Файл: Проектирование современной компьютерной сети колледжа.docx

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Радиотехнический колледж»

К защите допущен(а) заместитель директора по УПР __________Т.А. Бессчетнова «____» __________ 2023 г.

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Тема: «Проектирование современной компьютерной сети колледжа»

Специальность: 09.02.06 «Сетевое и системное администрирование»

Выполнила: обучающаяся группы № 497 П.В. Степанова

Руководитель: преподаватель В.В. Самойлов

Санкт-Петербург 2023

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время компьютерные технологии являются неотъемлемой частью учебного процесса в высших и средних учебных заведениях. Для обеспечения бесперебойной работы современных учебных систем и приложений, необходимо иметь надежную, безопасную и эффективную компьютерную сеть, которая будет соответствовать потребностям колледжа и обеспечивать доставку информации пользователям в режиме реального времени.

Цель данного дипломного проекта - разработка проекта современной компьютерной сети для колледжа, который будет соответствовать требованиям современных учебных систем и обеспечивать эффективную и безопасную работу сети.

Данный проект будет включать в себя анализ потребностей колледжа в сетевых ресурсах, разработку концепции и логической структуры сети, планирование физической инфраструктуры сети, выбор и конфигурирование оборудования, а также тестирование и отладку сети.

Также в рамках данного дипломного проекта будет проведен обзор существующих технологий и стандартов, используемых в сетевых и беспроводных технологиях. Будут рассмотрены протоколы передачи данных, методы безопасности и защиты сети, а также современные системы управления сетями.

---

1.ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Современные компьютерные сети являются сложными и разнообразными системами, которые могут быть использованы для создания связи между большим числом устройств. Существует несколько типов компьютерных сетей, таких как локальные сети (LAN), глобальные сети (WAN) и виртуальные частные сети (VPN).
Локальные сети обычно используются внутри организаций, предприятий или учебных заведений для связи между компьютерами и другими устройствами на небольшой территории. Глобальные сети, такие как Интернет, связывают компьютеры по всему миру. Виртуальные частные сети обеспечивают безопасную связь между удаленными устройствами и могут использоваться для подключения к работе из дома или другого места.
Как правило, компьютерные сети состоят из устройств, таких как маршрутизаторы, коммутаторы, серверы и клиентские устройства. Маршрутизаторы контролируют потоки данных между различными сегментами сети, коммутаторы используются для соединения компьютеров внутри сегмента, серверы предоставляют службы и данные для клиентских устройств.
В современных компьютерных сетях используются различные технологии, такие как Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, NFC и другие. Каждый тип технологии имеет свои преимущества и недостатки, которые могут быть адаптированы для различных ситуаций и бизнес-потребностей.
В целом, современные компьютерные сети являются важной составляющей инфраструктуры любой организации. Они обеспечивают быстрое и безопасное соединение между компьютерами, позволяют повышать эффективность работы и обеспечивать лучшее обслуживание клиентов.

1.1. Понятие и виды локальных компьютерных сетей

Локальная компьютерная сеть (LAN) - это группа компьютеров и других устройств, которые соединены между собой на небольшом расстоянии, чаще всего в рамках одной здания или организации. Целью локальной сети является обмен информацией между отдельными компьютерами, общий доступ к ресурсам и обмен информацией.
В зависимости от технологий и топологий связи, можно выделить несколько видов локальных сетей:
1. Сети Ethernet. Это самый распространенный тип локальных сетей. Они поддерживают высокие скорости передачи данных и позволяют быстро обмениваться информацией между компьютерами. Обычно сеть Ethernet используется для подключения компьютеров на одном этаже или в одном здании.

---

2. Беспроводные сети (Wi-Fi). Этот тип сетей используется для подключения компьютеров без проводов. Они могут покрывать большую территорию и позволяют подключаться к сети из любой точки помещения. Некоторые подтипы беспроводных сетей, такие как мешсети, могут использоваться для создания масштабной сети на большой территории.
3. Сети Token Ring. Этот тип сетей использует технологию передачи токена, который передается по кольцевой топологии сети. Каждый устройство в сети имеет право передавать сообщения только после получения токена. Такой тип сети обычно используется в ситуациях, где необходима высокая степень надежности и предотвращения коллизий.
4. Сети CAN (Controller area network). Этот тип сетей используется в системах автоматизации и управления, например, в автомобильной промышленности. Сеть CAN предназначена для передачи сообщений между различными компонентами системы и позволяет обеспечивать быстрый и безопасный обмен данных.
5. Сети FDDI (Fiber Distributed Data interface). Этот тип сетей использует оптоволокно в качестве канала передачи данных. Он обычно используется в крупных организациях, где высокая скорость передачи данных является необходимостью.
Все эти типы локальных сетей имеют свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе типа сети для организации.

1.2 Описание топологии сети

Топология сети – схема расположения и соединения сетевых устройств. От выбора топологии связей существенно зависят характеристики сети. Например, наличие между узлами нескольких путей повышает надежность сети и делает возможным распределение загрузки между отдельными каналами.

Под топологией сети понимается схема, вершинами которой соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрами — физические или информационные связи между вершинами. Число возможных вариантов конфигурации резко возрастает при увеличении числа связываемых устройств. Транзитные узлы должны быть оснащены специальными средствами, позволяющими им выполнять эту специфическую посредническую операцию. В качестве транзитного узла может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство.

Топология “Звезда”

В звездообразной топологии каждый компьютер подключается при помощи отдельного кабеля к общему центральному устройству, в функции которого входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. В качестве такого центрального устройства чаще всего используется специальное сетевое оборудование: концентратор, коммутатор или маршрутизатор, однако может использоваться и универсальный компьютер с установленным специальным программным обеспечением и достаточным количеством коммуникационных портов.

---

Рис.? Звездообразная топология

2.2. Топология “Шина”

В топологии общая шина все компьютеры подключаются к общему центральному элементу, в качестве которого выступает кабель или радиосреда 31 (рис. ?). Передаваемая информация распространяется по общей шине и доступна одновременно всем присоединенным к ней компьютерам, поэтому задача каждого компьютера – проверить кому адресовано сообщение. Недостатком такой топологии является зависимость скорости передачи данных от количества подключенных узлов: чем больше компьютеров и других узлов, тем ниже скорость передачи данных. Кроме этого, в случае повреждения центрального кабеля полностью парализуется вся сеть.



Рис.? Шинообразная топология

Топология “Кольцо”

В кольцевой топологии (рис.?) компьютеры объединяются между собой круговой связью, а данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому. На каждом из компьютеров должно быть два коммуникационных порта: для связи с предыдущим компьютером и со следующим. Любая пара компьютеров соединена двумя путями – по часовой стрелке и против. Это обеспечивает резервную связь между узлами. Однако в сетях с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения одного компьютера не прерывался канал связи между остальными.



Рис. ? Кольцевая топология

Топология “Ячеистая”

Ячеистая топология образуется из полносвязной путем удаления некоторых линий связей. Такая топология допускает соединение большого числа компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей. Из рис.? видно, что в сетях могут использоваться как индивидуальные линии (каналы) связи между компьютерами, так и разделяемые, когда одна линия связи попеременно используется несколькими компьютерами.



Рис.? Ячеистая топология

---

Топология “Дерево”

Если сеть строится с помощью иерархического соединения центральных устройств нескольких сетей звездообразной топологии, то образуется топология дерево или иерархическая звезда. В настоящее время данная топология является самой распространенной как в локальных, так и в глобальных сетях.



Рис.? Древообразная топология

Оборудование компьютерных сетей

Активное и пассивное оборудование компьютерных сетей – это две основные категории устройств, используемых в сетях.

Пассивное оборудование – это устройства, которые не вмешиваются в передачу или усиление сигнала данных. Они просто позволяют проводам и кабелям быть соединенными между устройствами. Примеры пассивного оборудования включают в себя различные виды кабелей, разъемы, розетки и патч-панели.

Активное оборудование – это устройства, которые изменяют, усиливают и передают сигнал данных через сеть. Они также могут выполнять другие функции, такие как управление потоком данных, проверка наличия ошибок и фильтрация трафика. Примеры активного оборудования включают в себя маршрутизаторы, коммутаторы, мосты, хабы (hub), концентраторы и шлюзы.

Основное различие между активным и пассивным оборудованием заключается в том, что активное оборудование может управлять и изменять данные, передаваемые по сети, в то время как пассивное оборудование только обеспечивает соединение между устройствами.

Выбор между активным и пассивным оборудованием зависит от типа сети, которую необходимо создать или расширить, а также от функций, требуемых для поддержки сетевых приложений и услуг. Обычно, для более крупных и сложных сетей используется активное оборудование, в то время как для небольших и менее сложных сетей может быть достаточно пассивного оборудования.

Анализ сетевого оборудования

Сетевое оборудование – это аппаратное обеспечение, используемое для создания и управления компьютерными сетями. Оно состоит из различных устройств, таких как маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа Wi-Fi, медиаконвертеры и другие.

1. 
   Маршрутизаторы – это устройства, которые используются для управления потоками данных в сети. Они определяют оптимальный путь для передачи данных между различными устройствами, используя различные протоколы маршрутизации. Маршрутизаторы могут работать как на звездообразной, кольцевой или шинной топологиях сети.
   
2. 
   Коммутаторы – это устройства, которые используются для соединения компьютеров и других устройств в сети. Они обрабатывают данные, которые пересылаются между устройствами, а также определяют, на какой порт отправлять данные. Коммутаторы могут быть использованы в сетях Ethernet, а также для создания виртуальных локальных сетей (VLAN).
   
3. 
   Точки доступа Wi-Fi – это устройства, которые позволяют создать беспроводную сеть на основе Wi-Fi технологии. Они используются для подключения мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты, а также ноутбуки и компьютеры к Интернету.
   
4. 
   Медиаконвертеры – это устройства, которые используются для преобразования сигналов между различными типами сред передачи данных. Например, они могут преобразовывать сигналы между оптич
   

---