при эксплуатации сети. Для удобства маркировка должна совпадать с обозначениями на эскизе. проекта. Маркировка должна быть интуитивно понятна даже спустя несколько лет обслуживающему персоналу.
5. Установка активного оборудования (коммутаторов , сервера, роутера)
- Желательно размещать в одном месте, что упростит эксплуатацию всей сети. Рекомендуемое место установки в телекоммуникационный 19" шкаф.
5. Приема-сдаточные работы
Обратившись в компанию СВЯЗЬ-СЕРВИС для выполнения монтажных работ Вы получите профессиональный подход по конкурентным ценам:
Тел. 645-35-99
Принципы построения локально-вычислительной сети
Современные компьютерные технологии невозможно представить себе без объединения всевозможных устройств в виде стационарных терминалов, ноутбуков или даже мобильных девайсов в единую сеть. Такая организация позволяет не только быстро обмениваться данными между разными устройствами, но и использовать вычислительные возможности всех единиц техники, подключенной к одной сети, не говоря уже о возможности доступа к периферийным составляющим вроде принтеров, сканеров и т. д. Но по каким принципам производится такое объединение? Для их понимания необходимо рассмотреть локальной сети, часто называемую топологией, о чем дальше и пойдет речь. На сегодняшний день существует несколько основных классификаций и типов объединения любых устройств, поддерживающих сетевые технологии, в одну сеть. Конечно же, речь идет о тех девайсах, на которых установлены специальные проводные или беспроводные сетевые адаптеры и модули.
Схемы локальных компьютерных сетей: основная классификация
Прежде всего в рассмотрении любого типа организации компьютерных сетей необходимо отталкиваться исключительно от способа объединения компьютеров в единое целое. Тут можно выделить два основных направления, используемых при создании схемы локальной сети. Подключение по сети может быть либо проводным, либо беспроводным.
В первом случае используются специальные коаксиальные кабели или витые пары. Такая технология получила название Ethernet-соединения. Однако в случае использования в схеме локальной вычислительной сети коаксиальных кабелей их максимальная длина составляет порядка 185-500 м при скорости передачи данных не более 10 Мбит/с. Если применяются витые пары классов 7, 6 и 5е, их протяженность может составлять 30-100 м, а пропускная способность колеблется в пределах 10-1024 Мбит/с.
Беспроводная схема соединения компьютеров в локальной сети основана на передачи информации посредством радиосигнала, который распределяется между всеми подключаемыми устройствами, раздающими девайсами, в качестве которых могут выступать маршрутизаторы (роутеры и модемы), точки доступа (обычные компьютеры, ноутбуки, смартфоны, планшеты), коммутационные устройства (свитчи, хабы), повторители сигнала (репитеры) и т. д. При такой организации применяются оптоволоконные кабели, которые подключаются непосредственно к основному раздающему сигнал оборудованию. В свою очередь, расстояние, на которое можно передавать информацию, возрастает примерно до 2 км, а в радиочастотном диапазоне в основном применяются частоты 2,4 и 5,1 МГц (технология IEEE 802.11, больше известная как Wi-Fi).
Проводные сети принято считать более защищенными от внешнего воздействия, поскольку напрямую получить доступ ко всем терминалам получается не всегда. Беспроводные структуры в этом отношении проигрывают достаточно сильно, ведь при желании грамотный злоумышленник может запросто вычислить сетевой пароль, получить доступ к тому же маршрутизатору, а уже через него добраться до любого устройства, в данный момент использующего сигнал Wi-Fi. И очень часто в тех же государственных структурах или в оборонных предприятиях многих стран использовать беспроводное оборудование категорически запрещается.
Классификация сетей по типу соединения устройств между собой
Отдельно можно выделить полносвязную топологию схем соединения компьютеров в локальной сети. Такая организация подключения подразумевает только то, что абсолютно все терминалы, входящие в сеть, имеют связь друг с другом. И как уже понятно, такая структура является практически не защищенной в плане внешнего вторжения или при проникновении злоумышленников в сеть посредством специальных вирусных программ-червей или шпионских апплетов, которые изначально могли бы быть записаны на съемных носителях, которые те же неопытные сотрудники предприятий по незнанию могли подключить к своим компьютерам.
Именно поэтому чаще всего используются другие схемы соединения в локальной сети. Одной из таких можно назвать ячеистую структуру, из которой определенные начальные связи были удалены.
Общая схема соединения компьютеров в локальной сети: понятие основных типов топологии
Теперь кратко остановимся на проводных сетях. В них можно применять несколько наиболее распространенных типов построения схем локальных сетей. Самыми основными видами являются структуры типа «звезда», «шина» и «кольцо». Правда, наибольшее применение получил именно первый тип и его производные, но нередко можно встретить и смешанные типы сетей, где используются комбинации всех трех главных структур.
Топология «звезда»: плюсы и минусы
Схема локальной сети «звезда» считается наиболее распространенной и широко применяемой на практике, если речь идет об использовании основных типов подключения, так сказать, в чистом виде.
Суть такого объединения компьютеров в единое целое состоит в том, что все они подключаются непосредственно к центральному терминалу (серверу) и между собой не имеют никаких связей. Абсолютно вся передаваемая и принимаемая информация проходит непосредственно через центральный узел. И именно эта конфигурация считается наиболее безопасной. Почему? Да только потому, что внедрение тех же вирусов в сетевое окружение можно произвести либо с центрального терминала, либо добраться через него с другого компьютерного устройства. Однако весьма сомнительным выглядит тот момент, что в такой схеме локальной сети предприятия или государственного учреждения не будет обеспечен высокий уровень защиты центрального сервера. А внедрить шпионское ПО с отдельного терминала получится только при наличии физического доступа к нему. К тому же и со стороны центрального узла на каждый сетевой компьютер могут быть наложены достаточно серьезные ограничения, что особенно часто можно наблюдать при использовании сетевых операционных систем, когда на компьютерах отсутствуют даже жесткие диски, а все основные компоненты применяемой ОС загружаются непосредственно с главного терминала.
Но и тут есть свои недостатки. Прежде всего связано это с повышенными финансовыми затратами на прокладку кабелей, если основной сервер находится не в центре топологической структуры. Кроме того, скорость обработки информации напрямую зависит от вычислительных возможностей центрального узла, и если он выходит из строя, соответственно, на всех компьютерах, входящих в сетевую структуру, связи нарушаются.
Схема «шина»
Схема соединения в локальной сети по типу «шины» тоже является одной из распространенных, а ее организация основана на применении единого кабеля, через ответвления которого к сети подключаются все терминалы, в том числе и центральный сервер.
Главным недостатком такой структуры можно назвать высокую стоимость прокладки кабелей, особенно для тех случаев, когда терминалы находятся на достаточно большом удалении друг от друга. Зато при выходе из строя одного или нескольких компьютеров связи между всеми остальными компонентами в сетевом окружении не нарушаются. Кроме того, при использовании такой схемы локальной сети проходящая через основной канал очень часто дублируется на разных участках, что позволяет избежать ее повреждения или невозможности ее доставки в пункт назначения. А вот безопасность в такой структуре, увы, страдает довольно сильно, поскольку через центральный кабель вредоносные вирусные коды могут проникнуть на все остальные машины.
Структура «кольцо»
Кольцевую схему (топологию) в некотором смысле можно назвать морально устаревшей. На сегодняшний день она не используется практически ни в одной сетевой структуре (разве что только в смешанных типах). Связано это как раз с самими принципами объединения отдельных терминалов в одну организационную структуру.
Компьютеры друг с другом соединяются последовательно и только одним кабелем (грубо говоря, на входе и на выходе). Конечно, такая методика снижает материальные затраты, однако в случае выхода из строя хотя бы одной сетевой единицы нарушается целостность всей структуры. Если можно так сказать, на определенном участке, где присутствует поврежденный терминал, передача (прохождение) данных попросту стопорится. Соответственно, и при проникновении в сеть опасных компьютерных угроз они точно так же последовательно проходят от одного терминала к другому. Зато в случае присутствия на одном из участков надежной защиты вирус будет ликвидирован и дальше не пройдет.
Смешанные типы сетей
Как уже было сказано выше, основные типы схем локальных сетей в чистом виде практически не встречаются. Гораздо более надежными и в плане безопасности, и по затратам, и по удобству доступа выглядят смешанные типы, в которых могут присутствовать элементы основных видов сетевых схем.
Так, очень часто можно встретить сети с древовидной структурой, которую изначально можно назвать неким подобием «звезды», поскольку все ответвления идут из одной точки, называемой корнем. А вот организация ветвей в такой схеме подключения по локальной сети может содержать в себе и кольцевые, и шинные структуры, делясь на дополнительные ответвления, часто определяемые как подсети. Понятно, что такая организация является достаточно сложной, и при ее создании необходимо использовать дополнительные технические приспособления вроде сетевых коммутаторов или разветвителей. Но, как говорится, цель оправдывает средства, ведь благодаря такой сложной структуре важную и конфиденциальную информацию можно защитить очень надежно, изолировав ее в ветках подсетей и практически ограничив к ней доступ. То же самое касается и вывода из строя составляющих. При таком построении схем локальных сетей совершенно необязательно использовать только один центральный узел. Их может быть несколько, причем с совершенно разными уровнями защиты и доступа, что еще больше повышает степень общей безопасности.
Логистическая топология
Особо важно при организации сетевых структур обратить внимание на применяемые способы передачи данных. В компьютерной терминологии такие процессы принято называть логистической или логической топологией. При этом физические методы передачи информации в различных структурах могут весьма существенно отличаться от логических. Именно логистика, по сути своей, определяет маршруты приема/передачи. Очень часто можно наблюдать, что при построении сети в виде «звезды» обмен информацией осуществляется с использованием шинной топологии, когда сигнал может приниматься одновременно всеми устройствами. В кольцевых логических структурах можно встретить ситуации, когда сигналы или данные принимаются только теми терминалами, для которых они предназначены, несмотря даже на последовательное прохождение через все сопутствующие звенья.
Наиболее известные сети
Выше пока что рассматривалось исключительно построение схем локальных сетей на основе технологии Ethernet, которая в самом простом выражении использует адреса, протоколы и стеки TCP/IP. Но ведь в мире можно найти огромное количество сетевых структур, которые имеют отличные от приведенных принципы сетевой организации. Наиболее известными из всех (кроме Ethernet с использованием логической шинной топологии) являются Token Ring и Arcnet.
Сетевая структура Token Ring в свое время был разработана небезызвестной компанией IBM и базируется на логической схеме локальной сети «маркерное кольцо», что определяет доступ каждого терминала к передаваемой информации. В физическом отношении также применяется кольцевая структура, однако она имеет свои особенности. Для объединения компьютеров в единое целое имеется возможность использования либо витой пары, либо оптоволоконного кабеля, но скорость передачи данных составляет всего лишь 4-16 Мбит/с. Зато маркерная система по типу "звезды" позволяет передавать и получать данные только тем терминалам, которые имеют на это право (помечены маркером). Но основным недостатком такой организации является то, что в определенный момент такими правами может обладать только одна станция.
Не менее интересной выглядит и схема локальной сети Arcnet, созданная в 1977 году компанией Datapoint, которую многие специалисты называют самой недорогой, простой и очень гибкой структурой.
Для передачи информации и подключения компьютеров могут применяться коаксиальные или оптоволоконные кабели, но также не исключается возможность использования витой пары. Правда, в плане скорости приема/передачи эту структуру особо производительной назвать нельзя, поскольку в максимуме обмен пакетами может производиться на скорости подключения не более 2,5 Мбит/с. В качестве физического подключения используется схема «звезда», а в логическом - «маркерная шина». С правами на прием/передачу дело обстоит точно так же, как и в случае с Token Ring, за исключением того, что передаваемая от одной машины информация доступна абсолютно всем терминалам, входящим в сетевое окружение, а не какой-то одной машине.
Краткие сведения по настройке проводного и беспроводного подключения
Теперь кратко остановимся на некоторых важных моментах создания и применения любой из описанных схем локальной сети. Программы сторонних разработчиков при использовании любой из известных операционных систем для выполнения таких действий не нужны, поскольку основные инструменты предусмотрены в их стандартных наборах изначально. Однако в любом случае необходимо учитывать некоторые важные нюансы, касающиеся настройки IP-адресов, которые применяются для идентификации компьютеров в сетевых структурах. Разновидностей всего две - статические и динамические адреса. Первые, как уже понятно из названия, являются постоянными, а вторые могут изменяться при каждом новом соединении, но их значения находятся исключительно в одном диапазоне, устанавливаемом поставщиком услуг связи (провайдером).
В проводных корпоративных сетях для обеспечения высокой скорости обмена данными между сетевыми терминалами чаще всего используются статические адреса, назначаемые каждой машине, находящейся в сети, а при организации сети с беспроводным подключением обычно задействуются динамические адреса.
Для установки заданных параметров статического адреса в Windows-системах используются параметры протокола IPv4 (на постсоветском пространстве шестая версия еще особо широкого распространения не получила).
В свойствах протокола достаточно прописать IP-адрес для каждой машины, а параметры маски подсети и основного шлюза являются общими (если только не используется древовидная структура с множеством подсетей), что выглядит очень удобным с точки зрения быстрой настройки подключения. Несмотря на это, динамические адреса использовать тоже можно.
Они назначаются автоматически, для чего в настройках протокола TCP/IP имеется специальный пункт, в каждый определенный момент времени присваиваются сетевым машинам прямо с центрального сервера. Диапазон выделяемых адресов предоставляется провайдером. Но это абсолютно не значит, что адреса повторяются. Как известно, в мире не может быть двух одинаковых внешних IP, и данном случае речь идет либо о том, что они изменяются только внутри сети либо перебрасываются с одной машины на другую, когда какой-то внешний адрес оказывается свободным.
В случае с беспроводными сетями, когда для первичного подключения используются маршрутизаторы или точки доступа, раздающие (транслирующие или усиливающие) сигнал, настройка выглядит еще проще. Главное условие для такого типа подключения - установка автоматического получения внутреннего IP-адреса. Без этого соединение работать не будет. Единственный изменяемый параметр - адреса серверов DNS. Несмотря на начальную установку их автоматического получения, зачастую (особенно при снижении скорости подключения) рекомендуется выставлять такие параметры вручную, используя для этого, например, бесплатные комбинации, распространяемые компаниями Google, Yandex и т. д.
Наконец, даже при наличии только какого-то определенного набора внешних адресов, по которым в интернете идентифицируется любое компьютерное или мобильное устройство, изменять их тоже можно. Для этого предусмотрено множество специальных программ. Схема локальной сети может иметь любую из выше перечисленных вариаций. А суть применения таких инструментов, которые чаще всего представляют собой либо VPN-клиенты, либо удаленные прокси-серверы, состоит в том, чтобы изменить внешний IP, который, если кто не знает, имеет четкую географическую привязку, на незанятый адрес, по расположению находящийся в совершенно в другой локации (хоть на краю света). Применять такие утилиты можно непосредственно в браузерах (VPN-клиенты и расширения) либо производить изменение на уровне всей операционной системы (например, при помощи приложения SafeIP), когда некоторым приложениям, работающим в фоновом режиме, требуется получить доступ к заблокированным или недоступным для определенного региона интернет-ресурсам.
Эпилог
Если подводить итоги всему вышесказанному, можно сделать несколько основных выводов. Первое и самое главное касается того, что основные схемы подключения постоянно видоизменяются, и их в начальном варианте практически никогда не используют. Наиболее продвинутыми и самыми защищенными являются сложные древовидные структуры, в которых дополнительно может использоваться несколько подчиненных (зависимых) или независимых подсетей. Наконец, кто бы что ни говорил, на современном этапе развития компьютерных технологий проводные сети, даже несмотря на высокие финансовые затраты на их создание, все равно по уровню безопасности на голову выше, чем простейшие беспроводные. Но беспроводные сети имеют одно неоспоримое преимущество - позволяют объединять компьютеры и мобильные устройства, которые географически могут быть удалены друг от друга на очень большие расстояния.
Локальная сеть в офисе
Пример локальной сети в офисе в схематичном виде
Расположение оборудования в офисе, возможные кабельные сети для офиса. Услуги связи: телефония, интернет, телевидение.
Организация телефонной связи в офисе с организацией ip телефонии для удаленных сотрудников.
Организация телефонной сети компании с использованием сети интернет. Создание телефонной сети с высококачественной телефонной связью. Организация бесплатных телефонных звонков для клиентов.
Схема локальной сети
Особенности локальной сети
Пример локальной сети приведен для более понятного и информативного представления работы сети с приоритезацией передачи различных видов трафика: интернет, телефонный трафик, телевидение.
Схема локальной сети
В современных условиях жесткой конкуренции важно оперативно реагировать на любые изменения. Стабильность работы любой фирмы, кафе, магазина или крупной корпорации напрямую зависит от надежности и продуманной типологии локальной сети.
Ключевые преимущества локальных сетей для бизнеса:
Непрерывный доступ сотрудников к документам, базам данных непосредственно с рабочего места;
Мгновенный обмен отчетами между отделами;
Организация совместного доступа к оргтехнике (принтерам, фаскам, копирам, сканерам);
Организация доступа в интернет со всех рабочих станций;
Возможность автоматизировать рутинные процессы;
Организация бесплатной и защищенной корпоративной связи между отдельными кабинетами, зданиями.
Грамотно спроектированная локально-вычислительная сеть в разы повышает эффективность работы предприятия, позволяет высвободить человеческие ресурсы, предоставляет массу дополнительных возможностей
Почему разработку корпоративной локальной сети стоит доверить компании Canmos?
В небольших офисах, где нужно соединить два-три компьютера, локальная сеть может быть организована собственными силами. Но на большинстве предприятий лучше довериться специализированной компании.
Без опыта, практических навыков и знаний рынка сетевого оборудования возможен серьезный перерасход бюджета без достижения нужного результата. Порой, неправильное соединение или экономия на кабеле и коннекторах приводит к тому, что дорогущая аппаратура работает только на 10-20% своих возможностей. Как результат – постоянный задержки, сбои, горящие порты или вовсе отказ системы.
Без разработки детального плана после завершения работ может получиться, что забыли проложить линию для сетевого принтера, а в маршрутизаторе все порты заняты и нет возможность подключить еще одно устройство. Поскольку заранее не было предусмотрено масштабирование, при расширении офиса «втыкнуть новые» компьютеры банально некуда.
С компанией Canmos все проблемы сети уйдут в прошлое. Мы много лет занимаемся предоставлением услуг связи и проектированием систем передачи данных. При разработке сети мы:
Детально продумаем топологию, чтобы удовлетворить все потребности вашего предприятия по функциональности;
Предусмотрим масштабирование и удобное добавление новых рабочих станций с минимальными капиталовложениями;
Обеспечим защиту от внешних и внутренних угроз;
Гарантируем легкость управления.
Типичная схема локальной сети от Canmos
При проектировании ЛВС предпочтение отдается типологии «Звезда» - каждый узел (компьютеры, сетевые принтеры) подключаются к коммутатору отдельным кабелем. Такое решение обеспечивает:
Независимую работу каждой рабочей станции, что повышает надежность сети;
Минимальную стоимость и простоту добавления в сеть новых устройств при расширении предприятия.
Для повышения надежности и отказоустойчивости, упрощению администрирования, оптимизации нагрузок между сетевым оборудованием локально-вычислительная сеть разбивается на несколько сегментов – подсети соединяются между собой высокоскоростным оптическим каналом. В отдельном сегменте работают серверы почты, файловый и 1С, АТС.
Для упрощения администрирования компьютеры разных отделах, например бухгалтерии, коммерческом или юридическом объединяются в рабочие группы.
Беспроводной доступа к сети обеспечивают точки доступа wi-fi.
Технически, при прокладке LAN-сетей оптимально серверное и сетевое оборудование разместить в отдельном помещении, для обеспечения быстрого доступа из одного места для администратора сети. Возле рабочих мест сотрудников выводятся розетки для RJ-45 и RJ-12 (для IP-те6лефонии).
В дальнейшем, в зависимости от потребностей предприятия, на базе готовой локальной сети может быть развернута офисная IP-телефония (для стабильного соединения предусмотрена приоритезация с выделением скорости 64 кб/с на один аппарат), сеть 1С. Может быть предусмотрено безопасное (шифрованное) подключение к локальной сети удаленных сотрудников по VPN-каналу.
Практическая работа № 23-24
Тема: Локальная сеть. Топологии локальных сетей.
Цель работы: применить на практике знания о назначение, принципах построения и функционирования локальных компьютерных сетей.
Теоретические сведения
Локальная компьютерная сеть это комплекс программного обеспечения и устройств, объединяющих абонентов, находящихся на незначительной дистанции друг от друга. Как правило, такие системы используются в границах одного предприятия или здания.
Типы локальных сетей
Данные линии принято разделять на 2 вида:
Сети, для которых характерно централизованное управление, характеризующиеся общей политикой безопасности применимой ко всем пользователей
Одноранговые сети. В такой системе все пользователи самостоятельно определяют какую информацию и ресурсы они будут представлять в целях общего пользования. А компьютеры являются полностью равноправными и могут быть одновременно, как клиентом, так и сервером.
Основные задачи локальных вычислительных сетей
Главная задача локальной компьютерной сети – это реализация совместного доступа всех пользователей к данным, устройствам и программам. Таким образом, клиентам системы доступно выполнять операции одновременно, а не поочередно.
Помимо этого, локальные линии решают вопросы:
Обработки и хранения данных;
Передачи результатов информации пользователям;
Контроля выполнения проектов.
Главные составляющие локальной сети
Локальная компьютерная сеть не может полноценно функционировать без специального оборудования. Для нее основными составляющими являются:
Пассивное оборудование: коммутационные панели, монтажные шкафы, информационные розетки, кабели, кабельные каналы;
Периферийные устройства и компьютеры: принтеры, серверы, рабочие станции, сканеры;
Активное оборудование: маршрутизаторы, коммутаторы (свитчи), специальные медиаконвекторы.
В зависимости от того, как будет построена сеть, какой протяженностью и согласно каким требованиям, комплекс устройств при монтаже может существенно меняться.
Преимущества пользования локальной сетью
Такой тип системы решает множество вычислительных и информационных задач в пределах одного предприятия. Поэтому для организации компьютерная сеть локального типа является необходимой в силу нескольких ее преимуществ:
Система обеспечивает хранение всех данных персонального характера на диске файлового сервера. Это дает возможность осуществлять одновременную работу всеми клиентами, обновлять данные в сетевых программных продуктах и при этом пользоваться информацией, защищенной на уровне файлов и каталогов.
Локальная сеть способствует обмену информацией между всеми компьютерами, находящимися в системе.
Каждый клиент имеет доступ к глобальной сети при условии наличия специального коммутационного узла.
Такая вычислительная сеть обеспечивает полноценную печать информации всеми пользователями на общественных принтерах.
Локальная система позволяет хранить программные продукты (графические редакторы, таблицы, системы управления базами данных) на дисках файлового сервера в единственном экземпляре.
Требования предъявляемые локальным вычислительным сетям
В настоящее время IT-компаниями создано большое количество локально-вычислительных сетей, которые различаются алгоритмами работы, структурой организации, топологиями, размерами. Они эксплуатируются в разных странах мира, но требования, предъявляемые к ним, являются общепринятыми.
Надежность. Одно из главных свойств, нацеленное сохранить полное и частичное функционирование при поломке нескольких узлов.
Скорость. Важнейшее свойство, характеризующееся наличием высокоскоростных каналов передачи данных.
Адаптация. Свойство локально-вычислительной сети, направленное на расширение: рабочие станции устанавливаются в том месте, где это потребуется.
Локальная сеть – важный элемент любого современного предприятия, без которого невозможно добиться максимальной производительности труда. Однако чтобы использовать возможности сетей на полную мощность, необходимо их правильно настроить, учитывая также и то, что расположение подсоединенных компьютеров будет влиять на производительность ЛВС.
Понятие топологии Топология локальных компьютерных сетей – это месторасположение рабочих станций и узлов относительно друг друга и варианты их соединения. Фактически это архитектура ЛВС. Размещение компьютеров определяет технические характеристики сети, и выбор любого вида топологии повлияет на:
Разновидности и характеристики сетевого оборудования.
Надежность и возможность масштабирования ЛВС.
Способ управления локальной сетью.
Таких вариантов расположения рабочих узлов и способов их соединения много, и количество их увеличивается прямо пропорционально повышению числа подсоединенных компьютеров. Основные топологии локальных сетей – это "звезда", "шина" и "кольцо".
Факторы, которые следует учесть при выборе топологии
Д
о того как окончательно определиться с выбором топологии, необходимо учесть несколько особенностей, влияющих на работоспособность сети. Опираясь на них, можно подобрать наиболее подходящую топологию, анализируя достоинства и недостатки каждой из них и соотнеся эти данные с имеющимися для монтажа условиями.
Работоспособность и исправность каждой из рабочих станций, подсоединенных к ЛВС. Некоторые виды топологии локальной сети целиком зависят от этого.
Исправность оборудования (маршрутизаторов, адаптеров и т. д.). Поломка сетевого оборудования может как полностью нарушить работу ЛВС, так и остановить обмен информацией с одним компьютером.
Надежность используемого кабеля. Повреждение его нарушает передачу и прием данных по всей ЛВС или же по одному ее сегменту.
Ограничение длины кабеля. Этот фактор также важен при выборе топологии. Если кабеля в наличии немного, можно выбрать такой способ расположения, при котором его потребуется меньше.
О топологии «звезда»
Этот вид расположения рабочих станций имеет выделенный центр – сервер, к которому подсоединены все остальные компьютеры. Именно через сервер происходят процессы обмена данными. Поэтому оборудование его должно быть более сложным.
Д
остоинства:
Топология локальных сетей "звезда" выгодно отличается от других полным отсутствием конфликтов в ЛВС – это достигается за счет централизованного управления.
Поломка одного из узлов или повреждение кабеля не окажет никакого влияния на сеть в целом.
Наличие только двух абонентов, основного и периферийного, позволяет упростить сетевое оборудование.
Скопление точек подключения в небольшом радиусе упрощает процесс контроля сети, а также позволяет повысить ее безопасность путем ограничения доступа посторонних.
Недостатки:
Такая локальная сеть в случае отказа центрального сервера полностью становится неработоспособной.
Стоимость "звезды" выше, чем остальных топологий, поскольку кабеля требуется гораздо больше.
Топология «шина»: просто и дешево
В
этом способе соединения все рабочие станции подключены к единственной линии – коаксиальному кабелю, а данные от одного абонента отсылаются остальным в режиме полудуплексного обмена. Топологии локальных сетей подобного вида предполагают наличие на каждом конце шины специального терминатора, без которого сигнал искажается.
Достоинства :
Все компьютеры равноправны.
Возможность легкого масштабирования сети даже во время ее работы.
Выход из строя одного узла не оказывает влияния на остальные.
Расход кабеля существенно уменьшен.
Недостатки:
Недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля.
Маленькая производительность, обусловленная разделением канала между всеми абонентами.
Сложность управления и обнаружения неисправностей за счет параллельно включенных адаптеров.
Длина линии связи ограничена, потому эти виды топологии локальной сети применяют только для небольшого количества компьютеров.
Характеристики топологии «кольцо»
Т
акой вид связи предполагает соединение рабочего узла с двумя другими, от одного из них принимаются данные, а второму передаются. Главной же особенностью этой топологии является то, что каждый терминал выступает в роли ретранслятора, исключая возможность затухания сигнала в ЛВС.
Достоинства:
Быстрое создание и настройка этой топологии локальных сетей.
Легкое масштабирование, требующее, однако, прекращения работы сети на время установки нового узла.
Большое количество возможных абонентов.
Устойчивость к перегрузкам и отсутствие сетевых конфликтов.
Возможность увеличения сети до огромных размеров за счет ретрансляции сигнала между компьютерами.
Недостатки:
Ненадежность сети в целом.
Отсутствие устойчивости к повреждениям кабеля, поэтому обычно предусматривается наличие параллельной резервной линии.
Большой расход кабеля.
Типы локальных сетей
Выбор топологии локальных сетей также следует производить, основываясь на имеющемся типе ЛВС. Сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой и иерархической.
Они не очень отличаются функционально, что позволяет при необходимости переходить от одной из них к другой. Однако несколько различий между ними все же есть. Что касается одноранговой модели, ее применение рекомендуется в ситуациях, когда возможность организации большой сети отсутствует, но создание какой-либо системы связи все же необходимо. Рекомендуется создавать ее только для небольшого числа компьютеров. Связь с централизованным управлением обычно применяется на различных предприятиях для контроля рабочих станций.
Одноранговая сеть
Э
тот тип ЛВС подразумевает равноправие каждой рабочей станции, распределяя данные между ними. Доступ к информации, хранящейся на узле, может быть разрешен либо запрещен его пользователем. Как правило, в таких случаях топология локальных компьютерных сетей «шина» будет наиболее подходящей.
Одноранговая сеть подразумевает доступность ресурсов рабочей станции остальным пользователям. Это означает возможность редактирования документа одного компьютера при работе за другим, удаленной распечатки и запуска приложений.
Достоинства однорангового типа ЛВС:
Легкость реализации, монтажа и обслуживания.
Небольшие финансовые затраты.
Такая модель исключает надобность в покупке дорогого сервера.
Недостатки:
Быстродействие сети уменьшается пропорционально увеличению количества подсоединенных рабочих узлов.
Отсутствует единая система безопасности.
Доступность информации: при выключении компьютера данные, находящиеся в нем, станут недоступными для остальных.
Нет единой информационной базы.
Иерархическая модель
Наиболее часто используемые топологии локальных сетей основаны именно на этом типе ЛВС. Его еще называют «клиент-сервер». Суть данной модели состоит в том, что при наличии некоторого количества абонентов имеется один главный элемент – сервер. Этот управляющий компьютер хранит все данные и занимается их обработкой.
Достоинства:
Отличное быстродействие сети.
Единая надежная система безопасности.
Одна, общая для всех, информационная база.
Облегченное управление всей сетью и ее элементами.
Недостатки:
Необходимость наличия специальной кадровой единицы – администратора, который занимается мониторингом и обслуживанием сервера.
Большие финансовые затраты на покупку главного компьютера.
Наиболее часто используемая конфигурация (топология) локальной компьютерной сети в иерархической модели – это «звезда».
Выбор топологии (компоновка сетевого оборудования и рабочих станций) является исключительно важным моментом при организации локальной сети. Выбранный вид связи должен обеспечивать максимально эффективную и безопасную работу ЛВС. Немаловажно также уделить внимание финансовым затратам и возможности дальнейшего расширения сети. Найти рациональное решение – непростая задача, которая выполняется благодаря тщательному анализу и ответственному подходу. Именно в таком случае правильно подобранные топологии локальных сетей обеспечат максимальную работоспособность всей ЛВС в целом.
Задание 1
Описать одноранговую локальную сеть с топологией линейная шина.
Заполните таблицу.
Недостатки
Преимущества
оборудование
стоимость
Выводы:
Задание 2
Описать одноранговую локальную сеть с топологией звезда.
Проанализируйте описание локальной сети и сделайте выводы.
Заполните таблицу.
Недостатки
Преимущества
Количество компьютеров в сети
Оборудование, необходимое для создания сети и его стоимость
оборудование
стоимость
Общая стоимость создания локальной сети
Выводы:
Задание 3
Описать локальную сеть на основе сервера.
Проанализируйте описание локальной сети и сделайте выводы.
Заполните таблицу
Недостатки
Преимущества
Количество компьютеров в сети
Оборудование, необходимое для создания сети и его стоимость
оборудование
стоимость
Общая стоимость создания локальной сети
Выводы:
