Розробка структурованої кабельної системи центрального будинку

Мережа Internet – це світова глобальна комп’ютерна мережа, що поєднує мільйони комп’ютерів і десятки мільйонів користувачів в усьому світі. Вона охоплює практично всю земну кулю і включає тисячі мережевих підсистем з комп’ютерами різних типів: від персональних до супер комп’ютерів. Ніяка організація і ніхто особисто не адмініструє мережу, вона існує і розвивається завдяки загальним зусиллям сотень тисяч добровільних активістів і багатьох організацій у різних куточках світу. Кожен користувач мережі Internet має унікальне ім’я (адресу).

Структура та принципи роботи комп’ютерної мережа, Iнтернет складається з багатьох комп'ютерів, з'єднаних між собою лініями зв'язку(каналами), і встановлених на цих комп'ютерах програм. Є декілька способів доступу до мережі Iнтернет, які визначаються вибраним каналом.

Найпоширенішим варіантом  каналу серед приватних користувачів є так звана комутована лінія, або, інакше кажучи, виділена звичайна телефонна лінія, по якій дані можуть передаватися за допомогою модема. Перевагою такого каналу є дешевизна: при наявності у користувача вдома телефонного зв'язку канал готовий до експлуатації. Недоліками тут є невисока швидкість і якість зв'язку, адже якість зв'язку залежить від того, сучасною чи застарілою є телефонна станція, до якої під'єднано комп'ютер. Бажано теж, щоб комп'ютер користувача був під'єднаний до тієї ж станції, що і сервер провайдера (організація, що надає послуги по під'єднанню до комп'ютерної мережі Iнтернет). Швидкість передачі інформації обмежується меншою з двох наступних величин: максимальною швидкістю, яку "витримує" телефонна лінія (у нас це реально 28.8 Кбіт, в окремих випадках 33.6 Кбіт) і швидкістю модема.

Виділена (або некомутована, тобто персональна) лінія є найпоширенішим каналом, яким з'єднані комп'ютери, що працюють в мережі на постійній основі. Негативною стороною такого каналу є, в першу  чергу, висока ціна прокладання і  трохи вища вартість мережевих послуг. Позитивною - практично бездоганна якість і значно вища швидкість. Для виділеної лінії може використовуватися як звичайний кабель (Ethernet), так і телефонна пара. Дуже перспективним є використання оптоволоконних кабелів.

Як зазначено вище, користувачі Iнтернета під'єднуються до мережі через комп'ютери спеціальних організацій, які називаються провайдерами (provider - постачальник) послуг Iнтернета. До мережі можуть бути під'єднані як окремий комп'ютер, так і локальна мережа. В останньому випадку вважають, що до Iнтернета під'єднані всі комп'ютери даної локальної мережі, хоча лінією зв'язку з Iнтернетом з'єднаний лише один комп'ютер. З'єднання може бути постійним або тимчасовим. Всі організації, з'єднані між собою найшвидшими лініями зв'язку, утворюють базову частину мережі, або хребет Iнтернета.

Насправді відмінність  між користувачами і провайдерами досить умовна. Кожен користувач, який під'єднав свій комп'ютер або локальну мережу до  Iнтернета і встановив необхідне програмне забезпечення, може надавати послуги під'єднання до мережі інших користувачів, тобто стати провайдером.

В загальному випадку Iнтернет  здійснює обмін інформацією між  двома довільними комп'ютерами, під'єднаними до мережі. Комп'ютери, під'єднані до Iнтернета, часто називають вузлами Iнтернета, або сайтами. Сайти (вузли), встановлені у провайдерів, забезпечують доступ користувачів до Iнтернета. існують також вузли, що спеціалізуються тільки в наданні інформації.

Таким чином, Iнтернет - це умовна назва системи взаємопов'язаних мереж, до складу якої входить велика і непостійна кількість комп'ютерів з усього світу, які характеризуються спільними ознаками. По-перше, всі вони з'єднані між собою певними каналами і мають свої унікальні адреси і, по-друге, вміють обмінюватися інформацією згідно із спеціально розробленими правилами - протоколами.

Інтернет складається  з багатьох тисяч корпоративних, наукових, урядових та домашніх мереж. Об'єднання різнорідних за архітектурою мереж стало можливо завдяки  протоколу IP (англ. Internet Protocol) і принципу маршрутизації пакетів даних. Протокол ІР був спеціально створений агностичним у відношенні до фізичних каналів зв'язку. Тобто будь-яка мережа передачі цифрових даних може передавати інтернет-трафік. На стиках мереж спеціальні маршрутизатори займаються сортуванням та перенаправленням пакетів даних, базуючись на ІР-адресах одержувачів цих пакетів. Протокол ІР утворює єдиний адресний простір у масштабах всього світу, але в кожній окремо взятій мережі може існувати свій власний адресний підпростір. Така організація ІР-адрес дозволяє маршрутизаторам однозначно визначати подальший напрямок для кожного, навіть найменшого, пакету даних. У результаті між різними мережами Інтернету не виникає конфліктів і дані точно і без перешкод передаються від мережі до мережі по всій планеті.

Сам протокол ІР був народжений в дискусіях всередині організації IETF (англ. Internet Engineering Task Force, Task force —  група спеціалістів, покликана вирішити певну задачу), назву котрої можна  перекласти як «Група для вирішення  задач проектування Інтернету». IETF і її робочі групи досі займаються розвитком протоколів Всесвітньої мережі. Вона відкрита для публічної участі та обговорень. Комітети цієї організації публікують т.зв. документи RFC (англ. Request for Comments — запит коментарів). В цих документах даються технічні специфікації і точні пояснення багатьох питань. Деякі документи RFC організація IAB (англ. Internet Architecture Board — Рада з архітектури Інтернету) оголошує Стандартами Інтернету. З 1992 року IETF, IAB та ряд інших організацій утворюють Товариство Інтернету (англ. Internet Society, ISOC) — організаційну основу для різноманітних дослідницьких та консультативних груп, що займаються розвитком Інтернету. На думку багатьох науковців Інтернет це початок нової ери і продуктивно займаються розвитком і удосконаленням міжнародної системи Інтернет.

2. Розробка загальної структури корпоративної мережі передавання даних

До складу корпоративної  мережі входять мережа головного  підрозділу та віддалені від неї  на відстань, відповідно мережі двох філій .

Локальні мережі головного  підрозділу організації та філій  побудовані на базі технологій Ethernet, Fast Ethernet.

Порти   маршрутизаторів,   які   під'єднані   до   WAN,     містять   апаратуру  передавання даних і підтримують  протоколи технології ISDN, а порти, під' єднані до LAN - протоколи цих технологій.

Термін "TCP/IP" звичайно позначає усе, що зв'язано з протоколами TCP і IP. Він охоплює ціле сімейство  протоколів, прикладні програми і навіть сама мережа. TCP/IP - це технологія між мережевої взаємодії, технологія internet. Мережа, що використовує технологію internet, називається "internet". Якщо мова йде про глобальну мережу, що поєднує безліч мереж з технологією internet, то її називають Internet.

У курсовому проекті  вибрано стек комунікаційних протоколів TCP/IP, тому що він має ряд переваг і задовольняє поставлені умови.

Особливості стеку TCP/IP:

• Забезпечення роботи ОМПД, до складу якої входять як локальні так і глобальні мережі, побудовані за стандартами різних мережевих технологій.
• Відсутність обмежень на максимальну довжину пакетів, що досягається шляхом їх фрагментації при передачі в мережу з меншим значенням найбільшої довжини кадрів.
• Використання гнучкої адресації мереж та вузлів у цих мережах.
• Багатофункціональність, широкий набір стандартних протоколів, які забезпечують збір інформації про структуру мережі та визначення оптимального маршруту передавання пакетів і їх просування до адресата. Висока надійність роботи.

3. Розробка локальної мережі головного офісу організації

Мережа головного підрозділу корпорації розміщена в двох будинках і побудована за технологією Fast Ethernet. Топологія мережі - ієрархічна зірка.

У головному будинку розміщені маршрутизатори М1 і М2 та підмережі чотирьох відділів.  Підмережа відділів побудовані за технологією Fast Ethernet, яка використовує метод доступу до середовища CSMA/CD і забезпечує швидкість передавання даних - 100 Мбїт/сек. При цьому використана специфікація 100Base-TX.

Використання в корпоративній  мережі безпровідного зв'язку дозволяє при проведенні відеоконференцій та симпозіумів підключати до мережі переносні комп'ютери типу LAPTOP. До порта комутатора К5 цього відділу під'єднаний потужний комп'ютер, на якому розміщені Web-сервер, поштовий сервер, файловий сервер та сервер друку. Для під'єднання цього сервера в комутаторі К5 використаний транкінг-порт із швидкістю передавання в повнодуплексному режимі 200 Мбіт/сек.

Підмережа другого відділу  побудована на комутаторі К2. Для під'єднання сервера в комутаторі К5 використаний транкінг-порт із швидкістю передавання в повнодуплексному режимі 200 Мбіт/сек.

Підмережа третього відділу  побудована на комутаторі К3. Для під’єднання  до сервера в якому використовується технологія передавання в повнодуплексному режимі.

Структурний підрозділ  четвертого відділу будинку номер 1 головного офісу даної мережі будується на комутаторі К4 до якого в  свою чергу за ієрархією будуть під’єднані наступні комутатори.

При побудові даної комп’ютерної мережі в її структуру були внесені  також додаткові локальні принтери для покращення можливої взаємної роботи користувачів в мережі.

Структура мережі головного  підрозділу другого будинку при  розбитті на чотири основних відділи відповідно поставленого завдання та кількості поверхів будинку відповідає тій самій ієрархічній топології що й в першому будинку за винятком адресації та нумерації мережевих пристроїв.

  Розподілені сегменти, які з'єднують  комутатори відділів з центральним  комутатором головного корпусу  побудовані за специфікацією  100Base -FX.

Підмережа відділу, розміщеного в 1-му та 2-му будинку, будувалася за технологією Fast Ethernet. Специфікації для побудови розподілених сегментів вибиралися виходячи з критеріїв їх довжини, інтенсивності трафіку та економічності.

Комп'ютери груп, які  під'єднані до комутаторів використовують напівдуплексний режим передачі даних, а передача даних між комутаторами та комп'ютерами, пед'єднаними до портів комутаторів з використанням мікросегемнтації здійснюється в повнодуплексному режимах.

Домен колізії буде невеликим, тому що всі домени побудовані за стандартами специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX з використанням однорідних фізичних середовищ (телефонний кабель типу UTP 5-ї категорії на двох витих парах та багатомодового волоконно-оптичного кабеля). (телефонного кабеля типу ІЛГР 3-ої категорії та багатомодового волоконно-допустимих специфікаціями 10Base-T і 10Base-TX значень (100 м і 2000 м) і становлять відповідно 100 м і 350 м.

Вибір комутаційного  обладнання та операційної системи. Пристрої локальних мереж відповідають стандартам конкретних базових технологій і підтримують передавання даних по конкретному фізичному середовищі. Комунікаційне обладнання комп'ютерних мереж призначено для здійснення комутації між вузлами мережі, відновлення якості електричних сигналів, збільшення діаметру мережі, фізичної та логічної структуризації локальних мереж.

Під структуризацією  локальних мереж розуміють зміну  її структури з метою підвищення ефективності використання. Здійснюють структуризацію мереж з допомогою  комунікаційного обладнання. Розрізняють фізичну і логічну структуризацію.

Фізичну структуризацію здійснюють з метою збільшення її довжини та числа PC за допомогою  повторювачів і концентраторів. Фізична  структуризація дозволяє не тільки збільшити  число PC і довжину мережі, але  й підвищує її надійність.

Логічну структуризацію виконують з метою підвищення продуктивності і безпеки даних  шляхом розбиття єдиного для всієї  мережі фізичного середовища на окремі сегменти за допомогою мостів, комутаторів  і маршрутизаторів. Логічна структуризація дозволяє локалізувати трафіки окремих сегментів ї забезпечує одночасний обмін даними між комп'ютерами в межах кожного сегменту. Логічна структуризація не тільки підвищує ефективність мережі, але і зменшує можливість несанкціонованого доступу до даних.

До основних апаратних комунікаційних засобів локальних мереж, як уже було сказано вище, відносяться мережеві адаптери (карти), концентратори, мости, комутатори, шлюзи і маршрутизатори.

Повторювач - це комунікаційний пристрій, який використовується для  фізичного з'єднання двох сегментів фізичного середовища і відновлення якості електричних сигналів. Повторювач дозволяє збільшити діаметр мережі та виконати її фізичну структуризацію. Мережева технологія обмежує довжину сегментів, побудованих на конкретному фізичному середовищі. Використання повторювана дозволяє подвоїти довжину мережі, а також збільшити число під'єднаних до неї комп'ютерів. Шлюз - це комунікаційний пристрій, який об'єднує мережі, які побудовані за різними технологіями і з різними типами протоколів.

Мережеві адаптери призначені для під'єднання комп'ютерів до кабельної системи мережі і підтримують протоколи певної мережевої технології. Кожний мережевий адаптер має свою унікальну адресу, яка автоматично присвоюється комп'ютеру, який вокористовує цей адаптер.

Мережевий трафік — це інформаційний потік, тобто об'єм інформації, що передається по мережі одночасно і характеризує її завантаженість. Мережевий трафік складається з потоку пакетів, кожний з яких містить поле службової інформації та поле даних. Поле службової інформації обов'язково містить апаратні адреси отримувача і відправника пакету. Концентратор - це багатопортовий повторювач призначений для фізичного з'єднання декількох сегментів мережі. З допомогою концентратора будують фізичну топологію типу "зірка". Інколи хабом називають тільки центральні концентратори, розміщені на верхньому ієрархічному рівні, а концентратори нижнього рівня називають багатопортовими повторювачами.