Организация работы с компьютером

Ограничение длины патч-кордов в структурированной кабельной системе.

Однако надо помнить, что вносимые потери у гибкого кабеля гораздо больше, чем у кабеля с одножильными проводниками. Поэтому кабель с проводниками, состоящими из многожильных проводников, можно использовать только для производства шнуров или перемычек, при этом длина шнуров ограничена. Например, длина шнуров в горизонтальном кроссе (HC) не может превышать 5-ти метров. На рабочем месте длина шнуров также ограничена 5-тью метрами за исключением использования многопользовательских розеток и уменьшения длины постоянной линии в горизонтальной подсистеме СКС - для расчета максимально допустимой длины патч-корда, подключаемого к многопользовательской розетке, необходимо использовать формулу, приведенную в ГОСТ Р 53246-2008.

Стандартные длины патч-кордов с вилками RJ-45.

Фабрично патч-корды с вилками RJ-45 изготавливаются несколькими стандартными длинами: 0.5, 1м, 1.5 м, 2м, 3м, 5м. Шнуры меньшей и большей длины распространены меньше и обычно производятся на заказ.

Изготовление патч-кордов нестандартной длины.

В процессе инсталляции или эксплуатации кабельной сети может возникнуть необходимость в кабеле нестандартной длины, например, при подключении достаточно далеко расположенного рабочего места или для осуществления коммутации в шкафу с укладкой кабелей по месту без запаса.

Патч-корд можно сделать самостоятельно, вручную оконцевав отрезок витопарного кабеля требуемой длины. При оконцевании гибкого или одножильного витопарного кабеля следует убедиться в том, что будут применяться вилки для соответствующего типа проводников - либо для многожильного проводника, либо для одножильного, либо универсальные. Так как контакты у вилок имеют ножи различной конструкции, обеспечивающие надежный контакт только с жилами своего типа. Как обжать витую пару будет показано в статье ниже.

Схемы распределения проводников в вилках RJ-45

Кабельными стандартами приняты две последовательности распределения жил в вилке RJ-45, в соответствии со стандартными схемами Т568A и Т568B, показанные на рисунке 1. Отличие между схемами распределения проводников в вилке по этим стандартам заключается только в различном расположении оранжевой и зеленой пары - проводники у этих пар меняются местами. Обе схемы распределения проводников в вилке Т568A и Т568B разработаны с таким расчетом, чтобы свести к минимуму перекрестные наводки между парами.

Прямые и перекрестные патч-корды

Патч-корды RJ-45 подразделятся на два типа по схемам распределения проводников в вилках с двух сторон. Первый тип патч-кордов - «прямые» или обычные стандартные коммутационные шнуры, которые повсеместно используются на объектах при коммутации. Они предназначены для соединения активного сетевого оборудования (коммутаторов) с пользовательскими терминалами (компьютерами). Оба конца вилок расшиваются одинаково по одной из выбранных схем -- либо только по схеме Т568A, либо только по схеме T568B.

Второй тип патч-кордов - перекрещенные шнуры. Они предназначены для соединения между собой напрямую двух компьютеров, например, Вы можете подключить дома два компьютера друг к другу и создать сеть из двух компьютеров, либо могут использоваться для соединения двух коммутаторов или устаревших на сегодняшний день концентраторов. Такой тип патч-кордов называется кроссовер (cross-over) или перекрестный патч-корд. С одной стороны он расшивается по схеме Т568А, а с другой стороны по другой схеме Т568В. Это связано с тем, что в порту сетевой карты компьютера, работающей по стандарту Ethernet (10 Мбит/с) или Fast Ethernet (100 Мбит/с) используются контакты 1 и 2 для передачи сигналов, а контакты 3 и 6 для приема пакетов данных. В порту коммутатора наоборот, контакты 1 и 2 обеспечивают прием, а 3 и 6 передачу данных. Естественно, что для осуществления связи, приемник одного устройства должен подключаться к передатчику другого устройства, поэтому устройства должны соединяться «перекрестным» (cross-over) патч-кордом, чтобы приемники были всегда подключены к передатчикам. Устройства, работающие по протоколу Gigabit Ethernet (1000Мбит/с) используют все четыре пары и одновременно в двух направлениях, поэтому могут быть соединены обычным «прямым» патч-кордом.

Процесс обжимки кабеля витой пары:

Надрезанную изоляцию снять, пары расплести и распределить их по цветам в соответствии с одной из выбранных схем, приведенных на рисунке 1.

Затем проводники выровнять, плотно сжать и с помощью ножа обжимного инструмента удалить излишек проводников, оставив расплетенным примерно 1 см.

На выровненные проводники надеть вилку таким образом, чтобы срезы проводников дошли до конца предназначенных для них ложбин, а оболочка кабеля должна обязательно выйти за фиксирующую защелку и так же дойти до упора.

Еще раз проверив очередность и правильность укладки проводников по цветам, поместить вилку в обжимку до упора и затем сжать ручки обжимного инструмента до защелкивания кабельного фиксатора вилки. При этом необходимо проконтролировать, чтобы лезвия, прижимающие ее ножи, не смещались мимо контактов, так как это может привести к перекосу корпуса вилки и дефектному соединению.

Извлечь обжатый конец кабеля из обжимного инструмента и еще раз визуально проконтролировать качество соединения: целостность конструкции, доводку жил, ножей и фиксатора.

Для изготовления полноценного патч-корда необходимо повторить процедуру со второй вилкой и установить ее на другом конце шнура.

В случае, когда специальных инструментов нет, а необходимость в патч-корде велика, при некоторой сноровке можно использовать подручные инструменты, такие как лезвие, бокорезы и плоскую отвертку. Это не слишком удобно, займет много времени и качество соединения оставит желать лучшего, поэтому такой патч-корд необходимо заменить при первой возможности!

Проверка правильности изготовления патч-кордов RJ-45 кабельным тестером.

С помощью простейшего кабельного тестера необходимо обязательно проверить правильность монтажа и целостность линий. Кабельный тестер состоит из двух частей - основной и удаленной, обозначенных соответственно Master и Remote. Соединить получившимся патч-кордом обе части прибора и включить главную. При этом на главной части должны поочередно загораться по одному из 9 светодиодов, каждый из которых соответствует отдельной жиле (последний соответствует экрану). При правильном соединении, светодиоды удаленной части должны гореть синхронно с главной. При этом загорание вразброс, пропуск одного из диодов или их совместное загорание соответствуют дефектам линии: перепутанные жилы, обрыв или короткое замыкание.

Патч-корды заводского изготовления

Надо помнить следующее правило - категория или класс канала кабельной линии определяется не только категорией кабеля, розеток и коммутационных устройств, а и категорией шнуров, используемых при создании канала связи. Самостоятельно обеспечить хорошее качество патч-кордов или проверить категорию шнура в полевых условиях невозможно. А значит нельзя будет и гарантировать соответствующую категорию или класс канала в СКС.

В отличие от самодельных, патч-корды заводского изготовления проходят тщательный выходной контроль и выбраковку, благодаря чему вероятность нарушения связи из-за некачественной вилки или патч-кордового кабеля практически близка к нулю.

Поэтому на критичных для бизнес-процесса участках, например, в соединениях между сервером и коммутатором или между двумя коммутаторами, настоятельно рекомендуется использовать только фабричные патч-корды, от заслуживающего доверия производителя пассивных компонентов или производителя структурированной кабельной системы.

17.2 Выполнение монтажных работ с коаксиальным кабелем

Коаксиальный кабель состоит из центральной жилы изоляции, её окружающей, экрана в виде металлической оплётке и внешней оболочки. Существуют кабели, у которых кроме металлической оплётки имеется слой фольги- кабели с двойной экранизацией. При наличие сильных помех можно воспользоваться кабелем с учетверённой экранизацией. Он состоит из двойного слоя фольги и двойной металлической оплётки. Некоторые типы кабелей покрывает металлическая сетка, которая защищает от электромагнитных помех.

Электрические сигналы передаются по жиле. Жила представляет собой один провод - сплошная жила, либо пучок проводов. Жила окружена от оплётки слоем изоляции. Оплётка играет роль заземления и защищает жилу от электрических помех.

Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нём меньше, чем в витой паре, поэтому его применение оправданно при передаче данных на большие расстояния и в тех случаях, когда высокоскоростная передача данных осуществляется на несложном оборудовании.

Типы коаксиальных кабелей

Существуют два типа коаксиальных кабелей:

Тонкий коаксиальный кабель

Толстый коаксиальный кабель

Тонкий коаксиальный кабель - гибкий кабель диаметром около 0.5 см (0.25 дюймов). Он прост в применении и годится практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к платам сетевого адаптера. Дальность передаваемого сигнала до 185м.(607футов). Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG-58, его волновое сопротивление равно 50 Ом. Основная отличительная особенность этого семейства - медная жила, которая может быть сплошной или состоять из нескольких переплетённых проводов.

Толстый коаксиальный кабель - относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см. (0.5 дюймов). Медная жила у этого кабеля толще, чем у тонкого коаксиального. Чем толще жила у кабеля, тем меньше его сопротивление сигналу и сигнал передаётся на большее расстояние. Толстый коаксиальный кабель передаёт сигнал на расстояние до 500м. (1640 ф.). Поэтому этот кабель иногда используют в качестве основного кабеля, который соединяет несколько сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле.

Для подключения к толстому коаксиальному кабелю необходим трансивер, который снабжен специальным коннектором - “зуб вампира”. Этот зуб проникает через изолирующий слой и вступает в контакт с проводящей жилой. Подключение к сетевому адаптеру осуществляется через AUI порт сетевой платы.

17.3 Выполнение монтажных работ с оптическим волокном

Типовые значения строительных длин оптического кабеля составляют в настоящее время 2, 4 и 6 км. В связи с этим только при сооружении локальных оптических сетей с использованием оптического кабеля, а также при сооружении коротких соединительных оптических линий можно обойтись без монтажа соединительных муфт на стыках строительных длин оптического кабеля, ограничиваясь только концевой заделкой оптического кабеля. Сращивая два оптических волокна, стандартный диаметр по оболочке которых составляет 125+1 мкм, необходимо выполнить их соединение с микронной точностью, обеспечивая при этом следующие основные требования:

· Простота монтажа. Должны применяться простые технологии, с использованием инструмента и оборудования, требующего небольшой период обучения.

· Низкие вносимые потери. Оптические сети основываются на применении оптического кабеля с очень низкими потерями, поэтому потери, вносимые сростками оптического волокна и оптическими соединителями, также должны быть низкими. Типичные значения потерь, вносимых сварными соединениями оптического волокна, составляют 0,03 дБ, типичные значения потерь, вносимых оптическими соединителями, составляют 0,2 дБ.

· Хорошая повторяемость. Многократная расстыковка и стыковка вновь оптического соединителя не должна приводить к заметному увеличению вносимых потерь.

· Экономичность. Стоимость сварного соединения оптического волокна составляет около 1,5 долларов США, хотя и требует наличия сварочного аппарата стоимостью около 20 тыс. долларов США.

С учетом указанных выше факторов преимущественное применение при монтаже оптического волокна получила техника сварного соединения, как обеспечивающая наиболее высокие требования в части вносимых потерь, механических характеристик и надежности. Следует отметить, что механический оптический соединитель или разъемный оптический соединитель имеют стоимость всего лишь на порядок выше сварного соединения оптического волокна и требуют применения недорого монтажного инструмента, однако по надежности существенно уступает сварному соединению, в таком соединении могут иметь место воздушные или механические включения. Поэтому механические соединители используются в основном при аварийно-восстановительных работах и, в ряде случаев, в локальных оптических сетях, разъемные оптические соединители - исключительно для концевой заделки волокон оптического кабеля.

Могут быть отмечены следующие основные отличия геометрических характеристик оптического волокна, сказывающиеся на оптических потерях сростка:

· Различие диаметров модового поля

· Различие цифровой апертуры

· Различие диаметров сердцевины

· Различие диаметров оболочки

· Некруглость сердцевины и/или оболочки

· Неконцентричность сердцевины относительно оболочки.

К основным погрешностям юстировки и монтажа оптоволокна могут быть отнесены:

· Радиальное смещение

· Осевое смещение

· Угловое смещение

· Загрязнение поверхности торцев оптического волокна

· Плохое качество скола оптического волокна

· Неоптимальный для данного типа оптического волокна режим сварки.

· Проблема монтажа оптического волокна возникла сразу же при начале практического применения оптического кабеля и на первых порах, когда не имелось специализированного оборудования для сращивания оптического волокна, и решалась путем выполнения механических соединений оптического волокна - путем заделки их прототипами современных оптических соединителей, с индивидуальной ручной юстировкой соединяемых оптических волокон непосредственно на месте их монтажа под контролем микроскопов. С целью снижения потерь из-за наличия воздушного включения на стыке оптического волокна в соединение него вводился иммерсионный гель или оптический клей.

Монтаж оптического кабеля осуществляется с использованием специальных конструкций муфт и оконечных кабельных устройств, обеспечивающих герметизацию кабелей, механическую защиту и укладку запасов длин оптических волокон и их сростков.

Вне зависимости от способа прокладки оптического кабеля (непосредственно в грунт, в ЗПТ, в кабельной канализации, подвеска на опорах) монтаж муфт на стыках строительных длин оптического кабеля осуществляется в специально оборудованных мобильных лабораториях для монтажа и измерения оптического кабеля. Это обеспечивает удобство выполнения монтажных работ и соответствие требованиям по климатическим условиям и технологии монтажа (в частности, предотвращение температуро-зависимых напряжений волокон в сростках), поскольку на качестве сварного соединения могут сказываться такие условия внешней среды, как температура, влажность, атмосферное давление, ветер. Соответственно в ходе прокладки оптического кабеля на стыках строительных длин должен предусматриваться необходимый технологический запас оптического кабеля (величиной не менее 6 м), обеспечивающий подачу концов оптического кабеля внутрь мобильной лаборатории для осуществления его монтажа.

В качестве оптических муфт преимущественно используются муфты тупиковой конструкции, обеспечивающие возможность ввода в них не менее трех оптических кабелей (с учетом требований, предъявляемых аварийно-восстановительными работами), а также возможность выводов проводов к контрольно-измерительным пунктам (КИП) от металлических бронепокровов (или металло-пластмассовой оболочки) оптического кабеля. Муфты должны отвечать целому ряду технических требований, в том числе требованиям герметичности, прочности заделки оптического кабеля, укладки оптических волокон с допустимым радиусом изгиба и т.д. Немаловажным эксплуатационным требованием к оптической муфте является обеспечение возможности ее вскрытия и последующей герметизации без необходимости применения расходных материалов.

Размещение запасов длин и оптических муфт на оптический кабель производится:

· на оптические кабели, прокладываемых в грунт - непосредственно в грунте, с укладкой запаса длины оптического кабеля в виде бухты с допустимым радиусом изгиба, внутри которой располагается оптическая муфта. С целью предотвращения повреждения оптического кабеля при необходимости доступа к муфте в ходе эксплуатации бухту оптического кабеля и муфту следует защитить от последующих (при откопке муфты) механических воздействий шанцевого инструмента с помощью листового материала (металл, шифер и т.п.).

· на оптический кабель, прокладываемых в кабельной канализации - в смотровых устройствах кабельной канализации (кабельных колодцах), с креплением бухты оптического кабеля и муфты в колодце,

· на оптический кабель, прокладываемых в ЗПТ, осуществляется в пунктах доступа (смотровых устройствах), устанавливаемых на стыках строительных длин оптического кабеля, в которые вводятся ЗПТ,

· на оптический кабель, подвешиваемых на опорах воздушных линий связи, ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог - непосредственно на опорах (на высоте несколько метров от грунта), с креплением бухты оптического кабеля и муфты к опоре.

С целью упрощения обнаружения местоположения муфты в процессе эксплуатации поверх устанавливаемых в грунт муфт, пунктов доступа на ЗПТ, на участках поворота трассы, на пересечениях с подземными сооружениями поверх таких размещаемых в грунте устройств рекомендуется предусматривать установку электронных маркеров.

Концевая заделка оптического кабеля в объектах связи производится с помощью оптических оконечных кабельных устройств шкафного или стоечного исполнения, устанавливаемых в непосредственной близости от оборудования системы передачи в ЛАЦ.

Одномодовые оптические волокна оптического кабеля, вводимого в это устройство, соединяются сваркой с одноволоконными станционными оптическими шнурами типа "pigtail", армированными на одном конце оптическими соединителями. Армирование многомодовых оптических шнуров оптически ми соединителями производится непосредственно на месте или же, аналогично монтажу одномодовых оптических волокон, сваркой с многомодовыми оптическими одноволоконными шнурами типа "pigtail".

Соединители шнуров типа "pigtail" крепятся на панели соединений устройства, и соединяются с помощью шнуров типа "patchcord" (армированы оптическими соединителями с обоих концов) с портами ввода/вывода оптических сигналов оборудования системы передачи.

18.1 Проектирование структуры локальной сети в соответствии с поставленной задачей

Сетевая архитектура - это совокупность стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.

В конце 70х годов, когда ЛВС стали восприниматься в качестве потенциального инструмента для работы и были сформулированы основные стандарты (Project802).

Project 802 установил основные стандарты для физических компонентов сети -сетевых карт и кабельных систем.

Стандарты ЛВС, определенные Project 802, делятся на 12 категорий, каждая из которых имеет свой номер.

802.1 - объединение сетей

802.2 - управление логической связью

802.3 - ЛВС с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением коллизий (Ethernet)

802.4 - ЛВС топологии “шина” с передачей маркера

802.5 - ЛВС топологии “кольцо” с передачей маркера

802.6 - сеть масштаба города

802.7 - Консультативный совет по широковещательной технологии

802.8 - Консультативный совет по оптоволоконной технологии

802.9 - интегрированные сети с передачей речи и данных

802.10 - безопасность сетей

802.11 - беспроводные сети (радио сети)

802.12 - ЛВС с доступом по приоритету запроса

Наибольшую популярность получил стандарт 802.3 Ethernet именно на этой архитектуре построения компьютерных сетей остановимся более подробно.

Ethernet - самая популярная в настоящее время сетевая архитектура, она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/сек и топологию “шина”, а для регулирования трафика в основном кабеле - CSMA/CD.

Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:

традиционная топология - линейная шина;

другие топологии - звезда - шина;

тип передачи - узкополосная;

метод доступа - CSMA/CD;

спецификации -802.3;

скорость передачи данных - 10, 100 и 1000 Мбит/сек;

кабельная система - Толстый и тонкий коаксиальный кабель, витая пара (UTP,STP), оптоволокно.

В основе построения любой сети стоит эталонная модель OSI (Open SystemInterconnection, Взаимодействие открытых систем), Эта модель разделяет работающее оборудование и процессы, происходящие при объединение компьютерных сетей согласно логике их работы. Каждый из уровней выполняет свою специфическую, функцию тем самым облегчая проектирование всей системы в целом. При сетевом обмене сообщаются соответствующие уровни двух компьютеров делаемся это не напрямую, а путем запроса на обслуживание у ниже лежащего.

Уровни могут иметь одинаковую реализацию, а могут и разную. Самое главное то, что они идентично работаю, демонстрируя полное взаимопонимание. Самому нижнему уровню не некого “свалить” работу, поэтому физическая реализация должна совпадать (по крайней мере на уровне одного сегмента сети).

На каждом из уровней единицы информации называются по разному. На физическом уровне мельчайшая единица - бит. На канальном уровне информация объединена во фреймы, На сетевом уровне мы говорим о дейтаграммах. На транспортном уровне единицей измерения является сегмент. Прикладные уровни обмениваются сообщениями. Прямая параллель с файловой системой на диске - локальные изменения намагниченности (биты) объединены в сектора, имеющие заголовки, сектора объединяются в блоки, а те, в свою очередь, в файлы, тоже имеющие заголовки, содержащие служебную информацию.

Важно понимать, что эталонная модель не является чем-то реальным, таким, что обеспечивает связь. Сама по себе она не заставляет коммуникации функционировать, и служит лишь для классификации. Она классифицирует то, что непосредственно вместе работает, а именно- протоколы. Протоколы считаются набором спецификаций, определяющих реализацию одного или нескольких уровней OSI. Спецификация протоколов разрабатываются стандартизирующими организациями, так и производителями оборудования. Многие разработанные производителями протоколы оказываются настолько успешными, что применяются не только разработчиками, но и другими фирмами становясь стандартом де-факто.

Физический уровень определяет механические и электрические параметры среды передачи, сетевых плат, соединителей, способы помещения информации в среду передачи и извлечения ее оттуда. Спецификации физического уровня определяют тип разъема и назначение ножек, уровень сигнала, скорость передачи и т.д.

Канальный уровень формирует из битов, получаемых от физического уровня, последовательности пакетов или фреймов. Здесь также осуществляется управление доступом к разделяемой всеми сетевыми устройствами передающей среде и обнаруживается и корректируется часть ошибок. Как и большинство других уровней канальный добавляет заголовок передаваемой информации. В заголовке обычно содержится физический адрес приемника, адрес источника и другая информация.

Сетевой уровень заведует движением информации по сетям, состоящим из нескольких или многих сегментов. Для успешного решения этой задачи в протокол данного уровня вносится информация о логическом адресе источника и адреса пакета. При прохождении пакетов через узлы, соединяющие различные сети, эта информация анализируется, и пакет пересылается к следующему узлу, принадлежащему уже другому сегменту. Информация о том, куда пересылать пакет, может содержаться в таблицах устройства выполняющего роль маршрутизатора, или вычисляться в реальном времени. Таким образом, пакеты путешествуют по сети переходя от узла к узлу. В функции сетевого уровня входит также идентификация и удаление “заблудившихся” пакетов, то есть таких которые прошли через некоторое число узлов, ноток и не попали к адресату.

Транспортный уровень находится в самом центре эталонной модели. Он отвечает за гарантированную доставку данных, компенсируя ошибки которые могут возникать при работе нижележащих уровней. “Гарантированная” доставка не означает, что данные попадут к адресату в любом случае: оборванный кабель, отстыкованный разъем, вышедшая из строя сетевая карта - все это “гарантирует именно недоставку”. Однако надежные реализации протоколов транспортного уровня обеспечивают подтверждение успеха или не успеха доставки, информируя вышележащие уровни которые предают сообщения по требовавшему обслуживания программному приложению. Гарантированная доставка осуществляется при помощи различных механизмов, среди которых - установление и разрыв соединения, механизм подтверждения и контроль скорости потока.

Сеансовый уровень отвечает за вызовы удаленных процедур. Это специальный поддерживаемый соответствующими протоколами интерфейс, при котором вызов программной процедуры производится на одном компьютере, а выполнение - на другом, после чего результат возвращается к вызвавшей программе так, словно процедура была выполнена локально. Сеансовый уровень также контролирует установление, течение и завершение сеанса связи между взаимодействующими программами, что и отражается в его названии.

Представительский уровень занимается преобразованиями формата, упаковкой, распаковкой, шифрованием и дешифрованием здесь осуществляется преобразование исключительно формата, а не логической структуры данных. То есть представляет данные в том виде и формате, какой необходим для последнего из выше лежащих уровней.

Последний прикладной уровень он отвечает за интерфейс с пользователем и взаимодействие прикладных программ выполняемых на взаимодействующих компьютерах. Предоставляемые услуги - электронная почта идентификации пользователей, передача файлов и т.п.

Семиуровневая модель OSI для протоколов связи локальных сетей

Исходя из выше приведенного и анализа основных тенденций развития сетевых технологий считается наиболее перспективным использование архитектуры Ethernet. Эта технология на обозримое будущее останется самой распространенной и наиболее подходящей для реализации по соотношению цена/производительность.

18.2 Подбор оборудования локальной сети в соответствии с поставленной задачей

Одной из наиболее ответственных задач при проектировании сети является выбор сетевого оборудования, так как при этом необходимо обеспечить необходимые характеристики сети и избежать лишних материальных затрат. Перечень используемого оборудования приведен в приложении А.

Самым дорогим компонентом сети является сервер. Сервер должен выполнять несколько функций.

Обеспечивать резервное копирование данных.

Поддерживать СУБД для хранения эталонов программ

Обработка действий с файлами, находящимися на его носителях.

Выполнять функцию маршрутизации данных в сети.

Так же в сети используется proxy-сервер, для выхода в internet. Данный сервер имеет реальный ip-адрес, который используется хостами сети для выхода в глобальную сеть. Функции, выполняемые данным сервером, сводятся к обработке электронной почты, подмене локальных адресов хостов реальным ip-адресом. Вследствие этого, он не отличается высокой производительностью и по своей архитектуре близок к стандартному АРМ. Данный сервер введен в сеть исходя из целей безопасности. Если ограничиться лишь одним сервером, и возложить на него помимо вышеописанных функций еще и функции по взаимодействию с глобальной сетью, то он станет уязвим к внешним атакам, так как содержит всю важнейшую информацию организации и является одной из основных целей атак злоумышленников.

Вторым по стоимости компонентом проектируемой сети являются рабочие станции сотрудников организации. Так как, фирма разрабатывает программное обеспечение, то производительность АРМ должна быть достаточно высокой. Как отмечалось выше, сервер, через который происходит взаимодействие локальной сети с сетью Internet. После выбора составляющих хостов сети необходимо выбрать непосредственно сетевое оборудование.

В проектируемой сети используется кабель типа UTP категории 5e, он имеет следующие характеристики.

Кабель UTP cat.5e 4 пары (305 м) NEOMAX Taiwan [NM10001]. Неэкранированная витая пара (спецификация 10Base-T, 100Base-TX) широко используется в ЛВС. Максимальная длинна сегмента составляет 100м. (328ф.) Неэкранированная витая пара состоит из двух изолированных медных проводов. Существует несколько спецификаций, которые регулируют количество витков на единицу длины - в зависимости от назначения кабеля. Тип оболочки: стандартная (ПВХ) Наружный диаметр оболочки: 5 мм Назначение: Кабель предназначен для использования в компьютерных сетях, в горизонтальной подсистеме структурированных кабельный систем. Совместимость: RJ-45 Ключевые особенности: категория 5е, частота работы: до 125 МГц, сопротивление: 89 Ом Диапазон температур монтажа: 5...+40 Диапазон рабочих температур: -15...+70 Вес кабеля: 40 кг/км

Сетевой адаптер.

ZyXEL OMNI FN312 RTL. Полное описание: Сетевая карта от ZyXEL. Карта с поддержкой стандартов IEEE802.3/IEEE802.3u. Карта может работать с полным дуплексом, поддержка витой пары категории 3, 4, 5. Поддерживается функция Wake-On-Lan Модель: ZyXEL FN312 Интерфейс подключения к компьютеру: PCI. Среда передачи: Медная пара. Разъемы: 1 RJ-45. Поддерживаемые скорости: 10\100 Мб\с. Поддержка полнодуплексного режима: Есть Поддерживаемые ОС: Microsoft Windows 98/2000/ME/XP Microsoft Windows NT 4.0 Microsoft Windows Workgroup 3.11 Novell NetWare 5.x/4.x Novell NetWare client 32 Linux Redhat 6.x, 7.x

Коммутатор

Коммутатор (управляемый) D-Link DES-3226S 24-ports 10/100 Mbps DES-3226S - это высокопроизводительный управляемый коммутатор уровня 2, представляющий собой идеальное решение для небольших рабочих групп. Коммутатор имеет 24 порта 10/100Мбит/с Fast Ethernet и дополнительно может быть укомплектован модулями 100BaseFX или Gigabit Ethernet, необходимыми для подключения высокоскоростного оборудования и обеспечивающими дополнительную гибкость коммутатору. DES-3226S имеет 24 порта 10/100 Мбит/с, поддерживающие автоопределение скорости и режима передачи данных. Дополнительные модули с 2-мя оптическими портами Fast Ethernet, а также оптическими или медными портами Gigabit Ethernet устанавливается в свободный слот, находящийся на передней панели коммутатора. Высокопроизводительные модули применяются для подключения коммутатора к серверам или магистрали предприятия. Архитектура DES-3226S обеспечивает неблокирующую коммутацию потока данных с режимом коммутации store-and-forward. Размеры и питание Питание - 100-240VAC, 50/60Hz Потребляемая мощность - 30-42 Watts (max.) Габаритные размеры - 441 x 388 x 66 mm 19" - для установки в шкаф, 1.5U высота, вес 6 kg.

Источник бесперебойного питания Ippon BACK COMFO PRO 800 black.

Back Comfo Pro - новый, очень удобный источник бесперебойного питания для домашних и корпоративных пользователей. Есть модели мощностью 400, 600 и 800 VA. Для удобства пользователей Back Comfo Pro имеет 2 дополнительные евроразетки. Кроме того, для подключения к компьютеру имеется как стандартный, так и USB-порт. Вместе с UPS поставляется русифицированое программное обеспечение WinPower2003, которое позволяет эффективно контролировать все параметры работы источников бесперебойного питания. Поддерживаемая мощность: 800 VA (480 Вт). Описание модели: Back Comfo Pro 800. Выходной сигнал: аппроксимированная синусоида. Время перехода на батарею: 2-6 мс. Общее количество выходных розеток: 4 компьютерные розетки, 2 бытовые евророзетки. Пороги перехода на батареи: 220 Вт +20% и -30%. Частота: 50 Гц (автоматическое определение). Коммуникационный интерфейс: RS-232/USB Защита линий передачи: Да. Время подзарядки батарей: до 90% за 8 часов после полной разрядки. Спецификация заменяемых батарей: Герметичная свинцовая батарея из 6 элементов. Время работы в резервном режиме: от 5 до 30 мин. Программное обеспечение: Полностью русифицированное программное обеспечение WinPower2003. Поддерживает Windows 95/98/NT/2000/XP, Novell и Linux. Размеры и вес: 300 x 124 x 210 мм. Вес: 7 кг.

18.3 Подключение локальной вычислительной сети

Подключение компьютера к локальной вычислительной сети является стандартным способом организации доступа к ресурсам корпоративной сети для большинства компаний. При этом могут быть использованы различные типы сетевых адаптеров (например, предполагающие беспроводной доступ или специальные кабельные модемы), предполагающие работу в сетях различной архитектуры - Ethernet, Token Ring, кабельные модемы, xDSL, FDDI, IP no ATM, IrDA (инфракрасная связь), радио - и эмулированные ЛВС на базе ATM. Эмулированные локальные сети используют драйверы виртуальных адаптеров, например, драйверы, поддерживающие протокол LANE (LAN Emulation, эмуляция ЛВС).

Как было замечено ранее, в процессе загрузки операционная система автоматически обнаруживает все установленные сетевые адаптеры и создает для них соответствующие подключения в папке Network Connections (Сетевые подключения). По умолчанию подключение к локальной сети всегда активно. Подключение к локальной сети - единственный тип подключения, которое автоматически становится активным после загрузки системы. Операционная система может "прослушивать" среды передачи и автоматически изменять состояние подключения в случае нарушения связи. Например, если пользователь извлекает соединительный кабель из сетевого адаптера (или из коммутатора), система автоматически определяет исчезновение среды передачи и переводит подключение в разъединенное состояние (disconnected). При появлении среды передачи система автоматически переведет подключение в активное состояние.

Для настройки устройства, с которым ассоциировано подключение, а также связанных с ним клиентов, служб и протоколов используется пункт Properties (Свойства) контекстного меню выбранного подключения. На вкладке General (Общие) окна свойств подключения локальной вычислительной сети (рис. 12.8) перечисляются сетевые компоненты, установленные для данного подключения. Флажок, установленный напротив компонента, указывает на то, что этот компонент в данный момент активизирован. Чтобы перейти непосредственно к настройке отдельного компонента, необходимо выбрать его из списка и нажать кнопку Properties (Свойства).

Рис. 12.8 Вкладка General окна свойств подключения

Чтобы установить новый компонент, необходимо щелкнуть на кнопке Install (Установить).

Для установки предлагается три типа компонентов:

· Client (Клиент). Выбор клиентского программного обеспечения определяет схему доступа через рассматриваемое подключение к ресурсам корпоративной сети (например, к совместно используемым принтерам и папкам). Скажем, для работы в сетях Novell и Microsoft используются различные клиенты;

· Service (Служба). Службы активизируют различные функциональные возможности в рамках данного подключения;

· Protocol (Протокол). Протоколы определяют способ взаимодействия компьютера с другими сетевыми компонентами в контексте рассматриваемого подключения. В сети может использоваться несколько протоколов. Соответственно для одного подключения может быть установлено более одного протокола. Однако необходимо помнить о том, что обслуживание каждого из протоколов требует дополнительных вычислительных ресурсов компьютера. Поэтому необходимо устанавливать только те протоколы, которые реально необходимы для работы компьютера.



19.1 Настройка локальной вычислительной сети

Настройка сетевого аппаратного обеспечения

Для настройки сетевых плат лучше всего выбирать значения, установленные по умолчанию, т.к. при возможном восстановлении работоспособности компьютеров не будет требоваться исправлением конфигурационных файлов, поставляемых поставщиком оборудования.

В качестве протоколов для работы сети были выбраны следующие:

· Microsoft TCP/IP

· Microsoft NetBEUI

· Microsoft IPX/SPX

Протокол Microsoft IPX/SPX был установлен только на сервере. Он используется для восстановления Windows на рабочих станциях:

· После перезагрузки в режиме Command Promt Only администратор копирует на рабочую станцию утилиты для работы с сетью в режиме протокола IPX/SPX. Они занимают две дискеты.

· На сервере постоянно открыт каталог с дистрибутивом Microsoft Windows 95

· Таким образом, администратор имеет возможность установить Microsoft Windows 95, не подсоединяя к рабочей станции устройство для чтения компакт-дисков CD-ROM или копируя дистрибутив по дискетам

Настройка сетевых протоколов

Настройка протокола Microsoft NetBEUI самая легкая - там вообще не требуется ничего менять, т.к. все настройки изначально настроены на сеть не более чем из 12 компьютеров.

Более важна настройка протокола TCP/IP

В качестве номеров компьютера надо выбирать значения, различающиеся только последними разрядами. В нашей сети были выбраны значения:

192.168.197.1 - Компьютер учителя

192.168.197.2 - WEB-Server

192.168.197.3 - Comp3

........

192.168.197.10 - Comp10

В качестве маски подсети для каждого компьютера установлено значение 255.255.255.0

Т.к. распознавание имен будет проводиться с использованием NetBEUI, то настройка DHCP и DNS не требуется.

В качестве номера единственного маршрутизатора следует установить IP-номер компьютера учителя: 192.168.197.1

Довольно интересна настройка протоколов на компьютере учителя, т.к. он должен иметь доступ сразу в несколько сетей. Однако сейчас его настройки не отличаются от настроек рабочих мест, за исключением того, что у него список шлюзов будет пустой.

19.2 Подключение к глобальной вычислительной сети

Для подключения к таким сетям передачи данных использовались модемы, работающие под управлением специальных телекоммуникационных программ, таких как BITCOM, COMIT, PROCOM, MITEZ и т.д. Эти программы, работая под операционной системой MS-DOS, обеспечивали установление соединения с удаленным компьютером и обмен с ним информацией.

С закатом эры MS-DOS их место занимает встроенное в операционные системы коммуникационное программное обеспечение. Примером могут служить средства Windows95 или удаленный доступ (RAS) в WindowsNT.

В настоящее время все реже используются подключенные к глобальным сетям одиночные компьютеры. Это в основном домашние ПК. В основной массе абонентами компьютерных сетей являются компьютеры, включенные в локальные вычислительные сети (ЛВС), и поэтому часто решается задача организации взаимодействия нескольких удаленных локальных вычислительных сетей. При этом требуется обеспечить удаленному компьютеру связь с любым компьютером удаленной локальной сети, и, наоборот, любому компьютеру ЛВС с удаленным компьютером. Последнее становится весьма актуальным при расширении парка домашних и персональных компьютеров.

В России крупнейшими глобальными сетями считаются Спринт сеть (современное название Global One), сеть Инфотел, сети Роснет и Роспак, работающие по протоколу Х.25, а также сети Relcom и Internet, работающие по протоколу TCP/IP.

В качестве сетевого оборудования применяются центры коммутации, которые для сетей Х.25 часто исполняются как специализированные устройства фирм-производителей Siemens, Telenet, Alcatel, Ericsson и др., а для сети с TCP/IP используются маршрутизаторы фирм Cisco и Decnis.

19.3 Настройка глобальной вычислительной сети

В сетевом окружении необходимо установить еще один стек протокола TCP/IP и NetBEUI.

В настройках протокола указать IP-адрес, выделенный администратором сервера, а также отключить привязку к сервису разделения файлов и принтеров Microsoft.

В настройках протокола TCP/IP оставить привязку к клиенту сетей Microsoft, однако в его настройках указать домен, к которому подключается компьютер.

В настройках протокола TCP/IP указать DNS-сервера, используемые для работы с глобальной сетью.

В настройках Proxy (WinGate) указать в качестве DNS-сервера компьютер учителя.

Также в настройках Proxy-сервера необходимо выделить TCP-мосты для работы таких сервисов, как конференция, чат (порт 6667).

Подключения к глобальной сети на базе UNIX (Internet)

На компьютере учителя необходимо сделать следующие настройки:

· В сетевом окружении необходимо установить еще один стек протокола TCP/IP.

В настройках протокола указать IP-адрес, выделенный администратором сервера, а также отключить привязку к сервису и клиенту разделения файлов и принтеров Microsoft.

В настройках протокола TCP/IP указать DNS-сервера, используемые для работы с глобальной сетью.

· В настройках Proxy (WinGate) указать в качестве DNS-сервера компьютер учителя.

· Также в настройках Proxy-сервера необходимо выделить TCP-мосты для работы таких сервисов как конференция, чат (порт 6667).

· Если оплачивается время работы в сети (например, Dial-Up доступ к Internet), то в настройках Dial-Up соединения необходимо поставить 3-минутный таймаут, после истечения, которого связь должна автоматически разрываться.



20.1 Расчет адресации в сетях

Деление сети осуществляется присвоением битов из порции адреса хоста к порции адреса сети. Тем самым мы увеличиваем возможное количество подсетей, но уменьшаем количество хостов в подсетях. Чтобы узнать, сколько получается подсетей из присвоенных битов надо воспользоваться cisco формулой расчета сетей: 2ⁿ, где n является количеством присвоенных бит.

Пример расчета сети на 2 подсети.

У нас есть адрес сети 192.168.1.0/24, нам надо разделить имеющуюся сеть на 2 подсети. Попробуем забрать от порции хоста 1 бит и воспользоваться формулой: 2¹=2, это значит, что если мы заберём один бит от части хоста, то мы получим 2 подсети. Присвоение одного бита из порции хоста увеличит префикс на один бит: /25. Теперь надо выписать 2 одинаковых IP адреса сети, в двоичном виде изменив только присвоенный бит (у первой подсети присвоенный бит будет равен 0, а у второй подсети = 1). Захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета.

2 подсети (захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета):

1) 11000000.10101000.00000001.00000000

2) 11000000.10101000.00000001.10000000

Теперь запишем рядом с двоичным видом десятичный, и добавим новый префикс. Красным пометил порцию подсети, а синим - порцию хоста.

1) 11000000.10101000.00000001.00000000 =192.168.1.0/25

2) 11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128/25

Всё, сеть разделена на 2 подсети. Как мы видим выше, порция хоста теперь составляет 7 бит.

Чтобы высчитать, сколько адресов хостов можно получить используя 7 бит, необходимо воспользоваться cisco формулой расчёта хостов: 2ⁿ-2, где n = количество бит в порции хоста.

2⁷ - 2 = 126 хостов. В начале статьи было сказано, что вычитаемая цифра 2 является двумя адресами, которые нельзя присвоить хосту: адрес сети и широковещательный адрес.

Адрес сети, это когда в порции хоста все нули, а широковещательный адрес, это когда в порции хоста все единицы. Выпишем эти адреса для каждой подсети в двоичном и десятичном виде:

11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0/25 (адрес сети первой подсети)

11000000.10101000.00000001.01111111 =192.168.1.127/25 (широковещательный адрес первой подсети)

11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128/25 (адрес сети второй подсети)

11000000.10101000.00000001.11111111 =192.168.1.255/25 (широковещательный адрес второй подсети)

20.2 Расчет масок подсети

Теория: маска сети определяет, сколько бит в IP адресе идентифицирует сеть. Рассмотрим частные адреса (RFC1918) из сети класса «С»: они занимают диапазон 192.168.0.0 - 192.168.255.255. Маска этого сегмента 192.168.0.0/16.

Запись 192.168.0.0/16 (255.255.0.0) означает, что под адрес сети занято 16 бит. Если адрес перевести в двоичное исчисление, то первые 16 бит это - 192.168. Это и есть адрес сети: 192.168.0.0.

IP-адрес из сети: 11000000 10101000 00001010 00100010 (192.168.10.34)

Маска подсети: 11111111 11111111 00000000 00000000 (255.255.0.0)

Адрес сети: 11000000 10101000 00000000 00000000 (192.168.0.0)

Практика: адрес сети это первый адрес, данного сегмента. Этот адрес нельзя назначить никакому хосту. Если сеть задана в таком виде, то адреса типа : 192.168.1.0, 192.168.1.255 это просто адреса хостов, при такой маске их можно назначать компьютерам. Но если задать сеть как 192.168.1.0/24, то оба вышеуказанных адреса назначить каким-либо устройствам не удастся. В этом случае, первый адрес является адресом сети, а второй broadcast адресом для этой сети.

Broadcast адрес это второй служебный адрес для каждой сети. Он нужен для рассылки всем адресам сети. Если послать сетевой пакет на этот адрес, то он придет на все адреса своего сегмента сети. Broadcast адрес всегда последний адрес сети. Поэтому назначить адресов в любой сети можно всегда на два адреса меньше. В случае всего сегмента частых адресов класса «С» это адреса: 192.168.0.0 и 192.168.255.255.

Теперь как посчитать, сколько же адресов может быть в сети. Важное замечание: адресов в любой сети всегда четное! Более того, оно всегда кратно степени двойки. То есть число адресов - это число, равное два в степени: число бит, оставшееся от вычитания количества бит под адрес сети из полного числа бит. Всего в адресе 32 бита, в нашем случае под адрес сети выделено 16 бит, под адреса остается тоже 16. Это значит, чтобы узнать количество адресов в данной сети надо два возвести в 16 степень. Это будет 65536 адресов. Сеть такого масштаба вряд ли кому то нужна. Чаще бывают более мелкие сети. Например, маска /30 означает, что под адреса остается только 2 бита. Соответственно, два во второй степени будет четыре. Сколько же адресов можно использовать в такой сети для назначения устройствам? Правильный ответ: всего один! Потому что, как выяснили ранее, два адреса в каждой сети служебные. Остается два адреса. Но если мы хотим подключить компьютер с адресом с такой маской в сеть, то нам нужно будет ещё выделить адрес в этой сети для маршрутизатора, через который можно будет попасть в другие сети, поскольку в данной сети других адресов нет.

Крайние случаи: /0 и /32. Маска /0 означает все адреса, весь интернет. Маска /32 означает единичный хост. Такие адреса провайдеры выделяют для экономии. Соединение в таком случае возможно только точка-точка. То есть используется протокол PPP.

Расчет маски в нотации 255.255.255.0 довольно просто в случае, если первые 3 октета 255. В противном случае надо переводить десятичное число в двоичное и выяснять количество бит, которое оно означает. Либо вычитать это число из 256 и определить в какую степень нужно возвести двойку, чтобы получить это число. Степень и будет равна числу бит. В случае, если маска определяется только последним октетом, можно посчитать следующим образом. Максимальное число адресов в данной ситуации 256, нумерация начинается с нуля! Если последний октет 255 - это соответствует маске /32 и означает единичный хост. Если последний октет ноль, то этот случай соответствует маске /24 и адресов в данной сети - 256. промежуточные варианты определяются также, как я описал чуть выше. Например, последний октет 240. Вычитаем это число из 256, получаем 16. В сети с такой маской может быть 16 адресов и соответственно можно включить 14 компьютеров. А если такую сеть выделил провайдер, то только 13, так как один адрес придется использовать под маршрутизатор. Как видите все просто. Теперь как перевести из одного представления маски в другое. Возьмем опять маску 255.255.255.240. В такой сети может быть 16 адресов. 16 - это два в четвертой степени. Следовательно, под адреса выделено 4 бита. Значит под сеть - 28. Маска по CIDR будет /28. Теперь обратно. Возьмем маску для разнообразия /26. 32-26=6. 6 бит под адреса. Адресов в этом случае будет: два в шестой степени = 64. Соответственно: 256-64=192. Маска будет: 255.255.255.192. Вот так легко рассчитываются адреса и маски.

В заключение ещё один момент. Адреса сети имеют определенные значения. От маски сети зависит, какие значения они могут принимать. Для простоты возьмем сеть 192.168.1.0/24. в этой сети только один адрес сети: 192.168.1.0. Меняем маску на 25. В этом случае адресов в сети может только 128. наша сеть разбивается на две: 192.168.1.0/25 и 192.168.1.128/25. Если передадим ещё один бит маске сети - /26, то сетей будет уже 4 по 64 адреса: 192.168.1.0/26, 192.168.1.64/26, 192.168.1.128/26 и 192.168.1.192/26 и так далее. Думаю, что теперь каждый сможет определить, сколько адресов, какой адрес сети и какой адрес broadcast для сети 196.68.1.120/27.

20.3 Моделирование сетей в среде PacketTracer

компьютерный локальный сеть компьютер

Cisco Packet Tracer -- это многофункциональная программа моделирования сетей, которая позволяет студентам экспериментировать с проектами и поведением сети. Являясь неотъемлемой частью среды обучения Сетевой академии, Packet Tracer предоставляет функции моделирования, визуализации, авторской разработки, аттестации и сотрудничества, а также облегчает преподавание и изучение сложных технологических принципов.

Packet Tracer дополняет физическое оборудование, позволяя студентам создавать виртуальные сети с практически неограниченным количеством устройств, поддерживая накопление практического опыта, тягу к открытиям и развитие навыков устранения неполадок. Учебная среда на основе имитационных моделей помогает студентам развивать навыки XXI века, такие как критическое мышление и творческий подход к решению задач.

Packet Tracer позволяет преподавателям легко объяснить и показать сложные принципы и проекты сетевых систем. Используя Packet Tracer, инструкторы могут разрабатывать особые индивидуальные и групповые занятия. Студенты могут создавать, настраивать, изучать сети и устранять неисправности, используя виртуальное оборудование и модели соединений.

Занятия с использованием Packet Tracer входят в учебные программы IT Essentials, CCNA Discovery, CCNA Exploration и CCNA Security.

Cisco Packet Tracer - представляет собой программный симулятор работы сети и используется инструкторами и слушателями Сетевых академий Cisco во всем мире. Пользовательский интерфейс этого продукта доступен и на русском языке.

Программное решение Cisco Packet Tracer позволяет имитировать работу различных сетевых устройств: маршрутизаторов, коммутаторов, точек беспроводного доступа, персональных компьютеров, сетевых принтеров, IP-телефонов и т.д. Работа с интерактивным симулятором дает весьма правдоподобное ощущение настройки реальной сети, состоящей из десятков или даже сотен устройств. Настройки, в свою очередь, зависят от характера устройств: одни можно настроить с помощью команд операционной системы Cisco IOS, другие - за счет графического веб-интерфейса, третьи - через командную строку операционной системы или графические меню.

Благодаря такому свойству Cisco Packet Tracer, как режим визуализации, пользователь может отследить перемещение данных по сети, появление и изменение параметров IP-пакетов при прохождении данных через сетевые устройства, скорость и пути перемещения IP-пакетов. Анализ событий, происходящих в сети, позволяет понять механизм ее работы и обнаружить неисправности.

...