Корпоративная локальная компьютерная сеть на предприятии по разработке программного обеспечения

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель - это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Рисунок 1.6 - Структура оптоволоконного кабеля

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля. Только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром около 1 - 10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае речь идет о режиме так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется. Однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам сигнал не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как при этом нарушается целостность кабеля. Теоретически возможная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, то есть 1000 ГГц, что несравнимо выше, чем у электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет от 5 до 20 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, у него просто нет конкурентов.

Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки.

Самый главный из них - высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа. Следует помнить, что некачественная установка разъема резко снижает допустимую длину кабеля, определяемую затуханием.

Также надо помнить, что использование оптоволоконного кабеля требует специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Оптоволоконные кабели допускают разветвление сигналов (для этого производятся специальные пассивные разветвители (couplers) на 2--8 каналов), но, как правило, их используют для передачи данных только в одном направлении между одним передатчиком и одним приемником. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети. Кроме того, в разветвителе есть и внутренние потери, так что суммарная мощность сигнала на выходе меньше входной мощности.

Оптоволоконный кабель менее прочен и гибок, чем электрический. Типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10 - 20 см, при меньших радиусах изгиба центральное волокно может сломаться. Плохо переносит кабель и механическое растяжение, а также раздавливающие воздействия.

Чувствителен оптоволоконный кабель и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Резкие перепады температуры также негативно сказываются на нем, стекловолокно может треснуть.

Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией звезда и кольцо. Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.

Существуют два различных типа оптоволоконного кабеля:

многомодовый или мультимодовый кабель, более дешевый, но менее качественный;

одномодовый кабель, более дорогой, но имеет лучшие характеристики по сравнению с первым.

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается). Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм, при этом наблюдается разброс длин волн около 30 - 50 нм. Допустимая длина кабеля составляет 2 - 5 км. Многомодовый кабель - это основной тип оптоволоконного кабеля в настоящее время, так как он дешевле и доступнее. Затухание в многомодовом кабеле больше, чем в одномодовом и составляет 5 - 20 дБ/км.

Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4--5 нс/м, что близко к величине задержки в электрических кабелях.

Оптоволоконные кабели, как и электрические, выпускаются в исполнении plenum и non-plenum.

1.2.5 Сетевое оборудование локальных вычислительных сетей

Вне зависимости от используемого кабеля для каждой рабочей станции необходимо иметь сетевой адаптер. Сетевой адаптер - это плата, которая вставляется в материнскую плату компьютера. Она имеет два разъема для подключения к сетевому кабелю.

Сетевые адаптеры могут быть рассчитаны на архитектуру ISA/EISA или Micro Channel. Первая архитектура используется в серии компьютеров IBM AT и совместимых с ними, вторая - в мощных станциях на базе процессоров 80486, третья - в компьютерах PS/2 серии IBM. Конструктивно эти типы адаптеров отличаются друг от друга. Для ускорения работы на плате сетевого адаптера может находиться буфер. Размер этого буфера различен для адаптеров разных типов и может составлять от 8 Кб для 8-битовых адаптеров до 16 Кб и солее для 16- и 32-битовых адаптеров.

Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналами прямого доступа к памяти (DMA).

На плате адаптера может располагаться микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) для создания так называемых бездисковых рабочих станций. Это компьютеры, в которых нет ни винчестера, на флоппидисков. Загрузка операционной системы выполняется из сети, и выполняет ее программа, записанная в микросхеме дистанционной загрузки.

Перед тем как вставить сетевой адаптер в материнскую плату компьютера, необходимо с помощью переключателей (расположенных на плате адаптера) задать правильные значения для портов ввода/вывода, канала прерывания, базовый адрес ПЗУ дистанционной загрузки бездисковой станции.

Если длина сети превышает максимальную длину сегмента сети, необходимо разбить сеть на несколько (до пяти) сегментов, соединив их через репитер.

Конструктивно репитер может быть выполнен либо в виде отдельной конструкции со своим блоком питания, либо в виде платы, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера.

Репитер в виде отдельной конструкции стоит дороже, но он может быть использован для соединения сегментов Ethernen, выполненных как на тонком, так и на толстом кабеле, мак как он имеет и коаксиальные разъемы, и разъемы для подключения трансиверного кабеля. С помощью этого репитера можно даже соединить в единую сеть сегменты, выполненные и на тонком, и на толстом кабеле.

Репитер в виде платы имеет только коаксиальные разъемы и поэтому может соединять только сегменты на тонком коаксиальном кабеле. Однако он стоит дешевле, и не требует отдельной розетки для подключения электропитания.

Один из недостатков встраиваемого в рабочую станцию репитера заключается в том, чтобы для обеспечения круглосуточной работы сети станция с репитером также должна работать круглосуточно. При выключении питания связь между сегментами сети будет нарушена.

Функции репитера заключаются в физическом разделении сегментов сети и обеспечении восстановления пакетов, передаваемых из одного сегмента сети в другой.

Репитер повышает надежность сети, так как отказ одного сегмента (например, обрыв кабеля) не сказывается на работе других сегментов. Однако через поврежденный сегмент данные проходить не могут.

Для обеспечения функционирования локальной сети часто выделяется специальный компьютер - сервер, или несколько таких компьютеров. На дисках серверов располагаются совместно используемые программы, базы данных и т.д. Остальные компьютеры локальной сети часто называются рабочими станциями. На тех рабочих станциях, где требуется обрабатывать только данные на сервере, часто для экономии, не устанавливают жестких дисков. В сетях, состоящих более чем из 20-25 компьютеров, наличие сервера обязательно - иначе, как правило, производительность сети будет неудовлетворительной. Сервер необходим и при совместной интенсивной работе с какой -либо базой данных.

Иногда серверам назначается определенная специализация (хранение данных, программы, обеспечение модемной и факсимильной связи, вывод на печать и т.д.). Серверы, как правило, не используются в качестве рабочих мест пользователей. Серверы, обеспечивающие работу с ценными данными, часто размещаются в изолированном помещении, доступ в которое имеют только специально уполномоченные люди.

1.2.6 Протокол TCP

TCP/IP - это средство для обмена информацией между компьютерами, объединенными в сеть. Не имеет значения, составляют ли они часть одной и той же сети или подключены к отдельным сетям. Не играет роли и то, что один из них может быть компьютером Cray, а другой Macintosh. TCP/IP - это не зависящий от платформы стандарт, который перекидывает мосты через пропасть, лежащую между разнородными компьютерами, операционными системами и сетями. Это протокол, который глобально управляет Internet, и в значительной мере благодаря сети TCP/IP завоевал свою популярность.

Понимание TCP/IP главным образом подразумевает способность разбираться в наборах таинственных протоколов, которые используются главными компьютерами TCP/IP для обмена информацией. Давайте рассмотрим некоторые из этих протоколов и выясним, что составляет оболочку TCP/IP.

TCP/IP - это аббревиатура термина Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей/Протокол Internet). В терминологии вычислительных сетей протокол - это заранее согласованный стандарт, который позволяет двум компьютерам обмениваться данными. Фактически TCP/IP не один протокол, а несколько. Именно поэтому вы часто слышите, как его называют набором, или комплектом протоколов, среди которых TCP и IP - два основных.

Программное обеспечение для TCP/IP, на вашем компьютере, представляет собой специфичную для данной платформы реализацию TCP, IP и других членов семейства TCP/IP. Обычно в нем также имеются такие высокоуровневые прикладные программы, как FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачи файлов), которые дают возможность через командную строку управлять обменом файлами по Сети.

TCP/IP - зародился в результате исследований, профинансированных Управлением перспективных научно-исследовательских разработок (Advanced Research Project Agency, ARPA) правительства США в 1970-х годах. Этот протокол был разработан с тем, чтобы вычислительные сети исследовательских центров во всем мире могли быть объединены в форме виртуальной "сети сетей" (internetwork). Первоначальная Internet была создана в результате преобразования существующего конгломерата вычислительных сетей, носивших название ARPAnet, с помощью TCP/IP.

Причина, по которой TCP/IP столь важен сегодня, заключается в том, что он позволяет самостоятельным сетям подключаться к Internet или объединяться для создания частных интрасетей. Вычислительные сети, составляющие интрасеть, физически подключаются через устройства, называемые маршрутизаторами или IP-маршрутизаторами. Маршрутизатор - это компьютер, который передает пакеты данных из одной сети в другую. В интрасети, работающей на основе TCP/IP, информация передается в виде дискретных блоков, называемых IP-пакетами (IP packets) или IP-дейтаграммами (IP datagrams). Благодаря программному обеспечению TCP/IP все компьютеры, подключенные к вычислительной сети, становятся "близкими родственниками". По существу оно скрывает маршрутизаторы и базовую архитектуру сетей и делает так, что все это выглядит как одна большая сеть. Точно так же, как подключения к сети Ethernet распознаются по 48-разрядным идентификаторам Ethernet, подключения к интрасети идентифицируются 32-разрядными IP-адресами, которые мы выражаем в форме десятичных чисел, разделенных точками (например, 128.10.2.3). Взяв IP-адрес удаленного компьютера, компьютер в интрасети или в Internet может отправить данные на него, как будто они составляют часть одной и той же физической сети.

TCP/IP дает решение проблемы данными между двумя компьютерами, подключенными к одной и той же интрасети, но принадлежащими различным физическим сетям. Решение состоит из нескольких частей, причем каждый член семейства протоколов TCP/IP вносит свою лепту в общее дело. IP - самый фундаментальный протокол из комплекта TCP/IP - передает IP-дейтаграммы по интрасети и выполняет важную функцию, называемую маршрутизацией, по сути дела это выбор маршрута, по которому дейтаграмма будет следовать из пункта А в пункт B, и использование маршрутизаторов для "прыжков" между сетями.

TCP - это протокол более высокого уровня, который позволяет прикладным программам, запущенным на различных главных компьютерах сети, обмениваться потоками данных. TCP делит потоки данных на цепочки, которые называются TCP-сегментами, и передает их с помощью IP. В большинстве случаев каждый TCP-сегмент пересылается в одной IP-дейтаграмме. Однако при необходимости TCP будет расщеплять сегменты на несколько IP-дейтаграмм, вмещающихся в физические кадры данных, которые используют для передачи информации между компьютерами в сети. Поскольку IP не гарантирует, что дейтаграммы будут получены в той же самой последовательности, в которой они были посланы, TCP осуществляет повторную "сборку" TCP-сегментов на другом конце маршрута, чтобы образовать непрерывный поток данных. FTP и telnet - это два примера популярных прикладных программ TCP/IP, которые опираются на использование TCP.

Другой важный член комплекта TCP/IP - User Datagram Protocol (UDP, протокол пользовательских дейтаграмм), который похож на TCP, но более примитивен. TCP - "надежный" протокол, потому что он обеспечивает проверку на наличие ошибок и обмен подтверждающими сообщениями чтобы данные достигали своего места назначения заведомо без искажений. UDP - "ненадежный" протокол, ибо не гарантирует, что дейтаграммы будут приходить в том порядке, в котором были посланы, и даже того, что они придут вообще. Если надежность - желательное условие, для его реализации потребуется программное обеспечение. Но UDP по-прежнему занимает свое место в мире TCP/IP, и испльзуется во многих программах. Прикладная программа SNMP (Simple Network Management Protocol, простой протокол управления сетями), реализуемый во многих воплощениях TCP/IP, - это один из примеров программ UDP.

Другие TCP/IP протоколы играют менее заметные, но в равной степени важные роли в работе сетей TCP/IP. Например, протокол определения адресов (Address Resolution Protocol, ARP) ппреобразует IP-адреса в физические сетевые адреса, такие, как идентификаторы Ethernet. Родственный протокол - протокол обратного преобразования адресов (Reverse Address Resolution Protocol, RARP) - выполняет обеспечивает обратное действие, преобразуя физические сетевые адреса в IP-адреса. Протокол управления сообщениями Internet (Internet Control Message Protocol, ICMP) представляет собой протокол сопровождения, который использует IP для обмена управляющей информацией и контроля над ошибками, относящимися к передаче пакетов IP. Например, если маршрутизатор не может передать IP-дейтаграмму, он использует ICMP, с тем чтобы информировать отправителя, что возникла проблема. Краткое описание некоторых других протоколов, которые "прячутся под зонтиком" TCP/IP, приведено во врезке.

Проектировщики вычислительных сетей часто используют семиуровневую модель ISO/OSI (International Standards Organization/Open Systems Interconnect, Международная организация по стандартизации/ Взаимодействие открытых систем), которая описывает архитектуру сетей. Каждый уровень в этой модели соответствует одному уровню функциональных возможностей сети. В самом основании располагается физический уровень, представляющий физическую среду, по которой "путешествуют" данные, - другими словами, кабельную систему вычислительной сети. Над ним имеется канальный уровень, или уровень звена данных, функционирование которого обеспечивается сетевыми интерфейсными платами. На самом верху размещается уровень прикладных программ, где работают программы, использующие служебные функции сетей.

На рисунке показано, как TCP/IP согласуется с моделью ISO/OSI. Этот рисунок также иллюстрирует уровневое строение TCP/IP и показывает взаимосвязи между основными протоколами. При переносе блока данных из сетевой прикладной программы в плату сетевого адаптера он последовательно проходит через ряд модулей TCP/IP. При этом на каждом шаге он доукомплектовывается информацией, необходимой для эквивалентного модуля TCP/IP на другом конце цепочки. К тому моменту, когда данные попадают в сетевую плату, они представляют собой стандартный кадр Ethernet, если предположить, что сеть основана именно на этом интерфейсе. Программное обеспечение TCP/IP на приемном конце воссоздает исходные данные для принимающей программы путем захвата кадра Ethernet и прохождения его в обратном порядке по набору модулей TCP/IP. Если браузер и сервер работают на компьютерах, подключенных к различным физическим сетям (как это обычно бывает), дейтаграммы передаются от сети к сети до тех пор, пока не достигнут той, к которой физически подключен сервер. В конце концов дейтаграммы достигают пункта своего назначения и вновь собираются таким образом, чтобы Web-сервер, который считывает цепочки данных из своего гнезда, получал непрерывный поток данных. Для браузера и сервера данные, записанные в гнездо на одном конце, как по волшебству, "всплывают" на другом конце. Но между этими событиями происходят все виды сложных взаимодействий для создания иллюзии непрерывной передачи данных между вычислительными сетями.

И это практически все, чем занимается TCP/IP: превращением множества небольших сетей в одну большую и предоставлением услуг, которые нужны прикладным программам для обмена информацией друг с другом по получающейся в итоге Internet.

Таким образом, TCP/IP - это набор протоколов, которые позволяют физическим сетям объединяться вместе для образования Internet. TCP/IP соединяет индивидуальные сети для образования виртуальной вычислительной сети, в которой отдельные главные компьютеры идентифицируются не физическими адресами сетей, а IP-адресами.

В TCP/IP используется многоуровневая архитектура, которая четко описывает, за что отвечает каждый протокол. TCP и UDP обеспечивают высокоуровневые служебные функции передачи данных для сетевых программ, и оба опираются на IP при передаче пакетов данных. IP отвечает за маршрутизацию пакетов до их пункта назначения.

Данные, перемещающиеся между двумя прикладными программами, работающими на главных компьютерах Internet, "путешествуют" вверх и вниз по стекам TCP/IP на этих компьютерах. Информация, добавленная модулями TCP/IP на стороне отправителя, "разрезается" соответствующими TCP/IP-модулями на принимающем конце и используется для воссоздания исходных данных.

1.3 Сетевое программное обеспечение

При работе с Windows XP Professional доступны многие новые более эффективные средства и технологии. При помощи дистанционного управления рабочим столом можно получить доступ к сеансу Windows с другого компьютера, также как и при работе за своим компьютером. При помощи средства «Помощник по поиску» можно быстро найти необходимые сведения. Средства «Защита файлов Windows» и «Восстановление системы» предотвращают случайное удаление важных файлов и возвращают систему в исходное состояние в случае возникновения проблем. В случае ошибки системы или программы можно отправить в корпорацию Майкрософт отчет, а также можно использовать компонент NetMeeting для проведения собрания по сети с другими пользователями в любое время. При работе на компьютере с плоскоэкранным монитором (как у переносных компьютерах) можно использовать технологию ClearType для отображения экранных шрифтов. (Эта передовая технология корпорации Майкрософт, обеспечивающая четкость отображения шрифтов.) Помимо этого технология Dualview позволяет использовать отдельный монитор с переносным компьютером.

Windows XP предлагает множество средств, которые необходимы в современных высокоскоростных коммуникационных сетях для работы и развлечения. В этот пакет инструментов входят средства, помогающие устанавливать и настраивать конфигурацию системных ресурсов, пользователей и групп пользователей, а также плановых системных задач. Набор стандартных программ позволяет полностью выполнить любое задание, в чем бы оно ни заключалось. Вы можете создавать документы и изображения, производить вычисления, планировать свое рабочее время и проводить интерактивные совещания со своими сотрудниками. Когда настанет пора отдыха, вы можете послушать музыку, найденную в Интернете, или поиграть в игры. Средства связи и развлекательные программы помогут вам хорошо отдохнуть.

Windows XP Professional обладает улучшенными возможностями для работы программ в фоновом режиме. Общая защита значительно улучшена, поэтому теперь можно более безопасно использовать обозреватель Интернета и совершать в нем покупки. Можно также общаться с другими пользователями по сетям, не беспокоясь о сохранении конфиденциальности файлов личных данных. Быстродействие позволяет запускать большее количество программ одновременно, при этом программы работают с максимальной скоростью. Windows XP Professional надежна и устойчива, поэтому всегда можно рассчитывать на быстродействие и эффективную работу компьютера. Помимо этого достигнут максимально возможный уровень совместимости с другими программами.

Очевидно, что средства Windows XP Professional позволяют упростить использование компьютера, обеспечивают эффективность работы и возможность использования компьютера для развлечений. Например, можно при помощи средства «Дистанционное управление рабочим столом» получить доступ к рабочему компьютеру и его ресурсам из дома, а также просматривать файлы и документы на рабочем столе своего компьютера, находясь за компьютером сотрудника. При помощи программы NetMeeting можно устраивать виртуальные собрания по сети с пользователями, расположенными в любой точке земного шара, а также участвовать в обсуждениях, используя аудио- и видеоустройства и программу «Разговор». Получение справки теперь максимально упрощено. При помощи средства «Удаленный помощник» можно отправить по электронной почте сообщение специалисту по компьютерам или сотруднику службы поддержки, который поможет решить возникшую проблему со своего расположения. При работе в Windows XP Professional возможно использование расширенной интерактивной справочной системы, содержащей сведения о всех средствах операционной системы, а также электронный учебник, который поможет получить дополнительные сведения о возможном решении проблемы.

Windows XP Professional доступно множество других новых средств.

Windows XP включает последнюю версию программы MSN Explorer с полным пакетом служб Microsoft, а также последний выпуск программы Internet Explorer. Пользователи получают больше возможностей контролировать конфиденциальность и безопасность при просмотре Интернета.

При использовании Windows XP Professional работа с домашней сетью максимально упрощена. Для быстрой настройки сети используется мастер настройки сети. Для всех компьютеров в сети можно использовать общее подключение к Интернету. При этом ваш компьютер будет защищен брандмауэром подключения к Интернету.

При использовании Windows XP Professional работа с файлами и папками выполняется более эффективно. Теперь можно выполнять задачи с более понятным интерфейсом веб-страниц и просматривать сведения о файлах и папках еще продуктивнее. Имеется больше возможностей сопоставления определенных типов файлов с определенными программами. Помимо этого максимально упрощена автономная работа с файлами и папками. Сжатие файлов и папок с целью экономия места на компьютере выполняется просто и быстро.

При использовании Windows XP имеется возможность воспроизводить музыку, просматривать и печатать изображения, а также записывать сведения на компакт-диски. Можно также создавать фильмы.

Системные требования для Windows XP Professional одно- или двухпроцессорный ПК с процессором 233 МГц. Рекомендуется процессор 300 МГц или более мощный (*рекомендуется использовать процессоры семейства Intel Pentium/Celeron или AMD K6/Athlon/Duron или совместимые с данными типами процессоров).

Рекомендуется не менее 128 МБ ОЗУ (минимально допустимый объем памяти составляет 64 МБ, но при этом быстродействие и некоторые возможности системы могут быть ограничены).

Жесткий диск не менее 1,5 ГБ свободного места на жестком диске. Фактические требования могут меняться в зависимости от конфигурации системы и устанавливаемых компонентов. Если установка производится через сеть, может потребоваться дополнительное свободное место на жестком диске. Более подробные сведения можно получить по адресу www.microsoft.com/windowsxp.

Дисковод для компакт-дисков или DVD-дисков.

Видеоплата и монитор Super VGA (800 x 600 точек) или с более высоким разрешением. Для воспроизведения DVD-фильмов необходимы дисковод DVD, плата или программное обеспечение DVD-декодера, а также 8 МБ видеопамяти.

Работа с приложением Windows Movie Maker. Для использования функций видеозаписи потребуется соответствующее цифровое или аналоговое устройство видеозаписи, а также процессор 400 МГц (или более мощный) для записи видео с помощью цифровой видеокамеры.

Windows XP Home Edition - это операционная система со множеством новых функций, предоставляющих расширенные возможности для работы, средства для более быстрого и простого доступа в Интернет и для общения с друзьями и коллегами. Это наиболее надежная и стабильная операционная система в семействе Windows, которую можно использовать и для работы, и для развлечений.

Операционная система Windows XP Home Edition создана на основе Windows 2000. В ней используется 32-разрядная компьютерная архитектура и полностью защищенная модель памяти. Благодаря этому Windows XP Professional является на сегодняшний день самой надежной операционной системой. Наряду с этим, Windows XP Home Edition включает в себя все лучшие качества семейства потребительских операционных систем Windows 9х. В результате пользователь получает в свое распоряжение не только удобную в пользовании, но и высоконадежную операционную систему.

Преимущества Windows XP Home Edition:

- производительность, безопасность и надежность Windows 2000;

- лучшие качества предыдущих версий потребительских операционных систем Windows;

- удобная в пользовании операционная система, которая отличается от всех предыдущих версий потребительских операционных систем Windows повышенной надежностью;

- интегрированные дополнительные функции для повышения надежности и предотвращения неполадок в системе;

- операционная система, которой легко и приятно пользоваться и которая не подведет;

- операционная система Windows XP Home Edition более удобная и более быстрая.

2. Разработка компьютерной сети на предприятии по разработке программного обеспечения

2.1 Постановка задачи

Необходимо разработать локальную сеть из 70 компьютеров. Выбор технологии подключения к Интернет произволен. Удаленный участок сети необходимо разместить в диаметре 1 км с центром в основном здании.

В качестве примера будет разработана сеть для предприятия по разработке программного обеспечения. Предприятие осуществляет разработку программного обеспечения для химической промышленности. Поэтому одним из отделов предприятия будет САПР(Системы автоматизированного проектирования), остальные - типовые отделы предприятий: информационно-технический, юридический, отдел маркетинга, отдел сбыта, производственный отдел, бухгалтерия, директор, заместители, секретари.

Главное здание состоит из четырех этажей (Приложение Д - Ж).

На удалении пятисот метров будет располагаться одноэтажное здание - производственный отдел.

Распределение компьютеров между отделами:

Первый этаж:

Охрана - 2 компьютера;

Отдел сбыта - 4 компьютера.

Второй этаж:

Отдел маркетинга - 6 компьютеров;

САПР(1) - 13 компьютеров;

САПР(2) - 9 компьютеров.

Третий этаж:

Бухгалтерия - 6 компьютеров;

Юридический отдел - 4 компьютера;

Информационно-технический отдел - 8 компьютеров.

Четвертый этаж:

Отдел кадров - 3 компьютера;

Директор - 1 компьютер;

1-ый заместитель - 1 компьютер;

2-ой заместитель - 1 компьютер;

Секретарь - 1 компьютер;

Секретарь - 1 компьютер;

Конференц-зал - 1 компьютер.

Второй корпус:

производственный отдел - 9 компьютеров.

Сеть будет построена по топологии - звезда, и по распространенной в наше время технологии Ethernet.

Преимущества топологии "звезда":

- недорогой кабель и быстрая установка;

- легкое объединение рабочих групп;

- простое расширение сети.

Использования коммутатора или моста улучшает производительность "поперек" сети.

Неисправность одного узла не приводит к остановке работы всей сети.

Кабельная система обеспечивает подачу сигнала на контрольные лампы концентратора, что позволяет легко проводить диагностику и определять неисправные узлы.

В центре каждой "звезды" - концентратор или коммутатор, который непосредственно соединен с каждым отдельным узлом сети через тонкий гибкий кабель UTP, часто называемый "витой парой". Кабель соединяет сетевой адаптер с ПК, с одной стороны, с концентратором или коммутатором - с другой. Устанавливать сеть с топологией "звезда" просто и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора. Однако имеется ограничение по числу узлов: сеть может иметь максимум 1024 узла. Рабочая группа, созданная по схеме "звезда", может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.

2.2 Выбор оборудования и программного обеспечения

Подразумевается наличие на предприятии нужного количества персональных компьютеров и серверов с установленным лицензионным программным обеспечением, указанным в разрабатываемом проекте локальной сети предприятия. Предполагается, что в каждом персональном компьютере и сервере установлены сетевые платы для подключения к сети. В дальнейшем затраты на приобретение компьютерной техники и программного обеспечения учтены не будут, так как предполагают составление специальной сметы на приобретение, настройку и установку программного обеспечения, что не является целю данной конкретной работы по проектированию локальной сети предприятия.

В качестве коммуникаторов будут использоваться гигабитные и 100 мегабитные свитчи фирмы D-Link. Выбор фирмы-производителя обусловлен оптимальным соотношением цена/качество. Кабель - используется как экранированный(FTP), так и неэкранированный (UTP) кабель типа "витая пара" категории 5.

Для обеспечения доступа в Интернет, будет использоваться технология ADSL, которая позволит получить скорость потока данных в пределах от 1,5 до 8 Мбит/с. Технология ADSL позволяет телекоммуникационным компаниям предоставлять частный защищенный канал для обеспечения обмена информацией между пользователем и провайдером. Кроме того, ADSL эффективна с экономической точки зрения хотя бы потому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует уже существующие двухпроводные медные телефонные линии. ADSL открывает совершенно новые возможности в тех областях, в которых в режиме реального времени необходимо передавать качественный видеосигнал. К ним относится, например, организация видеоконференций, обучение на расстоянии и видео по запросу. Технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость самого быстрого на данный момент аналогового модема (56 Кбит/с) и более чем в 70 раз превышает скорость передачи данных в ISDN (128 Кбит/с). Решено использовать ADSL - модем производства фирмы D-Link, а именно модель DSL-500T (Рис.2.1). Он отвечает всем современным требованиям к сетевому оборудованию и наиболее оптимален по соотношению цена/качество.

Для связи с удаленным участком сети будет применяться беспроводная технология стандарта 802.11g, обеспечивающая скорость передачи до 54 мегабит в секунду. Т.к. удаленный участок будет находиться на расстоянии 500 метров необходимо применить направленные антенны для беспроводных точек доступа. Преимущество беспроводной связи заключается в удобстве монтажа и более дешевой реализации, нежели кабельный вариант. 54 Мбит вполне достаточно для обмена документами и прочими данными, а также для доступа в Интернет.

В качестве операционной системы сервера была выбрана Windows Server 2003 Edition.

2.2.1 Краткое описание технических средств

В этом подразделе приведён список технических устройств, которые будут использоваться в разработанной сети:

а) DGS-1016D Коммутатор 16х 10ХХMbps портов, неуправляемый. Благодаря новому настольному коммутатору Gigabit Ethernet от D-Link переход к сетям Gigabit Ethernet никогда не был более экономически эффективен и прост. Данный настольный гигабитный коммутатор предлагает рабочим группам экономичный способ извлечения выгоды из увеличенной пропускной способности сети Gigabit Ethernet.

Имея 16 портов Gigabit Ethernet, этот компактный настольный коммутатор обеспечивают быстрый доступ к серверам, удовлетворяя возрастающие потребности пользователей сети. Благодаря установке plug-and-play и медным портам Gigabit Ethernet, использующим для подключения существующую витую пару категории 5, данное устройство позволяет сразу же увеличить производительность рабочей группы без необходимости прокладки дорогого оптического кабеля или полного переконфигурирования сети. Все порты поддерживают автоопределение скорости 10/100/1000Mбит/с и автосогласование полуду/ полнодуплексного режима работы.

Порты Gigabit Ethernet предоставляют выделенную полосу пропускания в 2000Мбит/с в режиме полного дуплекса для подключения серверов. Это позволяет устранить узкие места в сети и повысить ее производительность.

Управление потоком IEEE 802.3x позволяет подключать серверы напрямую к коммутатору с целью получения высокоскоростного и сверхнадежного канала связи. Работая на скорости 2000Мбит/с в режиме полного дуплекса, коммутатор предоставляет высокоскоростной канал для передачи данных серверам с минимальной потерей данных.

Все порты поддерживают автоматическое определение полярности MDI/MDIX. Это исключает необходимость в использовании перекрестных кабелей или портов uplink. Любой порт можно подключить к серверу, маршрутизатору или коммутатору, используя прямой кабель на основе витой пары.

Коммутатор без проблем работает с любым существующим сетевым оборудованием, будь то Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet. Заменять оборудование или программное обеспечение при его установке не потребуется.

Автоопределение скоростей 10/100/1000 Мбит/с, автосогласование режима полный/полудуплекс, плюс возможность подключить ранее проложенный кабель 5-й категории - все эти факторы делают инсталляцию устройства на редкость необременительной. Все что требуется - подключить кабели сетевого оборудования к устройству, и в считанные минуты сеть начнет свою работу.

б) DES-1018DG (Коммутатор 16х10х Mbps + 2х10хх Mbps портов) - настольный коммутатор с высокой плотностью портов 10/100 Мбит/с (Рис.2.3). Он имеет 16 портов 10/100BASE-TX Fast Ethernet с автоматическим определением скорости и 2 порта 1000BASE-T Gigabit Ethernet в компактном корпусе в настольном исполнении. Поддерживая установку plug-and-play и медные порты Gigabit Ethernet, позволяющие подключать кабель на основе витой пары категории 5, коммутатор значительно увеличивает производительность рабочей группы, не требуя прокладки дорогого оптического кабеля или сложной переконфигурации сети.

Коммутатор имеет 16 портов 10/100 Мбит/с, которые позволяют гибко интегрировать рабочую группу в существующую сеть Ethernet и Fast Ethernet. Эти порты поддерживают автосогласование скоростей 100BASE-TX и 10BASE-T и автоопределение режимов полного и полудуплекса .

2 порта 1000BASE-T Gigabit Ethernet обеспечивают более дешевую альтернативу решению на оптике. Использование существующей витой пары категории 5 в качестве среды передачи позволяет сразу же подключить серверы к портам Gigabit Ethernet без необходимости прокладки нового оптического кабеля.

Порты Gigabit Ethernet предоставляют выделенную полосу пропускания в 2000 Мбит/с для подключения серверов. Это позволяет устранить узкие места в сети и повысить ее производительность.

Все порты поддерживают управление потоком методом "обратного давления" и IEEE 802.3x. Эти функции позволяют избежать потери пакетов при переполнении буфера порта принимающего устройства.

Все порты поддерживают автоматическое определение полярности MDI/MDIX. Это исключает необходимость в использовании кроссированных кабелей или портов uplink. Любой порт можно подключить к серверу, маршрутизатору или коммутатору, используя прямой кабель на основе витой пары.

Коммутатор может быть использован для непосредственного подключения компьютеров, так как обладает малой стоимостью подключения на порт. Это предотвращает возможность образования "узких мест", так как каждый компьютер имеет выделенную полосу пропускания сети.

в) D-Link DES-1016D является неуправляемым коммутатором 10/100 Мбит/с 2 уровня, предназначенным для повышения производительности работы небольшой группы пользователей, обеспечивая при этом высокую пропускную способность (Рис.2.4). Мощный и одновременно с этим простой в использовании, DES-1016D позволяет пользователям не задумываясь подключать в любой порт сетевое оборудование работающее на скоростях 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, понизить время отклика и удовлетворить потребности в большой пропускной способности сети.

Коммутатор снабжен 16 портами 10/100 Мбит/с, позволяющими небольшой рабочей группе гибко подключаться сетям к Ethernet и Fast Ethernet, а также интегрировать их. Это достигается благодаря свойству портов автоматически определять сетевую скорость, согласовывать стандарты 10Base-T и 100Base-TX, а также режим передачи полу/полный дуплекс.

Коммутатор может быть использован для непосредственного подключения компьютеров к нему, так как обладает малой стоимостью подключения на порт. Это предотвращает возможность образования "узких мест", так как каждый компьютер имеет выделенную полосу пропускания сети.

Функция управления потоком предотвращает потерю (пакетов) данных при передаче пакетов(данных), посредством передачи сигнала о возможном переполнении порта, буфер которого полон. Приостановка передачи пакетов продолжается до тех пор, пока буфер порта не будет готов принимать новые данные. Управление потоком реализовано для режимов полного и полудуплекса.

г) D-Link DES-1008D является неуправляемым коммутатором 10/100 Мбит/с предназначенным для повышения производительности работы малой группы пользователей, обеспечивая при этом высокий уровень гибкости (Рис.2.5). Мощный и одновременно с этим простой в использовании, DES-1008D позволяет пользователям без труда подключить к любому порту сетевое оборудование, работающее на скоростях 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, понизить время отклика и удовлетворить потребности в большой пропускной способности сети.

Коммутатор снабжен 8 портами 10/100 Мбит/с, позволяющими небольшой рабочей группе гибко подключаться к сетям Ethernet и Fast Ethernet, а также интегрировать их. Это достигается благодаря свойству портов автоматически определять сетевую скорость, согласовывать стандарты 10Base-T и 100Base-TX, а также режим передачи полу-/полный дуплекс.

Функция управления потоком предотвращает пакеты от передачи, которая может привести к их потере, посредством передачи сигнала о возможном переполнении портом, буфер которого полон. Приостановка передачи пакетов продолжается до тех пор, пока буфер порта не будет готов принимать новые данные. Управление потоком реализовано для режимов полного и полудуплекса.

Все порты поддерживают автоматическое определение полярности MDI/MDIX. Это исключает необходимость в использовании кроссированных кабелей или портов uplink. Любой порт можно подключить к серверу, маршрутизатору или коммутатору, используя прямой кабель на основе витой пары.

Имея 8 портов plug-and-play, коммутатор является идеальным выбором для сетей малых рабочих групп для увеличения производительности между рабочими станциями и серверами. Порты могут быть подключены к серверам в режиме полного дуплекса, либо к концентратору в режиме полудуплекса.

Коммутатор может быть использован для непосредственного подключения компьютеров, так как обладает малой стоимостью подключения на порт. Это предотвращает возможность образования "узких мест" благодаря предоставлению каждому компьютеру сети выделенной полосы пропускания.

д) Маршрутизатор ADSL DSL-500T разработан для сетей малых офисов и дома. Он позволяет быстро и просто получить широкополосный доступ к Интернет и совместно использовать канал связи ADSL несколькими пользователями (Рис.2.6). Благодаря встроенному интерфейсу ADSL, поддерживающему скорость нисходящего потока до 24 Мбит/с и расширенным функциям маршрутизатора, это устройство предоставляет малым офисам и домашним пользователям удобный и экономичный способ создания безопасной, высокоскоростной сети, со свободным от "узких" мест каналом связи к внешнему миру.

Простое, экономичное широкополосное подключение к Интернет. Используя этот маршрутизатор, можно легко организовать совместное использование широкополосного канала связи дома или в офисе. После процедуры регистрации, устройство автоматически создаст и назначит IP-адрес каждому пользователю, упростив операцию регистрации.

Маршрутизатор обеспечивает защиту пользователей домашних и офисных сетей от атак из Интернет с помощью NAT, плюс к этому, для еще большей защиты поддерживаются VPN в режиме pass-through. Устройство также блокирует и перенаправляет определенные порты, ограничивая сервисы во внутренней сети предприятия, к которым внешние пользователи могут получить доступ. Виртуальный сервер используется для перенаправления сервисов на несколько серверов.

Маршрутизатор может быть настроен таким образом, что отдельные FTP, Web и игровые серверы смогут совместно использовать один, видимый извне IP-адрес, и в тоже время останутся защищены от атак хакеров.

Маршрутизатор поддерживает ограниченную функцию DMZ для перенаправления неизвестных пакетов на выделенный сервер или рабочую станцию, находящуюся за ним, позволяя обращаться к клиенту (такому как Web-сервер) из сети Интернет и гарантируя полную совместимость приложений Интернет. Это дает возможность поддерживать Web-сервер и использовать средства электронной коммерции, обеспечивая безопасность локальной офисной сети.

Таблица 2.1 - Технические параметры маршрутизатора D-Link DSL-500T/RU ADSL

Порты	1 RJ-11 ADSL порт
Тип маршрутизируемых пакетов	IP-пакеты
Протоколы и методы маршрутизации	RIP-1, RIP-2 Статическая маршрутизация
Поддержка DHCP	DHCP сервер (для автоматического назначения IP-адресов)
Безопасность	Поддержка VPN: PPTP/L2TP/ IPSec pass-through Network Address/Port translation (NAPT) Аутентификация PAP и CHAP DoS (UDP/TCP), определение известных атак Защита межсетевым экраном SPI Аутентификация на основе логина/пароля
Настройка и управление	Web-интерфейс управления Удаленное управление через HTTP Журнал системных событий Поддержка UPnP 1.0 Резервирование и восстановление конфигурации Сброс к заводским настройкам
Статистическое наблюдение	Статистики Ethernet, ATM и ADSL
Обновление ПО	Через Web-браузер
Стандарты	Стандарт ADSL: ANSI T1.413 Issue 2, ITU G.992.1 (G.dmt) Annex A, ITU G.992.2 (G.lite) Annex A
Скорость	ADSL2: до 12 Мбит/с нисходящий поток, до1 Мбит/с восходящий поток ADSL2+: до 24 Мбит/с нисходящий поток, до1 Мбит/с восходящий поток
ATM/ADSL	Сигнализация ATM: UNI3.0, 3.1 и 4.0
Поддержка Bridged/PPP	Bridged Ethernet over ATM Classical IP over ATM
Питание	Через внешний адаптер питания переменного тока 9В, 1.0A
Размер	142 x 117 x 31 мм
Вес	200 г.
Рабочая температура	0o до 40o C
Влажность	От 5% до 95% без образования конденсата
Электромагнитное излучение	FCC Class B CE Class B
Безопасность	CSA International (CSA950, EN60950, IEC60950, UL1950)

2.2.2 DWL-2210AP

Адаптивная точка доступа D-Link AirPremier® DWL-2210AP стандарта 802.11g с поддержкой кластеризации разработана для построения беспроводных сетей малых и средних предприятий (Рис.2.7).

Точка доступа поддерживает расширенный набор функций, включая 802.3af Power over Ethernet (PoE), встроенную базу данных аутентификации, балансировку нагрузки, WDS и качество обслуживания (QoS). Для удобства настройки и управления, DWL-2210AP поддерживает технологию кластеризации точек доступа (AP Clustering) - "адаптивную" технологию, которая позволяет объединять до 8 точек доступа по проводной сети Fast Ethernet и организовать их взаимодействие непосредственно друг с другом. Взаимодействие заключается в следующем: как только в сети появляется одна настроенная DWL-2210AP, все остальные вновь подключаемые к проводной сети DWL-2210AP синхронизируются с ней и автоматически создают новые конфигурации - это устраняет необходимость в управлении каждой DWL-2210AP в отдельности.

Дополнительно к поддержке высокоскоростного беспроводного стандарта 802.11g, в DWL-2210AP реализовано несколько новых развитых функций. Во-первых, это поддержка качества обслуживания сетевого трафика (Quality of Service). Чувствительные к полосе пропускания приложения, такие как VoIP или потоковое видео, будут иметь более высокий приоритет по сравнению с менее критичными к задержкам приложениями. Следующая развитая функция - функция обнаружения незарегистрированных в сети точек доступа (Rogue AP detection).

Кроме того, в DWL-2210AP реализована технология WDS (Wireless Distribution System), которая позволяет точке доступа одновременно работать в режимах "Access Point" и "Bridge": находясь в мостовом соединении с другой точкой доступа, исходная точка может подключать к себе беспроводных клиентов. И ещё одна функция - это балансировка нагрузки, оптимально распределяющая нагрузку между несколькими точками доступа DWL-2210AP.

DWL-2210AP поддерживает следующие технологии для обеспечения безопасности беспроводной сети: WEP-шифрование 64/128-бит, WPA-Personal и WPA-Enterprise. DWL-2210AP имеет небольшую интегрированную базу данных RADIUS, которая может быть использована для аутентификации пользователей вместо дорогого внешнего сервера RADIUS.

При работе DWL-2210AP в режиме WDS, каждое мостовое соединение может быть защищено 64- или 128-битным WEP шифрованием. Для обеспечения дополнительной сетевой безопасности, DWL-2210AP поддерживает теги VLAN на интерфейсе Fast Ethernet, а также Multiple SSID. Эти функции позволяют обеспечивать доступ в Интернет гостевым пользователям, при этом полностью изолируя от них внутриофисную частную сеть.

DWL-2210AP поддерживает стандарт 802.3af Power over Ethernet (PoE), что позволяет подавать питание на точку через обычный кабель Ethernet. Эта функция обеспечивает возможность подачи электропитания на точки доступа даже в те места, где нет доступных силовых розеток. DWL-2210AP комплектуется съёмной всенаправленной антенной с высоким коэффициентом усиления 5 dBi.

2.2.3 D-Link ANT24-1201

Направленная внешняя антенна типа Яги D-Link ANT24-1201 подключается к беспроводным устройствам, работающим в частотном диапазоне 2,4 ГГц для увеличения площади покрытия беспроводной сети (Рис. 2.8).

Корпус антенны сделан из устойчивого к погодным явлениям материала.

Антенна поставляется с кабелем - переходником, позволяющим подключать антенну к беспроводным устройствам с реверсным разъемом SMA.

Комплект поставки состоит из набора крепежа, блока грозозащиты и заземления, кабеля - переходника.

2.4 Программное обеспечение

Приведем список программного обеспечения, а именно операционных систем, разработанных компанией Microsoft:

2.4.1 Windows Small Business Server 2003

Часто организации принимают решение развивать компьютерную сеть поэтапно, приобретая продукты по мере развития. То есть сначала просто объединяют компьютеры в сеть под управлением сервера, через год добавляют сервер электронной почты, затем задумываются о повышении безопасности и т.п. К сожалению, это оказывается наиболее сложный и дорогой вариант, который требует с, одной стороны, суммарных инвестиций во все продукты, а с другой, высокой квалификации персонала, т.к. ему приходится решать многие задачи "промежуточными" методами (например, организовать электронную почту до появления полноценного почтового сервера). Но, главное, этот подход приводит к тому, что организация не полностью использует все возможности для бизнеса, которые могла бы предоставить ей грамотно работающая компьютерная инфраструктура.

Возможности и функции:

- Электронная почта и сетевые возможности ;

- Подключение к Интернету с обеспечением безопасности сети;