2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 4
ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТЕЙ
ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ........................................................................................... 6
1.1. Стандарты построения и проектирования сетей ........................................... 6
1.1.1. Основные стандарты сетей передачи данных ............................................ 6
1.2 Топологии вычислительных локальных сетей ............................................. 12
1.2.1. Физические топологии вычислительных сетей ....................................... 13
1.3. Узлы сетей передачи данных ........................................................................ 24
1.3.1. Уровень ядра ................................................................................................ 24
1.3.2. Уровень распределения .............................................................................. 27
1.3.3. Уровень доступа .......................................................................................... 28
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ И ЗАЩИТЫ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ
ДАННЫХ ............................................................................................................... 29
2.1. Технология Ethernet и Wi-Fi.......................................................................... 29
2.1.1. Стандарт Fast Ethernet ................................................................................. 30
2.1.2. Стандарт Gigabit Ethernet ........................................................................... 30
2.1.3. Технология Wi-Fi ........................................................................................ 31
2.2. Глобальная вычислительная сеть (WAN) .................................................... 36
2.2.1. Коммутация VPLS ....................................................................................... 36
2.2.2. Технология VPN .......................................................................................... 37
2.2.3. Технология DDNS ....................................................................................... 39
2.3. Средства защиты информации ..................................................................... 39
2.3.1. Набор протоколов IPsec .............................................................................. 39
2.3.2. Фильтрация трафика ................................................................................... 42
2.3.3. Технологии NAT и PAT .............................................................................. 43
2.4. Результат анализа текущей сети организации……………………………46
ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ ........................ 54
3.1. Сравнительный анализ оптимальных методов защиты и передачи данных
в сетях передачи данных ...................................................................................... 54
3
3.1.1. Сравнительный анализ стандартов построения и проектирования сетей
................................................................................................................................. 54
3.1.2. Сравнительный анализ топологий локальных вычислительных сетей . 55
3.1.3. Сравнительный анализ средств передачи данных в глобальной
вычислительной сети ............................................................................................ 58
3.1.4. Сравнительный анализ средств защиты информации в глобальной и
локальной сетях ..................................................................................................... 63
3.2. Инструменты проектирования сети передачи данных ............................... 65
3.2.1. Технико-экономическое обоснование проекта ........................................ 65
3.2.2. Проектирование в САПР nanoCAD free v5.1 ........................................... 72
3.2.3. Составление общей схемы сети в Network Notepad v5.0.3 ..................... 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................ 78
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………….…………82
4
ВВЕДЕНИЕ
Когда в одном здании, или в нескольких зданиях, расположенных
достаточно близко, имеется несколько компьютеров, пользователи которых
решают какие-либо совместные задачи, то эти компьютеры целесообразно
объединить в локальную сеть. Когда предприятие имеет географически
разнесенные филиалы, тогда локальные сети филиалов целесообразно
объединить в единую корпоративную сеть, используя соответствующие
технологии.
Локальная сеть представляет собой группу компьютеров, которые
соединены между собой с помощью кабельных линий или радиоканалов. Для
создания локальной сети, требуется также наличие сетевого оборудования и
программного обеспечения. Единая корпоративная сеть предприятия может
быть организована на базе программного обеспечения и оборудования
ведущих производителей, многие сетевые решения которых, обладают
высокой экономической эффективностью, надежностью, безопасностью, и
имеют возможность модернизации.
Сегодня, потребность в организации корпоративных локальных сетей
все еще остается большой. А полноценную и эффективную работу
современного предприятия, без корпоративной локальной сети, организовать
практически невозможно.
Еще одним из доводов в пользу наличия корпоративной локальной
сети, является прямое общение с клиентами. Локальные сети, позволяют
организовать коллективную обработку большого количества информации,
работать с общей базой данных, передавать электронные документы между
сотрудниками и т.д. Для рассматриваемого предприятия это благоприятным
образом отразится на показателе производительности труда сотрудников,
качестве обслуживания клиентов, качестве самой информации, а именно на
ее актуальности и достоверности.
5
Большинство пользователей портативных вычислительных устройств,
имеют возможность ограниченного подключения к корпоративной локальной
сети учреждения в пределах его территории, или через Интернет, с целью
получения справочной информации.
Актуальность данной выпускной работы заключается в том, что в связи
с фактом открытия центрального офиса и его филиалов в других областях,
возникла необходимость их объединения в межрегиональную,
отказоустойчивую сеть.
Объектом исследования ВКР являются компьютерные вычислительные
сети, а предметом – сеть передачи данных ООО « Сервисинвест».
Таким образом, цель работы состоит в проектировании корпоративной
сети передачи данных предприятия на основании технического задания
заказчика (рисунок В1).
В процессе разработки проекта решались также следующие задачи:
- анализ существующих объектов предприятия;
- обзор и анализ сетевых технологий;
- выбор аппаратного обеспечения сети;
- расчет технических характеристик сети;
Практическая значимость работы в том, что корпоративная локальная
сеть, используемая в процессе деятельности рассматриваемого учреждения,
позволит в полной мере обеспечить две основных функции, а именно, сбор,
хранение, поиск и предоставление необходимой информации своим
клиентам, документооборот внутри организации, функции авто обмена
служебной информации, облачное резервное копирование рабочих станций и
т.д.
Структура работы.
Выпускная работа состоит из содержания, введения, трех разделов,
заключения, списка литературы и приложения.
6
ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
1.1. Стандарты построения и проектирования сетей
1.1.1. Основные стандарты сетей передачи данных
На сегодняшний день существует целый ряд международных и
национальных организаций, занимающихся разработкой стандартов,
рекомендаций и архитектур для компьютерных сетей и систем
коммуникаций.
В сетях первых поколений использовались уникальные решения
производителей, которые позволяли обеспечить передачу информации между
центральным компьютером и пользовательским терминалом.
Появление персональных компьютеров и увеличение тенденций
децентрализации компьютерных ресурсов обусловили необходимость
стандартизации коммуникационных методов. На протяжении последних трех
десятилетий международные организации разработали стандарты для
коммуникации сетей, позволившие обеспечить взаимодействие между
аппаратными средствами и программным обеспечением различных
производителей. Основой многих стандартов, определенных этими
организациями, явились решения отдельных производителей или
консорциумов производителей.
Процесс создания стандарта во всех организациях одинаков. В
зависимости от статуса организаций различают следующие виды стандартов:
-стандарты отдельных компаний и фирм (стек протокола DECnet
фирмы Digital Equipment и т.д.);
-стандарты специальных комитетов, объединений и форумов,
создаваемых несколькими фирмами (стандарты технологии АТМ, стандарты
союза Fast Ethernet и т.д.);
7
-национальные стандарты (сеть FDDI, разработаная американским
национальным институтом стандартизации ANSI);
-Fast Ethernet (Быстрый Ethernet) - термин, описывающий набор
стандартов Ethernet, предназначенный для пакетной передачи данных с
номинальной скоростью 100 Мбит/с;
-Американский национальный институт стандартов (англ. American
National Standards Institute, ANSI) - объединения американских
промышленных и деловых групп, разрабатывает торговые и
коммуникационные стандарты, член ISO.
Международные стандарты, например модель и стек
коммуникационных протоколов Международной организации
стандартизации ISO, многочисленные стандарты Международного союза
электросвязи МСЭ, в том числе стандарты на сети с коммутацией пакетов
X.25, сети Frame Relay, ISDN, модемы и др.;
-Коммутация пакетов – независимая передача отдельных пакетов по
сети. В сетях с пакетной передачей, по одной физической линии связи может
осуществляться информационный обмен между множеством узлов;
-Frame relay Frame relay (англ. ретрансляция кадров, FR) - протокол
канального уровня сетевой модели OSI. Служба коммутации пакетов Frame
Relay, в данный момент получила широкое распространение во всем мире.
В 1984 году Международной Организацией по Стандартизации
(International Standard Organization, ISO) была разработана модель
взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI).
Модель OSI представляет собой международный стандарт,
используемый при проектировании сетевых коммуникаций и предполагает
уровневый подход к построению сетей, когда каждый уровень модели
обслуживает различные этапы процесса взаимодействия. Посредством
уровневого деления, сетевая модель OSI позволяет обеспечивать совместную
работу аппаратных средств и программного обеспечения.
Модель OSI разделяет сетевые функции на семь уровней:
8
-прикладной уровень;
-уровень представления;
-сессионный уровень;
-транспортный уровень;
-сетевой уровень;
-канальный уровень;
-физический уровень.
В основу модели OSI легла разработка Международной организации по
стандартизации, реализованная в 1983 г (стандарт ISO 7498). Создание такой
модели было обусловлено следующими соображениями:
- каждый уровень должен создаваться в зависимости от необходимости
отдельного уровня абстракций;
-каждый уровень должен выполнять строго определенную функцию;
-выбор функций для каждого уровня должен осуществляться с учетом
создания стандартизированных международных протоколов;
-границы между уровнями должны выбираться таким образом, чтобы
поток данных между интерфейсами был минимальным;
-описание уровней должно осуществляться таким образом, чтобы
изменения на одном из них не вызвали необходимости внесения изменений
на других уровнях;
-количество уровней должно быть достаточным для объединения
различных функции в одном уровне, но не слишком большим, чтобы
архитектура не становилась громоздкой.
Структура модели OSI приведена на рис. 1.
9
Рисунок 1 - Модель OSI
Необходимо иметь в виду, что модель OSI не является сетевой
архитектурой, поскольку не содержит описания служб и протоколов,
используемых на каждом уровне.
Группа стандартов ITU-T подразделяется на протоколы и интерфейсы,
предназначенные для передачи цифровых данных:
- Х.21 —рекомендация ITU-T, описывающая физический интерфейс
между пользовательским терминалом и аппаратурой передачи данных.
Рекомендация предназначена для замены более ранних рекомендаций V.24 и
V.25.
- Х.25 —стандарт, определяющий интерфейс между оконечным
оборудованием и аппаратурой передачи данных для рабочих станций,
действующих в режиме коммутации пакетов в сети передачи данных общего
пользования. Реализует три уровня протокола: физический, канальный и
сетевой.
Термин Х.25 часто используется для обозначения сетей с коммутацией
пакетов, что не совсем верно. Рекомендация Х.25 специфицирует только
10
интерфейс сетевого доступа, но не устанавливает порядок функционирования
сети и правила управления ею.
- X.75 — стандарт, предназначенный для сетей пакетной коммутации,
который описывает структуру сообщений для обмена по международным
каналам между шлюзами сетей Х.25.
- Х.121 — стандарт, определяющий международную систему
адресации в сетях Х.25.
- Х.400 — международный стандарт, предназначенный для
спецификации систем передачи сообщений и описывающий методы
электронного обмена (текстами, графикой, факсами и др.). Основное
назначение стандарта заключается в обеспечении взаимодействия между
различными системами электронной почты.
- Х.500 — стандарт, предназначенный для поддержки глобальной
службы каталогов Интернета. Ядро Х.500 составляет каталог Х.500,
представляющий собой распределенную иерархическую справочную базу
данных (БД) всех поименованных сетевых объектах, в том числе ресурсах,
приложениях и пользователях.
Протоколы локальных сетей представляют собой набор протоколов
первого и второго уровней эталонной модели, определяющих архитектуру
локальной сети, в том числе ее топологию, среду передачи и аппаратные
средства. Основополагающими для локальных сетей являются стандарты
серии IEEE, с помощью которых определяется основная терминология,
архитектура и протоколы двух нижних уровней модели OSI.
Стандарт IEEE 802.1 является общим документом, определяющим
архитектуру и прикладные процессы системного сетевого управления,
методы объединения сетей на подуровне управления доступом к среде
передачи. В соответствии с данным стандартом, канальный уровень разбит
на два подуровня:
-управления логическим каналом (УЛК);
-управления доступом к физической среде (УДС).
11
Изначально, стандарт IEEE 802.6 был разработан для локальных сетей,
радиусом до 25 км, и использующих аппаратное обеспечения систем
кабельного телевидения. Этот стандарт предусматривает передачу данных,
речи, изображений и позволяет создавать так называемые городские
локальные сети.
Работы по стандартизации локальных компьютерных сетей
продолжаются и в настоящее время. Так, в подкомитете IEEE 802.11
разрабатывается стандарт на радиосети для мобильных компьютеров, а в
комитете IEEE 802.12 рассматривается стандарт на высокоскоростные
компьютерные сети 100VG-AnyLAN.
В 1985 году серия стандартов IEEE 802 была принята Международной
организацией стандартов за основу международных стандартов физического
и канального уровней ISO/DIS 8802/2.2 - ISO/DIS 8802/5.
Стандарты IEEE 802 имеют достаточно четкую структуру,
приведенную на рис. 2:
Рисунок 2 - Структура стандартов IEEE 802.X
Данная структура является результатом большой работы, проведенной
комитетом 802 по выделению в разных фирменных технологиях общих