Корпоративная сетевая инфраструктура - Дипломная работа

То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, ее можно отнести к локальной, распределенной, городской или глобальной сети. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы , коммутаторы , точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Среда имеет звездообразную топологию, в центре которой находится коммутатор 2-го уровня Catalyst 3750, осуществляющий взаимодействие между корпусными центральными узлами. Также к активному оборудованию ЛВС можно отнести устройства защиты, которые защищают оборудование от высокого напряжения, возникающего в сети в результате разрядов молний и прочих перебоев с электроснабжением. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам .В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизированных компьютерных платформ. В настоящее время широко используются компьютерные платформы различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и СУПЕРЭВМ. Компьютеры подключаются к сети с помощью сетевой карты. Ко второму слою относится коммуникационное оборудование, которое играет не менее важную роль, чем компьютеры.Active Directory позволяет администраторам использовать групповые политики для обеспечения единообразия настройки пользовательской рабочей среды, развертывать программное обеспечение на множестве компьютеров через групповые политики или посредством System Center Configuration Manager (ранее Microsoft Systems Management Server), устанавливать обновления операционной системы, прикладного и серверного программного обеспечения на всех компьютерах в сети, используя Службу обновления Windows Server . Один объект класса схемы определяет один тип объекта Active Directory (например, объект «Пользователь»), а один объект атрибута схемы определяет атрибут, который объект может иметь. Однако каждый объект схемы является частью определений объектов Active Directory, поэтому отключение или изменение этих объектов могут иметь серьезные последствия, так как в результате этих действий будет изменена структура Active Directory. 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 серверы различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени. DHCP - это сетевой протокол , позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP .В специальной части дипломного проекта было проанализировано назначение комплекса и функциональные возможности его отдельных частей.

Компьютерная сеть , покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт).Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры).Несмотря на такие расстояния, подобные сети все равно относят к локальным.

Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, ее можно отнести к локальной, распределенной, городской или глобальной сети. Управляет сетью или ее сегментом сетевой администратор . В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведется документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара ), оптические проводники (оптические кабели ) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через Ethernet , беспроводные через Wi-Fi , Bluetooth , GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет ) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi . Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay , Token ring , которые на сегодняшний день встречаются все реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах.

Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы , коммутаторы , точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры.

Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

Сетевой администратор - человек, ответственный за работу локальной сети или ее части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределенного круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI - физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда (общая шина), кольцо и дерево. Однако из этого не следует, что компьютеры, связанные в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

1. Назначение корпоративной сетевой инфраструктуры

Реализация проекта корпоративной сетевой инфраструктуры проводится с 2000 г. в рамках научно-технической программы Минобразования РФ "Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования".

Основой для выбора технических решений являлся предварительно разработанный профиль сетевой инфраструктуры, призванный обеспечить достижение результатов, отвечающих следующим критериям: масштабируемость, мультисервисность, управляемость, информационная безопасность и защита инвестиций.

В соответствии с профилем построенная инфраструктура представляет из себя полностью коммутируемую среду на базе технологий E/FE/GE и протоколов стека TCP/IP. Среда имеет звездообразную топологию, в центре которой находится коммутатор 2-го уровня Catalyst 3750, осуществляющий взаимодействие между корпусными центральными узлами. На данный момент он соединен 5-ю оптическими (1000 BASE LX, 1000BASE SX) магистралями с корпусными коммутаторами. В качестве последних используются коммутаторы Catalyst 2960. При этом каждому подразделению выделено необходимое количество портов FE 100Мб/сек. Общее число портов на уровне доступа сейчас составляет порядка 1500, в дальнейшем это количество планируется увеличить.

Доступ к внешней сети Internet для обеспечения функционируемости сервисов Информационное пространство предприятия обеспечивается с помощью аппаратно-программного комплекса «Континент» а также файерволом TSP P410.

Одним из перспективных сервисов корпоративной инфраструктуры являются услуги IP-телефонии. Практическая проверка технических решений будет проводится на комплексе, включающем в себя технологические решения: компании AVAYA и Cisco.

(Cisco 3750,2960) установлены в разных корпусах института и объединены в отдельную ЛВС. Практика эксплуатации комплекса показала хорошее качество его работы, как при внутренних, так и внешних соединениях.

Ресурсы сетевой инфраструктуры позволяют эффективно обеспечивать качественную передачу информации от основных информационных сервисов.

Перспективы развития.

Среди основных задач следующих этапов можно выделить: 1. Прокладка новых внутрикорпусных каналов связи и достижение полной сетевой связности всех подразделений.

2. Организация новых этажных точек присутствия Развертывания технологий Spanning tree.

3. В дальнейшем планируется развитие системы контроля сетевой активности и учета входящего и исходящего трафика по каждому порту. На основе задаваемых правил учета система позволит получить достаточно полную картину, как временного распределения трафика, так и его суммарных оценок.

4. Применение на портах доступа аксесс листов для повышений сетевой безопасности.

2. Описание схемы электрической структурной организации ЛВС (3 корпус 1 этаж)

Коммутационный шкаф у 412 комнаты является узловой точкой на данной схеме. В нем находятся медиаконвертеры, на них поступает оптический сигнал, которые они преобразовывают в электрический сигнал. От медиаконвертеров сигнал идет по патч кордам на коммутаторы. От коммутационного шкафа 412 комнаты патч корды расходятся по остальным комнатам на 6 этажей, в каждую комнату. На каждом этаже находится по два шкафа. Коммутационное оборудование устанавливается в шкафах и комнатах, в которых работают пользователи.

Подключения находящиеся в комнатах в последствии будут перенесены в коммутационные шкафы. И данная схема всегда находится в процессе изменения и усовершенствования. сборка монтаж сетевой межкорпусный

3. Активное оборудование ЛВС

Ни одна локально вычислительная сеть не может работать без активного оборудования. Активное оборудование ЛВС включает в себя большое количество различных устройств, предназначенных для определенных задач и целей.

Активное оборудование ЛВС включает в себя серверы синхронного доступа, универсальные маршрутизаторы, асинхронные сервера, коммутаторы, встраиваемые устройства доступа, абонентские устройства, мосты, модемы и т.д. Серверы являются своеобразным мозгом всей системы, который отвечает за все, что происходит в пределах сети. Также к активному оборудованию ЛВС можно отнести устройства защиты, которые защищают оборудование от высокого напряжения, возникающего в сети в результате разрядов молний и прочих перебоев с электроснабжением. Модули SFP используются при передаче данных по оптоволоконным сетям. DSL модемы применяются при передаче данных по одной или двум симметричным витым парам. Активное оборудование ЛВС производится многими мировыми фирмами, соответственно цены колеблются в зависимости от марки производителя. Как бы то ни было активное оборудование ЛВС это целая система различных приборов, которые обеспечивают работу всей сети.

Но все же главными компонентами активного оборудования ЛВС являются коммутаторы и медиаконвертеры. Подробнее о них будет сказано ниже.

3.1 Коммутаторы

Сетевой коммутатор - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети . В отличие от концентратора , который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик (на МАС адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF) всем узлам сети. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам . Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы .

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти ), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

Существует три способа коммутации. Каждый из них - это комбинация таких параметров, как время ожидания и надежность передачи.

1. С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.

2. Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нем нет метода обнаружения ошибок.

3. Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (кадры размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные по технологии cut-through).

Задержка, связанная с «принятием коммутатором решения», добавляется к времени, которое требуется кадру для входа на порт коммутатора и выхода с него, и вместе с ним определяет общую задержку коммутатора.

3.2 Медиаконвертеры

Медиаконвертер - это устройство, преобразующее среду распространения сигнала из одного типа в другой. Чаще всего средой распространения сигнала являются медные провода и оптические кабели. Под средой распространения сигнала может пониматься любая среда передачи данных, однако в современной терминологии медиаконвертер работает как связующее звено только между двумя средами - оптическим и медным кабелями.

Традиционно, применительно к сетевым технологиям, медиаконвертеры осуществляют свою работу на 1-м уровне Модели OSI . В этом случае невозможно преобразование скорости передачи данных между 2-мя средами, а также невозможна другая интеллектуальная обработка данных. В этом случае медиаконвертеры также могут называть трансиверами . С развитием технологий медиаконвертеры снабдили дополнительными интеллектуальными возможностями, чтобы обеспечить стыковку старых устройств с более новыми.

Медиаконвертеры стали работать на 2-м уровне модели OSI и получили возможность преобразовывать не только среду, а также и скорость передачи данных, обладать другими сервисными функциями, как оповещение об обрыве линии связи на противоположной стороне, контроль за потоком передачи данных, другими техническими возможностями.

Ethernet медиаконвертеры традиционно делятся на простые (1-й уровень модели OSI), которые подчиняются правилу 5-4-3 и на коммутирующие (2-й уровень модели OSI), на которые не действуют ограничения по количеству медиаконвертеров на участке сети, соединяющей ее сегменты. У таких медиаконвертеров в описании указывается 10/100TX для Fast Ethernet, либо 10/100/1000T для Gigabit Ethernet, что означает их возможность преобразовывать не только среду передачи, а также и скорость, что характерно для коммутирующих устройств.

4. Пассивное оборудование ЛВС

Большое значение при построении надежных структурированных кабельных систем имеет пассивное оборудование. Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например - кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара (UTP/STP) ), вилка/розетка (RG58 , RJ45 , RJ11 , GG45 ), повторитель (репитер) , патч-панель , концентратор (хаб) для коаксиальных кабелей (RG-58) и т.д. Также, к пассивному оборудованию можно отнести монтажные шкафы и стойки , телекоммуникационные шкафы. Монтажные шкафы разделяют на: типовые, специализированные и антивандальные . По типу монтажа: настенные и напольные и другие.

Витая пара - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников , скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов . Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара - один из компонентов современных структурированных кабельных систем . Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet ,Arcnet и Token ring . В настоящее время, благодаря своей дешевизне и легкости в монтаже, является самым распространенным решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей .

Подробнее о пассивном оборудовании ЛВС будет сказано ниже.

4.1 Патч-панели

Коммутационная панель (патч-панель) - одна из составных частей структурированной кабельной системы (СКС ). Представляет собой панель со множеством соединительных разъемов, расположенных на лицевой стороне панели. На тыльной стороне панели находятся контакты, предназначенные для фиксированного соединения с кабелями , и соединенные с разъемами электрически. Коммутационная панель относится к пассивному сетевому оборудованию.

Коммутационные панели могут быть фиксированными или наборными. Если в первом случае, все разъемы выполняются однотипными, то в другом случае можно реализовать гибридную коммутационную панель, содержащую разъемы разных типов, в том числе медные типа RJ45 разной категорийности, волоконнооптические разъемы различных типов, коаксиальные (например, типа BNC ) и другие. Типы устанавливаемых видов разъемов зависят от вида решаемых задач.

Наиболее распространенным видом данного вида устройств, в современных технологиях СКС, является 24-х портовая фиксированная коммутационная панель с неэкранированными разъемами RJ45 категории 5 или 6. С тыльной стороны панели располагаются так называемые IDC-разъемы (англ. Insulator Displacement Connector, разъем со смещением изоляции).

Существует два типовых способа использования коммутационных панелей.

В первом случае, коммутационная панель используется как точка коммутации между портами активного сетевого оборудования (АСО) и портами рабочих мест, через кабель горизонтальной подсистемы СКС. Коммутация осуществляется коммутационными шнурами от панели до портов АСО.

Во втором случае, так называемое двойное представление порта, коммутационные панели используются попарно, одна из панелей представляет порты АСО, а вторая - порты рабочих мест. Коммутация осуществляется коммутационными шнурами между панелями.

Вместе с коммутационной панелью целесообразно использовать кабельные органайзеры, для упорядочивания подходящих и отходящих к устройству кабелей.

4.2 Монтажные шкафы

Защищенный телекоммуникационный шкаф - служит для размещения и защиты оборудования (серверов , маршрутизаторов , коммутаторов , модемов, телефонных станций, элементов оптических кроссовых систем) в местах общего доступа - коридорах, чердаках, лестничных клетках подъездов, подвалах - где возможно хищение, повреждение или подмена оборудования посторонними лицами.

Монтажные шкафы имеют цельносварную либо сборную конструкцию. Шкафы выполняются из листовой стали толщиной от 1.8 мм до 3 мм. В основном используется сталь, толщиной 2 мм.

Напольный защищенный телекоммуникационный шкаф с сейфовой дверью.

Размеры шкафов: ширина - не менее 482,6 мм (19 дюймов ), глубина - выбирается из ряда 400 мм, 600 мм, 800 мм и зависит от глубины размещаемого оборудования, высота соответствует количеству юнитов шкафа.

Монтажные шкафы имеют как правило одну или две двери. Конструкция дверей может быть с ребрами жесткости, либо сейфового типа. Все шкафы имеют внутреннее расположение петель на дверях, для уменьшения риска спиливания. Замки , устанавливаемые на антивандальные шкафы, имеют повышенную надежность и улучшенный секрет. Иногда ставятся распорные замки.

Корпус монтажного шкафа может содержать перфорацию или «жабры», которые обеспечивает вентиляцию установленного оборудования, но при этом исключает прямой доступ в полость шкафа и попадание инородных предметов.

Шкафы снабжены кабельными вводами с резиновыми сальниками и одной или двумя парами 19" профилей, которые могут устанавливаться на различной глубине в шкафу.

В шкаф монтируется оборудование в специально предназначенных для этого корпусах (так называемом «Rackmount» исполнении). Такие корпуса имеют ширину 17,75 дюйма (45,085 см), высоту кратную целому числу юнитов и места для крепления стандартизованного расположения.

Монтажные шкафы имеют настенное (навесное) и напольное исполнение.

§ Настенные шкафы оснащаются специальными отверстиями либо креплениями, для монтажа на отвесные поверхности.

§ Напольные шкафы комплектуются регулируемыми ножками, для дополнительной устойчивости на неровных поверхностях.

4.3 Источники бесперебойного питания (ИБП)

Источник бесперебойного питания - источник вторичного электропитания , автоматическое устройство, назначение которого - обеспечить подключенное к нему электрооборудование бесперебойным снабжением электрической энергией в пределах нормы.

ГОСТ 13109-97 определяет следующие нормы в электропитающей сети: напряжение 220 В ± 10 %; частота 50 Гц ± 1 Гц; коэффициент нелинейных искажений формы напряжения менее 8 % (длительно) и менее 12 % (кратковременно).

Неполадками в питающей сети считаются: § авария сетевого напряжения (напряжение в питающей сети полностью пропало);

§ высоковольтные импульсные помехи (резкое увеличение напряжения до 6 КВ продолжительностью от 10 до 100 мс);

§ долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения;

§ высокочастотный шум (высокочастотные помехи, передаваемые по электросети);

§ побег частоты (отклонение частоты более чем на 3 Гц).

Массовое использование ИБП связано с обеспечением бесперебойной работы компьютеров , позволяющее подключенному к ИБП оборудованию при пропадании электрического тока или при выходе его параметров за допустимые нормы, некоторое непродолжительное (как правило - до одного часа) время продолжить работу. Кроме компьютеров, ИБП обеспечивают питанием и другую электрическую нагрузку, критичную к наличию питания с нормальными параметрами электропитающей сети, например схемы управления отопительными котлами . ИБП способен корректировать параметры (напряжение , частоту ) выходной сети. Может совмещаться с различными видами генераторов электроэнергии (например, дизель-генератором ).

Важными показателями, обуславливающими выбор схемы построения ИБП, являются время переключения нагрузки на питание от аккумуляторных батарей и время работы от аккумуляторной батареи.

Ноутбукам и прочим устройствам, имеющим встроенную аккумуляторную батарею , ИБП не нужен - аккумулятор со встроенными схемами переключения сам является таковым.

5. Основные программные компоненты ЛВС

Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью, состоящей из слоев: 1. компьютеры или компьютерные платформы;

2. коммуникационное оборудование;

3. операционные системы;

В рамках данного дипломного проекта была рассмотрена корпоративная сетевая инфраструктура.

В специальной части дипломного проекта было проанализировано назначение комплекса и функциональные возможности его отдельных частей. Описана область его возможного применения на предприятии ОАО “Российские космические системы”. В расчетной части был произведен расчет мощности потребляемой оборудованием центрального коммутационного узла, расчет ИБП для центрального коммутационного узла (максимальная поддержка оборудования при отключенной электроэнергии) и расчет необходимой пропускной способности оптических межкорпусных каналов

В технологической части дипломного проекта была описана краткая характеристика ЛВС, выбор типа производства, составление технологического маршрута сборки и монтажа ЛВС, выбор оборудования, приспособления, инструментов и вспомогательных материалов и описание операций технологического процесса.

В экономической части дипломного проекта было описано технико-экономическое обоснование ЛВС также был произведен расчет экономичности, была произведена технико-экономическая характеристика ЛВС, расчет полной себестоимости сборки и монтажа ЛВС, стоимость материальных затрат, трудоемкость и заработная плата, накладные расходы, калькуляция себестоимости, а также анализ структуры себестоимости.

В экспериментальной части произведен удачный эксперимент по настройке коммутатора.

1. Н. Малых. Локальные сети.

2. Н. Олифер, В. Олифер. Базовые технологии локальных сетей.

3. Кабельные системы Ethernet.

4. Бэрри Нанс. Компьютерные сети.

5. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы»

Размещено на .ur