Распределение IP адресов в подсетях

Схема организации связи.

Корпоративная сеть строится на технологии Ethernet.

Ethernet — пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet и Token ring

В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:

· возможность работы в дуплексном режиме;

· низкая стоимость кабеля «витой пары»;

· более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле (соединение точка-точка: обрыв кабеля лишает связи два узла. В коаксиале используется топология «шина», обрыв кабеля лишает связи весь сегмент);

· минимально допустимый радиус изгиба меньше;

· большая помехоустойчивость из-за использования дифференциального сигнала;

· возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE);

· гальваническая развязка трансформаторного типа. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт и иногда даже полным «выгоранием» системного блока.

Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.

Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 64 до 1518 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.

В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.

 

 

Топология сети:

Звезда — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.

Рисунок 1.

Достоинства

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

· хорошая масштабируемость сети;

· лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

· высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

· гибкие возможности администрирования.

Недостатки

· выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

· для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

· конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

 

Архитектура сети:

Клиент-сервер — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг, называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.

Преимущества

· Отсутствие дублирования кода программы-сервера программами-клиентами.

· Так как все вычисления выполняются на сервере, то требования к компьютерам, на которых установлен клиент, снижаются.

· Все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов. На сервере проще обеспечить контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа.

 

Недостатки

· Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть. Неработоспособным сервером следует считать сервер, производительности которого не хватает на обслуживание всех клиентов, а также сервер, находящийся на ремонте, профилактике и т. п.

· Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста — системного администратора.

· Высокая стоимость оборудования.

 

Физическая среда сети:

В данной корпоративной сети используется 2 вида кабеля, это витая пара и оптическое волокно.

Вита́я па́ра — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (который ошибочно называют RJ45).

Опти́ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Волоконная оптика— раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на бо́льшие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.

Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10 микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды электромагнитного излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений. В настоящее время практически все производимые волокна являются одномодовыми.

Существует три основных типа одномодовых волокон:

1. Одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи.

2. Одномодовое волокно со смещённой дисперсией, определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание.

3. Одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией, определяется рекомендацией ITU-T G.655.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения — каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе — показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.

 

 

Построение подсетей

Локальные сети делятся на подсети.

Подсеть-часть сети(сегмент) в котором одинаковые права, они имеют доступ к одним и тем же сетевым ресурсам.

По умолчанию для Локальной Сети(далее ЛС) класса С назначена маска подсетей:255.255.255.0

Класс В: 255.255.0.0

Класс А: 255.0.0.0

Расчет подсетей:

1)Количество хостов в сети:222

Маска подсети:255.255.255.224

Количество подсетей:2³=8

Количество узлов=2⁵-2=30

Всего узлов в сети:30*8=240

Шаг IP адреса:256-224=32

2) Количество хостов в сети:243

Маска подсети:255.255.255.248

Количество подсетей:2⁵=32

Количество узлов:2³-2=6

Всего узлов в сети:32*6=192

Шаг IP адреса:256-248=8

 

Распределение IP адресов в подсетях

Сеть №1

Маска: 255.255.255.224 IP адрес сети: 224.12.22.0

№ п/с	IPmin	IPmax	Широковещательный IP	Резервный IP
1-224.12.22.0	224.12.22.1	224.12.22.30	224.12.22.31
2-224.12.22.32	224.12.22.33	224.12.22.62	224.12.22.63
3-224.12.22.64	224.12.22.65	224.12.22.94	224.12.22.95
4-224.12.22.96	224.12.22.97	224.12.22.126	224.12.22.127
5-224.12.22.128	224.12.22.129	224.12.22.158	224.12.22.159
6-224.12.22.160	224.12.22.161	224.12.22.190	224.12.22.191
7-224.12.22.192	224.12.22.193	224.12.22.222	224.12.22.223
8-224.12.22.224	224.12.22.225	224.12.22.254	224.12.22.255
Сеть№2 Маска: 255.255.255.248 IP адрес сети: 248.12.22.0   № п/с IPmin IPmax Широковещательный IP Резервный IP 1-248.12.22.0 248.12.22.1 248.12.22.6 248.12.22.7   2-248.12.22.8 248.12.22.9 248.12.22.14 248.12.22.15   3-248.12.22.16 248.12.22.17 248.12.22.22 248.12.22.23   4-248.12.22.24 248.12.22.25 248.12.22.30 248.12.22.31   5-248.12.22.32 248.12.22.33 248.12.22.38 248.12.22.39   6-248.12.22.40 248.12.22.41 248.12.22.46 248.12.22.47   7-248.12.22.48 248.12.22.49 248.12.22.54 248.12.22.55   8- 248.12.22.56 248.12.22.57 248.12.22.62 248.12.22.63   9-248.12.22.64 248.12.22.65 248.12.22.70 248.12.22.71   10-248.12.22.72 248.12.22.73 248.12.22.78 248.12.22.79   11-248.12.22.80 248.12.22.81 248.12.22.86 248.12.22.87   12-248.12.22.88 248.12.22.89 248.12.22.94 248.12.22.95   13-248.12.22.96 248.12.22.97 248.12.22.102 248.12.22.103   14-248.12.22.104 248.12.22.105 248.12.22.110 248.12.22.111   15-248.12.22.112 248.12.22.113 248.12.22.118 248.12.22.119   16-248.12.22.120 248.12.22.121 248.12.22.126 248.12.22.127   17-248.12.22.128 248.12.22.129 248.12.22.134 248.12.22.135   18-248.12.22.136 248.12.22.137 248.12.22.142 248.12.22.143   19- 248.12.22.144 248.12.22.145 248.12.22.150 248.12.22.151   20-248.12.22.152 248.12.22.153 248.12.22.158 248.12.22.159   21-248.12.22.160 248.12.22.161 248.12.22.166 248.12.22.167   22- 248.12.22.168 248.12.22.169 248.12.22.174 248.12.22.175   23-248.12.22.176 248.12.22.177 248.12.22.182 248.12.22.183   24-248.12.22.184 248.12.22.185 248.12.22.190 248.12.22.191   25-248.12.22.192 248.12.22.193 248.12.22.198 248.12.22.199   26-248.12.22.200 248.12.22.201 248.12.22.206 248.12.22.207   27-248.12.22.208 248.12.22.209 248.12.22.214 248.12.22.215   28- 248.12.22.216 248.12.22.217 248.12.22.222 248.12.22.223   29-248.12.22.224 248.12.22.225 248.12.22.230 248.12.22.231   30-248.12.22.232 248.12.22.233 248.12.22.238 248.12.22.239   31-248.12.22.240 248.12.22.241 248.12.22.246 248.12.22.247   32-248.12.22.248 248.12.22.249 248.12.22.254 248.12.22.255