В современных условиях труда наверное не осталось ни одного мало-мальски крупного предприятия не подключенного с сети Интернет. Это обусловлено различными факторами. В современном мире существуют различные технологии подключения к этой сети.

Интернет работает на протоколе TCP\IP. На самом деле это целое семейство протоколов, таких как IP, TCP, UPD и других прикладных служб. Самое важное, что данный протокол является открытым - он обеспечивает связь в любых комбинациях устройств независимо от того, насколько они отличаются на физическом уровне.

Открытые коммуникации возможны только при четком согласовании всех функций, необходимых для взаимодействия и обмена данными между двумя конечными системами. Две системы могут взаимодействовать только в том случае, если они договорятся о том, как будет устроено взаимодействие. Иначе говоря, они должны следовать общим правилам получения данных от приложения и их упаковки для передачи по сети.

Для упрощения открытого взаимодействия компьютерных систем в 1978/1979 году, Международная организация по стандартизации разработала эталонную модель взаимодействия открытых систем (OSI, Open System Interconnection). Модель OSI устанавливает глобальный стандарт, определяющий состав функциональных уровней при открытом взаимодействии между компьютерами.

2.1 Уровни модели OSI

Прикладной уровень - верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью:

- позволяет приложениям использовать сетевые службы:

§ удалённый доступ к файлам и базам данных;

§ пересылка электронной почты.

- отвечает за передачу служебной информации;

- предоставляет приложениям информацию об ошибках;

- формирует запросы к уровню представления.

Протоколы прикладного уровня: RDP, HTTP, SMTP, SNMP, POP3, FTP, XMPP, OSCAR, SIP, TELNET и другие.

Уровень представления:

ARCNET - технология ЛВС, назначение которой аналогично назначению Ethernet или Token ring. ARCNET являлась первой технологией для создания сетей микрокомпьютеров и стала очень популярной в 1980-х при автоматизации учрежденческой деятельности. Предназначена для организации ЛВС в сетевой топологии "звезда".

Основу коммуникационного оборудования составляет:

- коммутатор (switch);

- пассивный/активный концентратор.

Преимущество имеет коммутаторное оборудование, так как позволяет формировать сетевые домены. Активные хабы применяются при большом удалении рабочей станции (они восстанавливают форму сигнала и усиливают его). Пассивные - при маленьком. В сети применяется назначаемый принцип доступа рабочих станций, то есть право на передачу имеет станция, получившая от сервера так называемый программный маркер. То есть реализуется детерминированный сетевой трафик.

Преимущества подхода:

- Можно рассчитать точное время доставки пакета данных.

- Можно точно рассчитать пропускную способность сети.

Замечания: сообщения, передаваемые рабочими станциями образуют очередь на сервере. Если время обслуживания очереди значительно (более, чем в 2 раза) превышает максимальное время доставки пакета между двумя самыми удалёнными станциями, то считается, что пропускная способность сети достигла максимального предела. В этом случае дальнейшее наращивание сети невозможно и требуется установка второго сервера.

Предельные технические характеристики:

- Минимальное расстояние между рабочими станциями, подключенными к одному кабелю - 0,9 м.

- Максимальная длина сети по самому длинному маршруту - 6 км.

Ограничения связаны с аппаратной задержкой передачи информации при большом количестве коммутирующих элементов.

- Максимальное расстояние между пассивным концентратором и рабочей станцией - 30 м.

- Максимальное расстояние между активным и пассивным хабом - 30 м.

- Между активным хабом и активным хабом - 600 м.

Достоинства - низкая стоимость сетевого оборудования и возможность создания протяжённых сетей.

Недостатки - Невысокая скорость передачи данных.

После распространения Ethernet в качестве технологии для создания ЛВС, ARCNET нашла применение во встраиваемых системах.

Token Ring - технология локальной вычислительной сети (LAN) кольца с "маркёрным доступом" - протокол локальной сети, который находится на канальном уровне (DLL) модели OSI. Он использует специальный трёхбайтовый фрейм, названный маркёром, который перемещается вокруг кольца. Владение маркёром предоставляет право обладателю передавать информацию на носителе. Кадры кольцевой сети с маркёрным доступом перемещаются в цикле.

Станции на локальной вычислительной сети (LAN) Token Ring логически организованы в звездообразную топологию с данными, передаваемыми последовательно от одной кольцевой станции до другой с управляющим маркером, циркулирующим вокруг кольцевого доступа управления. Этот механизм передачи маркёра совместно использован ARCNET, маркёрной шиной, и FDDI, и имеет теоретические преимущества перед стохастическим CSMA/CD Ethernet.

FDDI (англ. Fiber Distributed Data Interface - Волоконно-оптический интерфейс передачи данных) - стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200 километров. Стандарт основан на протоколе Token Ring. Кроме большой территории, сеть FDDI способна поддерживать несколько тысяч пользователей.

В качестве среды передачи данных в FDDI рекомендуется использовать волоконно-оптический кабель, однако можно использовать и медный кабель, в таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed Data Interface). В качестве топологии используется схема двойного кольца, при этом данные в кольцах циркулируют в разных направлениях. Одно кольцо считается основным, по нему передаётся информация в обычном состоянии; второе - вспомогательным, по нему данные передаются в случае обрыва на первом кольце. Для контроля за состоянием кольца используется сетевой маркер, как и в технологии Token Ring.

Поскольку такое дублирование повышает надёжность системы, данный стандарт с успехом применяется в магистральных каналах связи.

Ethernet - пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде - на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3 Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet и Token ring.

В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:

- возможность работы в дуплексном режиме;

- низкая стоимость кабеля "витой пары";

- более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле (соединение точка-точка: обрыв кабеля лишает связи два узла. В коаксиале используется топология "шина", обрыв кабеля лишает связи весь сегмент);

- минимально допустимый радиус изгиба меньше;

- большая помехозащищенность из-за использования дифференциального сигнала;

- возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE);

- гальваническая развязка трансформаторного типа. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт и иногда даже полным "выгоранием" системного блока.

Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.

При проектировании стандарта Ethernet было предусмотрено, что каждая сетевая карта (равно как и встроенный сетевой интерфейс) должна иметь уникальный шестибайтный номер (MAC-адрес), прошитый в ней при изготовлении. Этот номер используется для идентификации отправителя и получателя кадра, и предполагается, что при появлении в сети нового компьютера (или другого устройства, способного работать в сети) сетевому администратору не придётся настраивать MAC-адрес.

В зависимости от скорости передачи данных, и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех ниже перечисленных вариантах.

В этом разделе дано краткое описание всех официально существующих разновидностей. По некоторым причинам, в дополнение к основному стандарту многие производители рекомендуют пользоваться другими запатентованными носителями - например, для увеличения расстояния между точками сети используется волоконно-оптический кабель.

Большинство Ethernet-карт и других устройств имеет поддержку нескольких скоростей передачи данных, используя автоопределение скорости и дуплексности, для достижения наилучшего соединения между двумя устройствами. Если автоопределение не срабатывает, скорость подстраивается под партнёра, и включается режим полудуплексной передачи. Например, наличие в устройстве порта Ethernet 10/100 говорит о том, что через него можно работать по технологиям 10BASE-T и 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 - поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T.

В техникуме РГУПС используется технология Ethernet.

3. Выбор оборудования

Логическая схема взаимодействия сети представлена на рисунке 2 - схема взаимодействия сети.

Рисунок 2 - схема взаимодействия сети.

Как видно из рисунка 2, в техникуме РГУПС применяется 2 сервера. Первый служит для распределения и фильтрации Интернет трафика, а второй отвечает за разделение сети компьютерных классов и других отделов техникума. Компьютерные классы же находятся в другой подсети, но сами между собой объединены.

Примерная схема размещения компьютеров, коммутаторов, серверов и линий сети изображена на рисунки 3.

Рисунок 3 - примерная схема расположения компьютеров, коммутаторов и серверов на 2 этаже техникума

4. Стоимостные показатели