Корпоративная информационная сеть

    Витая пара. В настоящее время это наиболее распространённый сетевой проводник. По структуре он напоминает многожильный телефонный кабель, имеет 8 медных проводников, перевитых друг с другом, и хорошую плотную изоляцию из поливинилхлорида (ПВХ). Обеспечивает высокую скорость соединения - до 1DD мегабит/с (Около 10-12 Мб/Сек) или до 200Мбит в режиме full-duplex, см ниже. При использовании гигабитного оборудования достижимы скорости до 1000 Мбит (См. Сеть на 1000 мегабит (Gigabit Lan)). Существует неэкранированная (UTP) и экранированная (STP) витая пара, помимо обычной изоляции у второго типа витой пары существует защитный экран, по структуре и свойствам напоминающий фольгу. При соответствующем заземлении экранированная витая пара обеспечивает отличную защиту от электромагнитных помех, даже при проводке STP вблизи электрораспределительного щитка и линий высокого напряжения отмечалась стабильная работа сети на скоростях свыше 90 Мбит. В случае если STP кабель не заземлен то экран наоборот выступает, усиливает воздействие наводок выступая в качестве антенны. Кабель легко ремонтируется и наращивается с помощью обычной изоленты и ножниц. Несмотря на то, что по стандартам восстановлению повреждённый участок не подлежит, даже имея многочисленные участки восстановленных таким образом разрывов, сеть на витой паре работает стабильно, хотя скорость связи несколько падает. (См Если произошел обрыв кабеля/ наращиваем витую пару ). Кроме этого, в основанных на витой паре сетях можно использовать различные нестандартные проводники, позволяющие получить новые характеристики и свойства сети. Витая пара продается в большинстве компьютерных фирм. Помните, что обычная витая пара не предназначена для проводки на улице. Перепады температур, воздействие влаги и других природных факторов могут привести к постепенному разрушению изоляции и снижению её функциональных качеств, что, в конечном счете, приведет к выходу сегмента сети из строя. В среднем cable выдерживает на открытом воздухе от 3 до 8 лет, причем скорость сети начнет падать задолго до полного выхода кабеля из строя. Для использования на открытом воздухе нужно использовать специальную витую пару для открытой проводки.[3]

    Оптоволокно. Кабель содержит несколько световодов, хорошо защищенных пластиковой изоляцией. Он обладает сверхвысокой скоростью передачи данных (до 2 Гбит), и абсолютно не подвержен помехам. Расстояние между системами, соединенными оптиковолокном, может достигать 100 километров. Казалось бы, идеальный проводник для сети найден, но стоит оптический кабель чрезвычайно дорого (около 1-3$ за метр), и для работы с ним требуется специальные сетевые карты, коммутаторы и т.д. Без специального оборудования оптоволокно практически не подлежит ремонту. Данное соединение применяется для объединения крупных сетей, высокосортного доступа в Интернет (для провайдеров и крупных компаний), а также для передачи данных на большие расстояния. В домашних сетях, если требуется высокая скорость соединения, гораздо дешевле и удобнее воспользоваться гигабитной сетью на витой паре. 
 
 

    Средства  маршрутизации:

     Hub или концентратор - многопортовый повторитель сети с автосегментацией. Все порты концентратора равноправны. Получив сигнал от одной из подключенных к нему станций, концентратор транслирует его на все свои активные порты. При этом, если на каком-либо из портов обнаружена неисправность, то этот порт автоматически отключается (сегментируется), а после ее устранения снова делается активным. Обработка коллизий и текущий контроль за состоянием каналов связи обычно осуществляется самим концентратором. Концентраторы можно использовать как автономные устройства или соединять друг с другом, увеличивая тем самым размер сети и создавая более сложные топологии. Кроме того, возможно их соединение магистральным кабелем в шинную топологию. Автосегментация необходима для повышения надежности сети. Ведь Hub, заставляющий на практике применять звездообразную кабельную топологию, находится в рамках стандарта IEEE 802.3 и тем самым обязан обеспечивать соединение типа МОНОКАНАЛ.

    Коммутатор или switch позволяет пересылать пакеты между несколькими сегментами сети. Он является обучающимся устройством и действует по аналогичной технологии. В отличие от мостов, ряд коммутаторов не помещает все приходящие пакеты в буфер. Это происходит лишь тогда, когда надо согласовать скорости передачи, или адрес назначения не содержится в адресной таблице, или когда порт, куда должен быть направлен пакет, занят, а коммутирует пакеты "на лету". Коммутатор лишь анализирует адрес назначения в заголовке пакета и, сверившись с адресной таблицей, тут же (время задержки около 30-40 микросекунд) направляет этот пакет в соответствующий порт. Таким образом, когда пакет еще целиком не прошел через входной порт, его заголовок уже передается через выходной. К сожалению, типичные коммутаторы работают по алгоритму "устаревания адресов". Это означает, что, если по истечении определенного промежутка времени, не было обращений по этому адресу, то он удаляется из адресной таблицы.

    Коммутаторы поддерживают при соединении друг с  другом режим полного дуплекса. В  таком режиме данные передаются и принимаются одновременно, что невозможно в обычных сетях Еthегnеt. При этом скорость передачи данных повышается в два раза, а при соединении нескольких коммутаторов можно добиться и большей пиковой производительности.

    Маршрутизатор или routег - особый тип оборудования, который применяется в сетях со сложной конфигурацией для связи ее участков с различными сетевыми протоколами (в том числе и для доступа к глобальным (WАN) сетям), а также для более эффективного разделения трафика и использования альтернативных путей между узлами сети. Основная цель применения роутеров - объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей.

    Различные типы router-ов отличаются количеством  и типами своих портов, что собственно и определяет места их использования. Маршрутизаторы, например, могут быть использованы в локальной сети Ethernet для эффективного управления трафиком при наличии большого числа сегментов сети, для соединения сети типа Еthernet с сетями другого типа, например Тоkеn Ring, FDDI, а также для обеспечения выходов локальных сетей на глобальную сеть. [5]

    Современные маршрутизаторы обладают следующими свойствами:

    - поддерживают коммутацию уровня 3, высокоскоростную маршрутизацию уровня 3 и коммутацию уровня 4;

    - поддерживают передовые технологии передачи данных, такие как Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и АТМ;

    - поддерживают технологии АТМ с использованием скоростей до 622 Мбит/сек;

    - поддерживают одновременно разные типы кабельных соединений (медные, оптические и их разновидности);

    - поддерживают WAN-соединения, включая поддержку PPP, Frame Relay, HSSI, SONET и др.;

    - поддерживают технологию коммутации уровня 4 (Layer 4 Switching), использующую не только информация об адресах отправителя и получателя, но и информацию о типах приложений, с которыми работают пользователи сети;

    - обеспечивают возможность использования механизма "сервис по запросу" (Quality of Service) - QoS, позволяющего назначать приоритеты тем или иным ресурсам в сети и обеспечивать передачу трафика в соответствии со схемой приоритетов;

    - позволяют управлять шириной полосы пропускания для каждого типа трафика;

    - поддерживают несколько IP сетей одновременно;

    - поддерживать как одноадресный (unicast), так и многоадресный (multicast) трафик;

    Для построения локальной сети, будет  использоваться следующее сетевое оборудование:

    - кабель. Самый оптимальный вариант был  бы такой: внутри сети - кабель UTP , а для связи сетей между собой - оптоволоконный кабель. Но так как в данной работе не рассматривается экономическая составляющая, то можно везде использовать оптоволокно для большего быстродействия.

    - сетевой  адаптер - DFE-520TX - экономичный сетевой адаптер с автоматическим определением скорости 10/100 Мбит/с, устанавливаемый в ПК со слотом расширения PCI. Этот адаптер использует однокристальную технологию и оборудован встроенным буфером типа «очередь», обеспечивая возможность простого подключения компьютера к сети Ethernet. прост в установке.

    - Управляемый коммутатор с 16 портами доступа ISCOM2118-MA представляет собой высоконадежное и экономически выгодное устройство. Коммутатор ISCOM2118-MA - это коммутатор уровня L2 операторского класса, имеющий 16 медных downlink 10/100 Base-Tx портов и 2 оптических Gigabit uplink порта. Важными отличительными особенностями данного коммутатора портов являются: низкое энергопотребление, защита от перегрузок напряжения, защита от молний, использование конденсаторов повышенной надежности, отсутствие вентиляторов, бесшумная работа, ограничение скорости на порту, организация VLAN, управление МАС адресами, агрегация линков, шторм контроль, зеркалирование портов, большое количество механизмов безопасности, управление качеством обслуживания, фильтрация пакетов, удаленное управление. Коммутатор на 16 портов ISCOM2118-MA имеет Web-интерфейс управления и интуитивно понятный CLI.   3 шт.

    - маршрутизатор: Маршрутизатор MSR 30-60 PoE  2xGE/SFP 4xSIC 6xMIM. Высокопроизводительный процессор 533 PowerPC MHz предоставляет пропускную способность в 240 kpps. Платформа, готовая к открытым сетевым сервисам, предоставляет приложения и гибкость сервисов. Поддержка маршрутизации следующего поколения IPv6. Надежные и чрезмерные возможности позволяет удостовериться в доступности сети; внешние энергоблоки могут предоставить еще большую надежность. Встроенная улучшенная безопасность и возможности контроля, включая VPN, firewall и шифрование  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Логический  расчет объединенной локальной сети 

    а) выбор маски подсети

    б) определение диапазонов IP-адресов для каждой из подсети;

    в) определение широковещательного запроса (broadcast). 

    Стандартной маской для сетей класса C является маска 255.255.255.0 (11111111.11111111.11111111.00000000), которая  обеспечивает 254 (28-2) адреса узлов в сети. Нестандартные маски приведены в таблице 1 

    Таблица 1. Маски подсетей: 

    Так как в первой сети три подсети, в каждой из которых 12, 13 и 11 узлов  соответственно, то для этой подсети  оптимальным является выбор маски 255.255.255.224, которая обеспечивает 6 номеров  подсетей, в каждой из которых может  быть 30 узлов.

    Пусть задана сеть из класса С: N-сети равно 192.168.50.0. Существует возможность забрать  из младшего октета IP-адреса несколько битов на нужды организации подсети данной сети. Пусть это будут три бита, оставшиеся пять битов пойдут на IP-адреса в каждой из подсети, которые должны образоваться после такого выбора. Сначала определим номера подсети в сети с номером 192.168.50.0. три бита, внедренные на подсеть могут образовать восемь двоичных чисел, из этого числа следует исключить числа 000 и 111, так как они не могут использоваться, оставшиеся шесть битов, то есть шесть комбинаций, которые обозначают шесть подсистем с номерами: 

       Определяем не пересекающиеся  пространства IP- адресов для первой  и последней  из шести подсетей. Пять битов, оставшиеся от байта  и предназначенные для адресов-узлов могут образовать 32 двойные комбинации, каждая из которых адресует узел подсети. Числа пять нулей и пять единиц, использовать нельзя, таким образом, под узлы каждой из подсети, остается 32-2=30 комбинаций IP-адреса для одной подсети. Получается путем присоединения к двоичному коду 001 всех допустимых 30 комбинаций, выделенных под узлы.

    Разные  маски в разных подсетях в одной  сети выбирать нельзя, поскольку в  этом случае пространство IP адресов  будет перекрываться.  
 
 
 

    Интерфейсам узлов 1-ой подсети назначим следующие IP адреса:

    192.168.50.33;           192.168.50.37;               192.168.50.41;                     

    192.168.50.34;           192.168.50.38;               192.168.50.42;                    

    192.168.50.35;           192.168.50.39;               192.168.50.43;