Aplicație Pentru Proiectarea Unei Rețele DE Calculatoare

UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE MATEMATICĂ ȘI INFORMATICĂ

DEPARTAMENTUL DE INFORMATICĂ

DOMENIUL DE LICENȚĂ CALCULATOARE ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

SPECIALIZAREA TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

LUCRARE DE LICENȚĂ

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Asist. Vasile Silviu Laurentiu

STUDENT:

Ionescu Victor-Daniel

București

2015

UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE MATEMATICĂ ȘI INFORMATICĂ

DEPARTAMENTUL DE INFORMATICĂ

DOMENIUL DE LICENȚĂ CALCULATOARE ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

SPECIALIZAREA TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

APLICAȚIE PENTRU PROIECTAREA UNEI

REȚELE DE CALCULATOARE

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Asist. Vasile Silviu Laurentiu

STUDENT:

Ionescu Victor-Daniel

București

2016

Cuprins

INTRODUCERE: IMPORTANȚA PROIECTARII REȚELELOR DE CALCULATOARE……………….. 4

I. APLICAȚII FOLOSITE ………………………………………………………………………………………………………… 6

II. IMPLEMENTAREA REȚELEI ……………………………………………………………………………………………… 9

2.1 ELEMENTE TEORETICE …………………………………………………………………………………………………… 9

2.2 REȚEAUA FUNCȚIONALĂ…………………………………………………………………………………………….21

III. IMPLEMENTAREA APLICAȚIEI. ……………………………………………………….24

3.1 PREZENTARE GENERALĂ ………………………………………………………………………………………………24

3.2 CERINȚE HARDWARE …………………………………………………………………………………………………….30

3.3 PROCEDURA DE INSTALARE …………………………………………………………………………………………30

3.4 PREZENTAREA COMENZILOR FOLOSITE…………………………………………………………………….34

IV. ALERTE ȘI NOTIFICĂRI …………………………………………………………………………………………………..37

CONCLUZII ………………………………………………………………………………………………………………………………44

ANEXE ……………………………………………………………………………………………………………………………………..45

ANEXA 1 – Configurația echipamentelor ESW1, ESW2 …………………………………………………………………45

1.1 ESW2 ……………………………………………………………………………………………………………………………….45

1.2 ESW2 ……………………………………………………………………………………………………………………………….47

ANEXA 2 – Configurația echipamentelor ESW3, ESW4 …………………………………………………………………51

2.1 ESW3 ……………………………………………………………………………………………………………………………….51

2.2 ESW4 ……………………………………………………………………………………………………………………………….54

ANEXA 3 – Configurația echipamentelor R1, R2, R3, R4 ……………………………………………………………….57

3.1 R1 …………………………………………………………………………………………………………………………………….57

3.2 R2 …………………………………………………………………………………………………………………………………….60

3.3 R3 …………………………………………………………………………………………………………………………………….63

3.4 R4 …………………………………………………………………………………………………………………………………….66

LISTA IMAGINILOR ȘI TABELELOR ……………………………………………………………………………………….69

BIBLIOGRAFIE …………………………………………………………………………………………………………………………70

INTRODUCERE: IMPORTANȚA PROIECTARII REȚELELOR DE CALCULATOARE

În prezent, rețelele de calculatoare s-au dezvoltat și s-au diversificat din ce în ce mai mult. Importanța lor constă în aceea că se regăsesc practic în toate domeniile de activitate, de la companii private la instituții de învățământ, la persoane fizice și cartiere de locuințe. Multiplele lor utilizări fac foarte importantă proiectarea oricărui tip de aplicație în acest domeniu.

Acestea sunt motivele pentru care am ales să creez o aplicație pentru proiectarea unei rețele de calculatoare.

Prin rețea de calculatoare se înțelege un grup de sisteme de calcul și alte dispozitive de calcul legate între ele prin canale de comunicație care simplifică legătura între un număr mare de utilizatori.

Rețeaua de calculatoare:

Ușurează comunicația prin email, video conferință, mesagerie instant, chat, telefoane etc.

Permite folosirea în comun a unui singur dispozitiv precum imprimanta sau scanner-ul

Permite folosirea în comun a fișierelor prin rețea

Permite folosirea în comun a programelor pe diferite sisteme

Văzută din această perspectivă rețeaua de calculatoare este o rețea de telecomunicații care permite calculatoarelor să transmită date între ele printr-o legătură de date.

Dispozitivele de rețea care inițiază, rutează și finalizează transmiterea de date sunt denumite noduri. Nodurile cuprind hosturi cum ar fi calculatoare personale, telefoane, servere precum și echipamente de rețea. Două astfel de dispozitive se consideră legate între ele prin rețea când pot schimba informații cu celălalt dispozitiv.

Rețelele de calculatoare diferă în funcție de mediul de transmitere utilizat pentru semnalele lor, de protocoalele de comunicare pentru organizarea traficului de rețea, de dimensiunea rețelei, de topologie și de organizare.

Rețelele de calculatoare suportă un număr enorm de aplicații cum ar fi cele legate de accesul la Internet, aplicații de redare video, audio, conferințe și aplicații de mesagerie instant precum și multe altele. În cele mai multe cazuri, protocoalele specifice aplicației sunt așezate pe nivele, peste alte protocoale de comunicație mai generale.

În funcție de răspândirea geografică rețelele se împart în mai multe tipuri:

Rețele locale (LAN)

Rețele Personale (PAN)

Rețele de casă (Home Area Networks) (HAN)

Rețele teritoriale (WAN)

Rețele metropolitane (MAN)

Rețele private de întreprindere

Rețele de magistrală (BBN)

Rețele globale (GAN)

Rețele publice (PDN) ex. Internet

Dintre acestea, rețelele locale (LAN) lucrează la nivelul unei clădiri sau al unui grup de clădiri având distanța între stațiile de lucru între 100-1000 m. Se întind pe o suprafață mică, o clădire sau un campus. Rețelele metropolitane (MAN) se întind pe o suprafață care cuprinde un oraș. Rețelele teritoriale (WAN) cuprind multiple rețele LAN, care se află în locuri geografice diferite. Astfel de rețele lucrează la nivel de regiune sau la nivel mondial, având o distanță între stațiile de lucru de mii de kilometri. Rețelele publice(de Internet) lucrează la nivel de regiune sau la nivel mondial și au acces la diverse rețele locale. Soluțiile de realizare a comunicațiilor pentru aceste rețele ar fi linii telefonice normale sau închiriate, legături prin satelit, cablu optic, etc.

Rețelele de calculatoare se mai pot împărți și după complexitatea organizării rețelei:

a) rețele fizice – care necesită la administrare și instalare un specialist

b) rețele virtuale – arată și funcționează ca o rețea , dar folosesc un canal separat de comunicație în cadrul unei rețele fizice (ex. VPN-urile).

c) rețele peer-to-peer – care tratează toate calculatoarele cu aceleași drepturi, și de primire și de transmitere de date.

d) rețele client-server – acestea au devenit modelul standard pentru conectarea în rețea. Ele folosesc un calculator dedicat ca server, iar toate celelalte stații de lucru sunt de tip client. În acest caz serverul controlează toate resursele comune, asigură securitatea datelor și sistemului, realizează comunicații între stațiile de lucru. Serverele sunt „dedicate” deoarece sunt optimizate să deservească rapid cererile cleinților din rețea și să asigure securitatea fișierelor și a directoarelor. Ele rulează sistemde operare tip Unix, Linux, OS2, Windows, NT/2000/Server 2003/2008.

Stațiile de lucru lucrează de obicei sub sistemele de operare Windows, Linux sau Unix.

e) rețele combinate – pe acestea funcționează două tipuri de sisteme de operare pentru a asigura o rețea completă, cum o consideră mulți administratori.

Topologia de rețea

Topologia este proiectarea dispunerii fizice în teren a calculatoarelor și a celorlalte componente care alcătuiesc rețeaua. Se mai folosesc termenii de dispunere fizică, diagramă, hartă. Dispunerea fizică în teren a rețelei este în mod obișnuit mai puțin importantă decât topologia care conectează nodurile rețelei. Cele mai multe diagrame care descriu o rețea fizică sunt din acest motiv, mai degrabă geografice. Simbolurile de pe aceste diagrame denotă în mod uzual legăturile de rețea și nodurile de rețea.

Mediile de transmisie (adesea amintite în literatură ca medii fizice) leagă dispozitivele pentru a forma rețeaua de calculatoare prin cabluri electrice, fibră optică sau unde radio. În modelul OSI sunt definitele layerele 1 și 2 – layerul fizic și layerul de date.

Prețul este factorul care decide alegerea tehnologiei de transmisie prin cablu sau prin unde radio (Wireless).

Există trei topologii standard:.

Magistrală (Bus)

Stea (Star)

Inel (Ring)

și trei topologii derivate din cele standard:

Arbore (Tree)

Mesh

Fully connected network

a)Tipologia tip Magistrală (Bus) se mai numește și magistrală liniară și constă dintr-un singur cablu, numit trunchi, care conectează toate calculatoarele din rețea pe o singură linie. Datele din rețea sunt transmise sub formă de semnale electronice tuturor calculatoarelor conectate, dar informația este acceptată doar de calculatorul a cărei adresă corespunde adresei codificate în semnalul transmis.

b) Tipologia de tip stea (Star): toate nodurile sunt conectate la un nod central special. Rețelele cu topologie stea oferă și administrare centralizată. În cazul în care concentratorul se defectează cade întreaga rețea. Dacă un singur calculator sau cablu care conectează componenta centrală se defectează, atunci numai calculatorul respectiv este în imposibilitatea de a mai funcționa, restul rețelei transmite și recepționează date așa cum trebuie.

c) Tipologia de tip inel (Ring)-fiecare nod este conectat la nodul vecin din stânga și din dreapta, astfel încât se conectează toate nodurile și fiecare nod poate ajunge la fiecare alt nod travesând nodurile înspre dreapta sau înspre stânga. Semnalul parcurge astfel bucla într-o singură direcție, ajungând la fiecare calculator.

d) Tipologia tip arbore: nodurile sunt aranjate ierarhic, pornind de la un calculator principal. Comunicarea între calculatoare se face în funcție de nivelul pe care se află fiecare.

e) Tipologia Mesh –fiecare nod este conectat la un număr arbitrar de vecini astfel încât există cel puțin unul traversal de la orice nod spre oricare alt nod. Axeastp topologie combină celelate patru tipuri de topologii.

f) Topologia Fully connected network – fiecare nod este conectat la fiecare alt nod din rețea. Această topologie toate componentele rețelei între ele.

Nodurile rețelei de calculatoare

În comunicațiile de date, un nod de rețea fizică a poate fi fie un echipament de comunicații de date (DCE) cum ar fi un modem, hub, bridge sau switch; sau un echipament terminal de date (DTE) cum ar fi un telefon digital, o imprimantă sau un computer gazdă (host), de exemplu un router, o stație de lucru sau un server.

Modemele (MOdulator-DEModulator) sunt utilizate pentru a conecta nodurile de rețea pe fir care nu a fost inițial proiectate pentru trafic de rețea digitală sau pentru wireless. Pentru a face acest lucru unul sau mai multe semnale purtătoare sunt modulate de semnalul digital pentru a produce un semnal analog care se poate adapta pentru a da proprietățile de transmisie. Modemele se utilizează la linii telefonice utilizând tehnologia Digital Subscriber Line.

Hub-ul este un repetor cu porturi multiple. Un repetor este un dispozitiv electronic care primește un semnal de rețea, îl curăță de zgomotele care nu sunt necesare și îl regenerează. Semnaul este retransmis la un nivel de energie mai ridicat astfel încât semnalul să poată parcurge distanțe mari fără degradare.

Un bridge de rețea conectează și filttrează traficul dintre două segmnte de rețea la layerul de legătură de date de rețea (layer 2) a modelului OSI model pentru a forma o singură rețea.

Bridgeurile sunt de trei tipuri de bază:

Bridge Local: conectează direct rețelele LAN

Brdige-uei distante: se pot utiliza pentru a crea o rețea teritorială (WAN) de legătură între rețelele LAN. Bridge-urile distante, acolo unde legătură de conectare este mai lentă decât capătul rețeleleor, au fost în mare parte înlocuiți cu routere.

Bridge-uri Wireless: se pot utiliza pentru a aface legătura cu rețelele LAN sau pentru a conecta dispozitive distante la rețelele LAN.

Switch-ul este un dispozitiv care transmiste mai departe și filtrează cadrele Layer 2 ale OSI layer între porțile bazate pe destinația adresei MAC al ficărui cadru. Un switch se distinge de un hub prin aceea că doar trasnferă cadrele către porturile fizice implicate în comunicare, mai degrabă decât către toate porturile conectate. Se poate considera ca un bridge multi-port. Știe să asocieze porturile fizice de adresele MAC prin examinarea adreselor sursă ale cadrelor primite.Dacă este țintită o destinație necunoscută, switch-ul transmite către toate porturile cu excepția sursei. Switch-urile au în mod normal numeroase porturi, permițând dispozitivelor aranjarea în topologia tip stea și aranjarea în cascadă a sitwch-urilor suplimentare.

Switch-urile Multi-layer rutează în baza tratării layer-ului 3 sau a nivelor logice suplimentare . Termul de switch este adesea folosit în sens larg incluzând dispozitive ca routere și bridge-uri, precum și disopzitive care pot distribui traficul pe baza încărcăturii sau a conținutului (de ex un identificator URL Web).

Un ruter este un dispozitiv care conectează rețelele de calculatoare între ele prin comutarea de pachete (packet switching). Funcția îndeplinită de ruter se numește rutare. Ruterele operează la nivelul 3 al modelului OSI.

Controler-ul de interfață de rețea este o componetă a calculatorului care îi permite să acceseze mediul de transmisie și să proceseze informațiile de rețea de nivel jos.

Dacă rețeaua respectivă este un LAN sau WAN, fiecare nod de LAN sau WAN (care sunt cel puțin dispozitive de legătură de date de layer) trebuie să aibă o adresă MAC, în mod obișnuit câte una pentru fiecare controler interfață de rețea (network interface controller) pe care îl are. Exemple sunt calculatore, packet switch-uri, modeme xDSL (cu interfață Ethernet interface) și puncte de acces wireless pentru LAN. De notat că un hub constituie un nod de rețea fizic, nu constituie un nod de rețea LAN, deoarece o rețea cu hub este din punct de vedere logic o rețea magistrală. În mod analog, un repetor sau un modem PSTN (cu interfață serială) este un nod de rețea fizică nu este un nod LAN.

Dacă rețeaua respectivă este Internet sau Intranet, multe noduri de rețea sunt host-uri, denumite și Internet nodes, identificate printr-o adresă IP, și toate hosturile sunt noduri fizice de rețea. Totuși, unele dispozitive de legături de date cum ar fi switch-uri, bridge-uri și puncte de acces WLAN nu au o adresă host de IP (exceptând uneori scopurile administrative) și nu sunt considerate a fi noduri de Internet sau host-uri, ci noduri fizice de rețea și noduri LAN.

Noduri(end nodes) în cloud computing

Într-o rețea vastă de calculatoare, calculatoarele individuale de la periferia rețelei, acelea care nu conectează alte rețele și cele care adesea se conectează în mod tranzitoriu la unul sau mai multe rețele cloud sunt denumite end nodes. Într-o construcție de tip cloud computing calculatorul unui utilizator care se conectează într-un sistem bine administrat se numește end node. Calculatoarele prezintă riscuri importante pentru rețea în cazul în care nu sunt administrate de host-ul rețelei de cloud.

Planificarea și proiectarea unei rețele de calculatoare

Procesul de planificare și proiectare a unei rețele de calculatoare implică trei pași importanți:

Proiectarea topologică: Acest stadiu implică determinarera locului unde să se amplaseze componentele și cum să se conecteze. Metodele de optimizare a topologiei care se pot utiliza în acest stagiu sunt cele de Teoria Grafurilor. Aceste metode implică determinarea costurilor de transmisie și a costurilor de comutare.

Sinteza de rețea: Acest stadiu implică determinarera dimensiunii componentelor utilizate, pe baza criteriilor de performanță precum Grade of Service (GOS). Metoda utilizată este cunoscută ca "Optimizare Nonlineară", și implică determinarea topologiei, GoS necesar, costul transmisiei, etc., și utilizarea acestei informații pentru a calcula un plan de rutare și dimensiunea componentelor

Realizarea rețelei : Acest stadiu implică îndeplinirea cerințelor de capacitate și asigurarea fiabilității rețelei. Metoda utilizată este cunoscută sub denumirea de " Multicommodity Flow Optimisation", și implică determinarea tuturor informațiilor legate de cerere, costuri și fiabilitate, și apoi utilizarea acestor informații pentru a calcula efectiv planul fizic al circuitului.

În această lucrare îmi propun să exemplific …

Etapele parcurse către atingerea acestui obiectiv sunt împărțite în patru capitole după cum urmează:

– În primul capitol.

– Capitolul doi

– În cel de-al treilea capitol.

– Ultimul capitol

Bibliografie

1.Wikipedia –Computer networks

2.Lect. Adrian Runceanu- Rețele de caculatoare, Universitatea „Constantin Brâncuși” din Tg Jiu, Facultatea de Inginerie, Departzamentul Automatică, Energie și Mediu.

3. Wikipedia- Node (networking)

4. Wikipedia-Router