Компьютерная сеть

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 

1 АНАЛИЗ ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ ЛВС

1.1 Общая информация об организации        

1.2 Тип сети           

1.3 Топология           

1.4 Архитектура           

1.5 Тип кабеля 

1.6 Плата адаптера

  - адаптер PCI 10/100/1000T  EP320GTX1

  - технические характеристики         

1.7 Концентраторы и коммутаторы 

  - концентраторы

  - коммутаторы       

1.8 Серверы 

  - файловый сервер

  - интернет-сервер          

1.9 Серверная операционная система 

  - файловый сервер

  - интернет-сервер

  - услуги Internet

1.10 Выход в глобальную  сеть

2 Защита информации

3 Стоимость

4 Ведомость рабочих  чертежей

5 Общий поэтажный вид  локальной сети

6 Таблица соединений  и подключений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сертификаты

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ      

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе рассматривается проблема построения локальной   сети  в школе, где работают и учатся более 600 человек. Имеются два компьютерных класса, рабочие места учителей и канцелярии.

Реализация предложенного  проекта позволит сократить бумажный документооборот для сотрудников школы,   сократить время на получение и обработку новой информации для проведения уроков педагогами.  Как следствие, образуются дополнительные временные ресурсы для разработки,  подготовки  и реализации новых учебных занятий,  как по информатике, так и по другим дисциплинам.  Педагогический состав школы, посредством локальной сети, сможет обмениваться учебными пособиями, а, например, секретарь учебной части – рассылать и собирать нужную информацию для работы делопроизводства. Пользуясь определенными программами можно вести электронные классные журналы, где ученики и их родители могут узнавать об успеваемости.

С внедрением   данного  проекта и подключением к глобальной сети Интернет, школа получает практически  неограниченные информационные возможности, оперативное получение   новостей, касающихся обучения и воспитания школьников.

Но объединение компьютеров  в локальную  сеть привносит и  новые трудности. Так как подразделение  ведет работу с закрытой информацией, доступ к которой посторонним лицам строго запрещен, то возникает проблема защиты информации в ЛВС.  

Локальная вычислительная сеть должна быть спроектирована таким  образом, чтобы обеспечить надлежащую степень защищенности данных. Надо помнить, что от этого не должно страдать удобство  пользователей и администраторов сети.

Локальная вычислительная сеть - представляет собой особый тип сети, объединяющий близко расположенные системы.

В настоящее время  достаточно трудно представить себе организацию, занимающуюся любым видом  деятельности, без локальной сети. В   век информационных технологий и научно-технического прогресса наиболее актуальны такие проблемы, как:

- скорость обмена информацией;

- дорогостоящее оборудование;

- совместное использование  внешних устройств;

- доступ к информации.

Эффективная обработка  информации - одна из наиболее распространенных функций, выполняемых ЛВС. Собственно информационные системы содержат автоматизированные базы данных - крупные массивы информации, хранящейся в особо упорядоченной или индексированной форме для облегчения поиска в них.

Применение информационно-вычислительных сетей может снять большинство  проблем, связанных с использованием больших объемов информации в  таких организациях. Передача данных и связь занимает особое место  среди перечисленных приложений сетей.

Одно из основных применений компьютерных сетей - выполнение сложных числовых расчетов. Специализация ЛВС на выполнение вычислительных операций может быть реализована либо аппаратно, либо программно. Однако существуют различные виды числовых расчетов: бухгалтеры и управляющие имеют дело с множеством цифр, но вычисления бухгалтера отличаются, например, от расчетов инженеров или проектировщиков. Поэтому расчеты делят на группы (или типы): научные, инженерные, статистические, финансовые и т. д.

Несмотря на существенные различия этих работ, информация, используемая в них, в рамках одной организации, находится, как правило, в единой (интегрированной) базе данных. Поэтому  объединение АРМ (автоматизированное рабочее место) всех специалистов в  ЛВС является наиболее целесообразным решением.

В управлении информационные системы используют для поддержки  принятия решений. По мере развития и усложнения структуры какой-либо организации затрудняется управление ее деятельностью. Как правило, системы поддержки принятия решений предоставляют руководителям и управленческому персоналу организации достоверную и оперативную информацию, необходимую для оценки ситуации и принятия правильных решений.

Применение локальных  сетей в аппарате управления производственно-хозяйственной, коммерческой и торговой деятельностью позволяет руководителям и управляющим оперативно получать сведения, используя электронную почту. Как правило, в конкретных локальных сетях выполняются комбинации перечисленных выше функций в зависимости от характера организации, в которой данная сеть развернута.

Целью курсовой работы является организация корпоративной компьютерной сети средней образовательной школы №2 города Костомукша.

Для решения поставленной цели в курсовой работе  решаются следующие задачи:

• выбор сетевой  архитектуры для компьютерной сети   метод доступа, топология, тип кабельной системы;
• выбор способа управления  сетью;
• конфигурация сетевого оборудования – количество серверов, концентраторов, сетевых принтеров;
• управление сетевыми ресурсами и пользователями сети;
• рассмотрение  вопросов  безопасности  сети;
• расчет затрат на создание сети предприятия;

1.  АНАЛИЗ ОБЩЕГО СОСТОЯНИЯ СЕТИ

1.1 Общая информация  об организации

СОШ №2 в своем составе  имеет три логически распределенных подразделения: ученический, учительский и административный. «Компьютерный парк» школы состоит на текущий момент из ~45 ПК, из которых локальной сетью связаны только 11 в одном компьютерном классе и 11 в другом компьютерном классе (рис.1). Предполагается, что в ближайшее время, компьютером (ноутбуком) будет обеспечен каждый преподаватель, а, следовательно, возникает вопрос, связанный с общей локальной сетью школы.

Рисунок 1 Сеть компьютерных классов

1.2 Тип сети

Существует два основных типа сети - одноранговая и сеть на основе сервера. Каждая из них имеет как преимущества, так и недостатки.

Одноранговой сетью  пользуются те, кто   хочет сначала  попробовать сеть «в деле» или  могут позволить только малые  затраты на построение и обслуживание сети. Сеть на основе сервера применяется там, где важен полный контроль над всеми рабочими местами. Это может быть и небольшая домашняя сеть, и объемная корпоративная система сетей, объединенных в одну общую.

Эти два разных типа сетей  имеют общие корни и принципы функционирования, что в случае необходимой модернизации позволяет перейти от более простого варианта - одноранговой сети, к более сложному  - сети на основе сервера.

Одноранговая сеть

Одноранговую сеть построить очень  просто. Самая главная характеристика такой сети - все входящие в ее состав компьютеры работают сами по себе, то есть ими никто не управляет.

Фактически одноранговая сеть выглядит как некоторое количество компьютеров, объединенных с помощью одного из типов связи. Именно отсутствие управляющего компьютера - сервера - делает ее построение дешевым и достаточно эффективным. Однако сами компьютеры, входящие в одноранговую сеть, должны быть достаточно мощными, чтобы справляться со всеми основными и дополнительными задачами (административными, защитой от вирусов и т. д.).

Любой компьютер в такой сети можно назвать как рабочим, так  и сервером, поскольку нет какого-либо конкретного выделенного компьютера, который осуществлял бы административный или другой контроль. За компьютером  такой сети следит сам пользователь (или пользователи), который работает на нем. В этом кроется главный недостаток одноранговой сети - ее пользователь должен не просто уметь работать на компьютере, но и иметь представление об администрировании. Кроме того, ему приходится самому справляться с внештатными ситуациями, возникающими при работе компьютера, и защищать его от разнообразных неприятностей, начиная с вирусов и заканчивая возможными программными и аппаратными неполадками.

Как и полагается, в одноранговой сети используются общие ресурсы, файлы, принтеры, модемы и т. п. Однако из-за отсутствия управляющего компьютера каждый пользователь разделяемого ресурса должен самостоятельно устанавливать правила и методы его использования.

Для работы с одноранговыми сетями можно использовать любую операционную систему. Поддержка одноранговой сети реализована в Microsoft Windows, начиная с Windows 95, поэтому никакого дополнительного программного обеспечения не требуется.

Одноранговая сеть обычно применяется, когда в сеть нужно объединить несколько (как правило, до 10) компьютеров с помощью самой простой кабельной системы соединения и не нужно использовать строгую защиту данных. Большее количество компьютеров подключать не рекомендуется, так как отсутствие «контролирующих органов» рано или поздно приводит к возникновению различных проблем. Ведь из-за одного необразованного или ленивого пользователя под угрозу ставится защита и работа всей сети.

Если вы заинтересованы в более защищенной и контролируемой сети, то создавайте сеть, построенную  на основе сервера.

Сеть на основе сервера

Сеть на основе сервера – наиболее часто встречающийся тип сети, который используется как в полноценных домашних сетях и в офисах, так и на крупных предприятиях.

Как ясно из названия, данная сеть использует один или несколько серверов, осуществляющих контроль за всеми рабочими местами. Как правило, сервер характеризуется большой мощностью и быстродействием, необходимыми для выполнения поставленных задач, будь то работа с базой данных или обслуживание других запросов пользователей. Сервер оптимизирован для быстрой обработки запросов от пользователей, обладает специальными механизмами программной защиты и контроля. Достаточная мощность серверов позволяет снизить требование к мощности клиентской машины. За работой сети на основе сервера обычно следит специальный человек - системный администратор. Он отвечает за регулярное обновление антивирусных баз, устраняет возникшие неполадки, добавляет и контролирует общие ресурсы и т.п.

Количество рабочих  мест в такой сети может быть разным - от нескольких до сотен или тысяч компьютеров. С целью поддержки производительности сети на необходимом уровне при возрастании количества подключенных пользователей устанавливаются дополнительные серверы. Это позволяет оптимально распределить вычислительную мощь.

Не все серверы выполняют  одинаковую работу. Существуют специализированные серверы, которые позволяют автоматизировать или просто облегчить выполнение тех или иных задач.

Сеть на основе сервера  предоставляет широкий спектр услуг  и возможностей, которых трудно или невозможно добиться от одноранговой сети. Кроме того, одноранговая уступает такой сети в плане защищенности и администрирования. Имея выделенный сервер или серверы, легко обеспечить резервное копирование, что является первоочередной задачей, если в сети присутствует сервер базы данных.

1.3 Топология

Топология типа «звезда»

Концепция топологии  локальной вычислительной сети в  виде звезды пришла из области больших  ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел локальной вычислительной сети.

Пропускная способность локальной вычислительной сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных  не  возникает.

Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая  станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии локальной вычислительной сети.

При расширении локальных  вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра локальной вычислительной сети.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей  из всех топологий локальных вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Производительность локальной  вычислительной сети в первую очередь  зависит от мощности центрального файлового  сервера. Он может быть узким местом локальной вычислительной сети. В  случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей локальной вычислительной сети.

Центральный узел управления - файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся локальная вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Кольцевая топология  локальной вычислительной сети

При кольцевой топологии  локальной вычислительной сети рабочие  станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с  рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой.    Коммуникационная связь  замыкается  в  кольцо.

Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и  дорогостоящей, особенно если географически  рабочие станции расположены  далеко от кольца (например, в линию).

Сообщения циркулируют  регулярно по кругу. Рабочая станция  посылает по определенному конечному  адресу информацию, предварительно получив  из кольца запрос. Пересылка сообщений  является очень эффективной, так  как большинство сообщений можно отправлять  по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в локальную вычислительную сеть.

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся локальная вычислительная сеть парализуется. Неисправности  в  кабельных  соединениях  локализуются  легко.

Подключение новой рабочей  станции требует краткосрочного выключения локальной вычислительной сети, так как во время установки  кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения  на протяженность локальной вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Структура логической кольцевой  цепи локальной вычислительной сети

Специальной формой кольцевой  топологии является логическая кольцевая  локальная вычислительная сеть. Физически она монтируется как соединение «звездных» топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов (англ. Hub -концентратор), которые по-русски также иногда называют «хаб». В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой локальной вычислительной сети происходит так же, как и в обычной кольцевой локальной вычислительной сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла локальной вычислительной сети, так, что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей локальной вычислительной сети.

Шинная топология локальной  вычислительной сети

При шинной топологии  среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в локальной вычислительной сети.

Рабочие станции в  любое время, без прерывания работы всей локальной вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование локальной вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

В нашем случае, рациональнее всего использовать топологию типа «звезда».

1.4 Архитектура 

Сетевая архитектура - это сочетание топологии, метода доступа, стандартов, необходимых для создания работоспособной сети.

Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором разворачивается ЛВС. Кроме того, большое значение имеют  затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для фирмы, разброс цен здесь также достаточно велик.

Топология типа «звезда» представляет собой более производительную структуру, каждый компьютер, в том числе  и сервер, соединяется отдельным сегментом кабеля с центральным концентратором (HAB).

Основным преимуществом такой  сети является её устойчивость к сбоям, возникающим вследствие неполадок  на отдельных ПК или из-за повреждения  сетевого кабеля.

Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальных сетях являются так называемые методы доступа (access methods), регламентирующие порядок, в котором рабочая станция получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.

За аббревиатурой CSMA/CD  скрывается английское выражение «Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection» (коллективный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). С помощью данного метода все компьютеры получают равноправный доступ в сеть. Каждая рабочая станция перед началом передачи данных проверяет, свободен ли канал. По окончании передачи каждая рабочая станция проверяет, достиг ли адресата отправленный пакет данных.  Если ответ отрицательный, узел производит повторный цикл передачи/контроля приема данных и так до тех пор, пока не получит сообщение об успешном приеме информации адресатом.

Спецификацию Ethernet в конце семидесятых  годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.

В настоящее время технология, применяющая  кабель на основе витой пары (10Base - T), является наиболее популярной. Такой  кабель не вызывает трудностей при прокладке.

Сеть на основе витой  пары, в отличие от тонкого и  толстого коаксиала, строится по топологии  «звезда». Чтобы построить сеть по звездообразной топологии, требуется  большее количество кабеля (но цена витой пары не велика). Подобная схема имеет и неоценимое преимущество – высокую отказоустойчивость. Выход из строя одной или нескольких рабочих станций не приводит к отказу всей системы.  Правда если из строя выйдет хаб, его отказ затронет все подключенные через него устройства.

Еще одним преимуществом данного варианта является простота расширения сети, поскольку при использовании дополнительных хабов (до четырех последовательно) появляется возможность подключения большого количества рабочих станций (до 1024). При применении неэкранированной витой пары (UTP) длина сегмента между концентратором и рабочей  станцией не должна превышать 100 метров, чего в школе не наблюдается.

Преимущества структурированных  кабельных систем:

• единая кабельная система для передачи данных, голоса и видеосигнала;
• модульность и возможность изменения конфигурации и наращивания без замены всей существующей сети;
• длительный срок эксплуатации, оправдывающий капиталовложения;
• отсутствие зависимости от изменений технологий и поставщиков активного оборудования;
• минимальное количество обслуживающего и административного персонала;
• высокий уровень соотношения "цена-качество";
• снижение стоимости и времени установки систем, так как прокладка всей кабельной инфраструктуры может производиться одной, а не несколькими фирмами.

1.5 Тип кабеля

Коаксиальный кабель

Не так давно коаксиальный кабель был самым распространенным типом кабеля. Это объяснялось  двумя причинами. Во-первых, он был  относительно недорогим, легким, гибким и удобным в применении. А во-вторых, широкая популярность коаксиального кабеля привела к тому, что он стал безопасным и простым в установке.

Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы (core), изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической  оплетки и внешней оболочки. Если кабель, кроме металлической оплетки, имеет и слой фольги, он называется кабелем с двойной экранизацией. При наличии сильных помех можно воспользоваться кабелем с учетверенной экранизацией. Он состоит из двойного слоя фольги и двойного слоя металлической оплетки.

Некоторые типы кабелей  покрывает металлическая сетка - экран (shield). Он защищает передаваемые по кабелю данные, поглощая внешние  электромагнитные сигналы, называемые помехами или шумом. Таким образом, экран не позволяет помехам исказить данные.

Электрические сигналы, кодирующие данные, передаются по жиле. Жила – это один провод (сплошная) или пучок проводов. Сплошная жила изготавливается, как правило, из меди.

Жила окружена изоляционным слоем, который отделяет ее от металлической оплетки. Оплетка играет роль заземления и защищает жилу от электрических шумов (noise) и перекрестных помех (crosstalk). Перекрестные помехи – это электрические наводки, вызванные сигналами в соседних проводах.

Проводящая жила и металлическая  оплетка не должны соприкасаться, иначе  произойдет короткое замыкание, помехи проникнут в жилу, и данные разрушатся.

Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем - из резины, тефлона или пластика.

Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше, чем в витой паре. Затухание (attenuation) - это уменьшение величины сигнала при его перемещении по кабелю.

Как уже говорилось, плетеная защитная оболочка поглощает внешние  электромагнитные сигналы, не позволяя им влиять на передаваемые по жиле данные, поэтому коаксиальный кабель можно  использовать при передаче на большие  расстояния и в тех случаях, когда  высокоскоростная передача данных осуществляется на несложном оборудовании.

Витая пара

Самая простая витая  пара (twisted pair) - это два перевитых  вокруг друг друга изолированных  медных провода. Существует два типа тонкого кабеля: неэкранированная (unshielded) витая пара (UTP) и экранированная (shielded) витая пара (STP).

Несколько витых пар  часто помещают в одну защитную оболочку. Их количество в таком кабеле может  быть разным. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними парами и другими источниками, например, двигателями, реле и трансформаторами.

Неэкранированная витая  пара

Неэкранированная витая  пара (спецификация 10BaseT) широко используется в ЛВС, максимальная длина сегмента составляет 100 м (328 футов).

Неэкранированная витая  пара состоит из двух изолированных  медных проводов. Существует несколько  спецификаций, которые регулируют количество витков на единицу длины - в зависимости от назначения кабеля. В Северной Америке UTP повсеместно используется в телефонных сетях.

Неэкранированная витая пара определена в особом стандарте - Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standart. EIA/TIA 568 - на основе UTP - устанавливает стандарты для различных случаев, гарантируя единообразие продукции. Эти стандарты включают пять категорий UTP.

• Категория 1. Традиционный телефонный кабель, по которому можно передавать только речь, но не данные. Большинство телефонных кабелей, произведенных до 1983 года, относится к категории 1.
• Категория 2. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 4 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар.
• Категория 3. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар с девятью витками на метр.
• Категория 4. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 16 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар.
• Категория 5. Кабель, способный передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с. Состоит из четырех витых пар медного провода.

Большинство телефонных систем использует неэкранированную витую  пару. Это одна из причин ее широкой популярности. Причем во многих зданиях, при строительстве, UTP прокладывают не только для сегодняшних нужд телефонизации, но и, предусматривая запас кабеля, в расчете на будущие потребности. Если установленные во время строительства провода рассчитаны на передачу данных, их можно использовать и в компьютерной сети. Однако надо быть осторожным, так как обычный телефонный провод не имеет витков, и его электрические характеристики могут не соответствовать тем, какие требуются для надежной и безопасной передачи данных между компьютерами.

Одной из потенциальных  проблем для всех типов кабелей  являются перекрестные помехи. Вы, должно быть, помните, что перекрестные помехи - это электрические наводки, вызванные  сигналами в смежных проводах. Неэкранированная витая пара особенно страдает от перекрестных помех. Для уменьшения их влияния используют экран.