I sig betyder begreppet ett lokalt nätverk sammanslutningen av flera datorer eller datorenheter i enda system för utbyte av information dem emellan, samt delning deras datorresurser och kringutrustning. Sålunda tillåter lokala nätverk:

Utbyta data (filmer, musik, program, spel etc.) mellan nätverksmedlemmar. Samtidigt, för att se filmer eller lyssna på musik, är det absolut inte nödvändigt att spela in dem på egen hand. HDD. Hastigheterna i moderna nätverk gör att du kan göra detta direkt från fjärrdator eller multimediaenhet.

Anslut flera enheter samtidigt till det globala Internet via en åtkomstkanal. Detta är förmodligen en av de mest efterfrågade funktionerna i lokala nätverk, för idag är listan över utrustning som kan använda en anslutning till World Wide Web mycket stor. Förutom all slags datorutrustning och mobila enheter har TV-apparater, DVD/Blu-Ray-spelare, multimediaspelare och till och med alla typer av hushållsapparater, från kylskåp till kaffebryggare, nu blivit fullvärdiga medlemmar i nätverket.

Dela kringutrustning som skrivare, MFP, skannrar och nätverksansluten lagring (NAS).

Dela datorkraften hos nätverksdeltagares datorer. När du arbetar med program som kräver komplexa beräkningar, såsom 3D-visualisering, för att öka prestandan och påskynda databehandlingen, kan du använda de kostnadsfria resurserna från andra datorer i nätverket. Med flera svaga maskiner anslutna till ett lokalt nätverk kan du alltså använda deras totala prestanda för att utföra resurskrävande uppgifter.

Som du kan se kan skapa ett lokalt nätverk, även inom samma lägenhet, ge många fördelar. Dessutom är närvaron av flera enheter samtidigt hemma som kräver en internetanslutning inte ovanligt under lång tid, och att kombinera dem till ett gemensamt nätverk är en brådskande uppgift för de flesta användare.

Grundläggande principer för att bygga ett lokalt nätverk

Oftast använder lokala nätverk två huvudtyper av dataöverföring mellan datorer – via tråd kallas sådana nätverk för kabelnät och använder sig av Ethernet-teknik, samt använder en radiosignal över trådlösa nätverk byggda på basis av standarden IEEE 802.11, vilket är mer känd för användare under namnet Wi-Fi.

Hittills ger trådbundna nätverk fortfarande högst genomströmning, så att användare kan utbyta information med hastigheter upp till 100 Mbps (12 Mb/s) eller upp till 1 Gb/s (128 Mb/s) beroende på vilken utrustning som används (Fast Ethernet eller gigabit ethernet). Och även om modern trådlös teknik rent teoretiskt också kan ge dataöverföring upp till 1,3 Gb/s ( wifi standard 802.11ac), i praktiken ser denna siffra mycket mer blygsam ut och överstiger i de flesta fall inte 150 - 300 Mbps. Anledningen till detta är den höga kostnaden för höghastighets Wi-Fi-utrustning och den låga användningsnivån i nuvarande mobila enheter.

Som regel är alla moderna nätverk ordnade enligt samma princip: användardatorer (arbetsstationer) utrustade med nätverksadaptrar är sammankopplade genom speciella omkopplingsenheter, som kan vara: routrar (routrar), switchar (hubbar eller switchar), accesspunkter eller modem. Vi kommer att prata mer i detalj om deras skillnader och syften nedan, men för nu är det bara att veta att utan dessa elektroniska lådor kommer det inte att fungera att kombinera flera datorer samtidigt till ett system. Det maximala som kan uppnås är att skapa ett mininätverk av två datorer genom att ansluta dem till varandra.

Vi får inte glömma att det lokala nätverket är en "produkt" med individuella lösningar för varje specifikt fall, som inte tål ett ogenomtänkt tillvägagångssätt. Det är därför som alla kvalitetsprodukter måste ett lokalt nätverk byggas av proffs. Låt oss ta en titt på vad vi behöver veta för att kunna genomföra en kvalitetsinstallation.

I början måste du bestämma de grundläggande kraven för ditt framtida nätverk och dess omfattning. När allt kommer omkring, antalet enheter, deras fysiska placering och möjliga sätt anslutning, valet av nödvändig utrustning kommer direkt att bero. Oftast kombineras ett hemnätverk och det kan innehålla flera typer av växlingsenheter samtidigt. Till exempel kan stationära datorer anslutas till nätverket med hjälp av kablar, och olika Mobil enheter(bärbara datorer, surfplattor, smartphones) - via Wi-Fi.

Överväg till exempel ett diagram över ett av de möjliga alternativen för ett lokalt hemnätverk. Det kommer att involvera elektroniska enheter utformade för olika ändamål och uppgifter, samt att använda en annan typ av anslutning.

Som framgår av figuren kan flera stationära datorer, bärbara datorer, smartphones, set-top-boxar (IPTV), surfplattor och mediaspelare och andra enheter kombineras till ett enda nätverk samtidigt. Låt oss nu ta reda på vilken typ av utrustning du behöver för att bygga ditt eget nätverk.

LAN-kort

Ett nätverkskort är en enhet som gör att datorer kan kommunicera med varandra och utbyta data på ett nätverk. Allt nätverkskort efter typ kan delas in i två stora grupper - trådbundna och trådlösa.

Trådbundna nätverkskort låter dig ansluta elektroniska enheter till ett nätverk med Ethernet-teknik med hjälp av en kabel, och trådlösa nätverkskort använder Wi-Fi-radioteknik.

Som regel är alla moderna stationära datorer redan utrustade med inbyggd moderkort Ethernet-nätverkskort och alla mobila enheter (smartphones, surfplattor) - nätverk Wi-Fi-adaptrar.Samtidigt är bärbara datorer och ultrabooks för det mesta utrustade med båda nätverksgränssnitten samtidigt.

Trots det faktum att datorenheter i de allra flesta fall har inbyggda nätverksgränssnitt, blir det ibland nödvändigt att köpa ytterligare kort, till exempel, att utrusta systemblock trådlös modul WiFi-anslutningar.

Enligt deras konstruktiva implementering är individuella nätverkskort indelade i två grupper - interna och externa. Interna kort är utformade för att installeras i stationära datorer med hjälp av gränssnitt och deras motsvarande PCI- och PCIe-platser. Externa kort ansluts via USB-kontakter eller föråldrade PCMCIA (endast bärbara datorer).

Router (router)

Den viktigaste och viktigaste komponenten i ett hemnätverk är en router eller router - en speciell låda som låter dig kombinera flera elektroniska apparater till ett enda nätverk och anslut dem till Internet via en enda kanal som tillhandahålls av din internetleverantör.

En router är en multifunktionell enhet eller till och med en minidator med ett eget inbyggt operativsystem som har minst två nätverksgränssnitt. Den första av dem - LAN (Local Area Network) eller LAN (Local Area Network) används för att skapa ett internt (hem)nätverk, som består av dina datorenheter. Det andra - WAN (Wide Area Network) eller WAN (Global Computing Network) används för att ansluta ett lokalt nätverk (LAN) till andra nätverk och World Wide Web - Internet.

Huvudsyftet med enheter av denna typ är att bestämma vägarna (routing) för datapaket som användaren skickar till andra, större nätverk eller begär från dem. Det är med hjälp av routrar som enorma nätverk delas in i många logiska segment (subnät), varav ett är hemnätverket. Således, hemma, kan routerns huvudfunktion kallas organisationen av överföringen av information från det lokala nätverket till det globala nätverket, och vice versa.

En annan viktig uppgift för en router är att begränsa åtkomsten till ditt hemnätverk från World Wide Web. Det är säkert osannolikt att du blir nöjd om någon kan ansluta till dina datorer och ta eller ta bort från dem vad de vill.

För att förhindra att detta inträffar får dataflödet avsett för enheter som tillhör ett specifikt subnät inte överskrida dess gränser. Därför väljer och skickar routern från den totala interna trafiken som genereras av medlemmarna i det lokala nätverket till det globala nätverket endast den information som är avsedd för andra externa subnät. Detta säkerställer säkerheten för interna data och sparar den totala nätverksbandbredden.

Huvudmekanismen som gör att routern kan begränsa eller förhindra åtkomst från det offentliga nätverket (utanför) till enheter på ditt lokala nätverk kallas NAT (Network Address Translation). Den ger också alla användare av hemnätverket tillgång till Internet genom att konvertera flera interna adresser för enheter till en offentlig extern adress som tillhandahålls av din Internetleverantör. Allt detta gör det möjligt för datorer i hemnätverket att enkelt utbyta information med varandra och ta emot den från andra nätverk. Samtidigt förblir data som lagras i dem otillgängliga för externa användare, även om åtkomst till dem när som helst kan tillhandahållas på din begäran.

Generellt sett kan routrar delas in i två stora grupper - trådbundna och trådlösa. Redan med namnen är det tydligt att alla enheter är anslutna till de första endast med hjälp av kablar och till de andra, både med hjälp av ledningar och utan att de använder Wi-Fi-teknik. Därför, hemma, är det trådlösa routrar som oftast används, som gör det möjligt att tillhandahålla Internet och nätverksdatorutrustning med hjälp av olika kommunikationstekniker.

För att ansluta datorenheter med hjälp av kablar har routern speciella uttag som kallas portar. I de flesta fall har routern fyra LAN-portar för att ansluta dina enheter och en WAN-port för att ansluta en ISP-kabel.

I många fall kan routern vara den enda komponenten som behövs för att bygga ditt eget lokala nätverk, eftersom det helt enkelt inte kommer att behövas resten. Som vi redan har sagt låter även den enklaste routern dig ansluta upp till fyra datorenheter med hjälp av kablar. Tja, antalet utrustningar som får åtkomst till nätverket samtidigt med hjälp av Wi-Fi-teknik kan till och med vara tiotals eller till och med hundratals.

Om antalet LAN-portar på routern inte desto mindre vid någon tidpunkt slutar att vara tillräckligt, kan en eller flera switchar anslutas till routern för att utöka kabelnätverket (vi kommer att diskutera dem nedan), som fungerar som splitter.

Modem

I moderna datornätverk är ett modem en enhet som ger tillgång till Internet eller åtkomst till andra nätverk via konventionella trådbundna nätverk. telefonlinjer(xDSL-klass) eller med mobil trådlös teknik (3G-klass).

Konventionellt kan modem delas in i två grupper. Den första inkluderar de som ansluter till datorn via USB-gränssnittet och ger tillgång till nätverket endast en specifik PC, till vilken modemet är direkt anslutet. I den andra gruppen används LAN- och/eller Wi-Fi-gränssnitt som vi redan känner till för att ansluta till en dator. Deras närvaro indikerar att modemet har en inbyggd router. Sådana enheter kallas ofta kombinerade, och de bör användas för att bygga ett lokalt nätverk.

När de väljer DSL-utrustning kan användare stöta på vissa svårigheter orsakade av förvirring i dess namn. Faktum är att ofta i sortimentet av datorbutiker existerar två mycket liknande klasser av enheter samtidigt: modem med inbyggda routrar och routrar med inbyggda modem. Vad är deras skillnad?

Det finns praktiskt taget inga viktiga skillnader mellan dessa två grupper av enheter. Tillverkarna placerar själva en router med ett inbyggt modem som ett mer avancerat alternativ, utrustad med stor mängd ytterligare funktioner och förbättrad prestanda. Men om du bara är intresserad av grundläggande funktioner, som att till exempel ansluta alla datorer i ditt hemnätverk till Internet, så är det liten skillnad mellan modemroutrar och routrar där, som en extern nätverksgränssnitt använder ett DSL-modem, nr.

Så, för att sammanfatta, ett modernt modem med vilket du kan bygga ett lokalt nätverk är faktiskt en router med ett xDSL- eller 3G-modem som fungerar som ett externt nätverksgränssnitt.

Växla

En switch eller switch används för att ansluta olika noder i ett datornätverk och utbyta data mellan dem via kablar.

Rollen för dessa noder kan antingen vara separata enheter, såsom en stationär PC, eller hela grupper av enheter som redan är kombinerade till ett oberoende nätverkssegment. Till skillnad från en router har switchen bara ett nätverksgränssnitt - LAN och används hemma som en hjälpenhet, främst för att skala lokala nätverk.

För att ansluta datorer med hjälp av kablar, som routrar, har switchar också speciella socket-portar. I modeller fokuserade på hemmabruk, vanligtvis är deras antal fem eller åtta. Om antalet switchportar vid något tillfälle inte längre räcker för att ansluta alla enheter kan du ansluta en annan switch till den. Således kan du utöka ditt hemnätverk så mycket du vill.

Switchar är indelade i två grupper: hanterade och ohanterade. Det första som följer av namnet kan styras från nätverket med hjälp av en speciell programvara. Med avancerad funktionalitet är de dyra och används inte i hemmet. Ohanterade switchar distribuerar trafik och reglerar hastigheten för datautbyte mellan alla nätverksklienter i automatiskt läge. Det är dessa enheter som är idealiska lösningar för att bygga små och medelstora lokala nätverk, där antalet deltagare i informationsutbytet är litet.

Beroende på modell kan switcharna ge en maximal dataöverföringshastighet på antingen 100 Mbps (Fast Ethernet) eller 1000 Mbps (Gigabit Ethernet). Gigabit-switchar används bäst för att bygga hemnätverk där du planerar att överföra filer ofta. stor storlek mellan lokala enheter.

Trådlös åtkomstpunkt

Att förse trådlös åtkomst till Internet eller lokala nätverksresurser, förutom den trådlösa routern, kan du använda en annan enhet som kallas en trådlös åtkomstpunkt.

Till skillnad från en router har denna station inget externt WAN-nätverksgränssnitt och är i de flesta fall utrustad med endast en LAN-port för anslutning till en router eller switch. Således kommer du att behöva en åtkomstpunkt om ditt lokala nätverk använder en vanlig router eller modem utan Wi-Fi-stöd.

Användningen av ytterligare accesspunkter i ett nätverk med en trådlös router kan motiveras i de fall ett stort Wi-Fi-täckningsområde krävs. Till exempel kan det hända att signalstyrkan för en trådlös router ensam inte räcker för att täcka hela området i ett stort kontor eller ett hus på landet med flera våningar.

Accesspunkter kan också användas för att organisera trådlösa bryggor som gör att du kan ansluta enskilda enheter, nätverkssegment eller hela nätverk med hjälp av en radiosignal på platser där kablage är oönskade eller svåra.

Nätverkskabel, kontakter, uttag

Trots den snabba utvecklingen trådlösa tekniker, tills nu har många lokala nätverk byggts med hjälp av kablar. Sådana system har hög tillförlitlighet, utmärkt genomströmning och minimerar möjligheten för obehöriga anslutningar till ditt nätverk utifrån.

För att skapa ett trådbundet lokalt nätverk i hem- och kontorsmiljöer används Ethernet-teknik, där signalen sänds över det så kallade "twisted pair" (TP-Twisted Pair) - en kabel som består av fyra koppartvinnade ledningspar med varandra (för att minska störningar).

När man bygger datornätverk används mestadels oskärmad CAT5-kabel, och oftare dess förbättrade version CAT5e. Kablar i denna kategori låter dig sända en signal med en hastighet av 100 Mbps när du bara använder två par (hälften) av ledningar och 1000 Mbps när du använder alla fyra paren.

För att ansluta till enheter (routrar, switchar, nätverkskort och så vidare) använder ändarna av det tvinnade paret 8-stifts modulära kontakter, vanligtvis kallade RJ-45 (även om deras korrekta namn är 8P8C).

Beroende på din önskan kan du antingen köpa färdiga (med krympta kontakter) nätverkskablar av en viss längd, kallade "patch-kablar" i vilken datorbutik som helst, eller köpa partvinnade par och kontakter separat, och sedan göra kablar i önskad storlek dig själv i rätt mängd.

Genom att använda kablar för att ansluta datorer till ett nätverk kan du naturligtvis ansluta dem direkt från switchar eller routrar till kontakter på nätverkskort PC, men det finns ett annat alternativ - användningen av nätverksuttag.

I det här fallet är ena änden av kabeln ansluten till switchporten och den andra till uttagets interna kontakter, i den externa kontakten som du senare kan ansluta dator- eller nätverksenheter.

Eluttag kan byggas in i väggen eller monteras utanför. Användningen av uttag istället för utstickande kabeländar kommer att ge din arbetsplats ett mer estetiskt utseende. Det är också bekvämt att använda uttag som referenspunkter för olika nätverkssegment. Till exempel kan du installera en strömbrytare eller router i korridoren i lägenheten och sedan lägga kablar till uttag i alla nödvändiga rum från den. Således kommer du att få flera punkter placerade i olika delar av lägenheten, till vilka du kan ansluta inte bara datorer utan också alla nätverksenheter när som helst, till exempel ytterligare strömbrytare för att utöka ditt hem eller kontorsnätverk.

En annan liten sak som du kan behöva när du bygger ett kabelnätverk är en förlängningskabel, som kan användas för att koppla ihop två tvinnade par med redan krimpade RJ-45-kontakter.

Förutom deras direkta syfte är förlängningssladdar bekväma att använda i de fall där änden av kabeln slutar med inte en kontakt utan två. Detta alternativ är möjligt när man bygger nätverk med en bandbredd på 100 Mbps, där endast två par ledningar räcker för att överföra en signal.

Du kan också använda en nätverksdelare för att ansluta två datorer till en kabel samtidigt utan att använda en switch. Men återigen, det är värt att komma ihåg det i det här fallet maxhastighet datautbytet kommer att begränsas till 100 Mbps.

Läs mer om twisted pair crimpning, anslutningsuttag och nätverkskablars egenskaper i ett speciellt material.

Nätverks topologi

Nu när vi har sett de grundläggande komponenterna i ett LAN är det dags att prata om topologi. Om att tala enkelt språk, då är en nätverkstopologi ett diagram som beskriver platserna och hur nätverksenheter är anslutna.

Det finns tre huvudtyper av nätverkstopologi: Buss, Ring och Star. Med en busstopologi är alla datorer i nätverket anslutna till en gemensam kabel. För att kombinera datorer till ett enda nätverk med "Ring"-topologin är de det seriell anslutning med varandra, med den sista datorn ansluten till den första. Med en stjärntopologi är varje enhet ansluten till nätverket via en speciell hubb med hjälp av en separat kabel.

Förmodligen har den uppmärksamma läsaren redan gissat att för att bygga ett hemnätverk eller ett litet kontorsnätverk används främst Star-topologin, där routrar och switchar används som navenheter.

Att skapa ett nätverk med Zvezda-topologin kräver inte djup teknisk kunskap och stora finansiella investeringar. Till exempel, med en switch som kostar 250 rubel kan du nätverka 5 datorer på några minuter, och med en router för ett par tusen rubel kan du till och med bygga ett hemnätverk, ge flera dussin enheter tillgång till Internet och lokala resurser.

En annan obestridlig fördel med denna topologi är god skalbarhet och enkel uppgradering. Således uppnås nätverksförgrening och skalning genom att helt enkelt lägga till ytterligare nav med nödvändiga funktionalitet. Dessutom kan du när som helst ändra den fysiska platsen för nätverksenheter eller byta dem för att uppnå mer praktisk användning av utrustningen och minska antalet och längden på anslutningskablar.

Trots att Zvezda-topologin gör att du snabbt kan ändra nätverksstrukturen, måste platsen för routern, switchar och andra nödvändiga element vara genomtänkta i förväg, i enlighet med rummets layout, antalet anslutna enheter och hur de är anslutna till nätverket. Detta kommer att minimera riskerna i samband med köp av olämplig eller överflödig utrustning och optimera storleken på dina finansiella kostnader.

Slutsats

I den här artikeln har vi granskat generella principer bygga lokala nätverk, den huvudsakliga utrustningen som används och dess syfte. Nu vet du att huvudelementet i nästan alla hemnätverk är en router, som gör att du kan nätverka många enheter med både trådbundna (Ethernet) och trådlösa (Wi-Fi) teknologier, samtidigt som de förser alla med en Internetanslutning via en enda kanal.

Switchar används som tilläggsutrustning för att utöka anslutningspunkterna till det lokala nätverket med hjälp av kablar, som i huvudsak är splitter. För organisationen trådlösa anslutningarär åtkomstpunkter som gör det möjligt att använda Wi-Fi-teknik inte bara för att ansluta alla typer av enheter trådlöst till nätverket, utan också i "brygga"-läget för att ansluta hela segment av det lokala nätverket.

För att förstå exakt hur mycket och vilken typ av utrustning du behöver köpa för att skapa ett framtida hemnätverk, var noga med att först rita upp dess topologi. Rita ett diagram över platsen för alla enheter som deltar i nätverket som kommer att behöva kabelanslutning. Beroende på detta, välj den optimala platsen för routern och vid behov ytterligare switchar. Det finns inga enhetliga regler här, eftersom den fysiska platsen för routern och switcharna beror på många faktorer: antalet och typen av enheter, såväl som de uppgifter som kommer att tilldelas dem; rummets layout och storlek; krav på estetiken hos typen av kopplingsnoder; möjligheter att dra kablar och annat.

Så, så snart du har en detaljerad plan för ditt framtida nätverk, kan du börja gå vidare till valet och köpet av nödvändig utrustning, dess installation och konfiguration. Men vi kommer att prata om dessa ämnen i vårt nästa material.

På grund av det stora området av territoriet, ett stort antal byggnader, verkstäder, avdelningar och användare (cirka 1500 användare), för att förbättra nätverkets prestanda och feltolerans, är det nödvändigt att dela upp det i logiskt oberoende objekt som kommer att sammankopplas av nätverksnodenheter. Att samtidigt dela upp ett stort nätverk i mindre kommer att göra det lättare att administrera. Således kommer företagets LAN-topologi att implementeras som en hierarkisk stjärna. En familj av höghastighetsversioner av Ethernet kommer att användas som länklagerteknik.

För att säkerställa ansvarsfördelningen mellan switcharna kommer en typisk arkitektur att användas, bestående av: nätverkskärnnivåväxlar, distributionsnivåväxlar och accessnivåväxlar. Switchar installerade på nätverkets kärnnivå kräver hög prestanda och feltolerans. Eftersom prestanda för hela nätverket kommer att bero på dem. Distributionsväxlar kommer att finnas i hela företaget, närmare åtkomstväxelgrupper, till vilka slutanvändare av LAN-resurser redan är anslutna. Serverskåpsväxlar kopplas direkt till nätverkets kärnswitch, som betjänar det så kallade SAN (Storage area network), lokala nätverk inuti serverskåp.

Företaget är uppdelat i 5 zoner, som var och en kommer att betjänas från sin distributionsnivåväxel. Zonerna väljs beroende på platsen och antalet användare. Företagets LAN-schema visas i figur 2.

Logiskt sett borde ett så stort nätverk delas upp i flera mindre nätverk. Med detta tillvägagångssätt kommer nätverksprestanda att öka, eftersom sändningar och annan "ogrästrafik" inte kommer att distribueras över hela nätverket och tar upp nätverkets bandbredd. I händelse av ett nätverksavbrott, till exempel en sändningsstorm, kommer bara en liten logisk del av nätverket att gå ner, och problemet kan identifieras och åtgärdas mycket snabbare. Det vill säga, i det här fallet tillhandahålls bekvämligheten med nätverksadministration. Vid eventuellt arbete med omstrukturering av nätet kommer det att vara möjligt att göra detta i delar, vilket förenklar arbetet nätverksadministratörer och tillåter ett litet antal användare att tas ur drift under hela arbetets varaktighet.

Figur 2 - Enterprise LAN Topology

För att dela upp nätverket i kommer att användas virtuell teknik lokalt nätverk (VLAN). Varje division, och ibland en grupp av mindre divisioner, kommer att ha sitt eget virtuella nätverk. Flera vlan kommer också att skapas för att koppla ihop nätverkets kärnswitchar och distributionslagret. Varje sådant nätverk kommer att använda unika nätverksadresser. Virtuella nätverk kommer att använda core- och distributionsväxelportar för att placera avdelningar i sina unika vlans. Detta kommer att göras under konfigurationen av aktiva nätverksenheter.

Som framgår av diagrammet kommer flera logiska kanaler att användas för att koppla samman kärnan och distributionsväxlarna. Nätverkets kärntopologi "stjärna + ring" kommer att implementeras. Kanaler avviker från kärnomkopplaren i en stjärna till distributionsväxlar, de är markerade med blått i diagrammet. Således erhålls en "stjärna". Dessa kanaler kommer att allokeras till ett separat vlan, som endast kommer att användas för kommunikation mellan stamnätsväxlar.

Kanaler som länkar ryggradsomkopplarna till en "ring" är markerade med gult. Tidigare var det inte tillåtet att skapa loopar i Ethernet-nätverk. Men kraven på nättillförlitlighet har lett till att tekniker har utvecklats som kan stödja redundanta länkar i nätet till redundanta kanaler. Ethernet Ring Protection Switching (ERPS) är en av teknikerna som låter dig organisera feltoleranta nätverkstopologier. Det valdes framför Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) för snabb tidåterställande av nätverksdrift i händelse av fel på en av kanalerna. För RSTP-protokollet är konvergenstiden mindre än 10 sekunder, medan den för ERPS är mindre än 50 millisekunder. Det kommer också att vara ett separat vlan, som endast används av backbone-switchar.

Dynamisk routing kommer att användas för att kombinera alla virtuella nätverk och hitta rutter mellan dem. Nämligen protokollet Open Shortest Path First version 2 (OSPFv2). Var och en av ryggradsomkopplarna kommer att kunna arbeta på den tredje nivån av OSI-modellen, det vill säga det kommer att vara en L3-nivåomkopplare. I OSPF-protokolldomänen kommer en ryggradszon att tilldelas - ryggraden. Den kommer bara att innehålla routrar (inbyggda i L3-switchar) som kommer att utbyta information om de virtuella nätverk som är anslutna till dem. Detta protokoll kräver en Designated root (DR) för OSPF-domänen och kräver en Backup designated root (BDR). Kärnnivåomkopplaren kommer att användas som DR, och en av distributionsnivåomkopplarna kommer att användas som BDR.

Varje användaråtkomstnivåväxel kommer att användas i sitt specifika vlan som tilldelats för den på distributionsnivåväxeln. I vissa fall kan sådana switchar användas för att ansluta switchar till ett mindre antal portar, men detta spelar ingen roll för nätverkets logik.

Således är en produktiv, feltolerant och lätt skalbar lokal nätverksarkitektur organiserad.

Modern datorteknik kan inte föreställas utan att kombinera alla typer av enheter i form av stationära terminaler, bärbara datorer eller till och med mobila enheter i ett enda nätverk. En sådan organisation tillåter inte bara att snabbt utbyta data mellan olika enheter, utan också att använda beräkningskapaciteten för all utrustning som är ansluten till samma nätverk, för att inte tala om möjligheten till åtkomst till kringutrustning som skrivare, skannrar, etc. Men vilka är principerna för en sådan union? För att förstå dem är det nödvändigt att överväga det lokala nätverket, ofta kallat topologin, som kommer att diskuteras vidare. Hittills finns det flera huvudklassificeringar och typer av att kombinera alla enheter som stöder nätverksteknik i ett nätverk. Naturligtvis talar vi om de enheter på vilka speciella trådbundna eller trådlösa nätverksadaptrar och moduler är installerade.

System för lokala datornätverk: huvudklassificeringen

Först och främst, när man överväger alla typer av organisation av datornätverk, är det nödvändigt att enbart börja från metoden att kombinera datorer till en enda helhet. Det finns två huvudriktningar som används för att skapa ett lokalt nätverksdiagram. Nätverksanslutningen kan vara antingen trådbunden eller trådlös.

I det första fallet används speciella koaxialkablar eller tvinnade par. Denna teknik kallas Ethernet-anslutning. Men om koaxialkablar används i det lokala datornätverket är deras maximala längd cirka 185-500 m vid en dataöverföringshastighet på högst 10 Mbps. Om tvinnade par av klasserna 7, 6 och 5e används kan deras längd vara 30-100 m, och genomströmningen varierar från 10-1024 Mbps.

Det trådlösa schemat för att ansluta datorer i ett lokalt nätverk är baserat på överföring av information via en radiosignal, som distribueras mellan alla anslutna enheter, distribuerande enheter, som kan vara routrar (routrar och modem), accesspunkter (vanliga datorer, bärbara datorer) , smartphones, surfplattor), växlingsenheter (switchar, hubbar), signalrepeaters (repeaters) etc. Med denna organisation används fiberoptiska kablar som kopplas direkt till den huvudsakliga signaldistributionsutrustningen. I sin tur ökar avståndet över vilket information kan överföras till cirka 2 km, och i radiofrekvensområdet används främst frekvenser på 2,4 och 5,1 MHz (IEEE 802.11-teknik, mer känd som Wi-Fi).

Trådbundna nätverk anses vara säkrare från yttre påverkan, eftersom det inte alltid är möjligt att direkt komma åt alla terminaler. Trådlösa strukturer förlorar ganska mycket i detta avseende, för om så önskas kan en kompetent angripare enkelt beräkna nätverkslösenordet, få tillgång till samma router och genom den komma till vilken enhet som helst, i det här ögonblicket med hjälp av en Wi-Fi-signal. Och mycket ofta i samma statliga strukturer eller i försvarsföretag i många länder är användningen av trådlös utrustning strängt förbjuden.

Klassificering av nätverk efter typen av anslutning mellan enheter

Separat är det möjligt att peka ut en helt ansluten topologi av scheman för att ansluta datorer i ett lokalt nätverk. En sådan anslutningsorganisation innebär endast att absolut alla terminaler som ingår i nätverket har en anslutning med varandra. Och som det redan är klart är en sådan struktur praktiskt taget inte skyddad när det gäller externt intrång eller när inkräktare tränger in i nätverket genom speciella virusmaskar eller spionprogramappletar som från början kunde spelas in på flyttbara media, vilket samma oerfarna anställda i företag omedvetet kunde ansluta till dina datorer.

Det är därför som oftast andra anslutningsscheman i det lokala nätverket används. En av dessa kan kallas en cellulär struktur, från vilken vissa initiala anslutningar har tagits bort.

Allmänt schema för att ansluta datorer i ett lokalt nätverk: konceptet med huvudtyperna av topologi

Låt oss nu ta en snabb titt på trådbundna nätverk. De kan använda flera av de vanligaste typerna av lokala nätverkssystem. De mest grundläggande typerna är stjärn-, buss- och ringstrukturer. Visserligen är det den första typen och dess derivator som har fått störst användning, men blandade typer av nätverk kan ofta hittas, där kombinationer av alla tre huvudstrukturerna används.

Stjärntopologi: för- och nackdelar

Det "stjärniga" lokala nätverksschemat anses vara det vanligaste och mest använda i praktiken när det gäller att använda huvudtyperna av anslutning, så att säga, i sin renaste form.

Kärnan i en sådan kombination av datorer till en enda helhet är att de alla är anslutna direkt till den centrala terminalen (servern) och inte har några kopplingar med varandra. Absolut all sänd och mottagen information passerar direkt genom den centrala noden. Och det är denna konfiguration som anses vara den säkraste. Varför? Ja, bara för att införandet av samma virus i nätverksmiljön kan göras antingen från centralterminalen eller komma igenom det från en annan datorenhet. Det ser dock mycket tveksamt ut att i ett sådant system för det lokala nätverket för ett företag eller en statlig institution inte kommer att tillhandahållas en hög skyddsnivå för den centrala servern. Och att injicera spionprogram från en separat terminal fungerar bara om du har fysisk tillgång till den. Dessutom, och från sidan av den centrala noden för varje nätverksdator ganska allvarliga begränsningar kan införas, vilket särskilt ofta kan observeras när man använder nätverksoperativsystem, när datorer inte ens har hårddiskar, och alla huvudkomponenter i det applicerade operativsystemet laddas direkt från huvudterminalen.

Men även här finns det nackdelar. Först och främst beror detta på de ökade ekonomiska kostnaderna för att lägga kablar om huvudservern inte är placerad i mitten av den topologiska strukturen. Dessutom beror hastigheten på informationsbearbetningen direkt på den centrala nodens beräkningskapacitet, och om den misslyckas, respektive på alla datorer som ingår i nätverksstrukturen, bryts kommunikationen.

Bussupplägg

Anslutningsschemat i det lokala nätverket enligt "buss" -typen är också en av de vanligaste, och dess organisation är baserad på användningen av en enda kabel, genom vars grenar alla terminaler, inklusive den centrala servern, är anslutna till nätverket.

Den största nackdelen med en sådan struktur kan kallas den höga kostnaden för att lägga kablar, särskilt för de fall då terminalerna är på tillräckligt stort avstånd från varandra. Men om en eller flera datorer misslyckas bryts inte kommunikationen mellan alla andra komponenter i nätverksmiljön. Dessutom, när du använder ett sådant schema, dupliceras det lokala nätverket som passerar genom huvudkanalen mycket ofta i olika områden, vilket gör det möjligt att undvika dess skada eller omöjligheten att leverera till dess destination. Men säkerheten i en sådan struktur, tyvärr, lider ganska mycket, eftersom skadliga viruskoder kan penetrera alla andra maskiner genom centralkabeln.

Ringstruktur

Ringschemat (topologin) kan i viss mening kallas föråldrat. Hittills används den inte i nästan vilken nätverksstruktur som helst (förutom kanske bara i blandade typer). Detta beror just på själva principerna för att kombinera enskilda terminaler till en organisationsstruktur.

Datorer är anslutna till varandra i serie och med endast en kabel (i grova drag, vid ingång och utgång). Naturligtvis minskar en sådan teknik materialkostnaderna, men om minst en nätverksenhet misslyckas, kränks integriteten för hela strukturen. Om jag får säga så, i ett visst område där det finns en skadad terminal, stannar överföringen (passagen) av data helt enkelt. Följaktligen, när farliga datorhot tränger in i nätverket, passerar de från en terminal till en annan på samma sätt. Men om det finns tillförlitligt skydd på en av platserna kommer viruset att elimineras och kommer inte att passera vidare.

Blandade typer av nätverk

Som nämnts ovan hittas praktiskt taget inte huvudtyperna av system för lokala nätverk i sin rena form. Blandade typer ser mycket mer tillförlitliga ut när det gäller säkerhet, kostnad och enkel åtkomst, där delar av huvudtyperna av nätverksdiagram kan finnas.

Så mycket ofta kan du hitta nätverk med en trädstruktur, som från början kan kallas en slags "stjärna", eftersom alla grenar kommer från en punkt, kallad roten. Men organisationen av grenar i ett sådant LAN-anslutningsschema kan innehålla både ring- och bussstrukturer, uppdelade i ytterligare grenar, ofta definierade som subnät. Det är tydligt att en sådan organisation är ganska komplex, och när du skapar den är det nödvändigt att använda ytterligare tekniska enheter som nätverksväxlar eller splitters. Men, som de säger, målet motiverar medlen, för tack vare en så komplex struktur kan viktig och konfidentiell information skyddas mycket tillförlitligt genom att isolera den i undernätsgrenar och praktiskt taget begränsa åtkomsten till den. Detsamma gäller för fel på komponenter. Med en sådan konstruktion av lokala nätverksscheman är det inte nödvändigt att använda endast en central nod. Det kan finnas flera av dem, och med helt olika nivåer av skydd och åtkomst, vilket ytterligare ökar graden av övergripande säkerhet.

Logistisk topologi

När du organiserar nätverksstrukturer är det särskilt viktigt att vara uppmärksam på de metoder för dataöverföring som används. I datorterminologi kallas sådana processer vanligtvis för logistisk eller logisk topologi. Samtidigt kan de fysiska metoderna för informationsöverföring i olika strukturer skilja sig väsentligt från de logiska. Det är i huvudsak logistiken som bestämmer mottagnings-/överföringsvägarna. Mycket ofta kan det observeras att när man bygger ett nätverk i form av en "stjärna", utförs informationsutbyte med hjälp av en busstopologi, när signalen kan tas emot samtidigt av alla enheter. I ringlogiska strukturer kan situationer uppstå när signaler eller data endast tas emot av de terminaler som de är avsedda för, trots att de till och med sekventiellt passerar alla relaterade länkar.

De mest kända nätverken

Hittills har endast konstruktionen av lokala nätverkssystem baserade på Ethernet-teknik övervägts ovan, vilket i sig enkelt uttryck använder adresser, protokoll och TCP/IP-stackar. Men trots allt, i världen kan du hitta ett stort antal nätverksstrukturer som har olika principer för nätverksorganisation från ovan. De mest kända av alla (förutom Ethernet som använder en logisk busstopologi) är Token Ring och Arcnet.

Token Ring-nätverksstrukturen utvecklades en gång av det ökända IBM-företaget och är baserad på det logiska schemat för det lokala nätverkets "token ring", som bestämmer åtkomsten för varje terminal till den överförda informationen. Fysiskt används också en ringstruktur, men den har sina egna egenskaper. För att kombinera datorer till en enda helhet är det möjligt att använda antingen partvinnad eller fiberoptisk kabel, men dataöverföringshastigheten är bara 4-16 Mbps. Å andra sidan tillåter markörsystemet "stjärna" att sända och ta emot data endast till de terminaler som har rätt att göra det (markerade med en markör). Men den största nackdelen med en sådan organisation är att vid ett visst tillfälle kan bara en station ha sådana rättigheter.

Inte mindre intressant är Arcnet LAN-schemat, skapat 1977 av Datapoint, som många experter kallar den mest billiga, enkla och mycket flexibla strukturen.

För att överföra information och koppla ihop datorer kan koaxial- eller fiberoptiska kablar användas, men möjligheten att använda en partvinnad kabel är inte heller utesluten. Det är sant, när det gäller hastigheten för mottagning / överföring, kan denna struktur inte kallas särskilt produktiv, eftersom det maximala paketutbytet kan utföras med en anslutningshastighet på högst 2,5 Mbps. Som en fysisk anslutning används "stjärnan" -schemat, och i den logiska - "markeringsbuss". Med rättigheterna att ta emot/sända är situationen exakt densamma som i fallet med Token Ring, förutom att informationen som sänds från en maskin är tillgänglig för absolut alla terminaler som ingår i nätverksmiljön, och inte för någon enskild maskin.

Kort information om hur du ställer in en trådbunden och trådlös anslutning

Låt oss nu kort uppehålla oss vid några viktiga punkter i skapandet och tillämpningen av något av de beskrivna lokala nätverksscheman. Tredjepartsprogram när du använder något av de kända operativsystemen behövs inte för att utföra sådana åtgärder, eftersom huvudverktygen finns i deras standarduppsättningar från allra första början. Men i alla fall är det nödvändigt att ta hänsyn till några viktiga nyanser när det gäller konfigurationen av IP-adresser, som används för att identifiera datorer i nätverksstrukturer. Det finns bara två varianter - statiska och dynamiska adresser. Den första, som namnet redan antyder, är konstant, och den andra kan ändras med varje ny anslutning, men deras värden är uteslutande inom samma intervall som ställts in av kommunikationstjänsteleverantören (leverantören).

I trådbundna företagsnätverk, för att säkerställa höghastighetsdatautbyte mellan nätverksterminaler, används oftast statiska adresser, som tilldelas varje maskin i nätverket, och när man organiserar ett nätverk med trådlös anslutning vanligtvis är dynamiska adresser involverade.

För att ställa in de angivna parametrarna för en statisk adress i Windows-system används parametrarna för IPv4-protokollet (i det postsovjetiska utrymmet har den sjätte versionen ännu inte blivit särskilt utbredd).

Det räcker att skriva en IP-adress för varje maskin i protokollegenskaperna, och subnätmasken och standardgatewayparametrarna är vanliga (såvida inte en trädstruktur med flera subnät används), vilket ser väldigt bekvämt ut ur synvinkel snabb installation anslutningar. Trots detta kan även dynamiska adresser användas.

De tilldelas automatiskt, för vilket det finns en speciell post i TCP / IP-protokollinställningarna, vid varje specifik tidpunkt tilldelas de nätverksmaskiner direkt från den centrala servern. Utbudet av tilldelade adresser tillhandahålls av leverantören. Men det betyder inte alls att adresserna upprepas. Som ni vet kan det inte finnas två identiska externa IP-adresser i världen, och i det här fallet talar vi antingen om det faktum att de bara ändras inom nätverket eller överförs från en maskin till en annan när någon extern adress är ledig.

När det gäller trådlösa nätverk, när routrar eller accesspunkter används för den första anslutningen, distribuera (sända eller förstärka) signalen, ser installationen ännu enklare ut. Huvudvillkoret för denna typ av anslutning är att ställa in automatiskt mottagande av en intern IP-adress. Utan detta fungerar inte anslutningen. Den enda parametern som kan ändras är DNS-serveradresserna. Trots den initiala inställningen av deras automatiska kvitto, är det ofta (särskilt när anslutningshastigheten är reducerad) som det rekommenderas att ställa in sådana parametrar manuellt, med till exempel gratiskombinationer distribuerade av Google, Yandex, etc.

Slutligen, även om det bara finns en viss uppsättning externa adresser som en dator eller mobil enhet identifieras med på Internet, kan de också ändras. För detta finns det många specialprogram. Det lokala nätverksschemat kan ha vilken som helst av ovanstående varianter. Och kärnan i att använda sådana verktyg, som oftast är antingen VPN-klienter eller fjärrproxyservrar, är att ändra den externa IP-adressen, som, om någon inte vet, har en tydlig geografisk referens, till en ledig adress som ligger i en helt annan plats (även vid världens ände). Du kan använda sådana verktyg direkt i webbläsare (VPN-klienter och tillägg) eller göra ändringar på nivån för hela operativsystemet (till exempel med SafeIP-applikationen) när vissa applikationer som körs i bakgrunden behöver få åtkomst blockerad eller otillgänglig för en viss regions internetresurser.

Epilog

Genom att sammanfatta allt ovan kan flera huvudslutsatser dras. Det första och viktigaste är att de grundläggande anslutningsscheman ständigt förändras, och de används nästan aldrig i den ursprungliga versionen. De mest avancerade och säkraste är komplexa trädstrukturer, där flera underordnade (beroende) eller oberoende undernät dessutom kan användas. Slutligen, oavsett vad någon säger, i det nuvarande utvecklingsstadiet av datorteknik är trådbundna nätverk, trots de höga ekonomiska kostnaderna för att skapa dem, fortfarande huvud och axlar över de enklaste trådlösa när det gäller säkerhet. Men trådlösa nätverk har en obestridlig fördel - de låter dig kombinera datorer och mobila enheter som kan vara geografiskt långt från varandra över mycket långa avstånd.

Introduktion

Föremålet för grundutbildning praxis är en utbildningsinstitution MBOU gymnasieskola d.Novaya Derevnya.

Syftet med grundutbildningen är att skapa ett informationssystem (IS) för skolan.

Informationssystemet är ett lokalt datanät för skolan. Dess huvudsakliga syfte är att koppla skoldatorer till varandra i ett lokalt nätverk med efterföljande tillgång till Internet.

Ett lokalt nätverk kommer att skapas för delning av kringutrustning och informationsresurser. Internetåtkomst är nödvändigt för att skolan ska kunna kommunicera med andra organisationer (till exempel GorUO), såväl som för elever och lärare att få tillgång till informationsresurser Internet. Förutom att lösa de grundläggande frågorna om IS-design, kommer elektroniska kontrollsystem (EPS), ett enhetligt informationssystem (UIS) och ett videoövervakningssystem (VNS) att införas i byggnaden som designas.

Det projicerade lokala nätverket (LAN) måste uppfylla de senaste kraven för nätverk av utbildningsinstitutioner, tillhandahålla tillförlitlig centraliserad lagring och skydd av data, överföra data med hög hastighet och kommunicera med andra utbildningsinstitutioner. Dessutom bör ytterligare utbyggnad av nätet inte vara förenat med höga kostnader. Med skolans ytterligare förvärv av en PC bör nätverket möjliggöra enkel utbyggnad. Det är också nödvändigt att utnyttja tillgänglig mjukvara och hårdvara maximalt.

Syfte: att få praktiska färdigheter i nätverksdesign. Lär dig hur du väljer nätverksteknik och komponenter och kan motivera ditt val. Designa skolans informationssystem.

Designa ett LAN;

Implementera system av BOT, UIS, SVN;

Organisera åtkomst till Internet;

Säkerställ användning av kringutrustning;

Välj önskad programvara;

Testa IS.

1 Diagram över ett lokalt nätverk

Designen kommer att använda en stjärntopologi. Den hierarkiska stjärnan består av huvudströmbrytaren som arbetsstationerna är anslutna till. Stjärntopologin har ett antal fördelar:

– billig kabel och snabb installation;

– Enkel sammansättning av arbetsgrupper;

– enkel nätverksutbyggnad.

Fördelen med denna topologi är också möjligheten att enkelt utesluta en misslyckad nod. Stjärntopologin ger skydd mot kabelbrott. Om arbetsstationskabeln är skadad kommer detta inte att leda till fel på hela nätverkssegmentet. Det gör det också enkelt att diagnostisera anslutningsproblem, som var och en arbetsstation har ett eget kabelsegment kopplat till switchen. För diagnostik räcker det att hitta ett kabelbrott som leder till en icke-fungerande station. Resten av nätverket fortsätter att fungera normalt.

En klient-server-arkitektur valdes för skolan. När jag gjorde det vägleddes jag av följande skäl:

– antalet användare överstiger tio;

– kräver centraliserad resurshantering eller säkerhetskopiering;

– en specialiserad server krävs;

- du behöver tillgång till det globala nätverket;

– det krävs att dela resurser på användarnivå;

– Ger centraliserad hantering av användarkonton, säkerhet och åtkomst för att förenkla nätverksadministrationen.

Klient-server-arkitekturen är konceptet med ett informationsnätverk där huvuddelen av dess resurser är koncentrerade till servrar som betjänar deras klienter. Denna arkitektur definierar två typer av komponenter: servrar och klienter.

En server är ett objekt som tillhandahåller en tjänst till andra nätverksobjekt på deras begäran. Service är processen att betjäna kunder. Servern arbetar på instruktioner från klienter och hanterar utförandet av deras uppgifter. När varje jobb är slutfört skickar servern resultaten till klienten som skickade jobbet.

En process som anropar en servicefunktion med vissa operationer kallas en klient. Det kan vara ett program eller en användare.

Klienter är arbetsstationer som använder serverresurser och tillhandahåller bekväma användargränssnitt.

Klient-server-arkitekturnätverk har följande fördelar:

− tillhandahålla centraliserad hantering av användarkonton, säkerhet och åtkomst, vilket förenklar nätverksadministrationen;

− tillåta att organisera nätverk med ett stort antal arbetsstationer;

− ge effektiv tillgång till nätverksresurser;

- ge tillgång till alla nätverksresurser, baserat på konto användare.

Figur 1 visar det projicerade schemat för skolans IS.

2 Modellera ett lokalt nätverk

3 Informationssystem

3.1 Elektroniskt grindsystem (EP)

En modern skola måste, förutom att organisera utbildningsprocessen, säkerställa elevernas säkerhet i skolan och snabbt informera föräldrar om nya problem. SEP är speciellt utformad för utbildningsinstitutioner, förhindrar inte bara att främlingar kommer in, utan meddelar också föräldrar med hjälp av SMS om när barnet kommer till skolan och lämnar den. Kontroll av frånvaro och sena elever bidrar till att förbättra närvaron och, som ett resultat, till att öka kvaliteten på kunskapen. Föräldrars förtroende för barnets säkerhet i skolan och tillväxten av kunskapskvalitetsindikatorer ökar utbildningsinstitutionens betyg. För implementeringen av BOT köptes en uppsättning elektroniska kontrollpunkter. Satsen innehöll:

Ip vändkors;

Grundläggande programvara;

Fjärrkontroll;

Kontaktlösa passerkort.

Funktionsprincipen för EPS presenteras i Tabell 10.

Tabell 10 - Funktionsprincip

Tabell 10 fortsatte

Tabell 10 fortsatte

Ett strukturerat kabelsystem är en uppsättning kopplingselement (kablar, kontakter, tvärpaneler och skåp), såväl som en teknik för att dela dem, vilket gör att du kan skapa vanliga, lätt utbyggbara kommunikationsstrukturer i datornätverk.

Ett strukturerat kabelsystem är en slags "konstruktör", med hjälp av vilken nätverksdesignern bygger den konfiguration han behöver av standardkablar kopplade med standardkontakter och påkopplade standard tvärpaneler. Vid behov kan anslutningskonfigurationen enkelt ändras - lägg till en dator, segmentera, byt, ta bort onödig utrustning och ändra även anslutningarna mellan datorer och switchar.

När man bygger ett strukturerat kabelsystem är det underförstått att varje arbetsplats i företaget måste vara utrustad med uttag för att ansluta en telefon och en dator, även om detta inte behövs i det ögonblicket. Det vill säga att ett bra strukturerat kabelsystem byggs redundant. Detta kan spara pengar i framtiden, eftersom ändringar i anslutningen av nya enheter kan göras genom att återansluta redan utlagda kablar.

Enligt uppgiften visas blockschemat över byggnadens placering, som var och en har sitt eget subnät, i fig. 2.1.

Figur 2.1 - Blockschema över byggnaders placering

Blockschemat över undernäten i var och en av byggnaderna visas i fig. 2,2 - 2,3. Eftersom det finns två byggnader i 5 våningar, och de har samma antal kopplingsutrustning och datorer, är deras blockdiagramär identiska.

Figur 2.2 - Strukturdiagram över delnätet i en 5-våningsbyggnad

Figur 2.3 - Strukturdiagram över delnätet i en 4-våningsbyggnad

Blockschemat för att ansluta subnät till ett nätverk visas i fig. 2.4.

Figur 2.4 - Allmänt blockschema över nätverket

I byggnader är tekniken FastEthernet, mellan byggnader - FDDI, Internetåtkomst från varje byggnad via en radiokanal.

3 Val av utrustning och kabel

3.1 Växlingsval

En switch är en enhet utformad för att ansluta flera noder i ett datornätverk inom ett eller flera nätverkssegment. Växeln arbetar vid datalänkslagret i OSI-modellen. Till skillnad från ett nav som distribuerar trafik från en ansluten enhet till alla andra, skickar en switch bara data direkt till mottagaren. Detta förbättrar nätverkets prestanda och säkerhet genom att eliminera behovet för andra segment av nätverket att behandla data som inte var avsedda för dem.

I detta kursprojekt finns det i varje rum i byggnaderna rumsväxlar - arbetsgruppsväxlar, på varje våning - en våningsomkopplare som kombinerar arbetsgruppsväxlar på sin våning, och en rotomkopplare placerad i serverrummet på första våningen, till vilken strömbrytarna på alla våningar är anslutna.

Omkopplingsutrustning (switchar, routrar) valdes från tillverkaren Cisco. Enligt Dell "Oro Group upptar Cisco 60 % av den globala marknaden för nätverksutrustning, det vill säga mer än alla andra konkurrenter. Denna tillverkare har det bredaste sortimentet av alla nätverkslösningar, ett brett utbud av teknologier, protokoll, ideologier, både standard och och vår egen, så att du kan utöka nätverkets kapacitet, de bredaste felsökningsmöjligheterna inbyggda i nästan alla Cisco-enheter.

Baserat på det optimala förhållandet mellan pris, prestanda och funktionalitet valdes följande modeller av switchar, tillhörande Cisco 300-serien, designade speciellt för småföretag. Linjen innehåller en rad billiga hanterade switchar som ger en kraftfull grund för att underhålla ett företagsnätverk.

Cisco 300-seriens switchfunktioner

tillhandahålla den höga tillgänglighet och prestanda som krävs för affärskritiska affärsapplikationer samtidigt som potentiella stilleståndstider minimeras.

låter dig styra nätverkstrafik med hjälp av moderna funktioner som analys av tjänstens kvalitet, statisk routing av det tredje lagret, stöd för IPv6-protokollet.

ha tydliga verktyg med ett webbgränssnitt; möjligheten till massutplacering; liknande funktioner i alla modeller.

gör att du kan optimera energiförbrukningen utan att påverka prestandan.

3.1.1 Arbetsgruppsbrytare

Enligt uppgiften för kursarbetet i en 4-våningsbyggnad i tre rum på varje våning finns 35 datorer, och i två 5-våningshus i ett rum på varje våning finns 31 datorer, för anslutning av dessa SG300-52 switch är vald, som har 48 portar (Figur 3.1).

Figur 3.1 - Arbetsgruppsomkopplare SG300-52

Switch SG300-52 (pris: 7522 UAH), tillverkad av Cisco, är utrustad med 48 10/100/1000 Mbps-portar för Ethernet-nätverk med automatisk hastighetsförhandling för RJ45-portar, vilket underlättar installationen av enheten.

Denna switch ger bra prestanda och kan förbättra arbetsgruppsprestanda och nätverks- och värdgenomströmning, vilket säkerställer enkel och flexibel installation och konfiguration. På grund av kroppens kompakta storlek är enheten idealisk för placering på ett begränsat skrivbordsutrymme; även enheten kan monteras i ett ställ. Dynamiska lysdioder visar omkopplarens status i realtid och tillåter grundläggande diagnostik av enhetens funktion.

De viktigaste tekniska egenskaperna för SG300-52-omkopplaren presenteras i Tabell 3.1.

Tabell 3.1 - Tekniska egenskaper för omkopplaren SG300-52

För två 5-våningshus, som har 18 respektive 25 datorer i de återstående rummen på varje våning, väljs 18 datorer för anslutning - en switch för 24 portar - SF300-24P (pris: 4042 UAH), och för anslutning 25 datorer - två switchar, vardera för 16 portar - SG300-20 (pris: UAH 3023), som visas i fig. 3.2. De återstående hamnarna är reserverade.

Figur 3.2 - Arbetsgruppsomkopplare SF300-24P (a) och SG300-20 (b)

SF300-24P är en 24-portars hanterad nätverksswitch. Dessa switchar ger alla funktioner du behöver för att köra affärskritiska affärsapplikationer, skydda känslig information och optimera bandbredden för effektivare nätverksöverföring. Plug-and-play och auto-negotiation-stöd gör att switchen automatiskt kan upptäcka typen av ansluten enhet (som en Ethernet-nätverksadapter) och välja den mest lämpliga hastigheten. LED-indikatorer används för kabelanslutningskontroll och standarddiagnostik. Strömbrytaren kan monteras på skrivbordet eller i rack.

Designad för små arbetsgrupper, SG300-20 är utrustad med 18 10/100/1000BASE-TX Ethernet-portar och 2 mini-GBIC. Funktionaliteten hos dessa switchar liknar funktionaliteten hos switchen SF300-24P, eftersom de båda tillhör samma Cisco 300-serie.

De viktigaste tekniska egenskaperna för SF300-24P-omkopplaren presenteras i tabell 3.2 och SG300-20-omkopplartabellen. 3.3.

Tabell 3.2 - Tekniska egenskaper för SF300-24P-omkopplaren

Tabell 3.3 - Tekniska egenskaper för SF300-20-omkopplaren

3.1.2 Golvbrytare

För att ansluta arbetsgruppsswitchar används våningsswitchar, för vilka SRW208G-K9-switchen (pris: UAH 1483) väljs, som har 8 portar (Fig. 3.3).

Figur 3.3 - Golvbrytare SRW208G-K9

SRW208G-K9-switchen är utrustad med 8 RJ45-portar för Fast Ethernet, 1 Gigabit Ethernet-port och två SFP (mini-GBIC)-portar som fungerar i automatisk konfiguration och hastighetsavkännande läge.

Cisco Catalyst 2960 är en serie nya smarta Ethernet-switchar med fast konfiguration. De ger behovet av dataöverföring med en hastighet av 100 Mbps och 1 Gbps, tillåter användning av LAN-tjänster, till exempel för dataöverföringsnätverk byggda i företagsfilialer. Catalyst 2960-familjen levererar hög datasäkerhet med inbyggt NAC, QoS-stöd och en hög nivå av systemets motståndskraft.

Nyckelfunktioner:

Hög säkerhet, avancerade åtkomstkontrollistor (ACL);

Organisation av nätverksstyrning och optimering av bandbredd med hjälp av QoS, differentierad hastighetsbegränsning och ACL.

För att säkerställa nätverkssäkerhet använder switcharna ett brett utbud av användarautentiseringsmetoder, datakrypteringsteknologier och organisation av åtkomstkontroll till resurser baserat på användar-ID, port och MAC-adresser.

Switchar är lätta att hantera och konfigurera

En automatisk konfigurationsfunktion är tillgänglig via smarta portar för vissa specialiserade applikationer.

De viktigaste tekniska egenskaperna hos denna switch, tillverkad av Cisco, sammanfaller med egenskaperna som presenteras i tabellen. 3.2. för ett byte från samma företag.

3.1.3 Rotbrytare

För att ansluta golvbrytare används rotomkopplare, för vilka en switch valdes i varje byggnad - SG300-20, som har 16 portar. Denna växel valdes också som en växel för arbetsgruppen, dess beskrivning presenteras i avsnitt 3.1.1.

3.2 Välja routrar

En router (router) är en enhet som har minst två nätverksgränssnitt och vidarebefordrar datapaket mellan olika nätverkssegment och fattar beslut om vidarebefordran baserat på information om nätverkstopologin och vissa regler som ställts in av administratören.

Routrar hjälper till att minska nätverkstrafiken genom att dela upp den i kollisions- eller sändningsdomäner och genom att filtrera paket. De används främst för att ansluta nätverk. olika typer, ofta inkompatibla i arkitektur och protokoll. Ofta används en router för att ge åtkomst från ett lokalt nätverk till Internet, utföra funktionerna adressöversättning och en brandvägg.

För att koppla byggnader till ett nätverk används en router, som valdes som Cisco 7507 av 7500-serien (pris: UAH 121 360), som har möjlighet att ansluta en FDDI-modul (Fig. 3.4).

Bild 3.4 - Cisco 7507-router

Denna router valdes baserat på möjligheten att ansluta en FDDI-modul, det optimala priset från hela serien i denna serie och det faktum att Cisco 7500-seriens modulära routrar är de mest kraftfulla Cisco-routrarna. De uppfyller de högsta kraven för moderna datanätverk. Den flexibla modulära arkitekturen hos denna serie av routrar gör det möjligt att använda dem i stora nätverksnoder och välja de bästa lösningarna.

Cisco 7500-serien består av tre modeller. Cisco 7505 har en Route/Switch Processor (RSP1= Route/Switch Processor), en strömkälla och fyra gränssnittsprocessorplatser (5 platser totalt). Cisco 7507 och Cisco 7513, med sju respektive tretton platser, ger mer bandbredd och kan konfigureras med två RSP2 eller PSP4 och en redundant strömförsörjning. I kombination med den nya, redundanta CyBus erbjuder Cisco 7507/7513-routrarna oöverträffad prestanda och tillförlitlighetskapacitet. Detta uppnås genom en ny, distribuerad multiprocessorarkitektur som inkluderar tre element:

Integrated Routing and Switching Processor (RSP);

Ny mångsidig gränssnittsprocessor (VIP);

Ny höghastighetsbuss Cisco CyBus.

I en dubbel RSP-konfiguration (Integrated Routing and Switching Processor) fördelar Cisco 7500 funktioner mellan den primära och sekundära RSP, vilket ökar systemets prestanda, och om en av processorerna misslyckas tar den andra över alla funktioner.

Cisco 7507 Router är en modulär router designad för stommen i stora nätverk och fungerar med praktiskt taget alla LAN- och WAN-tekniker och alla större nätverksprotokoll.

Cisco 7507-serien stöder ett mycket brett utbud av anslutningar, inklusive: Ethernet, Token Ring, FDDI, Serial, HSSI, ATM, Channelized T1, Fractionalized E1 (G.703/G.704), ISDN PRI, Channel Interface for IBM stordatorer .

Nätverksgränssnitten finns på modulära processorer som ger en direkt anslutning mellan Cisco Extended Bus (CxBus) höghastighetsstamnät och det externa nätverket. Sju platser är tillgängliga för front-end-processorer på Cisco 7507. Hot-swap-kapacitet gör att du kan lägga till, ersätta eller ta bort CxBus-processormoduler utan att avbryta nätverksdriften. För lagring av information används standard Flash-minne. Alla modeller levereras med en standard 19" rackmonteringssats.

Det finns sådana kommunikationsgränssnittsmoduler:

Ethernet Intelligent Link Interface - 2/4 Ethernet-portar med höghastighetsfiltrering (29000 p/s), stöd för Transparent Bridging och Spanning Tree-algoritmer, konfigurerbara med Optivity-systemet;

Token Ring Intelligent Link Interface - 2/4 Token Ring 4/16 Mb/s portar;

FDDI Intelligent Link Interface - 2 portar som stöder två SAS-anslutningar eller en DAS-anslutning, filtrering med upp till 500 000 p/s;

ATM Intelligent Link Interface.

3.3 Kabelval

Kabel - en struktur av en eller flera ledare (kärnor) isolerade från varandra, eller optiska fibrer inneslutna i en mantel. Förutom själva kärnorna och isoleringen kan den innehålla en skärm, kraftelement och andra strukturella element. Huvudsyftet är överföring av en högfrekvent signal inom olika teknikområden: för kabel-tv-system, för kommunikationssystem, flyg, rymdteknik, datornätverk, hushållsapparater etc. När man använder switchar kan Fast Ethernet-protokollet fungera i duplexläge, där det inte finns några begränsningar för nätverkets totala längd, men det finns begränsningar för längden på de fysiska segment som ansluter angränsande enheter (switch-adarter och switch-switch).

Enligt uppdraget användes Fast Ethernet-teknik med 100Base-TX-specifikation inne i byggnaderna, oskärmad twisted pair (UTP) av kategori 5 användes som kommunikationslinje.

Mellan byggnader - FDDI-teknik, som en kommunikationslinje används

optisk kabel för utomhusinstallation.

Inomhus UTP-kabel, 2 par, kategori 5, används i abonnentledningar när de ger åtkomst till datanättjänster. För läggning valdes en kabel från tillverkaren Neomax - NM10000 (Fig. 3.4) på ​​grund av dess höga hållfasthet och långa livslängd, dess egenskaper presenteras i tabell 3.4.

Figur 3.4 - UTP, 2 par, kat. 5f: 1 - Yttre skal; 2 - Tvinnat par

Tabell 3.4 - Huvudegenskaper för UTP-kabeln, kat.5

3.4 Välja trådlös utrustning

Varje byggnad använder en radiokanal för att komma åt Internet. Maximus Sector 515812-B riktningsantenn valdes som antenn på BPS (fig. 3.5, a), och på byggnaderna valdes TP-Link TL-WA7510N WiFi accesspunkt som en extern accesspunkt (fig. 3.5) , b). Denna utrustning valdes för det optimala förhållandet mellan pris och funktionalitet.

Frekvensbandet 5 GHz valdes som driftområde, eftersom 2,4 GHz-bandet är mer mättat (laddat) på grund av de trådlösa nätverken som finns överallt. Denna frekvens används av: den gamla standarden 802.11b, den nyligen avgångna 802.11g och 802.11n. Oavsett om du använder 802.11b, 802.11g eller 802.11n, sänder du data över samma kanal. En annan nackdel med 2,4 GHz är närvaron av "sidobrus" i den trådlösa kanalen, vilket försämrar kanalgenomströmningen, eftersom den delar spektrumet med många andra olicensierade enheter - mikrovågsugnar, miniskärmar, trådlösa telefoner, etc. antalet använda radiokanaler i intervallet 2,4GHz är begränsat. 5 GHz-bandet är mindre trångt och har fler användbara kanaler på bekostnad av ett lite kortare täckningsområde.

Figur 3.5 - Trådlös utrustning: a) antenn; b) hotspot

Modell TL-WA7510N (pris: 529 UAH) är en trådlös utomhusenhet med lång räckvidd som arbetar i frekvensbandet 5 GHz och överför data trådlöst med hastigheter upp till 150 Mbps. Enheten har en dubbelpolariserad antenn med en förstärkning på 15 dBi, vilket är ett nyckelelement för att bygga Wi-Fi-anslutningar över långa avstånd. Den är utformad för att sända en signal med strålningsvinklar på 60 grader horisontellt och 14 grader vertikalt, vilket ökar signalstyrkan genom att koncentrera strålningen i en given riktning.

Tack vare allvädershuset och temperaturbeständigheten hos den interna hårdvaran kan åtkomstpunkten fungera under olika miljöförhållanden, i soligt eller regnigt väder, i stark vind eller i snöfall. Inbyggt ESD-skydd upp till 15KV och åskskydd upp till 4000V kan förhindra strömstötar under åskväder, vilket säkerställer enhetens stabilitet. Dessutom har enheten en jordterminal för en mer professionell skyddsnivå för vissa avancerade användare.

Enheten kan inte bara fungera i åtkomstpunktsläget. TL-WA7510N-modellen stöder också AP-klientrouter, AP-router, brygga, repeater och klientdriftslägen, vilket avsevärt kan utöka enhetens applikationsomfång, ge användarna den mest mångsidiga produkten som möjligt.

Drivs av en PoE-injektor kan en utomhusåtkomstpunkt använda en Ethernet-kabel för att samtidigt överföra data och elektricitet till var som helst åtkomstpunkten är upp till 60 meter bort. Närvaron av denna funktion ökar de möjliga placeringsalternativen för åtkomstpunkten, vilket gör att du kan placera åtkomstpunkten på den mest lämpliga platsen för bästa signalkvalitet.

Huvudegenskaperna hos TL-WA7510N presenteras i tabell. 3.5.

Tabell 3.5 - Egenskaper för TL-WA7510N

Sektorantenn Maximus Sector 515812-B (pris: 991 UAH) med vertikal polarisering är gjord i ett antennhus av UV-beständig plast med fäste av gjuten aluminium. Material av hög kvalitet gör att antennen kan användas i tuffa väderförhållanden. Den kan användas för små, medelstora och stora basstationer. Antennen ger ut en stark och stabil signal på medel- och långa avstånd. De viktigaste egenskaperna presenteras i tabellen. 3.6.

Tabell 3.6 - Tekniska egenskaper hos Maximus Sector 515812-B