Проектування локальної мережі для ВНЗ

Курсовий проект Проектування локальної мережі для вищого навчального закладу

Зміст Вступ Розділ 1. Опис об'єкта. Побудова функціональної схеми

• 1.1 Опис об'єкту та план будівлі
• 2.2 Побудова функціональної схеми
• Висновки
• Розділ 2. Вибір мережевого обладнання
• 2.1 Вибір активного мережевого обладняння
• 2.2 Вибір пасивного мережевого обладнання
• Висновки
• Розділ 3. Моделювання локальної мережі
• 3.1 ІР-адресація
• 3.2 Моделювання комп’ютерної мережі в Packet Tracer
• 3.3 Вибір програмного забезпечення і його налаштування
• 3.4 Налаштування сервера, основні етапи налаштування
• Висновки
• Висновок
• Список використаної літератури
• Додаток А
• Додаток Б
• Додаток В

Вступ

На базі економічної та високопродуктивної електронної техніки у 80-х роках визначилась нова тенденція розвитку інформаційно-обчислювальної техніки — створення локальних обчислювальних мереж LAN (Local Area Network) різноманітного призначення. Локальна обчислювальна мережа — це комунікаційна мережа, яка забезпечує в межах деякої обмеженої території взаємозв'язок для широкого кола програмних продуктів. Вона підтримує зв’язок між ЕОМ, терміналами, обладнанням, забезпечує сумісне використання ресурсів.

Впровадження локальної обчислювальної мережі дозволяє персонально використовувати обчислювальні ресурси всієї мережі, а не тільки окремого комп’ютера, створювати різноманітні масиви управлінської, комерційної та іншої інформації загального призначення, автоматизувати документообіг в цілому. З’являються можливості колективного використання різних спеціалізованих засобів та інструментів для вирішення певного кола професійних задач (наприклад, засобів машинної графіки, підготовки звітів, відомостей, доповідей, публікацій та інших документів). Крім організації внутрішніх служб, локальна обчислювальна мережа дозволяє розгорнути зовнішні по відношенню до організації такі служби, як телексний (телетайпний) зв’язок, поштова кореспонденція, електроні дошки оголошень, електронні газети, тощо, а також підтримує вихід в глобальні (регіональні) мережі та користування їх послугами.

В даній курсовій роботі метою було представлено побудову локальної мережі для вищого навчального закладу, що забезпечуватиме роботу 400 машин, підключених стаціонарно, та більш ніж 200 машин, що можуть підключатися бездротово.

Розділ 1. Опис об'єкта. Побудова функціональної схеми

1.1 Опис об'єкту та план будівлі

До виконання в курсовій роботі було поставлена задача проектування локальної мережі для 3-поверхової будівлі ВНЗ Загальна площа складає 15 тис. квадратних метрів. Відповідно на кожен поверх приходиться по 5 тис. квадратних метрів. Планування кожного поверху незначно різниться. На кожному поверсі розташований один факультет. Вся будівля поділена на 2 крила: В правому містяться лекційні аудиторії, у лівому — комп’ютерні та деканат. На першому поверсі також знаходиться серверна. На другому поверсі у лівому крилі необхідно встановити точку доступу Wi-Fi. Розміри кімнат вказані на рис. 1.1, 1.2 та 1.3. Необхідно розташувати та організувати локальну мережу для 400 робочих станцій. Окрім локальної мережі, повинен забезпечуватися вихід у глобальну мережу Інтернет. Мережа буде побудована по древо образній топології за технологією Ethernet.

Рисунок 1.1 — План першого поверху

Рисунок 1.2 — План другого поверху

Рисунок 1.3 — План третього поверху

В даній курсовій роботі буде розроблена мережа для вищого навчального закладу. Діяльність закладу спрямована на надання швидкого та якісного доступу до необхідної інформації. У зв’язку з кількістю робочих станцій та необхідної швидкістю (не менше 1 Мбіт на робочій станції), локальній мережі необхідно забезпечити швидкість у 1 Гбіт/с. Вихід у глобальну мережу Інтернет також матиме швидкість 1 Гбіт/с для забезпечення одночасного підключення до мережі всіх необхідних робочих станцій.

Оскільки всі робочі станції, а також портативні комп’ютери студентів повинні мати можливість підключення до мережі, вирішено забезпечити можливість отримання IP — адреси динамічним шляхом. Це дозволить уникнути ручного налаштування комп’ютерів мережі і зменшить кількість помилок. Також необхідно забезпечити можливість кожному факультету зберігати резервні копії даних на сервері. Робітники підприємства повинні мати змогу друкувати документи з будь-якої робочої.

Розподілення комп’ютерів виконується із розрахунку по 3кв. метра на 1 робочу станцію. Таким чином, в комп’ютерних аудиторіях розташовано по 40 комп’ютерів. В деканаті першого, другого та третього факультетів розташовано 9, 15 та 13 комп’ютерів відповідно. Ще 3 машини відведено під сервери. Загальна кількість комп’ютерних аудиторій 9 штук, загальна кількість робочих станцій у будівлі 400.

На кожному поверсі планування лівого крила будівлі однакове: 3 лекційні аудиторії площею 300 кв. метрів кожна, та одна лекційна аудиторія площею 1000 кв. м. Вирішено не забезпечувати лекційні аудиторії робочими станціями та не проводити у ліве крило дротовий Інтернет. Проте буде встановлена точка доступу Wi-Fi, що забезпечуватиме бездротовий Інтернет у лекційних аудиторіях для портативних пристроїв студентів та викладачів.

Площа, відведена для деканату, також рівна на всіх поверхах і становить 900 кв. метрів.

Серверна розташована на першому поверсі і містить 3 фізичні сервери у кімнаті площею 400 кв. метрів. На машинах вирішено розташувати наступні логічні сервери:

— DHСP-сервер для автоматичного отримання ІР — адрес;

— DNS-сервер для отримання імені хоста;

— Файловий сервер для забезпечення місця зберігання даних та резервних копій.

Комп’ютерна аудиторія на першому поверсі має площу 400 кв. метрів. На другому поверсі розміщено три комп’ютерних аудиторій двох типів: площею 400 кв. метрів та 300 кв. метрів відповідно. На третьому поверсі кількість аудиторій площею 200 кв. метрів рівна п’яти.

2.2 Побудова функціональної схеми

Функціональна схема — це документ, пояснюючий процеси що протікають в окремих функціональних ланках виробу або у виробі в цілому. Функціональна схема дає можливість зрозуміти всю логіку роботи пристрою, всі його відмінності від інших подібних пристроїв. За такою схемою можна визначити, як здійснюються перетворення і які для цього необхідні функціональні елементи. Кожен функціональний елемент містить лише ті входи і виходи, які необхідні для його коректної роботи. Дана схема розробляється на основі структурної схеми для кожного блоку, в результаті з окремих функціональних елементів складається загальна функціональна схема об'єкту.

В ієрархічній функціональній схемі зазначається кількість робочих станцій, мережевого обладнання (комутаторів) і технологію комутаційних елементів. В даній локальній мережі застосуємо найбільш використану на сьогодні технологію Ethernet.

Ethernet — це пакетна технологія передачі даних.

Стандарти Ethernet визначають дротяні з'єднання і електричні сигнали на фізичному рівні, формат кадрів і протоколи управління доступом до середовища — на канальному рівні моделі OSI. Ethernet в основному описується стандартами IEEE групи 802.3. Ethernet став найпоширенішою технологією ЛВС в середині 90-х років минулого століття, витіснивши такі застарілі технології, як Arcnet, FDDI і Token ring

В залежності від швидкості передачі даних та передаваючого середовища існують наступні варіанти технологій:

Враховуючи велику кількість робочих станцій, необхідність постійного доступу до мережі Інтернет, а також зростаючи потреби швидкості передачі у працівників та студентів виключають можливість використання комутаційного обладнання з пропускною здатність 10 Мбіт/с. Використання швидкості 100 Мбіт більш раціональне, проте не гарантує забезпечення високої швидкості з'єднання для всіх робочих станцій, а також підключених портативних пристроїв. Отжа в даній будівлі ВНЗ застосуємо комутаційні елементи зі швидкістю 1000 Мбіт/с.

Так як мережа передбачає підключення портативних пристроїв, необхідно забезпечити динамічний розподіл ІР-адрес. Для цього буде створено сервер, що міститиме у собі DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Окрім цього необхідно створити сервери з наступними ролями: поштовий сервер та файловий сервер.

В кожній аудиторії необхідно забезпечити доступ до мережі 40 робочим станціям. Отже, кожна аудиторія туде забезпечена одним комутатором на 48 портів. Також деканат на кожному поверсі має бути забезпеченим доступом до мережі; для цих цілей оберемо свічі по 24 порти. На кожен поверх необхідно встановити по 1 комутатору рівня розподілу на 16 портів.

Таким чином передбачено побудову мережі на трьох рівнях (рисунок 2.1):

— Рівень ядра

— Рівень агрегації

— Рівень доступу Ядро мережі повинне забезпечувати швидку комутацію пакетів і гнучку маршрутизацію потоків даних. Ядро мережі будується з модулів, утворених одним високопродуктивним пристроєм, із забезпеченням апаратного резервування.

Рівень агрегації також створюється на комутаторах і забезпечує агрегацію підключень рівня доступу, реалізацію сервісів і збір статистики. ядрі і на рівні агрегації забезпечується резервування компонентів комутаторів, а також топологічне резервування, що дозволяє продовжувати надання послуг при одиночних збоях каналів і вузлів.

Рівень доступу будується за кільцевою або зіркоподібною схемою на комутаторах для підключення корпоративних клієнтів, офісних будівель, а також домашніх і SOHO клієнтів. На рівні доступу реалізується повний комплекс заходів безпеки, забезпечуючи ідентифікацію і ізоляцію клієнтів, захист інфраструктури оператора.

Рисунок 2.1 — Схема локальної мережі з трьома рівнями На основі вище зазначених даних та рисунку побудуємо ієрархічну схему будівлі ВНЗ (рисунок 2.2).

В даній схемі елементи під номерами 4−15 відносяться до рівня доступу. Дані комутатори забезпечують підключення локальних користувачів до мережі. Комутатор за назвою SW Central забезпечує рівень ядра. Рівень агрегації забезпечується комутаторами SW1 — SW3.

Після представлення ієрархічної схеми необхідно виконати графічне представлення розташування робочих станцій відносно плану будівлі. Прокладка комунікації зображена на рисунках 2.3, 2.4 та 2.5.

Рисунок 2.2 — Ієрархічна схема будівлі

Рисунок 2.3 — Функціональна схема першого поверху Рисунок 2.4 — Функціональна схема другого поверху

Рисуное 2.5 — Функціональна схема третього поверху

Висновки

В цьому розділі було вирішено основні питання стосовно запланованої мережі, а саме:

1. Побудовано план будівлі.

2. Визначено кількість комутаційних елементів.

3. Визначено кількість та ролі серверів.

4. Визначено кількість та розміщення робочих станцій.

5. Визначено логічну та фізичну топологію мережі.

6. Визначено базову швидкість передачі даних На основі питань, зазначених вище, було побудовано ієрархічну та функціональну схеми з нанесенням розміщення робочих станцій та комутаційних елементів на план будівлі

Розділ 2. Вибір мережевого обладнання

2.1 Вибір активного мережевого обладнання

Мережеве обладнання — пристрої, необхідні для роботи комп’ютерної мережі, наприклад: маршрутизатор, комутатор, концентратор, патч-панель та ін. Зазвичай розрізняють активне та пасивне мережеве обладнання.

Під назвою, активне мережеве обладнання мається на увазі деякі «інтелектуальні» особливості мережевого обладнання. Це такі пристрої як маршрутизатор, комутатор і т.д. Активне обладнання має одну відмінну рису від пасивного мережевого устаткування — це споживання електроенергії, необхідне джерело живлення.

В даній курсовій роботі необхідно обрати комутатори, сервери та точку доступу. локальний мережа комп’ютерний сервер

Комутатор — це пристрій, що використовується для створення хостів в комп’ютерній мережі. З його допомогою можна об'єднати один або кілька сегментів мережі.

В даній мережі необхідно обрати 4 типи комутаторів:

1) керований комутатор рівня ядра на 12 портів

2) керований комутатор рівня агрегації на 12 портів

3) комутатор рівня доступу на 24 порти

4) комутатор рівня доступу на 48 портів

Всі комутатори повинні мати пропускну здатність 1000 Мбіт/с.

Серед всіх світових виробників мережевого обладнання виділено три лідери, серед яких буде проводитись вибір обладнання для ВНЗ. Це компанії Cisco, D-Link та ZyXEL.

Компанія Cisco — це найбільший в світі виробник мережного устаткування, призначеного для обслуговування мереж віддаленого доступу, сервісів безпеки, мереж зберігання даних, маршрутизації і комутації, а також для потреб комерційного ринку IP-комунікацій і корпоративного ринку. На цей час Cisco виробляє велику кількість різноманітних пристроїв, наприклад:

— Ethernet комутатори

— Маршрутизатори

— Продукти для IP-телефонії, такі як IP PBX, VoIP-шлюзи

— Пристрої мережної безпеки (міжмережні екрани, VPN, IDS тощо)

— Wi-Fi точки доступу

— Кабельні модеми

— DSL-устаткування

— Універсальні шлюзи і шлюзи віддаленого доступу

— Комутатори мереж зберігання даних (SAN, Storage Area Network)

— Програмне забезпечення управління мережею Компанія D-Link — це всесвітньо відомий розробник і виробник мережевого і телекомунікаційного обладнання, що пропонує широкий набір рішень для домашніх та SOHO користувачів, корпоративного сегменті, інтернет-провайдерів.

Основні групи пристроїв, що виробляє компанія:

— Мережеві комутатори Ethernet

— Бездротове обладнання стандарту Wi-Fi

— IP-камери

— Перетворювачі середовища

— Маршрутизатори

— Мережеві екрани

— Мережеві адаптери

— Обладнання VoIP

— Перемикачі KVM

— Модеми

— Накопичувачі NAS

— Обладнання GEPON

Компанія ZyXEL Communications — це провідний розробник мережних рішень на базі інтернет-технологій. Пріоритетні напрямки діяльності компанії - це рішення для мережевої безпеки, домашніх та SOHO користувачів.

Основні групи пристроїв, що виробляє компанія:

— Мережеві комутатори

— Мережеві екрани

— DSL-обладнання

— NGN-обладнання

— VoIP-обладнання

— Маршрутизатори

— Бездротове обладнання стандарту Wi-Fi

— Мережеві адаптери

— Модеми Спочатку буде розглянуто три варіанти комутатора від компанії Cisco. Результати проаналізовані та зведені в таблицю.

Таблиця 3.1 — Технічніі характеристики керованих комутаторів Cisco.

Для подальшого порівняння з комутаторами інших виробників виділимо від компанії Cisco три комутатори:

— Cisco WS-C3750G-12S-S;

— Cisco SB SF300−48;

— Cisco SF 102−24

До таблиці 3.2 зведено дані про комутатори фірми D-Link

Таблиця 3.2 — Технічні характеристики комутаторів фірми D-Link

Для подальшого порівняння з комутаторами інших виробників виділимо від компанії D-Link три комутатори:

— D-Link DGS-3700−12;

— D-Link DGS-1024D/E1A;

— D-Link DGS-1210−48

Нижче приведена звідна таблиця по обраним комутаторам фірми ZyXEL.

Таблиця 3.3 — Техічні характеристики комутаторів фірми ZyXEL

Для подальшого порівняння з комутаторами інших виробників виділимо від компанії ZyXEL три комутатори:

— ZyXEL GS-4012 °F;

— ZyXEL GS1510−24;

— ZyXEL GS2200−48

Від кожного виробника біло обрано по 3 комутатори, що відповідають поставленим вимогам.

Щоб обрати оптимальний комутатор для кожної необхідної задачі побудуємо порівняльні таблиці обраних комутаторів від трьох фірм.

Таблиця 3.4 — Порівняльна таблиця 12-портових керованих комутаторів

Для центрального комутатора важлива підтримка протоколу 1000BASE-X GigabitEthernet через волоконно-оптичний кабель, а також велика комутацій пропускна здатність. Проте ціна комутатора Cisco WS-C3750G-12S-S надто велика для вищого навчального закладу. Отже для центрального комутатору, а також для комутаторів рівня агрегації обрано ZyXELGS-4012F

24- та 48- портові комутатори будуть встановлені на рівні доступу на кожному поверсі відповідно у деканаті та у комп’ютерних аудиторіях. Пріоритетною вимогою до таких комутаторів є низька ціна. В таблиці 3.5 та 3.6 занесено дані про відповідні комутатори кожної з трьох фірм Таблиця 3.5 — Порівняльна таблиця 24-портових керованих комутаторів

24-портовий комутатор буде використовуються в деканаті. До нього буде підключено від 9 до 15 машин, також повинна залишатись можливість підключення додаткових машин. Особливих вимог до цих комутаторів пред’являтися не буде, отже обрано комутатор, ціна якого найнижча — D-Link DGS-1024D/E1A.

Таблиця 3.6 — Порівняльна таблиця 48-портових керованих комутаторів

Вимоги до 48-портовий комутаторів майже такі ж самі, як і до 24 портових. Різниця полягає лише в необхідності великої пропускної здатності. Проте обрані комутатори мають майже рівну комутаційну здатність, тому обираємо за принципом меншої ціни — D-Link DGS-1210−48

Окрім комутаційних елементів необхідно обрати три сервери: DHCP, поштовий та файловий.

Сервер — це комп’ютер у мережі, що надає свої програмні і апаратні ресурси користувачам мережі для зберігання даних, виконання програм і інших послуг (наприклад, доступ до спільної бази даних, спільне користування пристроями вводу/виводу, організація взаємодії між користувачами і інше).

Розрізняють дві технології використання серверу: файл-сервер та клієнт-сервер. В першій моделі використовується файловий сервер, на якому зберігається більшість програм і даних, що пересилаються на запит користувача. Обробка інформації відбувається на робочій станції.

В системах з архітектурою клієнт-сервер обмін даними виконується між додатком-клієнтом і додатком-сервером. Зберігання даних і їх обробка виконується на потужному сервері котрий також виконує контроль за доступом до ресурсів і даних. Робоча станція отримує лише результат запиту.

В курсовій роботі планується встановити три сервери. Далі детальніше буде розглянуто кожну з них Файловий сервер надає доступ до файлів і керує ними. При необхідності використання важливого файлу користувачі можуть отримати доступ до нього на файловому сервері, а не переміщувати його з комп’ютера на комп’ютер.

Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) — це стандарт протоколу ІР. Що розроблений для спрощення адміністрування ІР-адрес за рахунок використання комп’ютера сервера для централізованого управління ІР адресами і іншими пов’язаними з цим параметрами налаштувань в мережі.

Поштовий сервер необхідний для установки поштових служб, що надають можливість передачі і отримання повідомлень електронної пошти. Служба електронної пошли включає в себе службу РОР3, що забезпечує отримання електронної пошти, і службу SMTP, що забезпечує передачу електронної пошти.

http://technet.microsoft.com/ru-ru/library/cc756962%28v=ws.10%29.aspx

Найбільш відомими виробниками серверів є компаніі Dell, та Hewlett-Packard. Отже, серед них і буде проводитись вибір.

" Dell" — американська компанія з головним офісом в Остіні, штат Техас, заснована в 1984: один із провідних світових лідерів в області розробки і виробництва комп’ютерних систем. «Dell» виробляє сервери, системи зберігання даних, робочі станції, мережне устаткування, персональні комп’ютери, ноутбуки і КПК, принтери, багатофункціональні пристрої, монітори, проектори, телевізори. Виробничі потужності компанії знаходяться в Остіні (штат Техас, США), Нашвіллі (штат Теннессі, США), Ельдорадо до Сул (Бразилія), Лодзі (Польща), Пінанге (Малайзія) і Сямині (Китай). Генеральним директором Dell Inc. є її засновник Майкл Делл.

Аналіз серверів компанії Dell приведений у таблиці 3.7

Таблиця 3.7 — Технічні характеристики серверів Dell

Hewlett-Packard (HP) — велика технологічна компанія зі штаб-квартирою в Пало-Альто (Каліфорнія, США). HP є світовим постачальником ключових технологій для корпоративних замовників і кінцевих користувачів. Компанія надає рішення в галузі інфраструктури, персональних обчислювальних систем і пристроїв доступу, послуги з системної інтеграції, сервісної підтримки й аутсорсингу, а також пристрої друку і засоби виведення зображень для великих підприємств, організацій малого і середнього бізнесу.

— Продукти компанії:

— Принтери

— Цифрові камери

— Сканери

— КПК

— Настільні калькулятори

— Кишенькові калькулятори

— Настільні персональні комп’ютери

— Ноутбуки

— Робочі станції

— Сервери

— Сховища даних Частково лінійки коп’ютерів, серверів і систем збереження даних успадковані від придбаної HP компанії Compaq.

Аналіз серверів компанії HP приведений у таблиці 3.8.

Таблиця 3.8 — Технічні характеристики серверів НР

Очевидно, що сучасні сервери схожі за своїм апаратним і програмним забезпеченням та функціональними складовими. Тому пріоритетом вібору буде ціна. Так як для державного вузу немає необхідності зберігання великої кількості файлів, можна обирати сервер з невеликою ємністю жорсткого диску. Ємність у 48 Гб буде достатньою, отже оберемо найдешевший з представлених серверів HP ProLiant ML150 G6

Точка доступу — це безпровідна базова станція, що призначена для забезпечення бездротового доступу до вже існуючої мережі або створення нової бездротової мережі.

Для вибору точки доступу оберемо двох виробників: D-Link та ZyXEL

Точки доступу компанії Cisco розглядатись не будуть, так як ціни на мережеве обладнання компанії завеликі для бюджетного державного ВУЗу.

В таблиці 3.9 приведена звідна таблиця по точкам доступу компанії ZyXEL

Таблиця 3.9 — Технічні характеристики точок доступу ZyXEL

В таблиці 3.10 приведена звідна таблиця по точкам доступу компанії D-Link.

Таблиця 3.10 — Технічні характеристики точок доступу D-Link

Пріоритетними якостями точок доступу є: ціна, пропускна здатність, дальність на менше 50 метрів.

За ціною оберемо по одній точці від двох фірм: ZyXEL NWA3160-N та D-Link DAP-1525.

Обидві точки доступу підтримують зону покриття до 100 метрів. Проте пропускна здатність точки доступу від D-Link більша при значно нижчій ціні, отож оберемо саме цю точку доступу.

Робочі станції

Так як до робочої станції ставляться незначні вимоги, немає необхідності підбирати кожний апаратний елемент окремо. Отже достатньо бюджетної скомплектованої робочої станції.

Таблиця 3.11 Персональний комп’ютер

Таблиця 3.12 Монітор

Клавіатура Genius KB-06XE Beige (роз'єм PS/2, 105 клавіш, 8 $)

Миша Logitech S96 Optical Wheel (роз'єм PS/2, 2 кнопки, 7 $)

2.2 Вибір пасивного мережевого обладнання

Під пасивним мережевим обладнанням розуміють обладнання, що не споживає електроенергію. Фактично, пасивне мережеве обладнання — це обладнання, основна функція якого полягає в забезпеченні передачі сигналу — а саме провідники і пристосування для їх організації та захисту: кабель, патч-корди, розетки, конектори, патч-панелі.

Кабель.

На сьогодні більша частина комп’ютерних мереж використовує для з'єднання дроти, або кабелі. Вони виступають як середовище передачі сигналів між комп’ютерами.

В даній курсовій роботі буде використано два типи кабелю:

1) Вита пара (рисунок 4.1). Цей вид кабелю застосовується для монтажу простих і найменш витратних локальних мереж, причому відстань між сусідніми комп’ютерами в даному випадку не перевищує 100 м. Кабель цього вигляду зазвичай включає дві (або чотири) пари витих дротів.

Рисунок 4.1 — Вита пара

2) Оптоволоконний кабель (рисунок 4.2). Це принципово інший тип кабелю. Інформація з нього передається не електричним сигналом, а світловим. Головний його елемент — це прозоре скловолокно, по якому світло проходить на величезні відстані (до десятків кілометрів) з незначним ослабленням. Оптоволоконний кабель складається зі світловолокна та скляної або пластикової оболонки.

Рисунок 4.2 — Оптоволокно

В даній курсовій роботі згідно функціональної схеми необхідно використати 1170 метрів витої пари. Для непередбачуваних ситуацій візьмемо довжину кабелю з запасом 1300 метрів. Тек як у 1 бухті кабелю 305 метрів візьмемо 5 бухт, загальна довжина кабелю вийде 1525 метрів.

Патч-панель.

Комутаційна панель (рисунок 4.3) — це одна із складових структурованої кабельної системи. Являє собою панель з багатьма роз'ємами, що розташовані на лицьовій стороні.

Рисунок 4.3 — Комутаційна панель

Патч-корд

Комутаційний шнур (рисунок 4.4) — це кабель, що має на одному або на обох кінцях відповідні конектори.

Тип патч-корду відповідає типу використовуваного кабелю: витої пари, телефонного або оптичного. Вимоги до якості його виготовлення дуже високі. Для того щоб самостійно обжати навіть відносно простий патч-корд крученої пари, необхідний професійний інструмент для зачистки кабелю і обтиску конекторів. Оптичні патч-корди набагато складніше в обжимці. Тому правильніше використовувати готові заводські патч-корди.

Рисунок 4.4 — Панч-корд

Коннектор.

Конектор (рисунок 4.5) — це роз'єм, що знаходиться на кінці панч-корду. Конектор RJ 45, стандарт крученої пари (UTP чи STP), обжимається згідно колірній схемі.

Рисунок 4.5 — Конектор

В будівлі розміщено 400 робочих станцій, тому необхідно закупити конекторів RJ-45 в подвійній кількості, тобто 800 штук. Під час обтиску можливе пошкодження конектору, тому придбаємо загальну кількість конекторів 900 штук.

Кабель-канал.

Кабель канал (рисунок 4.6) — це замкнутий профіль прямокутної форми з плоскою основою, призначений для монтажу на стелю, стіну, підлогу, та містить в собі кабелі.

Естетично вони більш привабливі і добре вписуються в інтер'єр. Дизайн і колір підбирається до смаку, від стандартного глянцевого білого до будь-яких сучасних забарвлень і фактур. Такі властивості кабель-каналу, як низька ціна, простота монтажу, швидкий доступ до кабелів і пожежна безпека зробили його поширення повсюдним.

Рисунок 4.6 — Монтажний короб

Згідно ієрархічної та функціональної схем довжина кабельної траси складає 1170 метрів, отже такої ж довжини обираємо короб. Враховуючи непередбачувані обставини довжина коробу визначена 1500 метрів.

Мережева розетка

Мережева розетка (рисунок 4.7) — це кінцева точка, до якої підводиться кабель-канал або кабель. Розетка монтується в стіну і фіксує кабелі, що підключаються до неї. Основна функція розетки — упорядковувати інформаційні кабелі в приміщенні і забезпечувати надійне підключення патч-корду.

Рисунок 4.7 — Мережева розетка

В даній локальній мережі зосереджено 400 локальних машин, отже необхідно встановити 400 мережевих розеток. Докладна таблиця приведена в Додатку Б.

Висновки

В розділі було визначено основне активне та пасивне мережеве обладнання Пріоритетними характеристиками при виборі обладнання були низька ціна та пропускна здатність, що дозволить забезпечити постійне підключення до мережі близько 600 робочих машин.

Докладні таблиці з характеристиками в Додатках, А та Б. Загалом було обрано:

1. Три типи комутаторів

2. Сервер

3. Бездротову точку доступу

4. Кабель

5. Конектори

6. Монтажний короб

7. Мережеві розетки

8. Комутаційна панель Загальна ціна проекту приведена в додатку Б.

Розділ 3. Моделювання локальної мережі

3.1 ІР-адресація

ІР-адреса — це ідентифікатор (унікальний числовий номер) мережевого рівня, що використовується для адресації комп’ютерів чи пристроїв у мережах, що побудовані з використанням протоколу TCP/IP (наприклад Інтернет).

IP-адреса складається з чотирьох 8-бітних чисел, які називають октетами.

IP-адреси являють собою основний тип адрес, на підставі яких мережевий рівень передає пакети між мережами.

IP-адреса призначається адміністратором під час конфігурування комп’ютерів і маршрутизаторів. IP-адреса складається із двох частин: номера мережі й номера вузла. Номер мережі може бути обраний адміністратором довільно, або призначений за рекомендацією спеціального підрозділу Internet (Internet Network Information Center, InterNIC), якщо мережа повинна працювати як складова частина Internet. Звичайно постачальники послуг Internet одержують діапазони адрес у підрозділів InterNIC, а потім розподіляють їх між своїми абонентами. Номер вузла в протоколі IP призначається незалежно від локальної адреси вузла. Маршрутизатор по визначенню входить відразу в кілька мереж. Тому кожен порт маршрутизатора має власну IP-адресу. Кінцевий вузол також може входити в кілька IP-мереж. У цьому випадку комп’ютер повинен мати кілька IP-адрес, по числу мережевих зв’язків. Таким чином, IP-адреса характеризує не окремий комп’ютер або маршрутизатор, а одне мережеве з'єднання.

IP-адреса має довжину 4 байти й звичайно записується у вигляді чотирьох чисел, що представляють значення кожного байта в десятковій формі й розділених точками, наприклад, 128.10.2.30 — традиційна десяткова форма представлення адреси, а 10 000 000 1 010 10 11 110 — двійкова форма представлення цієї ж адреси.

Адреса складається із двох логічних частин — номера мережі й номери вузла в мережі. Яка частина адреси відноситься до номера мережі, а яка — до номера вузла, визначається значеннями перших біт адреси. Значення цих біт є також ознаками того, до якого класу відноситься та або інша IP-адреса.

Якщо адреса починається з 0, то мережу відносять до класу, А и номер мережі займає один байт, інші 3 байти інтерпретуються як номер вузла в мережі. Мережі класу, А мають номери в діапазоні від 1 до 126. (Номер 0 не використовується, а номер 127 зарезервований для спеціальних цілей, про що буде сказано нижче.) Мереж класу, А небагато, зате кількість вузлів у них може досягати 224, тобто 16 777 216 вузлів.

Якщо перші два біти адреси є 10, то мережа відноситься до класу В. У мережах класу В під номер мережі й під номер вузла виділяється по 16 біт, тобто по 2 байти. Таким чином, мережа класу В є мережею середніх розмірів з максимальним числом вузлів 216, що становить 65 536 вузлів.

Якщо адреса починається з послідовності 110, то це мережа класу С. У цьому випадку під номер мережі приділяється 24 битка, а під номер вузла — 8 біт. Мережі цього класу найпоширеніші, число вузлів у них обмежено 28, тобто 256 вузлами.

Якщо адреса починається з послідовності 1110, то вона є адресою класу D і позначає особливу, групову адресу — multicast. Якщо в пакеті як адреса призначення зазначена адреса класу D, то такий пакет повинні отримати всі вузли, яким привласнена дана адреса.

Якщо адреса починається з послідовності 11 110, то це значить, що дана адреса відноситься до класу Е. Адреси цього класу зарезервовані для майбутніх застосувань.

У протоколі IP існує кілька угод про особливу інтерпретацію IP-адрес.

Якщо вся IP-адреса складається тільки із двійкових нулів, то вона позначає адресу того вузла, що згенерував цей пакет; цей режим використовується тільки в деяких повідомленнях ICMP.

Якщо в полі номера мережі стоять тільки нулі, то за замовчуванням вважається, що вузол призначення належить тій же самій мережі, що й вузол, що відправив пакет.

Якщо всі двійкові розряди IP-адреси рівні 1, то пакет з такою адресою призначення повинен розсилатися всім вузлам, що перебувають у тій же мережі, що й джерело цього пакета. Таке розсилання називається обмеженим широкомовним повідомленням (limited broadcast).

Якщо в поле номера вузла призначення стоять тільки одиниці, то пакет, що має таку адреса, розсилається всім вузлам мережі із заданим номером мережі. Наприклад, пакет з адресою 192.190.21.255 доставляється всім вузлам мережі 192.190.21.0. Таке розсилання називається широкомовним повідомленням (broadcast).

При адресації необхідно враховувати ті обмеження, які вносяться особливим призначенням деяких IP-адрес. Так, ні номер мережі, ні номер вузла не може складатися тільки з одних двійкових одиниць або тільки з одних двійкових нулів. Звідси треба, що максимальна кількість вузлів, наведена в таблиці для мереж кожного класу, на практиці повинна бути зменшена на 2. Наприклад, у мережах класу С під номер вузла відводиться 8 біт, які дозволяють задавати 256 номерів: від 0 до 255. Однак на практиці максимальне число вузлів у мережі класу С не може перевищувати 254, тому що адреси 0 й 255 мають спеціальне призначення. Із цих же міркувань слідує, що кінцевий вузол не може мати адресу типу 98.255.255.255, оскільки номер вузла в цій адресі класу, А складається з одних двійкових одиниць.

Особливий смисл має IP-адреса, перший октет якої дорівнює 127. Вона використовується для тестування програм і взаємодії процесів у межах одної машини. Коли програма посилає дані по IP-адресі 127.0.0.1, то утвориться як би «петля». Дані не передаються по мережі, а повертаються модулям верхнього рівня як тільки що прийняті. Тому в IP-мережі забороняється привласнювати машинам IP-адреси, що починаються з 127. Ця адреса має назву loopback. Можна віднести адресу 127.0.0.0 до внутрішньої мережі модуля маршрутизації вузла, а адресу 127.0.0.1 — до адреси цього модуля на внутрішній мережі. Насправді будь-яка адреса мережі 127.0.0.0 служить для позначення свого модуля маршрутизації, а не тільки 127.0.0.1, наприклад 127.0.0.3.

Призначення IP-адрес вузлам мережі навіть при не дуже великому розмірі мережі може представляти для адміністратора стомлюючу процедуру. Протокол Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) звільняє адміністратора від цих проблем, автоматизуючи процес призначення IP-адрес.

DHCP може підтримувати спосіб автоматичного динамічного розподілу адрес, а також більш прості способи ручного й автоматичного статичного призначення адрес. Протокол DHCP працює відповідно до моделі клієнт-сервер. Під час старту системи комп’ютер, що є DHCP-клієнтом, посилає в мережу широкомовний запит на одержання IP-адреси. DHCP-cepвер відгукується й посилає повідомлення-відповідь, що містить IP-адресу. Припускається, що DHCP-клієнт й DHCP-сервер знаходяться в одній IP-мережі.

При динамічному розподілі адрес DHCP-сервер видає адресу клієнту на обмежений час, який називається часом оренди (lease duration), що дає можливість згодом повторно використати цю IP-адресу для призначення іншому комп’ютеру. Основна перевага DHCP — автоматизація рутинної роботи адміністратора по конфігуруванню стека TCP/IP на кожному комп’ютері. Іноді динамічний розподіл адрес дозволяє будувати IP-мережу, кількість вузлів у якій перевищує кількість наявних у розпорядженні адміністратора IP-адрес.

У ручній процедурі призначення статичних адрес активну участь приймає адміністратор, що надає DHCP-серверу інформацію про відповідність IP-адрес фізичним адресам або іншим ідентифікаторам клієнтів. DHCP-сервер, користуючись цією інформацією, завжди видає певному клієнту призначену адміністратором адресу.

При автоматичному статичному способі DHCP-сервер присвоює IP-адресу з пулу наявних IP-адрес без втручання оператора. Границі пулу призначуваних адрес задає адміністратор при конфігуруванні DHCP-сервера. Адреса дається клієнту з пула в постійне користування, тобто з необмеженим строком оренди. Між ідентифікатором клієнта і його IP-адресою як і раніше при ручному призначенні, існує постійна відповідність. Вона встановлюється в момент першого призначення DHCP-сервером IP-адреси клієнту. При всіх наступних запитах сервер повертає ту ж саму IP-адресу.

DHCP забезпечує надійний і простий спосіб конфігурації мережі TCP/IP, гарантуючи відсутність дублювання адрес за рахунок централізованого управління їхнім розподілом. Адміністратор управляє процесом призначення адрес за допомогою параметра «тривалість оренди», що визначає, як довго комп’ютер може використовувати призначену IP-адресу, перед тим як знову запросити її від DHCP-сервера в оренду.

Прикладом роботи протоколу DHCP може служити ситуація, коли комп’ютер, що є DHCP-клієнтом, видаляється з підмережі. При цьому призначена йому IP-адреса автоматично звільняється. Коли комп’ютер підключається до іншої підмережі, то йому автоматично призначається нова адреса. Ні користувач, ні мережевий адміністратор не втручаються в цей процес. Ця властивість дуже важлива для мобільних користувачів.

DHCP-сервер може призначити клієнту не тільки IP-адресу клієнта, але й інші параметри стека TCP/IP, необхідні для його ефективної роботи, наприклад, маску, IP-адресу маршрутизатора за замовчуванням, IP-адресу сервера DNS, доменне ім'я комп’ютера й т.п.

У даному випадку необхідно забезпечити можливість динамічного привласнювання ІР адрес для 400 локальних машин та не менше ніж для 200 портативних пристроїв. Отже загальна кількість машин, що потребують динамічної ІР адреси рівна 600. Так як у поданій мережі буде використано VLAN, необхідність у багатьох під мережах зникає. Отже, буде створено одну під мережу з можливістю підключення не менш ніж 600 машин. Для визначення кількості біт виділених під хост, треба підставити значення найближче до потрібного.

2n = 210 = 1024

Після того, як було визначено скільки біт потрібно для хостової частини, можна зробити висновок щодо вибору класу. Крім IP — адреси потрібно також визначити клас маски підмережі.

Маска підмережі - двійкове число, яке містить одиниці у тих розрядах, які відносяться до розширеного мережевого префікса. Маска підмережі дозволяє поділити ІР-адресу на дві частини: номер підмережі та номер пристрою у цій підмережі.

Біти у масці підмережі повинні бути усталені в одиницю, якщо система, яка перевіряє адресу, повинна розглядати відповідний біт у ІР-адресі як частину мережного префікса. Після визначення класу ІР-адреси, будь-який біт у номері пристрою, який має відповідний усталений біт у масці підмережі, використовується для ідентифікації номера підмережі. Частина номера пристрою, що залишилася, і якій відповідають нульові біти у масці підмережі, використовуються для задання номера пристрою.

У даному проекті буде використаний клас «А» з маскою /8. Діапазон класу

" А" [1−126]. У класі «А» може бути 126 мереж, а кількість вузлів — 16 777 214.

10.0.0.0 — 10.0.3.255 — перша адреса — адреса мережі, остання — широкомовна адреса. Всі останні адреси можна використовувати для підключення абонентів.

3.2 Моделювання комп’ютерної мережі в Packet Tracer

Packet Tracer — емулятор мережі передачі даних, що випускається фірмою Cisco Systems. Дозволяє робити працездатні моделі мережі, налаштовувати (командами Cisco IOS) маршрутизатори і комутатори, взаємодіяти між декількома користувачами (через Інтернет). Включає в себе серії маршрутизаторів Cisco 1800, 2600, 2800 і комутаторів 2950, 2960,3560. Крім того є сервери DHCP, HTTP, TFTP, FTP, робочі станції, різні модулі до комп’ютерів і маршрутизаторів, пристрої WiFi, різні кабелі.