Проектирование офисных сетей в среде Cisco Packet Tracer

Содержание

Использованные  протоколы…..……………….…..…………..2

1. Выбор топологии и протокола маршрутизации ..….….……..6
2. Выбор сетевых устройств .………………………….….………7
3. Элементы безопасности, закладываемые в проект….……....10
4. Конфигурирование схемы …..……………….………………..11
5. Логическая схема ………………………………………………26
6. Физическая схема ………………………………………….…..28

Заключение ……………………………………………….…....29

Список использованной литературы ……….………………..29 

 

Основные использованные протоколы

10BASE-T — физический интерфейс Ethernet, позволяющий компьютерам связываться при помощи кабеля типа «витая пара» (twisted pair). Название 10BASE-T происходит от некоторых свойств физической основы (кабеля). «10» ссылается на скорость передачи данных в 10 Мбит/с. Слово «BASE» — сокращение от «baseband» signalling (метод передачи данных без модуляции). Это значит, что только один Ethernet-сигнал может находиться на линии в конкретный момент времени. Другими словами, не используется мультиплексирование (multiplexing), как в широкополосных каналах. Буква «T» происходит от слова «twisted pair» (витая пара), обозначая используемый тип кабеля.

10BASE-T использует разъёмы  типа 8P8C, обжатые согласно таблицам T568A или T568B, определённым в стандарте TIA/EIA-568-B. Используются только вторая и третья пара (оранжевая и зелёная). Если тип обжима на обоих концах сегмента одинаков, то такой сегмент подходит для передачи данных между концентратором (hub)/коммутатором(switch) и узлом сети (компьютером, например). Такой кабель обычно называют пачкордом (patch-cord, patch cable). Если тип обжима на разных концах кабеля противоположный, такой кабель подходит для передачи данных между двумя узлами (компьютерами), или двумя шинами/коммутаторами. Такой кабель обычно называют кроссовером (crossover cable)

10BASE-T стал первым независимым от производителя стандартом реализации Ethernet с использованием витой пары. Однако, на самом деле это была эволюционная переработка стандарта StarLAN фирмы AT&T, который имел версии со скоростями 1 Мбит/с и 10 Мбит/с. 10BASE-T — это фактически StarLAN-10.

В стеке протоколов OSI, 10BASE-T находится на физическом уровне. Ethernet выполняет адресацию на уровне канала данных и некоторое число функций физического уровня. В этом стеке, 10BASE-T — один из возможных стандартов физического уровня для реализации Ethernet — другими вариантами являются 10BASE2, 10BASE5, и 100BASE-TX. Протоколам сетевого уровня, таким как IP (Internet Protocol), в основном не обязательно знать, используют они именно 10BASE-T или нет, достаточно знать то, что они используют Ethernet. 

DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла) — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к т. н. серверу DHCP, и получает от него нужные параметры. Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве крупных (и не очень) сетей TCP/IP.

DHCP является расширением  протокола BOOTP, использовавшегося ранее для обеспечения бездисковых рабочих станций IP-адресами при их загрузке. DHCP сохраняет обратную совместимость с BOOTP.

Протокол DHCP предоставляет  три способа распределения IP-адресов:

• Ручное распределение. При этом способе сетевой администратор сопоставляет аппаратному адресу (обычно MAC-адресу) каждого клиентского компьютера определённый IP-адрес. Фактически, данный способ распределения адресов отличается от ручной настройки каждого компьютера лишь тем, что сведения об адресах хранятся централизованно (на сервере DHCP), и потому их проще изменять при необходимости.
• Автоматическое распределение. При данном способе каждому компьютеру на постоянное использование выделяется произвольный свободный IP-адрес из определённого администратором диапазона.
• Динамическое распределение. Этот способ аналогичен автоматическому распределению, за исключением того, что адрес выдаётся компьютеру не на постоянное пользование, а на определённый срок. Это называется арендой адреса. По истечении срока аренды IP-адрес вновь считается свободным, и клиент обязан запросить новый (он, впрочем, может оказаться тем же самым).

Некоторые реализации службы DHCP способны автоматически обновлять  записи DNS, соответствующие клиентским компьютерам, при выделении им новых адресов. Это производится при помощи протокола обновления DNS, описанного в RFC 2136.

Опции DHCP

Помимо IP-адреса, DHCP также  может сообщать клиенту дополнительные параметры, необходимые для нормальной работы в сети. Эти параметры называются опциями DHCP. Список стандартных опций можно найти в RFC 2132.

Некоторыми из наиболее часто используемых опций являются:

• IP-адрес маршрутизатора по умолчанию;
• маска подсети;
• адреса серверов DNS;
• имя домена DNS.

Некоторые поставщики программного обеспечения могут  определять собственные, дополнительные опции DHCP.

 

 

DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) - компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

Распределённая  база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.

Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения - другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на сервера различных организаций (людей), отвечающих только за "свою" часть доменного имени.

Ключевые характеристики DNS

DNS обладает следующими  характеристиками:

• Распределённость хранения информации. Каждый узел сети в обязательном порядке должен хранить только те данные, которые входят в его зону ответственности и (возможно) адреса корневых DNS-серверов.
• Кэширование информации. Узел может хранить некоторое количество данных не из своей зоны ответственности для уменьшения нагрузки на сеть.
• Иерархическая структура, в которой все узлы объединены в дерево, и каждый узел может или самостоятельно определять работу нижестоящих узлов, или делегировать (передавать) их другим узлам.
• Резервирование. За хранение и обслуживание своих узлов (зон) отвечают (обычно) несколько серверов, разделённые как физически, так и логически, что обеспечивает сохранность данных и продолжение работы даже в случае сбоя одного из узлов.

DNS важна для работы Интернета, ибо для соединения с узлом необходима информация о его IP-адресе, а для людей проще запоминать буквенные (обычно осмысленные) адреса, чем последовательность цифр IP-адреса. В некоторых случаях это позволяет использовать виртуальные серверы, например, HTTP-серверы, различая их по имени запроса. Первоначально преобразование между доменными и IP-адресами производилось с использованием специального текстового файла HOSTS, который составлялся централизованно и обновлялся на каждой из машин сети вручную. С ростом Сети возникла необходимость в эффективном, автоматизированном механизме, которым и стала DNS.

DNS была разработана  Полом Мокапетрисом в 1983 году; оригинальное описание механизмов работы описано в RFC 882 и RFC 883. В 1987 публикация RFC 1034 и RFC 1035 изменили спецификацию DNS и отменили RFC 882 и RFC 883 как устаревшие. Некоторые новые RFC дополнили и расширили возможности базовых протоколов.

Network Time Protocol (NTP) — сетевой протокол для синхронизации внутренних часов компьютера с использованием сетей с переменной латентностью.

NTP использует для  своей работы протокол UDP. Система NTP чрезвычайно устойчива к изменениям латентности среды передачи.

NTP использует алгоритм Марзулло (предложен Кейтом Марзулло из Университета Калифорнии, Сан-Диего), включая такую особенность, как учёт времени передачи. В версии 4 способен достигать точности 10 мс (1/100 с) при работе через Интернет, и до 0.2 мс (1/5000 с) и лучше внутри локальных сетей.

NTP — один из старейших используемых протоколов. NTP разработан Дэвидом Л. Миллсом из университета Дэлавера и в настоящее время продолжает совершенствование. Текущая версия — NTP 4.

NTP использует иерархическую  систему «часовых уровней». Уровень  1 синхронизован с высокоточными часами, например, с системой GPS, ГЛОНАСС (Единая Государственная шкала времени РФ) или атомным эталоном времени. Уровень 2 синхронизируется с одной из машин уровня 1, и так далее.

Время представляется в системе NTP 64-битным числом (8 байт), состоящим из 32-битного счётчика секунд и 32-битного счётчика долей секунды, позволяя передавать время в диапазоне 2³² секунд, с теоретической точностью 2^-32 секунды. Поскольку шкала времени в NTP повторяется каждые 2³² секунды (136 лет), получатель должен хотя бы примерно знать текущее время (с точностью 50 лет).

Наиболее широкое  применение протокол NTP находит для  реализации серверов точного времени. Для достижения максимальной точности предпочтительна постоянная работа программного обеспечения NTP в режиме системной службы (демона).

Более простая реализация этого алгоритма известна как SNTP — простой синхронизирующий сетевой протокол. Используется во встраиваемых системах и устройствах, не требующих высокой точности, а также в пользовательских программах точного времени.

Frame Relay является потомком протокола X.25. В отличие от последнего, по сути, обеспечивает механизмы для коррекции ошибок, что не поддерживается X.25.

Стоит также отметить, Frame Relay является частью уровня 2 ISO / OSI модели, и в частности использует DLCI для определения пути между источником и точкой назначения. Каждый DLCI имеет лишь местное значение (т.е. только на устройстве, которое непосредственно подключено). Связи устанавливаются между источником и точкой назначения и могут быть статическими и динамическими.  
 

 

Выбор топологии  и протокола маршрутизации

В полученном задании  не указано, какую топологию следует использовать. Исходя из того что расстояние между офисами 20 км и используется технология Frame Relay, я полагаю что соединение «звездой» будет самым оптимальным. Стоимость линий в данной ситуации затрудняет дублирование связей для повышения надёжности, причём она, по сути, и не требуется в этой небольшой сети.

Для обеспечения  достаточной безопасности я решила использовать статическую маршрутизацию - она затруднит прохождение пакетов из других сетей (которые без согласования с администратором подключены с сети). Довольно простые топология и логическая схема делают настройку статической маршрутизации на всех сетевых устройствах нашей сети совсем несложной. При этом обеспечивается высокая скорость маршрутизации. 
Выбор сетевых устройств

Маршрутизаторы Cisco 2621XM вполне подходят по скорости передачи данных, надёжности и стоимости.

Описание: маршрутизатор Cisco 2621XM
Производитель	Cisco
Модель	2621XM
Основные  характеристики
WAN	Тип линии связи: ATM, ISDN BRI, ISDN PRI, PSTN   Скорость передачи данных (макс.): 64 кбит/сек.   Кол-во каналов: 60   Кол-во портов: 4   Компрессия выделенной линии:  - 2B1Q  - DPSK   Протоколы передачи данных:  - IP  - RTP   Встроенные службы:  - брандмауэр
LAN	Тип сети: ATM, Ethernet, Fast Ethernet   Кол-во базовых портов: 2 (макс. 2)   Скорость передачи по базовым портам:  - 100 Мбит/сек.   MDI: 1 автоматически переключающийся порт   Работа в стеке: подключаем. в стек   Поддерживаемые стандарты:  - IEEE 802.1D (Transparent Bridging)  - IEEE 802.1H (Translation Bridging)  - IEEE 802.1p (Prioritizing)  - IEEE 802.1Q (VLAN)  - IEEE 802.3 (Ethernet)  - IEEE 802.3ac (VLAN Tagging)  - IEEE 802.3ad (Link Aggregation)  - IEEE 802.3i  - IEEE 802.3u (Fast Ethernet)  - IEEE 802.3x (Flow Control)  - IEEE 802.6
Процессор	Motorola PowerQUICC MPC860 •  50 МГц   0 x Texas Instruments TMS320C6201 • 1600 МГц   возможна установка до 10 процессоров
Мультимедиа	Поддерживаемые  кодеки:  - G.711  - G.723  - G.726  - G.728  - G.729  - G.729A  - G.729B   Тип передаваемых данных: голос. (речь)   Поддерживаемые стандарты:  - H.225  - H.245  - H.323 v2
Дополнительные  характеристики
Опциональные  модули расширения	интерфейсный модуль • DS3 ATM Network Module • ATM • занимает 1 слот • предоставляет 1 порт (NM-1A-T3) • макс. возможно 1 модуль   • E3 ATM Network Module • ATM • занимает 1 слот • предоставляет 1 порт (NM-1A-E3) • макс. возможно 1 модуль   • Asynchronous Network Module • WAN • занимает 1 слот • предоставляет 16 портов (NM-16A) • макс. возможно 1 модуль   • ISDN-BRI Network Module • ISDN BRI • занимает 1 слот • предоставляет 4 порта (NM-4B-S/T) • макс. возможно 1 модуль   • Channelized T1/ISDN-PRI Network Module • ISDN PRI • занимает 1 слот • предоставляет 1 порт (NM-1CT1) • макс. возможно 1 модуль   • Channelized T1/ISDN-PRI Network Module • ISDN PRI • занимает 1 слот • предоставляет 2 порта (NM-2CT1=) • макс. возможно 1 модуль   • E1 ATM Network Module with IMA • ATM • занимает 1 слот • предоставляет 4 порта (NM-4E1-IMA) • макс. возможно 1 модуль   • Analog Modem Network Module • PSTN • занимает 1 слот • предоставляет 16 портов (NM-16AM) • макс. возможно 1 модуль   voice / fax module • Two-port Voice Interface Card • E&M • занимает 1 слот • предоставляет 2 порта (VIC-2E/M) • макс. возможно 2 модуля   • Two-port Voice Interface Card • FXS • занимает 1 слот • предоставляет 2 порта (VIC-2FXS) • макс. возможно 2 модуля   • Two-port Voice Interface Card • FXO • занимает 1 слот • предоставляет 2 порта (VIC-2FXO=) • макс. возможно 2 модуля
Устройство  хранения	DRAM 32 МБ (макс. 128 МБ)   флэш 16 МБ (макс. 48 МБ)
Интерфейсы	2 x Ethernet 10/100BaseT •  RJ-45 • (автоопределяемый дуплекс  режим)   4 x ISDN BRI U • RJ-48 • (опциональный модуль)   8 x ISDN BRI S/T • RJ-48   ATM OC-3 • SC   2 x ISDN PRI E1 • RJ-48   2 x ISDN PRI T1 • RJ-48   2 x последовательный RS-232C • RJ-45 • (управление)
Программное обеспечение	- Cisco IOS 12.0T • операционная  система • флэш-карточка   - Cisco Voice Manager • сеть / коммуникации • флэш-карточка   - Cisco View • системные утилиты • флэш-карточка
Кабели	кабель (шнур) электропитания   2 x сетевой кабель   2 x последовательный кабель
Технические характеристики
Электропитание	внутренний блок питания   - 100 / 240 В (перемен. ток)   - 72 Вт
Размеры, вес	45.4 x 4.3 x 30 см, 4 кг

 

Коммутатор Cisco 2950 имеет достаточное количество портов и скорость передачи.

24 port, 10/100 Catalyst Switch    Управляемый коммутатор серии Cisco Catalyst 2950.   Особенности:  фиксированная конфигурация с интерфейсами Fast Ethernet и Gigabit Ethernet  Основные функции: Программное обеспечение Cisco Cluster Management (CCM) поставляется с коммутатором бесплатно и обеспечивает широкие возможности для управления и легкость внедрения и конфигурации сети. Коммутаторы обеспечивают одновременную работу всех портов на скорости канала, т.е. является неблокируемым Управление многоадресным (multicast) трафиком с помощью протокола IGMP Snooping. Функциональность для обеспечения масштабируемости и высокой доступности. Поддержка резервного источника питания Cisco Redundant Power System 300 (RPS 300) Поддержка дополнительных функций по фильтрации трафика на уровнях L3 и L4 с помощью стандартных и расширенных листов доступа, а также ряд дополнительных функций по обеспечению QoS в программном обеспечении Enhanced Image (EI) Общие характеристики Cisco Catalyst 2950-24 Возможность установки в стойку есть Тип устройства коммутатор (switch) Память Cisco Catalyst 2950-24 Объем флеш-памяти16 Мб. Объем оперативной памяти32 Мб Дополнительно Cisco Catalyst 2950-24 Поддержка стандартов Auto MDI/MDIX, IEEE 802.1p (Priority tags), IEEE 802.1q (VLAN), IEEE 802.1d (Spanning Tree), IEEE 802.1s (Multiple Spanning Tree) LAN Cisco Catalyst 2950-24 Поддержка работы в стеке есть Размер таблицы MAC адресов8192Внутренняя пропускная способность13.6 Гбит/сек, Базовые порты24 x Ethernet 10/100 Мбит/сек Коммутаторы серии Cisco Catalyst 2950 являются идеальным решением для небольших и средних сетей

 

Элементы безопасности

Как было сказано выше, для повышения безопасности в проекте сети используется статическая маршрутизация. Так же удаленное управление маршрутизаторами предполагается с использованием протокола SSH. Он позволяет исключить доступ злоумышленника к настройке сети. К сожалению, коммутаторы Cisco 2950 не поддерживают шифрование паролей удалённого управления, но всё же протокол Telnet должным образом ограждает организацию работы офисов от несанкционированной перенастройки. Это достигается путем ограничения доступа к линиям управления всеми сетевыми устройствами списками доступа. Запустить сеанс удалённого управления возможно только со специального адреса – администратора сети.

Беспроводной доступ также не лишён безопасности. Использование  алгоритма шифрования WPA-PSK надёжно предотвращает самовольное подключение к нашей сети сторонних устройств.

Технология трансляции адресов NAT практически исключает доступ  к рабочим станциям офисов извне, а так же позволяет обеспечить доступ множества компьютеров к сети интернет под одним (или несколькими) сетевыми адресами.

Адреса общих ресурсов и адреса управления:

DNS 19.20.10.12

NTP 150.150.20.1

Syslog 152.15.20.2

WEB 100.100.100.1

Router1 200.200.200.18(21, 5)

Router2 200.200.200.6(26, 9)

Rourer3 200.200.200.10(22, 13)

Router4 200.200.200.17(25, 14)

Switch1 180.10.12.2

Switch2 134.10.0.35

Printer2 134.10.0.36 

Конфигурирование  схемы

Офис 1

Router1:

!

version 12.2

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname Router1

!

enable password cisco

!

username alena password 0 cisco

!

ip domain-name NCTI

ip name-server 0.0.0.0

!

interface FastEthernet0/0

no ip address

duplex auto

speed auto

!

interface FastEthernet0/0.1

encapsulation dot1Q 1 native

ip address 192.168.4.1 255.255.255.224

ip nat inside

!

interface FastEthernet0/0.2

encapsulation dot1Q 2

ip address 192.168.4.33 255.255.255.224

ip access-group 2 out

ip nat inside

!

interface FastEthernet0/0.3

encapsulation dot1Q 3

ip address 192.168.4.65 255.255.255.224

ip access-group 3 out

ip nat inside

!

interface FastEthernet0/0.4

encapsulation dot1Q 4

ip address 192.168.4.97 255.255.255.224

ip access-group 4 out

ip nat inside

!

interface FastEthernet0/0.5

encapsulation dot1Q 5

ip address 192.168.4.129 255.255.255.224

ip nat inside

!

interface FastEthernet0/1

no ip address

duplex auto

speed auto

shutdown

!

interface Serial0/0

no ip address

encapsulation frame-relay ietf

!

interface Serial0/0.1 multipoint

ip address 200.200.200.18 255.255.255.252

frame-relay interface-dlci 402

ip nat outside

!

interface Serial0/0.2 multipoint

ip address 200.200.200.21 255.255.255.252

frame-relay interface-dlci 501

ip nat outside

!

interface Serial0/0.3 multipoint

ip address 200.200.200.5 255.255.255.252

frame-relay interface-dlci 101

ip nat outside

!

router rip

!

ip nat pool office1 180.10.12.1 180.10.12.1 netmask 255.255.255.244

ip nat inside source list 10 pool office1 overload

ip nat inside source static 192.168.4.2 180.10.12.2

ip nat inside source static 192.168.4.130 100.100.100.1

ip classless

ip route 19.20.0.0 255.255.0.0 200.200.200.17

ip route 150.150.0.0 255.255.0.0 200.200.200.17

ip route 200.200.200.28 255.255.255.252 200.200.200.17

ip route 134.10.0.32 255.255.255.248 200.200.200.6

ip route 140.10.0.8 255.255.255.252 200.200.200.22

ip route 100.100.100.0 255.255.255.252 200.200.200.17

ip route 180.10.12.0 255.255.255.252 200.200.200.17

!

access-list 2 deny 192.168.4.0 0.0.0.31

access-list 2 deny 192.168.4.64 0.0.0.31

access-list 2 deny 192.168.4.96 0.0.0.31

access-list 2 permit any

access-list 3 deny 192.168.4.0 0.0.0.31

access-list 3 deny 192.168.4.32 0.0.0.31

access-list 3 deny 192.168.4.96 0.0.0.31

access-list 3 permit any

access-list 4 deny 192.168.4.0 0.0.0.31

access-list 4 deny 192.168.4.32 0.0.0.31

access-list 4 deny 192.168.4.64 0.0.0.31

access-list 4 permit any

access-list 10 permit 192.168.4.32 0.0.0.31

access-list 10 permit 192.168.4.64 0.0.0.31

access-list 10 permit 192.168.4.96 0.0.0.31

access-list 1 permit 200.200.200.28 0.0.0.3

!

ip dhcp pool r2

network 192.168.4.32 255.255.255.224

default-router 192.168.4.33

dns-server 19.20.10.12

ip dhcp pool r3

network 192.168.4.64 255.255.255.224

default-router 192.168.4.65

dns-server 19.20.10.12

ip dhcp pool r4

network 192.168.4.96 255.255.255.224

default-router 192.168.4.97

dns-server 19.20.10.12

!

logging 152.15.20.2

line con 0

password cisco

login

line vty 0 4

access-class 1 in

password cisco

login

transport input ssh

!

end 

Switch1:

!

version 12.1

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname Switch1

!

enable password cisco

!

interface FastEthernet0/1

switchport trunk allowed vlan 1-5

switchport mode trunk

!

interface FastEthernet0/2

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/3

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/4

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/5

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/6

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/7

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/8

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/9

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/10

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/11

switchport access vlan 2

!

interface FastEthernet0/12

switchport access vlan 3

!

interface FastEthernet0/13

switchport access vlan 3

!

interface FastEthernet0/14

switchport access vlan 3

!

interface FastEthernet0/15

switchport access vlan 3

!

interface FastEthernet0/16

switchport access vlan 3

!

interface FastEthernet0/17

switchport access vlan 4

!

interface FastEthernet0/18

switchport access vlan 4

!

interface FastEthernet0/19

switchport access vlan 4

!

interface FastEthernet0/20

switchport access vlan 4

!

interface FastEthernet0/21

switchport access vlan 5

!

interface FastEthernet0/22

!

interface FastEthernet0/23

!

interface FastEthernet0/24

!

interface Vlan1

ip address 192.168.4.2 255.255.255.224

!

ip default-gateway 192.168.4.1

!

logging 152.15.20.2

!

access-list 1 permit 200.200.200.28 0.0.0.3

line con 0

password cisco

login

!

line vty 0 4

access-class 1 in

password cisco

login

transport input telnet

line vty 5 15

 login

!

end

 

 

Офис  2

Router2:

!

version 12.2

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname Router2

!

enable password cisco

!