3
Содержание
Содержание ...................................................................................................... 2
Введение........................................................................................................... 4
Глава 1. Теоретическая часть ......................................................................... 6
1.1 Основные термины и понятия «Компьютерные сети» .................. 6
1.2 Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI .......... 11
1.3 Организация взаимодействия устройств в вычислительной сети
16
Глава 2. Построение локальной вычислительной сети ............................. 21
2.1 Анализ требований инфраструктуры ................................................ 21
2.2 Выбор ПК, сетевых устройств и сервера .......................................... 24
2.3 Физическая и логическая модель сети офиса .................................. 29
Глава 3. Практическая часть ........................................................................ 33
3.1 Настройка сетевого оборудования ................................................. 33
3.2 Настройка сервера ............................................................................ 41
3.3 Настройка беспроводной точки доступа ....................................... 53
Заключение .................................................................................................... 58
Список используемой литературы .............................................................. 61
Приложение ................................................................................................... 63
Приложение 1 – Логическая модель сети ............................................... 63
Приложение 2 – Поэтажный план ........................................................... 64
Приложение 3 – Сетевая модель ............................................................. 65
4
Введение
Современный прогресс человечества связан в первую очередь с
глобальной информатизацией всего мирового сообщества. Уместно отметить,
что современные компьютерные сети являются системой, возможности и
характеристики которой в целом существенно превышают соответствующие
показатели простой суммы составляющих элементов сети персональных
компьютеров при отсутствии взаимодействия между ними.
Достоинства компьютерных сетей обусловили их широкое
распространение в информационных системах кредитно-финансовой сферы,
органов государственного управления и местного самоуправления, предприятий
и организаций.
Данная выпускная квалификационная работа посвящена теме
«Организация работы офисной сети под управлением ОС Windows и сетевого
оборудования Cisco».
Актуальность проекта состоит в том, что данная локальная сеть является
средством организации эффективного функционирования офиса для
осуществления предоставления населению услуг с помощью информационных
технологий. Данная локальная сеть проектируется с целью совместного
использования общих ресурсов, таких как локальные диски, сетевой принтер,
Интернет.
Объектом исследования является компьютерная сеть.
Предметом исследования является компьютерная сеть и организация её
работы под управлением ОС Windows и сетевого оборудования Cisco.
Цель данного дипломного проекта – изучить специфику проектирования
и работы локальных компьютерных сетей, взяв в качестве примера офис.
Правильно разработать инфраструктуру, настроить сервер и
сконфигурировать сетевые устройства – это основные задачи данного
дипломного проекта.
Для достижения поставленной цели и задач необходимо выполнить
следующие этапы работы:
5
подбор литературы и изучение материалов по данной тематике;
описание основных терминов, понятий и систем компьютерной сети
выбор топологии и технологии для сети;
подбор сетевого оборудования, компьютеров, сервера;
настройка сетевого оборудования, сервера.
Выпускная квалификационная работа состоит из трех частей –
теоретической, проектной, и практической.
1. В теоретической части рассматриваются основные термины и
понятия, классификация сетей, их виды, типы, способы организации
взаимодействия устройств;
2. В проектной части дана характеристика рассматриваемого
предприятия, определены основные параметры построения сети,
обзор оборудования и выбор подходящего;
3. В практической части описан программно-аппаратный комплекс
выбранных мер: настройка оборудования, сервера, приведена его
структура, рассмотрены конфигурации оборудования.
Практическая значимость данной работы продиктована нынешним
информационным миром, в котором технологии присутствуют повсюду. Их
применение в организации работы дают возможность наращивать и развивать
оперативность, мобильность, системность работы и активно использовать
передовые разработки ведущих мировых производителей ПО.
Глава 1. Теоретическая часть
1.1 Основные термины и понятия «Компьютерные сети»
Компьютерная сеть – это система связи компьютеров или сетевого
оборудования для обмена информацией. Сеть позволяет пользователям
использовать ресурсы всех компьютеров и других сетевых устройств, входящих
в её состав. Соединение, как правило, называется каналом связи – это система
технических устройств и линий связи, обеспечивающая передачу информации
между абонентами. Обычно канал создается с помощью кабеля, но также
используются и беспроводные технологии.
В компьютерной сети обычно участвуют следующие устройства:
1. Компьютер (PC) - персональный компьютер, рабочее место.
2. Коммутатор (свич, switch) – это сетевое устройство, предназначенное для
соединения нескольких компьютеров или других сетевых устройств в
пределах определенного сегмента сети.
3. Маршрутизатор (роутер, router) – это сетевое устройство, предназначенное
для объединения нескольких сегментов сети. Работает на основе правил и
таблиц маршрутизации.
4. Сервер (server) – это аппаратно- и программно-специализированный
компьютер, предназначенный для выполнения определенных задач. На
нынешний момент существует несколько видов (ролей) серверов,
например, почтовый сервер, файл-сервер, контроллер домена и пр.
Существует определенная классификация компьютерных сетей по
территориальному признаку:
LAN (Local Area Network) - локальная вычислительная сеть.
В этом типе сетей компьютеры объединяются на определенной
ограниченной территории. Например, это может быть офис, учебное
заведение, зал ожидания аэропорта, компьютерный клуб. В такой сети
можно организовать доступ к совместным ресурсам – принтеру, сканеру и
пр.
7
MAN (Metropolitan Area Network) - городская или региональная
вычислительная сеть.
В этом типе сетей компьютеры объединяются в пределах города,
представляя собой большую сеть, чем LAN, как по физическим
параметрам, так и по возможностям. MAN применяется для объединения в
одну сеть группы сетей, расположенных в разных зданиях. Например, сеть
кабельного телевидения представляет собой множество узлов,
соединенных линиями связи в одном городе.
WAN (Wide Area Network) - глобальная вычислительная сеть.
В этом типе сетей соединены территориально отдаленные компьютеры,
которые могут находиться в различных городах, странах, континентах.
Область распространения WAN охватывает большие территории и
включает в себя очень большое число компьютеров. По сути, это и есть
Интернет.
Так же выделяют классификацию компьютерных сетей по физическим
топологиям построения:
Шинная (магистральная) структура
Все участники сети подключаются к центральному кабелю (рисунок 1).
Работает сеть следующим образом: данные в сети отправляются сразу всем
компьютерам, при этом только компьютер, которому адресовано
сообщение, может обработать его [5]. Данные не передаются, пока
компьютер не обработает сообщение и не пошлет сигнал в сеть, чтобы
началась передача следующего сообщения.
Преимуществами данной топологии являются простота и дешевизна,
главные недостатки – медленная работа и зависимость от единственной
линии передачи.
8
Рисунок 1 – Топология «общая шина»
Кольцевая структура
Согласно топологии «кольцо» все компьютеры в сети соединены по кругу,
образуя кольцо (рисунок 2). Обмен информацией между устройствами в
сети происходит по кругу, от компьютера к компьютеру. Это позволяет
избежать коллизий и увеличивает надежность сети в целом [5]. Но в один
момент времени данные может передавать один компьютер – с помощью
маркера.
Преимуществами данной топологии является способность передать
большие объемы данных без ошибок, а так же то, что каждый компьютер
выступает в роли повторителя и не дает сигналу затухнуть. Главный
недостаток – подключение нового компьютера или выход из строя одного
из уже работающих останавливает работу всей сети.
Рисунок 2 – Топология «кольцо»
9
Звездообразная структура
При создании компьютерной сети с помощью топологии «звезда» обмен
информацией между устройствами в сети происходит с помощью
центрального узла [5] (рисунок 3). Им обычно является активное сетевое
оборудование с достаточным количеством портов, например, коммутатор.
С его помощью данные могут передаваться одновременно нескольким
компьютерам.
Преимуществами данной топологии являются надежность и высокая
скорость передачи данных, главный недостаток – более высокая стоимость
по сравнению с другими топологиями. На сегодняшний момент это самый
распространенный вид соединения устройств в сеть.
Рисунок 3 – Топология «звезда»
К данным видам физических топологий применимы следующие методы
логического взаимодействия:
«Логическая шина» - метод CSMA/CD -множественный доступ с
прослушиванием несущей и обнаружением конфликтов.
Согласно методу CSMA/CD устройства в сети постоянно прослушивают
линию, чтобы не возникло ошибок при одновременной передаче данных
[5]. При отправке данных отправитель также посылает в сеть
определенный сигнал, информируя других участников в сети о своей
10
передаче и тем самым запрещая им начинать передачу данных. Если после
16 последовательных попыток передача данных не будет возобновлена,
фиксируется ошибка, говорящая о том, что канал передачи данных
недоступен. Благодаря такому методу доступа передача данных
происходит гораздо быстрее и с большей вероятностью доставки.
«логическое кольцо» - метод передачи маркера.
Компьютер, обладая маркером, добавляет в него адрес получателя, затем
передает маркер соседнему компьютеру, который сверяет адрес со своим
и либо принимает информацию, либо передает маркер дальше, пока не
будет найден получатель. Когда получатель найден, в сеть посылается
сигнал, и дальше данные передаются по найденному пути. Затем
получатель освобождает маркер, добавив его в последний пакет
подтверждения доставки, и после этого любой участник сети может
захватить его для своих нужд.
«логическая звезда» - метод коммутации.
Метод коммутации позволяет решить проблему одновременного
использования одной линии несколькими абонентами. В настоящее время
существует 2 метода коммутации: коммутация каналов и коммутация
пакетов. Коммутация каналов подразумевает установление соединения
между несколькими каналами, образуя один составной канал для передачи
данных. Классический пример – телефонная связь, в которой после набора
номера абонента последовательно активируются промежуточные
коммутаторы, формируя единый составной канал, по которому,
впоследствии, передаются данные – голос.
Коммутация пакетов представляет собой процесс, при котором данные
разбиваются на фрагменты – пакеты, которые затем передаются как единое
целое. У каждого пакета есть заголовок, в котором указана информация,
необходимая для доставки пакета на узел назначения и номер пакета. Этот номер
затем будет использоваться узлом назначения для формирования сообщения.
11
Это позволяет значительно ускорить передачу данных, а также использовать
один канал связи несколькими отправителями.
1.2 Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI
В начале 80-х годов несколько международных организаций по
стандартизации – ISO, ITU-T и др. – разработали модель, которая сыграла
значительную роль в развитии локальных компьютерных сетей. Она называется
моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection – OSI)
или моделью OSI (рисунок 4) [8].
Эталонная модель OSI быстро стала основной архитектурной моделью
для передачи данных. На сегодняшний день модель OSI является самым лучшим
средством для изучения технологии сетей.
Рисунок 4 – Сетевая модель OSI
Рассмотрим каждый уровень модели OSI:
Физический уровень описывает способ пересылки физических данных от
одного устройства к другому по физическим каналам: оптоволоконный кабель,
коаксиальный кабель, витая пара, и т.д. К физическому уровню применяют такие
характеристики физических сред передачи данных, как полоса пропускания (она
определяет максимальную скорость передачи), помехозащищённость, волновое
сопротивление и некоторые другие характеристики. Также на физическом
уровне происходит стандартизация типоы разъёмов и назначение каждого
контакта (например, RJ-45) [6].
12
Функции физического уровня используются во всех устройствах, которые
подключены к сети. Cо стороны компьютера функции физического уровня
выполняются сетевым адаптером [9].
Идея кодирования продемонстрирована на рисунке 5:
Рисунок 5 – Кодирование. Переход вверх означает состояние
бита «1», переход вниз – бит нулевой
Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра.
Это достигается путем помещения специальной последовательности бит –
заголовок — в начало и конец каждого кадра [6].
За работу канального уровня отвечают два подуровня:
1) MAC (Medium Access Control) – уровень доступа к разделяемой
среде;
2) LLC (Logical Link Control) – уровень управления логическим
каналом.
Подуровень MAC отвечает за получение доступа к общей среде передачи
данных, то есть каждый протокол передачи данных имеет соответствующую
процедуру доступа, а так же подуровень MAC отвечает за согласование режимов
работы канального и физического уровней.
LLC-подуровень умеет передавать данные или с помощью кадров (frame),
или с использованием процедур с обеспечением качества передачи (дуплексный
и полудуплексный режим соответственно), буферизацию фреймов и т. д.
Для реализации механизмов обнаружения и коррекции ошибок на
канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами,