Пользовательские устройства и облако для многопользовательской работы

    Устройства можно комплектовать самостоятельно. Можно создавать произвольные подключения.

Проектирование VLAN в программе Cisco Packet Tracer

Программное решение Cisco Packet Tracer позволяет имитировать работу различных сетевых устройств: маршрутизаторов, коммутаторов, точек беспроводного доступа, персональных компьютеров, сетевых принтеров, IP-телефонов и т.д. Работа с интерактивным симулятором дает ощущение настройки реальной сети, состоящей из десятков или даже сотен устройств.

 Настройки, в свою очередь, зависят от характера устройств: одни можно настроить с помощью команд операционной системы Cisco IOS, другие – за счет графического веб-интерфейса, третьи – через командную строку операционной системы или графические меню.

Благодаря такому свойству Cisco Packet Tracer, как режим визуализации, пользователь может отследить перемещение данных по сети, появление и изменение параметров IP-пакетов при прохождении данных через сетевые устройства, скорость и пути перемещения IP-пакетов. Анализ событий, происходящих в сети, позволяет понять механизм ее работы и обнаружить неисправности.

Cisco Packet Tracer может быть использован не только как симулятор, но и как сетевое приложение для симулирования виртуальной сети через реальную сеть, в том числе Интернет. Пользователи разных компьютеров, независимо от их местоположения, могут работать над одной сетевой топологией, производя ее настройку или устраняя проблемы. Эта функция многопользовательского режима Cisco Packet Tracer может применяется для организации командной работы.

В Cisco Packet Tracer пользователь может симулировать построение не только логической, но и физической модели сети и, следовательно, получать навыки проектирования. Схему сети можно наложить на чертеж реально существующего здания или даже города и спроектировать всю его кабельную проводку, разместить устройства в тех или иных зданиях и помещениях с учетом физических ограничений, таких как длина и тип прокладываемого кабеля или радиус зоны покрытия беспроводной сети.

Симуляция, визуализация, многопользовательский режим и возможность проектирования делают Cisco Packet Tracer уникальным инструментом для обучения сетевым технологиям.

Выбор необходимого оборудования

Маршрутизатор

Cisco ISR 2900 — серия маршрутизаторов с интеграцией сервисов, разработанная на основании 25-летнего опыта Cisco в области инноваций и создания передовых решений. Архитектура новых платформ обеспечивает поддержку следующего этапа развития филиалов организаций, перенося мультимедийные средства совместной работы и средства виртуализации на уровень филиала и позволяя существенно сократить операционные издержки. Платформы на базе маршрутизаторов Cisco ISR второго поколения позволяют решать не только сегодняшние задачи, но и те задачи, которые возникнут в будущем, поскольку в них используются многоядерные процессоры, поддерживаются высокопроизводительные сигнальные процессоры (DSP) для расширения перспективных возможностей передачи видео, используются мощные сервисные модули с повышенной доступностью, средства коммутации Gigabit Ethernet с поддержкой расширенной спецификации POE, а также новые возможности управления и мониторинга потребления энергии. Кроме того, новый универсальный образ операционной системы Cisco IOS® и модуль Services Ready Engine позволяют разделить развертывание оборудования и программного обеспечения, тем самым обеспечивая надежную технологическую основу, способную быстро адаптироваться к постоянно изменяющимся требованиям к сети.

В целом маршрутизаторы Cisco серии 2900 обеспечивают беспрецедентное снижение совокупной стоимости владения (TCO) и высочайший уровень гибкости сети, которые поддерживаются интеллектуальными средствами интеграции лучших в отрасли средств обеспечения безопасности, системы унифицированных коммуникаций, технологий создания беспроводных сетей и прикладных сервисов.

Маршрутизаторы Cisco серии 2900 (модели с Cisco 2911 по Cisco 2951) поддерживают новые сервисные модули EtherSwitch®, которые существенно расширяют возможности интеграции лучшей в отрасли коммутации второго и третьего уровней с набором функций, идентичных тем, что представлены в коммутаторах серий Cisco Catalyst 2960 и Catalyst 3650-E, и возможностью осуществлять коммутацию и маршрутизацию со скоростью локальной сети.

Новые сервисные модули Cisco Enhanced EtherSwitch используют преимущества расширенных возможностей питания маршрутизаторов Cisco серии 2900. Кроме того, модули Cisco Enhanced EtherSwitch поддерживают новейшие инициативы Cisco в области энергосбережения: Cisco EnergyWise, Cisco Enhanced Power over Ethernet (ePoE), мониторинг питания PoE на уровне порта и усиление питания PoE с помощью RPS. Данные технологии позволят удовлетворить возросшие требования к энергоснабжению оконечного оборудования, не повышая общее энергопотребление филиала.          

Коммутаторы

Коммутаторы Cisco серии 2960 – новое семейство коммутаторов второго уровня с фиксированной конфигурацией, которое позволяет подключать рабочие станции к сетям Fast Ethernet и Gigabit Ethernet на скорости среды передачи, удовлетворяя растущие потребности в пропускной способности на периферии сети. Для агрегации применяются комбинированные гигабитные uplink-порты, которые могут объединяться в единый канал по технологии GigabitEtherChannel.

    Данная серия коммутаторов ориентирована в первую очередь на предприятия малого и среднего бизнеса, а также филиалы крупных компаний для решения задачи реализации уровня доступа к сети. По сравнению с популярной серией коммутаторов 2950, модели семейства 2960 обеспечивают более широкий набор функций обеспечения безопасности и качества обслуживания, а также управление полосой пропускания. Для упрощения задачи конфигурирования в коммутаторах серии 2960 предусмотрена функция Smartports, позволяющая выполнить основные настройки порта коммутаторов, основываясь на его назначении. Cisco 2960 обеспечивают потребность в передаче данных со скоростью 100 Мбит/сек и 1 Гбит/сек, позволяют использовать LAN сервисы, например, для сетей передачи данных, построенных в филиалах корпораций. Семейство 2960 позволяет обеспечить высокую безопасность данных за счет встроенного NAC, поддержки QoS и высокого уровня устойчивости системы.

Основные особенности:

· Высокий уровень безопасности, усовершенствованные списки контроля доступа (ACL);

· Организация контроля сети и оптимизация ширины канала с использованием QoS, дифференцированного ограничения скорости и ACL.

· Для обеспечения безопасности сети коммутаторы используют широкий спектр методов аутентификации пользователя, технологии шифрации данных и организации разграничения доступа к ресурсам на основании идентификатора пользователя, порта и MAC адресов.

· Коммутаторы просты в управлении и конфигурировании

· Доступна функция авто конфигурации посредством Smart портов для некоторых специализированных приложений.

В данном курсовом проекте используется коммутатор Cisco 2960-24TT.[***13]

    Таблица 2.1 Технические характеристики Cisco 2960-24TT

Стандарт Ethernet

Стандарт Ethernet использует преимущества шинной и звездообразной топологий. Скорости передачи по сетям Ethernet составляют: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с. В стандарте Ethernet используется метод управления доступом под названием Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA CD (Множественный доступ контролем несущей и обнаружением конфликтов). CSMA CD – это алгоритм передачи и декодирования форматированных фреймов данных. С помощью данного алгоритма посылающий узел сети Ethernet инкапсулируют фрейм и готовят его для передачи. Все узлы, стремящиеся отправить фрейм в кабель, соревнуются между собой. Ни один узел не имеет преимуществ перед другими узлами. Узлы прослушивают наличие пакетов в кабеле. Если обнаруживается передаваемый пакет, то узлы, не стоящие в очередь на передачу, переходят в режим "ожидания".

Протокол Ethernet в каждый момент времени позволяет только одному узлу работать на передачу. Для передачи генерируется сигнал несущей частот. Контроль несущей – это процесс проверки коммуникационного кабеля на наличие определенного напряжения, указывающего на наличие сигнал передающего данные. Если в течение заданного интервала времени в среде передачи отсутствует информационный сигнал, любой узел может начать передачу данных.

Иногда несколько узлов начинают передачу одновременно, что приводит к конфликту. Передающий узел обнаруживает конфликт, проверяя уровень сигнала. В случае конфликта сигнал по крайней мере в два раза превышает нормальный. Для разрешения конфликтов пакетов передающий узел использует программный алгоритм обнаружения конфликтов. Этот алгоритм разрешает станциям, отправляющим пакеты, продолжать передачу в течение установленного промежутка времени. При этом передается сигнал помехи, состоящий из двоичных единиц, и по этому сигналу все слушающие сеть узлы определяют наличие конфликта. Затем на каждом узле программно генерируется случайное число, которое используется как время ожидания для начала следующей передачи. Такой подход является гарантией того, что два узла не начнут одновременно повторную передачу данных.

При передаче фреймов заданному узлу используются физические адреса. Каждая станция и сервер имеет уникальный адрес канального уровня, который связан с сетевым адаптером (Network Interface Card, NIC). Этот адаптер соединяет станцию или сервер с сетевым коммуникационным кабелем. Адрес "зашивается" в микросхему ПЗУ, расположенную на адаптере. Каждый сетевой адаптер требует наличия специальных сетевых драйверов, соответствующих методу доступа к сети, формату инкапсулируемых данных и способу адресации.

Для сетей Ethernet выпускается большое количество оборудования, которое широко поддерживается производителями компьютеров. Одной из причин популярности Ethernet является то, что этот стандарт имеет много решений для реализации высокоскоростных сетей. Например, сети Ethernet со скоростью 10 Мбит/с легко модернизировать в сеть Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, зачастую используя для этого уже установленные сетевые адаптеры и кабельную систему. Кроме того, для сетей Ethernet выпускаете множество средств тестирования и управления. В табл. 2.3 кратко перечислены многие из существующих или перспективных стандартов Ethernet.

Таблица 2.2 Стандарты IEEE 802.3 для сетей Ethernet

Среда передачи данных

    Среда передачи данных — физическая среда, по которой происходит передача (перенос) той или иной информации (данных) от источника (передатчика, отправителя) к приёмнику (получателю). Информация переносится с помощью сигналов.

Сигналы могут иметь различную природу:

· электрическую (электроны по меди, заряженные ионы);

· механическую (звуковые волны по воздуху);

· электромеханическую;

· электромагнитную(радиоволны по воздуху, в безвоздушном пространстве или в грунте);

· оптическую (свет лазера по оптоволокну).

    Среда передачи может быть естественной или искусственной. Среда передачи данных является составной частью канала связи.

    Витой парой называется кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание проводов уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю, а экранированные витые пары еще более увеличивают степень помехозащищенности сигналов.

Кабель типа «витая пара» используется во многих сетевых технологиях, включая Ethernet, ARCNet и IBM Token Ring.

    Кабели на витой паре подразделяются на: неэкранированные UTP (Unshielded Twisted Pair) и экранированные медные кабели. Последние подразделяются на две разновидности: с экранированием каждой пары и общим экраном STP (Shielded Twisted Pair) и с одним только общим экраном FTP (Foiled Twisted Pair). Наличие или отсутствие экрана у кабеля вовсе не означает наличия или отсутствия защиты передаваемых данных, а говорит лишь о различных подходах к подавлению помех. Отсутствие экрана делает неэкранированные кабели более гибкими и устойчивыми к изломам. Кроме того, они не требуют дорогостоящего контура заземления для эксплуатации в нормальном режиме, как экранированные.

Для проектирования предложенной сети в качестве среды передачи выбрана витая пара категории 5е — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5 (уточненные/улучшенные спецификации). Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Преимущества данного кабеля в более низкой стоимости и меньшей толщине, а также в возможности экранирования этого типа кабеля. Применяется в стандартах Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T).