6
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
8
1.Открытые стандарты сети
10
1.1 Сетевая модель OSI.
12
1.1.1 Уровень 1. Физический уровень (англ. Physical layer)
14
1.1.2 Уровень 2. Канальный уровень (англ. Data Link layer)
14
1.1.3 Уровень 3. Сетевой уровень (англ. Network layer)
15
1.1.4 Уровень 4. Транспортный уровень (англ. Transport layer)
15
1.1.5 Уровень 5. Сеансовый уровень (англ. Session layer)
16
1.1.6 Уровень 6. Представительский (Уровень представления) (англ.
Presentation layer)
16
1.1.7 Уровень 7. Прикладной уровень (уровень приложений) (англ.
Application layer)
18
1.1.8 Дополнительные сведения об эталонной модели
18
1.1.9 Соответствие модели OSI и других моделей сетевого взаимодействия
19
1.2 Модель стека протоколов TCP/IP.
20
1.2.1 Уровень доступа (первый уровень)
21
1.2.2 Сетевой уровень (второй уровень)
24
1.2.2.1 Virtual Local Network (VLAN)
27
1.2.2.2. Spanning Tree Protocol (STP)
28
1.2.3 Транспортный уровень (третий уровень).
30
1.2.4 Уровень приложений (четвертый уровень).
31
1.2.5 Общие сведения о модели
33
2. Программы для управления сетью
34
2.1 SNMP
34
2.2 DHCP
37
2.3 DNS
37
2.4 VPN
39
2.4.1. GRE туннель
40
7
2.4.2. PPTP туннель
40
2.4.3. L2TP туннель
41
2.4.4. OpenVPN туннель
41
2.5. SIP
41
2.6. NTP
42
2.7. Прочие сервисы пользовательского уровня
43
2.8. Защита информации
43
2.9. Экологический фактор
44
3. Существующая структура. Исходные данные
46
3.1 Обзор схемы размещения техники
46
3.2. Внешние сети
48
4. Разработка сетевой системы
51
4.1 Межсетевой экран, криптошлюз, файервол, защита
53
4.2 Закупка оборудования
54
4.2.1 Составление технического задания
55
4.3 Первый запуск
56
4.4 Настройка маршрутизатора и мультиуровневых свичей
60
4.5 Настройки межсетевого экрана
64
4.6 Настройка Mikrotik
66
4.7. IP-телефония и QoS
67
5. Установка Zabbix
71
5.1. Добавление серверов и свичей в Zabbix
73
5.2. Настройка оповещений в Zabbix
74
Заключение
79
Список использованной литературы
81
8
Введение.
Локально-вычислительная сеть (далее - ЛВС) представляет из себя
совокупность программно-аппаратного обеспечения для осуществления
передачи, хранения и обработки информации.
Важную часть в построении ЛВС представляет разработка. Разработка
должна учитывать мельчайшие детали, в том числе и неочевидные, в
требованиях на передачу информации, количестве и функциональности портов
и т.д. Также необходимо подобрать оборудование согласно требованиям и
необходимому функционалу. После разработки, согласования, проведения
необходимых закупок следует монтаж, включение и тестирование на
соответствие первоначальным требованиям как отдельных узлов, так и системы
целиком.
К современным сетям предъявляются строгие требования:
● Отказоустойчивость - наличие резервных линий на случай отказа основных
● Надежность - сеть должна работать всегда, если какой-либо из компонентов
выходит из строя, это не должно влиять на работоспособность остальных узлов.
● Масштабируемость - современные предприятия имеют свойство расти, и сеть
должна быть готова к плановым модернизациям.
● Безопасность, защищенность. Так как современную локальную сеть сложно
представить без выхода в глобальную сеть интернет, сеть должна обладать
необходимыми средствами для защиты информации от кражи или
несанкционированного доступа извне.
Актуальность выбранной темы сложно недооценить. В наше время
представить организацию без вычислительной сети невозможно. Везде учёт
работы предприятия, кадров и бухгалтерия ведётся исключительно на
компьютерах. Для обмена информацией необходимы общие ресурсы, и
соответственно средства разграничения доступа и учёт. Каждый компьютер в
сети должен иметь доступ для поиска страниц в интернете и защиту от угроз,
возникающих из него.
9
После повсеместного перехода на цифровую технику на “цифре” стали
работать и традиционные аналоговые сервисы, такие, как телефония. А с
распространением интернета стало возможным внутреннюю телефонную сеть
перенаправлять через него и подключать удалённые филиалы к развёрнутой
внутри предприятия телефонной станции, используя принятые протоколы.
В данной работе будет представлена разработка сети предприятия на
примере НКО «Фонд капитального ремонта многоквартирных домов Санкт-
Петербурга». Сеть будет подключена к сети интернет, будут решены задачи
распределения ресурсов и защиты информации.
10
1. Открытые стандарты сети.
Сеть локальная, формата предприятия - сложное техническое устройство
с большим количеством оборудования и инженерных разработок, глобальная
сеть интернет намного сложнее. Поддержка работы такого огромного
количества оборудования, связанного между собой немыслима без
стандартизации. Несмотря на то, что многие протоколы разрабатывались в
разное время разными фирмами, в интернете предпочтение отдаётся открытым
форматам передачи данных и протоколам. Несколько крупных институтов
следят за стандартами их соблюдением и распространением в сети. В тексте
ниже будет много ссылок на стандарты, распространяемые этими
организациями.
Организации по стандартизации:
● Общество Интернет (ISOC)
● Комиссия по архитектуре Internet (IAB)
● Инженерная группа по развитию Интернета (IETF)
● Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE)
● Международная организация по стандартизации (ISO)
ISOC поддерживает разработку новых открытых стандартов и развитию
старых протоколов главным образом для технической инфраструктуры
интернета.
IAB контролирует техническую деятельность IETF и применение новых
технологий в интернете.
IETF - комиссия по технологиям интернета. Разрабатывает стандарты
протоколов IP - основного протокола передачи данных в интернете. От их
разработок зависит развитие интернета.
Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) -
организация специалистов, которая внедряет новые технологии и создаёт
стандарты. Семейство стандартов IEEE 802 [20] применяется в локальных и
городских сетях, включая проводные и беспроводные. Стандарты IEEE 802.3
11
[22] и IEEE 802.11 [21] являются значимыми стандартами IEEE в области
компьютерных сетей.
По состоянию на 2012 год институт IEEE состоит:
● 38 обществ
● Выпускает 130 журналов
● 1 300 конференций ежегодно
● 1 300 стандартов и проектов
● 400 000 участников
● 160 стран
ISO, Международная организация по стандартизации, крупнейший в мире
разработчик международных стандартов. В сетевых технологиях организация
ISO наиболее известна благодаря созданию эталонной модели OSI
(взаимодействия открытых систем).
Кроме перечисленных есть прочие организации по разработке
стандартов, деятельность которых не связана с интернетом, но стандарты
которых применяются при построении сетей.
● Ассоциация электронной промышленности (EIA) - создает стандарты кабелей и
разъемов.
● Ассоциация телекоммуникационной промышленности США (TIA) - сделала
вклад в развитие стандартов связи, например в мобильную сеть, спутниковую
связь и голосовую связь по ip (VoIP)
● Международный союз электросвязи — сектор стандартизации
телекоммуникаций (ITU-T, МСЭ-Т) - создает стандарты цифрового сжатия для
передачи в области DSL, IPTV.
Также развитие интернета в мире поддерживают компании по выдаче и
регулированию ip-адресов:
● Международная организация по распределению номеров и имён (ICANN)
координирующая действия по выделению IP- адресов, управлению доменных
имен, используемых сервером DNS, а также идентификаторами или номерами
портов, применяемых протоколами TCP и UDP.
12
● Администрация адресного пространства Интернет (IANA).- отвечающий за
надзор и управление распределением IP-адресов, доменными именами и
идентификаторами протоколов для ICANN. [42]
1.1 Сетевая модель OSI.
Сетевая модель OSI (ЭМВОС) (базовая эталонная модель
взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic
Reference Model), ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99. [2]
ISO опубликовала эталонную модель OSI в 1984 году в рамках
разработки многоуровневой системы сетевых протоколов.
Для понимания и стандартизации сетевого взаимодействия был принят
данный стандарт, стек из семи уровней, начиная с физического соединения
(среда передачи, чаще всего это медный кабель) и заканчивая прикладным, где
пользовательские программы обращаются к сети.
Любой протокол модели OSI должен взаимодействовать либо с
протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше и/или ниже
своего уровня. Взаимодействия с протоколами своего уровня называются
горизонтальными, а с уровнями на единицу выше или ниже — вертикальными.
Любой протокол модели OSI может выполнять только функции своего уровня и
не может выполнять функций другого уровня, что не выполняется в протоколах
альтернативных моделей.
На каждом из уровней единицы информации называются по-разному. На
физическом уровне мельчайшая единица — бит. На канальном уровне
информация объединена во фреймы (или пакеты). На сетевом уровне мы
говорим о дейтаграммах. На транспортном уровне единицей измерения
является сегмент. Прикладные уровни обмениваются сообщениями. Прямая
параллель с файловой системой на диске: локальные изменения
намагниченности — биты объединены в сектора, имеющие заголовки, сектора
13
объединяются в блоки, а те, в свою очередь, в файлы, тоже имеющие заголовки,
содержащие служебную информацию. [43]
В таблице 1 ниже представлены уровни, функции и типы данных для
наглядности.
Таблица 1.
Модель OSI
Тип
данных
Уровень
Функции
Данные
7. Прикладной
Доступ к сетевым службам
6.
Представления
Представление и кодирование данных
5. Сеансовый
Управление сеансом связи
Сегменты
4.
Транспортный
Прямая связь между конечными
пунктами и надежность
Пакеты
3. Сетевой
Определение маршрута и логическая
адресация
Кадры
2. Канальный
Физическая адресация
Биты
1. Физический
Работа со средой передачи, сигналами
и двоичными данными
14
Рассмотрим подробно каждый уровень начиная с первого и приведем
примеры программ, протоколов и оборудования, работающих на
рассматриваемых уровнях.
1.1.1. Уровень 1. Физический уровень (англ. Physical layer)
Самый главный уровень, на котором начинается любое взаимодействие
это физический. Он отвечает за передачу сигналов и их прием через среду
передачи, будь то медный кабель, оптоволокно либо радиоэфир. Сигналы
соответствуют уровню логических цифровых сигналов “0” и “1”.
На этом уровне работают все аппаратные источники-приемники
сигналов, повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы.
Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются
сетевым адаптером в частности и любым портом ввода-вывода. К физическому
уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы
между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды среды
передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель,
спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых
интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232,
RS-485, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC.
1.1.2. Уровень 2. Канальный уровень (англ. Data Link layer)
Второй уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на
физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть.
Обычно на этом уровне работает коммутатор. Полученные с физического
уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, исправляет
ошибки если необходимо (формирует повторные запросы поврежденного
кадра) и отвечает за согласование с сетевом уровнем.
15
Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на два подуровня —
MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической
среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.
На этом уровне работают коммутаторы, мосты, драйвера для сетевой карты.
1.1.3. Уровень 3. Сетевой уровень (англ. Network layer)
3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути
передачи данных. Построение маршрутов данных между сетями, соединение
сетей происходит на этом уровне. Тут работают автоматические алгоритмы
построения кратчайших и надёжных путей определяющих через какие узлы
лучше всего соединить конечные точки. На этом уровне работают роутеры или
маршрутизаторы, коммутаторы с функцией роутинга (мультиуровневые
коммутаторы).
Кроме того на этом уровне происходит преобразование логического
адреса устройств в физический, когда определяется соответствие заданного
программно адреса к уникальному адресу зашитому в устройство при
производстве.
1.1.4. Уровень 4. Транспортный уровень (англ. Transport layer)
4-й уровень модели предназначен для обеспечения надёжной передачи
данных от отправителя к получателю. Уровень надёжности при этом может
варьироваться в широких пределах. Существует множество классов протоколов
транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только
основные транспортные функции (например, функции передачи данных без
подтверждения приема), и заканчивая протоколами, которые гарантируют
доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей
последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных,