2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................ 3
ГЛАВА 1. Сетевые операционные системы и программное обеспечение
локальной вычислительной сети ............................................................. 6
1.1 Характеристики и функции сетевых ОС. Виды сетевых ОС ........... 6
1.2 Программное обеспечение для сетевого администрирования и
защиты локальной вычислительной сети ......................................................... 13
1.3. Базы данных в локальной вычислительной сети и программное
обеспечение, использующее возможности ЛВС .............................................. 22
ГЛАВА 2. Организация и функционирование виртуальных ЛВС
организации ............................................................................................. 27
2.1 Разработка и описание требований, предъявляемых к сети отдела27
2.2 Топология сети .................................................................................... 30
2.3 Выбор технологии ЛВС ...................................................................... 33
2.4 Активное и пассивное оборудование ЛВС....................................... 37
2.5 Программное обеспечение сети ........................................................ 44
2.6 Расчёт стоимости комплектующих ЛВС .......................................... 44
2.7 Графическая часть проекта ................................................................ 45
ГЛАВА 3. Разработка комплекса мер по защите информации и ЛВС
организации ............................................................................................. 48
3.1 Анализ объекта и постановка задачи разработки комплекса мер
по защите информации и ЛВС организации .................................................... 48
3.2 Автоматизация управления информационной безопастностью .... 52
3.3 Внедрение и разработка внедрения центра управления
информационной безопасностью ...................................................................... 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ....................................... 70
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Локальная компьютерная сеть
(ЛВС, локальная сеть) - это компьютерная сеть, которая охватывает
определенную территорию или конкретно взятую группу зданий (корпуса
учебного заведения, офисное здание и так далее). Существуют также
локальные сети, узлы которых географически распределены на расстояние
более 12 500 км (как правило, это орбитальные центры, а также
космические объекты). Несмотря на значительные расстояния, такие сети
тоже считаются местными.
Возможность концентрировать большие объемы данных в
компьютерных сетях, общую доступность этих данных, а также обработку
программного и аппаратного обеспечения и высокую надежность их
работы - все это позволяет улучшить информационные услуги для
пользователей и значительно повысить эффективность вычислительных
приложений.
Тема данной выпускной квалификационной работы посвящена
исследованию структуры и функциям программного обеспечения ЛВС,
организация и функционирование виртуальных ЛВС ООО «Иксэлэр»,
выбор темы обусловлен следующими факторами:
1) Интеграция и формирование информационных и управляющих
ресурсов являются основными аргументами в пользу создания сетевой
архитектуры, абонентских услуг для доступа к сети и значительного
расширения услуг, предоставляемых для распространения, телеобработки
информационных потоков.
2) Программное обеспечение компьютерных сетей способно
обеспечить коллективный доступ к информационным, а также
вычислительным ресурсам сети. Кроме того, ПО оптимизирует
4
динамическое перераспределение и распределение сетевых ресурсов для
повышения эффективности обработки информации и максимального
использования аппаратного обеспечения, а также в случае сбоя
определенных технических средств.
Актуальность исследования значительна, ввиду роста потребности
организации в расширении локальной вычислительной сети, при не
корректном проектировании которой, могут наступить проблемы,
связанные с ненадежностью и низкой скоростью передачи данных. Если
учитывать данные аналитиков, можно говорить о том, что системы защиты
информации будут с каждым годом подвергаться все большим атакам, как
стороны злоумышленников, так и вирусными программами, поэтому
вопрос о защите информации в ЛВС стоит не менее остро.
Цель выпускной квалификационной работы - проанализировать
структуру и функции программного обеспечения локальной
вычислительной сети и выполнить разработку организации и
функционирования виртуальной ЛВС организации ООО «Иксэлэр».
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
Рассмотреть теоретические основы программного обеспечения
локальных вычислительных сетей;
Выполнить анализ сетевых операционных систем и программного
обеспечения локальной вычислительной сети организации;
Выполнить предпроектное исследование.
Собрать необходимую информацию;
Выполнить выбор и обоснование технологии ЛВС;
Составить схемы ЛВС и коммуникаций;
Составить спецификации на сетевое оборудование;
Выполнить разработку комплекса мероприятий по защите
информации и ЛВС организации;
5
Объект исследования – программное обеспечение локальной
вычислительной сети.
Предмет исследования – структура ЛВС организации ООО
«Иксэлэр».
Методологическая основа исследования представлена совокупность
общенаучных и рядом специальных методов исследования. Широко
применялся метод анализа, синтеза и другие.
Теоретическая и практическая значимость исследования.
Теоретическая значимость представлена тем, что настоящее исследование
представляет собой комплексное исследование программного обеспечения
локальной вычислительной сети, на примере конкретного объекта
хозяйственной деятельности. Практическая значимость представлена
возможностью применения предложенных рекомендаций для оптимизации
локальной вычислительной сети.
Структурно выпускная квалификационная работа состоит из
введения, трех глав и списка использованных источников.
6
ГЛАВА 1. СЕТЕВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
1.1 Характеристики и функции сетевых ОС. Виды сетевых ОС
Операционная система локальной вычислительной сети по многим
параметрам аналогична ОС обособленного компьютера – также
представляет комплекс объединенного программного обеспечения,
который гарантирует практичность работы пользователям и разработчикам
посредствам предоставления им определенной виртуальной
вычислительной системы, и реализует продуктивный метод совместного
применения ресурсов между набором исполняющей программы и
процессов в сети.
Компьютерная сеть – совокупность электронных вычислительных
машин, которые объединены коммуникационной системой и представлены
необходимым программным обеспечением. Указанное программное
обеспечение, предоставляет пользователям возможность получать доступ к
имеющимся ресурсам того или иного кластера компьютеров. Компьютеры
тех или иных классов, способные выступать в качестве малых
микропроцессоров, рабочих станций, либо мини – ЭВМ и персональными
компьютерами, в совокупности, обладают возможностью формирования
сети. Как правило, коммуникационная система включает в себя кабели,
повторители, коммутаторы – распределители, маршрутизаторы и иные
устройства, которые делают возможным передачу данных между любыми
компьютерами сети. Локальная вычислительная сеть дает возможность
пользователю взаимодействовать с компьютером в автономном и режиме и
7
дополняет его возможностью доступа к информации и аппаратным
ресурсам иных компьютеров локальной вычислительной сети [6].
Первая сетевая ОС являлась комплексом из существующей
обособленной ОС и надстроенной над ней сетевой оболочки. Можно
говорить, что в локальную ОС интегрируется минимальный набор сетевых
функций, которые необходимы для функционирования сетевой оболочки,
выполняющей ведущую роль в процессе функционирования сети.
Образцом такого подхода может служить применение каждой ЭВМ в сети
операционной системы MS DOS (которая уже третьей версии имела в
своем функционале такие встроенные возможности, как блокирование
файлов и записей, необходимых для консолидированного доступа к
файлам). Способ проектирования сетевых ОС в качестве сетевого слоя над
локальной ОС был распространен и в ОС, таких, например, как LANtastic
или Personal Ware.
В организации сетевого функционирования операционная система
выступает в роли интерфейса, укрывающего от пользователя всю
основополагающую информацию об низкоуровневых средствах
аппаратного программного обеспечения сети. К примеру, вместо
использования численных представлений IP-адреса и MAC-адреса для
удобства работы ОС представляет возможность использования символьной
идентификации представления имен пользователей и компьютеров.
Ключевыми функциональными компонентами сетевой операционной
системы являются [7]:
- средства администрирования локальными ресурсами ЭВМ
реализуют все функции ОС отдельного компьютера (распределение
оперативной памяти между процессами, планирование и диспетчеризация
процесса, администрирование процессов в многопроцессорных ЭВМ,
регулирование внешней памяти большого объема, интерфейса
8
пользователя и т.д.);
- Сетевые средства, классифицируются на три группы:
- Средства, обусловленные локальными средствами и службами в
общем использовании (а именно, серверная часть ОС);
- Средства для формирования запроса доступа, чтобы произвести
отладку ресурсов и служб – (клиентская часть оперативной системы);
- Процессы ОС, совместно с коммуникационными системами,
предоставляют возможность осуществлять передачу сообщений между
компьютерами в локальной сети [8].
Главное условие, предъявляемое к операционной системе -
производительность основного функционала для качественного
управления этими ресурсами, а также обеспечение удобного интерфейса
для прикладных программ и программ пользователя. Новейшие ОС,
зачастую, должны обеспечивать обработку ПО, виртуальную память,
свопинг, пользовательский графический интерфейс, и помимо этого
выполнение множества иных функций и служб по необходимости.
Исключая эти важные условия для полноты функциональности, немало
важными являются требования функциональности, которые относятся к
более низкоуровневым, выдвигаемым к операционным системам [14]:
1) высокая производительность;
2) совместимость с другими продуктами;
3) относительная надежность;
4) безопасность;
5) расширяемость оперативной системы;
6) переносимость.
Сетевая ОС в узком смысле - операционная система отдельной ЭВМ,
с возможностью функционирования внутри локальной вычислительной
сети.
9
В сетевой операционной системе конкретной электронной
вычислительной машины представляется возможным выделить некоторые
элементы:
Средства администрирования локальными ресурсами ЭВМ:
реализация процесса по распределению оперативной памяти между
процессами, направленными на диспетчеризацию и планирование
процессов, средствами администрирования процессоров в
многопроцессорных системах, элементы управления периферийными
устройствами и иными функциями рационального применения базовых
ресурсов локальной операционной системы.
Функции использования локальных ресурсов и служб в сетевом
доступе – являются частью сетевой оперативной системы (сервер). Эти
функции реализуют, например, блокирование записей и файлов, которые
необходимы для их совместного применения; управление каталогами имен
сетевых ресурсов; обработку транзакций и запросов удаленного доступа,
для формирования файловой системы и базы данных; администрирование
очереди запросов пользователей к периферийным устройствам.
Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и службам и их
использования - клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть
операционной системы отвечает за прием и перенаправление запросов от
локальных приложений и пользователей к удаленным ресурсам, при этом
запрос от приложения поступает в локальной форме, а по сети передается в
форме, которая соответствует принимающему серверу. При получении
ответа от сервера она осуществляет его конвертацию в локальный формат,
таким образом для приложения выполнение удаленных и локальных
запросов является одинаковым.
Коммуникационные средства операционной системы, с применением
которых осуществляется обмен сообщениями в сети. Эта часть делает
10
возможным буферизацию и адресацию сообщений, подбор маршрута для
передачи сообщений в сети, безопасности передачи, и т.д., которые, по
сути, является средством передачи сообщений [10].
Если обратить внимание на функционал, которым оснащен
определенный компьютер, в установленной на него операционной системе,
может не быть либо клиентской, либо серверной части.
Рассмотрим ключевые виды операционных систем.
Как правило, сетевая служба предусматривается в ОС или обеими
(клиент и сервер) частями, или исключительно одной из них.
В первом варианте операционную систему называют одноранговой,
т.е. такая ОС не только представляет возможность адресации к ресурсам
других членов сети, но также и хранения своих ресурсов в инструкциях
пользователей других компьютеров. Например, если на всех станциях сети
монтируются и клиенты и запускающие процедуры файловой службы, все
члены сети могут совместно использовать ресурсы друг друга.
Компьютеры, которые сочетают функции, как сервера, так и клиента,
именуются одноранговыми станциями.
Операционная система, имеющая только клиентские модули сетевой
службы, именуется клиентом. Клиент ОС монтируется на станциях,
производящих адресацию с запросами к ресурсам других членов сети. За
такими клиентскими стациями, как правило, работают рядовые
пользователи.
Серверная ОС относится к другому классу операционных систем –
она ориентируется на обработку запросов, приходящих из сети, которые
нацелены на получение ресурсов, которые имеются у компьютеров, и
состоит из совокупности сетевых серверных служб. Станция с
установленной с серверной ОС применяется только для обработки
запросов от других компьютеров, ее обычно называют выделенным
11
сервером сети. Рабочая станция рядового пользователя обычно не
выступает в роли выделенного сервера[23].
Примеры современных сетевых ОС
Немало важным будет отметить, что на сегодняшний день
практически все современные операционные системы, характеризуются,
как сетевые. Наиболее эксплуатируемыми являются [21]:
- Microsoft Windows (XP, Vista, 7, 10)
- Microsoft Windows Server (2003, 2008, 2008R2, 2012, 2012R2, 2016)
- UNIX системы (например, Solaris, FreeBSD);
- GNU/Linux системы (Ubuntu, Centos, RHEL, Fedora и д.р.)
- IOS
- Chrome OS от компании Google.
ОС Unix.
UNIX является достаточно мощной, гибкой и динамичной
операционной системой, которая способна производить обработку
практически любой предложенной пользователем задачи. Наделена
широким спектром предлагаемых средств, при помощи которых
представляется возможным решить большую часть проблем, которые
возникают в процессе работы с информационными технологиями. К
достоинствам UNIX можно отнести мощность работы, устойчивость и
надежность, достаточная автоматизация. Особо необходимо выделить
поддержку множества языков программирования. Рассматриваемая ОС
представляет передовые решения для работы с сетью интернет, в том
числе, обеспечивает доступ к базам данных, FTP или HTTP. Так как
система UNIX разрабатывалась специально для работы с большими
массивами данных и недостаточной интеграции с сетевой средой, она
почти всегда затмевает по быстродействию любой иной набор аппаратного