5
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ................................................................................................. 7
Глава 1 Анализ теоретических аспектов реализации виртуальных сетей
.......................................................................................................................... 9
1.1 Общие понятия и термины компьютерных сетей .......................... 9
1.2 Виды топологий компьютерных сетей ........................................ 14
1.3 Виртуальные компьютерные сети и их назначение..................... 18
1.4 Классификация виртуальных сетей ............................................. 25
1.5 Обмен данными и сетевые протоколы в виртуальных
компьютерных сетях................................................................................... 27
Глава 2 Разработка проекта виртуальной сети для
телекоммуникационной компании ПАО «МегаФон» .................................... 34
2.1. Организационная структура базы предприятия, перечень
основных их задач ...................................................................................... 34
2.2. Разработка вариантов конфигурации сети.................................. 36
2.3. Подбор оптимальной топологии ................................................. 38
2.4. Создание плана IP-адресации ..................................................... 41
2.5. Составление списка используемых VLAN ................................. 42
2.6. Выбор сетевого аппаратного обеспечения ................................. 51
2.7. Выбор сетевых протоколов......................................................... 59
2.8. Построение схемы локальной и виртуальной компьютерной сети
компании..................................................................................................... 61
Глава 3 экономическое обоснование эффективности проекта .............. 66
3.1 Выбор и обоснование методики расчѐта экономической
эффективности ............................................................................................ 66
3.2 Расчѐт показателей экономической эффективности проекта ...... 68
6
Заключение ........................................................................................... 73
Список использованных источников .................................................... 75
7
ВВЕДЕНИЕ
Современное общество является информационным, а возможность
объединения компьютеров в сети позволила увеличить скорость передачи
сообщений и получить множество различных сервисов, используя один
единственный персональный компьютер. Эти возможности стали доступны
не только дома, но и на рабочих места, поэтому в любой организации сейчас
существует собственная вычислительная сеть, являющаяся не данью моде, а
важным элементов в инфраструктуре предприятия.
Однако рост популярности компьютерных сетей сделал их
популярными для злоумышленников, ведь сразу же возникло большое
количество методов и способов выполнения перехвата информации в сети,
либо получений к ней доступа сотрудниками,
Современный уровень высокой компьютеризации оказывает высокое
влияние на быт и жизнедеятельность людей. Обеспечение информационной
безопасности при обработке и передаче информации, а также контроль и
управление различными объектами стало одной из важнейших проблем. К
подобным объектам можно отнести системы связи, системы управления
транспортом, и конечно системы хранения информации. Для правильного
функционирования всех перечисленных систем необходимо обеспечивать
безопасность и конфиденциальность хранимых в них данных.
Одним из вариантов обеспечения защиты передаваемых данных
является использование виртуальных каналов передачи данных, именуемых
виртуальными сетями. Это позволяет реализовать виртуальную сеть,
объединяющую компьютеры как в составе одной подсети, так и в составе
нескольких подсетей, и изолированную от других сетей. Также
дополнительным фактором обеспечения безопасности передаваемых данных
является наличие шифрования, что дает дополнительную защиту для
передаваемой информации.
Актуальность данной работы состоит в широком использовании
компьютерных сетей в качестве объекта для передачи информации. Исходя
8
из этого, важно правильно организовать маршруты передачи сообщений или
данных в глобальных сетях, ведь они охватывает большое количество сетей
меньшего масштаба.
В связи с актуальностью изучения проблемы защиты информации и
реализации защищѐнных каналов передачи данных, а также реализации
виртуальных сетей, она широко освещается в литературных источниках,
различных периодических изданиях, а также в сети интернет на страницах
крупных компаний и различных интернет-сообществ различной тематики.
Объектом исследования являются локальные вычислительные сети.
Предметом исследования являются компьютерные сети.
Цель исследования – рассмотреть основные аспекты реализации
виртуальных компьютерных сетей на примере конкретной организации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
1. Рассмотреть понятие и термины компьютерных сетей;
2. Изучить основные аспекты реализации виртуальных
компьютерных сетей;
3. Описать процесс реализации виртуальной компьютерной сети на
примере конкретной организации.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех
разделов основной части, заключения и списка использованных источников.
9
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
ВИРТУАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
1.1 Общие понятия и термины компьютерных сетей
Одним из важных достижений науки и техники в области
компьютерных технологий называют объединение компьютеров в единое
информационное пространство, называемое компьютерной сетью.
Использование данной методики организации работы позволило достичь
более высокого уровня вычислений, организовать удобство
информационного обмена, а также привело к возникновению глобальной
сети Интернет и созданию большого количества технологий – гипертекст,
телеконференции, удаленный обмен файлами и файловые сети, большое
количество распространенных на текущий момент времени веб-сервисов и
так далее.
Говоря о классификации компьютерных сетей, зачастую сразу
уточняют классификационный признак, на основании которого
осуществляется группировка классов данного термина. Наиболее часто для
классификации применяют уровень удаления сетевых устройств друг от
друга.
Согласно данной классификации различают локальные
вычислительные сети с удалением узлов друг от друга в радиусе 10 км.,
городские локальные вычислительные сети с удалением узлов друг от друга
в радиусе 100 км., глобальные вычислительные сети с удалением узлов друг
от друга в радиусе от 100 до 1000 км., а также сеть Интернет с удалением
узлов друг от друга в радиусе более 1000 км. Исходя из данной
классификации необходимо отметить, что локальные вычислительные сети
являются самыми маленькими сетям, и для их построения достаточно лишь
пары компьютеров.
Помимо приведенной выше классификации, считающейся наиболее
распространенной, существует еще и разделение ЛВС на основании целого
10
ряда иных признаков: назначение, уровень управления, топология,
однородность и равноправность узлов (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Классификация ЛВС
Локальные вычислительные сети, функционирующие в рамках одной
компании, делятся на сети рабочих групп, отделов и кампусов. В состав сети
рабочей группы входят компьютеры с общими настройками, и
функционирующие под управлением одной и той же операционной системы.
Сети отделов включают в свой состав большое количество персональных
компьютеров, относящихся к одному отделу. В данных сетях могут
использовать несколько различных операционных систем, а сама сеть
расположена в одном здании. В случае если сеть объединяет компьютеры,
размещенные в различных зданиях, данную сеть называют кампусной сетью.
А если сеть охватывает фирму, то данную сеть называют корпоративной
сетью. Данные сети могут охватывать довольно большие территории [19].
Основной функцией ЛВС является объединение вычислительных
мощностей за счет взаимодействия участников сети. На текущий момент
времени объединение компьютеров в сеть называют идеальным
инструментом для обеспечения быстрой, безопасной и эффективной работы с
Уровень
управления
Сети рабочих
групп
Сети отделов
Сети кампусов
Корпоративные
сети
Однородность
сети
Однородные
сети
Неоднородные
сети
Равноправность
узлов сети
Серверные
Одноранговые
Топология сети
Шина
Кольцо
Звезда
11
данными.
Компьютерные сети позволяют организовать сбор, передачу и
обработку информации в рамках какого-либо отдела, подразделения или
фирмы в целом. Очень часто реализуют их подключение подключают к сетям
большего масштаба с целью организации выхода в Интернет [6].
Преимуществом использования локальных вычислительных сетей
называют разделение ресурсов, что позволяет их использовать с экономией
времени и энергии. В качестве примера можно назвать применение
локальной вычислительной сети для управления одним периферийным
устройством с одного компьютера. Помимо этого еще одним немаловажным
фактором является разделение данных. Ярким примером являются базы
данных, а также сетевые программные средства с многопользовательским
режимом [1].
Все оборудование в составе локальной вычислительной сети разделяют
на пассивное и активное оборудование. К первой категории относят
следующее:
кабель как основа компьютерной сети. Для реализации
компьютерных сетей применяю несколько видов кабель: коаксиальный,
оптический и кабель витая пара;
сетевые розетки монтируют в близи от рабочего места, с целью
организации фиксированной линии связи до активного сетевого
оборудования;
патч-корд применяю для подключения компьютера или
периферийного устройства к сетевой розетке. Чаще всего он представляет
отрезок кабеля витая пара с коннекторами на каждом конце, но может быть
выполнен и из оптического кабеля;
коннектор – специальный оконечник, монтируемый на кабель с
целью организации разъемного соединения сетевого оборудования;
12
коммутационные панели применяют для упорядочивания
кабелей, идущих к сетевому оборудованию, и организации удобной работы
при обслуживании или модернизации сети;
коммутационные шкафы применяют для установки в них
активного сетевого оборудования и организации подключения кабельных
сегментов [13].
Основной задачей функционирования активного сетевого
оборудования является обеспечения должного уровня качества, скорости и
безопасности передачи данных в сети. Правильный выбор активного сетевого
оборудования позволит обеспечить поддержку сетью большого количества
разнообразных функций. Для объединения компьютеров в сеть часто
применяют коммутатор или маршрутизатор.
Коммутатором называют устройство, которое применяется при
подключении к локальной вычислительной сети нескольких компьютеров в
рамках одного сегмента. Все данные от отправителя коммутатор передает
непосредственно получателю. Коммутаторы устанавливают в точках сети,
называемых узловыми. В данных точках сеть разветвляется на несколько
сегментов, либо наоборот объединяет один сегмент. Коммутаторы зачастую
характерны более низкой ценой, по сравнению с маршрутизаторами и
минимальными временными и трудовыми затратами при настройке.
Различают два основных вида коммутаторов: модульные и с
фиксированной конфигурацией. В первом случае коммутатор может быть
дополнен или сконфигурирован несколькими модулями, что позволяет
расширить его функционал и возможности. Коммутаторы с фиксированной
конфигурацией отличаются более низкой стоимостью и надежностью [19].
13
Рисунок 1.2 – Коммутаторы
Маршрутизатором называют вид активного оборудования, которое
применяется для объединения различных сегментов сети с различной
адресацией, организую информационный обмен между ними. Данный класс
устройств отличается более высокой производительностью и большим
набором функций, что несомненно делает его более сложным в настройке
[11].
Рисунок 1.3 – Маршрутизатор
В зависимости от назначения выделяют следующие виды
маршрутизаторов:
магистральный – используют чаще всего при построении
крупных компьютерных сетей, которые чаще состоят из более мелких;
региональный – применяют для объединения отдельных
подразделений;
- удаленных офисов – применяемых для организации
взаимодействия удаленного офиса и центрального отделения какой-либо
фирмы;
Подсети – применяют для деления компьютерной сети на
составляющие.
14
Практически все роутеры имеют сетевые выходы RJ-45 для монтажа
компьютерной сети, а беспроводные роутеры также встроенный Wi-Fi
адаптер для организации точки доступа. Результатом применения роутеров
является всесторонняя защита компьютерной сети и приложений,
эффективное управление траффиком и оптимизация использования сетевых
ресурсов [7].
Мультимедиа конвертер представляет собой специальное устройство,
преобразующее сигнал из оптического в цифровой и наоборот. Часто может
быть использован на границе магистрали, построенной с использованием
оптических линий связи, и сети уровня компании или дома, реализуемой с
использованием витой пары. Могут быть реализованы в виде отдельного
устройства, либо в виде отдельного модуля, вставляемого в слот у
маршрутизатора.
Для реализации беспроводного канала передачи данных применяют
беспроводные точки доступа. Данный класс устройств обладают некоторыми
функциями маршрутизатора, с той лишь разницей, что реализуют
информационный обмен между устройства по беспроводному каналу
данных, поддерживая соответствующий уровень безопасности и шифрования
передаваемых данных [20].
1.2 Виды топологий компьютерных сетей
Способ организации объединения компьютеров в сеть называют
сетевой топологией. Различают несколько основных сетевых топологий.
1. Топология типа звезда. Принцип работы данной топологии основан
на принципе работы больших ЭВМ, в которых главная головная
вычислительная машина получает все данные с периферийных устройств и
обрабатывает их. В топологии звезда информация от одного компьютера к
другому передается через специальное центральное устройство. Роль