Курсовая работа: Организация корпоративной сети на основе цифровых технологий передачи данных

Курсовая работа: Организация корпоративной сети на основе цифровых технологий передачи данных

ФГОУ СПО "Салаватский индустриальный колледж"

Пояснительная записка

ОРГАНИЗАЦИЯ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Выполнил Степанов А.З.

Проверил Панова М.А

2011

Содержание

Цель, задач проекта, термины и сокращения

Введение

1. Технологии цифровых и аналоговых линий связи

1.1 Модемная связь

1.2 Цифровые технологии связи

2. Технология DSL

2.1 ADSL

2.1.1 Характеристики

2.1.2 Оборудование

2.1.3Разработка спецификации на оборудование

2.1.4 Применение

2.2 HDSL

2.2.1 Характеристики

2.2.2 Оборудование

2.2.3Разработка спецификации на оборудование

2.2.4 Применение

2.3 VDSL

2.2.1 Характеристики

2.2.2 Оборудование

2.2.3Разработка спецификации на оборудование

2.2.4 Применение

3. Выбор технологии и оборудования для построения корпоративной сети

4. Настройка сетевого соединения, распределения сетевых адресов

5. Обеспечение безопасности ресурсов сети

5.1 Предотвращение неконтролируемого доступа к информации

5.2 Firewall

5.3 Разработка спецификации на оборудование

6. Требования к технологии управления сетью

Заключение

Список использованных источников

Цель, задачи проекта, термины и сокращения

локальный сеть цифровой корпоративный

По заданию необходимо разработать проект объединения 2-х локальных сетей в одну на основе цифровых технологий передачи данных.

Основной целью курсового проекта является приобретение навыков построения локальной вычислительной сети на основе цифровых технологий передачи данных.

xDSL (digital subscriber line) - цифровая абонентская линия

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - асимметричная цифровая абонентская линия)

HDSL (high data rate digital subscriber line) - высокоскоростная цифровая абонентская линия)

VDSL (Very-high data rate Digital Subscriber Line) - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия

Internet Protocol или IP (internet protocol) - межсетевой протокол

АТС (кириллица) - автоматическая телефонная станция

Bit Error Rate (BER) – частота ошибочных бит

IDSL (ISDN Digital Subscriber Line) - цифровая абонентская линия

RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line) - цифровая абонентская линия с адаптацией скорости

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) - это технология транспортных телекоммуникационных сетей

ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровая сеть с интеграцией обслуживания.

POTS (Plain Old Telephone Service) - старые обычные телефонные службы

PCI (Peripheral component interconnect, дословно) - взаимосвязь периферийных компонентов

USB (Universal Serial Bus) - универсальная последовательная шина

PPPoE (Point-to-point protocol over Ethernet) - сетевой протокол канального уровня передачи кадров PPP через Ethernet

HTTP (. HyperText Transfer Protocol ) - протокол передачи гипертекста

NAT (Network Address Translation) -"преобразование сетевых адресов

URL (Universal Resource Locator, как правило, произносится "урл") URL – это адрес страницы в интернете

Введение

Корпоративная сеть передачи данных - это телекоммуникационная сеть, объединяющая в единое информационное пространство все структурные подразделения компании. Корпоративная сеть - это основа жизнедеятельности любой организации. Большинство применяющихся сегодня информационных решений носит ярко выраженный распределенный характер и требует наличия на предприятии или в организации высокопроизводительной корпоративной сети передачи данных. Основными задачами корпоративной сети оказываются взаимодействие системных приложений, расположенных в различных узлах, и доступ к ним удаленных пользователей. Поэтому корпоративная сеть, как правило, является территориально распределенной, т.е. объединяющей офисы, подразделения и другие структуры, находящиеся на значительном удалении друг от друга. Часто узлы корпоративной сети оказываются расположенными в различных городах, а иногда и странах.

Современные технологии цифровой передачи данных во многом стирают проблему расстояний и позволяют в рамках единой корпоративной сети организовать:

-  единый электронный документооборот;

-  общие архивы документов;

-  передачу речи;

-  передачу данных телеметрии;

-  автоматический сбор данных систем видеонаблюдения;

-  дистанционный режим доступа к файлам, устройствам печати, к серверам с базами данных;

-  сопряжение вычислительных сетей, в том числе, использующие различные сетевые протоколы;

-  видеоконференцсвязь;

-  подключение к сети Интернет по выделенному каналу связи;

-  предоставление доступа к глобальным сетям данных, к финансовым торговым и информационным системам;

-  использование услуг IP-телефонии;

-  взаимодействие между локальной вычислительной сетью (ЛВС) подразделения и ЛВС центрального офиса.

Вышеперечисленные возможности во многом упрощают внутренние процессы компании, а также дают предприятию ряд преимуществ, по сравнению с конкурентами, а именно:

- простота управления компанией;

- прозрачность работы компании;

- оперативный контроль деятельности всех служб и структурных подразделений;

- быстрая и своевременная реакция на внешние и внутренние изменения;

- доступ ко всем информационным ресурсам предприятия в реальном времени;

- оперативная связь;

- экономия средств на международных и междугородних звонках.

Основная проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети - организация каналов связи. Если в пределах одного города можно рассчитывать на аренду выделенных линий, в том числе высокоскоростных, то при переходе к географически удаленным узлам ситуация осложняется "особенностями национальных телекоммуникаций": недостаточно развитой и изношенной кабельной инфраструктурой, большими расстояниями, наличием сложно преодолимых естественных препятствий. Поэтому зачастую каналы попросту отсутствуют, либо стоимость аренды становится неприемлемой, а качество и надежность их часто оказывается весьма невысокими. [2,1]

В данном курсовом проекте мы рассмотрим наиболее распространенные технологии xDSL и выберем из них наиболее подходящую нам для построения корпоративной сети виртуального предприятия. Так же мы проанализируем и подберем к нашей сети наиболее подходящее нам оборудование.

1. Технологии цифровых и аналоговых линий связи

1.1 Модемная связь

Наиболее распространённый и известный в России способ подключения к Интернету – модемная связь с использованием телефонной линии. К компьютеру подключается модем – устройство для приёма и передачи данных, которое соединяется с обычной телефонной линией. Когда необходимо установить связь, при помощи модема производится набор телефонного номера, по которому отвечает другой модем, установленный у Интернет-провайдера. Между модемами устанавливается соединение и производится передача данных.

Практически всегда модемная связь с использованием телефонной линии применяется для сеансового соединения с Интернетом. Когда сеанс связи заканчивается, модем освобождает телефонную линию, и её можно использовать для иных нужд. Основное достоинство модемной связи – её распространённость и невысокая цена. Если доступна достаточно качественная телефонная линия, доступна и модемная связь – нет необходимости в организации специального канала. Первоначальная цена подключения к провайдеру модемной связи невысока или отсутствует вовсе – требуется лишь приобретение самого модема. Текущая оплата производится по времени соединения; иногда предлагается неограниченный доступ с фиксированной помесячной оплатой.

Однако у модемной связи есть и крупные недостатки, значительная часть их которых связана с плачевным состоянием основной массы российских телефонных линий. Общеизвестная проблема модемной связи – невысокая скорость. Теоретически современные модемы способны обеспечивать передачу данных со скоростью до 56 Кбит/с по направлению от провайдера к пользователю и до 40 Кбит/c – от пользователя к провайдеру. Это заметно меньше, чем возможности большинства современных каналов, однако позволяет одному пользователю достаточно комфортно использовать большинство сервисов в Интернете. Реальная скорость при работе по не очень качественной телефонной линии оказывается заметно меньше.

Надёжность модемной связи зависит от качества передачи сигнала по телефонной линии – и поэтому в России оказывается непредсказуемой. На некоторых линиях не удаётся установить связь вовсе. На других – возможность установления связи и её скорость зависят от ряда случайных факторов (погода, функционирование АТС в данный момент и т.п.) При появлении в линии помех модемы могут на некоторое время прекратить передачу информации или вовсе разорвать связь.

Наконец, установление сеанса связи может быть весьма продолжительным из-за занятости модемных телефонных линий провайдера. Конечно, на каждом телефонном номере провайдера обычно установлено несколько линий и соответственно модемов – но все эти линии могут быть заняты. Кроме того, бывают перегружены каналы связи между телефонными станциями. В обоих этих случаях при наборе номера модемом в ответ приходит сигнал "занято", и набор приходится повторять. Такой "дозвон" вплоть до получения ответа модема провайдера может продолжаться значительное время, иногда – часами. В сочетании с возможностью обрыва связи в любой момент из-за плохого качества линии, долгий дозвон может в некоторых случаях привести к бесполезности подобного подключения.

К основным характеристикам линий связи относятся:

-  амплитудно-частотная характеристика;

-  полоса пропускания;

-  затухание;

-  помехоустойчивость;

-  перекрестные наводки на ближнем конце линии;

-  пропускная способность;

-  достоверность передачи данных;

-  удельная стоимость.

В первую очередь разработчика вычислительной сети интересуют пропускная способность и достоверность передачи данных, поскольку эти характеристики прямо влияют на производительность и надежность создаваемой сети. Пропускная способность и достоверность - это характеристики как линии связи, так и способа передачи данных. Поэтому если способ передачи (протокол) уже определен, то известны и эти характеристики. Например, пропускная способность цифровой линии всегда известна, так как на ней определен протокол физического уровня, который задает битовую скорость передачи данных - 64 Кбит/с, 2 Мбит/с и т. п.

Амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание.

Степень искажения синусоидальных сигналов линиями связи оценивается с помощью таких характеристик, как амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание на определенной частоте.

Амплитудно-частотная характеристика показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Вместо амплитуды в этой характеристике часто используют также такой параметр сигнала, как его мощность. Знание амплитудно-частотной характеристики реальной линии позволяет определить форму выходного сигнала практически для любого входного сигнала. Для этого необходимо найти спектр входного сигнала, преобразовать амплитуду составляющих его гармоник в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой, а затем найти форму выходного сигнала, сложив преобразованные гармоники.

Пропускная способность (throughput) линии характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Пропускная способность измеряется в битах в секунду - бит/с, а также в производных единицах, таких как килобит в секунду (Кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с) и т. д.

Пропускная способность линий связи и коммуникационного сетевого оборудования традиционно измеряется в битах в секунду, а не в байтах в секунду. Это связано с тем, что данные в сетях передаются последовательно, то есть побитно, а не параллельно, байтами, как это происходит между устройствами внутри компьютера. Такие единицы измерения, как килобит, мегабит или гигабит, в сетевых технологиях строго соответствуют степеням ) 0 (то есть килобит - это 1000 бит, а мегабит - это 1 000 000 бит), как это принято во всех отраслях науки и техники, а не близким к этим числам степеням 2, как это принято в программировании, где приставка кило равна 210 =1024, а мега - 220 = 1 048576.

Помехоустойчивость и достоверность. Помехоустойчивость линии определяет ее способность уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде, на внутренних проводниках. Помехоустойчивость линии зависит от типа используемой физической среды, а также от экранирующих и подавляющих помехи средств самой линии. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии, хорошей устойчивостью обладают кабельные линии и отличной - волоконно-оптические линии, малочувствительные ко внешнему электромагнитному излучению. Обычно для уменьшения помех, появляющихся из-за внешних электромагнитных полей, проводники экранируют и/или скручивают.

Достоверность передачи данных характеризует вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных. Иногда этот же показатель называют интенсивностью битовых ошибок (Bit Error Rate, BER). Величина BER для каналов связи без дополнительных средств защиты от ошибок (например, самокорректирующихся кодов или протоколов с повторной передачей искаженных кадров) составляет, как правило,10-4 - 10-6, в оптоволоконных линиях связи - 10-9. Значение достоверности передачи данных, например, в 10-4 говорит о том, что в среднем из 10000 бит искажается значение одного бита.[3,4]

1.2 Цифровые технологии связи

хDSL - семейство технологий, позволяющих значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.

В аббревиатуре xDSL символ "х" используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (англ. Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия). Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL, различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.

Службы xDSL разрабатывались для достижения определенных целей: они должны работать на существующих телефонных линиях, они не должны мешать работе различной аппаратуры абонента, такой как телефонный аппарат, факс и т. д., скорость работы должна быть выше теоретического предела в 56Кбит/сек., и наконец, они должны обеспечивать постоянное подключение.

К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, UADSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Существующие технологии xDSL разработаны для достижения определенных целей и удовлетворения определенных нужд рынка. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.

Синхронная Цифровая Иерархия (СЦИ: англ. SDH - Synchronous Digital Hierarchy) - это технология транспортных телекоммуникационных сетей. Стандарты СЦИ определяют характеристики цифровых сигналов, включая структуру фреймов (циклов), метод мультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовые шаблоны интерфейсов и т. д.

Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости - STM-1 155,52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней определяются умножением скорости потока STM-1, соответственно, на 4, 16, 64 и т. д.: 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (STM-64) и 40 Гбит/с (STM-256).

ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровая сеть с интеграцией обслуживания. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными.

Основное назначение ISDN - передача данных со скоростью до 64 кбит/с по 4-килогерцовой проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование.[6,5]

2. Технология DSL

2.1 ADSL

2.1.1 Характеристики

Технология ADSL в настоящее время является наиболее развитой в семействе xDSL, обеспечивает передачу по электрическому кабелю потоков до 8 Мбит/с в одном направлении (как правило, в сторону пользователя) и до 1,5 Мбит/с - в другом. Технически асимметрия реализуется за счет распределения частотного спектра передачи в пользу потока абонента.

По широкому входящему каналу абонент получает данные из интернет или видеоданные, а исходящий используется для отправки запросов на получение информации. При этом пропускной способности исходящего канала достаточно для передачи электронной почты, факсов и для проведения голосовых переговоров через Интернет.

Указанные выше предельные скорости передачи в прямом и обратном направлении могут быть снижены в зависимости от конкретного типа оборудования, кабеля, требуемой протяженности абонентской линии.

Оборудование ADSL способно автоматически или принудительно конфигурироваться, чтобы на конкретной абонентской линии достичь максимальной скорости передачи с минимальным коэффициентом ошибок.

Несомненным плюсом технологии ADSL является то, что при ее использовании нет необходимости организации отдельного "физического" канала от АТС до пользователя, можно использовать уже имеющуюся телефонную линию. Здесь необходимо заметить, что организация стандартной выделенной линии не подразумевает выдачу телефонного номера (и услуги телефонной связи) на него.

Именно таким образом ADSL может обеспечить, например, одновременную высокоскоростную передачу данных, передачу видеосигнала и передачу факса. И все это без прерывания обычной телефонной связи, для которой используется та же телефонная линия. Технология предусматривает резервирование определенной полосы частот для обычной телефонной связи (или POTS - Plain Old Telephone Service). Удивительно, как быстро телефонная связь превратилась не только в "простую" (Plain), но и в "старую" (Old); получилось что-то вроде "старой доброй телефонной связи". Однако, следует отдать должное разработчикам новых технологий, которые все же оставили телефонным абонентам узенькую полоску частот для живого общения. При этом телефонный разговор можно вести одновременно с высокоскоростной передачей данных, а не выбирать одно из двух. Более того, даже если у вас отключат электричество, обычная "старая добрая" телефонная связь будет работать по-прежнему и с вызовом электрика у вас никаких проблем не возникнет. Обеспечение такой возможности было одним из разделов оригинального плана разработки ADSL. Даже одна эта возможность дает системе ADSL значительное преимущество перед ISDN.

Для того, чтобы оценить скорость передачи данных, обеспечиваемую технологией ADSL, необходимо сравнить ее с той скоростью, которая может быть доступна пользователям, использующим другие технологии. Аналоговые модемы позволяют передавать данные со скоростью от 14,4 до 56 Кбит/с. ISDN обеспечивает скорость передачи данных 64 Кбит/с на канал (обычно пользователь имеет доступ к двум каналам, что в сумме составляет 128 Кбит/с). Различные технологии DSL дают пользователю возможность передавать данные со скоростью 144 Кбит/с (IDSL), 1,544 и 2,048 Мбит/с (HDSL), "нисходящий" поток 1,5 - 8 Мбит/с и "восходящий" поток 640 - 1500 Кбит/с (ADSL), "нисходящий" поток 13 - 52 Мбит/с и "восходящий" поток 1,5 - 2,3 Мбит/с (VDSL). Кабельные модемы имеют скорость передачи данных от 500 Кбит/с до 10 Мбит/с (при этом следует учитывать, что полоса пропускания кабельных модемов делится между всеми пользователями, одновременно имеющими доступ к данной линии, поэтому число одновременно работающих пользователей оказывает значительное влияние на реальную скорость передачи данных каждого из них). Цифровые линии Е1 и Е3 имеют скорость передачи данных, соответственно, 2,048 Мбит/с и 34 Мбит/с.

В новом стандарте ADSL 2 реализованы скорости 10 Мбит/с "нисходящего" и 1 Мбит/с "восходящего" потока при дальности до 3 км, а в технологии ADSL 2+, стандарт которой должен быть утверждён в 2003 году, фигурируют скорости "нисходящего" потока в 20, 30 и 40 Мбит/с (соответственно по 2,3 и 4 парам).[7]

2.1.2 Оборудование

С точки зрения пользователя все ADSL модемы можно делятся на четыре группы

-  внутренние PCI модемы

-  внешние модемы с интерфейсом USB

-  внешние модемы с интерфейсом Ethernet

-  внешние маршрутизаторы (роутеры) с интерфейсом Ethernet

Внутренние ADSL модемы по сравнению с внешними имеют те же достоинства и недостатки, что и модемы классические. С одной стороны, они не занимают место на столе, не требуют отдельного блока питания и заметно уменьшают количество проводов, но, с другой стороны, для установки требуют вскрытия системного блока (что не всегда возможно, если блок находится на гарантии и опечатан), а также не могут работать без драйверов, а потому, как правило, подходят только для пользователей MS Windows (как и в случае с классическими PCI модемами, для альтернативных систем драйвера существуют далеко не всегда, да и качество их обычно оставляет желать лучшего). Настройка модема осуществляется с помощью специальной утилиты, поставляемой вместе с драйверами.

Внешние USB модемы обеспечивают такую же функциональность, как и внутренние модемы. Они обладают всего двумя разъемами – USB и разъемом для подключения телефонной линии и, как правило, двумя индикаторами – один светодиод показывает, что модем включен, а другой – что установлено ADSL соединение. Как и PCI модемы, они могут работать только в мостовом режиме – даже если для модема заявлена поддержка PPPoE, то на практике это будет означать попросту наличие собственного PPPoE клиента в его драйвере. Опять же, для работы модему требуются драйвера, а для настройки – специальная утилита, так что пользователям систем, отличных от MS Windows, стоит как минимум предварительно выяснить наличие и качество работы драйверов под их ОС, а еще лучше – обратить внимание на модемы с интерфейсом Ethernet.

Более универсальны ADSL модемы с интерфейсом Ethernet – для работы с ними от операционной системы требуется лишь поддержка протокола TCP/IP и любой сетевой карты с интерфейсом 10Base-T ("витая пара"), к которому и подключается модем. Настройка модема также не требует каких-либо специальных драйверов или утилит – она производится из любого броузера (модем имеет собственный HTTP-сервер и web-интерфейс для конфигурирования), а многие модемы поддерживают и подключение по telnet для сторонников командной строки.

Теоретически такой модем можно подключать даже напрямую к хабу или свитчу, на котором организована домашняя локальная сеть, однако практически в этом, как правило, нет никакого смысла – эти модемы не поддерживают ни трансляции сетевых адресов (Network Address Translation, сокращенно NAT), ни каких-либо методов авторизации (PPPoE либо PPPoA), они могут лишь выполнять функции конвертера между интерфейсами ATM и Ethernet. Таким образом, основное их преимущество над USB-модемами заключается в наличие интерфейса, поддерживаемого всеми современными ОС и, соответственно, в отсутствии необходимости в каких-либо специфических драйверах.

Страницы: 1, 2, 3