Особенности построения компьютерных сетей

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. История разработки кабельной системы для ЛВС

ЛВС разрабатывали и поставляли различные фирмы, кабельные части этих ЛВС реализовывались по-разному. В 1984 году фирмой IBM впервые для ЛВС была предложена кабельная система (англ. IBM Cabling System), которая включала в себя кабели, соединители кабелей, распределительные панели (англ. patch panels) и лицевые платы (англ. face plates). Впервые были классифицированы кабели: их разделили на 9 типов по назначению и конструкции, а типы 4 и 7 были названы, но их характеристики не были определены. ЛВС продолжали развиваться и проблемы, связанные с совместимостью аппаратуры и кабельных проводок, получаемых потребителями от различных поставщиков, нарастали.

2. Классы современных информационных сетей

Современные информационные сети можно разделить на два основных класса - одноранговые сети и сети с выделенным сервером. В одноранговых сетях не используются специальные компьютеры, обеспечивающие работу всей сети. Каждый ее пользователь выделяет в сети ресурсы своего компьютера: дисковое пространство, принтеры и др. При этом он полу- чает доступ к выделенным ресурсам других пользователей. В таких сетях все пользователи равны в своих правах и возможностях. Одноранговые сети просты 194 в установке, не нуждаются в специальном программном обеспечении и существенно дешевле сетей с выделенным сервером. Одноранговые сети чаще всего организуются в компьютерных классах, лабораториях ИКТ, небольших офисах, а также при построении домашних информационных сетей. В информационных сетях с выделенным сервером используется принцип «клиент-сервер». Сервер - это выделенный в сети персональный компьютер (группа персональных компьютеров), предназначенный для решения широкого круга серверных задач, позволяющий централизованно управлять всей информационной сетью. Клиенты, или рабочие станции, как правило менее мощные персональные компьютеры, которые используют ресурсы сервера. Информационные сети с выделенным сервером применяются в различных организациях и вы- числительных центрах.

3. Что входит в телекоммуникационную инфраструктуру здания?

Здание образовательного назначения (англ. educational building) - здание, предназначенное для осуществления образовательной деятельности. Например, учебные, лабораторные, учебно-лабораторные, спортивные, спортивно-оздоровительные здания и сооружения, комбинаты общественного питания, общежития и др. Здания образовательного назначения могут быть специализированы с учетом особого характера реализуемых в образовательном учреждении программ, возрастных групп обучающихся, а также специальных категорий обучающихся (ограниченные возможности, отклонения в развитии и др.).

4. Что называется структурированной кабельной системой и в чем ее принципиальное отличие от ранее существующих кабельных систем?

Структурированная кабельная система - единая инженерная инфраструктура здания. Ценность и актуальность СКС заключается в том, что она обеспечивает универсальный, независимый сервис и подключение любого стандартного оборудования. Кроме того, на базе СКС возможна реализация разнообразных стандартных решений с помощью применения специальных устройств, таких как адаптеры, конверторы, разветвители и другие аналогичные им.

5. Для чего предназначена внешняя кабельная магистраль?

Внешняя кабельная магистраль (англ. inter-building backbone) - совокупность кабелей, соединяющих главный телекоммуникационный узел здания с телекоммуникационным узлом другого здания. Внешняя кабельная магистраль здания, как правило, служит для подключения информационно-телекоммуникационной сети здания к информационно-телекоммуникационным сетям общего пользования, например, к сети Интернет.

6. Что называется терминальным оборудованием?

Терминальное оборудование (англ. terminal equipment) - оборудование, подключенное к информационно-телекоммуникационной сети здания, являющееся источником и потребителем информации, преобразующее информацию в данные и осуществляющее обратное преобразование. Терминальное оборудование устанавливается непосредственно на рабочем месте пользователя. Примером терминального оборудования могут служить персональный компьютер, планшетный компьютер, смартфон, приемник сигналов глобальной навигационной системы, устройство сбора данных, платежный терминал и другое оборудование, способное передавать или принимать данные.

7. Какие элементы определяются при проектировании ИКТС и СКС?

ИКТС здания образовательного учреждения представляет собой фундаментальную основу для интегрированных автоматизированных систем управления образовательными учреждениями всех уровней образования и технологических систем обучения, в том числе систем дистанционного обучения. ИКТС здания образовательного учреждения необходима для обеспечения всем участникам образовательного процесса доступа к совместно используемому периферийному оборудованию, а также к разделяемым ресурсам, таким как электронные образовательные ресурсы, электронные учебно-методические комплексы, информационные ресурсы электронных библиотек и информационно-телекоммуникационных сетей общего пользования, таких как Интернет. Проектирование ИКТС осуществляют одновременно с проектированием здания образовательного учреждения. На этом этапе определяют расположение телекоммуникационных помещений, кабельных каналов и телекоммуникационных розеток, точки ввода в здание внешней кабельной магистрали. Расположение этих 201 элементов зависит от типа и структуры здания образовательного учреждения, и особенностей других систем, и сетей инженерно-технического обеспечения. Допускается проектирование и создание ИКТС в построенных зданиях образовательных учреждений. В этом случае следует выделить часть имеющихся помещений для расположения телекоммуникационных узлов. Расположение элементов ИКТС определяется планировкой здания образовательного учреждения, расположением рабочих областей и особенностями других систем инженерно-технического обеспечения. В процессе эксплуатации ИКТС здания образовательного учреждения обеспечивает комплексное управление технологическими процессами образовательного учреждения. Эксплуатация включает в себя текущие ремонты и модернизацию ИКТС.

Структурированная кабельная система, предназначенная для передачи телекоммуникационных сигналов должна иметь иерархическую древовидную топологию, в которой допускаются дополнительные соединения телекоммуникационных узлов одного уровня. Такие соединения не должны заменять магистрали основной топологии. Число и тип подсистем (вертикальных и горизонтальных) зависят от размеров здания учреждения и его ИКТС. СКС может объединять комплекс зданий. В этом случае в составе СКС выделяют третью подсистему - магистральную подсистему комплекса зданий, включающую в себя кабельную магистраль комплекса зданий и главный телекоммуникационный узел комплекса зданий. Структурированная кабельная система проектируется и строится из определенного и ограниченного ряда функциональных компонентов: - кабели (электрические и оптические); - распределительные устройства (кроссовые блоки и коммутационные панели); - информационные соединители (гнезда, вилки); - точки консолидации. Коммутационный шнур, используемый для соединения компонентов СКС, не выделяется в отдельный функциональный компонент системы, так как представляет собой комбинацию двух отдельных функциональных компонентов - кабеля и двух информационных соединителей (вилок).

При построения реальной СКС требуется много дополнительных изделий, таких, как шкафы и стойки, кабельные каналы и лотки, монтажные инструменты и приспособления, специализированные измерительные приборы и т. п.

Однако, эти дополнительные компоненты не являются функциональными. В общем случае СКС включает в себя три подсистемы: - магистральную подсистему территории (МПТ); - магистральную подсистему здания (МПЗ); - горизонтальную подсистему (ГП).

8. Приведите основные подсистемы СКС, дайте их краткую характеристику? Что называется точкой консолидации?

Магистральная подсистема территории. Компонентный состав магистральной подсистемы территории (МПТ) представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Компонентный состав магистральной подсистемы территории: 1 - кабели магистрали территории; 2 - любые кабельные компоненты внутри вводных устройств в здание; 3 - коммутационные шнуры и перемычки в распределительном устройстве территории; 4 - соединительное оборудование (коммутационные панели, кроссовые блоки), на котором терминируются кабели МПТ как в РУТ, так и в РУЗ

Магистральная подсистема здания. Компонентный состав магистральной подсистемы здания (МПЗ) представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Компонентный состав магистральной подсистемы здания: 1 - кабели магистрали здания; 2 - коммутационные шнуры и перемычки в РУЗ; 3 - соединительное оборудование (коммутационные панели), на котором терминируются кабели МПЗ как в РУЗ, так и в РУЭ

Горизонтальная подсистема. Компонентный состав горизонтальной подсистемы (ГП) представлен на рисунке 3.

Рис. 3. Компонентный состав горизонтальной подсистемы: 1 - кабели горизонтальной подсистемы (стационарные кабели (СК) и кабели точки консолидации (КТК)), 2 - коммутационные шнуры и перемычки в РУЭ, 3 - устройство присоединения горизонтальных кабелей на ИР (как правило, оно входит в конструкцию ИР), 4 - соединительное устройство и устройство терминирования кабелей в РУЭ, 5 - точка консолидации (при наличии), 6 - информационные розетки

Устройство, называемое точкой консолидации (ТК), представляет собой, в общем виде, панель с информационными гнездами, к которым с одной стороны присоединены стационарные кабели горизонтальной подсистемы. В эти гнезда подключаются информационные вилки, которыми оконцованы «кабели точки консолидации», идущие, в свою очередь, по мобильным перегородкам к информационным розеткам, закрепленным на этих перегородках. Кабели точки консолидации могут быть перемещены в пространстве вместе с мобильными перегородками в так называемом «открытом офисе».

9. Какая топология используется при построении СКС?

Топологически СКС должна представлять собой иерархическую звезду. Ее топологическая схема представлена на рис. 4.

Рис. 4. Топологическая схема структурированной кабельной системы (пунктиром обозначены дополнительные резервные кабели, не определяющие собой основную топологию СКС)

10. Какие задачи решаются в процессе администрирования структурированной кабельной системы?

Под администрированием СКС в общем случае понимают способы и средства управления этой системой на протяжении всего срока ее эксплуатации. Эксплуатация СКС в течение длительного времени предполагает, что в этой системе могут быть сделаны изменения, перемещения, добавления и удаления (ИПДУ) каких-либо компонентов (англ. CMAD - Changes, Moves, Additions 206 and Deletions). Как правило, все действия по ИПДУ осуществляются вручную, и наиболее частой операцией является коммутация портов с помощью коммутационных шнуров или кроссовых перемычек. Не менее важным является оперативное отражение всех ИПДУ в документации на действующую СКС и поддержание ее в актуальном состоянии.

Рис. 5. План этажа здания с указанием мест расположения информационных розеток, коммутационного оборудования, и прокладки кабельных трасс

По этим причинам процесс управления кабельной системой должен осуществляться по единым правилам, которые охватывают все аспекты процесса ИПДУ, начиная от маркировки компонентов и заканчивая выпиской наряда на выполнение конкретной операции. Грамотное администрирование СКС существенно облегчает ее ремонт и сокращает время простоя таких важных инженерных систем, как ЛВС. Опыт эксплуатации СКС показывает, что около 70 % вызовов ремонтной службы ЛВС связано с кабельной системой, причем 80 % времени ремонтники тратят на поиск проблемы и только 20 % - на ее устранение.

11. Приведите два основных направления практического применения беспроводных компьютерных сетей

Существует два основных направления практического применения беспроводных компьютерных сетей: - работа в замкнутом пространстве (офис, компьютерный класс, квартира и т. п.); - соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети). Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются радиопередатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети: Ad-hoc (топология «точка-точка») и клиент- сервер (топология «звезда»). Режим Ad-hoc - это радиомост между двумя удаленными сетевыми устройствами. Сеть Ad-hoc - это самоорганизующаяся сеть, не имеющая постоянной структуры, в которой связь между сетевым оборудованием (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. При этом каждый узел сети пытается переслать данные, предназначенные другим узлам. Это является отличием от проводных сетей и управляемых беспроводных сетей, в которых задачу управления потоками данных выполняют маршрутизаторы (в проводных сетях) или точки доступа (в управляемых беспроводных сетях). Данный режим применяется для создания мобильных самоорганизующихся сетей.

Для соединения удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) используется радиооборудование (например, Wi-Fi) с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи до 20 км (а при использовании специальных усилителей и большой высоте размещения антенн - до 50 км).

12. Какова мощность излучения сетевого оборудования, работающего по стандарту IEEE 802.11?

Мощность, излучаемая радиопередатчиком точки доступа или клиентским сетевым оборудованием, работающим по стандарту IEEE 802.11, не превышает 0,1 Вт. При реализации беспроводных локальных сетей следует учитывать, что радиоволны диапазона 2,4 ГГц значительно поглощаются преградами в виде стен и перегородок, особенно с большим содержанием металлической арматуры (в современных зданиях таковыми являются несущие стены и перекрытия) и в ряде случаев могут вообще не проходить в сопредельное помещение. В подобных случаях целесообразно установить дополнительную точку доступа.

12. Какие режимы работы точки доступа беспроводного маршрутизатора Вы знаете? Каковы особенности работы в их взаимодействии с сетевыми устройствами (клиентами)?

Режимы работы точки доступа беспроводного маршрутизатора (роутера).

- Точка доступа (англ. Access Point Mode) - предназначена для беспроводного подключения к точке доступа всевозможных сетевых устройств (клиентов). В этом режиме беспроводные клиенты могут обращаться к точке доступа.

- Беспроводной клиент (англ. Access Point Client / Wireless Client Mode) - позволяет точке доступа стать беспроводным клиентом другой точки доступа. В данном режиме точка доступа выполняет функции беспроводного сетевого адаптера для обмена данными между двумя точками доступа. Обмен данными между беспроводным сетевым устройством (клиентом) и точкой доступа в этом режиме невозможен.

- Беспроводной мост «точка-точка» (англ. Point-to-Point / Wireless Bridge) - позволяет беспроводной точке обмениваться данными с другой точкой доступа, поддерживающей режим беспроводного моста. Обычно данный режим используется для беспроводного соединения сетевого оборудования в двух удаленных зданиях. Беспроводные клиенты не могут обмениваться данными с точкой доступа в этом режиме.

- Беспроводной мост «точка-много точек» (англ. Point-to-Multipoint / Multipoint Bridge) - аналогичен режиму «точка-точка», но допускает соединение более двух точек доступа. Беспроводные клиенты также не могут обмениваться данными с точкой доступа в этом режиме.

- Повторитель (англ. Repeater Mode) - расширяет диапазон действия беспроводной сети посредством повтора сигнала удаленной точки доступа. Как правило при настройке точки доступа необходимо указать Ethernet MAC-адрес удаленной точки доступа. В данном режиме беспроводные клиенты могут обмениваться данными с точкой доступа.

- WDS (англ. Wireless Distribution System) - технология, позволяющая расширить зону покрытия беспроводной сети путем объединения нескольких Wi-Fi точек доступа в режимах мост «точка-точка» или мост «точка-много точек» в единую сеть, однако при этом уменьшается скорость сетевых соединений. Отличительной чертой технологии по сравнению с другими решениями является сохранение MAC-адресов клиентов сети.

13. Как реализован процесс конфигурирования беспроводных маршрутизаторов?

сетевой беспроводной маршрутизатор

Все современные точки доступа и беспроводные маршрутизаторы конфигурируются через Web-интерфейс, для чего необходимо при первом подключении их к Вашей сети обратиться через Web-браузер по определенному IP-адресу, указанному в документации к устройству. Оборудование ряда производителей комплектуется специальным ПО, позволяющим облегчить процедуру настройки для пользователей. Дополнительные сведения, необходимые для настройки конкретного роутера можно узнать на сайте Интернет провайдера.

14. Какой алгоритмы обеспечения безопасности беспроводных сетей стандарта IEEE 802.11 Вы знаете?

Для обеспечения безопасности в сетях стандарта IEEE 802.11 применяется алгоритм WEP (англ. Wired Equivalent Privacy), включавший в себя алгоритм шифрования RC4 c 40-битным или 104-битным ключом и средства распределения ключей между пользователями, однако в 2001 году в нем была найдена уязвимость, позволяющая получить полный доступ к сети за конечное время. В настоящее время не рекомендуется использовать данный алгоритм. В 2003 году была принята программа сертификации средств беспроводной связи WPA (англ. Wi-Fi Protected Access), устранявшая недостатки предыдущего алгоритма. С 2006 года все Wi-Fi-устройства обязаны поддерживать новый стандарт WPA2, который отличается от WPA поддержкой более совершенного алгоритма шифрования AES с 256-битным ключом. Именно такое сочетание (WPA2 / AES) рекомендуется использовать во всех закрытых сетях.

15. Какие технологии авторизации клиентских устройств в сетях стандарта IEEE 802.11 Вы знаете? Какой способом обеспечения безопасности наиболее является наиболее надежным?

В режиме WPA в локальных беспроводных сетях чаще всего используется способ авторизации пользователей WPA-PSK (англ. Pre Shared Key). В этом режиме авторизация по паролю (длиной от 8 до 64 символов) производится на каждом узле сети (точке доступа). Пароль предварительно задается в меню настроек точки доступа. В крупных беспроводных сетях корпоративных пользователей применяется специальный сервер авторизации. Во многих современных сетевых Wi-Fi устройствах применяется режим WPS (англ. Wi-Fi Protected Setup), где авторизация клиентов на точке доступа осуществляется при помощи специальной кнопки или вводом pin-кода, уникального для конкретного сетевого устройства. Для случаев, когда в сети эксплуатируется фиксированный набор оборудования наиболее надежным способом обеспечения безопасности является ограничение доступа по MAC-адресу, путем ввода в меню точки доступа списка MAC-адресов устройств, и установки разрешения доступа в сеть только этим устройствам. В каждой беспроводной сети есть уникальный идентификатор - SSID (англ. Service set identifier), отображаемый как имя сети при просмотре клиентом списка доступных сетей. SSID задается администратором при настройке точки доступа.

Размещено на Allbest.ru