Проектирование локальной вычислительной сети

- Печать с учетом информации о местонахождении. Простота поиска нужного принтера как в офисе, так и дома.

- Повышенная безопасность Internet Explorer 8. Фильтры обеспечивают конфиденциальность и предотвращают попытки фишинга.

- Усовершенствованные возможности резервного копирования.Мобильные пользователи получают возможность создавать резервные копии файлов в сети, а не на локальных дисках.

Преимущества Windows 7 для ит-специалистов

Windows 7 предоставляет ИТ-специалистам гибкие возможности, необ-ходимые для удовлетворения разнообразных потребностей конечных пользователей, и удобные средства управления этими возможностями. Преимущества для ИТ-специалистов можно разбить на три группы.

- Обеспечение высокой производительности труда пользователей. Windows 7 обеспечивает высокую производительность труда конечных пользователей практически везде, где бы ни находились сами пользователи или необходимые им данные.

- Повышенная безопасность и контроль. Windows 7 основывается на системе безопасности Windows Vista и дает большую свободу действий ИТ-специалистам, отвечающим за безопасность ПК и данных.

- Упрощенное управление ПК. Windows 7 облегчает ИТ-специалистам развертывание настольных компьютеров, ноутбуков, виртуальных сред и управление ими, а также позволяет применять средства и навыки, использовавшиеся при работе с Windows Vista.

Пакет Microsoft® Desktop Optimization Pack (MDOP), обновляемый не реже раза в год, дополняет преимущества для организаций. Совместное использование Windows 7 и пакета MDOP позволяет оптимизировать в организации инфраструктуру настольных компьютеров и гибко подстроиться под уникальные бизнес-потребности.

Выбор: Windows 7 64 бит.



Серверное программное обеспечение

Каждая из ОС имеет свои преимущества и недостатки. В своём дипломном проекте я хочу рассмотреть выбор между двумя серверными ОС - FreeBSD и Windows 2008 Server. Рассмотрим некоторые преимущества и недостатки данных ОС.

- Сетевая установка.

Windows 2008 Server:

Процесс установки и конфигурирования Windows 2008 Server по сети был довольно прост, использовался Remote Installation. А благодаря Active Directory, Group Policy and Remote Configuration было довольно легко произвести последующую настройку.

Процесс установки и конфигурирования FreeBSD занимает больше времени. После инсталляции с дискеты необходимо настраивать каждого клиента вручную, что отняло довольно много времени.

- Администрирование.

Windows 2008 Server: имеет ММС (Microsoft Management Console) a также множество программных комплексов вроде Remote Desktop, Remote Administrative Tools и др. Что существенно помогает в администрирование сети.

FreeBSD: имеет SSH, а также мощные инструменты командной строки и все.

- Масштабируемость.

Windows 2008 Server : Active Directory комплекс позволяющий довольно просто приспосабливаться к изменениям.

FreeBSD: также способен приспосабливаться к изменениям, но это требует большого количества настроек и весьма трудоемко.

- Потребление ресурсов.

Windows 2008 Server довольно хорош в этом аспекте сравнительно с предыдущими версиями (NT, 2000, 2003) но FreeBSD на уровень выше. Дело в том, что при запуске Windows автоматически запускается некоторые ненужные службы. FreeBSD загружает только то что действительно необходимо для работы. Windows имеет постоянный графический интерфейс a FreeBSD нет. Windows загружает весь Hardware в память a FreeBSD только тот который собирается использовать. FreeBSD имеет лучшую управляемость памятью чем Windows.Чтобы подтвердить последние можно провести небольшой тест: напишем скрипт который будет выполнять функцию «ср» (FreeBSD) и функцию «copy» (Windows 2008). При перемещении одного файла размером в 10 Гбайт производительность FreeBSD немного уменьшилась, однако при перемещении 15 000 файлов по 1 биту каждый, производительность Windows 2008 уменьшилась очень сильно, мышь заблокировалась и двигалась с интервалами, IE не открывался, загрузка процессора была 100%.

Стоимость лицензии.

Windows-платная ОС a FreeBSD нет.

Безопасность.

Windows подвержена хакерским атакам больше чем другие ОС. Однако не найденные «дыры» в защите UNIX систем все еще могут быть. Также следует учитывать что служба технической поддержки Windows развита очень хорошо(т.к. она платная). FreeBSD системы противостоят атакам намного эффективнее чем Windows, Windows весьма уязвима в промежуток времени между выявлением новый «дыры» и выхода «заплатки» для нее. Болыпенство вирусов, троянов, и пр. программ данного рода ориетировано именно под Windows. Поэтому я считаю, что FreeBSD более защищенная система чем Windows.

- Поддержка

Программ, под Windows пишется гораздо больше, чем под UNIX системы, то же относится и к драйверам.

Выбор: суммируя все вышеперечисленное, решено использовать обе эти ОС: FreeBSD будет использоваться на FileServer и BackupServer, а Win2008 - на сервере Баз Данных (DatabaseServer).

Сетевые службы

-File-сервер:

В качестве ПО для организации совместного доступа к файлам на File -сервере будет использоваться Samba - сервер, основной аргумент в пользу самбы- последняя версия Samba-сервера быстрее Fileserver'a Windows 2008, почти в 2.5 раза. Что касается сервера телеконференций UseNet - было принято решение использовать стандартную сетевую службу Unix - систем INN.

-DataBase - сервер:

Платформа MSSQL Server 2008 представляет собой новое поколение решений компании Microsoft для управления данными и анализа информации. Продукты этой серии обеспечивают повышенный уровень масштабируемости, надежности и защищенности данных предприятия.

Доступность.

Долговременные вложения в технологии обеспечения высокой доступности, дополнительные возможности резервного копирования/восстановления данных помогут предприятиям в создании и развертывании приложений с высочайшими показателями надежности. Инновационные средства обеспечения высокой доступности, такие, как зеркалирование баз данных кластеризация с восстановлением после сбоев и улучшенная работа в интерактивном режиме, помогут свести длительность простоев к минимуму и гарантировать постоянную доступность критически важных для работы предприятия систем.



Масштабируемость.

Новая версия платформы отличается более высоким уровнем масштабируемости, чему способствуют такие особенности, как поддержка разбиения таблиц БД на отдельно обрабатываемые логические разделы, защищенная обработка снимков базы данных и поддержка новых 64-битных аппаратных платформ, что позволяет создавать и развертывать на базе СУБД SQL Server 2008 самые требовательные приложения промышленного масштаба. Возможность разбиения крупных таблиц и индексов на независимые логические разделы значительно увеличивает скорость обработки запросов в по-настоящему больших базах данных.

Безопасность.

Высочайший уровень безопасности данных предприятия обеспечивают такие отличительные особенности платформы SQL Server 2008, как установленные по умолчанию на максимальный уровень защищенности параметры системы, шифрование баз данных, а также обновленная модель безопасности.

Управляемость.

Новый набор инструментов администрирования, расширенные функции самовосстановления и новая мощная модель программирования поможет администраторам БД организовать гибкий контроль над повседневной работой СУБД. Улучшения, коснувшиеся утилиты SQL Profiler и других инструментов, помогут администратору БД настроить свои серверы на оптимальный уровень производительности. Все эти новшества призваны помочь администраторам БД сфокусироваться на таких важных задачах, как совершенствование архитектуры БД, затрачивая меньше времени на рутинные операции обслуживания баз данных.

Интероперабельность.

Благодаря углубленной поддержке современных отраслевых стандартов, web-служб и технологической платформы Microsoft.NET Framework, платформа SQL Server 2008 может полноценно взаимодействовать с множеством платформ, приложений и устройств. Обновленная платформа SQL Server тесно интегрирована с другими продуктами компании Microsoft от операционной системы Microsoft Windows Server до среды разработки Microsoft Visual Studio и набора офисных приложений Microsoft Office, что дает организациям-заказчикам возможность сэкономить свои деньги и время за счет использования отлично взаимодействующих между собой технологий.

Выбор протокола

Компьютеры должны согласовывать используемые протоколы, чтобы произошел успешный обмен данными. Поэтому в сети желательно использовать один протокол.

Характеристики существующих протоколов:

NetBEUI - простой транспортный протокол сетевого уровня, разработанный для поддержки протокола NetBIOS.

NetBEUI и NetBEUI Frame (NBF) Транспортный протокол NetBEUI (Network Basic Input/Output System Extended User Interface) - является расширением канального уровня пользовательского интерфейса NetBIOS. Он является основным транспортным протоколом, используемым Windows NT для локальных сетей, и обеспечивающим взаимодействие с LAN Manager, LAN Server и MS-Net.

Протокол NetBEUI обеспечивает наивысшую скорость работы, но из-за ряда присущих ему недостатков, таких как невозможность маршрутизации и сильная зашумленность в большой сети, NetBEUI можно эффективно использовать только в небольших локальных сетях (IBM разработала протокол NetBEUI для локальных сетей, содержащих порядка 20 - 200 рабочих станций). Так как NetBEUI не маршрутизируемый, то он не позволяет создавать глобальные сети, объединяя несколько локальных сетей. Сети, основанные на протоколе NetBEUI, легко реализуются, но их трудно расширять, так как протокол NetBEUI не маршрутизируемый. Протокол NetBEUI Frame (NBF) был создан на основе NetBEUI для преодоления некоторых его недостатков. В частности, NBF преодолевает предел количества систем - 254, существующий в NetBEUI.

TCP/IP наиболее распространённый в настоящее время протокол.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP). Он был разработан для поддержки сети Министерства Обороны США - ARPANET (Advanced Research Projects Agency's network), предшествующей Internet, и предназначен для соединения разнородных систем через глобальные сети. Протокол TCP/IP широко распространен в сетях UNIX и позволяет Windows NT взаимодействовать с различными сервисами на UNIX - машинах.

Этот протокол быстро был адаптирован и для локальных сетей. В отличие от NetBEUI, который является запатентованным протоколом IBM и Microsoft, TCP/IP является общедоступным. Internet Engineering Task Force (IETF) координирует улучшения и расширения протокола TCP/IP через механизм, известный как Requests for Comments (RFCs). TCP/IP является надежным транспортом и очень гибким протоколом. TCP/IP можно использовать в локальных сетях небольшого масштаба, которые в дальнейшем можно легко расширить для вовлечения сотен и тысяч пользователей.

Протокол TCP/IP требует больше знаний для его использования, так как каждая машина должна иметь уникальный IP адрес и маску подсети. Такие средства как DHCP, WINS доступны в ОС Windows NT для облегчения задачи администрирования сети. Самое важное преимущество протокола TCP/IP перед NetBEUI то, что TCP/IP - маршрутизируемый протокол. Структура IP адресов специально разработана для эффективной маршрутизации. TCPIP также является наиболее часто используемым протоколом при выполнении удаленного доступа.

Выбор: Протокол TCP/IP



Выбор топологии сети

Под топологией сети понимается описание её физического расположения. Существует четыре основных топологии: Bus (шина), Ring (кольцо), Star (звезда), Mesh (ячеистая).

Возможны также комбинации основных топологий.

Характеристики основных топологий:

Звезда:

Рис. 4

Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления - файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Кольцо

Рис. 5

При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т. е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т. д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию). Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять "в дорогу" по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Шина

Рис. 6

Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet - кабель с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы. Новые технологии предлагают пассивные штепсельные коробки, через которые можно отключать и / или включать рабочие станции во время работы вычислительной сети. Благодаря тому, что рабочие станции можно включать без прерывания сетевых процессов и коммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию из коммуникационной среды. В ЛВС с прямой (не модулируемой) передачей информации всегда может существовать только одна станция, передающая информацию. Для предотвращения коллизий в большинстве случаев применяется временной метод разделения, согласно которому для каждой подключенной рабочей станции в определенные моменты времени предоставляется исключительное право на использование канала передачи данных. Поэтому требования к пропускной способности вычислительной сети при повышенной нагрузке снижаются, например, при вводе новых рабочих станций. В ЛВС с модулированной широкополосной передачей информации различные рабочие станции получают, по мере надобности, частоту, на которой эти рабочие станции могут отправлять и получать информацию. Пересылаемые данные модулируются на соответствующих несущих частотах, т. е. между средой передачи информации и рабочими станциями находятся соответственно модемы для модуляции и демодуляции. Техника широкополосных сообщений позволяет одновременно транспортировать в коммуникационной среде довольно большой объем информации. Для дальнейшего развития дискретной транспортировки данных не играет роли, какая первоначальная информация подана в модем (аналоговая или цифровая), так как она все равно в дальнейшем будет преобразована.

Ячеистая

Рис. 7

На ряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, на пример древовидна структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде.

Выбор: Звезда

Выбор сетевой технологии

В проекте IEEE 802.3u определены стандарты по определению физического и канального уровней сетей.

Ethernet

Самой характерной чертой Ethernet является метод доступа к среде передачи - CSMA/CD (carrier-sense multiple access/collision detection) -множественный доступ с обнаружением несущей. Перед началом передачи данных сетевой адаптер Ethernet "прослушивает" сеть, чтобы удостовериться, что никто больше ее не использует. Если среда передачи в данный момент кем-то используется, адаптер задерживает передачу, если же нет, то начинает передавать. В том случае, когда два адаптера, предварительно прослушав сетевой трафик и обнаружив "тишину", начинают передачу одновременно, происходит коллизия. При обнаружении адаптером коллизии обе передачи прерываются, и адаптеры повторяют передачу спустя некоторое случайное время (естественно, предварительно опять прослушав канал на предмет занятости). Для приема информации адаптер должен принимать все пакеты в сети, чтобы определить, не он ли является адресатом.

Различные реализации - Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet -обеспечивают пропускную способность соответственно 10, 100 и 1000 Мбит/с.

Основной недостаток сетей Ethernet обусловлен методом доступа к среде передачи: при наличии в сети большого количества одновременно передающих станций растет количество коллизий, а пропускная способность сети падает. В экстремальных случаях скорость передачи в сети может упасть до нуля. Но даже в сети, где средняя нагрузка не превышает максимально допустимую рекомендованную (30-40% от общей полосы пропускания), скорость передачи составляет 70-80% от номинальной. В некоторой степени этот недостаток может быть устранен применением коммутаторов (switch) вместо концентраторов (hub). При этом трафик между портами, подключенными к передающему и принимающему сетевым адаптерам, изолируется от других портов и адаптеров. Весьма существенным преимуществом различных вариантов Ethernet является обратная совместимость, которая позволяет использовать их совместно в одной сети, в ряде случаев даже не изменяя существующую кабельную систему.

Token Ring

Token Ring является сетью с передачей маркера. Кабельная топология - звезда или кольцо, но логически данные всегда передаются последовательно от станции к станции по кольцу. При этом способе организации передачи информации по сети циркулирует небольшой блок данных - маркер. Каждая станция принимает маркер и может удерживать его в течении определенного времени. Если станции нет необходимости передавать информацию, она просто передает маркер следующей станции. Если станция начинает передачу, она модифицирует маркер, который преобразовывается в последовательность "начало блока данных", после которого следует собственно передаваемая информация. На время прохождения данных маркер в сети отсутствует, таким образом остальные станции не имеют возможности передачи и коллизии невозможны в принципе. При прохождении станции назначения информация принимается, но продолжает передаваться, пока не достигнет станции-отправителя, где удаляется окончательно. Для обработки возможных ошибок, в результате которых маркер может быть утерян, в сети Присутствует станция с особыми полномочиями, которая может удалять информацию, отправитель которой не может удалить ее самостоятельно, а также восстанавливать маркер. Поскольку для Token Ring всегда можно заранее рассчитать максимальную задержку доступа к среде для передачи информации, она может применяться в различных автоматизированных системах управления, производящих обработку информации и управление процессами в реальном времени. Для сохранения работоспособности сети при возникновении неисправностей предусмотрены специальные алгоритмы, позволяющие в ряде случаев изолировать неисправные участки путем автоматической реконфигурации. Скорость передачи, описанная в IEEE 802.5, составляет 4 Мбит/с, однако существует также реализация 16 Мбит/с, разработанная в результате развития технологии Token Ring.

ArcNET

Attached Resourse Computing Network (ARCnet) - сетевая архитектура, разработанная компанией Datapoint в середине 70-х годов.В качестве стандарта IEEE ARCnet принят не был, но частично соответствует IEEE 802.4. Сеть с передачей маркера. Топология - звезда или шина. В качестве среды передачи ARCnet может использовать коаксиальный кабель, витую пару и оптоволоконный кабель. На местной почве, естественно, были популярны варианты на коаксиале и витой паре. Закрепить свои позиции этому недорогому стандарту помешало малое быстродействие - всего-то 2,5 Мбит/с. В начале 90-х Datapoint разработала ARCNETPLUS, со скоростью передачи до 20 Мбит/с, обратно совместимый с ARCnet. Но время было упущено -чересчур медленный ARCnet к тому времени мало где выжил, а в спину новому ARCNETPLUS уже дышал Fast Ethernet. Но есть место для применения ARCnet и в современной сети. Допустимая длина коаксиального кабеля при топологии "звезда" - 610 м. Чем не вариант для соединения локальных сетей в двух рядом стоящих зданиях? Что называется - "дешевле не бывает". Проблемы две - найти старинные сетевые адаптеры и "прикрутить" старые драйвера к современной операционной системе.



FDDI

Была первой технологией локальных сетей, использовавшей в качестве среды передачи оптоволоконный кабель. Причинами, вызвавшими его разработку, были возрастающие требования к пропускной способности и надежности сетей. Этот стандарт оговаривает передачу данных по двойному кольцу оптоволоконного кабеля со скоростью 100 Мбит/с. При этом сеть может охватывать очень большие расстояния - до 100 км по периметру кольца. FDDI, также как и Token Ring, является сетью с передачей маркера. В FDDI разделяются 2 вида трафика - синхронный и асинхронный. Полоса пропускания, выделяемая для синхронного трафика, может выделяться станциям, которым необходима постоянная возможность передачи. Это очень ценное свойство при передаче чувствительной к задержкам информации - как правило, это передача голоса и видео. Полоса пропускания, выделяемая под асинхронный трафик, может распределяться между станциями с помощью восьмиуровневой системы приоритетов. Применение двух оптоволоконных колец позволяет существенно повысить надежность сети. В обычном режиме передача данных происходит по основному кольцу, вторичное кольцо не задействуется. При возникновении неисправности в основном кольце вторичное кольцо объединяется с основным, вновь образуя замкнутое кольцо. При множественных неисправностях сеть распадается на отдельные кольца. Высокая надежность, пропускная способность и допустимые расстояния, с одной стороны, и высокая стоимость оборудования, с другой, ограничивают область применения FDDI соединением фрагментов локальных сетей, построенных по более дешевым технологиям. Технология, основанная на принципах FDDI, но с применением в качестве среды передачи медной витой пары, называется CDDI. Хотя стоимость построения сети CDDI ниже, чем FDDI, теряется очень существенное преимущество - большие допустимые расстояния.



ATM

Американский национальный институт стандартов (ANSI) и Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (CCITT, МККТТ) начинали разработку стандартов ATM (Asynchronous Transfer Mode - Асинхронный Режим Передачи) как набора рекомендаций для сети B-ISDN (Broadband Integrated Services Digital Network). При этом изначально преследовалась цель повышения эффективности использования телекоммуникационных соединений, возможность применения в локальных сетях не рассматривалась. Так как ATM, с одной стороны, весьма специфична и непохожа на другие технологии, а с другой стороны, получила достаточно широкое распространение (особенно за рубежом), она заслуживает отдельного, весьма обширного обзора. Сейчас попытаюсь отметить только основные черты.

В технологии ATM используются небольшие, фиксированной длины пакеты, называемые ячейками (cells). Размер ячейки - 53 байта (5 байт заголовок + 48 байт данные). В отличии от традиционных технологий, применяемых в локальных сетях, ATM - технология с установлением соединения. Т.е. перед сеансом передачи устанавливается виртуальный канал отправитель-получатель, который не может использоваться другими станциями. (В традиционных технологиях соединение не устанавливается, а в среду передачи помещаются пакеты с указанным адресом.) Несколько виртуальных каналов ATM могут одновременно сосуществовать в одном физическом канале. Для обеспечения взаимодействия устройств в ATM используются коммутаторы. При установлении соединения в таблицу коммутации заносятся номер порта и идентификатор соединения, который присутствует в заголовке каждой ячейки. В последствии коммутатор обрабатывает поступающие ячейки, основываясь на идентификаторах соединения в их заголовках. Технология ATM предоставляет возможность регламентировать для каждого соединения минимально достаточную пропускную способность, максимальную задержку и максимальную потерю данных, а также содержит методы для обеспечения управления трафиком и механизмы обеспечения определенного качества обслуживания. Это позволяет совмещать в одной сети несколько типов трафика в одной сети. Обычно выделяют 3 разновидности трафика - видео, голос, данные. Технология ATM отличается широкими возможностями масштабирования. В рамках применения ATM в локальных сетях интерес представляют варианты со скоростью передачи 25 (витая пара класса 3 и выше) и 155 Мбит/с (витая пара класса 5, оптоволокно), 622 Мбит/с (оптоволокно). Существующие стандарты ATM предусматривают скорости передачи вплоть до 2,4 Гбит/с.

Fast Ethernet

Технология Fast Ethernet во многом совпадает с традиционной технологией Ethernet, но быстрее ее в 10 раз. Fast Ethernet или 100BASE-T работает со скоростью 100 мегабит в секунду (Mbps) вместо 10 для традиционного варианта Ethernet. Технология 100BASE-T использует кадры того же формата и длины, как Ethernet и не требует изменения протоколов высших уровней, приложений или сетевых ОС на рабочих станциях. Вы можете маршрутизировать и коммутировать пакеты между сетями 10 Mbps и 100 Mbps без трансляции протоколов и связанных с ней задержек. Технология Fast Ethernet использует протокол CSMA/CD подуровня MAC для обеспечения доступа к среде передачи. Большинство современных сетей Ethernet построены на основе топологии "звезда", где концентратор является центром сети, а кабели от концентратора тянутся к каждому компьютеру. Такая же топология используется в сетях Fast Ethernet, хотя диаметр сети несколько меньше по причине более высокой скорости.

На рис. 8 показана структура уровней Fast Ethernet. Еще на стадии разработки стандарта 100Base-T комитет IEEE 802.3u определил, что не существует универсальной схемы кодирования сигнала, которая была бы идеальной для всех трех физических интерфейсов (TX, FX, T4). Если сравнивать со стандартом Ethernet, то там функцию кодирования (манчестерский код) выполняет уровень физической сигнализации PLS (рис.1), который находится выше среданезависимого интерфейса AUI. В стандарт Fast Ethernet функции кодирования выполняет подуровень кодирования PCS, размещенный ниже среданезависимого интерфейса MII. В результате этого, каждый трансивер должен использовать свой собственный набор схем кодирования, наилучшим образом подходящий для соответствующего физического интерфейса, например набор 4B/5B и NRZI для интерфейса 100Base-FX.

Рис. 8 - Структура уровней стандарта Fast Ethernet, МП интерфейс и трансивер Fast Ethernet

Интерфейс MII (medium independent interface) в стандарте Fast Ethernet является аналогом интерфейса AUI в стандарте Ethernet. MII интерфейс обеспечивает связь между подуровнями согласования и физического кодирования. Основное его назначение - упростить использование разных типов среды. MII интерфейс предполагает дальнейшее подключение трансивера Fast Ethernet. Для связи используется 40 контактный разъем. Максимальное расстояние по MII интерфейсному кабелю не должно превышать 0,5 м.

Если устройство имеет стандартные физические интерфейсы (например, RJ-45), то структура подуровней физического уровня может быть скрыта внутри микросхемы с большой интеграцией логики. Кроме того допустимы отклонения в протоколах промежуточных подуровней в едином устройстве, ставящие главной целью рост быстродействия. 

Сравнение технологии FDDI c технологиями Ethernet и Token Ring

Таблица 3 - Характеристики технологий FDDI, Fast Ethernet, Token Ring

Характеристика	FDDI	Fast Ethernet	Token Ring
Битовая скорость	100 Мбит/с	100 Мбит/с	16 Мбит/с
Топология	Двойное кольцо деревьев	Звезда	Звезда/кольцо
Метод доступа	Доля от времени оборота маркера	CSMA/CD	Приоритетная система резервирования
Среда передачи данных	Оптоволокно, неэкранированная витая пара категории 5	Витая пара категории 5, оптоволокно	Экранированная и неэкранированная витая пара, оптоволокно
Максимальная длина сети (без мостов)	200 км (100 км на кольцо)	2500 м	4000 м
Максимальное расстояние между узлами	2 км(не больше 11дБ потерь между узлами)	2500 м	100 м
Максимальное количество узлов	500 (1000 соединений)	1024	260 для экранированной витой пары, 72 для неэкранированной витой пары
Тактирование и восстановление после отказов	Распределенная реализация тактирования и восстановления после отказов	Не определены	Активный монитор

Выбор: Fast Ethernet

Выбор кабеля

Существует несколько различных типов кабелей, используемых в современных сетях. Их характеристики включают:

линейные размеры

цену

скорость передачи данных

минимальную и максимальную длину сегмента

лёгкость установки.

В интерфейсе среды UTP 100Base-TX применяются две пары проводов(4 для Gigabit Ethernet). Для минимизации перекрестных наводок и возможного искажения сигнала оставшиеся четыре провода не должны использоваться с целью передачи каких-либо сигналов. Сигналы передачи и приема для каждой пары являются поляризованными, причем один провод передает положительный (+), а второй - отрицательный (-) сигнал. Цветовая маркировка проводов кабеля и номера контактов разъема для сети 100Base-TX приведены в табл. 1. Хотя уровень PHY 100Base-TX разрабатывался после принятия стандарта ANSI TP-PMD, однако номера контактов разъема RJ 45 были изменены для согласования со схемой разводки, уже использующейся в стандарте 10Base-T. В стандарте ANSI TP-PMD контакты 7 и 9 применяются для приема данных, в то время как в стандартах 100Base-TX и 10Base-T для этого предназначены контакты 3 и 6. Такая разводка обеспечивает возможность использования адаптеров 100Base-TX вместо адаптеров 10 Base -Т и их подключения к тем же кабелям категории 5 без изменений разводки. В разъеме RJ 45 используемые пары проводов подключаются к контактам 1, 2 и 3, 6. Для правильного подключения проводов следует руководствоваться их цветовой маркировкой.

Описание кабелей

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель описывается стандартом 10base-2, 10Base-5 и представляет собой структуру из медной жилы (волновода) покрытой вспененным диэлектриком (чаще всего поливинилхлоридом) поверх которого находится алюминиевой или лучше медный экран чаще всего снизу фальгированный. Экран выполняет двоякую роль, второго провода, а также экрана защищая волновод от внешнего ЭМИ. Внешняя часть экрана покрыта защитным диэлектриком.

Кабель типа "витая пара" (Twisted pair)

Витая пара описывается стандартом 10/100/1000Base-TX и представляет собой 4 пары скрученных между собой проводов, причем скручиваются пары с разным шагом во избежание паразитных наводок. Сверху кабель покрыт защитным диэлектриком. В современных сетях используется витая пара (4, 5, 5е, 6) категорий.

Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair, UTP)

UTP представляет собой 4 пары скрученных проводов, сверху покрытых защитным диэлектриком.

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP)

STP представляет собой 4 пары скрученных проводов, сверху покрытых фальгированным экраном, который в свою очередь защищён диэлектрической оплёткой.

Рис. 9 - Кабель витая пара

Оптоволоконный кабель (Fiber optic cable)

Представляет собой волновод из одной или нескольких мод, сверху зашлифован и покрыт жёстким винилхлоридом, усилен стальными стяжками по всей длине во избежание повреждений при укладке.

Таблица 4 - Сравнение типов кабеля

Тип	Скорость, Мбит/с	Длина, м	Установка	Цена
UTP	10-1000	100	Лёгкая	Самый дешёвый
STP	10-1000	150	Средней лёгкости	Дороже, чем UTP
Оптоволокно	10-10000	70000	Самая сложная	Самый дорогой

Выбор: UTP

Описания сетевых стандартов

100Base-TX - две витые пары проводов. Передача осуществляется в соответствии со стандартом передачи данных в витой физической среде, разработанным ANSI (American National Standards Institute - Американский национальный институт стандартов). Витой кабель для передачи данных может быть экранированным, либо неэкранированным. Использует алгоритм кодирования данных 4В/5В и метод физического кодирования MLT-3.

100Base-FX - две жилы, волоконно-оптического кабеля. Передача также осуществляется в соответствии со стандартом передачи данных в волоконно-оптической среде, которой разработан ANSI. Использует алгоритм кодирования данных 4В/5В и метод физического кодирования NRZI.

Спецификации 100Base-TX и 100Base-FX известны также как 100Base-X

100Base-T4 - это особая спецификация, разработанная комитетом IEEE 802.3u. Согласно этой спецификации, передача данных осуществляется по четырем витым парам телефонного кабеля, который называют кабелем UTP категории 3. Использует алгоритм кодирования данных 8В/6Т и метод физического кодирования NRZI.

Дополнительно стандарт Fast Ethernet включает рекомендации по использованию кабеля экранированной витой пары категории 1, который является стандартным кабелем, традиционно использующимся в сетях Token Ring. Организация поддержки и рекомендации по использованию кабеля STP в сети Fast Ethernet предоставляют способ перехода на Fast Ethernet для покупателей, имеющих кабельную разводку STP.

Спецификация Fast Ethernet включает также механизм автосогласования, позволяющий порту узла автоматически настраиваться на скорость передачи данных - 10 или 100 Мбит/с. Этот механизм основан на обмене рядом пакетов с портом концентратора или переключателя.

Среда 100Base-TX

В качестве среды передачи 100Base-TX применяются две витые пары, причем одна пара используется для передачи данных, а вторая - для их приема. Поскольку спецификация ANSI ТР - PMD содержит описания как экранированных, так и неэкранированных витых пар, то спецификация 100Base-TX включает поддержку как неэкранированных, так и экранированных витых пар типа 1 и 7.

Таблица 5 - Более старые сетевые стандарты

Тип
10Base2	Сети на базе тонкого кабеля (Thin Ethernet) используют коаксиальный кабель диаметром 4.7 мм (3/16") с волновым сопротивлением 50 Ом. До появления спецификации 10BaseT этот вариант сетей Ethernet был самым распространённым.
10Base5	Сети на базе толстого кабеля (Thin Ethernet) используют коаксиальный кабель диаметром 9.5 мм (3/8") с волновым сопротивлением 50 Ом. Хотя спецификация таких кабельных систем включена в Blue Book Ethernet, они достаточно редко используются по причине дороговизны и сложности прокладки кабельных систем.
10BaseT	Сети на базе скрученных пар (Thisted-pair Ethernet) используют неэкранированные медные кабели UTP. Эта конфигурация была включена в спецификацию 802.3i в 1990 и с тех пор стала самой популярной для сетей Ethernet, поскольку кабель UTP очень дёшев и прост в использовании.
10BaseF	Единственный вариант оптической кабельной системы, включённый в спецификацию 802.3. В действительности оптические кабельные системы делятся на три категории: 10BaseFB, 10BaseFP, 10BaseFL.
10BaseFB	Этот тип сетей использует оптические кабели для организации магистралей или транков. Длина транкового сегмента может достигать 2 километров.
10BaseFP	Сеть на основе оптических кабелей с топологией «звезда». Соединитель кабелей используется как пассивное устройство (регенерация сигналов не производится). В результате такие сети не требуют для организации каких-либо электронных устройств (за исключением компьютеров). Максимальная длина кабеля составляет 500 метров.
10BaseFL	Сети, использующие кабели для соединения узлов с сетевым концентратором. Длина кабельного сегмента может достигать 2 километров.
100BaseVG (100VG-AnyLAN)	Спецификация сетей Ethernet 100 Мбит/с, предложенная компаниями Hewlett-Packard и AT&T Microelectronics*.
100BaseT	Стандарт сетей Ethernet 100 Мбит/с предложен группой IEEE 802.3 и включает несколько вариантов - 100BaseT4, 100BaseTX, 100BaseFX.

Разработка структурной схемы ЛВС

Аппаратный состав сети

VPN-маршрутизатор для доступа в интернет:

Рис. 10 - VPN маршрутизатор LevelOne FBR-1411TX 

Практически на любом предприятии или в небольшой организации есть ресурсы, которые должны быть доступны из внешней сети и ресурсы, доступ к которым извне недопустим. Общедоступные ресурсы могут отказаться работать через брэндмауэры, и таким приложениям, как сервер видеоконференций, почтовый сервер или web-сервер приходится давать открытый доступ в глобальную сеть. В случае, если подобный сервер находится в основной локальной сети, его взлом влечёт за собой получение доступа к машинам, расположенным во всей внутренней сети. Поэтому для обеспечения дополнительной безопасности для общедоступных серверов создаётся отдельная зона, DMZ (Demilitarized Zone). В этой зоне изолируются компьютеры, имеющие прямое соединение с интернетом от компьютеров внутренней сети. Выглядит это так, словно компьютеры в DMZ находятся до брэндмауэра. Для использования зоны DMZ необходимо общедоступные компьютеры подключать к маршрутизатору, имеющему DMZ порт.

Выделение общедоступных компьютеров в отдельную зону имеет ещё одно преимущество - экономия внутрисетевого траффика. Но случается, что общедоступный компьютер должен получить доступ, например, к базе данных, располагающейся на сервере внутренней сети. В этом случае администратор может в настройках роутера указать ограничения связи между внутренней сетью и DMZ зоной на основе запрашиваемых портов, IP-адресов и т.д. 

Для защиты внутренней сети используется аппаратный межсетевой экран с проверкой содержимого пакетов данных, SPI (Stateful Packet Inspection). Он является наиболее надёжным средством защиты компьютеров компании от атак извне, так как позволяет избежать проникновения в вашу сеть пакетов, содержащих вредоносные коды. 

Фильтрация доменов - обычная функция для роутера, снабжённого брэндмауэром, в модели FBR-1411TX позволяет вести лог доступа к избранным ресурсам. Например, вы можете запретить в настройках какой-нибудь сайт вроде ebay.com и роутер будет записывать, с каких компьютеров в вашей сети пытались выйти на этот сайт. Удобно, чтобы устраивать нагоняй в конце рабочей недели. Так же можно блокировать целый ряд URL-ов по ключевому слову. Например, все адреса, содержащие слова "sex", "erotica" и "mp3". 

VPN-роутер Level One FBR-1411TX выполнен в том же форм-факторе, что и большинство сетевого оборудования для офисов от этой немецкой компании. Красивый дизайн, стандартные размеры и прямоугольная форма легко позволят установить друг на друга несколько роутеров, коммутатор и, скажем, точку доступа.

На лицевой панели, спереди, установлены индикаторы соединения и активности на каждый из портов, в том числе на WAN и на DMZ, а так же индикатор питания и статуса маршрутизатора. 

С обратной стороны в ряд установлены четыре RJ45 порта для внутренней сети, WAN порт для подсоединения к локальной сети (ADSL модему или другому роутеру) и DMZ порт. Каждый из портов может использоваться для соединения с коммутатором или другим роутером для агрегатирования устройств, так как поддерживает Auto MDI/MDIX. Питается маршрутизатор от внешнего БП, подключаемого в гнездо с правой стороны корпуса. 

Конфигурация

Настройка маршрутизатора осуществляется через удобный Web-интерфейс с любого браузера, совместимого с Internet Explorer. В маршрутизаторе предусмотрен мастер настройки, который поможет быстро установить основные параметры устройства для обеспечения работы сети "здесь и сейчас". Более углублённо настроить правила маршрутизации, ограничения по доступу, запись логов, внутренний MAC-адрес, установки серверов и т.д, администратор сможет, руководствуясь электронным мануалом, в котором каждый пункт конфигурации рассматривается на понятных примерах

VNP маршрутизатор Level One FBR-1411TX - явный пример того, как одно устройство может обеспечить работу небольшой офисной сети, с выделением безопасных VPN каналов для связи с партнёрами, обеспечения свободного доступа к онлайн-ресурсам для клиентов и защиты внутренней сети от недоброжелателей с помощью встроенного брэндмауэра. Развитие технологий производства приводит к тому, что сегодня FBR-1411TX стоит всего около 115$. Для небольшого интернет-магазина, или офиса частного предпринимателя это не много, а безопасная, хорошо настроенная сеть, без лишних ограничений, но защищённая от недоброжелателей, стоит ничуть не меньше, чем конфиденциальная информация, хранящаяся в этой сети. 

Основной сервер Meijin Intel Xeon E5-2609 16G 1.2T SAS

Рис. 11 - Meijin Intel Xeon E5-2609 16G 1.2T SAS

Предназначен для хранения большого объема информации и обеспечения быстрой операции запись- чтение за счет использования скоростных дисков. Основные преимущества включения в IT структуру предприятия файл-сервера - высокая надежность хранения информации, управление правами доступа, низкая стоимость владения.

Сервер на базе четырехядерного процессора Intel Xeon E5-2609 (ядро Sandy Bridge-EP), частота процессора 2.40ГГц и платформы Supermicro SM5017R-MTF, выполненный в корпусе 1U Rackmount, на основе системной платы Super X9SRi-F на чипсете Intel C602 chipset и Raid-контроллера LSI MegaRAID SAS 9211-4i, с поддержкой Raid 0, 1, 1E, 10.

Сервер оснащен 16ГБ DDR3 буферизованной оперативной памяти с коррекцией ошибок(есть возможность увеличения памяти до 256ГБ). В качестве дисковой подсистемы используются быстродейтвующие жесткие диски с интерфейсом SAS (сервер имеет 4 корзины для SAS/SATA жестких дисков с возможностью горячей замены).

Две встроенные гигабитные сетевые карты позволяют подключать сервер в локальные сети. Предназначен для использования в качестве файл-сервера. Примерный вес брутто 40,00 кг.

Источник бесперебойного питания для терминалов:

Рис. 12 - Источник бесперебойного питания для терминалов UPS: MUSTEK PowerMust 600 USB (600VA) (98-0CD-U0610)



Линейно-интерактивные источники мощностью 400VA и 600VA. Компактный дизайн и небольшой вес - прекрасно разместятся на любом рабочем столе.

Особенности

Источник бесперебойного питания

Линейно интерактивный / AVR (автоматическое регулирование напряжения)

Функция отключения

Кабель RS-232 для соединения с ПК

Гнездо телефонной линии для защиты модема и телефонной линии

Защита от скачков, перегрузок напряжения и короткого замыкания

Технические характеристики

Мощность: 600VA\360W

Диапазон входного напряжения: 85-145V; 160-290V

Время переключения: менее 3 мс

Время резервирования: 400USB : 200VA - 8 мин, 300VA ~ 3 мин, 400VA ~ 1 мин ; 600USB : 200VA - 15 мин, 300VA - 8 мин, 400VA ~ 5 мин, 600VA ~ 1 мин;

Время заряда батареи: 3-8 ч

Особенности: Световой индикатор, звуковое сопровождение

Интерфейсы: RS-232, USB

Габариты: 100 x 330 x 140 мм

Масса: 6 кг

Источник бесперебойного питания для серверов:

Рис. 13 - Источник бесперебойного питания для серверов General Electric MATCH 3000

Краткое описание модели General Electric MATCH 3000, технические характеристики, применение.

ИБП серии MATCH производства GE Consumer & Industrial представляют собой не дорогие интеллектуальные линейно-интерактивные устройства повышенной надежности, предназначенные для защиты критичной нагрузки. Все ИБП серии MATCH управляются микропроцессорами и снабжены стандартным интерфейсом RS232. ИБП серии MATCH широко используются в ИТ при работе с компьютерными сетями и телекоммуникациями

Назначение

Источник бесперебойного питания General Electric MATCH 3000 Компьютеры и периферийное оборудование 

Серверы и сетевое оборудование 

Телекоммуникационное и связное оборудование

Офисная техника, кассовые аппараты, факсимильное оборудование, модемы, ISDN адаптеры

Бытовая техника

Системы охраны и пожарной сигнализации

Системы отопления

Оборудование транспортных сетей с систем управления

Автоматическая регулировка напряжения

Превосходная защита от высокого напряжения- до 350В * Низкое потребление энергии

Практически синусоидальное выходное напряжение обуславливает отсутствие пиковых токов, способных вызвать повреждение электронных приборов и батарей.

Автоматическое тестирование аккумуляторов

Автоматический ускоренный (в течение двух часов) заряд батарей

Поддержание низкой температуры батарей 

Технические характеристики General Electric MATCH 3000

Выходная мощность, ВА / Вт 3000/2100

19" модели +

Диапозон входного напряжения при 70% нагрузке, В 140-305

Диапозон входной частоты, Гц 50 / 60 +/- 5% (47,5-63)

Входное напряжение, В 230 +/- 2% (при работе от батарей)

Выходная частота. Гц 50 или 60 (автоматическое определение)

Аккумуляторные батареи. В / Ач 48 В/14 Ач

Время автономии при 75% нагрузке. мин 8

Количество выходных розеток (IEC 320) 7/9

Тип корпуса С+С/E

Уровень шума. дБ (А) 35-45

Размеры и вес:

Корпус: (В х Ш х Г) B : 225 х 187 х 485 мм

Корпус: (В х Ш х Г) D : 267 (3HU) х 450(19") х 440 мм

Вес, включая батареи, кг 20,1+26,5/57

Оборудование и комплектация:

Разъем для внешней батареи

ИБП не комплектуется батареями 

Дополнительные технические характеристики 

Увеличение времени автономии достигается использованием большего количества кабинетов

Battery pack for Match 3000 48V/14Ah автономность 5 мин. - 326 у.е.

Battery on rack for Match 3000 48V/50Ah автономность 35 мин.

Battery on rack for Match 3000 48V/75Ah автономность 55 мин.

Battery on rack for Match 3000 48V/100Ah автономность 75 мин.

Срок службы АКБ 10 лет

Ручной байпас

Увеличенное время автономной работы

Релейная карта

SNMP-карта * Выносное устройство тревожной сигнализации

Разветвитель релейного интерфейса

Набор интерфейсов 

Структурная схема

Рис. 14 - Структурная схема ЛВС

Резервирование и архивирование данных

Зачем нужно сжатие файлов?

Очень часто, плутая по виртуальным просторам Интернета в поисках необходимой информации, вы будете находить нужные сведения в не совсем нужном вам виде. Чаще всего это случается с теми, кто посещает сайты с коллекциями рефератов, различного рода файловые архивы или FTP - архивы. Файлы в таких местах хранятся в сжатом виде. Это значит, что найдя ссылку на интересующий вас файл и загрузив его себе на диск, вы не можете немедленно им воспользоваться. Вместо файла с расширением.doc или.txt, если это документ, или.exe, если это программа, вы обнаруживаете, что сохранили файл с расширением.zip,.rar,.tar.gz или.arj. Файлы с этими расширениями представляют собой сжатые, компрессированные файлы, или файлы архивов. Что такое файлы архивов? Самое ценное, что есть у владельца персонального компьютера - это дисковое пространство. Самое ценное, что есть у человека, подключенного к Сети - это время подключения (поскольку оплата почти повсеместно повременная). И то, и другое самым непосредственным образом связано с размерами файлов, хранимых или принимаемых из Интернета, и с их количеством. Программы-архиваторы выполняют в этом смысле очень полезную функцию: они могут значительно уменьшить размер файла, сжимая по специальной технологии его содержимое без потери информации, и могут собрать любое количество файлов в единый файл-архив. Вот именно эти файлы-архивы с расширениями.zip,.rar,.tar.gz или.arj вы и принимаете из Сети (или находите на полукустарных CD-дисках с рефератами и подборками программ). Давайте представим себе гипотетическую ситуацию: вы подбирали материал для курсовой работы, диплома, или книги. Этот материал, собранный в нескольких папках, представляет собой окрошку из нескольких сотен мелких текстовых файлов. Да еще текст самой работы - большой текстовый файл или файл документа. Работа закончена и сдана, уничтожать собранный материал жалко, но и хранить его тоже жалко - жесткий диск не резиновый, и порой десяток мегабайт - это много. Какую пользу вы получаете, создав из этого материала файл-архив в одном из вышеуказанных форматов? Кроме того, что каждый из файлов, будучи сжат, уменьшится в размере от полутора до нескольких раз, вы еще получите экономию места на диске, связанную с неэффективностью размещения мелких файлов в файловой системе FAT. Для каждого файла в FAT выделяется новый кластер. Это значит, что имея на диске 1000 файлов, каждый из которых размером меньше килобайта, в файловой системе FAT32 вы реально займете место 4 мегабайта, то есть в 4 с лишним раза больше, чем суммарный объем всех этих файлов. Но файловая система FAT32 еще сравнительно экономна в этом отношении, что ж говорить о FAT16 или FAT12, где размер кластера еще больше? Архиватор же соберет все эти файлы в один единственный файл, да еще сожмет в несколько раз. То же самое происходит при передаче файлов по Сети. Один файл размером в 1 мегабайт будет передан гораздо быстрее, чем 1000 файлов по 1 килобайту каждый за счет экономии времени на запрос, установление соединения внутри протокола, с помощью которого вы скачиваете файл, и чтение заголовка файла.