2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 4
ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ
ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ .............................................. 6
1.1 Классификация сетей по территориальному признаку .......................... 7
1.1.1. Глобальная сеть WAN (Wide Area Network) .................................... 7
1.1.2. Региональная сеть MAN (Metropolitan Area Network) .................. 11
1.1.3. Локальная вычислительная сеть LAN (Local Area Network) ....... 14
1.2 Классификация вычислительных сетей по топологии построения .... 16
1.2.1. Шинная (магистральная) структура ................................................ 17
1.2.2. Звездообразная структура ................................................................ 19
1.2.3. Кольцевая структура ......................................................................... 21
1.3 Принципы построения вычислительных сетей по способу передачи
данных ............................................................................................................. 25
1.3.1. Сети коммутацией каналов .............................................................. 26
1.3.2. Сети коммутацией сообщений ........................................................ 28
1.3.3. Сети коммутации пакетов ................................................................ 30
ГЛАВА 2. АППАРАТНО-ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ ............................................................................ 34
2.1. Среда передачи данных .......................................................................... 34
2.2. Аппаратное обеспечение компьютерных сетей ................................... 44
2.2.1 Сетевые интерфейсы, трансиверы, повторители ............................... 45
2.2.2 Концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы (шлюзы, мосты) . 49
2.2.3. Сетевое и коммуникационное оборудования для построения
беспроводных сетей ....................................................................................... 53
2.3. Программное и сетевое обеспечение компьютерных сетей ............... 58
3
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СЕТИ С ФИЛИАЛАМИ КАЗЫМСКОГО
ЛИНЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ЛПУ .............................................. 64
3.1. Исходные данные для проектирования корпоративной сети
организации .................................................................................................... 64
3.2. Проектирование корпоративной вычислительной сети организации69
3.2.1. Определение структуры корпоративной вычислительной сети ..... 69
3.2.2. Обоснование и выбор пассивного и активного сетевого
оборудования .................................................................................................. 72
3.2.3. Обоснование и выбор сетевого программного обеспечения ........... 74
3.2.4. Выбор сервера и определение конфигурации рабочих станций ..... 76
3.2.5. Создание аппаратно-программной системы защиты данных и
резервного копирования ................................................................................ 77
3.3. Реализация корпоративной сети организации ..................................... 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................. 86
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 90
ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................................. 95
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выбора темы обусловлена повсеместным
распространением сетей и сетевых технологий, что обусловливает в
современных условиях невозможность эффективного функционирования
любой организации без их активного использования. Применение
различных информационных или поисковых систем, программных
комплексов абсолютно невозможно без использования сетей.
Компьютерные сети представляют собой такой же элемент жизни
современного общества, как и автомобильный транспорт, авиация,
банковская система и т.д. Они позволяют своим абонентам общаться,
получать всевозможную информацию, выполнять финансовые операции,
совершать сделки, проводить дистанционное обучение и т.д.
При проектировании сети чрезвычайно важно точно разбираться в
преимуществах и недостатках различных топологий, которые влияют на
производительность сети. Кроме того, необходимо учесть и такие внешне
необъективные факторы, как пригодность кабеля, способ и тип его
проводки, расположение в здании рабочих станций и т.д.
Темой выпускной квалификационной работы является
«Проектирование сети для предприятия с одним и более филиалами на
примере Казымского ЛПУМГ».
Объектом исследования выпускной квалификационной работы
являются «Компьютерные сети», а предметом исследования
«Корпоративная сеть предприятия с одним и более филиалами».
Целью выпускной квалификационной работы является разработка
корпоративной сети Казымского ЛПУМГ.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
5
провести классификацию и рассмотреть основные физические
и логические топологии вычислительных сетей;
провести анализ аппаратного обеспечения для построения
базовых топологий ЛВС;
провести анализ программного и сетевого обеспечения для
построения базовых топологий ЛВС;
выполнить проектирование и реализацию сети для
предприятия с одним и более филиалами на основании технического
задания;
выполнить расчет технико-экономического эффекта от
внедрения сети на предприятии с одним и более филиалами.
Практическая значимость работы заключается в возможности
использования полученных выводов и рекомендаций в качестве
теоретической основы при проектировании сети Казымского ЛПУМГ.
При написании выпускной квалификационной работы
использовались научные труды следующих авторов: Алексеева Е.Г.,
Богатырева С.Д., Будылдиной Н.В., Демидовой А.А., Омельченко В.П.,
Кузина А.В., Мельникова Д.А., Олифер В., Олифер Н., Пятибратова А.П.,
и др. авторов.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав,
Заключения, Списка литературы.
В первой главе выпускной квалификационной работы проведена
классификация и рассмотрены основные принципы построения
компьютерных сетей.
Во второй главе проведен анализ аппаратно-программного
обеспечения компьютерных сетей.
В третьей главе реализуется корпоративная компьютерная сеть для
предприятия с одним и более филиалами на примере Казымского ЛПУМГ.
6
ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СЕТЕЙ
Компьютерная сеть (КС) представляет собой набор компьютеров,
которые связаны коммуникационной системой и оснащены
соответствующим программным обеспечением (ПО), предоставляющим
пользователям КС доступ к ресурсам данного набора компьютеров.
В компьютерной сети могут использоваться компьютеры разных
типов (рабочие станции, персональные компьютеры, мини-компьютеры,
суперкомпьютеры) [10].
Компьютерные сети предоставляет пользователю возможность
работы со своим компьютером, как с автономным устройством, а также
прибавляет к этому возможность получения доступа к информационным и
аппаратным ресурсам прочих компьютеров сети.
Основная цель сети - обеспечение потенциальной возможности ее
пользователям совместного использования ресурсов компьютеров,
которые входят в сеть.
Компьютерные сети классифицируют по территориальному
признаку [4]:
- глобальные сети;
- региональные сети;
- локальные вычислительные сети (ЛВС).
«Объединение глобальных, региональных и локальных
вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии». [35]
Такие сети обеспечивают пользователям получение практически
неограниченного доступа к любому количеству информации с
возможностью ее обработки (рисунок 1).
7
Рисунок 1 – Многосетевая иерархия
1.1 Классификация сетей по территориальному признаку
1.1.1. Глобальная сеть WAN (Wide Area Network)
Глобальная сеть (Wide Area Network) – это сеть, в которой
объединяются различные региональные, корпоративные и локальные
вычислительные сети, позволяющие организовать обмен между
пользователями, находящимися на удаленном расстоянии в любой момент
времени (рисунок 2).
Рисунок 2 – Глобальная компьютерная сеть
8
Назначение глобальной сети – это организация обмена
информационными ресурсами, представленными в виде файлов,
электронных сообщений, аудио и видеоинформации.
Функции глобальной сети включают [5]:
- организация транспортировки данных от различных групп
пользователей, которым необходимо передать файлы через удаленный
доступ;
- организация транзитного транспортного канала, позволяющего
предоставить доступ к информационным хранилищам различным группам
пользователей;
- обеспечение защиты данных, сохранение конфиденциальной
информации пользователей, использующих возможности сети Интернет.
Основные принципы работы основаны на маршрутизации, основой
которого является доставка пакетов с использованием узлов коммутации,
позволяющих объединить отдельные группы рабочих станций,
корпоративные сети предприятий и региональные сети.
Коммуникационные узлы выполняют работы по выбору оптимальных
маршрутов передачи данных с использованием IP-адресов, позволяющих
получить информацию о номере сети и номере рабочей станции,
установленной в ней.
Следующим принципом является применение доменной системы
имен. В соответствии с этим принципом, каждая сеть, подключенная к
сети Интернет и рабочая станция должны иметь уникальный
идентификатор или доменное имя. Доменные имена и адреса
компьютерных сетей зарегистрированы в специальном центре сети
Интернет и размещены в базе данных глобальной сети [12].
В основе организации глобальных сетей находятся многоуровневые
принципы передачи данных. На нижнем уровне сообщение представляется
в виде битов, каждый из которых имеет адрес отправителя и получателя.
9
Далее производится разделение сообщения на отдельные составляющие, с
использованием сетевого оборудования и дальнейшая их передача по
каналам передачи данных.
При этом к нижнему уровню добавляется уровень базового
программного обеспечения, выполняющего функции управления
аппаратурой, расширяющего возможности сети и предоставляющего
доступ к ней различных удаленных пользователей. Формирование
сообщения пользователем осуществляется на самом верхнем уровне среды
передачи данных и после прохождения всех уровней осуществляется
передача по каналам связи получателю [17].
В основе передачи в глобальной сети используется принцип
коммутации пакетов. В соответствии с ним для каждого пакета
передаваемых сообщений устанавливается фиксированная длина. Для того
чтобы разбить сообщения на пакеты применяется сетевой адаптер,
входящий в состав рабочей станции. Каждый передаваемый пакет
оснащается уникальным адресом отправителя и получателя. Объединение
пакетов производится на персональном компьютере получателя.
В глобальной сети применяются следующие протоколы:
- прикладные протоколы, которые отвечают за работу
специализированной службы сети Интернет;
- базовые протоколы, выполняющие пересылку сообщений
различных типов между рабочими станциями или протоколы TCP/IP.
Требования, которые предъявляются к глобальной сети, основаны на
обеспечение для удаленных пользователей масштабируемости,
прозрачности, своевременности получения информации [21].
В настоящее время примером глобальной сети выступает сеть
Интернет, в состав которой включены подсистемы региональных,
корпоративных, локальных сетей, а также рабочие места отдельных
10
пользователей, выполняющих обмен данными с использованием
различных каналов передачи данных.
В настоящее время глобальная сеть используется многими
пользователями и позволяет организовать обмен сообщениями, файлами,
аудио и видеоинформацией, создать информационные сайты и
опубликовать их в сети Интернет. Также свою популярность получили
облачные технологии представленные виды облачных платформ,
включающих различные облачные сервисы для хранения файлов,
организации совместной работы с файлами и выполнение прикладных
задач [25].
Сеть Интернет является информационным пространством, в котором
для организации обмена выделены узлы, серверы и хосты. Управление
узлами серверов осуществляется собственником или провайдером
(поставщиком услуг интернет).
Достоинства глобальных сетей:
1) Предоставление неограниченного доступа к различным
вычислительным информационным ресурсам на удаленном расстоянии;
2) обмен информацией по электронной почте через официальный
сайт с использованием обратной формы в режиме онлайн консультанта;
3) Возможность получить доступ к информации на удаленном
расстоянии;
4) Возможность передачи данных в любом формате, в том числе
видео- и аудио форматах.
Недостатки глобальных вычислительных сетей [30]:
1) Низкий уровень безопасности данных;
2) Возможность заражения передаваемой информации вредоносным
программным обеспечением или вирусом;
11
3) Негативное влияние на социальную среду, поскольку в сети
Интернет информация не классифицируется в зависимости от
потребностей пользователя и учета его возрастной категории;
4) Возможные психологические атаки со стороны сети Интернет.
1.1.2. Региональная сеть MAN (Metropolitan Area Network)
Региональная сеть MAN – это сеть, в которой объединены локальные
и корпоративные сети в пределах одного региона, города, района или
микрорайона (рисунок 3).
Рисунок 3 – Региональная компьютерная сеть
Назначение региональной сети заключается в организации обмена
данными между рабочими станциями, локальных вычислительных сетей, а
также предоставление доступа к информационным ресурсам,
размещенным и защищенным в пределах одной территории.
К основным функциям региональной сети относятся [35]:
- предоставление высокой скорости передачи данных для
организации обмена;