Проектирование компьютерной сети предприятия

21 век - это век высоких технологий, век машин, цифровой информации и компьютеров. Эпоха программ. Компьютер стал привычной вещью в каждом доме и офисе. Его можно использовать как для работы, так и для отдыха. Без него не обходится ни одна сфера жизни. Телефонная связь, банковские системы, цифровое телевидение, камеры видеонаблюдения, медицинское оборудование - это лишь небольшой список областей человеческой деятельности, в которых используется персональный компьютер. С помощью компьютерных систем люди смогли автоматизировать большинство процессов, что позволило совершить огромный технологический скачок в развитии человеческой жизни. Поэтому в наши дни использование персональных компьютеров очень удобно и необходимо [1].
Первые компьютеры были больших размеров, но именно они положили начало развитию компьютерных технологий. Маленькие компьютеры, ноутбуки и планшеты, которые сегодня есть практически в каждом доме, были заменены одним большим компьютером.
Компьютер сочетает в себе функции пишущей машинки, библиотеки, почтового отделения, газеты и многого другого. Компьютер также является незаменимым атрибутом на предприятии или в офисе, без которого автоматизация рабочего места невозможна.
При наличии в компании нескольких компьютеров возникает необходимость удобной и быстрой передачи информации между ними. Одним из способов решения этой проблемы является подключение компьютеров через локальную компьютерную сеть [2].
Этот метод позволяет оптимизировать рабочий процесс, упростить обмен файлами, совместное использование оборудования и периферийных устройств, а также позволяет вашим сотрудникам эффективно взаимодействовать в чатах и видеоконференциях, что далеко не все.
Локальные компьютерные сети (ЛВС) сегодня стали такими же естественными инженерными системами, как и кабельные. Объединение компьютеров в локальной сети является необходимостью для повседневной работы. Локальная сеть позволяет совместно использовать различные устройства, облегчает доступ к информации и ее защиту, повышает эффективность работы. Современные локальные сети позволяют сотрудникам, находящимся в разных офисах, находиться на одном этаже выше или на другом континенте, независимо от того, находятся ли они на другом континенте. Таким образом, роль корпоративной локальной сети необычайно велика - надежность и безопасность различных операций компании зависят от того, насколько грамотно она выполняется.
Серверная сеть является наиболее эффективной. Кроме того, он не имеет альтернативы, если в сети более 10 пользователей. При большом количестве пользователей могут быть установлены дополнительные серверы, которым может быть назначена определенная функция, будь то файловый сервер, сервер печати, почтовый сервер или сервер базы данных. С установкой дополнительных серверов повышается эффективность и производительность всей сети. Выделенные серверы выполняют резервное копирование хранящихся в них данных. С помощью сервера вы можете создать сеть любого размера, который вам нравится. Недостатком серверной сети является ее высокая стоимость [3].

1 Анализ топологии сетей и выбор сети

Топология - это схема, которая позволяет компьютерам или сетевым узлам взаимодействовать друг с другом. Топология сети может быть:
Физическая - описывает фактическое местоположение и соединения между узлами сети.
Логический - описывает прохождение сигнала в пределах физической топологии.
Существует множество способов подключения сетевых устройств. Выделяются следующие топологии [4]:
- Полностью связная;
- Ячеистая;
- Звездная;
- С общей шиной;
- Кольцевая.
Рассмотрим каждый из них подробно.
1) Полностью связанная топология - это топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным (Рис. 1). Этот вариант, несмотря на свою логическую простоту, громоздок и неэффективен. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый компьютер должен иметь столько же портов связи, сколько компьютеров в сети [5].
По этим причинам сеть может иметь только относительно небольшие конечные размеры. Эта топология чаще всего используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях с небольшим количеством рабочих станций.






Рисунок 1 - Полностью связанная топология

Недостаток: громоздкий и неэффективный вариант, поскольку каждый компьютер должен иметь большое количество коммуникационных портов.
2) Топология сети - это базовая, полностью подключенная топология компьютерной сети, в которой каждая сетевая рабочая станция подключена к нескольким другим рабочим станциям той же сети (Рис. 2). Он отличается высокой отказоустойчивостью, сложной конфигурацией и более высокой, чем в среднем, пропускной способностью кабеля. Это приводит к полному объединению путем удаления некоторых возможных объединений [5].


Рисунок 2 – Ячеистая топология

3) Общая шина - это общий кабель (шина или магистраль), к которому подключены все рабочие станции (Рис. 3). На концах кабеля расположены терминаторы для предотвращения отражения сигнала [6].
Преимущества:
- Короткое время установки в сети;
- Дешевизна сети (требуется меньше кабелей и сетевого оборудования);
- Простая настройка;
- Сбой рабочей станции не повлияет на работу сети.


Рисунок 3 – Общая шина


Недостатки:
- Проблемы с сетью, такие как обрыв кабеля и выход из строя терминатора, полностью блокируют всю сеть;
- Комплексная локализация сбоев в работе системы;
- По мере добавления новых рабочих станций производительность сети снижается.
4) Кольцо - это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: один получает только информацию, а другой передает только информацию (Рис. 4). На каждой линии связи есть только один передатчик и один приемник, как в случае со звездой. Это предотвратит использование внешних терминаторов [6].


Рисунок 4 – Кольцевая топология

Компьютеры в кольце не имеют полного равноправия (в отличие от топологии шины). Некоторые из них обязательно получат информацию с компьютера, который выполняет передачу в это время, раньше, а другие - позже. На этой особенности топологии основаны методы управления сетевыми обменами, разработанные специально для «кольца». При использовании этих методов право на следующую передачу, последовательно переходит к следующему компьютеру по кругу [6].
Преимущества:
- Простая установка;