Набережные Челны 2016

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Курсовая работа

Дисциплина: Организация администрирования компьютерных систем

Тема:Администрирование локальной компьютерной сети вычислительного центра для 110 компьютеров

Выполнил:

Студент группы_____

Жилкин А.А_________

(Ф.И.О.)

Проверил:

Преподаватель

Загитов А.А_________

(Ф.И.О.)

Оценка_____________

Дата:_______________

Подпись:____________

Набережные Челны 2016

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 4

2 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 12

2.1 Выбор топологии. 12

2.2.Выбор кабеля 13

2.3 Выбор технологии передачи данных. 13

3 ПрАКТИЧЕСКАЯ часть. 14

3.1 Создание своего сервера и заполнение первого этажа………...….………14

3.2 Создание своего пк и заполнение остальных этажей. 20

3.3 Создание и настройка траффика. 27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 31

Введение

Управление компьютерной сетью – выполнение множества функций необходимых для контроля, планирования, выделения, внедрения, координации и мониторинга ресурсов компьютерной сети. Как правило, этот термин применяют к крупномасштабным компьютерным сетям, сетям связи, обозначая сопровождение и администрирование этих сетей на верхнем уровне. Это и является основной целью администрирования сетей.

Управление компьютерной сетью включает в себя выполнение таких функций как начальное сетевое планирование, распределение частот, предопределение маршрутов трафика для поддержки балансировки нагрузки, распределение криптографических ключей, управление конфигурацией, отказоустойчивостью, безопасностью, производительностью и учётной информацией.

Цель курсового проекта заключается в «создание компьютерной сети вычислительного центра на 110 компьютеров». Из целей вытекают следующие задачи:

· знакомство с интерфейсом программы NetCracker® Professional;

• создание сети в программе NetCracker® Professional;

• настройка сети и создание траффика

• обзор программ для создания электронного справочника;

Теоретическая часть

Топология шина, представляет собой общий кабель, к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Преимущества сетей шинной топологии:

· расход кабеля существенно уменьшен

· отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

· сеть легко настраивать и конфигурировать;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

· разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

· ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

· недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля.

В сети построенной по топологии типа «звезда» каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (англ. hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, то есть сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

· легко подключить новый ПК;

· имеется возможность централизованного управления;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

· отказ хаба влияет на работу всей сети;

· большой расход кабеля.

· В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Топология кольцо: принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети — логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать; к основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

· Как правило, в чистом виде топология «кольцо» не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации

Сетевой коммутатор (жарг. свитч от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы (3 уровень OSI).

Маршрутизатор — специализированный сетевой компьютер, имеющий два или более сетевых интерфейсов и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур. Для принятия решений о пересылке пакетов используется информация о топологии сети и определённые правила, заданные администратором.

Маршрутизаторы работают на более высоком «сетевом» (третьем) уровне сетевой модели OSI, нежели коммутатор (или сетевой мост) и концентратор (хаб), которые работают соответственно на втором и первом уровнях модели OSI.

Сетевые кабели

Для построения сети обычно используют один из трех проводников: витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель.

Витая пара

В настоящее время это наиболее распространённый сетевой проводник, состоящий из 8 медных проводников, перевитых друг с другом для уменьшения электромагнитных помех. Длина сегмента из такого провода – до 100 метров (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Витая пара

Средняя скорость информации в витой паре - 100 мегабит/сек, волновое сопротивление - 100 ом. На более высоких скоростях передачи информации резко возрастает затухание сигнала (чем больше скорость, тем больше затухание). Так, на скорости 100 мбит/сек (100 мгц) амплитуда падает в 1000 раз, что эквивалентно затуханию сигнала в 67 дб. Задержка сигнала на метр кабеля обычно 4-5 наносек. Сравнивая витую пару с другими кабелями, можно отметить, что он отличается простым монтажом, но подвержен помехам. Кабель относительно дешевый, но с низкой секретностью информации. Передача в нем по методу точка-точка (один приемник и один передатчик), для монтажа витой пары обычно используется топология звезда. Витая пара выпускается в нескольких категориях. 1 категория – телефонный кабель (лапша). Применяют для передачи речи. 2 категория имеет скорость до 1 мгц (1 мегабит сек). В кабеле категории 3 – 9 витков на метр, затухание до 40 дб и скорость информации до 10 мегабит сек. Кабель 4-й категории пропускает сигнал до 20 мгц. 5 категория самая ходовая. В ней скорость информации до 100 Мгб сек и используется скрутка в 27 витков на метр. Категория

6 может передавать сигнал частотой до 500 мгц. Кабель 7 категории очень дорогой – в нем применяется экран, как для отдельных проводников, так и общий. Что касается изоляции кабеля, то чаще всего используется ПВХ (non-plenum) изоляция серого цвета. Она дешева, но горит с выделением ядовитого газа. С сетевой картой кабель соединяется разъемом RJ-45 (рис. 1.2).

Разъем RJ-45

Рис. 1.2. Разъем RJ-45

Коаксиальный кабель

Провод содержит в себе центральный проводник из меди, слой изолятора в медной или алюминиевой оплетке (это экран от электромагнитных помех) и внешнюю ПВХ изоляцию. Максимальная скорость передачи данных - 10 Мбит/сек. Длина сегмента тонкого коаксиала до 185 метров (рис. 1.3). Такой провод имеет диаметр около 5 мм.

Коаксиальный кабель

Рис. 1.3. Коаксиальный кабель

С сетевой картой кабель соединяется через BNC (БИ ЭН СИ) разъем байонетного типа с поворотом (рис. 1.4).

Разъем BNC

Рис. 1.4. Разъем BNC

В сравнении с витой парой коаксиал дороже, его ремонт сложнее, гибкость хуже (особенно, у толстого кабеля). Но у него есть преимущество - оплетка кабеля (медная или из алюминиевой фольги) уничтожает помехи, искажающие сигнал. Применяют коаксиальный кабель, обычно, в топологии шина, при этом используется многоточечная передача сигнала (много приемников и много передатчиков).

Оптоволоконный кабель

Кабель содержит несколько стеклянных световодов, защищенных изоляцией. Он обладает скоростью передачи данных в несколько Гбит в сек, не подвержен электропомехам. Передача сигналов без затухания идет на расстояние, измеряемое километрами – рис. 1.5. В многомодовом кабеле сегмент имеет длину до 2 км, а в одномодовом – до 40 км.

Многомодовый оптоволоконный кабель

Рис. 1.5. Многомодовый оптоволоконный кабель

Биты информации кодируются такими сущностями, как сильный свет, слабый свет, нет света. Источниками сигнала в кабеле служит инфракрасный светодиод или лазер. Оптический провод самый негибкий из всех кабельных сред передачи сигнала, зато он самый помехоустойчивый, с высокой секретностью информации. Монтаж такого кабеля сложный и дорогой, обычно, сваркой на специальном оборудовании. Кабель иногда бронируют, т.е. защищают металлической оболочкой (для прочности). Оптический кабель бывает одномодовый и многомодовый. В одномодовом кабеле сигнал передает инфракрасный лазер с одной волной 1,3 мкм, что годится для очень дальней передачи сигнала. Помимо того, что мощный лазер дорог, он также и недолговечен. Многомодовый оптический кабель чаще применим на практике. В нем используется много волн длиной 0,85 мкм и инфракрасный диод. Поскольку у каждой волны свое затухание и преломление, то происходит частичное искажение формы сигнала и такой кабель используют на меньших расстояниях, чем одномодовый. Среди других особенностей оптического кабеля можно отметить, что стекло может треснуть от механических воздействий и мутнеет от радиации, что, в свою очередь, ведет к росту затухания сигнала в кабеле. Для изоляции оптоволокна обычно применяют тефлон (пленум). Это дорогая (в сравнении с ПВХ) изоляция оранжевого цвета, но она практически не горит в огне. Разъем кабеля обычно байонетного типа (рис. 1.6). На рисунке показан оптический коннектор типа ST, который соединяется с кабелем клеевым способом, т. е. путем вклейки оптического волокна в наконечник с последующей сушкой и шлифовкой. Коннекторы для монтажных и соединительных шнуров различаются диаметром хвостовика (соответственно 0,9 и 3,0 мм) и отсутствием у первых элементов крепления кабеля. Одномодовые и многомодовые коннекторы различаются требованиями к допускам на параметры капилляра керамического наконечника.

Разъём оптический MM ST/PC для многомодового оптоволокна

Рис. 1.6. Разъём оптический MM ST/PC для многомодового оптоволокна

Сетевые протоколы

Сетевой протокол — набор правил, позволяющий осуществлять обмен данными между составляющими сеть устройствами, например, между двумя сетевыми картами

Стек протоколов TCP/IP — это два протокола, являющиеся основой связи в сети Интернет. Протокол TCP разбивает передаваемую информацию на порции (пакеты) и нумерует их. С помощью протокола IP все пакеты передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли пакеты получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое. В сети Интернет используются две версии этого протокола:

Маршрутизируемый сетевой протокол IPv4. В протоколе этой версии каждому узлу сети ставится в соответствие IP-адрес длиной 32 бита (т.е. 4 октета или 4 байта).

IPv6 позволяет адресовать значительно большее количество узлов, чем IPv4. Протокол Интернета версии 6 использует 128-разрядные адреса, и может определить значительно больше адресов.

IP-адреса стандарта IPv6 имеют длину 128 бит и поэтому в четыре раза длиннее, чем IP-адреса четвертой версии. IP-адреса версии v6 записываются в следующем виде:X:X:X:X:X:X:X:X, где X является шестнадцатеричным числом, состоящим из 4-х знаков(16 бит), а каждое число имеет размер 4 бит. Каждое число располагается в диапазоне от 0 до F.

Аналитическая часть

Для создания сети я выбрал смешанную топологию (Активная Звезда-Шина) так как она обладает лучшими характерами для данной сети компьютеры соединены со Switch по топологии звезда, а Switch по по топологии шина.

Я выбрал звезду потому что топология в виде «Активная Звезда-Шина» является наиболее надежной и быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между компьютерами проходит через сетевой коммутатор по отдельным линиям, используемым только этими компьютерами. Частота запросов передачи информации, от одного компьютера к другому невысока, по сравнению с частотой, наблюдаемой при других топологиях.

Данная топология — один из способов расширения одиночной звезды. Эта схема формируется из множества "звезд", сетевой коммутатор которых соединяются отдельными сегментами общей шины. Каждый компьютер по-прежнему может связываться с любым другим в сети, поскольку связанный с ним концентратор

Звезда обладает следующими достоинствами

1. выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

2. лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

3. высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

4. гибкие возможности администрирования.

Недостатки сетей топологии звезда:

1. отказ хаба влияет на работу всей сети;

2. большой расход кабеля.

3. число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе.

Выбор кабеля витая пара обусловлен тем что по сравнению с волоконно-оптическими и коаксиальными кабелями, использование витой пары обладает рядом существенных преимуществ. Такой кабель более тонкий, более гибкий и его проще устанавливать. Он также недорог. И вследствие этого, витая пара является идеальным средством передачи данных для офисов или рабочих групп, где нет электромагнитных помех. Однако, витая пара обладает следующими недостатками: сильное воздействие внешних электромагнитных наводок, сильное затухание сигналов.

Причина выбора Gigabit Ethernet 1000Base-T обеспечивает скорость передачи до 1Гб/с. Передача в сети Gigabit Ethernet производится в полнодуплексном режиме (аналогично предшествующей сети Fast Ethernet), не налагающем ограничений на длину сети (кроме ограничений в связи с затуханием сигнала в кабеле) и обеспечивающий отсутствие конфликтов.

Сеть Gigabit Ethernet, прежде всего, находит применение в сетях, объединяющих компьютеры крупных предприятий, которые располагаются в нескольких зданиях. Она позволяет с помощью соответствующих коммутаторов, преобразующих скорости передачи, обеспечить каналы связи с высокой пропускной способностью между отдельными частями сложной сети или линии связи коммутаторов со сверхбыстродействующими серверами идеально подходящая для вычислительного центра.

3.Практическая часть

3.1 Создание своего сервера и заполнение первого этажа

Практическая часть выполнялась в программе. NetCracker® Professional - инструмент для проектирования и моделирования как локальных (одно- и многоуровневых), так и распределённых сетей, который представляет модель сети в уникальном, динамическом и визуальном виде. С помощью NetCracker можно проектировать компьютерные сети различного масштаба и назначения: от локальных сетей, насчитывающих несколько десятков компьютеров, до межгосударственных глобальных сетей, построенных с использованием спутниковой связи. В составе программного обеспечения NetCracker имеется мощная база данных сетевых устройств ведущих производителей: рабочих станций, серверов, сред передачи, сетевых адаптеров, повторителей, мостов, коммутаторов, маршрутизаторов, используемых для различных типов сетей и сетевых технологий.

NetCracker позволяет разрабатывать многоуровневые проекты с заданной проектировщиком степенью детализации; при этом имеется достаточно удобный интерфейс и средства быстрого просмотра всех уровней проекта. Для реализаций функций имитационного моделирования в составе NetCracker предусмотрены средства задания характеристик трафиков различных протоколов; средства визуального контроля заданных параметров; средства накопления статистической информации и формирования отчетной документации о проведенных экспериментах.

Создание проекта администрирование локальной сети вычислительного центра. Сначала в NetCracker создаем здание, в котором он будет находиться.

Рисунок 2.1 главное здание.

Для того чтобы начать строить сеть внутри здания необходимо нажать правой кнопкой мыши на него и выбрать expand(рисунок 2.2) после этого откроется пустое окно.

Рисунок 2.2 создание сети внутри здания

Следующий этап создание этажей в главном офисе и заполнение их компьютерами. Нажимаем на здание затем жмем правую кнопку мыши и нажимаем expand далее в поле device выбираем Room и ставим 6 штук

Рисунок 2.3 создание этажей

Для заполнения первого этажа по требуется создание своего сервера. На первом этаже находятся сервера вычислительного центра. Создание своего сервера в программе. На рисунке заходим в device factory выбираем LAN Servers.Жмем далее еще раз далее выбираем картинку и имя жмем далее

Рисунок 2.4 device factory

В окне Port Wizard –Number указываем количество портов необходимых серверу(рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 Port Wizard –Number

В окне Port Wizard –Link Type выбираем стандарт соединения Gigabit Ethernet 1000Base-T (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 Port Wizard – Link Type

В окне Port Wizard –Media выбираем типы кабелей, поддерживаемые сервером. Я выбрал как основной кабель для соединения витая пара.

Рисунок 2.7 Port Wizard –Media

В окне Device Factory –Port Groups выбираем Ethernet и жмем далее.

Рисунок 2.8 Device Factory –Port Groups

Далее в окне Device Factory-Port Groups нажимаем готово, все свой сервер создан. Аналогично создаются свои ПК.

Рисунок 2.10 Finish

Соединение сервера со switch нажимаем link devices жмем сервер затем жмем на switch затем вылетает окно Link Assistant (рисунок 2.11) в поле device 1 и device 2 выбираем gigabit ethernet в поле link setting выбираем protocol Gigabit Ethernet 1000Base-T, media twisted pair. После первый этаж представляет собой (рисунок 2.12) 6 серверов и switch соединённые между собой кабелем типа витая пара.

Рисунок 2.11 окно Link Assistant

Рисунок 2.12 сервера вычислительного центра

3.2 Создание своего пк и заполнение остальных этажей

Для заполнения второго этажа потребуется создание своих пк. Первым делом заходим в device factory и выбираем LAN workstation(рисунок) и жмем далее.

Рисунок 2.13 device factory

Выбираем картинку как будет выглядеть компьютер (рисунок 2.14), я выбрал вторую.

Рисунок 2.14 выбор картинки и имени для пк

В окне Port Wizard-Number (рисунок 2.15) указываем нужное количество портов- 2.

Рисунок 2.15 окно Port Wizard-Number

В окне Port Wizard –Link Type (рисунок 2.16) окне выбираем стандарт передач данных я выбрал Gigabit Ethernet 1000Base-T.

Рисунок.2.16 окно Port Wizard –Link Type

В окне Port Wizard –Media (рисунок 2.17) выбираем типы кабелей, поддерживаемые сервером. Я выбрал как основной кабель для соединения витая пара.

Рисунок 2.17 окно Port Wizard –Media

После жмем далее и появляется окно (рисунок 2.18) в нем нажимаем готово. Свой ПК создан его можно найти, выбрав в поле hierachy user.

Рисунок 2.18 Finish

Заполнение второго этажа 22компьютера и switch соединённые между собой кабелем типа витая пара по топологии звезда(рисунок 2.19). пример траффика со 2-го этажа на 5. Траффик идет от компьютера на switch далее на switch 3-го этажа, далее на switch 4-го и приходит на switch 5-го этажа от куда идет к компьютеру. Для того чтобы соединить компьютер со switch нажимаем link devices жмем на компьютер затем жмем на switch затем вылетает окно Link Assistant (рисунок 2.20) в поле device 1 и device 2 в поле link setting выбираем protocol Gigabit Ethernet 1000Base-T, media twisted pair,затем нажимаем close.

Рисунок 2.19

Рисунок 2.20

Заполнение третьего этажа 22 компьютера и switch соединённые кабелем витая пара по протоколу Gigabit Ethernet 1000Base-T (рисунок 2.21).

Рисунок 2.21 Заполнение третьего этажа

Заполнение четвертого этажа 22 компьютера и switch соединённые кабелем витая пара по протоколу Gigabit Ethernet 1000Base-T (рисунок 2.22).

Рисунок 2.22 Заполнение четвертого этажа

Заполнение пятого этажа 22 компьютера и switch соединённые кабелем витая пара по протоколу Gigabit Ethernet 1000Base-T (рисунок 2.23).

Рисунок 2.23 Заполнение пятого этажа

Заполнение шестого этажа 22 компьютера и switch соединённые кабелем витая пара по протоколу Gigabit Ethernet 1000Base-T(рисунок 2.24).

Рисунок 2.24 Заполнение шестого этажа

После заполнения сети шестого этажа соединяем Switch (1) со switch (2), далее switch (2) соединяем со switch (3), switch(3) соединяем со switch(4), switch(4) соединяем со switch(5), switch(5) соединяем со switch(6).В итоге получаем связь всех этажей между собой(рисунок 2.25).

Рисунок 2.25связь между этажами

3.3 Создание и настройка траффика

Для того чтобы создать трафик нужно нажать Set traffic затем выбрать первый компьютер затем второй после появится окно с выбором типа трафика, нажимаем small office environment(рисунок) и жмем assign.все трафик между первым и последним компьютером создан.

Рисунок 2.26 выбор типа трафика

Для того чтобы посмотреть трафик нажимаем на кнопку start в верхней панели для того чтобы остановить на время и трафик нажимаем на кнопку pause, и чтобы остановить нажимаем stop (рисунок 2.27).

Рисунок 2.27 запуск траффика

Просмотр всего созданного трафика для этого нажимаем на global в верху и выбираем data flow. В этом окне (рисунок 2.28) можно удалить траффик, поменять его тип, цвет и сделать невидимым нажав на Set Invisible.

Рисунок 2.28 просмотр траффика

Настройка скорости нажимаем на кнопку Animation setup появляется окно(рисунок 2.29) и в нем двигаем шкалу Packet speed, настройка размера пакетов шкала Packet size и настройка интенсивности пакетов Packet intensity.

Рисунок 2.29 окно Animation setup

Заключение

В ходе проекта была описана теоретическая основа по администрированию компьютерных сетей.

Аналитическая часть содержит причины выбора топологи, вида кабеля и стандарт передачи данных Gigabit Ethernet 1000Base-T.

Практическая часть содержит схемы расположения вычислительной техники, описание нескольких действующих серверов и примеры настройки сети и создания трафика.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - Спб.: Питер, 2015. -960с.

Гук, М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. — СПб. Изд-во Питер, 2014. — 576 с.

Новиков, Ю.В. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. — М.: ЭКОМ, 2012.— 312с.: ил.; 23см. — ISBN 5-7163-0061-8.

Епанешников, А. М. Локальные вычислительные сети / А. М. Епанешников, В. А. Епанешников. — Москва: Диалог-МИФИ, 2015. — 224 с.

. Беспроводные линии связи и сети. / Столлингс В.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2013. - 640 с.

. Компьютерные сети. - 4-е издание/ Э. Таненбаум - СПб. Питер, 2014 - 992 с.

. Локальные сети. Модернизация и поиск неисправностей. - СПб. БХВ - Петербург, 2015 - 640

Ю.А.Кулаков, Г.М.Луцкий ”Компьютерные сети” М. – К. “Юниор”, 2016. – 384с.

Барановская Т.П., Лойко В.И. Архитектура компьютерных систем и сетей. М.: Финансы и статистика, 2013, 256 с.

Манн С., Крелл М. Linux. Администрирование сетей TCP/IP. М.: Бином-Пресс, 2014, 656с.

Интернет-ресурсы

ru.wikipedia.org