Разработка корпоративной компьютерной сети

Целесообразность  применения

Одноранговая сеть вполне подходит там, где:

• количество пользователей не превышает 30 человек;
• пользователи расположены компактно;
• вопросы зашиты данных не критичны;
• в обозримом будущем не ожидается значительного расширения фирмы и следовательно, сети. Если эти условия выполняются, то скорее всего, выбор одноранговой сети будет правильным. Поскольку в одноранговой сети каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер, пользователи должны обладать достаточным уровнем знаний, чтобы работать и как пользователи, и как администраторы своего компьютера.

Сети на основе сервера

Если к сети подключено более 30 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в  роли и клиентов, и серверов, может  оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом, и именно они будут приводиться обычно в качестве примеров.

С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение  задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных [5].

4.Обоснование выбора операционной системы

Качественная полноценная операционная система является базой для продуктивной работы сети. Современный рынок операционных систем предлагает достаточное количество программных сред для успешной подстройки под нужды и задачи компании. Но наиболее оптимальным решением является использование операционной системы Microsoft Windows XP Professional, так как это экономичное, простое в реализации сетевое решение, позволяющее использовать компьютер с большей отдачей и взаимодействовать с клиентами Windows предыдущих версий через одноранговые сети. Эта система упростит выполнение повседневных задач, повысит эффективность взаимодействия, обеспечит возможность работы в удаленном режиме и предоставит безопасный способ совместного использования ресурсов, в том числе Интернет-подключений, файлов и принтеров.

Преимущества Microsoft Windows XP Professional

1. Экономия времени, затрачиваемого на поиск и восстановление деловой информации, поскольку организовано совместное использование этих материалов.
2. Возможность работы дома или во время поездок, поскольку корпоративная информация и ресурсы становятся доступными за пределами офиса.
3. Существенное снижение затрат на индивидуальные телефонные линии, модемы, учетные записи Интернет, принтеры и другое оборудование.
4. Дружественный интуитивно понятный интерфейс дает возможность легко управлять компьютером.
5. Минимальные затраты на формирования сетевой инфраструктуры[6].

На сервере же будем  использовать операционную систему Windows Server 2008. Обоснование выбора:

Самовосстанавливающиеся файловая система NTFS.

1. Параллельное создание сеансов.
2. «Чистая» остановка сервисов и приложений.
3. Менеджер транзакций ядра.
4. Сетевая файловая система SMB2.
5. Рандромизация загрузки адресного пространства. (Address Space Load Randomization)
6. Классификация ошибок оборудования.
7. Виртуализация сервера. (Windows Server Virtualization)
8. PowerShell
9. Серверное ядро.
10. Начиная с Windows Server 2008 графический интерфейс будет необязательный [7].

5.Сетевые топологии

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями  связи. Важно отметить, что понятие  топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети.

Существует три, базовые  топологии сети:

· Шина (bus)

· Звезда (star)

· Кольцо (ring

На практике нередко  используют и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на три базовые топологии.

Более подробно рассмотрим топологию «Звезда».

Звезда — это единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все  остальные абоненты . Обмен информацией  идет исключительно через центральный  компьютер, на который ложится большая  нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он, как правило, заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера или его сетевого оборудования никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной.

Обрыв кабеля или короткое замыкание в нем при топологии звезда нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально продолжать работу.

В звезде на каждой линии связи находятся только два абонента : центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию в одном направлении, то есть на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Это так называемая передача точка-точка.

Серьезный недостаток топологии  звезда состоит в жестком ограничении количества абонентов . Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8—16 периферийных абонентов . В этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, но за ними оно просто невозможно. В звезде допустимо подключение вместо периферийного еще одного центрального абонента (в результате получается топология из нескольких соединенных между собой звезд).

Звезда, показанная на рис. 2 , носит название активной или истинной звезды. Существует также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду. В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство — концентратор или, как его еще называют, хаб (hub), которое выполняет ту же функцию, что и репитер, то есть восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их во все другие линии связи.

Большое достоинство  звезды (как активной, так и пассивной) состоит в том, что все точки  подключения собраны в одном  месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности путем простого отключения от центра тех или иных абонентов (что невозможно, например, в случае шинной топологии), а также ограничивать доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один кабель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два (каждый кабель передает в одном из двух встречных направлений), причем последнее встречается гораздо чаще[8].

В данной работе будем  пользоваться топологией «Звезда».

 

6. Схема соединения и расположения элементов сети в помещении

КИС имеет два помещения, площадью S₁=60 м² и S₂= 50 м² соответственно. Помещения находятся в разных зданиях, расстояние между зданиями

L= 8000 м. Необходимо организовать в одном помещении локальную сеть 1-го, а в другом более высокого ранга, снабженную кабельным выходом в Internet на скорости V₁= 1000 Mb/s и точками доступа для мобильных пользователей. Сеть в первом помещении должна соответствовать классу В, а во втором  классу A. Внутри сетей скорость передачи данных должна быть не менее V₂= 100 Mb/s. Обеспечить отказоустойчивость и безопасность сети. Смоделировать фрагмент сети класса В. Определить задержки, вносимые активным и пассивным оборудованием. N₁₁=3 и N₁₂=4- количество подсетей. N₂= 4 количество виртуальных сетей .

Рис.1 Схема размещения компонентов сети в 1-м помещении

 

Рис.2. Схема размещения компонентов сети во 2-м помещении

 

В первой аудитории площадью 60 м²  (рис.1) мы использовали 12 компьютеров1 коммутатор (24- порта), маршрутизатор_1.

Во второй аудитории площадью 50 м²  (рис.2) мы использовали 10 компьютеров (10-й компьютер является сервером), 1 коммутатор (24- порта), маршрутизатор_2.

Маршрутизатор_1 и маршрутизатор_2 соединены между собой, тем самым образуя общую сеть. Каждый компьютер в обеих аудиториях соединен отдельным кабелем с коммутатором, в том числе и сервер.

Рабочие станции соединяются  с коммутаторами с помощью «витой пары», маршрутизаторы между собой - посредством оптоволокна.

Схема соединения фрагментов сети представлена в приложении 3.

 

7. Расчет длины кабеля расчёт длины кабеля

Расчет длины кабеля осуществляется методом суммирования длин сегментов от каждого компьютера до коммутатора.

Расчет длин для комнат представлен в таблице 2.

Таблица 2.

	Помещение 1(60м2):	Помещение 2 (50 м2)
	L1=1+1,5= 2,5 м	L1=1+1,5= 2,5 м
	L2=2,5+1,5= 4 м	L2=2,5+1,5= 4 м
	L3=4+1,5= 5,5 м	L3=4+1,5= 5,5 м
	L4=5,5+1,5=7 м	L4=5,5+1,5=7 м
	L5=2+1,5+1,5=5 м	L5=1+1,5+1=3,5 м
	L6=5+1,5=6,5 м	L6=5+1,5+1=7,5 м
	L7=6+1+3=10 м	L7=7,5+1,5=9 м
	L8=10+1,5=11,5 м	L8=9+1,5=10,5 м
	L9=11,5+1,5=13 м	L9=10,5+1,5=12 м
	L10=13+1,5=14,5 м	L10=12+1,5=13,5 м
	L11=14,5+1,5=16 м
	L12=16+1+1,5+1=19,5 м
Итого	110м	75м

Общая длина всех сегментов  двух помещений будет равна:

L_общ=110+75=185 м

К L_общ нужно 12 м, чтобы кабели были без натяга. Итак, для проектирования данной сети потребуется:

L = 185 + 12 =197м

Так же еще понадобится 8000 + 2 м=8002 м оптоволоконного кабеля.

8. Классы IP-адресов

IP-адрес является уникальным 32-битным идентификатором IP-интерфейса. Часто говорят, что IP-адрес присваивается хосту; это верно в случае, если хост имеет один сетевой IP-интерфейс (например, не является маршрутизатором). IP-адреса принято записывать разбивкой всего адреса по октетам, каждый октет записывается в виде десятичного числа, числа разделяются точками. Например, адрес 10100000010100010000010110000011

записывается как 10100000.01010001.00000101.10000011 = 160.81.5.131.

IP-адрес состоит из  номера сети, который занимает  старшую область адреса, и номера  хоста в этой сети, который занимает младшую часть. Положение границы сетевой и хостовой части (обычно оно характеризуется количеством бит, отведенных на номер сети) может быть различным, определяя различные типы IP-адресов, которые рассматриваются ниже.

В классовой модели IP-адрес  может принадлежать к одному из четырех  классов сетей. Каждый класс характеризуется  определенным размером сетевой части  адреса, кратным восьми, таким образом, граница между сетевой и хостовой частями IP-адреса в классовой модели всегда проходит по границе октета. Принадлежность к тому или иному классу определяется по старшим битам адреса.

Класс А. Старший бит адреса равен нулю. Размер сетевой части равен 8 битам. Таким образом, может существовать всего примерно 27 сетей класса А, но каждая сеть обладает адресным пространством на 224 хостов. Т.к. старший бит адреса нулевой, то все IP-адреса этого класса имеют значение старшего октета в диапазоне 0 — 127, который является также и номером сети.

Класс В. Два старших бита адреса равны 10. Размер сетевой части равен 16 битам. Таким образом, может существовать всего примерно 214 сетей класса В, каждая сеть обладает адресным пространством на 216 хостов. Значения старшего октета IP-адреса лежат в диапазоне 128 — 191, при этом номером сети являются два старших октета.

Класс С. Три старших бита адреса равны 110. Размер сетевой части равен 24 битам. Количество сетей класса С - примерно 221, адресное пространство каждой сети рассчитано на 254 хоста. Значения старшего октета IP-адреса лежат в диапазоне 192 - 223, а номером сети являются три старших октета.

Класс D. Сети со значениями старшего октета IP-адреса 224 и выше. Зарезервированы для специальных целей.

В классе А выделены две  особые сети, их номера 0 и 127. Сеть 0 используется при маршрутизации как указание на маршрут по умолчанию. Сеть 127 используется для адресации IP-интерфейсом себя самого (loopback). На любом хосте обращение по адресу 127.0.0.1 означает связь с самим собой (без выхода пакетов данных на уровень доступа к среде передачи); для протоколов на уровнях транспортном и выше такое соединение неотличимо от соединения с удаленным хостом, что удобно использовать, например, для тестирования сетевого программного обеспечения.