Проектирование системы мониторинга и управления сетью ПАО "Ростелеком" и ее моделирование в среде Cisco Packet Tracer

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Забайкальский государственный университет»

Энергетический Факультет

Кафедра Физики и Техники Связи

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Стандарты и технологии управления сетями связи

На тему: Проектирование системы мониторинга и управления сетью ПАО «Ростелеком» и ее моделирование в среде Cisco Packet Tracer

Выполнил студент группы:ТКВ-17

Леонов Андрей Борисович

Руководитель проекта:

Игорь Вадимович Свешников

Чита 2020 г

Содержание

Введение

1.Системы обмена данных

1.1 Компьютерные сети

1.2 Функциональные роли компьютеров в сети

1.3 Сетевые топологии

1.4 Основные характеристики сети

1.5 Принцип построения корпоративной компьютерной сети

2. Методы моделирование сети

2.1 Программы для моделирования сети

2.2 Среда моделирования сетей Cisco Packet Tracer

3. Корпоративная сеть передачи данных

3.1 Анализ корпоративных сетей

3.2 Проект корпоративной сети ПАО «Ростелеком»

4. Работа в программной среде Cisco Packet Tracer

4.1 Создание модели сети в Cisco Packet Trace

4.2 Проверка сети на работоспособность

Заключение

Список используемых источников

корпоративный сеть packet

Введение

В данном курсовом проекте необходимо разработать корпоративную сеть предприятия, исходные параметры которой находятся в задании к работе.

Корпоративная сеть включает в себя отделения в различных городах (странах), являясь составной сетью, включающей как локальные, так и глобальные сети.

В настоящее время компьютерные технологии очень быстро развиваются и все больше внедряются в различные сферы нашей жизни. Ничуть не медленней идет развитие сетевых технологий. Уже трудно представить какую-либо компанию или организацию, которая не нуждается в собственной локальной корпоративной сети. Корпоративная сеть представляет собой структуру, главное предназначение которой -- сделать максимально эффективной, эргономичной и защищенной работу и внутренние процессы конкретного предприятия или организации. Спрос на проектирование таких сетей очень большой. Для проектирования компьютерных сетей применяется специальное программное обеспечение, которое позволяет смоделировать требуемую сеть без необходимости пользоваться реальным оборудованием, что в значительной мере уменьшает затраты. К такому программному обеспечению относится среда моделирования Cisco Packet Tracer. В данном курсовом проекте я спроектирую корпоративную локальную сеть Ростелекома, а также создаем ее модель в программной среде и проверю на работоспособность.

Цель курсового проекта: Проектирование системы мониторинга и управления сетью ПАО «Ростелеком» и ее моделирование в среде Cisco Packet Tracer.

Задачи курсового проекта:

Выбрана топология для создания корпоративной сети компании ПАО «Ростелеком»

Выбрать необходимое оборудование для организации корпоративной сети Ростелекома

Спроектировать корпоративную сеть здания Ростелекома и с моделировать в программе Cisco Packet Tracer;

Подвести итоги о работоспособности сети.

1.Системы обмена данных

1.1 Компьютерные сети

Корпоративная сеть - это сеть, главным назначением которой является поддержание работы конкретного предприятия, владеющего данной сетью. Пользователями корпоративной сети являются только сотрудники данного предприятия. Сети масштаба предприятия объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия.

Для создания компьютерной сети нам потребуются следующие компоненты:

компьютеры, имеющие возможности для подключения к сети (например, сетевая карта);

передающая среда или каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, волоконно-оптические или радиоканалы);

сетевое оборудование (например, коммутатор или роутер);

сетевое программное обеспечение (как правило, входит в состав операционной системы или поставляется вместе с сетевым оборудованием).

Компьютерные сети принято подразделять на два основных вида:

Локальные компьютерные сети

Локальные сети (Local Area Network - LAN) обладают замкнутой инфраструктурой до выхода на поставщиков услуг интернета. Термин “локальная сеть” может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть большого завода, занимающего несколько гектаров. Применительно к организациям, предприятиям, фирмам используется термин корпоративная сеть - локальная сеть отдельной организации (юридического лица) независимо от занимаемой ею территории.

Корпоративные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей (например, сотрудникам компании). Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.

1.2 Глобальные компьютерные сети

Глобальная сеть (Wide Area Network - WAN) охватывает большие географические регионы и состоит из множества локальных сетей. С глобальной сетью, которая состоит из нескольких тысяч сетей и компьютеров, знакомы все - это Интернет.

По типу среды передачи виды компьютерных сетей можно разделить:

Проводные (передача данных по разным видам кабельных сетей);

Беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне).

С точки зрения надежности, скорости передачи данных и безопасности предпочтительны проводные сети. Вторая категория является более слабым звеном с точки зрения информационной безопасности.

Также виды компьютерных сетей можно подразделить по способу управления, по скорости передачи, по архитектуре, по топологии, по функциональному назначению, по сетевым операционным системам и т.д.

Функциональные роли компьютеров в сети

Под функциональными ролями компьютеров в сети можно разделить на:

- Одноранговые сети;

- Сети с выделенным сервером;

- Гибридная сеть.

Одноранговые сети

В одноранговых сетях все компьютеры равны в возможностях доступа к ресурсам друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут с ним работать. В одноранговых сетях на всех компьютерах устанавливается такая операционная система (ОС), которая предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные возможности. Сетевые операционные системы такого типа называются одноранговыми ОС. Очевидно, что одноранговые ОС должны включать как серверные, так и клиентские компоненты сетевых служб.

Изначально в одноранговых сетях отсутствует специализация ОС в зависимости от того, какую роль играет компьютер - клиента или сервера. Изменение роли компьютера в одноранговой сети достигается за счет того, что функции серверной или клиентской частей просто не используются.

Одноранговые сети проще в развертывании и эксплуатации; по этой схеме организуется работа в небольших сетях, в которых количество компьютеров не превышает 10-20. В этом случае нет необходимости в применении централизованных

средств администрирования - нескольким пользователям нетрудно договориться между собой о перечне разделяемых ресурсов и паролях доступа к ним.

Сети с выделенным сервером

В сетях с выделенными серверами используются специальные варианты сетевых операционных систем (ОС), которые оптимизированы для работы в роли серверов и называются серверными ОС. Пользовательские компьютеры в таких сетях работают под управлением клиентских ОС.

Специализация операционной системы для работы в роли сервера является естественным способом повышения эффективности серверных операций. При существовании в сети сотен или даже тысяч пользователей интенсивность запросов к разделяемым ресурсам может быть очень значительной, и сервер должен справляться с этим потоком запросов без больших задержек. Очевидным решением этой проблемы является использование в качестве сервера компьютера с мощной аппаратной платформой и операционной системой, оптимизированной для серверных функций.

Многие компании, разрабатывающие сетевые ОС, выпускают две версии одной и той же операционной системы. Одна версия предназначена для работы в качестве серверной ОС, а другая - для работы на клиентской машине. Эти версии чаще всего основаны на одном и том же базовом коде, но отличаются набором служб и утилит, а также параметрами конфигурации, в том числе устанавливаемыми по умолчанию и не поддающимися изменению.

Гибридная сеть

В больших сетях наряду с отношениями клиент - сервер сохраняется необходимость и в одноранговых связях, поэтому такие сети чаще всего строятся по гибридной схеме: телефонные сети; радиосеть; телевизионные сети; компьютерные сети. Во всех этих сетях предоставляемым клиентам ресурсом является информация.

Телефонные сети оказывают интерактивные услуги (interactive services), так как два абонента, участвующие в разговоре (или несколько абонентов, если это конференция), попеременно проявляют активность.

Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги (broadcast services), при этом информация распространяется только в одну сторону - из сети к абонентам, по схеме "один ко многим" (point-to-multipoint).

Сегодня по многим направлениям идет конвергенция разных видов телекоммуникационных сетей.

1.3Сетевые топологии

Все компьютеры в локальной сети соединены линиями связи. Геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети называется физической топологией. В зависимости от топологии различают сети: шинной, кольцевой, звездной, иерархической и произвольной структуры.

Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга. Физическая топология - это геометрия построения сети, а логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.

В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

физическая "шина" (bus);

физическая “звезда” (star);

физическое “кольцо” (ring);

Физическое кольцо с подключением типа "звезда" (Physical Star-Wired Ring);

физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring).

Шинная топология

Шинная топология (bus topology) представляет собой кабель, последователь, соединяющий компьютеры и серверы в виде цепочки. Как и обычная цен сеть с шинной топологией имеет начальную и конечную точки, и к каждому концу сегмента шинного кабеля подключается терминатор (terminator). Передаваемый пакет принимается всеми узлами сегмента и на прохождения всего сегмента требуется некоторое количество времени, называемое задержкой. Для того чтобы пакеты доходили в течение ожидаемого времени, длина сегмента сети с шинной топологией должна соответствовать спецификациям Института инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE). Этот институт представляет собой объединение ученых, инженеров, технических специалистов и преподавателей, играющих ведущую роль в разработке стандартов на сетевые кабельные системы и средства передачи данных. На рисунок 1 изображена простейшая сеть с шинной топологией.

Наличие терминатора обязательно для шинной топологии, поскольку терминатор указывает на физическое окончание сегмента. На практике терминатор представляет собой электрическое сопротивление, гасящее сигнал, когда тот достигает конца сети. Без терминатора сегмент не соответствовал бы спецификациям IEEE и сигналы могли бы отражаться обратно и воз вращаться в тот кабель, по которому они были переданы. Отраженный сигнал сбивает синхронизацию сети и может столкнуться с новыми сигналами, передаваемыми по сети.

Преимущества сетей шинной топологии:

отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

сеть легко настраивать и конфигурировать;

сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

трудно определить дефекты соединений.

Звездообразная топология

Звездообразная топология (star topology), или просто "звезда", является старейшим способом передачи сигналов, имеющим свое начало в коммутационных телефонных станциях. Несмотря на возраст, достоинства при использовании в сетях делают звездообразную топологию удачным выбором для современных сетей. Физически звездообразная топология состоит из множества узлов, подключенных к центральному концентратору. Каким образом рабочие станции и сервер подключены к концентратору, показано на рисунок 1.1. Концентратор (hub) - это центральное устройство, объединяющее в сеть отдельные кабельные сегменты или отдельные локальные сети. Некоторые концентраторы также называются элементами доступа (access unit) Отдельные сегменты передающего кабеля расходятся от концентратора как звезда (выполните практическое задание 2-6 и создайте диаграмму звездообразной топологии).

В настоящее время начальные затраты на реализацию звездообразной топологии ниже, чем для традиционной шинной топологии и сравнимы с рая ходами на создание кольца. Это объясняется понижением цен на сетевое оборудование и кабель, вызванным широким распространением этой архитектуры. Как и кольцо, звездообразная топология проще в управлении, чем традиционная шинная сеть (отказавшие узлы обнаруживаются очень быстро). Если узел или кабель неисправны, сетевое оборудование легко может изолировать их от сети и работоспособность других узлов не нарушится. Звезду легче расширить, подключив дополнительные узлы или сети. Также она наилучшим образом может быть модернизируема для работы на больших скоростях. Звезда - это наиболее распространенная топология и поэтому для нее существует широкий выбор оборудования.

Недостатком звезды является то, что концентратор является единственной точкой отказа: при выходе его из строя все подключенные узлы теряют возможность передачи данных (если отсутствуют дополнительные меры обеспечения избыточности). Другим недостатком является то, что для звезды требуется больше кабеля, чем для шины; однако кабели и разъемы для звездообразной топологии в настоящее время дешевле, чем для шинной.

Кольцевая топология

Кольцевая топология (ring topology) представляет собой непрерывную магистраль для передачи данных, не имеющую логической начальной или конечной точек и, следовательно, терминаторов. Рабочие станции и серверы подключаются к кабелю в точках, расположенных по кольцу рисунок 1.2.

Когда данные поступают в кольцо, они передаются по нему от узла к узлу, пока не достигнут точки назначения, после чего перемещаются дальше к узлу отправителю.

Сеть FDDI (Fiber Distributed Date Interface) - это стандарт, или, вернее, набор сетевых стандартов, ориентированных, прежде всего, на передачу данных по волоконно-оптическому кабелю со скоростью 100 Мбит/с.

При разработке технологии FDDI ставились в качестве наиболее приоритетных следующие цели:

Повышение скорости передачи данных до 100 Мбит/с;

Повышение отказоустойчивости сети за счет стандартных процедур восстановления ее после отказов различного рода - повреждение кабеля, некорректной работы сетевого узла;

Максимально эффективное использование потенциальной пропускной способности сети как для асинхронного, так и для синхронного трафиков.

Первоначально кольцевая топология позволяла данным перемещаться только в одном направлении, при этом данные обегали кольцо и передача заканчивалась в передающем (исходном) узле. В новых высокоскоростных технологиях кольцевых сетей используются два кольца для дополнительной передачи данных в обратном направлении. В результате этого, если разрывается кольцо передачи в одном направлении, данные все же могут достигнуть пункта назначения, перемещаясь в обратном направлении по другому кольцу по технологии FDDI рисунок 1.3.

Классический вариант сети FDDI строится на основе двух волоконно-оптических колец (двойного кольца), световой сигнал по которым распространяется в противоположных направлениях, рис. 6.1 а. Каждый узел подключаются на прием и передачу к обоим кольцам. Именно такая кольцевая физическая топология реализует основной способ повышения отказоустойчивости сети. В нормальном режиме работы данные идут от станции к станции только по одному из колец, которое называется первичным (primary). Для определенности направление движения данных в первичном кольце задано против часовой стрелки. Маршрут передачи данных отражает логическую топологию сети FDDI, которая всегда есть кольцо. Все станции, кроме передающей и принимающей, осуществляют ретрансляцию данных и являются сквозными. Вторичное кольцо (secondary) является резервным и в нормальном режиме работы сети для передачи данных не используется, хотя по нему и осуществляется непрерывный контроль за целостностью кольца.

В случае возникновения какого-либо отказа в сети, когда часть первичного кольца не в состоянии передавать данные (например, обрыв кабеля, выход из строя или отключение одного из узлов), для передачи данных активизируется вторичное кольцо, которое дополняет первичное, образуя вновь единое логическое кольцо передачи данных, рисунок 1.3 б. Этот режим работы сети называется WRAP, то есть "свертывание" кольца. Операция свертывания производится двумя сетевыми устройствами, находящимися по обе стороны от источника неисправности (поврежденного кабеля, или вышедшей из строя станции/концентратора). Именно через эти устройства происходит объединение первичного и вторичного колец. Таким образом, сеть FDDI может полностью восстанавливать свою работоспособность и целостность в случае единичных отказов ее элементов. При устранении неисправности сеть автоматически переходит в нормальный режим работы с передачей данных только по первичному кольцу.



1.4 Основные характеристики сети

К основным характеристики сети относится скорость передачи данных по каналу связи измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени - секунду. Единица измерения - бит в секунду.

Но еще к основным характеристики сети могут относиться территориальные распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

Локальная сеть (LAN - Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации.

Региональная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) - сеть в пределах города или области.

Глобальная сеть (WAN - Wide Area Network) - сеть на территории государства или группы государств.

Скорость передачи информации по сетям могут делиться на три группы низкоскоростные, среднескоростные, высокоскоростные сети.

низкоскоростные сети - до 10 Мбит/с;

среднескоростные сети - до 100 Мбит/с;

высокоскоростные сети - свыше 100 Мбит/с.

Простые критерии, характеризующую сеть, можно использовать для сопоставления компьютерных сетей различных типов и, опираясь на результаты этого соизмерения, подбирать решение:

скорость деятельности;

цена услуги;

безопасность работы;

доступность сети;

масштабируемость;

надежность сети;

топология (конфигурация).

Скорость работы сети устанавливает, насколько долго будет переходить информация по сети. Можно использовать термин пропускная способность сети или темп передачи сведений. Эта характеристика является для пользователя важнейшей, так как ждать никто не любит.

Стоимость услуги. Эта истинная стоимость частей сети, а кроме того их установка, монтаж и настройка. Компьютерная сеть, как и любой непростой механизм, запрашивает непрерывного обслуживания, эти расходы необходимо принимать во внимание.

Безопасность сети. Это важная характеристика, которой посвящают много различных книг и учений, так как каждый желает защитить свою сеть от хакерских нападений. Безопасность информации, передаваемой по сети, - очень значимый момент в особенности, если это банк или какое-либо Министерство. Не стоит забывать и о физическом вандализме, могут украсть кабель.

Доступность сети. Данный аспект демонстрирует, какой период времени ваша сеть либо какая-то ее часть были недоступны. Причинами, которые оказывают воздействие на доступность, являются: наличие резервного оборудования, резервных линий связи, возможно наличие независимых поставщиков электроэнергии. Также к ним можно отнести то, насколько качественно задокументирована ваша компьютерная сеть. Владея приличной документацией, вы в существенной мере сократите время на локализацию, поиск и ликвидацию предпосылок неисправности на сети.

Масштабируемость сети очень важна в том случае, когда ваша сеть находится в постоянном развитии и расширении. При плохой масштабируемости вряд ли вы сможете удовлетворять все потребности пользователей в должной мере. Этот критерий, при правильном подходе, должен быть заложен еще до того, как будет проложен первый сантиметр кабеля.

Надежность сети полностью и целиком соединена с ее элементами и их безотказностью (коммутаторы, пк, маршрутизаторы и линии передачи информации), все эти составляющие формируют компьютерную сеть и их характеристики оказывают большое влияние на ее безопасность.

Топология выделяет два типа физическая и логическая. Физическая топология, показывает где и как введены физические элементы компьютерной сети, а также, в каком порядке и чем они объединены. Логическая топология, которая может помочь осознать, как работает сеть.

1.5 Принцип построения корпоративной компьютерной сети

Корпоративная сеть, как правило, является территориально распределенной, т.е. объединяющей офисы, подразделения и другие структуры, находящиеся на значительном удалении друг от друга. Часто узлы корпоративной сети оказываются расположенными в различных городах, а иногда и странах.

Принципы, по которым строится такая сеть, достаточно сильно отличаются от тех, что используются при создании локальной сети, даже охватывающей несколько зданий. Основное отличие состоит в том, что территориально распределенные сети используют достаточно медленные (на сегодня - десятки и сотни килобит в секунду, иногда до 2 Мбит/с.) арендованные линии связи.

Если при создании локальной сети основные затраты приходятся на закупку оборудования и прокладку кабеля, то в территориально-распределенных сетях наиболее существенным элементом стоимости оказывается арендная плата за использование каналов, которая быстро растет с увеличением качества и скорости передачи данных. Это ограничение является принципиальным, и при проектировании корпоративной сети следует предпринимать все меры для минимизации объемов передаваемых данных. В остальном же корпоративная сеть не должна вносить ограничений на то, какие именно приложения и каким образом обрабатывают переносимую по ней информацию. Под приложениями понимаются как системное программное обеспечение - базы данных, почтовые системы, вычислительные ресурсы, файловый сервис и прочее - так и средства, с которыми работает конечный пользователь.

Основными задачами корпоративной сети оказываются взаимодействие системных приложений, расположенных в различных узлах, и доступ к ним удаленных пользователей. Первая проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети - организация каналов связи. Если в пределах одного города можно рассчитывать на аренду выделенных линий, в том числе высокоскоростных, то при переходе к географически удаленным узлам стоимость аренды каналов становится просто астрономической, а качество и надежность их часто оказываются весьма невысокими. На рис. 2 в качестве примера показана корпоративная сеть, включающая себя локальные и территориальные сети, сети общего доступа и Internet. Естественным решением этой проблемы является использование уже существующих глобальных сетей. В этом случае достаточно обеспечить каналы от офисов до ближайших узлов сети. Задачу доставки информации между узлами глобальная сеть при этом возьмет на себя. Даже при создании небольшой сети в пределах одного города следует иметь в виду возможность дальнейшего расширения и использовать технологии, совместимые с существующими глобальными сетями. Часто первой, а то и единственной такой сетью, мысль о которой приходит в голову, оказывается Internet. Роль Internet в корпоративных сетях Если заглянуть внутрь Internet, мы увидим, что информация проходит через множество абсолютно независимых и по большей части некоммерческих узлов, связанных через самые разнородные каналы и сети передачи данных. Бурный рост услуг, предоставляемых в Internet, приводит к перегрузке узлов и каналов связи, что резко снижает скорость и надежность передачи информации. При этом поставщики услуг Internet не несут никакой ответственности за функционирование сети в целом, а каналы связи развиваются крайне неравномерно и в основном там, где государство считает нужным вкладывать в это средства. Кроме того, Internet привязывает пользователей к одному протоколу -IP (InternetProtocol). Это хорошо, когда мы пользуемся стандартными приложениями, работающими с этим протоколом.

Использование же с Internet любых других систем оказывается делом непростым и дорогим. Если у вас возникает необходимость обеспечить доступ мобильных пользователей к вашей частной сети - Internet также не самое лучшее решение. Казалось бы, больших проблем здесь быть не должно - поставщики услуг Internet есть почти везде, возьмите портативный компьютер с модемом, позвоните и работайте. Однако поставщик, скажем, во Владивостоке , не имеет никаких обязательств перед вами, если вы подключились к Internet в Москве. Денег за услуги он от вас не получает и доступа в сеть, естественно, не предоставит.

Еще одна проблема Internet, широко обсуждаемая в последнее время, - безопасность. Если говорим о частной сети, вполне естественным представляется защитить передаваемую информацию от чужого взгляда. Непредсказуемость путей информации между множеством независимых узлов Internet не только повышает риск того, что какой-либо не в меру любопытный оператор сети может сложить ваши данные себе на диск (технически это не так сложно), но и делает невозможным определение места утечки информации.

Другой аспект проблемы безопасности опять же связан с децентрализованностью Internet - нет никого, кто мог бы ограничить доступ к ресурсам вашей частной сети. Поскольку это открытая система, где все видят всех, то любой желающий может попробовать попасть в вашу офисную сеть и получить доступ к данным или программам. Определение объекта исследования

Объектом проектирования является локальная телекоммуникационная сеть организации. Данная сеть должна обеспечивать транспортировку информации в рамках организации. Организация, для которой проектируется локальная сеть, является фирмой, основным видом деятельности которой является обслуживание граждан в сфере электро - ремонтно - монтажных работ. Соответственно каждый компьютер должен иметь доступ к общей базе данных, хранящейся на сервере.

Исходя из деятельности компании ПАО «Ростелеком», целями проектирования сети являются:

- обеспечение доступности информации.

- централизованное хранение информации в базах данных

- архивирование и резервное копирование информации

- обеспечение общего доступа к устройствам сети

- обеспечение информационной безопасности в рамках организации

- взаимодействие локальной сети организации с глобальной сетью Internet.

Для достижения поставленных целей сеть должна иметь следующие характеристики:

-Наличие доступа в Internet.

-Высокая пропускная способность (100 - 1000 Мбит/с)

-Высокая производительность сервера

-Средняя производительность АРМ отдела

-Высокая отказоустойчивость всех компонентов сети.

-Возможность расширения.



2.Методы моделирование сети

2.1Программы для моделирования сети

Существуют специальные, ориентированные на моделирование вычислительных сетей программные системы, в которых процесс создания модели упрощен. Такие программные системы сами генерируют модель сети на основе исходных данных о ее топологии и используемых протоколах, об интенсивностях потоков запросов между компьютерами сети, протяженности линий связи, о типах используемого оборудования и приложений.

Программные системы моделирования могут быть узко специализированными и достаточно универсальными, позволяющие имитировать сети самых различных типов. Качество результатов моделирования в значительной степени зависит от точности исходных данных о сети, переданных в систему имитационного моделирования.

Программная система моделирования сети - инструмент, который является важным для любого администратора вычислительной сети, особенно при проектировании и создании новых сетей или внедрении значительных изменений в них. Программные продукты такого типа дают возможность проверки последствий внедрения того или иного решения еще до приобретения оборудования. Однако большинство из этих программных пакетов имеют достаточно высокую цену, поэтому размер возможной экономии оказывается весьма значительным.

Программа моделирования сетей использует при своей работе данные о пространственном расположении узлов сети, количестве компонентов, конфигурации, скорости передачи данных, используемом протоколе и типе устройств, а также о работающих в сети программах.

Система имитационного моделирования чаще всего включает в себя наборы средств (предварительная обработка данных о топологии сетей, измерения трафика) для подготовки вводной информации об исследуемых сетях.

Такие средства могут представляться полезными, если моделируемые сети представляют собой варианты уже существующих сетей и имеются возможности провести в них измерения передачи данных и других параметров, которые требуются для проведения моделирования. Кроме того, систему снабжают средствами для проведения статистического исследования полученного результата моделирования.

Лидером в области сетевых технологий долгое время является Cisco Systems, одна из крупнейших в мире компаний, специализирующихся в области разработки и продажи сетевого оборудования. Именно её продукцию активно используют при построении локальных и глобальных компьютерных сетей. Большой проблемой в этом случае является невозможность изучения сетевых технологий на примере реальных устройств в силу их высокой стоимости. Для решения этой проблемы компания Cisco разработала и поддерживает программу Cisco Packet Tracer -- сложный симулятор, который позволяет смоделировать и оценить компьютерную сеть, использующую в качестве связующего оборудования устройства Cisco.

Среда моделирования сетей Cisco Packet Tracer

Программный продукт Cisco Packet Tracer был разработан компанией Cisco и рекомендуется для использования при изучении телекоммуникационной сети или особенностей сетевого оборудования. При использовании программного продукта Packet Tracer имеются возможности создания сетевых топологий из огромного количества коммутаторов и маршрутизаторов, производимых в компании Cisco, рабочих узлов и сетевых связей типов Serial, Ethernet, ISDN, Frame Relay и т.д. Функция симулятора является полезной как для обучения специалистов, так и для работ по настройки сети еще на этапах е? планирования.

В системе Packet Tracer имеются следующие особенности:

· Рабочие пространства для создания сетей с любым размером и сложностью;

· Проведение моделирования в режиме реального времени;

· Проведение моделирования в режиме симуляций;

· Наличие графического интерфейса для взаимодействия с пользователями при настройке сетевого устройства;

· Изображение сетевых компонентов с поддержкой добавления, перемещения, удаления различных узлов.

В данном симуляторе имеется возможность для проектирования своих собственных сетей, создавая и отправляя различные пакеты информации, сохранение и комментирование своей работы. Имеется функционал для изучения и использования таких сетевых устройств, как коммутатор, маршрутизатор, рабочая станция, определение типов связей между ними и соединения их в сеть.

Рисунок 2.1 - интерфейс Cisco Packet Tracer

Большую часть данного окна занимает рабочая область, в которой можно размещать различные сетевые устройства, соединять их различными способами и как следствие получать самые разные сетевые топологии.

Сверху, над рабочей областью, расположена главная панель программы и ее меню. Меню позволяет выполнять сохранение, загрузку сетевых топологий, настройку симуляции, а также много других интересных функций. Главная панель содержит на себе наиболее часто используемые функции меню.

Рисунок 2.2 - Главное меню Packet Tracer

Справа от рабочей области, расположена боковая панель, содержащая ряд кнопок отвечающих за перемещение полотна рабочей области, удаление объектов и т.д.

Снизу, под рабочей областью, расположена панель оборудования.

Рисунок 2.3 - Панель оборудования Packet Tracer

Данная панель содержит в своей левой части типы доступных устройств, а в правой части доступные модели.Рассмотрим ее более подробно.

При наведении на каждое из устройств, в прямоугольнике, находящемся в центре между ними будет отображаться его тип. Типы устройств, наиболее часто используемые в лабораторных работах Packet Tracer.

Рисунок 2.4 - Основные типы устройств

Отдельного рассмотрения заслуживают типы соединений. Перечислим наиболее часто используемые из них (рассмотрение типов подключений идет слева направо, в соответствии с приведенным на рисунке 2.5).

Рисунок 2.5 - Типы подключения устройств в Packet Tracer

Автоматический тип - при данном типе соединения PacketTracer автоматически выбирает наиболее предпочтительные тип соединения для выбранных устройств

Консоль - консольные соединение

Медь Прямое - соединение медным кабелем типа витая пара, оба конца кабеля обжаты в одинаковой раскладке. Подойдет для следующих соединений: коммутатор - коммутатор, коммутатор - маршрутизатор, коммутатор - компьютер и др.

Медь кроссовер - соединение медным кабелем типа витая пара, концы кабеля обжаты как кроссовер. Подойдет для соединения двух компьютеров.

Оптика - соединение при помощи оптического кабеля, необходимо для соединения устройств имеющих оптические интерфейсы.

Телефонный кабель - обыкновенный телефонный кабель, может понадобится для подключения телефонных аппаратов.

Коаксиальный кабель - соединение устройств с помощью коаксиального кабеля.

Packet Tracer является удобным средством моделирования сетей передачи данных. Работа с симулятором дает весьма правдоподобное ощущение настройки реальной сети, состоящей из различных устройств. Настройку сетевого оборудования можно проводить как с помощью команд операционной системы Cisco IOS, так и посредством графического интерфейса. Благодаря режиму симуляции можно проследить перемещение данных по сети, появление и изменение параметров пакетов при прохождении данных через сетевые устройства, скорость и пути перемещения пакетов. Анализ событий, происходящих в сети, позволяет понять механизм ее работы и обнаружить неисправности.

Cisco Packet Tracer предоставляет широкую базу устройств Cisco, которая расширяется с каждой версией программы, однако в ней нет оборудования других компаний, что является одним из недостатков. В действительности проектировщик не ограничен в возможном оборудовании, и ему может быть необходимо построить сеть, используя оборудование других компаний, что невозможно в Cisco Packet Tracer.

Для работы над данным курсовым проектом была выбрана среда моделирования Cisco Packet Tracer из соображений, описанных выше. Единственным недостатком Cisco Packet Tracer является отсутствие оборудования сторонних компаний. Однако это несущественный недостаток, поскольку программа позволяет достаточно удобно смоделировать компьютерную сеть. Для сети малого предприятия не нужно больших затрат, несмотря на дороговизну устройств компании Cisco.

3.Корпоративная сеть передачи данных

3.1Анализ корпотивной сети

Корпоративная сеть -- коммуникационная система, принадлежащая и управляемая единой организацией в соответствии с правилами этой организации. Корпоративная сеть отличается от сети, например, Интернет-провайдера тем, что правила распределения IP адресов, работы с интернет-ресурсами и т. д. едины для всей корпоративной сети, в то время как провайдер контролирует только магистральный сегмент сети, позволяя своим клиентам самостоятельно управлять их сегментами сети, которые могут являться как частью адресного пространства провайдера, так и быть скрытым механизмом сетевой трансляции адресов за одним или несколькими адресами провайдера.

Корпоративная сеть представляет собой единую информационную систему предприятия, позволяющую совместно использовать сетевые ресурсы компании - серверы, компьютеры и другие устройства, подключаемые к сети (такие как принтеры, плоттеры, модемы и т. д), а также обеспечивать работу необходимых приложений, таких как сетевые базы данных, файловый обмен, электронная почта, IP-телефония, системы управления и т.д.

Современные технологии позволяют в рамках единой корпоративной сети организовать:

единый электронный документооборот;

общие архивы документов;

передачу голоса;

передачу данных корпоративных приложений;

автоматический сбор данных систем видеонаблюдения;

дистанционный режим доступа к файлам, устройствам печати, к серверам с базами данных;

видеоконференцсвязь;

централизованный доступ к сети Интернет;

предоставление доступа к глобальным сетям данных;

В зависимости от масштаба предприятия, а также от сложности и многообразия решаемых задач различают сети отдела, сети кампуса и корпоративные сети (термин "корпоративные" в данной классификации приобретает узкое значение - сеть большого предприятия). Прежде чем обсуждать характерные особенности каждого из перечисленных типов сетей, остановимся на тех факторах, которые заставляют предприятия обзаводиться собственной компьютерной сетью.

Преимущества, которые дает использование сетей:

Интегральное преимущество - повышение эффективности работы предприятия.

Способность выполнять параллельные вычисления, за счет чего может быть повышена производительность и отказоустойчивость.

Большее соответствие распределенному характеру некоторых прикладных задач.

Возможность совместного использования данных и устройств.

Возможность гибкого распределения работ по всей системе.

Оперативный доступ к обширной корпоративной информации.

Совершенствование коммуникаций.

Проблемы:

Сложность разработки системного и прикладного программного обеспечения для распределенных систем.

Проблемы с производительностью и надежностью передачи данных по сети.

Проблема обеспечения безопасности.

Несанкционированный доступ к данным, хранящимся на корпоративных серверах и угроза их потери - две основные опасности, от которых необходимо защитить сеть предприятия.

Для обеспечения безопастности корпоративных сетей используются:

антивирусные системы;

оперативная блокировка несанкционированных доступов вручную;

тонкая настройка VPN сетей, отсекающих неавторизованных пользователей путём ввода логина и пароля.

Постоянную защиту производят с помощью межсетевых экранов, отслеживающих функционирование всех элементов сети в реальном времени.

Проанализоровав все выше перечисленное, можно сделать вывод о том что на сегодняшний день, корпротивная сеть - это основа жизнедеятельности любой организации. Большинство применяющихся сегодня информационных решений носит распределенный характер и требует наличия на предприятии или в организации высокопроизводительной корпоративной сети передачи данных.

3.2Проект корпоративной сети ПАО «Ростелеком»

Для начала проектирования сети, составим примерный план всего этажа на котором будет располагаться сеть.

Рисунок 3.1 - План этажа

Затем наглядно расположим все необходимое оборудование для доступа к сети интернет и взаимодействия в локальной сети. На рисунке 3.2 показано план этажа с переферийными устройствами

Рисунок 3.2 - план этажа с переферийными устройствами

Для наглядности изобразим упрощенную схему в графическом редакторе. На рисунок 3.3 показано наглядная модель сети.

Рисунок 3.3 - показано наглядная модель сети

Построенная сеть имеет вид смешанной топологии, в которой все подсети представляют собой топологию звезда, а также имеет доступ к сети интернет. В центре каждой подсети содержится коммутатор. Он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи.

Топология звезда имеет очень удобный принцип работы, при выходе из строя одного устройства, это никак не повлияет на работу всего сегмента сети в целом. Данные сервера общедоступны, что позволяет при поломке одного компьютера пересесть на другой и продолжить свою работу. Один из недостатков кроется в том, что при поломке коммутатора вся сеть перестает быть роботоспособной.

Для соединения всех устройств сети предпочтительнее всего использовать витую пару UTP. Выбираем тип кабеля UTP-5.

UTP-5 самый распространенный вид «витой пары». Он имеет медные или омедненные одножильные или многожильные проводники, толщиной от 0,48 до 0,52 мм (24 AWG). Изоляция, а также внешняя оболочка сделана из ПВХ пластиката. UTP cat.5 может иметь 2, 4, 10 … 300 пар проводников. Этот кабель может использоваться для подключения групп абонентов (жилой дом, бизнес-центр). UTP cat.5e -- «особая» 5-я модель имеет 4 пары обязательно медных проводников - именно он получил наиболее широкое распространение среди провайдеров сети Интернет. При использовании изделий 5e и соблюдении особых условий инсталляции кабеля и оборудования, провайдеры добиваются подключения абонента на скорости передачи данных 100 и больше Мбит/сек. Для менее требовательных абонентов (подключение на скорости 5-10 Мбит/сек, например) провайдеры могут использовать более экономичный вариант UTP 5-й категории 2 пары с медными или омедненными проводниками, а также 4-парный с омедненными алюминиевыми жилами. Для подключения абонента на скорости 2 Мбит/сек достаточно использовать вариант 3-й категории. Двухпарный и четырехпарный cat.5, cat.5e выпускается в бухтах по 305 м, однако встречается двухпарный UTP в 500 метровых бухтах. Многопарный поставляется на катушках.

Назначение офиса:

Офисы под номерами 1, 2 и 3 предназначения для прохождения студентами практических занятий, где требуются занятия на компьютерах.

Открытое пространство офиса представляют собой для техподдержки абонентов. Полученные результаты можно сразу сохранить на сервере.

Конференцзал является для собрания работников Ростелекома или же для заседания директоров разных компаний.

Необходимое оборудование для построения сети:

Коммутатор Cisco Catalyst 2960-24TT

Количество портов коммутатора - 24 x Ethernet 10/100 Мбит/сек

Поддержка работы в стеке - есть

Внутренняя пропускная способность - 13.6 Гбит/сек

Размер таблицы MAC адресов - 8192

Программное обеспечение Cisco Cluster Management (CCM), поставляемое бесплатно с коммутатором, обеспечивает широкие возможности для управления и легкость внедрения и конфигурации сети.

Коммутаторы являются неблокируемыми, т.е. обеспечивают одновременную работу всех портов на скорости канала.

Идеальное решение для небольших и средних сетей.

Управление многоадресным (multicast) трафиком с помощью протокола IGMP Snooping.

Функциональность для обеспечения масштабируемости и высокой доступности.

Маршрутизатор Cisco 2621 XM

2 порта 10/100 Ethernet,

2 слота WAN, один слот для сетевого модуля и один слот AIM (поддерживает 802.1Q vlans)

Модульная архитектура

Встроенные порты ЛВС

Server-PT

Сервер - это компьютер, выделенный из группы персональных компьютеров для выполнения какойлибо сервисной задачи без непосредственного участия человека.

Сервер обменивет информацию между пользователями не только в локальной сети, но и в сети Интернет.Локальная сеть с файловым сервером обеспечивает пользователям неограниченный доступ к любым хранящимся на центральном компьютере файлам, а также управление директориями. Так, пользователь в локальной сети может обратиться в хранилище сервера за нужными документами, проектами, отчётами, таблицами, а также исходными программами.

Ключевая особенность сервера заключается в управлении типом доступа к файлам: он может назначить общий доступ к папкам или персональный доступ в свою рабочую директорию для каждого пользователя.

Каждая настройка файлового сервера локальной сети требует контроля и ограничения дискового пространства, т.е. настройку дисковой квоты. Кроме того, существующая система регистрации сообщений в журнале позволяет отследить и проинформировать администратора о превышении пользователем порога дискового пространства на сервере.

PC - PT

Персональный компьютер, предназначенный для использования абонентом в различных целях. В данной работе ПК обладает услугами EMAIL-службы, а также способен открывать Web-сайты, иначе может пользоваться услугами HTTP- и DNS-служб.



4. Работа в программной среде Cisco Packet Tracer

4.1 Создание модели сети в Cisco Packet Tracer

Создадим модель сети в программе Cisco Packet Tracer и подключим все необходимые устройства на рисунок 4.1.

Рисунок 4.1 - модель сети

После соединения всех устройств приступаем к настройке маршрутизаторов во вкладке «config». Чтобы настроить маршрутизаторы нужно на каждом из них зная путь от коммутатора задать наименование IP адреса. На каждом из компьютеров задать наименование шлюза, который как раз и будет на самом маршрутизаторе Прописываем интерфейс, на котором будет работать сеть, прописываем IP-адрес (192.169.5.1),статическую маршрутизацию и маску подсети (255.255.255.0) .Устанавливаем значение Clock rate - 56000. Проделываем операцию для всех трех маршрутизаторов. Показано на рисунке А.1 в приложение А.

Далее настраиваем компьютеры. Прописываем во вкладке IP configuration IP-адрес (192.169.5.5), маску подсети (255.255.255.0), шлюз по умолчанию (192.169.10.1) и DNS сервер (215.35.169.50). Проделываем операцию со всеми компьютерами в каждой подсети. Показано на рисунке А.2 в приложение А.

Затем необходимо настроить сервер.Прописываем такие кофигурации как IP-адрес(215.35.169.50), маска сети(255.255.255.0), DNS сервер(255.255.255.0) и статическую маршрутизацию(215.35.169.250).

Не забываем создать сайт на котором будет проверяться работоспособность сети интернет. Пишем имя сайта - rt.ru и адресс - 215.35.169.50 показано на рисунке А.3 в приложение А.

4.2Проверка сети на работоспособность

Сеть была смоделирована и необходимо проверить ее на работоспособность. Пропинговываем разные компьютеры из всех трех подсетей. Показано на рисунке А.4 в приложение А.

Далее проведем проверку на доступ к сети интернет. Для проверки работоспособности сайта открываем на любом компьютере браузер и открываем наш сайт https://www.rt.ru. Показано на рисунке А.5 в приложение А. Сайт открылся, а значит все службы данной сети работают исправно.

Заключение

В результате выполнения курсового проекта была спроектирована корпоративная сеть ПАО «Ростелеком» в программе Cisco Packet Tracer, результат работы представлен в приложении А.

В ходе работы над проектом были выполнены следующие задачи:

Выбрана топология для создания корпоративной сети компании ПАО «Ростелеком»

Смоделированная сеть имеет вид смешанной топологии, в которой все подсети представляют собой топологию звезда (иерархическая звезда);

Выбрано необходимое оборудование для организации корпоративной сети Ростелекома;

Для реализации проекта корпоративной сети Ростелекома воспользовались следующим оборудованием:

Коммутатор Cisco Catalyst 2950-24 в количестве 5 шт;

Маршрутизатор Cisco 2621 XM в количестве 3 шт;

Сервер PT.

Смоделирована корпоративная сеть ПАО «Ростелеком» и построена ее модель в программе Cisco Packet Tracer;

Проектирование сети осуществлено в несколько этапов:

Выбор топологии сети, активного и пассивного оборудования сети:

Топология звезда;

Коммутатор Cisco Catalyst 2950-24;

Маршрутизатор Cisco 2621 XM;

Server-PT;

Витая пара 100Base-T.

Создание наглядного плана сети и помещения;

Создание модели в Cisco Packet Tracer;

Настройка подключения сети;

Проверка работоспособности сети.

Проверена работа по тестированию данной модели на ее исправность.

При проведении тестирования был получен результат, что сеть работоспособна. Все ПК могут отправлять друг другу информацию и имеют доступ в сеть Интернет.

Список используемых источников

1. Галичевский, К. В. Компьютерные сети [Текст] / К. В. Галичевский. - СП.: БВ-Петербург, 2012. - 410 с.

2. В. Олифер, Н. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. -- Питер, 2013. - 55 с. 

3. Дэвидсонс, Д. Основа передачи данных по сети IP, 3-е изд. [Текст] / Д. Дэвидсонс, Д. Питер, М. Бхатие, С. Калиденди, С. Мухержи. - М.: Вильям, 2017. - 410 с.

4.Брейдо, В. Л. Вычислительные сети, системы и телекоммуникации: учебн. пособие / В. Л. Брейдо, О. П. Ильин . ? 3-е изд. ? Сб. : Питер, 2015. ? 656 с.

5. www.cisco.com - официальный сайт разработчика программ Cisco;

6. www.lessons-tva.info/edu/telecom-loc/m1t4_3loc.html - информация по топология локальных сетей;

Размещено на Allbest.ru