Файл: Проектирование маршрутизации в двух трехуровневых сетях с использованием протокола IGRP.pdf

4. Повторитель используют для уменьшения влияния затухания сигнала по мере передвижения по физической сети. Он усиливает, фильтрует, копирует или повторяет принимаемые сигнала, а также уменьшает помехи.

5. Мост является устройством, ограничивающим передвижение определенного сообщения из одного сегмента компьютерной сети в другой без подтверждения права на переход.

Усовершенствование сетевых компонентов, развитие информационных систем и увеличивающееся разнообразие физических свойств сигналов передачи данных, предполагают изменение и в структуре ЛВС для удовлетворения потребностей современных пользователей. 

В основе функционирования Интернет положена работа нескольких протоколов, которые располагаются один поверх другого. Какие же основные из них и что означают эти аббревиатуры?

MAC (Media Access Control) – это протокол низкого уровня. Его применяют в качестве идентификации устройств в локальной сети. Каждое устройство, которое подключено к Интернету имеет свой уникальный MAC адрес. Этот адрес задан производителем. Это протокол уровня соединения, с которым довольно часто приходится сталкиваться каждому пользователю [15. стр.95].

IP (Internet Protocol) по сравнению с MAC, располагается на уровень выше. IP адреса  уникальны для каждого устройства и дают возможность компьютерам находить и определять друг друга в сети. IP принадлежит сетевому уровню модели TCP/IP.

Сети связываются в сложные структуры, а с помощью данного протокола машины определяют возможные пути к целевому устройству (эти пути могут меняться во время работы). Протокол реализуется с помощью известных видов IPv4 и IPv6.

ICMP (Internet control message protocol) предназначен для того, чтобы устройства могли обмениваться сообщениями. Это к примеру могут быть сообщения об ошибках или информационные оповещения. Данные этот протокол не передает информацию. Этот протокол находится уровнем выше нежели протокол IP.

TCP (Transmission control protocol) – один из основных сетевых протоколов, который находится на одном уровне с предыдущим протоколом ICMP. Он управляет передачей данных. Бывают ситуации, когда пакеты могут приходить не в том порядке или вообще где-то теряться. Но протокол TCP обеспечивает правильный порядок доставки и дает возможность исправить ошибки передачи пакетов. Информация подается в правильном порядке для приложения. Соединение осуществляется с помощью специального алгоритма, который предусматривает отправку запроса и подтверждение открытия соединения двумя компьютерами. Множество приложений используют TCP, сюда относят SSH, WWW, FTP и другие [2. стр.55].

UDP (user datagram protocol) – известный протокол, чем-то похожий с TCP, который также функционирует на транспортном уровне. Основное отличие – ненадежная передача данных: данные не проходят проверку при получении. В некоторых случаях этого вполне достаточно. За счет отправки меньшего количества пакетов, UDP работает шустрее чем TCP. Нет необходимости устанавливать соединение и протокол используется для отправки пакетов сразу на несколько устройств или IP телефонии.

Протокол приложения HTTP (hypertext transfer protocol)  лежит в основе работы всех сайтов в Сети. HTTP дает возможность запрашивать необходимые ресурсы у удаленной системы, например, веб страницы и файлы.

FTP (file transfer protocol) – используется для передачи данных. Функционирует на уровне приложений, чем обеспечивается передача файла от одного компьютера к другому. FTP по праву считается небезопасным, его не стоит применять для передачи личных данных.

DNS (domain name system) – используется для преобразования понятных и легко читаемых адресов в сложные ip адреса, которые трудно запомнить и наоборот. С помощью DNS мы получаем доступ к интернет-ресурсу по его доменному имени [2. стр.56].

POP3 (Post Office Protocol) – стандартный протокол, который используется для приема сообщений электронной почты. Протокол почтового соединения предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол  для передачи почты. Основная задача сервера SMTP: возвращение или подтверждение о приеме, или оповещение об ошибке, или запрос на дополнительные данные [2. стр.56-57].

Для того чтобы исключить осцилляции маршрутов, протокол IGRP должен игнорировать новую информацию в течение нескольких минут после ее возникновения. OSPF-протокол вынужден использовать большую избыточность информации по сравнению с IGRP, как на уровне базы маршрутных данных, так и в процессе обмена с внешней средой.

IGRP используется в маршрутизаторах, которые имеют связи с несколькими сетями и выполняют функции переключателей пакетов. Когда какой-то объект в одной сети хочет послать пакет в другую сеть, он должен послать его соответствующему маршрутизатору. Если адресат находится в одной из сетей, непосредственно связанной с маршрутизатором, он отправляет этот пакет по месту назначения. Если же адресат находится в более отдаленной сети, маршрутизатор перешлет пакет другому маршрутизатору, расположенному ближе к адресату. Здесь также как и в других протоколах для хранения маршрутных данных используются специализированные базы данных.

Протокол IGRP формирует эту базу данных на основе информации, которую он получит от соседних маршрутизаторов. В простейшем случае находится один путь для каждой из сетей. Сегменты пути характеризуются используемым сетевым интерфейсом, метрикой и маршрутизатором, куда следует сначала послать пакет [10. стр.74].

Все эти протоколы обеспечивают налаженную работу Интернет, которым пользуемся каждый день. Понимание работы сетей на базовом уровне очень важно для каждого администратора сервера или веб-мастера. Это используется для правильной настройки сервисов в интернет, а также легкого обнаружения возникших проблем и решения неполадок.

2. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

2.1 Разработка и обоснование структуры сети

Кабельная система является фундаментом любой сети, поэтому первым шагом при проектировании сетей является выбор типов кабелей, которые будут использоваться для соединения всей аппаратуры в единую сеть. Используя структурирование локальных сетей, кабельную систему можно разделить на следующие подсистемы:

1. Горизонтальная подсистема – в пределах одного этажа (соединяет коммуникационное устройство с розетками пользователей);

2. Вертикальная подсистема – в пределах одного здания (соединяет устройства каждого этажа с единым центром эксплуатации сети);

3. Подсистемы кампуса – в пределах одной территории с несколькими заданиями [5. стр.83].

В нашем случае – это тип кабеля в пределах одного здания.

Горизонтальная подсистема характеризуется очень большим количеством ответвлений кабеля, так как каждого пользователя нужно подключить к сети. Поэтому к кабелю, используемому в комнатах и на этаже, предъявляются повышенные требования к удобству выполнения ответвлений, а также удобству его прокладки в помещениях. Неэкранированная витая пара UTP по характеристикам полосы пропускания и поддерживаемым расстояниям, а также выше изложенным характеристикам является предпочтительной средой при прокладке горизонтальной подсистемы.

Кабель вертикальной подсистемы, которая соединяет этажи здания, должен передавать данные на большие расстояния и с большей скоростью по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы. Для этой цели все чаще используется оптоволоконный кабель. Исходя из выше сказанного, для соединения этажей выбираем оптоволоконный кабель. Для подсистемы кампуса также используем оптоволоконный кабель, поскольку это наилучший выбор для соединения нескольких зданий, расположенных в радиусе нескольких километров в одну сеть.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно. В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит [14].

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения.

Выделим виды (категории) обрабатываемой информации, для передачи которой предназначена проектируемая сеть в виде (таблицы 2).

Таблица 2

Виды (категории) обрабатываемой информации

Определим физические особенности нашей сети. Для данной вычислительной сети будем применять топологию, которая называться «иерархическая звезда» (Рисунок 1). На данный момент такая топология является наиболее популярной при проектировании информационных сетей, поскольку преимущества применения это топологии – надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность коммуникационного устройства может вывести всю сеть из строя. Это удобно тем, что можно будет быстро найти неисправность и быстро ее исправить, не надо будет копаться в куче проводов и смотреть каждый кабель.

Рисунок 1 – Структурная схема сети ОАО «РЖД»

Одним из пунктов задания является наличие 8 портовых концентраторов в комнатах. Так как в группе 12 компьютеров, то для ее создания соединяем 2 концентратора. При этом еще остается возможность расширения сети. Подключение каждого компьютера и концентраторов между собой осуществляется на основе технологии Fast Ethernet по спецификации 100Base-T4 с использованием кабелей UTP-3. Для сохранения правила 2 хабов, будем считать, что у нас имеются концентраторы II класса.

Объединение групп в отделы проводится с помощью коммутатора. Подключение также проводится по технологии Fast Ethernet, спецификация 100Base-T4, на основе витой пары 3 категории.

Коммутаторы отделов подключаются к коммутатору здания. А коммутаторы зданий к маршрутизатору. К нему также подключается сервер, на котором установлены DNS-сервер и DHCP-сервер, и Internet. Маршрутизатор осуществляет выход во внешнюю среду (Internet) по принципу 50/50 [14].

Соединение отделов и двух зданий между собой осуществляется с помощью технологии Fast Ethernet по спецификации 100Base-FX в полнодуплексном режиме с использованием многомодового оптоволокна.

Таким образом, трафик будет разделен в группах (через концентраторы), в отделах (через коммутаторы), в зданиях (через коммутаторы). Только половина пользователей локальной сети будет иметь выход во внешнюю среду, благодаря настроенному соответствующим образом маршрутизатору.

В случае отделов, разнесенных по разным этажам, для одного отдела используем два коммутатора, подключая их коммутатору здания, тем самым обеспечивая целостность группы.

Исходя их масштабов предприятия, в проектируемой сети функции уровней ядра, распределения и доступа могут быть возложены на маршрутизаторы подразделений.

Физическое соединение маршрутизаторов подразделений осуществляется через сеть провайдера. Для обмена корпоративным трафиком в сети провайдера поддерживаются туннели VPN over IP-MPLS [11. стр.67].

Сеть подразделения строится следующим образом. К маршрутизатору подразделения подсоединены коммутатор подразделения и коммутатор демилитаризованной зоны (DMZ).

Коммутатор подразделения объединяет в одну сеть коммутаторы рабочих групп и серверы подразделения, а так же выполняет маршрутизацию трафика между виртуальными подсетями. В здании Управления к коммутатору подразделения так же подключены серверы предприятия. Коммутаторы рабочих групп обеспечивают подключения хостов к сети. Для АРМов каждого отдела создается VLAN. Технология VLAN позволяет предотвратить затопление сети широковещательными сообщениями, а также повышает производительность сети, т. к. в этом случае кадры передаются только узлу назначения, и позволяет управлять правами доступа пользователей.