2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ И
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАБОТЫ ВИРТУАЛЬНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ ................................................... 6
1.1. Сущность организации виртуальной локальной вычислительной сети . 6
1.2. Основные составляющие виртуальной локальной вычислительной
сети ...................................................................................................................... 12
2.3 Виды интерфейсов и программного обеспечения виртуальной
локальной сети ................................................................................................... 19
Выводы по главе 1.............................................................................................. 24
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
ВИРТУАЛЬНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ООО
«ЛАСТОЧКА» ....................................................................................................... 25
2.1. Общая характеристика деятельности предприятия ................................. 25
2.2. Особенности организации и функционирования виртуальной
локальной вычислительной сети ...................................................................... 31
2.3. Выявление недостатков в организации виртуальной локальной
вычислительной сети ......................................................................................... 37
Выводы по главе 2.............................................................................................. 42
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ И НАПРАВЛЕНИЙ ДЛЯ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАБОТЫ
ВИРТУАЛЬНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ООО
«ЛАСТОЧКА» ....................................................................................................... 44
3.1. Предложения по совершенствованию организации работы виртуальной
локальной вычислительной сети ...................................................................... 44
3.2 Предложения по совершенствованию программного обеспечения
виртуальной локальной вычислительной сети ............................................... 50
3
3.3. Оценка эффективности предложенных мероприятий и направлении .. 56
Выводы по главе 3.............................................................................................. 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 66
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что за
счет виртуальной сети организуется среда высокоскоростного и
защищенного обмена данными и тем самым расширяется ИТ-инфраструктура
предприятия.
Виртуальная сеть выступает эффективным инструментом снижения
нагрузки физической сети, усиления ее безопасности от внешних атак и угроз
и тем самым улучшения политики управления сетью.
Достаточно важным для организации виртуальной сети является выбор
VPN-решений, позволяющих управлять виртуальной сетью, выполнять
распределение данных, балансировать используемые ресурсы,
контролировать работу пользователей.
Следовательно, выявление особенностей организации виртуальной
сети обосновывает выбор темы выпускной квалификационной работы.
Объектом исследования является виртуальная сеть общества с
ограниченной ответственностью «Ласточка» (далее ООО «Ласточка»).
Предметом исследования является организация и функционирование
виртуальной локальной вычислительной сети.
Цель работы: проанализировать организацию и функционирование
виртуальной ЛВС ООО «Ласточка» и предложить мероприятия и
направления по ее совершенствованию.
Задачи работы:
- раскрыть сущность организации работы виртуальной локальной
вычислительной сети;
- рассмотреть основные составляющие виртуальной локальной
вычислительной сети;
- привести показатели оценки работы виртуальной локальной
вычислительной сети предприятия;
5
- оценить организацию работы и функционирование виртуальной ЛВС
предприятия;
- разработать мероприятия и направления совершенствования
организации и функционирования виртуальной ЛВС.
Практической значимостью работы является то, что предложенная
технология Windows Server SLB, которая позволяет равномерно распределять
сетевой график между ресурсами виртуальной сети и VPN-решение SoftEnter
VPN позволят совершенствовать организацию виртуальной сети.
Вопросам совершенствования организации виртуальной сети
достаточно много уделяют отечественные и зарубежные авторы, среди
которых следует отметить работы Баулы В. Г. [1], Васина Н. Н. [2],
Василькова А. В. [3], Величко В. В. [4], Власова Ю. В. [5] и других.
Выпускная квалификационная работа представлена теоретической,
аналитической и проектной частями.
В первой части работы будут рассмотрены теоретические основы
организации и функционирования работы виртуальной локальной
вычислительной сети предприятия, раскрыта сущность организации
виртуальной локальной вычислительной сети, ее основные составляющие,
виды интерфейсов и программного обеспечения виртуальной локальной сети.
Во второй части работы будет выполнена оценка организации и
функционирования виртуальной локальной вычислительной сети
предприятия, приведена общая характеристика деятельности предприятия,
выявлены особенности функционирования виртуальной локальной
вычислительной сети и ее недостатки.
В третьей части работы будут разработаны мероприятия и направления
для совершенствования функционирования работы виртуальной локальной
вычислительной сети, связанные с совершенствованием организации и
программного обеспечения, а также выполнена оценка эффективности
предложенных мероприятий.
6
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ И
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАБОТЫ ВИРТУАЛЬНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1. Сущность организации виртуальной локальной вычислительной
сети
Виртуальная локальная вычислительная сеть (VLAN) представленная в
виде области широковещания, которая задается с помощью программных
средств. В этом случае коммутаторами выполняется пересылка
широковещательных пакетов, сгруппированных по определенным
идентификаторам [5, c.45].
Можно сказать, что виртуальная локальная вычислительная сеть
выступает основой для построения иерархических многоуровневых сетей, в
основе которых находятся концентраторы и маршрутизаторы, отвечающие за
каждый сегмент физической сети.
Использование виртуальных ЛВС не предусматривает использование
физических каналов передачи данных. Большинство таких видов сетей
имеют небольшие размеры, но позволяют обеспечить высокую скорость
передачи данных при использовании только одной широковещательной
области.
Виртуальная локальная вычислительная сеть представляет собой
логическое соединение сегментов распределенной вычислительной сети и
предусматривает использование специального программного обеспечения,
позволяющего разделить сеть на логические части.
Для организации VLAN используются технологии, позволяющие
организовать удаленную связь между группами физической сети, в том числе
сети Интернет. С ее помощью решаются различные задачи, в том числе
обеспечения защиты внутреннего трафика организации [12, c.80].
7
Также можно сказать, что виртуальная локальная сеть представляет
собой отображение логической топологии физической сети, в которой
выполняется группировка узлов по функциональному признаку. При этом
каждая группа виртуальной сети имеет идентификатор, соответствующий
определенному порту коммутатора физической сети [2, c.80].
Структура виртуальной локальной вычислительной сети приведена на
рисунке 1.
Рисунок 1 – Структура виртуальной локальной вычислительной сети
(VLAN)
Как видно из рисунка 1 при организации виртуальной локальной
вычислительной сети применяются групповые адреса. Эти адреса позволяют
изолировать каждую подсеть и обеспечить защиту от широковещательного
трафика. Администратор, используя специальное программное обеспечение,
выполняет управление структурой и производит настройку сети [10, c.90].
Для организации виртуальной локальной вычислительной сети
применяются стандарт IEEE 802.1Q, в соответствии с которым коммутатором
8
выполняется направление кадра в необходимую группу в сети. В состав этой
сети входит группа хостов, выполняющих единые требования независимо от
их физического размещения.
Для виртуальной локальной вычислительной сети характерны такие же
свойства, как и для физической локальной сети, но она позволяет обеспечить
группировку рабочих станций между собой без привязки их к определенному
адресу физической сети [17, c.92].
Среди достоинств виртуальной локальной вычислительной сети
следует выделить:
- использование VLAN позволяет разделить используемое сетевое
оборудование и рабочие станции на группы;
- VLAN-сеть способствует уменьшению количества
широковещательного трафика, поскольку она представляет отдельный
широковещательный домен;
- за счет использования VLAN-сеть повышается защита физической
сети и создается удобство мониторинга и диагностики сети.
В настоящее время выделяют следующие технологии виртуальных
локальных вычислительных сетей [21, c.34]:
- технология Intranet VPN основана на объединении в одну сеть
нескольких виртуальных сетей одной организации;
- технология Remote Access VPN, направленная на создание
защищенного взаимодействия между сетью центрального офиса и
региональных офисов;
- технология Client/Server VPN, направленная на защиту передаваемых
данных в пределах одной корпоративной сети;
- технология Extranet VPN используется в сетях, имеющих внешних
пользователей.
Протокол туннелирования относится к специальной технологии,
позволяющий определить способы передачи и приема VPN-соединению.
9
Для создания виртуальной локальной вычислительной сети
применяются три основных протокола: PPTP (сквозной туннельный
протокол), протокол IPSec и туннельный протокол второго уровня L2TP.
Наиболее распространенными протоколами для организации
виртуальных сетей являются протоколы PPTP и L2TP, основанные на 2-х
точечной технологии. За счет протоколов PPTP и L2TP реализуется
механизмы аутентификации пользователей, шифрования и сжатия данных с
поддержкой переменного пароля [9, c.83].
Протокол безопасности L2TP и IPSec создают дополнительный уровень
защиты виртуальной локальной вычислительной сети. Они позволяют
шифровать информацию, которая передается по сети открытым текстом.
В организации виртуальных локальных вычислительных сетей свое
распространение получила технология MPLS (Multi-Protocol Label Switching)
относится к многопротокольной коммутации меток. Виртуальные сети,
основанные на технологии MPLS, получили название MPLS/IP VPN или IP
VPN сетей. Схема организации MPLS/IP VPN сетей приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема организации MPLS/IP VPN сетей
10
Виртуальные сети MPLS/IP относят к сетям нового поколения. За счет
их использования ускоряется перемещение пакетов, а также выполняется
замена магистральной сети на коммутацию. Они позволяют оптимизировать
пути прохождения трафика по сети, максимально эффективно использовать
маршрутизаторы и каналы связи, обеспечить требуемые параметров качества
обслуживания за счет резервирования пропускной способности и трафика.
В их основе находится пакетная технология передачи пакетов в
виртуальной сети, используется централизованной службой управления и
позволяет организовать сквозную передачу IP-пакетов через сеть Интернет.
Ее используются для организации высокого качества услуг (QoS), а также
привязать узлы сети к месту их расположения [25, c.64].
IP VPN сетями поддерживаются такие протоколы маршрутизации как:
- OSPF (Open Shorts Path First) – это протокол первоочередного выбора
кратчайшего пути;
- IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) - это протокол
позволяющий организовать связь между промежуточными станциями;
- LDP (Label Distribution Protocol) - это протокол, позволяющий
распределять метки;
- RSVP (Resource Reservation Protocol) – это протокол для
резервирования ресурсов.
Последние два протокола относится к динамическим сигнальным
протоколам, они позволяют организовать туннелирование с применением
резервных маршрутов [35, c.26].
Технология VPLS (Virtual Private LAN Service), Transparent LAN
Service (TLS), E-LAN service, относится к технологиям создания
многоточечных соединений и межсоединений локальных сетей. В этом
случае каждому пользователю VPLS предоставляется широковещательный
домен для связи с необходимыми узлами разнородной сети.
Маршрутизаторами выполняется обработка многоадресная трафика,
11
дублирование его на всех портах, относящихся к созданию клиентской VPLS
сети.
Для обеспечения защиты виртуальной сети применяют протокол SSH
(Secure Shell), Open SSH. Он представляет один из сетевых протоколов
передачи данных и его назначением является обеспечение надежности и
секретности между программными приложениями за счет реализации
защищенных соединений, основанных на шифровании данных. Схема
применения протокола SSH в организации виртуальной сети приведена на
рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема применения протокола SSH в организации
виртуальной сети
Для шифрования используется открытый ключ, подтверждающий
подлинность получателя и передатчика. Поддержка надежности передачи
данных обеспечивается корректирующими кодами и безопасными хэш-
функциями [1, c.33].
Для обеспечения защиты данных в виртуальной сети также применяют
протокол SSL, STTPS (Secure Sockets Layer), который относится к открытому
протоколу аутентификации для ограничения односторонней аутентификации,
назначения прав доступа к сети и параметров качества.