Лабораторная работа №2.

Цель работы: овладение навыками работы в Microsoft Office Visio, планирование и проектирование компьютерной сети.

Процесс построения (проектирования) сети представляет собой упрощенное моделирование не наступившей действительности и включает в себя следующие основные этапы:

1. Анализ задач, для решения которых создается сеть, а также определение объема финансирования проекта.

2. Проектирование физической структуры – этап, на котором анализируются начальные условия и создается детальный проект физической организации сети.

3. Проектирование инфраструктуры – этап, на котором определяются протоколы взаимодействия, используемые службы, политика безопасности и т.п. — т.е. логическая организация сети.

4. Развертывание – этап, связанный с прокладкой линий связи, установкой и настройкой оборудования.

Этап анализа является одним из важнейших, поскольку определяет все остальные решаемые задачи: как физическую структуру сети, так и логическую. Именно на данном этапе выступает основное различие компьютерных сетей.

На этапе проектирования решаются следующие задачи:

1. На основе определенных целевых требований к сети определяется необходимый состав оборудования и, прежде всего, компьютеров: количество, характеристики и т.д.

2. Определяется физическое расположение рабочих мест и определяются этажи и аудитории, которые будут охватываться сетью. При решении этой задачи должна учитываться принципиальная возможность прокладки линий связи к рабочим местам/помещениям.

3. Исходя из решаемых задач, стоимости и расположения, определяется тип физических линий связи, соединяющих рабочие места, состав и расположение коммуникационного оборудования (например, концентраторов).

4. Определяется способ подключения к Интернету: выбирается провайдер – организация, обеспечивающая подключение организации к сети Интернет. При выборе провайдера учитываются факторы: характеристики возможных физических соединений с провайдером, требования к оборудованию и необходимое дополнительное оборудование, начальная стоимость подключения, стоимость эксплуатации подключения, технологические ограничения подключения (невозможность использования некоторых служб).

5. Исходя из технических требований, определяется узел проектируемой сети, который будет являться шлюзом для подключения к Интернету и определяется место его расположения. При этом учитывается удобство физического соединения шлюза с проектируемой сетью и удобство подведения физических линий для подключения к Интернету.

Общий алгоритм, описывающий процесс построения сети:

1. Определение исходных данных.

– определение целей использования сети;

– определение требований к сети;

– характеристики используемого оборудования (компьютеры, сетевое оборудование, принтеры, модемы и др.);

– характеристика сетевого ПО (операционные системы, серверное ПО, антивирусное ПО);

– примерная схема здания в котором планируется строить сеть.

2. Проектирование сети.

– способ сегментирования и объединения сегментов (определение необходимых сегментов оборудования для их формирования);

– выбор типа кабеля (как правило выбирается неэкранированная витая пара);

– определение активных устройств (модемы, маршрутизаторы и т.п.);

– выбор программного обеспечения (серверные и клиентские ОС, серверное программное обеспечение и т.п.);

– разработка схемы сети (указываются узлы сети и длины соединительных кабелей).

3. Определение стоимости.

– анализ основных направлений затрат;

– составление примерной сметы затрат.

4. Примерный план проведения работ.

5. Развертывание сети.

При создании новой сети желательно учитывать следующие факторы:

– требуемый размер сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу);

– структура, иерархия и основные части сети (по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и зданиям предприятия); основные направления и интенсивность информационных потоков в сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и в дальней перспективе); характер передаваемой по сети информации;

– технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов);

– возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля;

– обслуживание сети и контроль ее безотказности и безопасности;

– требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и т.д. (например, если предполагается использование одного ресурса многими пользователями, то следует использовать серверную ОС);

– необходимость подключения к другим сетям (например, глобальным);

– имеющиеся компьютеры и их программное обеспечение, а также периферийные устройства (принтеры, сканеры и т.д.).

При выборе размера (под размером сети в данном случае понимается как количество объединяемых в сеть компьютеров, так и расстояния между ними) и структуры сети необходимо учитывать:

– количество компьютеров (следует оставлять возможность для дальнейшего роста количества компьютеров в сети);

– требуемую длину линий связи сети (например, если расстояния очень большие, может понадобиться использование дорогого оборудования).

– способы объединения частей сети (для объединения частей сети могут использоваться репитеры, репитерные концентраторы, коммутаторы, мосты и маршрутизаторы, причем в ряде случаев стоимость этого объединительного оборудования может даже превысить стоимость компьютеров, сетевых адаптеров и кабеля;

Возможность масштабирования (например, лучше приобретать коммутаторы или маршрутизаторы с количеством портов, несколько большим, чем требуется в настоящий момент).

Пример. Пусть небольшое предприятие занимает три этажа, на каждом по пять комнат, и включает в себя три подразделения, по три группы. В этом случае можно построить сеть таким образом (рис. 1):

Рабочие группы занимают по 1–3 комнаты, их компьютеры объединены между собой репитерными концентраторами. Концентратор может использоваться один на комнату, один на группу или один на весь этаж. Концентратор целесообразно расположить в помещении, в которое имеет доступ минимальное количество сотрудников.

Подразделения занимают отдельный этаж. Все три сети рабочих групп каждого подразделения объединяются коммутатором, а для связи с сетями других подразделений используется маршрутизатор. Коммутатор вместе с одним из концентраторов лучше поместить в отдельной комнате.

Общая сеть предприятия включает три сегмента сетей подразделений, объединенных маршрутизатором. Этот же маршрутизатор может использоваться для подключения к глобальной сети.

Серверы рабочих групп располагаются в комнатах рабочих групп, серверы подразделений – на этажах подразделений.

Рис. 1. Структура сети предприятия (С – серверы рабочих групп, РК – репитерные концентраторы, Ком – коммутаторы)

При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в частности:

– уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;

– скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;

– возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево);

– метод управления обменом в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод);

– разрешенные типы кабеля сети, максимальную его длину, защищенность от помех;

– стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов).

В настоящее время для организации локальных сетей в подавляющем большинстве случаев используется неэкранированная витая пара UTP. Более дорогие варианты на основе экранированной витой пары, оптоволоконного кабеля или беспроводных соединений применяются на предприятиях, где в этом существует действительно острая необходимость. Например, оптоволокно может использоваться для связи между удаленными сегментами сети без потери скорости.

При выборе сетевого программного обеспечения (ПО) надо, в первую очередь, учитывать следующие факторы:

– какую сеть поддерживает сетевое ПО: одноранговую, сеть на основе сервера или оба этих типа;

– максимальное количество пользователей (лучше брать с запасом не менее 20%);

– количество серверов и возможные их типы;

– совместимость с разными операционными системами и компьютерами, а также с другими сетевыми средствами;

– уровень производительности программных средств в различных режимах работы;

– степень надежности работы, разрешенные режимы доступа и степень защиты данных;

– какие сетевые службы поддерживаются;

– стоимость программного обеспечения, его эксплуатации и модернизации.

Еще до установки сети необходимо решить вопрос об управлении сетью. Даже в случае одноранговой сети лучше выделить для этого отдельного специалиста (администратора), который будет иметь всю информацию о конфигурации сети и распределении ресурсов и следить за корректным использованием сети всеми пользователями. Если сеть большая, то одним сетевым администратором уже не обойтись, нужна группа, возглавляемая системным администратором.

После установки и запуска сети решать эти вопросы, как правило, слишком поздно.

При проектировании следует определить возможные направления финансовых затрат (к данному этапу проектирования необходимые предпосылки для решения этой задачи уже имеются):

– дополнительные компьютеры и обновление существующих компьютеров. Необязательное направление затрат: при достаточном количестве и качестве существующих компьютеров их обновление не требуется (или требуется в минимальном объеме – например, для установки более современных сетевых карт); в одноранговой сети не нужен (хотя и желателен) также специальный файл-сервер.

– сетевые аппаратные средства (кабели и все, что необходимо для организации кабельной системы, сетевые принтеры, активные сетевые устройства – повторители, концентраторы, маршрутизаторы и т.д.).

– сетевые программные средства, прежде всего, сетевая ОС на необходимое число рабочих станций (с запасом).

– оплата работы приглашенных специалистов при организации кабельной системы, установке и настройке сетевой ОС, при проведении периодической профилактики и срочного ремонта. Необязательное направление затрат: для небольших сетей со многими из этих работ может и должен справляться штатный сетевой администратор (возможно, с помощью других сотрудников данного предприятия).

Спроектировать компьютерную сеть (собрать исходные данные; выбрать: размер и структуру сети, оборудование, сетевые программные средства; спроектировать кабельную систему; рассчитать примерную стоимость оборудования) в соответствии с № варианта.

Контрольные вопросы:

1.Какие этапы включает процесс построения сети?

2. Классификация локальных вычислительных сетей?

3. Базовые технологии локальных сетей?

4. Топология локальной вычислительной сети?

5.Маршрутизатор, коммутатор?

6.Плюсы и минусы Microsoft Office Visio?

Статьи к прочтению:

Этапы проектирования локальных сетей

2.1. Определение объекта проектирования

Объектом проектирования является ЛВС организации занимающейся разработкой программного обеспечения ОАО «Easy-PO». Организация располагается в здании бизнес центра и занимает один этаж.

2.2. Цели использования сети

Предполагается использование ЛВС, в следующих целях:

Совместное использование элементов сети (суперкомпьютеры, сетевые принтеры и др.);

Возможность быстрого доступа к необходимой информации;

Надежное хранение и резервирование данных;

Защита информации;

Использование ресурсов современных технологий (доступ в Интернет, системы электронного документооборота и прочие).

2.3. Характеристики сети

Необходимые характеристики сети:

Доступ в Интернет;

Пропускная способность >= 100 Мбит/с;

Высокая производительность сервера;

Высокая отказоустойчивость

2.4. Определение размера и структуры сети

Выбрана топология сети «звезда». Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте сети RelCom. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.

При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления – файловый сервер реализует оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

ЛВС должна соответствовать следующим требованиям:

ЛВС должна быть эффективной (минимальные затраты и высокое качество работы);

Открытость сети. ЛВС соответствует этому критерию, если присутствует возможность, не меняя технические и программные параметры сети, подключать дополнительное оборудование;

Гибкость сети. Если при неисправностях того или иного компьютера или прочего оборудования, сеть продолжает функционировать – ЛВС соответствует этому требованию.

Определение размера :

Организация занимает этаж бизнес центра, произведём планирование необходимого оборудования, места размещения рабочих мест сотрудников.

Структура сети будет определена этой планировкой

Проектирование ЛВС — это разработка проекта коммуникационной системы, которая объединяет пользовательские рабочие станции и периферийное оборудование в пределах одного здания или помещения, относящегося к одной организации. ЛВС (локальная вычислительная сеть) актуальна для систем с двумя и более компьютерами. Чем больше оборудования в одной локальной сети, тем она сложнее в проектировании и обслуживании, но тем больше преимуществ дает:

• быстрая и бесперебойная передача данных между компьютерами;
• ограничение доступа к корпоративным ресурсам;
• совместная работа с периферийными устройствами;
• контролируемый доступ пользователей к интернету.

Обоснование проектирования ЛВС

Компьютеры, которые объединены локальной вычислительной сетью, позволяют сотрудникам совместно использовать информационные корпоративные ресурсы, периферийное оборудование и обмениваться данными. Именно ускоренная и упрощенная обработка информационных потоков — главное обоснование проектирования ЛВС на предприятии. Связанные единой сетью ПК объединяются в одно информационное пространство, в котором удобно получать доступ к ресурсам — общим папкам на емких накопителях, принтерам и другим. Количество ошибок и инцидентов потерь данных при таком способе обмена стремится к нулю при высокой скорости обмена данными в пределах сети.

Подготовка к проектированию ЛВС

Проектирование ЛВС СКС (структурированной кабельной системы) представляет собой разработку документации, в которой описывается структура сети, ее топология, расположение конечных пользовательских устройств, компьютерных розеток и характеристики оборудования для построения ЛВС.

До начала проектирования в организации собирают и анализируют такую информацию:

• сколько единиц техники будет объединять ЛВС. Учитываются ПК, печатные устройства, АТС и другое оборудование. Это позволит рассчитать в проекте нагрузку, которую будет испытывать локальная вычислительная сеть в штатном режиме работы;
• физические характеристики помещений, по которым будет проложена ЛВС. Учитывают площадь комнат, высоту потолков, максимальное расстояние между устройствами. От последнего параметра обратно пропорционально зависит скорость передачи данных в ЛВС;
• расположение компонентов, которые чаще других нуждаются в сервисном обслуживании . Чем проще получить к ним доступ, тем меньше времени сеть будет недоступна и рабочий процесс не нарушится. Инженеры смогут быстро выполнить основные этапы ремонта или профилактики.

Основные принципы проектирования ЛВС — обеспечение высокой скорости и безопасности передачи данных. В зависимости от критичности этих требований инженеры-проектировщики выбирают подходящее оборудование и ОС для сервера и пользовательских устройств.

На этапе составления технических требований к будущей ЛВС выбирают подходящую топологию, которая определяет способ физического соединения устройств в пределах сети. Наиболее популярные варианты: шинная, кольцевая и звезда.

Шинная (линейная) — используется один центральный кабель, к которому подключены пользовательские GR. Этот кабель ведет к серверу (центральному компьютеру), на котором хранится общая информация, прописаны права доступа, настроен почтовый сервер.

• Плюсы : при отключении одного устройства не нарушается работа остальных машин, простой проект ЛВС и доступная стоимость монтажа.
• Недостатки : повреждение центрального кабеля нарушает работу сети, низкая скорость передачи данных, ограничение для применения в ЛВС с большим количеством конечных устройств.

Кольцевая — предполагает последовательное соединение устройств (одноранговая ЛВС). Топология встречается в локальных сеях, спроектированных несколько лет назад. Сегодня практически не используется, но о ней необходимо знать тем, кто изучает основы проектирования ЛВС.

• Плюсы : низкая стоимость проектирования ЛВС и монтажа (не нужен маршрутизатор, требуется минимум кабеля).
• Минусы : малая скорость передачи данных, при неисправности на одном участке останавливается работа всех пользовательских устройств, сложна настройка и ТО системы.

Звезда — устройства подключаются к серверу параллельно через хаб или концентратор. Это наиболее удобный способ обмена данными между ПК, принтерами и другим оборудованием. Сегодня это основной принцип подключения компьютеров в ЛВС.

• Плюсы : гибкое масштабирование, стабильная производительность и пропускная способность, удобный монтаж и обслуживание.
• Минусы : сильная зависимость устройств ЛВС от хаба/концентратора (если он выйдет из строя, сеть упадет), количество подключений ограничено количеством портов на хабе, большой расход кабеля, высокая стоимость вспомогательного оборудования.

Этапы проектирования ЛВС

Программы для проектирования ЛВС

Разработка проекта будущей ЛВС — сложная задача, которая требует профессиональных знаний и опыта. Но упростить эту задачу можно, в этом помогут программы для проектирования ЛВС.

• AutoCAD — популярная система автоматизированного проектирования. Универсальная (подходит для многих сфер), но не адаптированная под проектирование ЛВС, поэтому для этой задачи у нее избыточный функционал и завышенная стоимость лицензии.
• CAD5D — онлайн-сервис для проектирования. Поддерживает поэтажные планы, размещение абонентских устройств и ключевых узлов, создание пакета проектной документации, учитывает спецификации материалов и оборудования.
• ZWCAD претендует на звание бюджетного аналога AutoCAD и предлагает широкий выбор инструментов для работы в двумерном и трехмерном пространстве. Позволяет организовывать элементы ЛВС в виде блоков, поддерживает параллельную работу с графикой и текстом. Для расширения базовой функциональности используются дополнительные модули.

Целью аналитической части является рассмотрение существующего состояния предметной области, характеристики объекта, телекоммуникационной системы и обоснование предложений по устранению выявленных недостатков и новых технологий.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
15842.		Проектирование локальной вычислительной сети ОАО ОСВ Стекловолокно	1.5 MB
	Результатом данной работы является примерная перечень и стоимость необходимого сетевого оборудования для создания современной локальной вычислительной сети организации: всего на сетевое оборудование и соединяющие кабели понадобится...
14233.		Проектирование локальной вычислительной сети ИП «БеловТрансАвто»	466.49 KB
	ЛВС это сети предназначенные для обработки хранения и передачи данных и представляет из себя кабельную систему объекта здания или группы объектов зданий. ЛВС применяются для решения таких проблем как: Распределение данных. В связи с этим не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации; Распределение ресурсов. Периферийные устройства могут быть доступны для всех пользователей ЛВС.
11055.		Проект локальной вычислительной сети второго этажа школы №19	29.79 KB
	Эффективным решением, обеспечивающим повышение уровня предоставляемых образовательных услуг и поддерживающим современные модели непрерывного образования, является создание и развитие информационной среды, интегрирующей образовательный контент, пользовательские сервисы и инфраструктуру сетевого взаимодействия преподаватель-учащийся
1426.		Организация работоспособной локальной вычислительной сети для автоматизации документооборота малого предприятия	805.67 KB
	Топологии вычислительной сети Подключение принтера к локальной сети. Компьютерные сети по сути являются распределенными системами. Компьютерные сети называемые так же вычислительными сетями или сетями передачи данных являются логическим результатом эволюции двух важнейших научнотехнических отраслей современной цивилизации – компьютерных и телекоммуникационных технологий.
9701.		Внедрение локальной вычислительной сети на предприятие «ООО Дизайн–линк» по технологии 100VG-AnyLAN	286.51 KB
	Сеть Интернет становится все более популярной, однако настоящая популярность придет, когда к ней будет подключен каждый офис. Сейчас же наиболее массовым является телефонное соединение. Скорость его не превышает 56 Кбит/c, и поэтому пользоваться мультимедийными ресурсами Интернет практически невозможно - IP-телефонии, видео-конференциям, потоковому видео и другим аналогичным сервисам для нормальной работы
2773.		Проектирование локальной сети	19.57 KB
	Проектирование локальной сети Куляпин Дмитрий АСОИР101 Цель работы: Изучить основные виды преимущества и недостатки сетевые топологии их наиболее распространенные типы сетей виды и методы доступа к среде передачи данных сетевые архитектуры. способа размещения компьютеров сетевого оборудования и их соединения с помощью кабельной инфраструктуры и логической топологии – структуры взаимодействия компьютеров и характера распространения сигналов по сети. Каковы преимущества и недостатки конфигурации звезда В каких локальных сетях она...
19890.		Проектирование локальной сети учебного центра	121.99 KB
	Еще одной важнейшей функцией локальной сети является создание отказоустойчивых систем, продолжающих функционирование (пусть и не в полном объеме) при выходе из строя некоторых входящих в них элементов. В ЛВС отказоустойчивость обеспечивается путем избыточности, дублирования; а также гибкости работы отдельных входящих в сеть частей (компьютеров).
1514.		Разработка локальной сети предприятия	730.21 KB
	Цель данной работы – используя имеющиеся требования к сети и имеющие специфики здания, организовать наиболее оптимальную с точки зрения цены/качества сеть, удовлетворяющую характеристикам, представленным выше.
17587.		Создание локальной сети и настройка оборудования для доступа учащихся к сети интернет	571.51 KB
	Уровень электромагнитных излучений не должен превышать установленные санитарные нормы; Наименьшее количество рабочих станций в кабинете должно быть более десяти; У каждой рабочей станции должна иметься розетка с разъемом RJ-45 и в каждой станции должен быть сетевой адаптер который встроен в системную плату; У каждой рабочей станции для подключения к сети должен быть сетевой кабель с разъемами RJ45 на концах; Рабочая станция как место работы должно представлять собой полноценный компьютер или ноутбук; Наличие wi-fi по всему...
699.		Анализ функционирования локальной сети МАОУ СОШ №36	31.7 KB
	Актуальность проекта состоит в том, что данная локальная сеть является единственным возможным средством для организации эффективного функционирования организации.

их нормативных документов.

Порядок проектирования локальных сетей

Типовое проектирование ЛВС может выполняться в несколько этапов и предусматривает определение следующих характеристик:

· основных и второстепенных задач, возлагаемых на сеть;

· функциональных возможностей сети;

· пропускной способности различных участков и характера передаваемой информации;

· вида монтируемой сети;

· возможности прокладки кабелей внутри помещений и обеспечения их безопасной эксплуатации;

· структуры ЛВС, ее иерархии и основных частей по отделам, рабочим местам;

· возможности дальнейшего расширения сети;

· необходимости подключения к уже существующим локальным сетям предприятия и к глобальной сети Интернет;

· возможности использования средств защиты информации.

Все работы, которые предусматривает проектирование компьютерных сетей, выполняются в строгом соответствии с предварительным планом, разработанным на основе ТЗ. Одним из приоритетных условий является простота обслуживания, монтажа, а при необходимости и демонтажа локальной сети предприятия.

Исходные данные

Важность этого этапа связана как с необходимостью упорядочивания требований к создаваемой ЛС и ее отдельным составляющим для обеспечения возможности принятия в будущем взвешенных конкретных решений, так и с ее обоснованием.

При создании новой сети для какого-нибудь предприятия желательно учитывать следующие факторы:

· Требуемый размер сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу).

· Структура , иерархия и основные части сети (по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и зданиям предприятия).

· Основные направления и интенсивность информационных потоков в сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и в дальней перспективе). Характер передаваемой по сети информации (данные, оцифрованная речь, изображения), который непосредственно сказывается на требуемой скорости передачи (до нескольких сотен Мбит/с для телевизионных изображений высокой четкости).

· Технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров , концентраторов, коммутаторов) и его стоимость.

· Возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля.

· Обслуживание сети и контроль ее безотказности и безопасности.

· Требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и т.д.

· Необходимость подключения к глобальным или к другим локальным сетям.

Вполне возможно, что после изучения всех факторов выяснится, что можно обойтись без сети, избежав тем самым довольно больших затрат на аппаратуру и программное обеспечение , установку, эксплуатацию, поддержку и ремонт сети, зарплату обслуживающему персоналу, и т.д.

Сеть по сравнению с автономными компьютерами порождает множество дополнительных проблем: от простейших механических (компьютеры, подключенные к сети, труднее перемещать с места на место ) до сложных информационных (необходимость контролировать совместно используемые ресурсы, предотвращать заражение сети вирусами). К тому же пользователи сети уже не так независимы, как пользователи автономных компьютеров, им надо придерживаться определенных правил, подчиняться установленным требованиям, которым их необходимо научить.

Наконец, сеть остро ставит вопрос о безопасности информации, защиты от несанкционированного доступа, ведь с любого компьютера сети можно считать данные с общих сетевых дисков. Защитить один компьютер или даже несколько одиночных гораздо проще, чем целую сеть . Поэтому приступать к установке сети целесообразно только тогда, когда без сети работа становится невозможной, непроизводительной, когда отсутствие межкомпьютерной связи сдерживает развитие дела.

Требования и варианты решений при выборе размера и структуры сети , сетевого оборудования и программного обеспечения будут рассмотрены в последующих разделах. В начале проектирования сети необходимо провести полную "инвентаризацию " имеющихся компьютеров и их программного обеспечения, а также периферийных устройств (принтеров, сканеров и т.д.). Это позволит при организации сети исключить ненужное дублирование (оборудование и программное обеспечение теперь могут быть разделяемыми ресурсами), а также поставить задачи модернизации (апгрейда) как аппаратных, так и программных средств. Для корректного определения характеристик компьютеров целесообразно использовать специальные диагностические программы или встроенные программы ОС (например, в ОС Windows Millennium это программа "Сведения о системе" из раздела служебных программ и программа "Система" из панели управления). Следует выбирать такие варианты программ, которые обеспечивают получение правильных данных ("старые" диагностические программы могут неверно указать тип процессора и версию ОС), а также сохранение данных в файле (это особенно ценно при большом числе компьютеров). Кроме того, следует уделить внимание наличию встроенной сетевой карты или сетевого контроллера на системной плате, а также типу поддерживаемых ими сетевых стандартов (как правило, поддерживается сеть Ethernet на витой паре, но принципиально знать ее разновидность – 10/100/1000 Мбит/c). Не все характеристики компьютеров, которые важны при их объединении в сеть , могут быть определены описанными выше способами. Из сопроводительной документации к компьютеру или после вскрытия системного блока можно и нужно определить число и тип свободных слотов (разъемов) расширения, а также максимальную мощность блока питания. Это необходимо для оценки возможности установки в компьютер новых плат.

Выбор оборудования

При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в частности:

· уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами;

· скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения;

· возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево);

· метод управления обменом в сети (CSMA /CD, полный дуплекс или маркерный метод );

· разрешенные типы кабеля сети, максимальную его длину, защищенность от помех;

· стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов , репитеров , концентраторов, коммутаторов).

Всем этим часто пренебрегают, а напрасно: заменить программное обеспечение сравнительно просто, а вот замена аппаратуры, особенно прокладка кабеля, обходится порой очень дорого, а иногда бывает просто невозможна. В первую очередь следует проанализировать применимость для рассматриваемого случая сети Ethernet , как наиболее популярной, недорогой и допускающей развитие (Fast Ethernet иGigabit Ethernet ).

Проблема выбора типа кабеля достаточно подробно рассматривалась ранее. В предположении, что возможность выбора в данном случае существует, стоит повторить основные аргументы в пользу того или иного выбора (см. табл. 15.1).

Таблица 15.1. Аргументы при выборе типа кабеля
Тип кабеля	Аргументы при выборе
за	против
неэкранированная витая пара UTP (категория 3 или выше)	· доступность по цене; · доступность инструментов для установки разъемов (RJ45); · удобство прокладки кабеля (гибкий); · относительная простота ремонта при повреждении; · поддержка перспективных высокоскоростных сетей (Fast и Gigabit Ethernet) при использовании кабеля категории 5 или выше.	· относительно низкая устойчивость к электромагнитным помехам; · сравнительно малые допустимые расстояния кабельных соединений, особенно для высокоскоростных сетей; · невозможность использования во внешних участках соединений (между зданиями).
экранированная витая пара STP (оплеточный экран) 1	· повышенная устойчивость к электромагнитным помехам.	· несколько более высокая цена по сравнению с кабелем типа UTP .
экранированная витая пара FTP (экран из фольги) 2	подобно предыдущему типу кабеля
многомодовыйоптоволоконный кабель	· практическая нечувствительность к внешним электромагнитным помехам и отсутствие собственного излучения; · поддержка перспективных высокоскоростных сетей, в том числе на расстояниях, недоступных при использовании витой пары.	· относительно высокая цена кабеля и сетевого оборудования; · сложность установки (требуется специальный инструмент и высокая квалификация персонала); · низкая ремонтопригодность; · чувствительность к воздействиям факторов окружающей среды (могут вызвать помутнениеоптоволокна ).
одномодовыйоптоволоконный кабель	· улучшенные технические характеристики по сравнению с многомодовым кабелем (возможность увеличения скорости передачи или длины соединений).	· более высокая цена; · сложная установка и ремонт.
беспроводные соединения (радио и инфракрасные каналы)	· устранение необходимости организации кабельной системы; · мобильность рабочих станций (простота их перемещения внутри зданий или вблизи от центрального компьютера с излучающей антенной); · возможность организации глобальных сетей (с использованием радиоканалов и спутниковой связи).	· относительно дорогое оборудование; · сильная зависимость надежности соединения от наличия препятствий (для радиоволн) и пыли в помещении (для инфракрасных каналов); · довольно низкая скорость передачи (максимум до нескольких Мбит/с) и невозможность ее существенного увеличения.

В настоящее время для организации локальных сетей в подавляющем большинстве случаев используется неэкранированная витая пара UTP . Более дорогие варианты на основе экранированной витой пары, оптоволоконного кабеля или беспроводных соединений применяются на предприятиях, где в этом существует действительно острая необходимость. Например, оптоволокно может использоваться для связи между удаленными сегментами сети без потери скорости. Рекомендации по организации кабельной системы, в том числе, содержащиеся в стандартах на структурированные кабельные системы (СКС ), рассмотрены в отдельном разделе "Проектирование кабельной системы" Лекции 16.

Еще одна важная задача – это выбор компьютеров. Если для рабочих станций или невыделенных серверов обычно используют те компьютеры, которые уже имеются на предприятии, то выделенный сервер желательно приобретать специально для сети. Лучше, если это будет быстродействующий специализированный компьютер -сервер , спроектированный с учетом специфических нужд сети (такие серверы выпускаются всеми крупнейшими производителями компьютеров).

Требования к серверу:

· Максимально быстрый процессор (компания Microsoft рекомендует для своей операционной системы Windows Server 2003 процессор с тактовой частотой не менее 500 МГц). Типичная величина тактовой частоты процессора для сервера сейчас составляет 2-3 ГГц. Для больших сетей применяют и многопроцессорные серверы (иногда до 32 процессоров).

· Большой объем оперативной памяти (фирма Microsoft рекомендует для своей операционной системы Windows Server 2003 объем памяти не менее 256 мегабайт, такие же требования фирмы Novell для NetWare 6). Типичный объем оперативной памяти сервера сейчас составляет 512 Мбайт-20 Гбайт. Большой объем памяти сервера даже важнее быстродействия процессора, так как позволяет эффективно использовать кэширование дисковой информации, храня в памяти копии тех областей диска, с которыми производится наиболее интенсивный обмен.

· Быстрые жесткие диски большого объема. Типичная величина объема диска сервера сейчас составляет 150-500 Гбайт. Дисководы должны быть совместимы с сетевой операционной системой (то есть их драйверы обязательно должны входить в набор драйверов, поставляемый с ОС). Широко применяют SCSI-дисководы, которые быстрее традиционных IDE-дисководов. В серверах часто предусматривают возможность "горячей" замены дисков (без выключения питания сервера), что очень удобно.

· Специализированные серверы уже содержат в своем составе сетевые адаптеры с оптимальными характеристиками. Если в качестве сервера используется обычный персональный компьютер, то сетевой адаптер для него надо выбирать наиболее быстродействующий.

· Видеомониторы, клавиатуры и мыши не являются обязательными принадлежностями сервера, так как сервер, как правило, никогда не работает в режиме обычного компьютера.

Если есть возможность выбора компьютеров для рабочих станций, то стоит проанализировать целесообразность применения бездисковых рабочих станций (с загрузкой операционной системы через сеть ). Это сразу снизит стоимость сети в целом или позволит при тех же затратах купить более качественные компьютеры: с быстрыми процессорами, с хорошими мониторами, с большой оперативной памятью. Правда, в настоящее время использование бездисковых компьютеров считается не самым лучшим решением. Ведь в этом случае всю информацию компьютер получает через сеть и передает в сеть , что может вызвать чрезмерную загрузку сети. Бездисковые рабочие станции допустимы только при малых сетях (не более 10-20 компьютеров). В идеале значительная часть всех информационных потоков (не менее 80%) должна оставаться внутри компьютера, а к сетевым ресурсам обращения должны быть только в случае действительной необходимости. Таким образом, упоминавшееся "правило 80/20" работает и в этом случае.

При отказе от использования гибких дисков на каждом компьютере сети можно существенно повысить ее устойчивость к вирусам и несанкционированному доступу к данным. Дисковод гибкого диска вполне может быть только на одной рабочей станции сегмента или даже всей сети. Причем эта рабочая станция должна контролироваться администратором сети . Она может быть расположена в отдельной комнате вместе с концентраторами, коммутаторами, маршрутизаторами.

Для любой сети крайне критична ситуация перебоев в системе электропитания. Несмотря на то, что многие сетевые программные средства применяют специальные меры против этого, как и против других отказов аппаратуры (например, дублирование дисков), проблема очень серьезная. Иногда отключение питания может полностью и надолго вывести сеть из строя.

В идеале защищенными от отключения питания должны быть все серверы сети (желательно и рабочие станции). Проще всего этого добиться, если сервер в сети всего один. Источник бесперебойного питания при сбое питания переходит на питание подключенного компьютера от аккумулятора и подает специальный сигнал компьютеру, который за короткое время завершает все текущие операции и сохраняет данные на диске. При выборе источника бесперебойного питания надо, прежде всего, обращать внимание на максимальнуюмощность , которую он обеспечивает, и на время поддержания им номинального уровня напряжения (это время составляет от нескольких минут до нескольких часов). Стоимость устройства довольно высока (до нескольких тысяч долларов). Поэтому целесообразно один источник бесперебойного питания применять для двух-трех серверов.

Наиболее устойчивы к отказам питания портативные компьютеры (ноутбуки). Встроенный аккумулятор и низкое потребление энергии обеспечивают их нормальную работу без внешнего питания в течение одного-двух часов и даже более. Если еще учесть низкий уровень излучений и высокое качество изображения мониторов этих компьютеров, то стоит всерьез рассмотреть возможность использования ноутбуков в качестве рабочих станций, а вероятно, и не слишком мощного, невыделенного сервера. Тем более что многие ноутбуки имеют встроенные сетевые адаптеры довольно неплохого качества. Особенно удобно применение ноутбуков в одноранговых сетях с множеством серверов. Применение внешних источников бесперебойного питания в подобных случаях становится чересчур дорогим удовольствием.

Кроме перечисленных проблем проектировщику сети приходится решать задачи, связанные с выбором сетевых адаптеров, репитеров , концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов, но об этом уже достаточно сказано в предыдущих главах. Стоит только отметить, чтопроизводительность сети и ее надежность определяются самым низкокачественным ее компонентом. При покупке дорогих концентраторов или коммутаторов, не стоит экономить, например, на сетевых адаптерах. Верно и обратное. Желательно, чтобы все компоненты оборудования максимально полно соответствовали друг другу.

Определение сетевой модели

Сетевая модель определяет способ хранения данных и расположение линий связи, по которым эти данные передаются. В каждой сети может быть реализована одна или сразу несколько стандартных моделей. В настоящее время наиболее распространены четыре модели, предоставляющие пользователям доступ к сетевым приложениям и данным:

1. Распределенная среда (среда "мэйнфрейма")

Эта модель была самой первой и остается популярной по сей день. Все ресурсы сети такой модели располагаются на сервере, который отвечает за управление и хранение всех данных компании. Каж­дый пользователь сети для запуска процессов на сервере обращается к нему со своего видеотерми­нала или бездисковой рабочей станции.

Основные достоинства и недостатки данной среды:

Сервер является наиболее уязвимым компонентом к отказам сети

Отсутствие необходимости модернизации рабочих станций клиентов для поддержки новых при­ложений

Снижение производительности сети при перегрузке сервера

Невозможность дальнейшей модернизации и расширения в случае неправильного выбора сервера

Несложное управление вопросами безопасности физического доступа к серверу.

2. Среда клиент/сервер

На современной стадии развития технологий совместного использования данных и ресурсов эта модель является наиболее популярной и может быть реализована в организациях самого разного масштаба. Здесь сервер используется только для предоставления доступа к приложениям и хранения сгенерированных данных. Вся обработка данных выполняется на рабочей станции, что улучшает производительность работы сети и снижает загруженность сервера.

Основные достоинства и недостатки среды клиент/сервер:

Необходимость более тщательного по сравнению с другими моделями планирования

Возможность функционирования рабочих станций даже при отсутствии сервера

Необходимость в случае модернизации сети наращивания производительности не только сер­вера, но и рабочей станции

Недостаточная безопасность данных, которые хранятся на рабочих станциях

Возможность расширения до уровня промышленной сети

3. Одноранговая среда

Эта модель разработана для небольших (до 15 рабочих станций) локальных сетей и чаще всего разворачивается в малых офисах. Принцип ее работы построен на том, что каждая рабочая станция функционирует в режиме сервера, предоставляя доступ к своим данным и устройствам любой другой станции, обладающей для этого необходимыми полномочиями.

Достоинства и недостатки одноранговой модели:

Привлекательное отношение стоимость/эффективность, причиной чего является отсутствие вы­деленного сервера

Рабочим станциям предоставлен доступ ко всем ресурсам

Отсутствие централизованного управления и обеспечения безопасности

Невозможность преобразования в большую сеть

Возможность сбоя всей сети после выхода из строя отдельной рабочей станции

4. Среда, развернутая на базе WWW

Структура модели напоминает среду мэйнфрейма, в которой центральный сервер предоставляет пользователям свои "страницы" информации для просмотра и взаимодействия с ними. Каждый пользователь такой сети может использовать эти страницы либо на своей локальной машине, либо на сервере.

Основные достоинства и недостатки этой среды:

Заманчивое соотношение стоимость/эффективность в случае использования с целью объединения локальной и глобальной сети

Возможность инсталляции и обновления версий приложений без необходимости непосредственного взаимодействия с рабочими станциями клиентов

Наиболее уязвимым к отказам звеном сети является Web-сервер

Недостаточно надежное обеспечение безопасности из-за возможности внешнего доступа к сети

Возможность развертывания в средах с низкой пропускной способностью или большим графиком

Возможность интеграции с Internet.

Выбор программного обеспечения

Сетевые ОС

После выбора оптимальной сетевой модели и составления списков необходимых приложений сетевыми специалистами и пользователями следует определить возможные сетевые операционные системы. Учитываемые при принятии данного решения факторы очень похожи на рассмотренные выше:

Стоимость и схема лицензирования

Простота инсталляции и конфигурации

Простота использования

Минимум усилий для обслуживания

Доступный уровень технической поддержки

• 
  Требования к ресурсам компьютера

Поддержка аппаратных средств

Возможность последующей модернизации

Уровень поддержки независимых разработчиков (как прикладного ПО, так и самой ОС)

Возможности обучения системных администраторов

Выбор аппаратных средств

Выбранное программное обеспечение6 определяет требования к аппаратному обеспечению. Требования к аппаратным средствам сети можно условно разделить на три основных типа:

Требования к аппаратным средствам сервера

Требования к аппаратным средствам рабочей станции

Требования к периферийным устройствам (принтеры, модемы, сканеры и т.д.)

Рекомендуется устанавливать оборудование компании, которая лидирует в данной области рынка, предлагает хорошую поддержку своих продуктов, обеспечивает решение проблем совместимости своих аппаратных средств с аппаратными средствами других производителей.

Выбор аппаратных средств сервера практически полностью определяется используемой сетевой операционной системой, а оборудование рабочих станций определяется приложениями, которые планируется на них запускать. Оборудование пользователей желательно разделить на несколько категорий. Например, для разработчиков ПО, САПР, художников аналитиков фирмы рекомендуются старшие модели РС, для помощников администраторов, агентов по сбыту,секретарей и т.д. – стандартные модели РС, для руководителей, менеджеров - старшие модели РС или, если они часто перемещаются, то мощные портативные РС.

Последним пунктом рассмотрения являются периферийные устройства. Как правило, их выбор определяется коммерческими требованиями каждого отдела. Например, есть ли необходимость в высококачественной печати графики? Требуется ли высокая скорость печати? Нужен ли для работы цветной принтер?

Располагать периферийные устройства целесообразно в тех местах, где они будут доступны максимальному количеству пользователей.

При оформлении итоговой документации на аппаратные средства сети необходимо составить следующие основные спецификации:

Аппаратные средства настольных систем:

Производитель и модель системы (указать отдельно для разных категорий пользователей)

Процессор

Жесткие диски

Сетевые адаптеры

Аппаратные средства серверов

Производитель и модель системы

Процессор

Жесткие диски (указать все способы резервирования: зеркальное отображение, дублирование, использование массивов RAID)

Сетевые адаптеры

Дополнительные периферийные устройства

Изготовитель и модель периферийных систем

Специфические настройки узла

Используемые интерфейсы (последовательный, параллельный или другой)

Оценка трафика сети

После выбора окончательной конфигурации аппаратных средств и ПО сети необходимо оценить объемы и типы передаваемых в ней данных в соответствии со схемой потоков данных. Это позволит определить возможные периоды максимальной и средней загрузки сети, оценить ее масштабируемость, провести анализ размещения информации на серверах и распределенной обработки информации внутри рабочих групп. Это даст возможность оптимизировать архитектуру сети для равномерного распределения нагрузки, правильно выполнить ее сегментирование, выбрать необходимые сетевые устройства типа концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов и шлюзов.

Документация

Документация по сетевому проекту должна содержать следующие сведения:

• 
  Коммерческие требования
• 
  Логическая схема
• 
  Физическая схема
• 
  Прикладное ПО (смета затрат)
• 
  Сетевой ПО (смета затрат)
• 
  Аппаратные средства (сервера, рабочие станции и периферийные устройства) (смета затрат)
• 
  Сетевые аппаратные средства (смета затрат)
• 
  Общая смета затрат

Необходимо по каждому пункту да­вать краткие объяснения о том, какие альтернативы существовали, и почему было выбрано то или иное решение.

Администрирование

Понятие "сетевое администрирование" описывает все аспекты установки и поддержки пользователей/ групп или файлов/каталогов. Хотя значение этого термина одинаково для всех сетевых сред, работа сетевых администраторов на различных узлах существенно отличается.

Уровень технических знаний и навыков работы администраторов также значительно отличается. В приведенном ниже списке перечислены вопросы, на которые сетевой администратор должен знать ответы:

Как зарегистрировать новых пользователей?

Как удалить уже зарегистрированных пользователей?

Какова структура томов на сервере?

Какие каталоги расположены в отдельных томах?

Как спланированы мероприятия резервирования?

Существуют ли какие-либо особые требования к конфигурации узла?

Каков уровень безопасности каждого каталога отдела или пользователя?

Необходимо ли копировать данные на центральный сервер с целью резервирования их на случай сбоя в работе локального оборудования?

Каким образом настраивается сервер?

С чем связаны возможные сбои в работе сервера?

Приведенный список описывает все основные обязанности сетевых администраторов по поддержке нормальной работы сервера.

Для организации управления и поддержки сети необходима документация, которая содержала бы следующие основные разделы:

Работа с пользователями

Соглашения о присвоении пользовательских имен

Правила регистрации и удаления пользователей

Управление информацией

Соглашения о присвоении имен томов

Структура каталогов (приложения, каталоги пользователей, каталоги отделов)

Ограничения на размер каталогов (необязательно)

Управление сетью

Соглашения о присвоении имен серверов

Сведения о маршрутизаторах и шлюзах

Безопасность

Сценарии входа в сеть/привилегии различных отделов

Ограничение доступа с помощью паролей

Определение часов доступа

Средства восстановления (загрузочные диски, редакторы поврежденных секторов, определенные кон­фигурационные файлы сервера и т.п.).

Отслеживание (ведение статистики), разрешение возникающих проблем

Для поддержания работоспособного состояния сети необходимо разработать план восстановления ее работоспособности после аварийной ситуации и план поддержки работы сети. Типичный план восстановления работоспособности сети включает следую­щие моменты:

Определение уровней важности всех приложений и систем (необходимый, жизненно важный, кри­тически важный)

Составление описаний систем среды (электрическая, нагревание/охлаждение)

Определение групп, ответственных за устранение сбоев, и ситуаций, в которых к этим группам сле­дует обращаться

Определение видов поддержки, предоставляемой группами

Определение характеристик аппаратных средств (эта информация берется из документации)

Оценка и составление плана действий на непредвиденные ситуации (простой, замена, функциони­рование в автономном режиме)

Выбор руководителя, которого в первую очередь следует известить о сбое в работе сети

Определение действий в нестандартных ситуациях (пожар, угроза взрыва бомбы, стихийное действие)

Составление расписания отключений и тестирования критически важных систем

Несмотря на кажущуюся тривиальность этих пунктов, они являются основными моментами не только корректного функционирования сети, но и успешной карьеры сетевого админи­стратора.

В обязанности отдела по обслуживанию сети также входит поддержка пользователей , организация мероприятий по их обучению и оказание помощи в решении их проблем. Поддержка может быть организована в виде электронной почты, центральной базы данных, к которой с вопросами обращаются пользова­тели, в простейшем случае – телефонной связи.

Ведение статистики и дальнейший анализ отказов определенного типа (постоянно сбоит какой-то вид обору­дования, существуют определенные факторы, влияющие на стабильность работы приложений) позволит принять верное решение о необходимости проведения модернизации или замены какого-либо компонента сетевой среды.

Основные этапы проектирования ЛВС

Перед выполнением работ по монтажу ЛВС проводятся мероприятия по разработке и проектированию локальных сетей. К этому процессу могут привлекаться различные специалисты, которые должны учесть все конструктивные особенности здания и отдельных помещений, где планируется прокладка ЛВС. В результате получают технический проект, составленный
в соответствии с нормами и правилами, принятыми в РФ. Он включает схему монтажа
локальной сети, описание ее основных характеристик, с указанием регламентирующих
их нормативных документов.