2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3
ГЛАВА 1. ВАРИНТЫ ОРГАНИЗАЦИИ SOHO СЕТЕЙ .................................... 6
1.1. Назначение домашних сетей и схема реализации ..................................... 6
1.2. Использование стандарта IEEE 802.11 и его расширений для
организации беспроводных домашних сетей .................................................. 12
1.3. Назначение сетей малых офисов и схемы реализации ........................... 19
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ УСЛУГ TRIPLE PLAY ............................................... 29
2.1. Эволюция развития услуг сетей следующего поколения ....................... 29
2.2. Виды услуг Triple Play ................................................................................ 35
2.3 Поэтапное внедрение услуг Triple Play ..................................................... 42
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА SOHO СЕТИ НА БАЗЕ МАРШРУТИЗАТОРА
ZXV10 H201 ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ ........ 49
3.1. Область применения маршрутизатора ...................................................... 49
3.2. Разработка возможных вариантов схем и последовательность действий
при настройке SOHO сети для различных видов услуг ................................. 52
3.2.1 Интернет доступ ........................................................................................ 52
3.2.2. Поддержка IP-телефонии ........................................................................ 56
3.2.3. Беспроводной доступ ............................................................................... 58
3.2.4. Поддержка функций файл сервера ......................................................... 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 68
ПРИЛОЖЕНИЯ ..................................................................................................... 72
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что в
условиях развития мультисервисных услуг предоставляемых различными
операторами и совершенствования технологий передачи данных все больше
организуется работа SOHO-сетей, аналогичных по своей структуре и
функциям локальным вычислительным сетям.
Совершенствовать структуру и функции SOHO-сетей позволяют
услуги Triple Play, предусматривающие передачу речи, голоса и данных, а
также появление на рынке более производительного сетевого оборудования
поддерживающего различные технологии и стандарты передачи данных.
Преимуществом организации SOHO-сетей выступает то, что они
позволяют объединить различные технологии для работы системы
видеонаблюдения, подключения Smart-телевизоров с помощью различных
каналов передачи данных. В них передается высокопроизводительный
трафик, позволяющий удовлетворить потребности различных групп
пользователей.
Наиболее часто SOHO-сети организуются в пределах малого офиса,
сотрудникам которого необходимо для получения доходов иметь
установленный сервер, телефонию, активное сетевое оборудование, мини-
АТС, а также организовать автоматизированные рабочие места сотрудников.
Для организации SOHO-сетей достаточно важно организовать работу
беспроводных сетей, в основе которых находится выбор размещения точки
доступа, камер наблюдения, а также выбор провайдера для получения
наиболее благоприятного пакета услуг. Обмен данными в режиме онлайн
создает возможности выбора режима обработки информации и ее
накопления. При этом важно соблюдать информационную безопасность
переедаемой информации.
4
Среди первоочередных задач организации SOHO-сетей является выбор
не только высокопроизводительного, масштабируемого и отказоустойчивого
оборудования, но и организация совместимости разнородного сетевого и
аппаратного обеспечения.
Следует отметить, что организация SOHO-сетей во многом
определяется масштабами сети, выделенными финансовыми ресурсами на ее
организации и зависит от профессионализма специалистов, выполняющих
проектирование интегрированной и разнородной сети.
Следовательно, рассмотрение структуры и функций SOHO-сетей
обосновывает выбор темы исследования.
Предметом исследования являются структура и функции SOHO-сетей.
Объектом исследования выступают SOHO-сети.
Цель работы: провести анализ повышения эффективности работы
SOHO сети за счет расширения спектра услуг, ориентированного на полный
набор Triple Play, и оптимизации трафика собственной сети при
использовании маршрутизатора ZXV10 H201(ZTE).
Задачи работы:
1. Рассмотреть назначение домашних сетей и схемы реализации.
2. Описать использование стандарта IEEE 802.11 и его расширений для
организации беспроводных домашних сетей.
3. Проанализировать назначение сетей малых офисов и схемы их
реализации.
4. Рассмотреть эволюцию развития услуг сетей следующего поколения,
общий способ предоставления услуги Triple Play, их виды.
5. Проанализировать область применения маршрутизатора ZXV10
H201(ZTE).
6. Разработать возможные варианты схем SOHO сети на основе
маршрутизатора ZXV10 H201(ZTE).
5
Практической значимостью работы является то, что предложенная
структура и функции SOHO-сети может использоваться для организации
совместной работы и обмена данными любого предприятия.
Вопросы выбора структуры и функций SOHO-сети постоянно
обсуждаются многими отечественными и зарубежными специалистами,
среди которых следует отметить работы Галаса В. П., Заики А. А.,
Ибрагимова Б. Г., Карташевского В. Г., Комарова И. С., Конищева Е. С.,
Куроуза Д. и других.
Методология исследования основана на методах логического
наблюдения и сбора фактов, анализа и сравнения, обобщения, аналогии,
постановки, методы решения проблем, систематизации и классификации.
Выпускная квалификационная работа включает три главы:
теоретическую, аналитическую и проектную.
В теоретической части работы рассмотрены варианты организации
SOHO-сетей, определено назначение домашних сетей и схемы их
реализации, использование стандарта IEEE 802.11 и его расширений для
организации беспроводных домашних сетей, а также назначение сетей малых
офисов и схемы их реализации.
В аналитической части работы проанализирована эволюция развития
услуг сетей следующего поколения, виды услуг Triple Play и поэтапное их
внедрение.
В проектной части определена область применения маршрутизатора,
разработаны возможные варианты схем и определена последовательность
действий при настройке SOHO-сети для различных видов услуг, разработаны
схемы с поддержкой Интернет-доступа, IP-телефонии, беспроводного
доступа, поддержки функций файл-сервера.
Выпускная квалификационная работа представлена на 72 страницах,
из которых 30 рисунков, 3 таблицы, 34 источника использованной
литературы и приложение.
6
ГЛАВА 1. ВАРИНТЫ ОРГАНИЗАЦИИ SOHO СЕТЕЙ
1.1. Назначение домашних сетей и схема реализации
Домашняя сеть выступает разновидностью локальной вычислительной
сети (LAN), в которой производится объединение нескольких рабочих
станций в пределах одного здания или помещения.
В отличие от глобальной вычислительной сети (WAN), включающей
неограниченное количество сегментов, домашняя сеть используется для
организации обмена между несколькими персональными компьютерами,
размещенными друг от друга на незначительном расстоянии
1
.
Сравнительный анализ возможностей глобальной вычислительной сети
(WAN) и домашней сети (LAN) приведен в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительный анализ возможностей глобальной
вычислительной сети (WAN) и домашней сети (SOHO)
Домашняя сеть (SOHO)
Глобальная вычислительная сеть
(WAN)
Ограниченное количество рабочих
станций. Зависимость от
технических параметров сетевого
оборудования
Возможность подключения
неограниченного количества рабочих
станций
Ограничения в пределах одной
территории. Передача данных на
небольшие расстояния
Объединение региональных
вычислительных сетей
Высокая пропускная способность
Относительно не высокая пропускная
способность
Каждый узел имеет уникальный,
индивидуальный IP-адрес
Каждому узлу присваивается внешний
IP-адрес
Применяются как разнородные,
так и однородные каналы
передачи данных
В сети применяются разнородные
каналы передачи данных
Каждый узел имеет владельца
Соблюдение равноправности между
пользователями сети
1
Куроуз Д. Компьютерные сети: учеб. пособие / Д. Куроуз. – СПб: Питер, 2016. – С.50
7
Кроме приведенных в таблице 1 отличий следует отметить отличия в
методах передачи данных и оборудовании. В сетях WAN реализуются
асинхронные методы передачи данных, квитирования, модуляции,
контрольного суммирования и повторной передачи искаженных данных. В
домашних сетях повышение технических возможностей каналов передачи
данных позволило обрабатывать немодулированные сигналы, отказаться от
процедур подтверждения получения пакета.
Отличительной особенностью SOHO-сетей является возможность
объединения не только рабочих станций, но и цифровых видеокамер,
современных Smart-телевизоров проводными и беспроводными каналами
передачи данных. В них передается пульсирующий трафик и наблюдается
неравномерность в распределении нагрузки
2
.
Домашние SOHO-сети позволяют обеспечить высокую безопасность
передаваемой информации, централизацию задач администрирования и
управления передаваемым трафиком, но количество сегментов жестко
ограничено.
Схема взаимосвязи между глобальной вычислительной сетью (WAN) и
домашней сетью (SOHO) приведена на рисунке 1.
Рисунок 1.Схема взаимосвязи между глобальной вычислительной
сетью (WAN) и домашней сетью (LAN)
2
Максимов Н. В. Компьютерные сети: учеб. пособие / Н.В. Максимов, И.И. Попов. – М.: ИНФРА-М, 2018. –
С.182
8
Как видно из рисунка 1, взаимосвязь между глобальной
вычислительной сетью (WAN) и домашней сетью (LAN) устанавливается
через маршрутизатор (Router), которым производится распределение
принятого трафика внутри домашней сети.
К функциональным возможностям домашних SOHO-сетей относятся:
- прием и передача факсимильных и текстовых сообщений внутри сети;
- разграничение доступа к файлам, базам данных, информационным
системам;
- контроль работы и обслуживание сетевого оборудования внутри
домашней сети;
- отказоустойчивость, масштабирование передаваемых данных по
домашней сети.
Схема реализации SOHO-сети определяется конфигурацией,
выбранных каналов передачи данных, физического размещения
персональных компьютеров друг относительного друга.
Для организации SOHO-сетей применяют звездообразную схему
реализации, которая представлена в виде «активной звезды» или «пассивной
звезды»
3
.
В случае выбора схемы реализации SOHO-сети «активная звезда»
производится подсоединение рабочих станций к центральному
персональному компьютеру. При этом каждая рабочая станция имеет
отдельный выделенный канал передачи данных центральному
персональному компьютеру.
Схема реализации SOHO-сети «активная звезда» приведена на рисунке
2.
3
Оливер Ибе Компьютерные сети и службы удаленного доступа: учеб. пособие/ Оливер
Ибе. – Саратов: Профобразование, 2017. – С.180
9
Рисунок 2. Схема реализации SOHO-сети «активная звезда»
В случае выбора схемы реализации SOHO-сети «пассивная звезда»
производится подсоединение рабочих станций к коммутатору, которым
выполняются функции по восстановлению приходящих сигналов и
непосредственной их передачи адресату
4
.
Схема реализации SOHO-сети «пассивная звезда» приведена на
рисунке 3.
Рисунок 3. Схема реализации SOHO-сети «пассивная звезда»
4
Сергеев А. Н. Основы локальных компьютерных сетей: учеб. пособие / А. Н. Сергеев. – Волгоград:
Волгоградский государственный социально-педагогический университет, 2017. – С.180
10
Можно сказать, что в настоящее время в большей степени применяется
схема реализации SOHO-сети «пассивная звезда», поскольку она позволяет
обеспечить большую безопасность и производительность передачи данных.
Большая часть SOHO-сетей использует схему сочетания беспроводных
(Wi-Fi) и проводных Ethernet-технологий.
Технология Wi-Fi (Wireless Fidelity) является современной технологией
для установления беспроводных соединений и позволяет объединить
персональные компьютеры в SOHO-сеть с предоставлением доступа в сеть
Интернет. Эта технология была предложена в 1991 году специалистом из
компании Нидерландов NCR Corporation Виком Хейзом, который участвовал
в разработке технологий IEEE 802.11b, IEEE 802.11а и IEEE 802.11g.
Внедрение стандарта IEEE 80211n в 2009 г. позволило повысить скорость
передачи данных до 600 Мбит/с
5
.
Среди достоинств использования беспроводных технологий Wi-Fi в
схеме реализации SOHO-сетей следует отметить то, что в этом случае не
требуется прокладка кабеля. К каналу передачи данных можно подключить
мобильные устройства, портативные компьютеры и тем самым обеспечить
гибкость, мобильность и гарантированную совместимость оборудования.
Недостатками технологии Wi-Fi является ограниченный радиус
использования, невысокая скорость передачи данных на большие расстояния
и неустойчивость к преградам.
Новая технология Li-Fi (Light Fidelity) выступает высокоскоростной
двунаправленной беспроводной коммуникационной технологией,
предложенной Харльдом Хасом. Этот вид передачи основан на видимом
свете в отличие от радиоволн Wi-Fi и относится к технологиям VLC (Visible
Light Communication).
5
Галас В.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Часть 2. Сети и телекоммуникации:
учебник/ В. П. Галас. - Владимир: Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,
2016. – С.156
11
Как правило, световые волны не могут проникать сквозь стены,
поэтому радиус действия Li-Fi небольшой.
С другой стороны, технология Li-Fi имеет большую защиту, чем
беспроводной канал Wi-Fi. Также скорость передачи данных технологии Li-
Fi превышает скорость передачи данных технологий Wi-Fi в сто раз.
В этой системе за счёт VLC не только увеличивается скорость передачи
данных, но обеспечивается высокая безопасность, поскольку приемник и
передатчик находится в одной зоне видимости. Такой вид сигнала
злоумышленнику перехватить сложнее, чем радиоволновой сигнал. Средняя
скорость передачи данных в телекоммуникационной системе PureLiFi
составляет 600 Мбит/с. Специалистами в дальнейшем планируется увеличить
эту скорость до 10 Гбит/с
6
.
Однако технология Li-Fi имеет существенный недостаток в сравнение с
технологией Wi-Fi. В этом случае оборудование должно находиться в
пределах видимости. При этом нет потребностей применения специальных
ламп. В сравнении с Wi-Fi, можно перейти в соседнюю комнату и канал
передачи данных не будет нарушаться.
В перспективе технология Li-Fi будет более энергоэффективным
методом передачи данных, чем технология Wi-Fi. Среди преимуществ
технологии Li-Fi следует отметить экономию энергопотребления, более
высокую скорость передачи данных, безопасность данных.
От программного обеспечения телекоммуникационных систем
зависит уровень безопасности, возможность хранения данных не только на
серверах, но и в виртуальной облачной среде. За счет программного
обеспечения телекоммуникационные системы могут не просто передавать
данные, но и управлять ими.
6
Смирнова Е.В. Построение коммутируемых компьютерных сетей: учеб. пособие / Е.В. Смирнова. – М.:
Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. – С.153