1.3 Організація локальної мережі

Комп'ютер, підключений до мережі, називається робочою станцією (Workstation), комп'ютер, що надає свої ресурси, — сервером, комп'ютер, що має доступ до спільно використовуваних ресурсів, — клієнтом.

Кілька комп'ютерів, розташованих в одному приміщенні або які функціонально виконують однотипну роботу: бухгалтерський або плановий облік, реєстрацію нової продукції тощо, підключають один до одного й об'єднують у робочу групу для того, щоб вони могли спільно використовувати різні ресурси: програми, документи, принтери, факс і т. ін.

Робоча група організовується так, щоб належні їй комп'ютери містили всі ресурси, необхідні для нормальної роботи. Як правило, у робочу групу, що поєднує більше 10—15 комп'ютерів, включають виділений сервер — досить потужний комп'ютер, на якому розміщуються всі спільно використовувані каталоги і спеціальне програмне забезпечення для управління доступом до всієї мережі або її частини.

Групи серверів об'єднують у домени. Користувач домену може зареєструватися в мережі на будь-якій робочій станції у цьому домені й одержати доступ до всіх його ресурсів. Зазвичай в серверних мережах усі спільно використовувані принтери підключені до серверів друку.

За принципом організації взаємодії комп'ютерів мережі поділяють на однорангові (Peer-to-Peer Network) і з виділеним сервером (Dedicated Server Net work). В одноранговій мережі кожен комп'ютер виконує рівноправну роль. Однак збільшення кількості комп'ютерів у мережі й зростання обсягу даних, що пересилаються, призводить до того, що пропускна здатність мережі стає вузьким місцем.

2 Структурна схема, актуальність та опис розроблюваної мережі

2.1 Структурна схема «Школи Комп’ютерних Технологій»

Дана комп’ютерна мережа обслуговує компанію «Школа Комп’ютерних Технологій», котра займається навчанням спеціалістів у різних галузях IT технологій, об’єднує у собі три корпуси. Віддаль між корпусами складає 500 метрів. Для зв’язку між будівлями компанії «ШКТ» використовується технологія Gigabit Ethernet.

Рисунок 3 – Структурна схема мережі компанії «ШКТ»

Комп’ютерна мережа забезпечує наступні послуги для своїх корпоративних користувачів:

1 доступ до централізованої бази даних;

2 доступ до корпоративних WWW-, FTP- та E-mail-серверів;

3 відео конференц зв’язок;

4 забезпечення аудіо зв’язком;

5 корпоративний телефонний зв’язок;

6 підключення до мережі Internet;

7 організація та доступ до публічних WWW-, FTP- серверів для користувачів Internet.

Персонал «ШКТ»:

- директор;

- заступник директора;

- 2 секретарі;

- 2 адміністратора мережі;

- 2 адміністратори;

- 4 охоронці;

- 3 бухгалтерів;

- 3 обслуговуючий персонал;

- 2 юристів;

- 15 викладачів

- інші працівники.

Структура головного корпусу:

Перший поверх (20 робочих точок):

Навчальний кабінет № 1.1 – 6 робочих точок, 1 комутатор. Відділ має доступ до таких послуг: централізованої бази даних, файлового сервера, можливості відправки мультимедійних повідомлень, Інтернету, E-mail серверу, аудіо зв'язку.

Адміністрація – 2 робочих точок, 1 принтера, 2 телефон. Існує доступ до централізованої бази даних, файлового серверу, обміну мультимедійними повідомленнями, E–mail серверу, Інтернету, аудіо зв’язку, телефонного корпоративного зв’язку, відео конференц зв’язку.

Кімната охорони – 1 робоча точка, 1 телефон. Має доступ до централізованої бази даних, файлового серверу.

Навчальний кабінет №1.2 – 6 робочих точок, 1 комутатор. Відділ має доступ до таких послуг: централізованої бази даних, файлового сервера, можливості відправки мультимедійних повідомлень, Інтернету, E-mail серверу, аудіо зв'язку.

Технічний відділ (мережева адміністрація)– 2 робочі точки, 1 телефон. Наявний доступ до централізованої бази даних, файлового серверу, Інтернету, E-mail серверу, обміну мультимедійними повідомленнями, аудіо зв'язку.

Серверна – 3 серверів, 1 комутатор, 2 маршрутизатора.

Другий поверх (15 робочих точок):

Конференц-зал – 1 робоча точка, 1 точка доступу Wi-Fi з можливістю підключення до 5 пристроїв. Зал має доступ до централізованої бази даних, передачі мультимедійних повідомлень, аудіо зв’язку, телефонного корпоративного зв’язку, відеоконференцзв’язоку.

Кабінет директора – 2 робочі точки, 1 принтера, 2 телефони. Існує доступ до централізованої бази даних, файлового серверу, обміну мультимедійними повідомленнями, E – mail серверу, Інтернету, аудіо зв’язку, телефонного корпоративного зв’язку, відео конференц зв’язку.

Кабінет заступника директора – 2 робочі точки, 1 принтера, 2 телефони. Існує доступ до централізованої бази даних, файлового серверу, обміну мультимедійними повідомленнями, E – mail серверу, Інтернету, аудіо зв’язку, телефонного корпоративного зв’язку, відео конференц зв’язку.

Кабінет викладачів – 1 точка доступу Wi-Fi (до 5 пристроїв). Відділ має доступ до таких послуг: централізованої бази даних, файлового сервера, можливості відправки мультимедійних повідомлень, Інтернету, E-mail серверу, аудіо зв'язку.

Юридичний відділ – 2 робочих точок, 1 принтер, 1 телефон. Відділ має доступ до таких послуг: централізованої бази даних, файлового сервера, можливості відправки мультимедійних повідомлень, Інтернету, E-mail серверу, аудіо зв'язку.

Бухгалтерія – 3 робочих точок, 1 принтера, 1 телефон. Відділ має доступ до централізованої бази даних, аудіо зв’язку, телефонного корпоративного зв’язку, обміну мультимедійними повідомленнями.

Внутрішньо будинкова мережа використовує технології Fast Ethernet і Wi-Fi. Для об’єднання будинків між собою обрана технологія Gigabit Ethernet.

2.2 Gigabit Ethernet

Мережа Gigabit Ethernet - це природний, еволюційний шлях розвитку концепції, закладеної в стандартній мережі Ethernet. 

Основна ідея розробників стандарту Gigabit Ethernet полягає в максимальному збереженні ідей класичної технології Ethernet досягши бітової швидкості в 1000 Мбіт/с.

Спеціально для мережі Gigabit Ethernet запропонований метод кодування переданої інформації 8У/10У, побудований по тому ж принципі, що й код 4У/5У мережі FDDI (крім 1000BASE-T). Таким чином, восьми бітам інформації, яку потрібно передати, ставиться у відповідність 10 біт, переданих по мережі. Цей код дозволяє зберегти самосинхронізацію, легко виявляти несучу (факт передачі), але не вимагає подвоєння смуги пропущення, як у випадку манчестерського коду.

Для збільшення 512-бітного інтервалу мережі Ethernet, що відповідає мінімальній довжині пакета, (51,2 мкс у мережі Ethernet й 5,12 мкс у мережі Fast Ethernet), розроблені спеціальні методи. Зокрема, мінімальна довжина пакета збільшена до 512 байт (4096 біт). У противному випадку часовий інтервал 0,512 мкс надмірно обмежував би граничну довжину мережі Gigabit Ethernet. Всі пакети з довжиною менше 512 байт розширюються до 512 байт. Поле розширення вставляється в пакет після поля контрольної суми. Це вимагає додаткової обробки пакетів, але зате максимально припустимий розмір мережі стає в 8 разів більше, ніж без прийняття таких мір.

Крім того, в Gigabit Ethernet передбачена можливість блокового режиму передачі пакетів (frame bursting). При цьому абонент, що одержав право передавати й, що має для передачі кілька пакетів, може передати не один, а кілька пакетів, послідовно, причому адресованих різним абонентам-одержувачам. Додаткові передані пакети можуть бути тільки короткими, а сумарна довжина всіх пакетів блоку не повинна перевищувати 8192 байта. Таке рішення дозволяє знизити кількість захватів мережі й зменшити число колізій. При використанні блокового режиму розширюється до 512 байт тільки перший пакет блоку для того, щоб перевірити, немає чи в мережі колізій. Інші пакети до 512 байт можуть не розширюватися.

Передача в мережі Gigabit Ethernet виробляється як у напівдуплексному режимі (зі збереженням методу доступу CSMA/CD), так й у більше швидкому повнодуплексному режимі (аналогічно попередньої мережі Fast Ethernet). Очікується, що повнодуплексний режим, що не накладає обмежень на довжину мережі (крім обмежень у зв'язку із загасанням сигналу в кабелі) і забезпечує відсутність конфліктів, стане в майбутньому основним для Gigabit Ethernet.

2.3. Fast Ethernet

У 1995 році прийнятий стандарт IEEE 802.3u, що описує 100-мегабітну технологію Fast Ethernet. Нового стандарту не торкнувся канальний рівень (підрівні MAC і LLC), відповідно повністю зберігся метод доступу CSMA/CD, формати кадрів і часові співвідношення. Всі відмінності між Ethernet і Fast Ethernet зосереджені на фізичному рівні.

Мережі Fast Ethernet можна будувати на волоконно-оптичному (багатомодовому) кабелі (два волокна), скрученій парі 5 категорії (дві пари) або скрученій парі 3 категорії (чотири пари). Коаксіальний кабель не використовується. Мережа завжди будується на концентраторах (або комутаторах) і має ієрархічну топологію. Без концентратора можна з'єднати (за допомогою спеціального крос-кабелю) тільки два вузли.

Фізичний рівень поділений на підрівень узгодження (Reconciliation Sublayer, RS) та пристрій фізичного рівня (Physical Layer Device), які зв'язані через інтерфейс, незалежний від середовища передачі (Media Independent Interface, MII).

Рівень узгодження необхідний для того, щоб канальний рівень (точніше, підрівень MAC), розрахований на інтерфейс AUI, міг працювати через інтерфейс MII.

Пристрій фізичного рівня виконує логічне кодування (4B/5B або 8B/6T), фізичне кодування (NRZI або MLT-3), приєднання до середовища передавання, а також автоматичне узгодження режимів передачі (наприклад, дуплексний або напівдуплексний режим).

Як вже згадувалося раніше, Fast Ethernet - це назва серії, що складається з трьох специфікацій для локальних мереж із швидкістю передачі 100 Мбіт/с, описаних в додатку IEEE 802.3u до стандарту 802.3. До списку входять специфікації 100BASE-T4, 100BASE-TX і 100BASE-FX. Кожною з них визначається принцип використання протоколу доступу CSMA/CD, а також мережевих адаптерів, що підтримують швидкості передачі даних від 10 до 100 Мбіт/с. Це дозволяє забезпечити сумісність при переході від мереж із швидкістю 10 Мбіт/с до мереж із швидкістю 100 Мбіт/с.

2.4 Wi-Fi

Wi-Fi (Wireless Fidelity) - це сучасна технологія бездротового доступу в інтернет, що динамічно розвивається. Доступ в інтернет за технологією Wi-Fi здійснюється за допомогою спеціальних радіо-точок доступу. 

Ядром бездротової мережі Wi-Fi є так звана точка доступу (AP), яка підключається до якоїсь наземної мережевої інфраструктури (каналів Інтернет-провайдера) та забезпечує передачу радіосигналу. 

Точка Доступу - це "прозорий" міст, доступ, що надає безпровідний доступ станціям, обладнаним безпровідними мережевими картами до комп'ютерів, об'єднаних в мережу за допомогою проводів. За допомогою точок доступу безпровідні робочі станції можуть бути дуже швидко об'єднані в мережу. 

На фізичному рівні стандарт передбачає два типи радіоканалів і один інфрачервоного діапазону. У основу стандарту 802.11 покладена стільникова архітектура. 

Типи з’єднань:

1) З'єднання Ad-Hoc (точка-точка).Wi-Fi мережа типу Ad-hoc аналогічна звичайній дротяній локальній мережі з топологією "лінія", тобто одноранговій мережі, в якій перший комп'ютер сполучений з другим, другий з третім і так далі. Для організації з'єднання безпровідної мережі такого типу застосовуються вбудовані або встановлювані адаптери Wi-Fi, наявність якого необхідна кожному вхідному в мережу пристрою.

2) Інфраструктурне з'єднання (Infrastructure Mode). У режимі Infrastructure Mode станції взаємодіють одна з одною не напряму, а через точку доступу (Access Point), яка виконує в безпровідній мережі роль своєрідного концентратора (аналогічно тому, як це відбувається у традиційних кабельних мережах). 

3) Клієнтська точка. У цьому режимі точка доступу працює як клієнт і може з'єднуватися з точкою доступу, яка працює в інфраструктурному режимі. Але до неї можна підключити тільки одну МАС-адресу. Тут завдання полягає в тому, щоб об'єднати тільки два комп'ютери. Два Wi-Fi-адаптера можуть працювати один з одним безпосередньо без центральних антен. 

4) Мостове з'єднання. Комп'ютери об'єднані в дротяну мережу. До кожної групи мереж підключені точки доступу, які з'єднуються один з одним по радіо каналу. Цей режим призначений для об'єднання двох і більше дротяних мереж. Підключення бездротових клієнтів до точки доступу, що працює в режимі моста неможливо.

5) Репітер – точка доступу,яка розширює радіус дії іншої точки доступу, що працює в інфраструктурному режимі.