Корпоративная сетевая инфраструктура

Введение

Компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт).Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры).Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах.

Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры.

Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

Сетевой администраторчеловек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI — физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда (общая шина), кольцо и дерево. Однако из этого не следует, что компьютеры, связанные в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

1. Назначение корпоративной сетевой инфраструктуры Реализация проекта корпоративной сетевой инфраструктуры проводится с 2000 г. в рамках научно-технической программы Минобразования РФ «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» .

Основой для выбора технических решений являлся предварительно разработанный профиль сетевой инфраструктуры, призванный обеспечить достижение результатов, отвечающих следующим критериям: масштабируемость, мультисервисность, управляемость, информационная безопасность и защита инвестиций.

В соответствии с профилем построенная инфраструктура представляет из себя полностью коммутируемую среду на базе технологий E/FE/GE и протоколов стека TCP/IP. Среда имеет звездообразную топологию, в центре которой находится коммутатор 2-го уровня Catalyst 3750, осуществляющий взаимодействие между корпусными центральными узлами. На данный момент он соединен 5-ю оптическими (1000 BASE LX, 1000BASE SX) магистралями с корпусными коммутаторами. В качестве последних используются коммутаторы Catalyst 2960. При этом каждому подразделению выделено необходимое количество портов FE 100Мб/сек. Общее число портов на уровне доступа сейчас составляет порядка 1500, в дальнейшем это количество планируется увеличить.

Доступ к внешней сети Internet для обеспечения функционируемости сервисов Информационное пространство предприятия обеспечивается с помощью аппаратно-программного комплекса «Континент» а также файерволом TSP P410.

Одним из перспективных сервисов корпоративной инфраструктуры являются услуги IP-телефонии. Практическая проверка технических решений будет проводится на комплексе, включающем в себя технологические решения: компании AVAYA и Cisco.

(Cisco 3750,2960) установлены в разных корпусах института и объединены в отдельную ЛВС. Практика эксплуатации комплекса показала хорошее качество его работы, как при внутренних, так и внешних соединениях.

Ресурсы сетевой инфраструктуры позволяют эффективно обеспечивать качественную передачу информации от основных информационных сервисов.

Перспективы развития.

Среди основных задач следующих этапов можно выделить:

1. Прокладка новых внутрикорпусных каналов связи и достижение полной сетевой связности всех подразделений.

2. Организация новых этажных точек присутствия Развёртывания технологий Spanning tree.

3. В дальнейшем планируется развитие системы контроля сетевой активности и учёта входящего и исходящего трафика по каждому порту. На основе задаваемых правил учета система позволит получить достаточно полную картину, как временного распределения трафика, так и его суммарных оценок.

4. Применение на портах доступа аксесс листов для повышений сетевой безопасности.

2. Описание схемы электрической структурной организации ЛВС (3 корпус 1 этаж) Коммутационный шкаф у 412 комнаты является узловой точкой на данной схеме. В нём находятся медиаконвертеры, на них поступает оптический сигнал, которые они преобразовывают в электрический сигнал. От медиаконвертеров сигнал идёт по патч кордам на коммутаторы. От коммутационного шкафа 412 комнаты патч корды расходятся по остальным комнатам на 6 этажей, в каждую комнату. На каждом этаже находится по два шкафа. Коммутационное оборудование устанавливается в шкафах и комнатах, в которых работают пользователи.

Подключения находящиеся в комнатах в последствии будут перенесены в коммутационные шкафы. И данная схема всегда находится в процессе изменения и усовершенствования.

сборка монтаж сетевой межкорпусный

3. Активное оборудование ЛВС Ни одна локально вычислительная сеть не может работать без активного оборудования. Активное оборудование ЛВС включает в себя большое количество различных устройств, предназначенных для определенных задач и целей.

Активное оборудование ЛВС включает в себя серверы синхронного доступа, универсальные маршрутизаторы, асинхронные сервера, коммутаторы, встраиваемые устройства доступа, абонентские устройства, мосты, модемы и т. д. Серверы являются своеобразным мозгом всей системы, который отвечает за все, что происходит в пределах сети. Также к активному оборудованию ЛВС можно отнести устройства защиты, которые защищают оборудование от высокого напряжения, возникающего в сети в результате разрядов молний и прочих перебоев с электроснабжением. Модули SFP используются при передаче данных по оптоволоконным сетям. DSL модемы применяются при передаче данных по одной или двум симметричным витым парам. Активное оборудование ЛВС производится многими мировыми фирмами, соответственно цены колеблются в зависимости от марки производителя. Как бы то ни было активное оборудование ЛВС это целая система различных приборов, которые обеспечивают работу всей сети.

Но всё же главными компонентами активного оборудования ЛВС являются коммутаторы и медиаконвертеры. Подробнее о них будет сказано ниже.

3.1 Коммутаторы Сетевой коммутатор — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик (на MAС адрес FF: FF:FF:FF:FF:FF) всем узлам сети. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

Существует три способа коммутации. Каждый из них — это комбинация таких параметров, как время ожидания и надёжность передачи.

1. С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.

2. Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нём нет метода обнаружения ошибок.

3. Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (кадры размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные по технологии cut-through).

Задержка, связанная с «принятием коммутатором решения», добавляется к времени, которое требуется кадру для входа на порт коммутатора и выхода с него, и вместе с ним определяет общую задержку коммутатора.

3.2 Медиаконвертеры Медиаконвертер — это устройство, преобразующее среду распространения сигнала из одного типа в другой. Чаще всего средой распространения сигнала являются медные провода и оптические кабели. Под средой распространения сигнала может пониматься любая среда передачи данных, однако в современной терминологии медиаконвертер работает как связующее звено только между двумя средами — оптическим и медным кабелями.

Традиционно, применительно к сетевым технологиям, медиаконвертеры осуществляют свою работу на 1-м уровне Модели OSI. В этом случае невозможно преобразование скорости передачи данных между 2-мя средами, а также невозможна другая интеллектуальная обработка данных. В этом случае медиаконвертеры также могут называть трансиверами. С развитием технологий медиаконвертеры снабдили дополнительными интеллектуальными возможностями, чтобы обеспечить стыковку старых устройств с более новыми.

Медиаконвертеры стали работать на 2-м уровне модели OSI и получили возможность преобразовывать не только среду, а также и скорость передачи данных, обладать другими сервисными функциями, как оповещение об обрыве линии связи на противоположной стороне, контроль за потоком передачи данных, другими техническими возможностями.

Ethernet медиаконвертеры традиционно делятся на простые (1-й уровень модели OSI), которые подчиняются правилу 5−4-3 и на коммутирующие (2-й уровень модели OSI), на которые не действуют ограничения по количеству медиаконвертеров на участке сети, соединяющей ее сегменты. У таких медиаконвертеров в описании указывается 10/100TX для Fast Ethernet, либо 10/100/1000T для Gigabit Ethernet, что означает их возможность преобразовывать не только среду передачи, а также и скорость, что характерно для коммутирующих устройств.

4. Пассивное оборудование ЛВС Большое значение при построении надежных структурированных кабельных систем имеет пассивное оборудование. Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например — кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель (репитер), патч-панель, концентратор (хаб) для коаксиальных кабелей (RG-58) и т. д. Также, к пассивному оборудованию можно отнести монтажные шкафы и стойки, телекоммуникационные шкафы. Монтажные шкафы разделяют на: типовые, специализированные и антивандальные. По типу монтажа: настенные и напольные и другие.

Витая пара — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Подробнее о пассивном оборудовании ЛВС будет сказано ниже.

4.1 Патч-панели Коммутационная панель (патч-панель) — одна из составных частей структурированной кабельной системы (СКС). Представляет собой панель со множеством соединительных разъёмов, расположенных на лицевой стороне панели. На тыльной стороне панели находятся контакты, предназначенные для фиксированного соединения с кабелями, и соединённые с разъёмами электрически. Коммутационная панель относится к пассивному сетевому оборудованию.

Коммутационные панели могут быть фиксированными или наборными. Если в первом случае, все разъемы выполняются однотипными, то в другом случае можно реализовать гибридную коммутационную панель, содержащую разъемы разных типов, в том числе медные типа RJ45 разной категорийности, волоконно-оптические разъемы различных типов, коаксиальные (например, типа BNC) и другие. Типы устанавливаемых видов разъемов зависят от вида решаемых задач.

Наиболее распространенным видом данного вида устройств, в современных технологиях СКС, является 24-х портовая фиксированная коммутационная панель с неэкранированными разъемами RJ45 категории 5 или 6. С тыльной стороны панели располагаются так называемые IDC-разъемы (англ. Insulator Displacement Connector, разъем со смещением изоляции).

Существует два типовых способа использования коммутационных панелей.

В первом случае, коммутационная панель используется как точка коммутации между портами активного сетевого оборудования (АСО) и портами рабочих мест, через кабель горизонтальной подсистемы СКС. Коммутация осуществляется коммутационными шнурами от панели до портов АСО.

Во втором случае, так называемое двойное представление порта, коммутационные панели используются попарно, одна из панелей представляет порты АСО, а вторая — порты рабочих мест. Коммутация осуществляется коммутационными шнурами между панелями.

Вместе с коммутационной панелью целесообразно использовать кабельные органайзеры, для упорядочивания подходящих и отходящих к устройству кабелей.

4.2 Монтажные шкафы Защищённый телекоммуникационный шкаф — служит для размещения и защиты оборудования (серверов, маршрутизаторов, коммутаторов, модемов, телефонных станций, элементов оптических кроссовых систем) в местах общего доступа — коридорах, чердаках, лестничных клетках подъездов, подвалах — где возможно хищение, повреждение или подмена оборудования посторонними лицами.

Монтажные шкафы имеют цельносварную либо сборную конструкцию. Шкафы выполняются из листовой стали толщиной от 1.8 мм до 3 мм. В основном используется сталь, толщиной 2 мм.

Напольный защищённый телекоммуникационный шкаф с сейфовой дверью.

Размеры шкафов: ширина — не менее 482,6 мм (19 дюймов), глубина — выбирается из ряда 400 мм, 600 мм, 800 мм и зависит от глубины размещаемого оборудования, высота соответствует количеству юнитов шкафа.

Монтажные шкафы имеют как правило одну или две двери. Конструкция дверей может быть с ребрами жесткости, либо сейфового типа. Все шкафы имеют внутреннее расположение петель на дверях, для уменьшения риска спиливания. Замки, устанавливаемые на антивандальные шкафы, имеют повышенную надежность и улучшенный секрет. Иногда ставятся распорные замки.

Корпус монтажного шкафа может содержать перфорацию или «жабры», которые обеспечивает вентиляцию установленного оборудования, но при этом исключает прямой доступ в полость шкафа и попадание инородных предметов.

Шкафы снабжены кабельными вводами с резиновыми сальниками и одной или двумя парами 19″ профилей, которые могут устанавливаться на различной глубине в шкафу.

В шкаф монтируется оборудование в специально предназначенных для этого корпусах (так называемом «Rackmount» исполнении). Такие корпуса имеют ширину 17,75 дюйма (45,085 см), высоту кратную целому числу юнитов и места для крепления стандартизованного расположения.

Монтажные шкафы имеют настенное (навесное) и напольное исполнение.

§ Настенные шкафы оснащаются специальными отверстиями либо креплениями, для монтажа на отвесные поверхности.

§ Напольные шкафы комплектуются регулируемыми ножками, для дополнительной устойчивости на неровных поверхностях.

4.3 Источники бесперебойного питания (ИБП) Источник бесперебойного питания — источник вторичного электропитания, автоматическое устройство, назначение которого — обеспечить подключенное к нему электрооборудование бесперебойным снабжением электрической энергией в пределах нормы.

ГОСТ 13 109–97 определяет следующие нормы в электропитающей сети: напряжение 220 В ± 10%; частота 50 Гц ± 1 Гц; коэффициент нелинейных искажений формы напряжения менее 8% (длительно) и менее 12% (кратковременно).

Неполадками в питающей сети считаются:

§ авария сетевого напряжения (напряжение в питающей сети полностью пропало);

§ высоковольтные импульсные помехи (резкое увеличение напряжения до 6 кВ продолжительностью от 10 до 100 мс);

§ долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения;

§ высокочастотный шум (высокочастотные помехи, передаваемые по электросети);

§ побег частоты (отклонение частоты более чем на 3 Гц).

Массовое использование ИБП связано с обеспечением бесперебойной работы компьютеров, позволяющее подключенному к ИБП оборудованию при пропадании электрического тока или при выходе его параметров за допустимые нормы, некоторое непродолжительное (как правило — до одного часа) время продолжить работу. Кроме компьютеров, ИБП обеспечивают питанием и другую электрическую нагрузку, критичную к наличию питания с нормальными параметрами электропитающей сети, например схемы управления отопительными котлами. ИБП способен корректировать параметры (напряжение, частоту) выходной сети. Может совмещаться с различными видами генераторов электроэнергии (например, дизель-генератором).

Важными показателями, обуславливающими выбор схемы построения ИБП, являются время переключения нагрузки на питание от аккумуляторных батарей и время работы от аккумуляторной батареи.

Ноутбукам и прочим устройствам, имеющим встроенную аккумуляторную батарею, ИБП не нужен — аккумулятор со встроенными схемами переключения сам является таковым.

5. Основные программные компоненты ЛВС Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью, состоящей из слоев:

1. компьютеры или компьютерные платформы;

2. коммуникационное оборудование;

3. операционные системы;

4. сетевые приложения.

5. Компьютеры В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизированных компьютерных платформ. В настоящее время широко используются компьютерные платформы различных классов — от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Компьютеры подключаются к сети с помощью сетевой карты.

Коммуникационное оборудование Ко второму слою относится коммуникационное оборудование, которое играет не менее важную роль, чем компьютеры. Коммуникационное оборудование сетей можно разделить на три группы:

1) сетевые адаптеры (карты);

2) сетевые кабели;

3) промежуточное коммуникационное оборудование (трансиверы, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы).

Операционные системы Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы. В зависимости от того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работу всей сети.

Сетевые приложения Четвертый слой — это сетевые приложения. К сетевым приложениям относятся такие приложения как сетевые базы данных, почтовые приложения, системы автоматизации коллективной работы и т. д.

Техническое обеспечение вычислительных систем Рассмотрим более подробно аппаратные средства сетей — компьютеры. Архитектура компьютера включает в себя как структуру, отражающую аппаратный состав ПК, так и программно — математическое обеспечение. Все компьютеры сетей можно разделить на два класса: серверы и рабочие станции.

Сервер (server) — это многопользовательский компьютер, выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций. Это мощный компьютер или мэйнфрейм, предоставляющий рабочим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет сетевую операционную систему, под управлением, которой происходит совместная работа всей сети.

Основными требованиями, которые предъявляются к серверам, являются высокая производительность и надежность их работы. Серверы в больших сетях стали специализированными и, как правило, используются для управления сетевыми базами данных, организации электронной почты, управления многопользовательскими терминалами (принтерами, сканерами, плоттерами) и т. д.

Существует несколько типов серверов:

1. Файл-серверы. Управляют доступом пользователей к файлам и программам.

2. Принт-серверы. Управляют работой системных принтеров.

3. Серверы приложений. Серверы приложений — это работающий в сети мощный компьютер, имеющий прикладную программу, с которой могут работать клиенты. Приложения по запросам пользователей выполняются непосредственно на сервере, а на рабочую станцию передаются лишь результаты запроса.

Почтовые серверы. Данный сервер используется для организации электронной корреспонденции с электронными почтовыми ящиками.

Прокси-сервер. Это эффективное средство подключения локальных сетей к сети Интернет. Прокси-сервер — компьютер, постоянно подключенный к сети Интернет, через который происходит общение пользователей локальной сети с сетью Интернетом.

5.1 Active Directory

Active Directory («Активные директории», AD) — LDAP-совместимая реализация службы каталогов корпорации Microsoft для операционных систем семейства Windows NT. Active Directory позволяет администраторам использовать групповые политики для обеспечения единообразия настройки пользовательской рабочей среды, развёртывать программное обеспечение на множестве компьютеров через групповые политики или посредством System Center Configuration Manager (ранее Microsoft Systems Management Server), устанавливать обновления операционной системы, прикладного и серверного программного обеспечения на всех компьютерах в сети, используя Службу обновления Windows Server. Active Directory хранит данные и настройки среды в централизованной базе данных. Сети Active Directory могут быть различного размера: от нескольких сотен до нескольких миллионов объектов.

Представление Active Directory состоялось в 1999 году, продукт был впервые выпущен с Windows 2000 Server, а затем был модифицирован и улучшен при выпуске Windows Server 2003. Впоследствии Active Directory был улучшен в Windows Server 2003 R2, Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2 и переименован в Active Directory Domain Services. Ранее служба каталогов называлась NT Directory Service (NTDS), это название до сих пор можно встретить в некоторых исполняемых файлах.

В отличие от версий Windows до Windows 2000, которые использовали в основном протокол NetBIOS для сетевого взаимодействия, служба Active Directory интегрирована с DNS и TCP/IP. Для аутентификации по умолчанию используется протокол Kerberos. Если клиент или приложение не поддерживает аутентификацию Kerberos, используется протокол NTLM.

Active Directory имеет иерархическую структуру, состоящую из объектов. Объекты разделяются на три основные категории: ресурсы (например, принтеры), службы (например, электронная почта) и люди (учётные записи пользователей и групп пользователей). Active Directory предоставляет информацию об объектах, позволяет организовывать объекты, управлять доступом к ним, а также устанавливает правила безопасности.

Объекты могут быть вместилищами для других объектов. Объект уникально определяется своим именем и имеет набор атрибутов — характеристик и данных, которые он может содержать; последние, в свою очередь, зависят от типа объекта. Атрибуты являются составляющей базой структуры объекта и определяются в схеме. Схема определяет, какие типы объектов могут существовать.

Сама схема состоит из двух типов объектов: объекты классов схемы и объекты атрибутов схемы. Один объект класса схемы определяет один тип объекта Active Directory (например, объект «Пользователь»), а один объект атрибута схемы определяет атрибут, который объект может иметь.

Каждый объект атрибута может быть использован в нескольких разных объектах классов схемы. Эти объекты называются объектами схемы (или метаданными) и позволяют изменять и дополнять схему, когда это необходимо. Однако каждый объект схемы является частью определений объектов Active Directory, поэтому отключение или изменение этих объектов могут иметь серьёзные последствия, так как в результате этих действий будет изменена структура Active Directory. Изменение объекта схемы автоматически распространяется в Active Directory. Будучи однажды созданным, объект схемы не может быть удалён, он может быть только отключён. Обычно все изменения схемы тщательно планируются.

Контейнер аналогичен объекту в том смысле, что он также имеет атрибуты и принадлежит пространству имён, но, в отличие от объекта, контейнер не обозначает ничего конкретного: он может содержать группу объектов или другие контейнеры.

5.2 DNS система доменных имён

DNS — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

Распределённая база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.

Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения — другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на серверы различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени.

Начиная с 2010 года, в систему DNS внедряются средства проверки целостности передаваемых данных, называемые DNS Security Extensions (DNSSEC). Передаваемые данные не шифруются, но их достоверность проверяется криптографическими способами.

DNS обладает следующими характеристиками:

§ Распределённость администрирования. Ответственность за разные части иерархической структуры несут разные люди или организации.

§ Распределённость хранения информации. Каждый узел сети в обязательном порядке должен хранить только те данные, которые входят в его зону ответственности и (возможно) адресакорневых DNS-серверов.

§ Кеширование информации. Узел может хранить некоторое количество данных не из своей зоны ответственности для уменьшения нагрузки на сеть.

§ Иерархическая структура, в которой все узлы объединены в дерево, и каждый узел может или самостоятельно определять работу нижестоящих узлов, или делегировать (передавать) их другим узлам.

§ Резервирование. За хранение и обслуживание своих узлов (зон) отвечают (обычно) несколько серверов, разделённые как физически, так и логически, что обеспечивает сохранность данных и продолжение работы даже в случае сбоя одного из узлов.

DNS важна для работы Интернета, так как для соединения с узлом необходима информация о его IP-адресе, а для людей проще запоминать буквенные (обычно осмысленные) адреса, чем последовательность цифр IP-адреса. В некоторых случаях это позволяет использовать виртуальные серверы, например,

HTTP-серверы, различая их по имени запроса. Первоначально преобразование между доменными и IP-адресами производилось с использованием специального текстового файла hosts, который составлялся централизованно и автоматически рассылался на каждую из машин в своей локальной сети. С ростом Сети возникла необходимость в эффективном, автоматизированном механизме, которым и стала DNS.

DNS используется в первую очередь для преобразования символьных имён в IP-адреса, но он также может выполнять обратный процесс. Для этого используются уже имеющиеся средства DNS. Дело в том, что с записью DNS могут быть сопоставлены различные данные, в том числе и какое-либо символьное имя. Существует специальный домен in-addr.arpa, записи в котором используются для преобразования IP-адресов в символьные имена. Например, для получения DNS-имени для адреса 11.22.33.44 можно запросить у DNS-сервера запись 44.33.22.11.in-addr.arpa, и тот вернёт соответствующее символьное имя. Обратный порядок записи частей IP-адреса объясняется тем, что в IP-адресах старшие биты расположены в начале, а в символьных DNS-именах старшие (находящиеся ближе к корню) части расположены в конце.

5.3 DHCP протокол динамической конфигурации узла

DHCР — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к так называемому серверу DHCP, и получает от него нужные параметры. Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве сетей TCP/IP.

Протокол DHCP предоставляет три способа распределения IP-адресов:

§ Ручное распределение. При этом способе сетевой администратор сопоставляет аппаратному адресу (для Ethernet сетей это MAC-адрес) каждого клиентского компьютера определённый IP-адрес. Фактически, данный способ распределения адресов отличается от ручной настройки каждого компьютера лишь тем, что сведения об адресах хранятся централизованно (на сервере DHCP), и потому их проще изменять при необходимости.

§ Автоматическое распределение. При данном способе каждому компьютеру на постоянное использование выделяется произвольный свободный IP-адрес из определённого администратором диапазона.

§ Динамическое распределение. Этот способ аналогичен автоматическому распределению, за исключением того, что адрес выдаётся компьютеру не на постоянное пользование, а на определённый срок. Это называется арендой адреса. По истечении срока аренды IP-адрес вновь считается свободным, и клиент обязан запросить новый (он, впрочем, может оказаться тем же самым). Кроме того, клиент сам может отказаться от полученного адреса.

Некоторые реализации службы DHCP способны автоматически обновлять записи DNS, соответствующие клиентским компьютерам, при выделении им новых адресов. Это производится при помощи протокола обновления DNS.

Помимо IP-адреса, DHCP также может сообщать клиенту дополнительные параметры, необходимые для нормальной работы в сети. Эти параметры называются опциями DHCP.

Некоторыми из наиболее часто используемых опций являются:

§ IP-адрес маршрутизатора по умолчанию;

§ маска подсети;

§ адреса серверов DNS;

§ имя домена DNS.

Некоторые поставщики программного обеспечения могут определять собственные, дополнительные опции DHCP.

6. Расчётная часть В данном разделе выполняется расчёт:

— Расчёт мощности потребляемой оборудованием центрального коммутационного узла.

— Расчёт ИБП для центрального коммутационного узла (поддержка функционального оборудования в течении 30 минут).

— Расчёт необходимой пропускной способности оптических межкорпусных каналов связи.

6.1 Расчёт мощности потребляемой оборудованием центрального коммутационного узла (в течении часа).

Одним из основных компонентов ЛВС являются коммутаторы.

Исходными данными для расчёта мощности потребляемой оборудованием центрального коммутационного узла являются:

— Коммутаторы Cisco Catalyst 2960-S-24TS-L (4 шт.)

— Выходная мощность коммутатора на один порт Р=15,8 Вт Рассчитаем мощность требуемую для 24 портов коммутатора:

Р=24(шт.)*15,8(Вт)=379,2 Вт, А так как у нас 2 коммутатора то:

Р=379,2(Вт)*2(шт)=758,4 Вт Рассчитываем потребляемую мощность коммутатора в час:

Рв час=758,4(Вт)/24(ч)=31,6 Вт

6.2 Расчёт ИБП для центрального коммутационного узла (максимальная поддержка оборудования при отключенной электроэнергии).

Пассивными компонентами ЛВС являются источники бесперебойного питания.

Исходными данными для расчёта мощности источника бесперебойного питания являются:

— Источники бесперебойного питания (ИБП) (2 шт.)

— Входная мощность ИБП Р=375 Вт

— Выходная мощность ИБП Р=375 Вт Исходя из предыдущих расчётов вычисляем мощность источника бесперебойного питания без электроэнергии. Два коммутатора потребляют в час 31,6 Вт. Исходя из этого получаем:

Р=375(Вт)/63,2(Вт/час)=5,93 часа.

Почти 6 часов источник бесперебойного питания может проработать без электроэнергии на собственной батарее.

6.3 Расчёт необходимой пропускной способности оптических межкорпусных каналов связи Для расчёта пропускной способности оптических межкорпусных каналов связи нужно определить количество компьютеров на каждом этаже 3 корпуса.

1 этаж-60 АРМ

2 этаж-24 АРМ

3 этаж-62 АРМ

4 этаж-45 АРМ

5 этаж-38 АРМ

6 этаж-42 АРМ Трафик с одного АРМ от 0,5 Мб/сек. До 1,7 Мб/сек.

С учётом неравномерности использования трафика для расчётов будем использовать среднюю величину суточного трафика.

Тср=Ммакс.+Ммин./2

Тср=0,5+1,7/2=1,1 Мб/сек.

Далее расчитываем колличество Мб/сек. на каждом этаже 3 корпуса.

Тэ1=60*1,1=66 Мб/сек.

Тэ2=24*1,1=26.4 Мб/сек.

Тэ3=62*1,1=68.2 Мб/сек.

Тэ4=45*1,1=49,5 Мб/сек.

Тэ5=38*1,1=41,8 Мб/сек.

Тэ6=42*1,1=46,2 Мб/сек.

Затем чтобы определить общее колличество Мб/сек. нужно сложить используемый трафик каждого этажа Тк=Тэ1+Тэ2+Тэ3+Тэ4+Тэ5+Тэ6

Тк=66+26,4+68,2+49,5+41,8+46,2=298,1 Мб/сек.

Так как в расчёте используется средняя величина трафика с АРМ выбираем для межкорпусных каналов связи оборудование с полосой пропускания 1Гб/сек.

7. Технологическая часть

7.1 Краткая характеристика ЛВС ЛВС 3 корпуса 1 этажа представляет собой соединённых последовательно между собой компьютеров с помощью четырёх коммутаторов.

Компьютеры располагаются в комнатах, в каждой комнате количество компьютеров варьируются от одного до четырёх. Коммутаторы, находящиеся в коммутационных шкафах, подключены к серверу. Коммутационные шкафы находятся в левом и правом частях этажа. В коммутационном шкафу находятся по два коммутатора, каждый их них по 24 порта, и по одному источнику бесперебойного питания.

Информация поступает с сервера на коммутатор, после чего коммутатор распределяет информацию на определённое количество компьютеров по витой паре.

7.2 Выбор типа производства Производственным процессом — является комплекс мероприятий связанных с превращением из сырья, полуфабрикатов и комплектующих элементов в готовое изделие.

Технологическим процессом — называется часть производственного процесса, связанного с изменением предмета труда.

Существует 3 типа производства:

— Единичное производство. Оно отличается от остальных малой программой выпуска и большой номенклатурой производства. Процесс изготовления одного или нескольких изделий вовсе не повторяется или повторяется через неопределенный промежуток времени. Особенностью данного производства является применение универсального оборудования и технологическая оснастка приспособление и инструментов, высокая квалификация рабочих.

— Серийное производств. В нем процесс изготовления изделий ведется партиями или сериями, которые регулярно повторяются через определенный промежуток времени. Особенностью является применение стандартного инструментария, оборудование изменяется в зависимости от номенклатуры и выпуска изделий.

— Массовое производство. Это производство одноименных изделий в больших количествах. Особенностью является изготовление путем выполнения на рабочих местах одних и тех же повторяющихся операций, низкая квалификация рабочих.

Данная ЛВС проводится один раз для конкретного предприятия, в соответствии с техническими требованиями к данной ЛВС. Для монтажа и сборки ЛВС 3 корпуса 1 этажа выбираем единичный тип производства.

7.3 Составление технологического маршрута сборки и монтажа ЛВС Исходными данными для разработки технологического процесса сборки и монтажа ЛВС являются:

— схема электрическая соединений.

— блок схема настройки.

— перечень необходимого оборудования.

— комплект соединительных элементов и крепежа.

— тип производства.

Для составления технологического маршрута определяется необходимое количество операций, затем устанавливается их последовательность и содержание.

Технологический маршрут сборки и монтажа состоит из операций:

— входной контроль

— подготовительная

— нарезка и прокладка коробов

— нарезка и прокладка кабелей

— маркировка кабелей

— сборочная

— монтажная

— маркировка оборудования

— контрольная

7.4 Выбор оборудования, приспособления, инструментов и вспомогательных материалов Технологическая подготовка производства представляет собой комплекс работ, связанных с:

— проектированием технологических процессов изготовления, сборки;

— составлением нормативов трудовых и материальных затрат;

— освоением технологических процессов При проектировании технологических процессов необходимо выбрать для каждой операции оборудование (рабочее место, где выполняется операция), технологическую оснастку и необходимые вспомогательные материалы.

Таблица 1. Оборудование, технологическая оснастка, вспомогательные материалы

7.5 Описание операций технологического процесса

1. Входной контроль.

Осмотр оборудования, проверка внешнего вида упаковок. Проверка комплектации и документации предоставляющейся для оборудования. Осмотр кабелей и коннэкторов на наличие внешних дефектов и повреждений.

2. Подготовительная.

Произвести замеры при помощи уголка и линейки либо уровня. Сверление перфоратором 4 отверстий, диметром 6 мм в стене под потолком. Подобрать и установить необходимого размера дюбеля.

3. Нарезка и прокладка коробов.

Нарезка коробов осуществляется по заранее отмеренным размерам. Установка разреза для сгиба короба под требуемым углом. Проложить короба, закрепив их шурупами на расстоянии друг от друга: 40 см.

4. Нарезка и прокладка кабелей.

Нарезать кабель с запасом в 20−50 см. Прокладывать кабель в заготовленные короба. Не допускать сильного изгиба кабеля во избежание повреждения изоляции кабеля.

5. Маркировка кабелей.

С помощью маркировочного принтера напечатать индивидуальный номер для кабелей. Приклеить клейкую ленту к кабелю с запасом от начала 6−10 см. Клейкую ленту следует приклеить так, чтоб номер на ней был виден отчетливо без вмятин. На клейкой ленте указан номер комнаты в какую протянут кабель.

6. Сборочная.

Сборка коммутационных шкафов. Прикрепление их к стене с помощью винтов в количестве 8 штук. Диаметр винтов 10 мм.

7. Монтажная.

Произвести замеры для установки сетевого оборудования в коммутационный шкаф. Закрепление коммутаторов к стойке винтами диаметром 5 мм в количестве 16 штук.

8. Маркировка оборудования.

На маркировочном принтере распечатать обозначение для каждого коммутатора и приклеить его. Так же приклеить обозначение на кабель во избежание неправильного подключения пользователей в сеть.

9. Подключить всё оборудование. Проверить линкуют ли провода. Подключить сетевые кабеля к коммутаторам и с помощью тестера и ручки произвести проверку сетевых кабелей. Запустить тестовое ПО.

8. Экономическая часть

8.1 Технико-экономическое обоснование ЛВС

8.1.1 Расчёт экономичности Для расчёта экономичности следует указать:

— Фосн — основные фрагменты

— Фдоп — дополнительные фрагменты

— Фвсп — вспомогательные фрагменты

— Фкреп — крепежные детали Исходя из этого деления следует определить коэффициенты:

Кдоп = Фдоп / Фосн Квсп = Фвсп / Фосн Кэк = (Фкреп + Фвсп + Фдоп) / Фосн Для наглядного рассмотрения составим таблицу фрагментов ЛВС.

Таблица 2. Фрагменты ЛВС

Экономичность пространственной компоновки можно выразить отношением числа дополнительных фрагментов ЛВС к числу основных.

Кдоп = Фдоп / Фосн = 40/74 = 0,54

Экономичность окончательного проектирования характеризуется отношением числа вспомогательных фрагментов к числу основных.

Квсп = Фвсп / Фосн = 2/74 = 0,02

Экономичность фрагментов ЛВС в целом можно охарактеризовать при помощи коэффициента экономичности.

Кэк = (Фкреп + Фвсп + Фдоп) / Фосн = 24+2+40/74=0,89

Кэк = 0,89, и Кэк —-> 0.

8.1.2 Технико-экономическая характеристика ЛВС.

По всем вычисленным коэффициентам составляется сводная таблица:

Таблица 3

Анализируя таблицу 3.

— По экономичности: Кэк.= 0,89, это значит, что комплекс ЛВС частично экономичен, так как Кэкон. < 0.

8.2 Расчет полной себестоимости сборки и монтажа ЛВС Себестоимость — это денежное выражение затрат предприятия на производство и реализацию продукции. Полная себестоимость рассчитывается по формуле:

Сполн. = М + П + Тр.заг.расх. + З + ЕСН + Нрасх.

где Сполн. — полная себестоимость.

М — стоимость основных и вспомогательных материалов П — стоимость комплектующих изделий (полуфабрикатов собственного изготовления и покупных изделий).

Тр.заг.расх. — транспортно-заготовительные расходы.

З — заработная плата основных (производственных) рабочих с начислениями.

ЕСН — единый социальный налог.

Нрасх. — накладные расходы.

8.2.1 Расчет стоимости материальных затрат К материальным затратам относятся затраты на материалы, комплектующие и транспортно-заготовительные расходы.

Стоимость комплектующих и полуфабрикатов, приведены в таблице 4, определяется по формуле.

Таблица 4. Комплектующие изделия и их стоимость

Где П — стоимость полуфабрикатов и комплектующих, руб.;

А1 — цена единицы полуфабриката или комплектующего, руб.;

Б1 — норма расхода полуфабриката или комплектующего, шт.

Общая сумма затрат на комплектующие определяете по формуле:

Где Пi — стоимость каждого комплектующего.

П = 89 432*4+84*69+5*96=364 004 руб.

Транспортно-заготовительные расходы по данным предприятия составляют 5% от общей стоимости материалов и комплектующих изделий.

Тзаг.=(364 004*5%)/100%=18 200,2 руб.

8.2.2 Расчет трудоемкости и заработной платы Трудоемкость определяется на основании операций технического процесса. Трудоемкость показывает, сколько времени требуется для производства единицы продукции. Норма времени на операцию называется калькуляционным временем и обозначается Ткал.

Ткал.=Тпз.+Тшт

где Ткал. — расчетное время на одну операцию, мин.;

Тпз. — подготовительно-заключительное время на одну операцию, мин.;

Тшт. — штучное время на одну операцию, мин;

Ткал. не рассчитывается по формуле, а берется из нормативов на операции по обслуживании ИС предприятия. Ткал. для всех необходимых операций занесено в соответствующую графу таблицы.

Расценка на операцию определяется по формуле:

где Р — расценка на операцию, руб.;

С — часовая тарифная ставка, руб. Часовая тарифная ставка показывает величину оплаты труда за единицу времени (за час) при определенной квалификации. Часовую тарифную ставку по данным предприятия можно рассчитать по формуле:

В соответствии с формулой 7:

Сч.=7000/(21.8×8)=7000/174,4=40,14 руб.

Заработная плата прямая (ЗПп) определяется по формуле:

Используя формулу 8 получаем:

Р1=40,14×5/60=3,35 руб.

Р2=40,14×15/60=10,04 руб.

Р3=40,14×20/60=13,38 руб.

Р4=40,14×60/60=40,14 руб.

Р5=40,14×10/60=6,69 руб.

Р6=40,14×2/60=1,34 руб.

Р7=40,14×10/60=6,69 руб.

Р8=40,14×10/60=6,69 руб.

Р9=40,14×15/60=10,04 руб.

По формуле 10:

ЗПп=3,35+10,04+13,38+40,14+6,69+1,34+6,69+6,69+1,34+10,04+10,04=98,36 руб.

Результаты расчетов занесены в таблицу 5.

Таблица 5. Трудоемкость установки и регулировки, прямая зарплата

Где ЗПдопл. — доплаты до основной заработной платы, по данным предприятия составляют 55% от прямой заработной платы.

где ЗПосн. — основная заработная плата.

Используя формулы 9, 10, 11 получаем:

ЗПдопл.=98,36*55%/100%=54,09 руб.

где Есн. — единый социальный налог, по данным предприятия составляет 21,34%.

В соответствии с формулой Есн.=(152,704+54,09)*21,34%/100%=44,07 руб.

8.2.3 Расчет накладных расходов Накладные расходы — это косвенные расходы, связанные с обслуживанием процесса производства и управления.

На практике на предприятии накладные расходы не подразделяют, а рассчитывают по формуле:

По формуле Нрасх=98,36*127,4%/100%=125,3 руб.

8.2.4 Калькуляция себестоимости Для составления калькуляции подсчитывается полная себестоимость по формуле 16. Калькуляция представлена в таблице 5.

Сполн.=М+П+Тзаг.+Зосн.+Здополн.+Есн+Нрасх

Сполн. = Спр., так как отсутствуют внепроизводственные расходы (Нвнепр.), то есть расходы связанные с реализацией произведенной продукции.

По формуле

Сполн.= 364 004+18200,2+98,36+54,09+44,07+125,3=382 526,02 руб Таблица 6. Калькуляция себестоимости установки и регулировки коммутатора системы защиты

8.2.5 Анализ структуры себестоимости Проанализировав структуру себестоимости, представленную в таблице 4, можно сделать вывод, что основную часть — 95,08% полной себестоимости установки и настройки ЛВС, составляют покупные изделия и полуфабрикаты, к которым относятся коммутаторы Cisco Catalyst 2960-S-24TS-L, патч-корды и коннекторы RJ-45.

Для снижения себестоимости следует использовать более дешевое устройство, но оно будет менее надежно и функционально, что отразиться на надежности и стабильности системы, а это недопустимо с точки зрения безопасности информации. Поэтому лучше выбрать надежное устройство и быть полностью уверенным в защищенности системы, чем экономить в ущерб надежности.

9. Экспериментальная часть Основными задачами экспериментальной части являются получение навыков работы и настройки коммутаторов.

Первой задачей для настройки коммутатора следует подключить его к компьютеру и запустить программу COM1-PuTTY. Далее программа выдаёт команду установки конфигураций для данного коммутатора, которое показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Установка конфигураций коммутатора.

Затем после этой команды нужно задать имя данного коммутатора.

Рисунок 2. Определение имени коммутатора После того как было указано имя коммутатора, нужно ввести пароль для защиты и безопасности использования. Потом данная программа запрашивает команду для введения коммутатора в сеть.

Рисунок 3.

Введение

пароля и подключение коммутатора в сеть После выполнения данной команды программа автоматически загружает в коммутатор используемые интерфейсы и оболочки предназначенные для бесперебойной и безопасной работы коммутатора, которые показаны на рисунке 4.

Рисунок 4. Установка интерфейсов и оболочек коммутатора После окончание работы программа запрашивает сохранение всех выполненных программ. Для этого нажимаем сохранить данные и настройка коммутатора на этом завершается. Теперь коммутатор можно использовать для поставленной ему задачи.