2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 4
ГЛАВА 1. СПЕЦИФИКА И НАЗНАЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ ........................................................................... 7
1.1. Существующие топологии построения вычислительных сетей ................. 7
1.2. Анализ протоколов передачи данных в локальных сетях ......................... 13
1.3. Методы доступа и обмена данными в современных локальных
вычислительных сетях ....................................................................................... 19
ГЛАВА 2. ПРОГРАММНЫЕ И АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ ................................ 24
2.1. Анализ функциональных возможностей современных сетевых
операционных систем ........................................................................................ 24
2.1.1. Microsoft Windows Server ......................................................................... 24
2.1.2. FreeBSD ..................................................................................................... 28
2.1.3. Linux .......................................................................................................... 31
2.2. Анализ особенностей прикладных программных приложений для
организации работы вычислительных сетей .................................................... 32
2.3. Ключевые аппаратные средства обеспечения работы локальной
вычислительной сети ......................................................................................... 39
ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНФИГУРАЦИЯ РАБОТЫ СЕТЕВОЙ
ИНФРАСТРУКТУРЫ АДМИНИСТРАЦИИ МУНИЦИПАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДСКОЙ ОКРУГ «ДОЛИНСКИЙ» ............................. 47
3.1. Проектирование структуры локальной вычислительной сети
организации ........................................................................................................ 47
3.2. Конфигурация сетевого оборудования и настройка Active Directory ...... 52
3.3. Установка и настройка сервера сетевой печати ........................................ 58
3.4. Организация процесса сетевого резервирования данных ......................... 66
3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................. 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................ 74
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ............................................................................................. 78
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ............................................................................................... 78
ПРИЛОЖЕНИЕ В ……………………………………………………………….83
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы заключается в необходимости овладения
теоретическими и практическими знаниями и навыками в сфере
проектирования и администрирования современных локальных
вычислительных сетей (ЛВС) в различных организациях. Обеспечение
доступа к сетевым ресурсам предприятия посредством использования
средств операционных систем, поддерживающих возможности создания
сложных сетевых архитектур, является необходимым для формирования
эффективного функционирования компаний, организации их
производственной деятельности. В связи с этим проработка обозначенной в
рамках данной выпускной дипломной работы темы является необходимой и
актуальной задачей
Объектом исследования в данной работе является специфика
функционирования и построения локальных вычислительных сетей,
специализированного сетевого программного и аппаратного обеспечения.
Предметом исследования являются особенности процесса
проектирования, конфигурации и настройки сетевой инфраструктуры
коммерческой организации.
Цель работы заключается в проектировании и обеспечении работы
сетевой инфраструктуры производственной организации путем
использования возможностей сетевых операционных систем, программно-
аппаратного обеспечения функционирования локальных вычислительных
сетей.
Задачами работы являются:
1) изучить существующие топологии построения локальных
вычислительных сетей
2) проанализировать протоколы передачи данных и методы доступа в
современных локальных сетях;
3) провести анализ функциональных возможностей современных
сетевых операционных систем;
5
4) рассмотреть особенности работы ключевых аппаратных средств
обеспечения работы локальных вычислительных сетей;
5) выполнить проектирование и конфигурацию работы сетевой
инфраструктуры администрации муниципального образования городской
округ «Долинский".
Практическая значимость работы заключается в разработке проекта
локальной вычислительной сети организации и настройке ее работы для
выполнения функциональных задач.
Выпускная квалификационная работа состоит из разделов Введение,
трех основных разделов, заключения, списка литературы, приложения.
В рамках выполнения первой главы ВКР осуществлен анализ
специфики и назначения локальных вычислительных сетей, рассмотрены и
проанализированы топологии построения ЛВС, в частности, шинная, звезда,
token-ring. Проведен анализ распространенных протоколов передачи данных
в ЛВС, описаны их ключевые возможности и преимущества. Рассмотрены
существующие методы доступа и обмена данными в ЛВС, приведены их
краткие характеристики и возможности применения. В результате
проведенных исследований целесообразным является подробный анализ
программно-аппаратных средств обеспечения работы ЛВС.
В рамках второй главы ВКР осуществлен анализ программных и
аппаратных средств обеспечения работы ЛВС. Проведен анализ основных
функциональных возможностей и преимуществ сетевых операционных
систем, в частности, описаны системы Microsoft Windows Server, FreeBSD и
Linux. Осуществлен анализ особенностей прикладных программных
приложений для организации работы вычислительных сетей и их
администрирования. Рассмотрены ключевые аппаратные средства
обеспечения работы ЛВС, приведено их краткое описание и графические
иллюстрации, позволяющие сформировать понимание об принципах их
работы. На базе проведенных исследований целесообразным является
применение операционной системы Microsoft Windows Server 2012 в качестве
6
основы для обеспечения работы ЛВС в рамках рассматриваемого
предприятия.
В рамках третьей главы данной ВКР осуществлены и описаны
процессы и результаты проектирования и конфигурации работы сетевой
инфраструктуры организации. Разработан проект структуры ЛВС
организации, выполнена конфигурация сетевого оборудования, настроен
Active Directory. Установлен и настроен сервер сетевой печати средства
используемой сетевой операционной системы Windows. Организован
процесс сетевого резервирования данных на базе использования прикладного
программного обеспечения Veеam. Таким образом, все поставленные
практически задачи в рамках данной главы выполнены в полном объеме.
При написании данной выпускной квалификационной работы
использовались научные труды более 50 различных авторов, к числу
наиболее значимых следует отнести работы
7
ГЛАВА 1. СПЕЦИФИКА И НАЗНАЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
1.1. Существующие топологии построения вычислительных сетей
ЛВС представляет собой некую совокупность компьютеров и иных
вспомогательных электронных устройств, которые позволяют обеспечить
информационный обмен между хостами сети без применения
промежуточных носителей данных на базе одного или нескольких офисных
помещений.
Для построения ЛВС ранее существовала:
bus – шинная топология.
Нередко в современных провайдерах (SP):
ring – топология в виде кольца (SDH, DWDM).
В современных компаниях используется:
star – топология в виде звезды.
1. Топология «Шина»
Для ЛВС с данной топологией применяли линейный моноканал для
осуществления передачи данных, на каждом конце которого
интегрировались сопротивления (еще их называли терминаторы).
Каждый хост данной ЛВС подключался кабелем с использованием Т-
разъема.
Передаваемые данные транслировались по шине в к начало и конец,
т.е. в обе стороны, при достижении терминаторов они отражались и
транспортировались в обратном направлении.
Сопротивления были предназначены для гашения уровней
передаваемых сигналов, при достижении последними концов канала
передачи данных [11] (рис.1).
На сегодняшний день данная топология является устаревшей, не
применяется уже примерно 20 лет.
8
Рисунок 1 - Шинная топология ЛВС
Недостатки данного типа топологии [5]:
разрыв линии передачи данных с высокой вероятностью вывод сеть
и зстроя;
физическая ограниченность длины линии передачи и
поддерживаемого количества хостов;
сложность диагностики соединений.
2. Топология «Кольцо»
В сети с топологией типа «кольцо» все рабочие станции соединены
используемыми средствами связи в виде неразрывного кольца, по которому
осуществляется транспортировка передаваемых данных.
Выход одного узла ЛВС соединяется с входом следующей
(ближайшей) рабочей станции.
При этом, движение передаваемых от источника данных начинается из
одной точки, и проходя по всей ЛВС в итоге попадает в нужный узел
отправки.
Принципиальным моментом в работе данной топологии является тот
факт, что данные в рамках ЛВС всегда транспортируются в фиксированном
(неизменном) направлении (рис.2) [18].
9
Рисунок 2 - Топология ЛВС «кольцо»
Главным недостатком данной топологии, если говорить про
устаревшие Token ring и FDDI являлось наличие следующего факта:
нарушение работы линии связи в конкретном участке или выход из строя
рабочей станции с высокой вероятностью приводит к полному нарушению
функционирования всей ЛВС. В связи с этим данная топология не является
достаточно надежной, поэтому на практике в чистом виде редко
используется [19].
3. Топология «Звезда».
В ЛВС, базирующейся на использовании топологии “звезда” каждый
узел сети подсоединяется кабелем к соответствующему центральному узлу
(коммутатору, мосту, хабу). Данное устройство применяется для обеспечения
соединение хостов сети, благодаря чему все рабочие станции, которые
физически подключены к ЛВС, могут пересылать данные друг другу [17].
Ранее для построения данных топологий использовались хабы, которые
при передаче данных от одного источника копировали данные во все порты
назначения, что во-первых было небезопасно, т.к. соседние устройства могли
прослушивать трафик, предназначенный не для них, а во-вторых большой
10
домен коллизий, проводящий к частым jam на линии из-за специфики работы
CSMA/CD.
Позже использовалсь мосты (бриджи), которые создавали на каждый
порт отдельный домен коллизий, что позволяло уменьшить частые jam и
обезопасить данные от прослушки, однако эти устройства были всего с
несколькими портами, были медленными, так как тогда еще не
использовались ASIC-подобные чипы для быстрой работы с канальными
адресами.
В настоящий момент в современных сетях используются коммутаторы,
машрутизаторы. Коммутаторы это многопортовые мосты со встроенными
ASIC, которые на каждом порту создают отдельный домен коллизий, что в
свою очередь позволило уменьшить jam на линиях [2].
В enterprise сетях (компании) маршрутизаторы используются реже чем
коммутаторы, во-первых потому что в настоящий момент управляемые
коммутаторы могут выполнять фунции маршрутизации, во-вторых
маршрутизаторы более дорогие. В service provider (internet sp, datacenter sp)
сетях чаще используют маршрутизаторы чем в enterprise сетях, потому что в
маршрутизаторы мощнее по производительности и могут больше функций
чем коммутаторы при одинаковой стоимости. Иллюстративный пример
топологии приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 - Топология ЛВС «звезда»
11
Чаще всего данная топология применяется в ЛВС, функционирующих
на базе использования архитектуры 100Base-TX и 1000Base-T.
Преимущества данного типа топологии [16]:
оперативность и гибкость добавления хостов;
поддержка возможностей обеспечения централизации управления
работой КС;
построенная ЛВС является устойчивой к выходам из строя
отдельных узлов, а также к физическим разрывам соединения между хостом
и хабом.
Недостатки данного типа топологии:
критичность работы центрального узла(коммутатора), т.к. его
работа напрямую влияет на функционирование всей ЛВС;
существенные затраты кабеля линии передачи данных.
На ряду с топологамия построения ЛВС следует описать модель
стандарта построения обмена данными в сети.
Для унифицированного представления передаваемых данных в сетях,
содержащих неоднородные устройства и различные ПП, международная
организация по стандартам ISO создала универсальную модель связи
различных открытых систем, назвав ее OSI. Отдельный уровень модели OSI
выполняет предназначенную для него функциональную задачу в процессе
организации передачи нужных данных по компьютерной сети. Данная
модель служит основой для создания и интеграции сетевых протоколов, т.к.
позволяет разделить различные функции коммуникации в сети на отдельные
уровни, каждый из которых обеспечивает процесс обслуживания различных
частей открытых систем. Модель поддерживает только системные средства
взаимодействия, т.е. не оказывает влияния на ПП конечных пользователей,
поэтому программное обеспечение может реализовать собственные
протоколы обмена данными на базе использования системных средств. В
случаях. Когда ПП может взять на себя функции ряда уровней модели OSI,