ТАПК

Дипломная работа

на тему:

Создание информационно-коммуникационной сети фирмы с 17-ю компютерами.

Выполнила: Уч. гр. №40 Берлогина Виктория

«Ташкент - 2009»

В данной дипломной работе описаны построение ИКС фирмы с 17-ю компьютерами и сервером, а также другим офисным оборудованием. Основная деятельность фирмы - оказание компьютерных услуг. Компьютерная сеть построена на базе технологии Fast Ethernet и является многоуровневой, т.е. предполагает администрирование. Рабочие станции в сети имеют выход в глобальную сеть internet по ADSL технологии через сервер.

Mazkur diplom ishda 17ta kompyuter, server va boshqa ofis jixozlaridan iborat bo`lgan firmaning tarmog`ini tozish bayon etilgan. Korxonaning asosiy ish faoliyati kompyuter xizmatlarini ko`rsatish. Kompyuter tarmog`i Fast Ethernet texnologiyasi asosida tashkil etilgan bo`lib ko`p pog`onali va boshqariladigan xisoblanadi. Tarmoq` mijozlari internet global tarmog`iga server orqalib ADSL - texnologiya asosida chiqish mumkin.

In this degree work will be open all aspects of creating local area network with 17'PC, servers other office equipment. Main purpose of this firm - computer services. This multi ranges network will be based on Fast Ethernet technology and may be managed. All workstation have access to international network - Internet, via server and ADSL-technology.

содержание

Введение

Основная часть

Технологическая часть

Экономическая часть

Техника безопасности и организация рабочего места

Заключение

Список использованной литературы и ресурсов

Введение

Информационно-коммуникационная технология -- это информационная технология работы в сети, позволяющая людям общаться, оперативно получать информацию и обмениваться ею. В информационном обществе все более значимыми становятся информационные ресурсы. Они возникли как результат интеллектуальной деятельности человека, обладающего определенными знаниями и опытом. Эти знания материализуются в виде произведений искусства, литературы, научных разработок, баз данных, алгоритмов, компьютерных программ. С распространением персональных компьютеров огромную роль в предоставлении человеку доступа к информационным ресурсам стали играть компьютерные сети (Computer Net Work, от англ. net -- сеть и work -- работа).

Тенденции развития информационных технологий:

- Возрастание роли информационного продукта.

- Стандартизация в сфере информационных технологий.

- Глобализация информационных технологий.

- Ликвидация промежуточных звеньев.

- Интеграция информационных технологий.

1.Возрастание роли информационного продукта.

Потребность в обработке все возрастающих объемов информации, потребность в различных формах восприятия информации, а также потребность в актуальности и точности информации послужило развитию этой тенденции.

2.Стандартизация в сфере информационных технологий.

Эта тенденция раскрывает способность к взаимодействию между элементами информационных технологий различных производителей. То есть необходимо, чтобы старые устройства могли взаимодействовать с новыми .

3.Глобализация информационных технологий.

Процесс глобализации обуславливает пять основных причин:

- Различный уровень знаний в области информационных технологий.

- Соотношение стоимости разработки отдельных элементов информационных технологий и эффективности их применения.

- Правительственная поддержка.

- Стандартизация.

- Сравнительное достоинство сосуществующих и взаимозаменяемых технологий.

(В основном глобализации способствует первая причина).

4.Ликвидация промежуточных звеньев.

Эта тенденция способствует непосредственному взаимодействию источника и потребителя информации.

5.Интеграция информационных технологий.

Интеграция - это глобализация мирового масштаба. Это обеспечение бизнеса с помощью сторонних компаний и предприятий. (Например, одной компании дорого строить магазин, а две собрались вместе и построили.)

Данные ООН о развитии ИКТ

По данным исследований ООН , Международный союз электросвязи (International Telecommunication Union, ITU), специализированное подразделение ООН, определяющее стандарты в области информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), исследовал развитие ИКТ в 154 странах мира в период с 2002 по 2007 год. Результатом этого исследования стал многостраничный доклад, содержащий рейтинг развития стран в сфере ИКТ -- ICT. Страны Северной Европы и Южная Корея добились самых серьезных успехов в области развития ИКТ Страны, добившиеся наибольших успехов в области ИКТ, находятся в Северной Европе. Исключение составляет Республика Корея. Лидером рейтинга, согласно индексу развития ИКТ, является Швеция. За ней следуют Республика Корея, Дания, Нидерланды, Исландия и Норвегия. Далее следуют другие, в основном с высоким уровнем экономического развития, страны Европы, Азии и Северной Америки. Западная Европа и Северная Европа, а также Северная Америка, являются регионами с наивысшими баллами по ICT Development Index, а большинство стран из этих регионов находятся в первой двадцатке стран с развитыми ИКТ. Бедные, и особенно наименее развитые, страны остаются в нижней части индекса, поскольку имеют ограниченный доступ к инфраструктуре ИКТ, включая фиксированную и подвижную телефонию, Интернет и широкополосную связь.

ICT Development Index

Первая десятка стран в рейтинге

1. Швеция

2. Республика Корея

3. Дания

4. Нидерланды

5. Исландия

6. Норвегия

7. Люксембург

8. Швейцария

9. Финляндия

10. Великобритания

Все страны (за исключением одной) за последние пять лет повысили свои уровни ИКТ, причем некоторые из них -- весьма значительно, по сравнению с другими. Восточную Европу отличают не только высокие темпы относительного роста, но и одно из самых значительных увеличений стоимости ICT Development Index, и поэтому данный регион можно рассматривать в качестве наиболее динамичного с точки зрения развития ИКТ за указанный период времени. К числу стран, задававших основной тон в этом процессе, относятся страны Балтии, а также Румыния. К другим странам, значительно повысившим свои уровни развития ИКТ, следует отнести Люксембург, Объединенные Арабские Эмираты, Ирландию, Макао (Китай), Японию, Италию и Францию. Единственной страной, где был отмечен регресс информационного развития, оказалась Мьянма (119 место). В целом, как развитые, так и развивающиеся страны более чем на 30% повысили свои уровни развития ИКТ за пятилетний период. Некоторые развивающиеся страны, Саудовскую Аравию, Китай и Вьетнам, весьма значительно улучшили свой индекс за указанный пятилетний период. Это частично объясняется быстрым ростом мобильной связи в сочетании с увеличением количества пользователей Интернета. Вместе с тем развивающиеся страны по-прежнему отстают в том, что касается доступа к ИКТ и использования этих технологий.

Сравнение уровней развития ИКТ и уровнем дохода на душу населения (по паритету покупательной способности) указывает на устойчивую связь между доходом и внедрением ИКТ за некоторыми исключениями, вызывающими определенный интерес. В отчете также представлены последние, на конец 2008 года, данные по ключевым показателям развития ИКТ. Наметился явный переход от фиксированной телефонии к подвижной сотовой телефонии, и уже к концу 2008 года количество абонентов подвижной сотовой связи в мире более чем в три раза превысило количество абонентов фиксированной телефонной связи. В настоящее время две трети из них проживают в развивающихся странах, в то время как в 2002 году их было менее половины. Исходя из оценочных данных, в конце 2008 года 23 из 100 жителей в мире пользовались Интернетом

В отчете также сравниваются цены на каждый из трех видов технологий: фиксированную телефонию, подвижную телефонию, широкополосный Интернет. Что касается тарифов, лежащих в основе паритета покупательной способности, то самая низкая стоимость услуг фиксированной связи зарегистрирована в Иране, за которым следует Тайвань (Китай) и Объединенные Арабские Эмираты; самая низкая стоимость услуг подвижной сотовой связи -- в Гонконге (Китай), за которым следует Дания и Сингапур; а самая низкая стоимость услуг широкополосного Интернета в Соединенных Штатах Америки, за которыми следуют Канада и Швейцария. Сравнение уровней развития ИКТ и цен на услуги ИКТ выявляет устойчивую взаимосвязь.

Основная часть

Сеть - это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Первая сеть с коммутацией пакетов было разработана в Англии в 1968 году в Национальной физической лаборатории.

Первая многоузловая сеть с коммутацией пакетов Arpanet вступила в действие в США в 1969 году. В 1971 создана сеть Alocha (Гавайи, США), в котором реализованы методы передачи пакетов по радиоканалам.

Модель сети Ethernet была разработана сотрудниками фирмы Xerox в 1974 - 1976 годах. Протокол этой сети был стандартизирован в 80-х годах.

В течение 1974 - 1982 гг. рядом ведущих компьютерных фирм США разработаны архитектуры и сетевые технологии, повлиявшие на формирование современных сетей. Фирмой DEC в 1975 создана сеть Decnet, развивавшаяся вплоть до 1990.

В 1982 - 1988 годах университетами и фирмами США была создана сеть Bitnet, получившая всемирное распространение. Сети обычно находится в частном ведении пользователя и занимают некоторую территорию и по территориальному признаку разделяются на:

- Локальные вычислительные сети (ЛВС) или Local Area Network (LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в рамках какой-либо организации (корпорации, учреждения), поэтому их называют корпоративными.

- Распределенные компьютерные сети, глобальные или Wide Area Network (WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах, которые бывают территориальными, смешанными и глобальными. В зависимости от этого глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве примеров распределенных сетей очень большого масштаба можно назвать: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т. п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы.

Локальные сети позволяют:

- совместно использовать аппаратные ресурсы (периферийные устройства, накопители);

- совместно использовать программные ресурсы (сетевые версии прикладного программного обеспечения);

- создавать и совместно использовать информационные ресурсы для работы пользователей над общими задачами;

- централизовать усилия по информационной безопасности.

Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией или сервером, в зависимости от выполняемых им функций. Эффективно эксплуатировать мощности ЛВС позволяет применение технологии «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один или несколько наиболее мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений: на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях; именно на рабочих станциях формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.

Различают сети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенных серверов, называемые одноранговыми сетями. В одноранговых сетях используется технология «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы другого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может выступать и как сервер, и как клиент. В одноранговых сетях работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользуются другие компьютеры сети.

В сетях с выделенным сервером именно ресурсы сервера, чаще всего дисковая память (винчестер), доступны всем пользователям. Серверы, разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называются файл-серверами, сервер обслуживает все рабочие станции. Файловый сервер обычно используется только администратором сети и не предназначен для решения прикладных задач. Поэтому он может быть оснащен недорогим, даже монохромным дисплеем. Однако файловые серверы почти всегда содержат несколько быстродействующих накопителей. Сервер должен быть высоконадежным, поскольку выход его из строя приведет к остановке работы всей сети. На файловом сервере, как правило, устанавливается сетевая операционная система. Во время работы большой ЛВС файловый сервер обрабатывает огромное количество запросов на обслуживание файлов, а на это затрачивается значительное процессорное время. Для того, чтобы ускорить обслуживание запросов и создать у пользователя впечатление, что именно он является единственным клиентом сети, необходим быстродействующий процессор. наиболее важным компонентом файлового сервера является дисковый накопитель. На нем хранятся все файлы пользователей сети. Быстрота доступа, емкость и надежность накопителя во многом определяют, насколько эффективным будет использование сети. Сетевой адаптер, установленный на файловом сервере - это такое устройство, через которое проходят практически все данные, функционирующие в локальной сети. В связи с этим необходимо, чтобы этот адаптер работал быстро. Сетевой адаптер становится более быстродействующим в результате, во-первых, повышения его разрядности и, во-вторых, увеличения объема его собственного ОЗУ. На файл-сервере должен быть установлен сетевой адаптер для шины PCI, что позволяет поддерживать высокую скорость передачи данных.

Способы организации (топологии) сетей

1)Звезда - это топология ЛВС, в которой все рабочие станции присоединены к центральному узлу (например, к концентратору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями. Преимуществом такой топологии является возможность простого исключения неисправного узла. Однако, если неисправен центральный узел, вся сеть выходит из строя.

В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией Звезда, при этом получаются разветвленные конфигурации сети. В каждой точке ветвления необходимо использовать специальные соединители (распределители, повторители или устройства доступа). Примером звездообразной топологии является топология Ethernet с кабелем типа Витая пара 10BASE-T, центром Звезды обычно является Hub.

Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. Если кабель рабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всего сегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к концентратору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля, который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормально работать.

Однако звездообразная топология имеет и недостатки. Во-первых, она требует много кабеля. Во-вторых, концентраторы довольно дороги. В-третьих, кабельные концентраторы при большом количестве кабеля трудно обслуживать. Однако в большинстве случаев в такой топологии используется недорогой кабель типа витая пара. В некоторых случаях можно даже использовать существующие телефонные кабели. Кроме того, для диагностики и тестирования выгодно собирать все кабельные концы в одном месте. По сравнению с концентраторами ArcNet концентраторы Ethernet и MAU Token Ring достаточно дороги. Новые подобные концентраторы включают в себя средства тестирования и диагностики, что делает их еще более дорогими.

В сетях с топологией "звезда" рабочие станции подключаются непосредственно к файл-серверу, но не соединены друг с другом.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими станциями.

2) Кольцо - это топология ЛВС, в которой каждая станция соединена с двумя другими станциями, образуя кольцо .Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные, передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются. Очень просто делается запрос на все станции одновременно. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них, вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, т.к. во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Топология Кольцо имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций.

Чистая кольцевая топология используется редко. Вместо этого кольцевая топология играет транспортную роль в схеме метода доступа. Кольцо описывает логический маршрут, а пакет передается от одной станции к другой, совершая в итоге полный круг. В сетях Token Ring кабельная ветвь из центрального концентратора называется MAU (Multiple Access Unit). MAU имеет внутреннее кольцо, соединяющее все подключенные к нему станции, и используется как альтернативный путь, когда оборван или отсоединен кабель одной рабочей станции. Когда кабель рабочей станции подсоединен к MAU, он просто образует расширение кольца: сигналы поступают к рабочей станции, а затем возвращаются обратно во внутреннее кольцо

В сетях с топологией "кольцо" файл-сервер и рабочие станции соединены кабелем в кольцо, сообщения рабочей станции могут проходить через несколько других рабочих станций до того, как они достигнут файл-сервера. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.

3)Топология Общая шина предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. В случае топологии Общая шина кабель используется всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети. Шинная топология - это наиболее простая и наиболее распространенная топология сети.

Примерами использования топологии общая шина является сеть 10Base-5 (соединение ПК толстым коаксиальным кабелем) и 10Base-2 (соединение ПК тонким коаксиальным кабелем).

В сети с топологией "шина" все рабочие станции и файл-сервер подключаются к центральному кабелю, называемому шиной. При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Наряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, например древовидная структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).

Аппаратное обеспечение

Кабели

Серверы

Сетевые адаптеры

Концентраторы

Коммутаторы

Маршрутизаторы (территориально-распределенные сети)

Модемы (территориально-распределенные сети)

Кабели

Данные по кабелю передаются в виде пакетов, пересылающихся с одного сетевого устройства на другое. Существует несколько типов кабелей, каждый из которых имеет свои преимущества.

Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.

Широкополосный коаксиальный кабель.

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Витая пара

Кабель типа "витая пара" (TP, Twisted Pair) бывает двух видов: экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair) и неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair). Оба типа кабеля состоят из пары скрученных медных проводов. Кабель типа "неэкранированная витая пара" стал наиболее популярным благодаря своей низкой стоимости, гибкости и простоте инсталляции. Единственным недостатком такого кабеля является уязвимость к электрическим помехам и "шумам" в линии. Кабели "витая пара" бывают разной категории (3, 4 или 5). Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.

Тонкий и толстый коаксиальный кабель

Это типы кабеля аналогичны стандартному телевизионному кабелю. Поскольку с такими кабелями труднее работать, в новых инсталляциях практически всегда применяется витая пара или оптоволоконный кабель.

Оптоволоконный кабель

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподспущивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

Сервер

Представляет собой специализированный компьютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью.

Сетевой адаптер, или NIC (Network Interface Card).

Это сетевое оборудование, обеспечивающее функционирование сети на физическом и канальном уровнях. Сетевой адаптер относится к периферийному устройству компьютера, непосредственно взаимодействующему со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Физический интерфейс между самой сетевой картой и сетью называют трансивером (transceiver) - это устройство, которое как получает, так и посылает данные. Трансиверы на сетевых картах могут получать и посылать цифровые и аналоговые сигналы.

Концентраторы

Термин "концентратор" иногда используется для обозначения любого сетевого устройства, которое служит для объединения ПК сети, но на самом деле концентратор - это многопортовый повторитель. Многопортовый повторитель часто называют хабом (hub), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть. Практически во всех современных сетевых стандартах концентратор является необходимым элементом сети, соединяющим отдельные компьютеры в сеть. Соединенные с концентратором ПК образуют один сегмент локальной сети. Такая схема упрощает подключение к сети большого числа пользователей, даже если они часто перемещаются. В основном функция концентратора состоит в объединении пользователей в один сетевой сегмент. Концентраторы бывают разных видов и размеров и обеспечивают соединение разного числа пользователей - от нескольких сотрудников в небольшой фирме до сотен ПК в сети, охватывающей комплекс зданий. Функции данных устройств также различны: от простых концентраторов проводных линий до крупных устройств, выполняющих функции центрального узла сети, поддерживающих функции управления и целый ряд стандартов (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, FDDI и т.д.). При применении концентратора все пользователи делят между собой полосу пропускания сети. Пакет, принимаемый по одному из портов концентратора, рассылается во все другие порты, которые анализируют этот пакет (предназначен он для них или нет). При небольшом числе пользователей такая система превосходно работает. Между тем в случае увеличения числа пользователей начинает сказываться конкуренция за полосу пропускания, что замедляет трафик в локальной сети.

Коммутаторы

Коммутаторы контролируют сетевой трафик и управляют его движением, анализируя адреса назначения каждого пакета, Коммутатор знает, какие устройства соединены с его портами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможность одновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосу пропускания.

Switch (коммутатор)

1.Многопортовое устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами.

2.В сети с коммутацией пакетов - устройство, направляющее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных (data PABX).

Модем

Это периферийное устройство, предназначенное для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть.

Компьютер, будь то сервер или рабочая станция, подключается к сети с помощью внутренней платы - сетевого адаптера (хотя бывают и внешние сетевые адаптеры, подключаемые к компьютеру через параллельный порт).

Маршрутизатор представляет собой промежуточную систему с несколькими интерфейсами (портами), оперирующую информацией пакетов сетевого уровня, заключенных в кадры сети. Каждый порт имеет свой физический адрес (МАС-адрес), по которому к нему обращаются узлы, нуждающиеся в межсетевой передаче пакетов. С каждым из портов связываются один или несколько сетевых протоколов (IPX, IP, Apple Talk) и одна или несколько подсетей. Маршрутизатор пересылает между портами (подсетями) только те пакеты, которые предназначаются адресатам подсети выходного порта. При этом возможна фильтрация - передача пакетов, удовлетворяющих определенным критериям. Маршрутизаторы используются и как средства обеспечения безопасности, препятствующие прозрачному взаимодействию между узлами разных подсетей. Маршрутизаторы необходимы для связи пространственно удаленных подсетей, когда имеются жесткие ограничения на полосу пропускания каналов связи между ними. Маршрутизатор будет посылать в канал только те пакеты, которые действительно предназначены для получателей противоположной стороны.

Функции маршрутизатора рассмотрим применительно к протоколу IP. Маршрутизатор принимает адресованный ему кадр во входной буфер и анализирует заключенный в него пакет. Для маршрутизации интересен адрес назначения, Для фильтрации могут анализироваться и другие поля. В зависимости от результата анализа пакт направляется в выходную очередь соответствующего интерфейса или уничтожается.

У маршрутизатора могут быть порты с разными сетевыми технологиями - переход осуществляется просто вкладыванием пакета в кадр соответствующей технологии. Изменять протокол маршрутизатор не может. В случае обнаружения ошибок в пакете маршрутизатор генерирует соответствующий пакет-сообщение (для стека TCP/IP пакет ICMP).

Маршрутизаторы, как правило, имеют небольшое число физических интерфейсов и реализуется на основе одного процессора. В отличии от «прозрачных» устройств 1 - 2-го: все узлы подсети, желающие участвовать в обмене с узлами других подсетей, должны знать сетевой адрес маршрутизатора и иметь возможность получения его физического адреса.

Необходимость применения маршрутизатора может быть и не всегда очевидна. Однако, если по каким-либо причинам приходится узлы этой сети приписывать к различным IP-подсетям, то для взаимодействия между ними необходим маршрутизатор.

Хороший маршрутизатор является очень дорогим устройством со сложной настройкой, производительность которого из-за более сложных манипуляций с кадрами, выполняемых, как правило, одним процессором, гораздо ниже, чем у коммутатора. В результате маршрутизатор в сети с интенсивным обменом между подсетями может оказаться узким местом.

Объединять подсети в более крупную сеть допустимо не всегда, поскольку при увеличении числа узлов подсети возникает вероятность широковещательных «штормов». Выходов может быть два - увеличивать производительность маршрутизатора или по возможности заменять маршрутизаторы коммутаторами с поддержкой ВЛС (виртуальная локальная сеть).

Повторитель (repeater) - устройство физического уровня, позволяющее преодолевать топологические ограничения кабельных сегментов. Информация из одного кабельного сегмента в другой передается побитно, анализ информации не производится.

Мост (bridge) - средство объединения сегментов сетей, обеспечивающее передачу кадров из одного сегмента в другой. Кадр, пришедший из одного сегмента, может быть передан в другой или отфильтрован. решение о продвижении или фильтрации кадра принимается на основании информации 2-го уровня.

Мост MAK-подуровня позволяет объединять сегменты сети в пределах одной технологии.

Мост LLC- подуровня, он же транслирующий мост, позволяющий объединить сегменты сетей с разными технологиями.

Мост может быть локальным, удаленным или распределенным. Локальный мост - это устройство с двумя или более интерфейсами, к которым подключаются соединяемые сегменты локальных сетей. Удаленные мосты соединяют сегменты сетей, значительно удаленные друг от друга, через линию связи. Распределенный мост представляет собой совокупность интерфейсов некоторого коммуникационного облака, к которым подключаются сегменты соединяемых сетей.

Сетевые технологии

Технология Ethernet

Ethernet является самой распространенной технологией передачи данных, используемой в локальных вычислительных сетях.

Основные особенности:

Технологии Fast Ethernet, Gigabit Ethernet используют те же самые концепции, что и Ethernet. Во всех случаях доступ к среде определяется протоколами CSMA/CD (множественный доступ с обнаружением коллизий) и методом доступа к среде MAC (Media Access Control). Технологии используют однотипные кадры Ethernet и одинаковые механизмы обнаружения ошибок. Основным различием является полоса канала (скорость передачи). Существующие стандарты:IEEE: 802.3 - протокол передачи данных со скоростью 10 Мбит/с.

- 802.3u - протокол передачи данных со скоростью 100 Мбит/с.

- 802.3z - протокол передачи данных со скоростью 1000 Мбит/с. Преимущества:

- надежная, проверенная временем технология

- технологию поддерживают практически все существующие сетевые устройства

- технология обеспечивает высокоскоростной доступ к среде передачи данных.

Коммутация кадров

Назначение: Построение высокоскоростной локальной сети с использованием коммутации кадров данных. Основой технологии является сегментация сети с целью выделения конечной станции всей полосы пропускания используемого протокола.

Основные особенности: Технология основана на отказе от разделения линий связи между всеми узлами сегмента. Вместо этого используется коммутатор, позволяющий передавать кадры между всеми парами портов коммутатора одновременно. Основными процессами, выполняемыми коммутатором, являются ретрансляция (forwarding), буферизация (buffering) и фильтрация (filtering) данных. Коммутатор, работая на канальном уровне, анализирует заголовки кадров, строит адресную таблицу и на основании ее ретранслирует или фильтрует кадры. Главной причиной повышения производительности является параллельная обработка нескольких кадров.

Коммутаторы второго уровня по сути являются быстродействующими многопортовыми мостами на основе стандарта 802.1d. Коммутация третьего уровня позволяет значительно ускорить передачу данных между сетями. Расчет маршрута выполняется стандартным для третьего уровня способом, затем пакеты дополняется тегами, которые содержат информацию о пересылке пакетов. В итоге для прохождения пакетов через сеть требуется меньший объем обработки данных на третьем уровне.

Одно из ключевых свойств коммутаторов ЛВС - их способность поддерживать виртуальные локальные сети (VLAN). Виртуальной сетью называется группа портов сети, трафик которой, в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от других портов сети. Это означает, что передача кадров информации между разными виртуальными сегментами на основании адреса канального уровня невозможна. Современная реализация виртуальных сетей осуществляется на базе портов, т.е. каждый порт активного устройства (коммутатора) может быть настроен на любую виртуальную сеть.

Виртуальные сети создаются при потребности разделить сегменты различных отделов предприятия в случае необходимости их подключении к единой ЛВС. В виртуальную локальную сеть выделяется группа пользователей, серверов и других ресурсов, которые ассоциируются друг с другом логически, а физически размещаются в здании произвольно. Применение виртуальных сетей позволяет организовывать сети вокруг сложившихся рабочих групп, а не следовать физической топологии кабельной системы, причем управление и мониторинг могут осуществляться централизовано со станции управления. Одно из преимуществ VLAN - возможность изменять конфигурацию сети без перестыковки кабелей или изменения адресов подсетей в настольных устройствах; в результате - упрощение процедуры управления сетью. С помощью станции управления администратор сети может оперативно переключать пользователей между виртуальными сетями и осуществлять контроль за их работой.

Существующие стандарты:

IEEE:

- 802.3d - спецификация, определяющая метод передачи информации о приоритете сетевого трафика.

- 802.1q - спецификация определяющая принадлежность кадра к виртуальной сети и приоритет передаваемых данных.

- 802.3d - спецификация определяющая функционирование мостов и построение сетевого дерева с помощью протокола STP.

Преимущества:

· Технологии коммутации обеспечивают высокую производительность, позволяет строить достаточно сложные сети, неподверженные коллизиям и широковещательным штормам.

· Обеспечивается глубокая масштабируемость сети.

При использовании технологии виртуальных сетей достигается:

· Повышение производительности в каждой из виртуальных сетей: коммутатор передает кадры в такой сети только порту (портам) назначения;

· Изоляция сетей друг от друга для управления правами доступа пользователей и создания защитных барьеров на пути широковещательных штормов.

10BaseT

Более дорогостоящим вариантом компоновки локальной сети является система с архитектурой Ethernet 10BaseT. В отличии от 10Base2, эта сеть имеет звездообразную структуру, в которой роль «центра» всего комплекса играет специальное устройство, называемое хабом, или концентратором. В упрощенном виде компоновка сети 10BaseT выглядит следующим образом. В офисном помещении прокладывается сетевой кабель, который принято называть «витой парой». Обычно используется кабель пятой категории с пропускной способностью 10 Мбит/с. Он представляет собой жгут изолированных проводников, запаянных в экранированную оплетку из полимерного материала.

Разводка кабеля осуществляется так, чтобы с одной стороны линии подходили к каждому рабочему месту, с другой - объединялись в некой точке офиса, где будет установлен хаб. При этом длина каждого отрезка сети должна быть менее 120 метров. На концах проводов, ведущих к хабу, с помощью специального инструмента, напоминающего пассатижи, монтируется пластмассовый разъем с замком, устройство которого аналогично разъемам на модемных шнурах или в современных электронных телефонных аппаратах. С другой стороны каждого отрезка кабеля устанавливается специальная сетевая розетка с ответным контактным отверстием. Для всех ПК сети изготавливаются специальные небольшие отрезки кабеля, заканчивающиеся аналогичными пластмассовыми разъемами (на жаргоне компьютерщиков они называются «поводками»). Каждый 2поводок»одним концом соединяется непосредственно с приемным портом сетевой карты ПК а другим вставляется в сетевую розетку. Осталось только подключить идущие от розеток отрезки кабеля к соответствующим портам концентратора, и сеть готова к работе.

Основные недостатки сети - это высокая стоимость хабов. Однако достоинства этой системы покрывают все ее недостатки. Во-первых, сети 10BaseТ гораздо надежнее и быстрее своих аналогов; проблем с плохими контактами, от которых постоянно страдают пользователи сетей 10Base2, здесь, практически , никогда не возникает. Во-вторых, такая сеть мобильна: для того чтобы переставить компьютеры, не нужно менять всю компоновку сети - вполне достаточно отключить соответствующий «поводок» и присоединить его к порту другого компьютера. К такой сетевой системе очень просто присоединить новые сегменты: для этого нужно лишь связать между собой концентраторы двух различных сетей, расположенных, например, в соседних офисах.

Часто в единую локальную сеть объединяют подсети с различной архитектурой. Это возможно в случае, если выбранная вами модель хаба имеет порт для подключения Т-коннектора: присоединив к нему коаксиальный кабель, идущий от сети 10Base2, и перекрыв второй контакт коннектора заглушкой, вы можете использовать остальные порты для подключения компьютеров по витой паре по стандарту 10BaseТ. Важно лишь, чтобы обе сети использовали один и тот же протокол и в них не встречались ПК с одинаковыми именами.

Сетевые протоколы

Сетевым протоколом называют набор спецификаций и стандартов, описывающих правила обмена информацией между ПК, объединенными в одну сеть. В большинстве российских локальных сетей используется один из трех протоколов, входящих в комплект поставки MS Windows: это TCP/IP для больших сетей или сетей с возможностью подключения к сети Интернет, Net BEUI для набольших локальных сетей и гораздо реже - IPX/SPX - совместимый протокол, в основном для сетей, включающих в себя серверы с программным обеспечением производства компании Novell.

Протокол Net BEUI привлекателен, прежде всего, простотой настройки: указав название рабочей группы и уникальное имя для каждого ПК, мы, по большому счету, подключаем его к сети. Этот протокол подходит для небольших локальных сетей, состоящих из 5 - 10 ПК, однако он обладает достаточно «капризным» характером: зачастую компьютеры неожиданно перестают видеть друг друга в сетевом окружении, причем ничем иным, кроме проявления потусторонних сил, такие «спецэффекты» не могут объяснить даже системные администраторы с многолетним опытом работы. После переустановки протокола и воссоздания всех прежних настроек связь столь же неожиданно восстанавливается.

Если мы хотим, чтобы все компьютеры нашего предприятия имели выход в Интернет через одну «головную» машину, оснащенную модемом, а также если наша локальная сеть насчитывает достаточно большое количество узлов, нам необходим TCP/IP. В этом случае каждому ПК, входящему в сеть, назначается уникальный IP-адрес из четырех числовых регистров.

Адреса узлов одной сети должны различаться только по значениям последнего регистра. Сложности могут возникнуть только в том случае, когда наша сеть имеет доступ к высокоскоростной интернет-магистрали: тогда IP-адрес придется регистрировать в соответствующих инстанциях, тогда как адреса сетей, замкнутых «сами на себя» или соединяющихся с Интернетом по модему можно брать «с потолка» в пределах допускаемых стандартами.

Для организации доступа к Интернету с использованием модема потребуется установка специальной программы - прокси-сервера, самая популярная из которых называется Win Gate. Подробные инструкции по настройке протокола TCP/IP и прокси-сервера можно найти в справочной литературе.

Установив сетевое оборудование и настроив протоколы, необходимо совершить последний шаг к оживлению нашей локальной сети: открыть доступ к ресурсам входящих в сеть ПК. Для этого в окне «Мой компьютер» следует указать мышью диск, использовать который мы хотим разрешить всем пользователям сети, выбрать в меню, появившемся по нажатию правой кнопки мыши, пункт «Свойства», установить режим совместного использования диска и указать вид доступа к хранящимся на диске данным. Аналогичную процедуру следует проделать с принтерами, после чего потребуется установить режим использования сетевого принтера на всех, подключенных к сети компьютерах. При необходимости можно настроить на каждом ПК доступ к сетевым дискам - это необходимо, например, при использовании бухгалтерских программ 1С в многопользовательском режиме.

Сетевая операционная система Windows Server 2003

Семейство продуктов Windows Server 2003 берет все самое лучшее от технологии ОС Windows 2000 Server, упрощая при этом развертывание, управление и использование. В результате пользователь получает инфраструктуру высокой производительности, помогающую превратить сеть в стратегические активы организации.

Технология Windows Server 2003 содержит все функции, ожидаемые пользователями от серверной ОС Windows, используемой для выполнения ответственных задач, такие как безопасность, надежность, доступность и масштабируемость. Кроме того, корпорация Microsoft усовершенствовала и расширила серверную ОС Windows для того, чтобы организация могла оценить преимущества технологии Microsoft .NET, разработанной для связи людей, систем, устройств и обмена данными.

Windows Server 2003 является многозадачной операционной системой, способной централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. Некоторые из ролей сервера:

· файловый сервер и сервер печати;

· веб-сервер и веб-сервер приложений;

· почтовый сервер;

· сервер терминалов;

· сервер удаленного доступа/сервер виртуальной частной сети (VPN);

· служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и служба Windows Internet Naming Service (WINS);

· сервер потокового мультимедиа-вещания.

Технологическая часть

Для построения информационно коммуникационной сети использована технология Fast Ethernet.

Технология 100 Mбит/с Fast Ethernet соответствует стандарту IEEE 802.3.

Он представляет собой расширение стандарта 10 Мбит/с Ethernet с возможностью передачи и приема данных на скорости 100 Мбит/с, оставаясь при этом в рамках протокола Ethernet CSMA/CD.

Технология Fast Ethernet является эволюционным развитием классической технологии Ethernet.

Ее основными достоинствами являются:

· увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;

· сохранение метода случайного доступа Ethernet;

· сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.

Указанные свойства позволяют осуществлять постепенный переход от сетей 10Base-T - наиболее популярного на сегодняшний день варианта Ethernet - к скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошо знакомой технологией: Fast Ethernet не требует коренного переобучения персонала и замены оборудования во всех узлах сети. Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различных спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой модели OSI) для поддержки следующих типов кабельных систем:

· 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 5, или экранированной витой паре STP Type 1;

· 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 3, 4 или 5;

· 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.

· Стандартом Fast Ethernet IEEE 802.3u установлены три типа физического интерфейса 100Base-FX, 100Base-TX и 100Base-T4.

Таблтица 1. Физические интерфейсы стандарта Fast Ethernet (IEEE802.3u) и их основные характеристики

Физический интерфейс	100Base-FX	100Base-TX	100Base-T4
Порт устройства	Duplex SC	RJ-45	RJ-45
Среда передачи	Оптическое волокно	Витая пара UTP Cat. 5	Витая пара UTP Cat. 3,4,5
Сигнальная схема	4B/5B	4B/5B	>8B/6T
Битовое Кодирование	NRZI	MLT-3	NRZI
Число витых пар/ волокон	2 волокна	2 витых пары	4 витых пары
Протяженность сегмента	до 412 м(mm) до 2 км (mm)* до 100 км (sm)*	до 100 м	до 100 м
Обозначения: mm - многомодовое волокно, sm - одномодовое волокно, * - указанные расстояния могут быть достигнуты только при дуплексном режиме связи.

100Base-FX

Стандарт этого волоконно-оптического интерфейса полностью идентичен стандарту FDDI PMD, который подробно рассмотрен в главе 6. Основным оптическим разъемом стандарта 100Base-FX является Duplex SC. Интерфейс допускает дуплексный канал связи.

100Base-TX

Стандарт этого физического интерфейса предполагает использование неэкранированной витой пары категории не ниже 5. Он полностью идентичен стандарту FDDI UTP PMD, который также подробно рассмотрен в главе 6. Физический порт RJ-45 как и в стандарте 10Base-T может быть двух типов: MDI (сетевые карты, рабочие станции) и MDI-X (повторителе Fast Ethernet, коммутаторы). Порт MDI в единичном количестве может иметься на повторителе Fast Ethernet. Для передачи по медному кабелю используются пары 1 и 3. Пары 2 и 4 - свободны. Порт RJ-45 на сетевой карте и на коммутаторе может поддерживать на ряду с режимом 100Base-TX и режим 10Base-T или функцию автоопределения скорости. Большинство современных сетевых карт и коммутаторов поддерживают эту функцию по портам RJ-45 и кроме этого могут работать в дуплексном режиме.

100Base-T4

Этот тип интерфейса позволяет обеспечить полудуплексный канал связи по витой паре UTP Cat.3 и выше. Именно возможность перехода предприятия со стандарта Ethernet на стандарт Fast Ethernet без радикальной замены существующей кабельной системы на основе UTP Cat.3 следует считать главным преимуществом этого стандарта.

В отличие от стандарта 100Base-TX, где для передачи используется только две витых пары кабеля, в стандарте 100Base-T4 используются все четыре пары. Причем при связи рабочей станции и повторителя посредством прямого кабеля, данные от рабочей станции к повторителю идут по витым парам 1, 3 и 4, а в обратном направлении - по парам 2, 3 и 4. Пары 1 и 2 используются для обнаружения коллизий подобно стандарту Ethernet. Другие две пары 3 и 4 попеременно в зависимости от команд могут пропускать сигнал либо в одном, либо в другом направлении. Битовая скорость в расчете на один канал составляет 33,33 Мбит/с.

Символьное кодирование 8B/6T. Если использовалось бы манчестерское кодирование, то битовая скорость в расчете на одну витую пару была бы 33.33 Мбит/с, что превышало установленный предел 30 МГц для таких кабелей. Эффективное уменьшить частоты модуляции достигается, если вместо прямого (2-х уровневого) бинарного кода использовать 3-х уровневый (ternary) код. Этот код известен как 8B6T; это означает, что прежде, чем происходит передача, каждый набор из 8 бинарных битов (символ) сначала преобразуется в соответствии с определенными правилами в 6 тройных (3-х уровневых) символов. Определить скорость 3-х уровневого символьного сигнала можно ,как показано на примере :

МГц

значение сигнала не превышает установленный предел.

Интерфейс 100Base-T4 имеет один существенный недостаток - принципиальную невозможность поддержки дуплексного режима передачи. И если при строительстве небольших сетей Fast Ethernet с использованием повторителей, 100Base-TX не имеет преимуществ перед 100Base-T4 (существует коллизионный домен, полоса пропускания которого не больше 100 Мбит/с), то при строительстве сетей с использованием коммутаторов недостаток интерфейса 100Base-T4 становится очевидным и очень серьезным. Поэтому данный интерфейс не получи столь большого распространения, как 100Base-TX и 100Base-FX.

CSMA/CD

Алгоритм множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий приведен .Метод множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (CSMA/CD) устанавливает следующий порядок: если рабочая станция хочет воспользоваться сетью для передачи данных, она сначала должна проверить состояние канала: начинать передачу станция может, если канал свободен. В процессе передачи станция продолжает прослушивание сети для обнаружения возможных конфликтов. Алгоритм CSMA/CD

Если возникает конфликт из-за того, что два узла попытаются занять канал, то обнаружившая конфликт интерфейсная плата, выдает в сеть специальный сигнал, и обе станции одновременно прекращают передачу. Принимающая станция отбрасывает частично принятое сообщение, а все рабочие станции, желающие передать сообщение, в течение некоторого, случайно выбранного промежутка времени выжидают, прежде чем начать сообщение.

Все сетевые интерфейсные платы запрограммированы на разные псевдослучайные промежутки времени. Если конфликт возникнет во время повторной передачи сообщения, этот промежуток времени будет увеличен. Стандарт типа Ethernet определяет сеть с конкуренцией, в которой несколько рабочих станций должны конкурировать друг с другом за право доступа к сети.