Проектирование и построение сети, обеспечивающей документооборот Администрации Калининградского морского порта

Трансивер (Transiever) – это двухпортовое устройство, имеющее с одной стороны, MII интерфейс, с другой – один из средозависимых физических интерфейсов (100Base-FX, 100Base-TX или 100Base-T4). Трансиверы используются сравнительно редко, как и редко используются сетевые карты, повторители и коммутаторы с интерфейсом MII.

Сетевая карта (Netcard). Наиболее широкое распространение получили сетевые карты с интерфейсом 100Base-TX на шину PCI. Необязательными, но крайне желательными, функциями порта RJ-45 являются автоконфигурирование 100/10 Мбит/с и поддержка дуплексного режима. Большинство современных выпускаемых карт поддерживают эти функции. В настоящее время выпускаются сетевые карты с поддержкой 1000 Мбит/сек. Выпускаются также сетевые карты с оптическим интерфейсом 100Base-FX – с основным оптическим разъемом SC на многомодовое волокно.

Конвертер (Convertor)– это двухпортовое устройство, оба порта которого представляют средозависимые интерфейсы. Конвертеры, в отличие от повторителей, могут работать в дуплексном режиме.

Повторитель (Repeater) – многопортовое устройство, которое позволяет объединить несколько сегментов. Принимая кадр или сигнал коллизии по одному из своих портов, повторитель перенаправляет его во все остальные порты. Распространены устройства с несколькими портами на витую пару (12, 16 или 24 порта RJ-45), одним портом BNC и одним портом AUI. Повторители работают на физическом уровне модели OSI.

Коммутатор (Switch) – одно из наиболее важных устройств при построении корпоративных сетей. Коммутатор работает на втором канальном уровне модели OSI. Главное назначение коммутатора – разгрузка сети посредством локализации трафика в пределах отдельных сегментов.

Ключевым звеном коммутатора является архитектура без блокирования (non-blocking), которая позволяет установить множественные связи Ethernet между разными парами портов одновременно, причем кадры не теряются в процессе коммутации. Сам трафик между взаимодействующими сетевыми устройствами остается локализованными. Локализация осуществляется с помощью адресных таблиц, устанавливающих связь каждого порта с адресами сетевых устройств, относящихся к сегменту этого порта. Таблица заполняется в процессе анализа коммутатором адресов станций отправителей в передаваемых ими кадрах. Кадр передается через коммутатор локально в соответствующий порт только тогда, когда адрес станции назначения, указанный в поле кадра, уже содержится в адресной таблице этого порта. В случае отсутствия в таблице адреса станции назначения, кадр рассылается во все остальные сегменты. Если коммутатор обнаруживает, что MAC-адрес станции назначения приходящего кадра находится в таблице MAC-адресов, приписанной за портом, то этот кадр сбрасывается – его непосредственно получит станция назначения, находящаяся в данном сегменте. И, наконец, если приходящий кадр является широковещательным (broadcast), т.е. если все биты поля MAC-адреса получателя в кадре задаются равными 1, то такой кадр будет размножен коммутатором (подобно концентратору), т.е. направляется во все остальные порты.

Концентратор (Hub)- это многопортовый повторитель сети с автосегментацией. Все порты концентратора равноправны. Получив сигнал от одной из подключенных к нему станций, концентратор транслирует его на все свои активные порты. При этом, если на каком-либо из портов обнаружена неисправность, то этот порт автоматически отключается (сегментируется), а после ее устранения снова делается активным. Автосегментация необходима для повышения надежности сети. Обработка коллизий и текущий контроль состояния каналов связи обычно осуществляется самим концентратором. Концентраторы можно использовать как автономные устройства или соединять друг с другом, увеличивая тем самым размер сети и создавая более сложные топологии.

Маршрутизатор (Router). Основной функцией маршрутизаторов является обеспечение соединений (маршрутов передачи данных) между узлами различных сетей, которые могут быть разделены значительным географическим расстоянием и несколькими промежуточными сетями. Маршрутизатор создает канал передачи данных, находя подходящий маршрут и инициируя первоначальное соединения по этому маршруту.  
На практике маршрутизация реализуется аппаратно-программным обеспечением, работающим на сетевом уровне эталонной модели OSI. Задача маршрутизатора состоит в поиске маршрута для передачи пакетов данных от узлов одной сети к другой и в пересылке пакетов по этому маршруту. Маршрутизаторы работают на сетевом уровне и поэтому являются протоколо-независимыми. Это связано с тем, что в пакетах различных протоколов используются разные форматы адресных полей. Большинство маршрутизаторов поддерживают несколько протоколов канального уровня. Современные маршрутизаторы поддерживают одновременно несколько протоколов. 
Особенности работы маршрутизатора позволяют использовать его в качестве пакетного фильтра. Независимость от протоколов канального уровня позволяет использовать маршрутизаторы для объединения сетей с различными архитектурами — например, соединения сетей Ethernet и Token Ring или Ethernet и FDDI.

Мост (bridge) – устройство, предназначенное для передачи пакетов данных из одной сети в другую. С функциональной точки зрения, мосты относятся к канальному уровню эталонной модели OSI. Мосты позволяют программам и протоколам, работающим на более высоких уровнях, рассматривать объединение нескольких сетей, как одно целое. 
Наряду с передачей данных, мосты могут, также, выполнять их фильтрацию. Канал (Channel) Каналом называется физический или логический путь для передачи сигналов. В контексте компьютерных сетей чаще всего встречаются упоминания каналов двух типов: коммуникационных и дисковых. Коммуникационным каналом называется маршрут, по которому происходит передача данных, речи или видеоизображения. Современные технологии передачи данных позволяют организовывать несколько коммуникационных каналов внутри одного физического кабеля. 
Дисковым каналом, в конфигурации с жестким диском, называются компоненты, посредством которых осуществляется взаимодействие операционной системы с накопителем на жестком диске.

1.5 Функциональное соответствие видов коммуникационного оборудования уровням модели OSI.

Лучшим способом для понимания отличий между сетевыми адаптерами, повторителями, мостами/коммутаторами и маршрутизаторами является рассмотрение их работы в терминах модели OSI.

Рис. 1.8 Соответствие функций коммуникационного оборудования модели OSI.

 

Повторитель, который регенерирует сигналы, за счет чего позволяет увеличивать длину сети, работает на физическом уровне.

Сетевой адаптер работает на физическом и канальном уровнях. К физическому уровню относится та часть функций сетевого адаптера, которая связана с приемом и передачей сигналов по линии связи, а получение доступа к разделяемой среде передачи, распознавание МАС-адреса компьютера – это уже функция канального уровня.

Мосты выполняют большую часть своей работы на канальном уровне. Для них сеть представляется набором МАС-адресов устройств. Они извлекают эти адреса из заголовков, добавленных к пакетам на канальном уровне, и используют их во время обработки пакетов для принятия решения о том, на какой порт отправить тот или иной пакет. Мосты не имеют доступа к информации об адресах сетей, относящейся к более высокому уровню.

Маршрутизаторы работают на сетевом уровне модели OSI. Для маршрутизаторов сеть – это набор сетевых адресов устройств и множество сетевых путей. Маршрутизаторы анализируют все возможные пути между любыми двумя узлами сети и выбирают самый короткий из них. При выборе могут приниматься во внимание и другие факторы, например, состояние промежуточных узлов и линий связи, пропускная способность линий или стоимость передачи данных.

Для того, чтобы маршрутизатор мог выполнять возложенные на него функции ему должна быть доступна более развернутая информация о сети, нежели та, которая доступна мосту. В заголовке пакета сетевого уровня кроме сетевого адреса имеются данные, например, о критерии, который должен быть использован при выборе маршрута, о времени жизни пакета в сети, о том, какому протоколу верхнего уровня принадлежит пакет.

На рисунке 1.8 показан еще один тип коммуникационных устройств – шлюз, который может работать на любом уровне модели OSI. Шлюз (gateway) – это устройство, выполняющее трансляцию протоколов. Шлюз размещается между взаимодействующими сетями и служит посредником, переводящим сообщения, поступающие из одной сети, в формат другой сети. Шлюз может быть реализован как чисто программными средствами, установленными на обычном компьютере, так и на базе специализированного компьютера. Шлюз использует заголовки всех транслируемых протоколов.

1.6 Вывод по главе 1:

Глава 1 является обзорной и приводится для дальнейшего проектирования требуемой сети, обеспечивающей документооборот Администрации Калининградского морского порта.

В главе 1 был произведен анализ локальных сетей. В ходе рассмотрения были даны понятия локальной вычислительной сети (ЛВС) и структурированной кабельной системы (СКС), перечислены топологии сетей, рассмотрены технологии их построения и проанализированы типы оборудования для их организации. Так же в данной главе были приведены основные стандарты для ЛВС и СКС, необходимые при их проектировании и монтаже.

 

ГЛАВА 2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ СТРУКТУРИРОВАННОЙ КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (СКС) И ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ (ЛВС) АДМИНИСТРАЦИИ КАЛИНИНГРАДСКОГО МОРСКОГО ПОРТА.

2.1 Проектирование структурированной кабельной системы (СКС) и локальной вычислительной сети (ЛВС) Администрации морского порта «Калининград».

2.1.1Общие сведения

• Общие положения

Наименование объекта: «Структурированная кабельная система (СКС) и локальная вычислительная сеть (ЛВС) Администрации морского порта «Калининград».»

Месторасположение: г. Калининград, Набережная Петра Великого, 7.

• Полное наименование работ:

Разработка проектно-сметной документации структурированной кабельной системы (СКС) и локальной вычислительной сети (ЛВС) Администрации морского порта «Калининград».

• Основание для выполнения работ.

Основанием для проведения работ является настоящее техническое задание Заказчика.

• Наименования предприятий заказчика работ.

Администрация морского порта «Калининград»

• Плановые сроки начала и окончания выполнения работ

• Плановый срок начала выполнения работ: в течение 2-х дней с момента подписания контракта
• Плановый срок окончания выполнения работ: в течение 30 календарных дней с момента подписания контракта.

• Сведения об источниках и порядке финансирования работ:

Источник финансирования – Государственный бюджет. 

2.1.2Назначение и цели выполнения работ

• Назначение

В 2009 году производится внедрение в Администрацию морского порта «Калининград» системы оформления, выдачи и контроля удостоверений личности моряка.

Для подготовки информационной инфраструктуры Администрации морского порта «Калининград» к внедрению системы оформления, выдачи и контроля удостоверений личности моряка производится строительство структурированной кабельной системы (СКС) и локальной вычислительной сети (ЛВС) в здании Администрации морского порта «Калининград».

• Цели и задачи

Цель работ – разработка проектно-сметной документации структурированной кабельной системы (СКС) и локальной вычислительной сети (ЛВС) Администрации морского порта «Калининград».

В состав проектируемой системы включены следующие подсистемы:

• структурированная кабельная система (СКС);
• локальная вычислительная сеть и система передачи данных (ЛВС);

Для выполнения вышеуказанных целей необходимо разработать проектно-сметную документацию для каждой из указанных выше подсистем. Результаты выполнения работ должны быть использованы для выполнения работ по монтажу структурированной кабельной системы (СКС) и локальной вычислительной сети (ЛВС) Администрации морского порта «Калининград».

2.1.3 Объект, в котором должна быть выполнена работа:

Объектом для выполнения работ является здание Администрации морского порта «Калининград».

Администрация морского порта «Калининград» располагается в одном корпусе по адресу: г. Калининград, Набережная Петра Великого, 7.

Здание не представляет собой историко-архитектурный памятник.

2.1.4 Технические требования к проектируемой системе.

• Общие требования

Система должна работать 7 дней в неделю 24 часа в сутки. Уровень надежности системы должен обеспечивать готовность не менее 99.9 %.

Система должна быть легко расширяема.

Система должна быть легко управляема.

Технические средства системы должны быть унифицированы для облегчения обслуживания.

Все материалы и оборудование должны иметь соответствующие сертификаты, технические паспорта и другие документы, удостоверяющие их качество.

Кроме стандартных гарантийных обязательств, при необходимости нужно предусмотреть расширенные сервисные контракты и запасные части (ЗИП).

Конструктивно-технические особенности разрабатываемых подсистем должны обеспечивать безопасность пользователей и обслуживающего персонала, оборудования и других близко расположенных объектов, а также природной среды при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте.

• Назначение и цели создания структурированной кабельной системы Администрации морского порта «Калининград».