Проектирование компьютерной сети. 3

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Российский государственный  профессионально-педагогический

университет»

филиал в г. Первоуральске

Курсовая работа

Проектирование  компьютерной сети

          Выполнил студент

группы: Пу 313 ДоКТ

Иванов В.В.

Проверил преподаватель:

Суслов А.А.

Первоуральск

2012

Содержание

Введение 4

1. Постановка задачи 8

Схема сети 11

2. Определение расположения серверных помещений и числа розеток сети 12

3. Разработка структуры сети 14

3.1 Размещение активного оборудования  ЛВС 15

3.2 Обоснования выбора предлагаемого  решения 15

Выбор и характеристики активного оборудования 15

4. Расчет кабельной системы 16

5. Списки доступа и закрепления за интерфейсами подсетей отдельных служб 18

6. Конфигурирование активного оборудования 19

7. Гостевая подсеть. ( Поточная аудитория) 22

8. Программная часть сети 22

8.1 Сервер 22

8.2 Таблица маршрутизации 27

8.3 Удаленное подключение 27

8.4 Файловые ресурсы 28

8.5 Структура хранилищ 29

9. Оборудование 36

10. Компьютерное моделирование функционирования сети 39

Заключение 40

Библиографический список 41

Введение

Основой информационной инфраструктуры современного предприятия является локальная вычислительная сеть (LAN). Скорость и качество функционирования компьютерной сети во многом определяют эффективность работы организации.

Так как локальная сеть предприятия обеспечивает работу и  взаимосвязь приложений, то сбои в  работе компьютерной сети оказывает  негативное действие на все службы и всех сотрудников, использующих информационную инфраструктуру. В самом худшем случае, при выходе из строя центрального оборудования локальной сети, возможен сбой деятельности всего предприятия - сотрудники не смогут отправлять электронные  сообщения, бухгалтерия не сможет работать с финансовыми документами и  т.д.

Поэтому при построении или  модернизации сетевой инфраструктуры предприятия необходим тщательный подход.

Основными задачами при построении сетевой инфраструктуры являются:

• Обеспечение обслуживания различного типа трафика. Сетевая инфраструктура современного предприятия должна гарантировать возможность функционирования интегрированных приложений, реализовать пересылку помимо обычных данных, передачу голоса и видео с требуемым качеством.

• Экономичность. Уменьшение стоимости внедрения и владения сетевой инфраструктурой. Обеспечение достаточной производительности. При этом следует учитывать, что значения пиковых нагрузок могут многократно превышать их нормальные повседневные значения. Также необходимо обеспечить необходимый запас производительности, оценив потенциальный рост потребностей предприятия.

• Масштабируемость решения. В связи с тем, что в современных условиях структура предприятия оперативно меняется, необходимо чтобы сетевая инфраструктура также быстро менялась без ущерба для бюджета и работы предприятия.

• Обеспечение высокой доступности. Необходимо, чтобы инфраструктура предприятия работала максимально непрерывно, а возможный отказ отдельных компонентов был либо незаметен, либо быстро устраним.

• Обеспечение информационной безопасности. Сетевая инфраструктура должна соответствовать существующим на предприятии политикам безопасности по разграничению доступа, защите от внутренних и внешних атак.

• Простота применения или управления. Решения, внедряемые в сетевую инфраструктуру, должны легко управляться, иметь возможность быстрого диагностирования и замены. Нужно избегать излишних административных расходов.

Помимо вышеперечисленных  задач, каждое предприятие при создании инфраструктуры может поставить  дополнительные в зависимости от особенностей своих бизнес процессов. Ведение современного бизнеса сложно представить без использования  сети Интернет, например, для представления  продукции, общения с партнерами, клиентами. Отсутствие доступа к  сети Интернет может нанести предприятию  почти такой же ущерб как отказ  локальной сети.

Целью курсового проектирования является углубление теоретических  знаний в области архитектуры  компьютерных сетей и приобретение практических навыков проектирования и моделирования локальных сетей  предприятий различного масштаба.

На первом этапе работы необходимо определить количество и  месторасположения активного и  пассивного сетевого оборудования, разработать  логическую структуру локальной  компьютерной сети, произвести, по необходимости, ее сегментацию, выполнить расчет кабельной  системы, произвести обоснованный выбор  коммуникационного оборудования, разработать  мероприятия по защите сети. На следующем  этапе необходимо проверить работоспособность  спроектированной сети путем моделирования  ее функционирования на компьютере. Процедура  моделирования включает создание топологии  сети в редакторе моделирующей программы (например, BOSON), конфигурацию оборудования с учетом технического задания и  проверку функционирования сети.

После коррекции по результатам  моделирования топологии и программы  конфигурации необходимо составить  и начертить схему соединений компонентов сети.

Выход в сеть Интернет разрешен только руководству организации, руководителю кадровой службы, работникам отдела снабжения  и сотрудникам каждой из служб  по особому списку.

При проектировании локальной  вычислительной сети необходимо решить следующие задачи:

Определить, на какое количество пользователей будет рассчитана сеть.

2. Для каких прикладных задач предназначена сеть.

3. Определить топологию сети и метод доступа для пользователей.

4. Выбрать подходящее активное и пассивное аппаратное обеспечение: тип коммутаторов, маршрутизаторов, распределительных шкафов, тип и количество кабеля и т.д.

5. Разработать схему электрических соединений компонентов компьютерной сети и рассчитать длины кабелей, входящих в ее состав.

6. Произвести конфигурирование оборудования, при котором обеспечивается надежное и безопасное функционирование сети в соответствии с поставленными требованиями.

7. Выполнить моделирование спроектированной сети.

При выполнении данного курсового  проекта данные задачи были по возможности  реализованы.

1. Постановка задачи

В данном курсовом проекте  необходимо спроектировать компьютерную сеть для учреждения. В таблицах 1.1 и 1.2 приведены требования к проектируемой  сети согласно варианту задания.

Таблица 1.1 – Параметры  проектируемой сети

Таблица 1.2 – Вариант чертежа  здания

Схема сети (см. Приложение 3)

1. Этаж:

• 1 комната – 8 компьютеров

• 2 комната – 8 компьютеров

Распределение IP адресов (см. Приложение 1)

2. Этаж:

• Поточная аудитория – 6 компьютеров
• 14 комната – серверная комната.
• 15 комната – 5 компьютеров.
• 25 комната – 8 компьютеров.
• 21 комната – 8 компьютеров.

Распределение IP адресов (см. Приложение 2)

Сеть будет построена  по топологии - звезда, по распространенной в наше время технологии Ethernet.

Рабочие станции должны подключаться к ЛВС по технологии IEEE 802.3 10/100Base T, серверное оборудование по технологии Gigabit Ethernet IEEE 802.3 1000Base T. Рекомендуется  использовать активное оборудование Cisco. Максимальное время электропитания от накопителей ИБП – 20 мин. Проектом должно быть предусмотрено выделение специальных помещений для организации рабочего места администратора сети и размещения активного оборудования ЛВС.

 Преимущества топологии  "звезда":

• Недорогой кабель и быстрая установка.
• Легкое объединение рабочих групп.
• Простое расширение сети.
• Использования коммутатора или моста улучшает производительность "поперек" сети.
• Неисправность одного узла не приводит к остановке работы всей сети.
• Кабельная система обеспечивает подачу сигнала на контрольные лампы концентратора, что позволяет легко проводить диагностику и определять неисправные узлы.
• легко подключить новый ПК;
• имеется возможность централизованного управления;
• сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

В центре каждой "звезды" - концентратор или коммутатор, который  непосредственно соединен с каждым отдельным узлом сети через тонкий гибкий кабель UTP, часто называемый "витой парой". Кабель соединяет  сетевой адаптер с ПК, с одной  стороны, с концентратором или коммутатором - с другой. Устанавливать сеть с  топологией "звезда" просто и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным  количеством портов самого концентратора. Однако имеется ограничение по числу  узлов: сеть может иметь максимум 1024 узла. Рабочая группа, созданная  по схеме "звезда", может функционировать  независимо или может быть связана  с другими рабочими группами.

Схема сети

Рис.1 Схема сети.

2. Определение расположения серверных помещений и числа розеток сети

Согласно плану на оба  этажа приходиться 7 рабочих помещений, предназначенных для размещения пользователей. Данные по площади этих помещений сведены в таблицу 2.1. В соответствии с положениями СНиП 2.09.0487, для здания офисного назначения предполагаем установку по одному блоку розеток преимущественно на каждые 5 квадратных метров рабочей площади. В одном блоке располагаются: 1 телекоммуникационная и 3 три электрических розетки.

Таблица 2.1 – Сведения о  помещениях для установки блоков розеток проектируемой СКС

Рабочие площади на каждом этаже, предназначенные для размещения рабочих мест пользователей, в соответствии с данными табл. 2.1 составляет 534 м² . В таблице 2.2 приведено расположение технических помещений проектируемой системы.

Таблица 2.2 – Технические  помещения проектируемой системы 

3. Разработка  структуры сети

Логическая структура  компьютерной сети представляет собой  схему, на которой изображены все  рабочие станции (РС) сети, узлы коммутации и распределения информации, а  также все логические каналы связи, по которым осуществляется обмен  информацией между компонентами сети.

При проектировании логической структуры компьютерной сети была использована иерархическая  звездная топология. В данном случае кабели от каждой из телекоммуникационных розеток заканчиваются на телекоммуникационном распределительном пункте – серверная комната. Серверную комнату предполагается расположить на втором этаже, в которой будет находиться коммутатор здания, маршрутизатор, используемый для доступа в Интернет.

В соответствии с  техническим заданием при проектировании будут использоваться следующие  технологии:

100-мегабитный Ethernet (IEEE 802.3 100Base-T). Данная технология будет использоваться для соединения абонентов ЛВС, находящихся в одном здании. В качестве среды передачи информации будет использоваться неэкранированная витая пара 5 категории.

Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab 1000Base T). Данную технологию будем использовать для соединения сервера с ЛВС вместо технологии Gigabit Ethernet IEEE 802.3 1000Base X. Спецификация IEEE 802.3ab была предложена в 1999 году для того, чтобы обеспечить передачу данных со скоростью 1000 Мбит/сек по кабелю UTP 5 категории и при этом увеличить максимальную длину сегмента сети до 100 м.

Для организации  горизонтальной и вертикальной кабельной  системы лучше всего использовать неэкранированную витую пару 5 категории, так как она удобна для прокладки  в помещениях, позволяет, передавать данные со скоростью 100 Мбит/сек. Экранированная витая пара более дорогая.

3.1 Размещение активного оборудования  ЛВС

В учреждении было решено установить коммутатор в комнате 14, по рациональным соображениям. При расширении сети к данному оборудованию можно будет подключать абонентов других комнат.

Сервер подключен к  коммутатору в комнате 14 через гигабитные интерфейсы

3.2 Обоснования выбора предлагаемого  решения

Выбор и характеристики активного оборудования

В соответствии с ТЗ рекомендовано  установить активное оборудование компании Cisco. Оборудование данной компании выигрывает по качествe сравнивая к примеру с D-Link (низкая производительность и функциональность). Cisco уже давно на рынке сетевых технологий и продукции компании пользуется спросом.

Требования к выбору Коммутаторов 3 уровня:

Должно быть несколько  двухрежимных порта (10/100/1000 Мбит/сек  или SFP) для коммутатора, который обеспечивает подключение между собой и подключения серверного оборудования.

• Количество портов более 48.
• Количество портов больше, чем компьютеров.
• Коммутатор должен быть предназначен для установки в стойку.
• Коммутатор должен быть управляемым.

В соответствии с данными  требованиями были выбраны следующие  коммутаторы:

Cisco Catalyst WS-C4503E-S6L-48V+

Преимущества:

Коммутаторы Cisco Catalyst 4500 E серии  предлагают выбор из 4 видов шасси  и 7 видов процессорных модулей. Архитектура  шасси позволяет увеличить количество портов до 388. Шасси Cisco Catalyst WS-C4507R-E и WS-C4510R-E предлагают высокую доступность  благодаря поддержке 1+1 резервных процессорных модулей с двойной отказоустойчивостью и полным программным образом в Service Software Upgrades (ISSUs). Использование одинаковых линейных карт в легко развертываемых коммутаторах Catalyst 4000 серии и классических моделях Catalyst 4500 Series, делает коммутаторы Cisco Catalyst 4500-E серии идеальными для корпоративного использования и развертывания сетей в филиалах офисов.

Коммутаторы Cisco Catalyst 4500 серии  предлагают большой выбор медных гигабитных интерфейсов, обеспечивая  совместимость с Gigabit Ethernet для настольных компьютеров и серверов. Линейные карты для коммутаторов Cisco Catalyst 4500 серии включают в себя модули 10/100/1000BASE-T с 24 и 48 портами, есть версии с поддержкой PoE и без нее. Эти  модули сохраняют инвестиции и позволяют  перейти с Fast Ethernet на Gigabit Ethernet без  замены линейных карт.

4. Расчет кабельной системы

Для прокладки горизонтальных и магистральных кабелей подсистемы внутренних магистралей проектируемой  СКС будем использовать следующие  разновидности каналов:

• закрытые металлические лотки за фальшпотолком, предназначенные для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы в коридорах;
• декоративные кабельные короба (в связи с отсутствием каналов в стенах и в полу рабочих помещений пользователей), изготовленные из негорючего пластика и используемые для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы и силовых кабелей питания;
• закладные трубки типа гильз диаметром в свету 32 мм, через которые производится ввод за фальшпотолок рабочих помещений пользователей горизонтальных кабелей, снимаемых с лотка в коридоре (кондуиты);
• вертикальные трубчатые элементы типа рукавов диаметром в свету 80 мм, расположенные вдоль правой стены технического помещения на расстоянии примерно 80 см от его задней стены и выполняющие функции каналов стояка и используемые для прокладки по ним кабелей подсистемы внутренней магистрали.

Ход процесса расчета расхода  приведенных выше элементов и  их аксессуаров приведен ниже. Для расчета необходимого количества кабеля воспользуемся известным из теории методом:

1. Средняя длина (L_cp) кабельных трасс вычисляется по формуле:

где:

 м

 м

Исходя из этого:

 м

2. Формула нахождения  общей длины кабельных трасс L имеет вид:

где:

 – количество розеток на этаже.

Т.о. получим:

Так как кабель для  прокладки предоставляется в  бухтах, содержащих по 305 метров кабеля в каждой, то нам потребуется 8 бухт кабеля или 2440 метров кабеля.

5. Списки доступа и закрепления за интерфейсами подсетей отдельных служб

Списки доступа представляют собой набор директив, которые  определяют то, как пакеты:

• Поступают на входной интерфейс маршрутизатора;
• Доставляются внутри маршрутизатора;
• Пересылаются далее через выходной интерфейс маршрутизатора.

Списки доступа формируются  исходя из:

• Количества пользователей, которым необходим доступ в Интернет;
• Количества внешних серверов предприятия;

6. Конфигурирование активного оборудования

В этом разделе приводятся тексты конфигурации маршрутизатора, которая обеспечивает функционирование данного устройства в соответствии с описанными выше требованиями к  сети.

Коммуникационные устройства фирмы Cisco оснащаются сетевой операционной системой Cisco (IOS), ниже приведено пошаговое  описание процесса программирования маршрутизатора в терминах данной ОС:

1. Настройка подсети:

Остальные подинтерфейсы  конфигурируются аналогичным образом.

2. Настройка интерфейса, подключенного к внешнему серверу:

3. Описание списков доступа  имеющих доступ в Интернет:

7. Гостевая подсеть. ( Поточная аудитория)

Эту задачу я  предпочел решить с помощью D-Link DIR-320 (Высокоскоростной беспроводной 4-х  портовый маршрутизатор 802.11g до 54 Мбит/с, с USB 2.0 принт-сервером)

Для защиты беспроводной сети  мы ограничим  мощность точки  доступа, чем существенно сократим радиус её действия. Но и в этом случае создавать незащищённых сетей не следует. PIN для нашей сети мы разместим  в том же помещении, периодически  будем его менять.

Нужно выделить для наших гостей отдельную подсеть  и  предоставить им DHCP, что бы они  не вводили IP вручную.

8. Программная часть сети

8.1 Сервер

Windows Server 2003

Для работоспособности  сети понадобятся следующие серверы:

• Файловый сервер (File Server).

Файловый сервер предоставляет доступ к файлам и  управляет им. Если планируется использовать дисковое пространство данного компьютера для хранения, управления и общего доступа к данным в виде файлов и доступных в сети приложений, то данный компьютер следует настроить  как файловый сервер.

После того как  задана роль файлового сервера, появляется возможность выполнять следующие  действия.

Для контроля и  ограничения дискового пространства, доступного отдельным пользователям, на томах, форматированных в файловой системе NTFS, используются дисковые квоты. Также можно задать, что необходимо регистрировать в журнале — превышение пользователем заданного дискового пространства или превышение пользователем указанного порога предупреждения (то есть отметки, при прохождении которой пользователь приближается к заданному для него или нее пределу использования дискового пространства).

Для быстрого и  безопасного поиска данных, как локально, так и в сети, используется служба индексирования.

Производить поиск  в файлах различных форматов и  на разных языках либо при помощи команды  Найти в меню Пуск, либо при помощи страниц HTML, отображаемых обозревателем.

•  Сервер печати (Print Server).

Сервер печати предоставляет доступ к принтерам  и управляет им. Если планируется  управлять принтерами дистанционно, управлять ими с помощью WMI или  печатать с сервера либо клиентского  компьютера на сервере печати с помощью URL, следует настроить соответствующий  компьютер как сервер печати.

После того как  задана роль сервера печати, появляется возможность выполнять следующие  действия.

Использовать  обозреватель для управления принтерами. Можно приостанавливать, возобновлять и удалять задания на печать, а  также просматривать состояние  принтера и заданий на печать.

Использовать  новый монитор стандартного порта, что позволяет упростить установку  в сети большинства принтеров, поддерживающих TCP/IP.

Использовать  созданный корпорацией Майкрософт инструментарий управления Windows (WMI), являющийся интерфейсом управления API, что позволяет  отслеживать и контролировать все  компоненты системы, как локальные, так и удаленные. Служба доступа  к принтерам WMI позволяет управлять  серверами печати, устройствами печати и прочими связанными с печатью  объектами из командной строки. Служба доступа к принтерам WMI допускает  использование сценариев Visual Basic (VB) для администрирования принтеров. Дополнительные сведения см. в разделе Командная строка инструментария управления Windows (WMIC).

Печать с клиентов Windows XP; на серверах печати под управлением Windows Server 2003 с помощью адреса URL.

Подключаться  к общим принтерам сети путем  установки их одним щелчком через  Интернет. Имеется возможность установки  драйверов с веб-узла.

• WEB сервер. Application Server IIS, ASP.NET (Сервер приложений IIS, ASP.NET).