Инфраструктура территориально-распределительной корпоративной сети

1.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время все современные крупные компании (со штатом сотрудников от 100 человек) проводят четкую политику развития IT структуры компании. Основной частью этой структуры является разработка и внедрение корпоративной сети. Обычным явлением для крупной корпоративной сети является наличие централизованного администрирования всех филиалов, а также построение распределенной сети, позволяющей связывать между собой как различные филиалы, так и отдельных работников. Так же для таких организаций свойственно формирование отдельных групп пользователей, имеющих уникальные способы доступа (через беспроводные сети, через выделенные каналы и т. п.).

Настоящая курсовая работа предназначена для создания проекта корпоративной сети крупной компании CorpKAM.

2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

2.1 Исходные данные

2.1.1 Структура компании Рис. 1 Структура подразделений корпорации CorpKAM

Корпорация имеет главный офис (здание А) и два филиала:

производство продукции Manufacture (M) — здание B;

отдел исследований и новейших разработок Research ® — здание C;

Структура здания А:

1 этаж. Подразделения корпорации:

отдел кадров и подготовки специалистов Human Resource (HR);

отдел маркетинга Sales (S);

служба информационных технологий и технической поддержки Information Technologies (IT).

2 этаж. Подразделения:

руководство корпорацией Executive (E);

бухгалтерия Accounting (Acc);

отдел экономики и планирования Business (Bus).

На 3, 4, и 5 этажах расположено проектное отделение, при этом:

3 этаж. Проектный отдел Project 1 (P1);

4 этаж. Проектный отдел Project 2 (P2);

5 этаж. Проектный отдел Project 3 (P3).

Для 2-х групп сотрудников отдела маркетинга необходимо организовать защищенную беспроводную сеть с выходом в интернет.

Структура здания B:

В — одноэтажное здание, где производятся изделия двух типов, одно из них на площадях М1, другое — на площадях М2. Кроме того, имеется автоматизированный склад готовой продукции Production (P). Филиал Manufacture (M) (здание В) расположен в другом городе, удаленном на значительное расстояние, и соединен с главным офисом каналом Т1.

Структура здания С:

Здание С связывается с главным офисом через Internet маршрутизаторами с функцией «дозвон по требованию», используя подключение ADSL. В двухэтажном здании С филиала отдел Research занимает два этажа, при этом на 1 этаже расположена рабочая группа Research 1 (R1), на 2 этаже группа Research 2 (R2).

Также имеется небольшой штат сотрудников корпорации в Европе, которые соединяются с главным офисом по каналам ISDN. Несколько сотрудников работают в своих домашних офисах SOHO, подключающихся к главному офису по коммутируемым каналам связи PSTN Dial-up 56 Кб/с.

Рис 2. Схема расположения корпорации CorpKAM

2.1.2 СОСТАВ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ТРЕБОВАНИЙ Для определения исходных данных определяем, что номер варианта N=5.

В качестве исходных данных берется достаточность полосы пропускания каналов передачи данных (Т1, ISDN, ASDL) для обеспечения сетевого трафика с удовлетворительным клиентским откликом.

Критерием расположения серверов является минимизация служебного трафика.

Основные технологии — Ethernet по стандарту 100/1000BASE-T (на витой паре cat5 и выше) и FDDI.

Каждое подразделение корпорации имеет свой конфиденциальный сервер приложений, доступ к которому могут иметь только сотрудники соответствующего подразделения.

Для внешних IP_интернет адресов используется диапазон адресов (Public_IP) 131.107.х.0/24, где х=50*G+N G={1, 2, 3} - номер группы, Nномер варианта. Таким образом, имеем x=50*1+5=55 и диапазон 131.107.55.0/24.

Для диапазона внутренних адресов (Private_IP) используется зарезервированный ICANN диапазон адресов 10.55.0.0/16

Величины K = 5, L = 1, N = 5, G = 1.

Таблица 1 Поэтажное расположение рабочих групп и количество рабочих станций трёх проектных отделов в здании А

В таблице 3 приведены данные по количеству рабочих групп и рабочих станций в одноэтажном здании филиала В Manufacture.

Таблица 2 Количество рабочих групп и рабочих станций в одноэтажном здании филиала В Manufacture

Таблица 4 Поэтажное число групп и рабочих станций в здании С филиала Research

Таблица 5 Данные общекорпоративных служб

Детально проработать реализацию служб и протоколов VPN-L2TP/IPSec, используя для построения сети оборудование фирмы 3Com.

Требования

При выполнении работы выполните также следующие требования:

в качестве службы каталогов корпоративной сети использовать Active Directory;

предоставить доступ к размещенному в головном офисе Web и FTP серверам корпорации CorpKAM как пользователям Интернета, так и пользователям внутренней корпоративной сети (intranet) в любое время в любой день недели;

изолировать корпоративную сеть от Интернета, кроме Web и FTP-сервера;

изолировать внутреннее пространство имен;

защитить все данные, пересылаемые между головным офисом и филиалом Research;

каждое подразделение должно иметь свой конфиденциальный сервер приложений;

обеспечить защиту конфиденциальных данных при пересылке в подразделениях корпоративной сети с использованием IPSec;

обеспечить защиту конфиденциальных данных при пересылке через Интернет с использованием VPN;

обеспечить защищенные подключения к корпоративной сети удаленных пользователей по телефонным линиям (ASDL/ISDN);

обеспечить защиту беспроводных сетей WLAN;

обеспечить проведение аудио и видеоконференций (*);

обеспечить надежную работу соединений путем введения дополнительных, резервных маршрутных подключений (*);

предусмотреть меры по снижению сетевого трафика, вызываемого потоковыми аудио и видеоконференциями (*);

выполнить оценку стоимости оборудования и сопутствующего ПО.

* - необязательное (но желательное) для выполнения.

3. ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ В физическое проектирование сети включается подбор оборудования, проектирование расположения оборудования на этажах, а также выбор ПО, которое будет использовано при построении сети.

3.1 Геометрические характеристики зданий Для правильной оценки количества устанавливаемого оборудования и монтируемых линий необходимо иметь представление о геометрических параметрах здания, в котором осуществляется монтаж. Так как ТЗ не содержит данных для этого, примем, что:

— здания имеют форму параллельного параллелепипеда;

— если не оговорено иное, то каждое подразделение располагается на своем этаже;

— расчет выполняется из наихудших условий труда — что бы рабочее место каждого сотрудника удовлетворяло минимальным санитарным нормам (4 м/человека);

— ввиду того, что размер одной РГ меняется по заданию от 7 до 22 РС в РГ, то будем считать, что площадь РГ с запасом в 50% на расширение сети равна 1,5*22*4=132 м. Учитывая возможности по расширению, а также то, что человеку реально нужно дял организации рабочего места больше 4 м, будем считать, что в РГ 30 РС.

— распределение оборудования по этажу выполняется так, что бы обеспечить подключение РГ в любой точке этажа.

Для геометрических расчетов применим следующую методику расчета, основанную на геометрической оптимизации.

3.1.1 Модель рабочей группы (РГ) Под РГ понимается комната здания (или несколько смежных комнат здания), в которой расположены РС. Так как порядок расположения РС неизвестен, то считаем, что они равномерно распределены по комнате (смежным комнатам). Для простоты расчетов считаем, что РГ имеет прямоугольную форму. Как будет показано ниже, можно при решении задачи о средней длине ЛС внутри РГ можно перейти от прямоугольной формы РГ к квадратной без потери общности. Так же не известно расположение РГ друг относительно друга, поэтому считаем, что на каждую РГ выделяется один коммутатор (или коммутационный узел из нескольких коммутаторов).

В силу того, что по заданию РГ размещены на существенном расстоянии друг от друга, необходимо предусмотреть возможность их объединения коммутаторами горизонтального подуровня ГП. Введем в рассмотрение модель такого подключения.

Допустим, что от коммутатора РГ к коммутатору ГП идет одна или несколько ЛС, объединенных в один канал связи КС. Необходимо установить, как именно геометрически расположить коммутаторы и линии связи, что бы общая стоимость такого подключения была минимальной. Для простоты модели, а так же исходя из реальных конструкций зданий, считаем, что ЛС можно прокладывать только под прямым углом (рисунок 1).

Рисунок 1. Модель № 1 подключения РГ к ГП На рисунках 1 и 2 X и Y — расстояние между коммутаторами ГП и РГ по длине и ширине здания соответственно, N*M — габариты РГ, W и L — габариты прямоугольной области, противоположными точками которых являются коммутатор ГП и наиболее удаленная от него РС РГ. Габариты W и L описывают так называемую зону охвата коммутатора ГП и будут использованы в п. 3.1.2 при построении математической модели ГП.

При таком расположении коммутатора РГ в РГ имеем среднюю длину ЛС между РС и коммутатором как:

(1)

Считается, что длина ЛС изменяется от 0 (РС расположена около коммутатора) до (N+M) — (РС расположена в противоположном углу от коммутатора РГ).

Рассмотрим другое расположение коммутатора РГ (рисунок 2). Коммутатор РГ расположен в центре РГ. Это увеличивает расстояние до коммутатора ГП на (N+M)/2, а средняя длина ЛС внутри РГ равна:

(2)

Получается, что расположение коммутатора не влияет на среднюю длину ЛС внутри РГ, но влияет на длину ЛС между коммутаторами РГ и ГП, увеличивая ее с (N+M) метров до 1.5*(N+M) метров.

Рисунок 2. Модель № 2 подключения РГ к ГП.

Для снижения стоимости РГ и стоимости ее подключения к ГП необходимо

и

Так как мы не можем повлиять на габариты РГ, то мы можем только минимизировать длину ЛС между коммутаторами РГ и ГП, поэтому для дальнейшей работы выбираем модель РГ № 1.

Из формул (1) и (2) видно, что зависит не от конкретных значений габаритов РГ, а от периметра РГ, поэтому можно заменить при расчете средней длины ЛС в РГ N+M на 2Z, то есть представить РГ в виде квадрата со стороной Z.

В допущениях приведены оценки габаритов РГ. Если взять в первом приближении, что РГ имеет квадратную форму, то сторона квадрата Z будет составлять примерно 11−12 метров. Реально получается, что Z не менее 15−17 м (увеличение номинальных габаритов РГ на 25−30% позволяет учесть особенности индивидуальной проводки внутри каждой РГ, в том числе проводку в коробах, под потолком, петли в коробах и т. д.).

Установим зависимости между величинами X, Y и Z для того, что бы в дальнейшем оценивать суммарную длину ЛС, используемых при подключении РГ к коммутатору ГП.

Исходя из того, что сеть должна иметь минимальную стоимость, то выбираем в качестве ЛС коммутатора ГП и РГ UTP cat5. Это накладывает ограничения на величины X+Y<=90м. Формально для UTP cat5 максимальная длина составляет 100 м, однако IEEE рекомендует брать эту величину не более 90 м для гарантированно устойчивой работы. Исходя из соображений экономии (КС коммутатора ГП и РГ будет содержать гораздо меньше кабелей, чем КС РС внутри РГ) неравенство преобразуем в равенство X+Y=90. Таким образом, имеем, что

(3)

Полученные зависимости (3) позволяют оценить, можно ли вообще подключить РГ к ГП, и если да, то определить, какая будет суммарная длина ЛС. Оценим длину ЛС, необходимых для образования РГ и ее подключения к коммутатору ГП

(4)

Выводы

1) Средняя длина ЛС внутри РГ не зависит от габаритов РГ, а зависит только от периметра РГ (1). Поэтому можно взять в качестве математической модели РГ квадрат со стороной Z=(N+M)/2. Если Z<15, то для расчета необходимо взять Z=15.

2) Оценка совокупной длины ЛС, необходимой для образования РГ и подключения ее к коммутатору ГП, производится по формуле (4).

3.1.2 Модель горизонтального подуровня (ГП) Для ГП этажа характерно, что имеется небольшое количество межэтажных переходов (1−2 на здание), к которым необходимо подвести коммуникации со всего этажа. Так как в задании не уточнено, каким именно межэтажными переходами обладает здание и как они расположены, то считаем, что переход делают при монтаже сети. Так как это достаточно долгая и дорогостоящая процедура, то считаем, что межэтажный переход у нас один и находится примерно в центре этажа.

Как было определено в предположениях, сеть ГП должна обеспечить подключение РГ в любой точке этажа. При такой неопределенной ситуации относительно расположения РГ единственно верное решение — обеспечить на уровне проекта возможность подключения РГ к ГП в любой точке.

Для того, что бы обеспечить такую возможность, необходимо, что бы в зону охвата коммутаторов ГП попали все РС этажа любой подгруппы. Коммутаторы ГП предлагается объединять конструктивно общей шиной, то есть когда у каждого коммутатора, кроме оконечных, один порт используется для подключения других коммутаторов, расположенных «левее», а другой — для подключения коммутаторов, расположенных «правее». С точки зрения эксплуатации это одна высокоскоростная шина, на которой организованы точки доступа — коммутаторы ГП. Такая схема показала свою эффективность на практике, и поэтому при разработке модели ГП будем придерживаться ее.

Рассмотрим модель ГП, которая позволит нам оценить, сколько коммутаторов необходимо использовать в ГП, что бы стоимость ГП была минимальной (с учетом того, что в ГП входит все РГ). На рисунке 3 схематично изображена зона охвата одним коммутатором ГП.

Рисунок 3. Модель зоны охвата коммутатора ГП Обозначения величин соответствует обозначениям на рисунках 1 и 2. Зоной охвата коммутатора ГП считаем прямоугольник 2W*2L. Теперь рассмотрим, какие данные можно получить на основании такой модели.

1) Можно получить размеры зоны охвата коммутатора ГП, если знать габариты РГ и длину ЛС между коммутаторами ГП и РГ. Если считать, что Z=(N+M)/2, для образования ЛС между коммутаторами используется кабель UTP cat5 (п. 3.1.1), а решение будет эффективно при (п. 3.1.1). Если при этом учесть, что минимальное значение Z=15 (п. 3.1), то получим, что

(5)

Формула (5) устанавливает, что W+L=120, то есть экономическая эффективность вводит ограничение на периметр зоны охвата. Это позволяет при одном известном габарите вычислить другой. В частности, если использовать UTP cat5, то максимальное значение величины W составляет 105 метров (120−105=15 метров сторона квадрата РГ). Эта величина превышает технологический предел использования кабелей UTP cat5 в 90 метров. Таким образом, мы можем использовать любое значение величины W, допустимое технологией передачи данных.

Получаем, что нам необходимо минимизировать периметр РГ при сохранении ее площади. Из геометрии известно, что прямоугольник с минимальным периметром и заданной площадью — это квадрат. Таки образом, берем, что РГ — квадрат со стороной 15 м. Для здания, А максимальное число РГ на этаж составляет 20, для здания B — 25, для здания С — 9. Определим, какой минимальной площади должны быть этажи зданий, чтобы выполнялись требования санитарных норм (п. 3.1). Получаем, что площадь здания A равна 20*225=4500 м2, здания В 25*225=5625 м2, здания С — 9*225=2025 м2.

2) На основании модели можно рассчитать, сколько коммутаторов ГП необходимо для покрытия прямоугольного помещения произвольных габаритов. Основная задача в этом случае — минимизировать количество коммутаторов ГП с соблюдением требования по периметру зоны охвата и расстояния между соседними коммутаторами РГ. Последнее требование связано с тем, что эти коммутаторы потребуется соединять между собой для построения магистрали ГП. Слишком большие расстояния потребуют применять дорогие ВОЛС и соответствующее оборудование. Поэтому задача минимизации стоимости ГП может рассматриваться только с учетом совокупной стоимости ЛС, оборудования и проведения работ по монтажу.

3.1.3 Принятые габариты зданий Рассмотрим нашу задачу для каждого здания. Как было показано выше, зона охвата описывается выражением (5), при условии, что W, L<=90 и W+L<=120. Площадь зоны охвата равна 4WL. Необходимо этими зонами охвата покрыть весь этаж здания, площадь которого для каждого здания определена выше.

Для здания А: имеем S=4500 м2, для простоты будем считать, что здание имеет форму прямоугольника 50*90м. Тогда получаем, что W=90/2=45 и L=50/2=25. Условие W+L=70<=120 выполняется и из этого следует, что при заданных габаритах здания достаточно иметь один коммутатор ГП, к которому будут подключаться РГ.

Если взять другие габариты здания, то результат может быть другим. Например, если габариты здания 20*180, то W=20/2=10, L=180/2=90. Условие W+L=100<=120 так же выполняется, что позволяет нам использовать так же один коммутатор ГП.

Для здания B: имеем S==5625 м2, для простоты будем считать, что здание имеет форму прямоугольника 45*125м. Тогда получаем, что W=125/2=62,5 и L=45/2=22,5. Условие W+L=85<=120 выполняется и из этого следует, что при заданных габаритах здания достаточно иметь один коммутатор ГП, к которому будут подключаться РГ.

Если взять другие габариты здания, то результат может быть другим. Например, если габариты здания 90*62,5, то W=90/2=45, L=62,5/2=31,25. Условие W+L=96,25<=120 так же выполняется, что позволяет нам использовать так же один коммутатор ГП.

Для здания С: имеем S=2025 м2. Очевидно, что для покрытия такой площади хватит одного коммутатора ГП.

На основании проведенных выкладок можно сделать вывод о том, что ГП всех зданий будет состоять из ЛС UTPcat5 и использовать один коммутатор ГП и по одному коммутатору РГ на РГ. Соответственно, без информации о положении РГ на этаже невозможно выполнить чертежи расположения коммутационного оборудования РГ, а можно выполнить только чертеж расположения коммутационного оборудования ГП и ВП.

Согласно расчетам, проведенным в пп. 3.1.1−3.1.2, для дальнейших расчетов примем:

— габариты здания, А 50*90 м2, число этажей 5;

— габариты здания В 45*125 м2, число этажей 3;

— габариты здания С 27*75м2, число этажей 2.

3.2 Установка требований к сети и подбор оборудования

3.2.1 Требования к оборудованию и ЛС по пропускной способности и надежности По заданию базовой технологией для построения сети является технология Ethernet 100/1000Base TX и технология FDDI. Так как FDDI нуждается в специфичном оборудовании, а средой передачи является ВОЛС, то рассматривать ее имеет смысл только тогда, когда предъявляются высокие требования по отказоустойчивости, а требования к пропускной способности не очень высокие.

Для современных РС на рынке наиболее распространены сетевые карты Ethernet 100Base TX. Пропускной способности этой технологии вполне хватает, что бы покрыть требования практически всех пользователей.

В дальнейшем будем считать, что на одну РГ требуется один коммутатор РГ, который обеспечивает подключение всех РС, входящих в РГ по заданию + желательно иметь 50% запаса по количеству портов на развитие сети, по технологии Ethernet 100Base-TX, подключение к коммутатору ГП по технологии Ethernet 1000Base-TX. Требования к надежности канала между коммутаторами РГ и ГП достаточно низкие, резервирования обычно не требуется. В случае, если это обусловлено характером работ группы в сети (например, бухгалтерия или руководство организации), можно предусмотреть «холодное» резервирование, протянув еще одну ЛС UTP cat5, и в случае отказа основной ЛС в короткие сроки (до 10−15 минут) вручную восстановить работоспособность сегмента сети.

Выше показано, что на ГП требуется разворачивать только один коммутационный узел. Число РС по заданию, подключаемых к коммутационному узлу ГП, сильно колеблется в зависимости от условий применений от 120 до 550 (с учетом масштабирования на 50%). Поэтому в зависимости от конкретных условий необходимо применять либо простые коммутаторы, либо коммутаторы 3-го уровня, обеспечивающих блокирование ШВТ. Скорость коммутации должна составлять 1000 Мбит/с, так как через коммутатор ГП будет вестись работа с серверами приложений подразделений, служебными серверами, а так же связь с другими объектами структуры сети. Требования к надежности самого коммутатора и ЛС, образующей идущей от ГП к ВП, предъявляются высокие, так как в случае отказа ЛС или коммутатора от сети отделяется большое количество пользователей. Поэтому целесообразно подготовить либо «горячую» замену вышедшей из строя ЛС, либо применить агрегирование канала, повысив пропускную способность сегмента (по технологии PortTrunking или другой аналогичной). В обоих случаях требуется, что бы коммутаторы поддерживали указанные режимы работы.

Все серверы здания, находящиеся в серверной комнате, объединяются в одну РГ с подключением к коммутатору ГП на скорости 1000 Мбит/с. Так как это ответственные РС, то для них организуется «холодное» резервирование ЛС с коммутатором РГ.

Вертикальная подсистема стягивается в точку. Она представлена коммутатором 3-го уровня, к которому подключается коммутаторы ГП, а так же коммутатор с серверной РГ. Все подключения выполняются на скорости 1000 Мбит/с с «горячим» резервированием или агрегированием ЛС.

Для организации беспроводного доступа требуются точки доступа WiFi.

3.2.2 Выбор конкретного оборудования и комплектующих сети согласно требованиям В качестве источника данных о стоимости сетевого оборудования фирмы 3Com, а так же о доступности на российском рынке возьмем данные Internet — магазинов www.levovosd.ru и www.apitcom.ru. Здесь будет рассмотрено только оборудование, характеристики которого влияют на качество сети. Расходные материалы и технически простые изделия (кабели, разъемы, пачкорды, пачпанели, шкафы и т. п.) не рассматриваются, так как их расход (количество) сильно зависит от конкретной геометрии зданий или отдельных комнат. Так же здесь не будет рассматриваться специфичное оборудование (маршрутизаторы ADSL, T1, Dial-Up и пр.), так как требования к ним будут сформированы ниже при описании соответствующих разделов.

В качестве коммутатора РГ возьмем 3COM Switch 4210 26-Port. Он имеет 24 порта Ethernet на 100 Мбит/с и 2 порта на 1000 Мбит/с. Коммутатор является управляемым (через консоль и Web-интерфес), поддерживает QoS. Наличие 2-х портов позволяет при росте рабочей группы подключить такой же коммутатор на скорости 1000 Мбит/с, используя один порт для подключения к коммутатору ГП, а другой для дополнительного коммутатора. Так же поддерживается PortTrunking, что позволит при необходимости использовать оба порта для подключения к коммутатору ГП. Имеется поддержка VLAN.

В качестве коммутатора ГП возьмем Baseline Switch 2916-SFP Plus. Он является коммутатором 2-го уровня, но поддерживает до 256 VLAN с группировкой портов, Port Trunking до 8-ми транков и до 8 портов в транке. Данный коммутатор применяется в тех случаях, когда число РГ на этаже не превышает 14. В случае, когда необходимо подключить большее число РГ, можно поставить дополнительный коммутатор.

В качестве коммутатора ВП, выполняющего роль ядра сети, возьмем модуль 3Com Switch 8800 48-Port 10/100/1000BASE-T IPv6. Это устройство обеспечивает коммутацию 3-го, поддержку VLAN, стекируемость и внешнее управление. Для маршрутизации доступны протоколы RIP, OSPF, IGMP, PIM (SM, DM), VRRP, BGP4, IS-IS. Устройство является стекируемым.

В качестве типового сервера (подходящего для решения большинства задач) возьмем 2U HP ProLiant DL380 G5. У него достаточно гибкий набор изменяемых параметров, возможность монтирования в стойку и дублирующий блок питания горячей замены.

В качестве ИБП берем APC SUA3000RMI2U. Он обладает достаточной мощностью в 3000ВА для обеспечения аварийной остановки серверов. Имеет возможность монтажа в стойку. Число ИБП определяется в каждом конкретном случае, исходя из анализа того, сколько нужно времени, чтобы выполнить безопасную остановку серверов или подготовить источники резервного питания к работе. Однако бесперебойное питание необходимо обеспечить для всех серверов всех зданий.

В качестве рабочей станции можно использовать любое оборудование на базе IBM PC, комплектация которого зависит от характера решаемых задач. Ориентировочная стоимость 1000−1500 $.

3.3 Выбор пользовательского ПО Все ПО можно разделить на 2 большие группы: служебное ПО, предназначенное для обеспечения работоспособности сети, и прикладное ПО пользователей.

При выборе ПО следует учитывать возможность применения не только коммерческого ПО, но и свободного, распространяемого по GNU-лицензии или подобным им. Бесплатная поддержка такого ПО практически не проигрывает корпоративной, при необходимости практически всегда можно заключить договор на поддержку с третьей стороной. Особенно на это следует обратить внимание при выборе ПО для конечных пользователей, так как именно в этом случае наиболее велики отчисления за лицензирование и поддержку.

ПО пользователей может быть разнонаправленным, однако при его выборе необходимо руководствоваться тем, что по заданию основными пользовательскими ОС являются 98, NT Prof, XP Prof, 2000 Prof. При выборе ОС следует иметь ввиду, что свободная продажа и техническая поддержка осталась только для XP Prof, поэтому на новые РС имеет смысл устанавливать только эту ОС. Дополнением к ОС является пакет офисного ПО OpenOffice.org 3.0, распространяемый по GNU лицензии и являющийся хорошей альтернативой пакету MS Office. В качестве почтового клиента можно использовать OpenWebMail (http://openwebmail.org/). Специализированное ПО, которое устанавливается в соответствии с требованиями конкретного пользователя, определяется в процессе эксплуатации и не может быть определена на этапе проектирования сети.

Системное ПО строится на основе Windows 2003 Server. Эта ОС имеет несколько редакций: Web, Datacenter, Enterprice, Standart. Редакции Web и Datacenter имеют достаточно простую комплектацию, поэтому их рассматривать не будем. Редакция Enterprice отличается от Statndart только добавлением следующих служб и компонент:

— поддержка процессоров Itanium;

— горячее добавление ОЗУ;

— поддержкой службы сертификатов и смарт карт;

— служба кластеров;

— каталог сессий служб терминалов;

— поддержка внешних хранилищ данных.

Проанализировав имеющиеся аппаратное обеспечения, структуру сети и требования по безопасности, приходим к выводу, что достаточно возможностей Windows 2003 Server Standart Edition. Указанные ОС применяется для развертывания всех серверных приложений сети, за исключением отдельно оговоренных случаев.

4. ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ В логическое проектирование сети включается выделение логических частей сети, описание настройки оборудования и настройка используемых сетевых служб (DNS, AD, DHCP).

3.1 Выделение подсетей и распределение IP адресов по подсетям Выделение IP адресов в пределах всей организации целесообразно сделать динамическим (с применением DHCP)

3.1.1 Выделение подсетей и распределение IP адресов по подсетям здания, А Здание, А согласно заданию имеет 5 этажей. Нижние 2 этажа имеют в своем составе несколько подразделений, 3, 4 и 5-й этажи имеют по одному подразделению на этаже. Выявим число РС на каждом этаже и необходимое количество IP адресов, необходимых для работы на основании данных таблиц 1,2 и 5.

В здании, А так же помимо указанных подразделений будут находится общекорпоративные серверы, серверы подразделений, серверы демилитаризованной зоны и прочее общекорпоративное служебное оборудование в отдельно выделенном помещении, находящемся на 1-ем этаже. Учтем так же, что по заданию для использования во внутренней сети доступны адреса с диапазоном 10.55.0.0/16.

Таблица 6 Распределение IP адресов по зданию А

При таком разделе внутри здания, А для использования остаются свободными диапазоны 10.55.1.96/26 (64 адреса) и 10.55.7.0/24 (256 адресов). Остальные адреса внутреннего диапазона выделяются зданиям B и C.

Свободные диапазоны адресов будут распределяться по мере возникновения необходимости. В частности, для сотрудников, использующих беспроводной доступ к корпоративной сети, будут выделены адреса из этого диапазона, что позволит соответствующим образом настроить сетевой фильтр и понизить риски при работе в беспроводных сетях. Размер свободно диапазона позволяет обеспечить свободным доступом весь отдел маркетинга, что снимает ограничения на численность группы.

Cервера приложений и подразделений, а также сервера служб DNS, FTP, RAS/VPN, Mail, Web устанавливаются в серверной и на них устанавливаются статические IP адреса (путем привязки их MAC адреса к IP адресу, выдаваемому DHCP). Для серверов DHCP (основного, резервного и транслирующих) задаются настоящие статические IP адреса, в противном случае работа сети будет невозможна. Размещение серверов подразделений в серверной увеличивает объем межэтажного трафика, однако повышает физическую безопасность серверов от НСД и упрощает обслуживание.

Для внешнего FireWall-а обеспечивается выделение статических адресов из пула внешних адресов 131.107.55.0/24(256 адресов). Из этого же пула адресов обеспечивается выделение адресов firewall-а здания С, которое подключается к главному филиалу через Internet с помощью технологии ADSL и для сотрудников, которые получают доступ по ISDN, то есть для всех РС, которые подключаются к основному филиалу через публичные сети (или WireWall-ы, через которые они выходят в internet с поддержкой NAT), должны быть выделены статические внешние адреса.

3.1.2 Выделение подсетей и распределение IP адресов по подсетям здания B

Так как здание B соединено с головным зданием, А через канал Т1 с пропускной способностью всего в 1,544 Мбит/с, то необходимо организовать в сети здания В собственные внутренние сервера, синхронизируемые с общекорпоративными серверами в здании А.

Таблица 7 Распределение IP адресов по зданию В

В виду возможности дальнейшего роста производственных мощностей резервируем для здания всю сеть 10.55.14.0.0/23 (512 адресов), из которой используется уже диапазон 10.55.14.0/27 (32 адреса) под серверы здания B.

Так как сеть здания В должна быть достаточно самостоятельно, то в ней необходимо развернуть собственные сервера DNS, DHCP, основной и резервный контролер домена, а так же сервера приложений и подразделений.

3.1.3 Выделение подсетей и распределение IP адресов по подсетям здания С Так как здание B соединено с головным зданием, А через канал ADSL, чья пропускная способность до 6,1 Мбит/с с дозвоном по требованию, то необходимо организовать в сети здания С собственные внутренние сервера, синхронизируемые с общекорпоративными серверами в здании, А только при установлении канала связи.

Таблица 7 Распределение IP адресов по зданию C

В виду возможности дальнейшего роста мощностей резервируем для здания всю сеть 10.55.18.0/24 (256 адресов), из которой используется уже диапазон 10.55.18.0/27 (32 адреса) под серверы здания C.

Так как сеть здания C должна быть достаточно самостоятельно, то в ней необходимо развернуть собственные сервера DNS, DHCP, основной и резервный контролер домена, а так же сервера приложений и подразделений.

3.2 Размещение серверов DNS

Структуры AD, DNS и DHCP достаточно сильно взаимосвязаны, особенно AD и DNS, поэтому их развертывание следует рассматривать в комплексе. В частности, DNS желательно развертывать одновременно с AD, так как в этом случае гарантируется их совместимость и облегчается процесс взаимной настройки.

Прежде чем приступать к проектированию структуры Active Directory, рассмотрим сначала реализацию DNS. Предполагается применить нестандартный подход, а именно — использовать т. н. разделение DNS (split-brain DNS). Разделенный DNS делает ресурсы доступными, прозрачными и независимыми по расположению для внешних и для внутренних пользователей. Под прозрачностью понимается, что пользователю не нужно использовать различные имена или перенастраивать клиентские приложения на использование разных имен в зависимости от его местоположения в настоящий момент.

Разделение DNS работает за счет того, что используется 2 или больше доступных серверов DNS, предназначенных для этого имени домена. Один или больше серверов отвечают за разрешение имен для хостов внутренней сети, другие же (один или больше) серверы отвечают за разрешение имен для хостов в Internet.

Сервер DNS, ответственный за разрешение имен во внутрикорпоративной сети, содержит записи DNS, которые отображают имена серверов в их внутренние IP-адреса, которые и используются во внутренней сети. DNS-сервер; ответственный за разрешение имен для внешних пользователей, отображает имена во внешние IP-адреса, обеспечивая доступ к корпоративным ресурсам снаружи.

Внутренние серверы DNS размещаются в Intranet за сетевым экраном (firewall), а внешние серверы DNS устанавливаются в демилитаризованной зоне (DMZ) или в Internet. При этом только внутренние клиенты имеют доступ к внутреннему серверу DNS, хранящему адресную информацию о компьютерах внутренней сети. Запросы внешних клиентов о доменных Internet-именах и адресах организации выполняются внешним DNS-сервером. Любые запросы, идущие из Internet в Intranet, запрещены. Если на внутренний DNS-сервер приходит запрос о разрешении имени Internet, которого нет в локальном кэше, то запрос отправляется на внешний DNS-сервер. На внешнем сервере DNS разрешаются только запросы, исходящие из внутренней сети.

Зоне DNS в домене AD свойственны две особенности. Во-первых, AD сохраняет в DNS большое количество данных. Во-вторых, значительная часть этой информации носит конфиденциальный характер. В частности, в зоне домена AD хранятся имена и адреса контроллеров домена. Структура с разделением DNS позволит скрыть эту информацию от посторонних глаз.

Для корпорации CorpKAM необходимо зарегистрировать домен второго уровня. Например, corpkam.ru. Для обеспечения автономности сетей отдельных филиалов и рационального обмена служебной информацией через WAN, выделим в домене corpkam.ru. два дочерних поддомена: manuf. corpkam.ru. и res.corpkam.ru соответственно для зданий B и C.

Согласно рекомендации технического задания, DNS-сервер вместе с основным контроллером домена AD будут базироваться на платформе Windows 2003 Enterprice Server. Для обеспечения надежности с ним в паре будет работать еще один сервер (Secondary), который сможет обеспечивать работоспособность сети в случае выхода из строя первого сервера. В нашем случае оценивая вариант выхода из строя только первичного сервера, ввиду конкретно его технических или программных неисправностей, целесообразным будет размещение вторичного сервера в том же здании.

Получив запрос на преобразование имени, основной DNS-сервер сначала обращается в кэш. Если имени в кэше нет, а DNS-сервер содержит зоны, то сервер пытается преобразовать имя, проверяя зоны. Сервер обращается к ретранслятору (установленному в DMZ) или в Интернет лишь в том случае, если не может найти нужный адрес в кэше или в зонах. Главная особенность разделенной DNS заключается в том, что DNS-сервер больше доверяет информации из зон, чем данным, извлеченным из Интернета.

Для функционирования такой структуры необходимо на внутреннем DNS-сервере в качестве forwarder’а установить внешний DNS-сервер, а на внешнем DNS-сервере установить либо режим рекурсивного запроса к DNS провайдера, либо итеративный опрос DNS-серверов, начиная с корневых (root-hints). Форвардинг запросов будет осуществляться на кэширующий сервер, что позволит благодаря использованию кэша снизить нагрузку при обработке «внешних» запросов, так как в основной массе запросы будут касаться разрешения имен машин корпоративной сети.

В реализации структуры DNS главного здания участвуют 3 DNS-сервера: внутренний, внешний и сервер провайдера. Внутренний сервер отвечает за зоны main. corpkam.ru (куда входят все отделы здания А), proj.corpkam.ru (планируется создать специальный домен для проектов в Active Directory). Внешний сервер устанавливается в качестве forwarding-сервера для внутреннего для того, чтобы перенаправлять запросы, не разрешенные с помощью кэша. Внешний DNS-сервер, в свою очередь, отправляет рекурсивные запросы к DNS-серверу провайдера.

DNS-серверы в зданиях B пересылают неразрешённые запросы на DNS-сервер здания A.

Для того чтобы из здания C можно было разрешать имена компьютеров, располагающихся в здании B без нагрузки на DNS-серверы здания А, необходимо на DNS-сервере здания C создать так называемые зоны-заглушки или упрощённые зоны (stub-zone). Упрощенная зона представляет собой копию зоны, содержащую только те ресурсные записи, которые необходимы для локализации DNS-серверов, являющихся носителями полной версии зоны. Основное назначение упрощенной зоны — идентификация DNS-серверов, которые способны выполнить разрешение доменных имен, принадлежащих к этой зоне.

Таким образом, на DNS-сервере здания C будет создана stub-zone для каждой из зон здания A и для зоны здания B. А в качестве forwarder-DNS выступит DNS-сервер провайдера.

На всех внутренних DNS-серверах следует включить режим Dynamic DNS Updates, для того, чтобы узлы могли регистрировать свои записи в соответствующих зонах. Поскольку мы используем ADIZ, рекомендуется также включить режим безопасных обновлений (secure updates). В этом режиме администратор AD может определять, кому и какие действия разрешается выполнять над ресурсными записями DNS.

3.3 Размещение серверов WINS

Согласно заданию на курсовую работу, среди рабочих станций в сети корпорации есть машины под управлением ОС Windows 98, которые используют имена NetBIOS. Поэтому наряду с DNS в проектируемой сети должна быть реализована служба разрешения имен NetBIOS. Для этой цели необходимо установить серверы WINS.

Сервер WINS рассчитан на высокую нагрузочную способность и может один обслуживать компанию с 10−15 тысячами компьютеров. Имена NetBIOS являются 16-байтными адресами, которые однозначно идентифицируют узлы в сети. Этот адрес имеет длину в 15 знаков и 16-тый используется для однозначной идентификации службы, запущенной на системе, такой, например, как службы Сервера или Рабочей Станции. Основная цель использования WINS — это разрешение имен NetBIOS в IP-адреса. Как и в случае NT 4, системы, настроенные на использование службы WINS, при загрузке будут регистрировать свои имена NetBIOS и соответствующие им IP-адреса. В целях повышения надежности установим в главном здании 2 WINS-сервера, а в зданиях филиалов — по одному WINS-серверу.

Сервер WINS можно задействовать совместно с сервером DNS для разрешения имен NetBIOS. Для этого на сервере DNS используются записи типа WINS. Если сервер DNS снабжен адресом сервера WINS (при помощи записи WINS), то сервер DNS будет пытаться опрашивать сервера WINS для разрешения имен, не найденных в собственной базе данных.

Обычно серверы WINS можно разместить на контроллерах домена. Например, если AD спланирована так, что имеется корневой домен, не содержащий пользователей и применяемый лишь как держатель имени домена и административных групп, то его контроллеры домена не очень загружены и могут выполнять дополнительные функции.

3.4 Размещение серверов DHCP

Каждому хосту, подключенному к сети на базе TCP/IP, должен быть назначен уникальный IP-адрес. Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической конфигурации хоста) был разработан как средство динамического выделения хостам IP-адресов. Протокол DHCP является открытым промышленным стандартом, упрощающим управление сетями на базе TCP/IP. Этот протокол также может быть использован для централизованного управления процессом настройки стека протокола TCP/IP на клиентских машинах (речь идет о таких параметрах, как адрес шлюза по умолчанию или адрес DNS-сервера).

В спецификации протокола DHCP определяются два участника: DHCP-сервер и DHCP-клиенты. Служба клиента DHCP запрашивает у DHCP-сервера параметры для настройки стека протоколов TCP/IP. Служба сервера DHCP обрабатывает клиентские запросы, осуществляя выдачу в аренду IP-адреса из некоторого диапазона. Каждый адрес выделяется на определенный срок. По окончании этого срока хост должен либо продлить срок аренды, либо освободить адрес. Все удовлетворенные запросы пользователя фиксируются службой сервера DHCP в собственной базе данных. Подобное решение позволяет предотвратить выделение одного IP-адреса двум хостам. Одновременно с выдачей IP-адреса DHCP-сервер может также предоставить клиенту дополнительную информацию о настройках стека протоколов TCP/IP, такую как маска подсети, адрес шлюза и адреса серверов DNS и WINS.

В составе Windows Server 2003 реализован как DHCP-клиент (который устанавливается по умолчанию), так и DHCP-сервер (который может быть установлен и сконфигурирован администратором при необходимости).

Запрос к серверу DHCP посылается клиентом широковещательно, следовательно, не может выйти за пределы локальной подсети. Чтобы клиент из подсети, не соединенной непосредственно с DHCP сервером, мог получать от него IP адреса, необходимо убедиться, что маршрутизатор (в нашем случае, коммутатор 3 уровня), объединяющий подсети, поддерживал направление широковещательных сообщений DHCP, то есть поддерживал стандарт RFC 1542. В противном случае необходимо будет установить в каждой из подобных подсетей агент ретрансляции DHCP (DHCP Relay Agent) или сервер DHCP. Агент ретрансляции DHCP — это хост, который прослушивает подсети на наличие широковещательных сообщений DHCP/BOOTP и переадресовывает их на некоторый заданный DHCP-сервер. Использование агентов ретрансляции избавляет от необходимости устанавливать сервер DHCP в каждом физическом сегменте сети. Агент не только обслуживает прямые локальные запросы клиента DHCP и перенаправляет их на удаленные DHCP-серверы, но также возвращает ответы удаленных DHCP-серверов клиентам.

Используемый для объединения подсетей коммутаторы ГП Baseline Switch 2916-SFP Plus не поддерживает стандарт RFC 1542, поэтому агент ретрансляции необходим в каждой подсети ГП (один на этаж). Для них должны быть выделены статические IPадреса из пула, выделенных для серверной комнаты.

Для повышения надежности во всех зданиях корпорации будем использовать по 2 DHCP-сервера в связи с довольно большим числом рабочих станций в них и для повышения надежности.

Для того чтобы DHCP-сервер начал корректно работать, необходимо на нем настроить области (т. н. scopes). Область DHCP — административная группа, идентифицирующая полные последовательные диапазоны возможных IP-адресов для всех клиентов DHCP в физической подсети. Области определяют логическую подсеть, для которой должны предоставляться услуги DHCP, и позволяют серверу задавать параметры конфигурации, выдаваемые всем клиентам DHCP в подсети. Область должна быть определена прежде, чем клиенты DHCP смогут использовать сервер DHCP для динамической конфигурации TCP/IP.

В главном здании выделим 9 областей в соответствии с числом отделов. Пусть области отделов HR, Sales, IT, Exec, Bus, Acc, Project 1, Project 2 обслуживаются одним DHCP-сервером, а области отдела Project 3 — другим. В этом случае между серверами будет соблюдена пропорция 80/20 по количеству обслуживаемых рабочих станций, как и рекомендует Microsoft.

Настройка DHCP областей на каждом сервере включает следующее:

— Начальный адрес (start IP address);

— Конечный адрес (End IP address);

— Маска подсети (Subnet mask length);

— Исключения (Exclusions)

— Резервирование (Reservation).

Рассмотрим настройку DHCP-области на примере отдела HR (ей соответствует диапазон 10.55.0.192/26): начальным адресом будет являться 10.55.0.192, конечным — 10.55.0.255. Маска подсети — 26 (то есть, 255.255.255.192), а диапазон статических адресов определим следующий: 10.55.4.1 — 10.55.4.10.

В здании B отдадим под управление одному DHCP-серверу отделы M1 и M2, а второму серверу — отдел P. Опять будет соблюдена пропорция количества обслуживаемых серверами рабочих станций 80/20, обеспечена некоторая отказоустойчивость.

В здании C выделим области (scopes) в соответствии с отделами R1 и R2.

Наличие двух серверов DHCP в сети может при определённых условиях привести к её частичной или полной неработоспособности. Подобное было возможно в более старых ОС из-за того, что практически любой мог активизировать свой сервер DHCP. Для того чтобы этого не случилось, необходимо авторизовать установленные DHCP-серверы в Active Directory. В этом случае при попытке запустить службу DHCP происходит обращение к Active Directory, где просматривается список адресов IP для всех авторизованных в домене серверов DHCP. Если адреса рассматриваемого сервера нет, то служба DHCP будет автоматически на нем терминирована.

сервер пользователь филиал сеть беспроводный

3.5 Разработка структуры Active Directory (AD)

Active Directory — это служба каталогов в Windows 2003 Server. Active Directory содержит каталог, в котором хранится информация о сетевых ресурсах и службы, предоставляющие доступ к этой информации. Ресурсы, хранящиеся в каталоге, такие, как данные, сведения о принтерах, серверах, базах данных, группах, службах, компьютерах, политике безопасности, — называются объектами (object). Active Directory встроена в Windows 2003 Server и обеспечивает:

— упрощенное администрирование;

— масштабируемость;

— поддержку открытых стандартов;

— поддержку стандартных форматов имен.

Active Directory иерархически упорядочивает ресурсы в домене — логическом объединении серверов и других сетевых ресурсов в единое имя домена. Домен является основной единицей репликации и безопасности в сети Windows 2003.

Логическая часть Active Directory включает в себя лес, деревья, домены и OU (организационные подразделения, ОП). Физическая часть — сайты и контроллеры домена. Пространство имен Active Directory будет базироваться на ранее описанной структуре доменных имен службы DNS.

Один домен способен поддерживать до 10 миллионов объектов каталога. Согласно этому утверждению, можно было бы для всей корпорации создать один домен. Однако при создании доменов следует руководствоваться другими критериями — не только количеством объектов, которые могут быть созданы в Active Directory.

Первый критерий — административная политика. Необходимо так спроектировать систему, чтобы ей было проще управлять.

Второй критерий — безопасность. Внутри домена действуют правила безопасности, не распространяющиеся за его пределы.

Третий критерий — размер. Управлять доменом с огромным числом пользователей может оказаться значительно сложнее, чем несколькими доменами с меньшим числом объектов.

Несмотря на то, что у однодоменной структуры есть свои преимущества (простота управления; меньшая стоимость; меньшее число администраторов; предельная емкость, равная емкости леса доменов), предпочтение при проектировании Active Directory в корпорации CorpKAM отдадим многодоменной структуре. А именно — лесу.

Одной из причин, по которым выбирается структура с несколькими доменами, является как раз безопасность. Если в организации существуют ОП, требования к безопасности которых существенно отличаются от остальных, то такие подразделения лучше выделить в отдельные домены. Проблема безопасности также тесно связана с полномочиями администраторов. Если взять администраторов единственного домена (а значит, и корневого домена в лесу), то по умолчанию они включены в такие группы как Domain Admins, Schema Admins, Enterprise Admins. Последние два наделены огромными полномочиями в рамках леса, которые нужны далеко не всем администраторам. Чтобы у администратора не было возможности самостоятельно включить себя в группу с обширным списком прав, целесообразно создавать корневой домен пустым — в котором нет пользователей, но есть учетная запись администратора предприятия. В остальных хранятся учетные записи пользователей и администраторов домена.

Создание пустого корневого домена для хранения в нем учетных записей администратора предприятия обязательно при наличии более чем одного дочернего домена или нескольких деревьев в лесу. В нашем случае дочерних доменов планируется создать как минимум 2 (для зданий B и C), поэтому создадим пустой корневой домен.

Пустой корневой домен играет и ещё одну важную роль. Это своего рода «хранитель имени» организации. Так как корневой домен дает имя всему лесу, то никакие изменения в нижележащей доменной структуре не отражаются в имени леса. Можно легко добавлять новые домены в лес или удалять их из леса.

Еще один положительный фактор наличия пустого корневого домена в том, что в нем нет значительных нагрузок на контроллеры, и надежность их от этого возрастает. Поэтому в этом домене можно разместить глобальный каталог и мастера схемы и именования доменов, которые можно будет задействовать для восстановления системы.

Естественно, у структуры леса с пустым корневым доменом есть и недостаток — необходимость использовать 2 дополнительных сервера в качестве контроллеров домена. Но аппаратные требования к таким контроллерам невысоки, поэтому не будем принимать во внимание указанный недостаток.

Развертывание сетевой структуры начнем с пустого корневого домена corpKAM.ru. Дочерние домены будут выделены соответственно для главного здания (main.corpkam.ru), здания B (manuf.corpkam.ru) и здания C (res.corpkam.ru). Также предполагается создать еще один дочерний домен с особой политикой безопасности (например, для проектов). Конфигурация этого домена будет меняться в зависимости от текущих проектов. Назовем его, например, proj.corpkam.ru.

Заканчивая проектирование логической структуры Active Directory, надо сказать об организационных подразделениях (ОП), которые используются: