Небольшая справка
   Самый распространенный стандарт для построения локальных сетей является Ethernet, который объединяет большую группу стандартов согласно OSI/ISO, основанных на режиме доступа к среде передачи данных с CSMA/CD и построенных по топологиям: "bus - шина", "star - звезда", "ring - кольцо", "star-ring - звездное кольцо", "tree - дерево" и т.п. (см. рис.).
   В эту группу входят: рожденный в 1973 года и утвержденный в 1983 году классический Ethernet, работающий со скоростью 10 Мбит/с с различными модификациями в зависимости от среды передачи - витая пара, тонкий или толстый коаксиальный кабель и оптоволокно - на физическом уровне. А также, появившийся в 1995 году Fast Ethernet, работающий со скоростью 100 Мбит/с, и принятый в 1998 году Gigabit Ethernet, работающий со скоростью 1 Гбит/с, и, сегодняшний 10 Gigabit Ethernet. Все это, позволяет Ethernet стать технологией, допускающей тысячекратное масштабирование - от 10 МГц до 10 ГГц. Все они имеют много общего, что позволяет легко объединять в единую сеть рабочие группы, построенные на различных вариантах стандарта и использующие разные среды передачи.

   Предпосылки строительства сети
   Часто процесс проектирования и постройки сети начинается очень сумбурно да еще в тот критический момент, когда без сети уже невозможно работать. Приходится решать, строить ли сеть сразу так, как надо, или сначала побыстрее и подешевле объединить несколько самых нужных компьютеров, а уже потом заняться сетью всерьез. Первый вариант, к сожалению, требует больше времени и денег на начальном этапе. Второй вариант приводит к тому, что "UTP or STP or CC под плинтус, а Hub or Switch - под стол", и построение нормальной сети откладывается, а администраторы получают кучу проблем. В конце концов, все, что построено таким методом, обязательно приходится переделывать. Это опять-таки требует вложения средств, причем больших, чем можно было бы затратить с самого начала - "скупой платит дважды". И все-таки потеря первоначально вложенных в создание сети средств - это только часть беды. Основная сложность состоит в том, что при одновременном во всех отделах прекращении использования старой сетевой инфраструктуры и переходе на новую может случиться много неприятностей.
   Таким образом, необходимо и выгодно начинать строительство сети с планирования будущей сети организации, предприятия, фирмы и подключать к сети отделы, офисы, рабочие места на ПК поочередно (чтобы не воспроизводить слова типа: организация, предприятие, фирма, отдел, офис, рабочее место на ПК - далее будет упоминаться что-то одно). В первую очередь необходимо решить, какие из них реально в ближайшие год или два должны быть включены в общую информационную структуру с учетом их потребностей в обмене данными, а уже исходя из этого рассчитывать все остальное. При планировании придется рассматривать большое количество разных вопросов, которые на первый взгляд кажутся непринципиальными. Поверхностный подход к планированию может привести к неоправданному увеличению затрат не только на этапе строительства, но и при дальнейшей эксплуатации, и, как уже отмечалось выше, вследствие частичной или полной переделки сети в будущем. Задача планирования сети является сложной как для владельца будущей сети, так и для системного интегратора, поскольку требует учитывать множество взаимозависимых и взаимоисключающих факторов.

   Выбор технологии
   Первое, на что необходимо обратить внимание, это выбор технологии и топологии, на основе которой будет построена сеть. Вариантов много, и каждый из них хорош для определенных целей, так что очень часто приходится комбинировать технологии и топологию для получения нужного результата.
   Рассмотрим вариант, когда отсутствует постоянный многобайтный трафик данных, и нет строгих требований к управлению уровнем сервиса. Но в то же время к сети подключим довольно много устройств. Из рассмотренных технологий выбираем коммутируемый Ethernet. С одной стороны, он значительно дешевле, чем, скажем, АТМ или Gigabit Ethernet, c другой - его пропускной способности для нас будет достаточной.

   Структура сети
   Выбрав коммутируемый Ethernet, надо решить два вопроса:

• как подключить все оконечные устройства - непосредственно к единой магистрали или к коммутаторам, концентраторам, а их, в свою очередь, к основной магистрали?
• сделать единый центр коммутации или организовывать отдельные узлы для каждого офиса, этажа и крыла здания?

   Для ряда отделов, которые очень активно пользуются информацией, находящейся на выделенном, причем только для них сервере, и имеющих небольшой трафик во внешнюю сеть, установим выделенные коммутаторы и концентраторы. Оборудование отделов, которые включены в общую информационную систему и работающих с несколькими серверами одновременно, подключим непосредственно к коммутаторам, образующим магистраль. Таким образом, локализуем трафик, не относящийся к общей информационной системе, и тем самым ограничим взаимное влияние этого трафика и основного трафика информационной системы. В то же время существует возможность с любого компьютера использовать ресурсы любого сервера в общей сети.

   Размещение оборудования 
   Чтобы определить местоположение коммутирующего оборудования, необходимо учитывать планировку и размеры офиса, этажа, здания с учетом рекомендаций стандарта ANSI/TIA/EIA-569, описывающего требования к помещениям, в которых устанавливается оборудование (отечественные требования изложены в нормативных ссылках). При больших расстояниях разнос оборудования позволяет четко выделить сегменты сети, например, на каждый этаж можно установить по коммутатору. Но, в этом случае возникают проблемы несоответствия физических сегментов логической структуре, например, при поэтажном физическом сегментировании трудно организовать доступ всем работникам отдела к выделенному для него серверу, когда сотрудники располагаются на разных этажах. Однако, если все коммутационное оборудование - серверы, коммутаторы и ББП - будет находиться в одном специально отведенном помещении, для администрирования сети это намного удобнее (см. рис.).

   Организация коммутационного узла
   Удобство администрирования, возможности быстрого восстановления после сбоев и даже перспективы дальнейшего развития сети зависят от организации коммутационного узла. Лучше всего с самого начала использовать средства для организации кабельного хозяйства по рекомендациям стандарта СКС ANSI/EIA/TIA-568A (отечественные требования изложены в нормативных ссылках): кабели, монтажные шкафы, патч-панели и т.д. Это позволит обеспечить главное - быстрый доступ к нужному кабелю или разъему. Ведь при возрастании числа сетевых устройств разобраться в путанице проводов, ведущих к устройствам, очень скоро станет невозможно. При организации коммутационного узла полезно определить, как будет расширяться сеть, и соответственно добавить резервные патч-панели, оставить место под еще один коммутатор, монтажный шкаф и т.д.
   Кроме того, следует выбрать меры защиты оборудования и серверов от сбоев питания. Лучше купить более мощные ИБП, чем пытаться экономить, а в итоге потерять информацию из базы данных при неожиданном отключении электричества. Сетевое оборудование обязательно должно быть заземлено, что особенно важно при подаче электричества с разных электролиний.

   Выбор оборудования
   Выбор оборудования весьма субъективная вещь, но попытаемся привести три основных критерия, которым должно отвечать активное оборудование.
   1. Пропускная способность.
При определении необходимой пропускной способности следует учитывать не только объем данных, но и способ их использования, частоту и характер запросов, структуру сети в целом и т.д. Не стоит брать дешевые коммутаторы, их внутренняя пропускная способность обычно меньше, чем совокупная пропускная способность его портов. Если через некоторое время все порты окажутся, заняты, то сеть будет подвисать из-за того, что устройство не справляется с трафиком. Согласитесь, очень нерационально, когда из 20 портов коммутатора одновременно может работать только их половина. При выборе между концентратором и коммутатором надо помнить, что концентратор нормально работает при малом количестве пользователей и запросов на передачу. Но в тоже время разумнее купить коммутатор с одним 100-Мбит портом для сервера и девятнадцатью 10-Мбит портами для пользователей, чем концентратор с двадцатью 100-Мбит портами.
   2. Надежность.
Понятно: чем надежней, тем лучше. Однако часто надежное является и более дорогим. И, имеет смысл доплатить, чтобы купить более надежный коммутатор. Покупая, платишь всего один раз, а во время эксплуатации ненадежного устройства теряешь при каждой его поломке - за ремонт: как говорится в известной поговорке - "скупой платит дважды". В качестве примера можно решить простую задачу. Предположим, что мы имеем два различных предложения:

• единица оборудования стоимостью 50 долларов со сроком службы 3 года
• единица оборудования стоимостью 100 долларов со сроком службы 10 лет.

   Если предположить, что построенная система будет эксплуатироваться в течение 10 лет, ответ напрашивается сам собой: покупка более дешевого оборудования приведет в течение срока эксплуатации системы к расходам, в 1.5 раза превышающим вложения в более дорогое, но более качественное оборудование.
   3. Совместимость.
Известно, что оборудование одного производителя может некорректно работать с оборудованием другого. Поэтому оправдан выбор устройств одного или группы производителей, совместимость которых уже проверена, что позволяет более эффективно использовать их оборудование. Это позволит более просто и надежно организовать скоростной канал связи между коммутаторами, администрировать несколько устройств как одно и т.д.

  Соответствие требованиям предприятия и логической структуре сети.
   Необходимо добиться того, чтобы приобретаемое оборудование как можно точнее проецировалось на структуру сети предприятия и наиболее полно обеспечивало его потребности. Иногда эффективнее использовать коммутатор, позволяющий работать с виртуальными сетями, тогда на уровне коммутатора частично решается проблема разграничения доступа, кроме того, нет смешения трафика от разных групп пользователей. Важную роль играет правильный выбор числа портов. Например, если известно, что 20 ПК будут обращаться к определенным серверам, причем с равной вероятностью, а с остальными ресурсами сети они практически не будут работать и, кроме того, редки запросы извне к этой группе серверов, то выгоднее купить один коммутатор на 24 порта, чем три по 8. В результате, во-первых, не будут потеряны четыре порта на связь 3-х устройств, а во-вторых, будут отсутствовать возможные проблемы в каналах связи между 3-мя коммутаторами.

   Кабельная инфраструктура
   Один из самых сложных этапов построения сети - прокладка кабеля. От качества кабельной системы зависит эффективность сети в целом. Судя по опыту, публикуемому в прессе и отзывов на эксплуатацию, не менее 50 % отказов в сети приходится на повреждения кабельной системы и ее компонентов.
   Прокладывание по всем правилам СКС для вновь создаваемых или реорганизуемых компьютерных сетей - безусловно, полезное, но, и дорогостоящее мероприятие, требующее больших первоначальных затрат на проведение работ. Создавая кабельную систему, необходимо учесть, что придется не просто просверлить отверстия в стенах и перекрытиях и протянуть кабель от коммутатора до рабочего места, но и заняться монтажом коробов по всему предприятию. При этом прокладку коробов и проведение кабеля следует делать не из расчета реально подключаемых ПК, а с некоторым запасом, поскольку рабочие места не всегда привязаны к определенному офису или месту внутри офиса. Надо быть готовым к тому, что кроме специального оборудования и материалов для прокладки кабеля придется приобрести и диагностическое оборудование для проверки и контроля СКС на соответствие требованиям стандартов.
   Воздушки, или междомовые соединения. Поскольку расстояния обычно немаленькие, использование витой пары затруднительно (ее ограничение менее 80-ти метров). Поэтому прокладывают коаксиальный кабель, в котором второй провод является экраном для первого. На этом экране вообще индуцируется все что угодно. Особенно опасны грозы, когда может накапливаться действительно большой заряд. Заряд попадает в сетевую карточку, и с огромной вероятность "гробит" ее или даже весь компьютер. Для защиты от этого существуют устройства, называемые "протектами", которые устанавливаются на концах кабеля.

   Выбор и конфигурирование серверов
   Вряд ли существует однозначная формула выбора сервера, подходящая во всех случаях, т.к. слишком многими критериями руководствуются пользователи сети. Но однозначно не стоит в качестве сервера использовать обычный ПК. И еще: тракт ввода-вывода, в данном случае имеется в виду совокупность дисковой подсистемы и сетевых адаптеров сервера, должен быть значительно более производительным, чем у рабочих станций. Для нормальной работы с не очень производительным сервером лучше установить скорость обмена всех рабочих станций в сети 10 Мбит, а сервер оставить со 100-Мбит скоростью обмена, поскольку такой режим обеспечивает одновременную работу со всех рабочих мест. В этом случае все серверы, работающие с большими объемами данных, соединяют с несколькими сетевыми адаптерами, составляющими единый высокоскоростной канал связи с коммутатором, а высокопроизводительные RAID-массивы служат дисковой подсистемой. При выборе файловых серверов достаточна такая мощность процессора, чтобы при массовых операциях ввода-вывода коэффициент его загрузки не превышал 35…40%.

   Документирование
   Известно, насколько неважным кажется документирование строительства сети в самом начале. Это уже потом, через некоторое время выясняется, что на построенную сеть нет документации. Поэтому, с учетом рекомендаций и требований стандарта ANSI/TIA/EIA-606, совершенно необходимо фиксировать, следующее (отечественные требования изложены в нормативных ссылках):

• логическую схему сети;
• схему прокладки кабельной системы относительно плана здания, этажа, офиса и т.д.;
• цветовую кодировку компонентов схемы сети, с учетом, вплоть, до каждого провода;
• информацию о подключении пользователей (соответствие разъемов рабочим местам пользователей, подразделений, отделов, офисов); 
• параметры активного оборудования и серверов (пароли, сетевые адреса и т.д.).

   Каждый этап построения сети следует детально описывать и постоянно поддерживать эту документацию в актуальном и идеальном состоянии.

Терминологический словарь

Ethernet ("эфирная сеть") - асинхронная, пакетно-ориентированная технология обмена данными, с синхронизацией на уровне пакетов (кадров или блоков)
ISO (International Organization for Standardization) - Международная Организация по Стандартизации
OSI (Open System Interchange) - модель взаимодействия открытых систем
CSMA/CD (Carrier Sence Multiple Access/CollisionDetection) - метод множественного (коллективного) доступа с контролем (опознаванием) несущей и обнаружением конфликтов (коллизий)
Топология - конфигурация графа, вершинами (узлами) которого является ПК сети или другое оборудование, а ребрами - физические связи между ними
Топология - метод соединения, структура связей абонентов сети 
ПК - персональный компьютер
Fast Ethernet - высокоскоростная разновидность сети Интернет
ATM (Asynchronous Transfer Mode) - асинхронный режим переноса, технология передачи информации 
Gigabit Ethernet - сверхвысокоскоростная разновидность сети Интернет
UTP (Unshielded Twisted Pair) - неэкранированная витая пара
Or - или
STP (Shielded Twisted Pair) - экранированная витая пара
CC (Coaxial Cable) - коаксиальный кабель
Hub - концентратор
Switch - коммутатор
ANSI/TIA/EIA-569 (Commercial Building Standart for Telecommunications Parhways and Spaseways) - стандарт на помещения под размещение оборудования
ANSI (American National Standards Institute) - Американский национальный институт стандартов
TIA (Telecommunication Industry of America) - Телекоммуникационная индустрия Америки
EIA (Electronic Industries Association) - Ассоциация электронной промышленности
ББП - блок бесперебойного питания
СКС - структурированная кабельная система
ANSI/EIA/TIA-568A (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) - стандарт на характеристики кабелей и компонентов коммутации
ИБП - источник бесперебойного питания
RAID (Redundant Arrays of Independent Discs) - избыточный массив независимых дисков
ANSI/TIA/EIA-606 (Administration Standart for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Buildings) - стандарт на цветовую маркировку, кодировку и документирование.

По материалам:

• АТМ: Технология высокоскоростных сетей, справочное издание.
• Э.А.Якубайтис. "Информационные сети и системы.", справочное издание.
• В.В.Мельников. "Защита информации в компьютерных сетях", М, 1997.
• А.В.Поляк-Брагинский. "Сеть своими руками.", С-Петербург, БХВ, 2003.
• "Локальные сети", CD, 2003, www.alexsoft.ru   e-mail: market@alexsoft.ru
• "Телемультимедиа" www.telemultimedia.ru   e-mail: nick@telesputnik.ru
• "Broadcasting" www.groteck.ru   e-mail: podpiska@groteck.ru
• "Системы Безопасности" www.telenews.ru   e-mail: groteck@groteck.ru
• "Телеспутник" www.telesputnik.ru   e-mail: telesputnik@telesputnik.ru
• "Компьютер Пресс" www.cpress.ru   e-mail: cpress@compress.ru
• "Спутниковый Интернет", 10.2002, http://tvskit.narod.ru
• "Как заказать проект", 10.2002, http://tvskit.narod.ru
• "ЛВС", 09.2003, http://tvskit.narod.ru

Нормативные ссылки:

• СНиП 3.05.07-85 - "Системы автоматизации".
• СО 153-34.21.122 - "Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций".
• СП 31-110-2003 - "Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий".
• ВСН 60-89 - "Устройства связи, сигнализации и диспетчеризации инженерного оборудования жилых и общественных зданий".
• СНиП 2.04.05-91 - "Отопление, вентиляция и кондиционирование".
• ГОСТ 29191-91 - "Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам".
• ГОСТ Р 50377-92 - "Безопасность оборудования информационных технологии".
• ОСТН-600-93 - "Отраслевые строительно-технологические нормы на монтаж сооружений и устройств связи, радиовещания и телевидения".
• ВСН 1-93 - "Инструкция по проектированию молниезащиты радиообъектов".
• ВСН 116-93 - "Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи".
• ВСН 332-93 - "Инструкция по проектированию электроустановок предприятий и сооружений электросвязи, проводного вещания, радиовещания и телевидения".
• ВСН 333-93 - "Инструкция по проектированию проводных средств связи".
• ГОСТ Р 50723-94 - "Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий".
• СНиП 23-05-95 - "Естественное и искусственное освещение".
• ПОТ РО-45-005-95 - "Правила по охране труда при работах на кабельных линиях связи и проводного вещания".
• ГОСТ Р 50739-95 - "Защита от несанкционированного доступа к информации".
• ГОСТ Р 50839-95 - "Устойчивость средств вычислительной техники и информатики к электромагнитным помехам".
• ТСН 31-306-96 - "Рекомендации по проектированию электрооборудования компьютерных классов".
• ПОТ РО-45-006-96 - "Правила по охране труда при работах на воздушных линиях связи и проводного вещания".
• ГОСТ Р 50571.15-97 - "Часть 5. Глава 52. Электропроводки".
• ГОСТ 13109-97 - "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".
• ТСН 23-302-99 - "Естественное, искусственное и совмещенное освещение".
• Р 78.36.008-99 - "Проектирование и монтаж систем охранного телевидения и домофонов".
• ГОСТ Р 50571.21-2000 -"Часть 5. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации.
• ГОСТ Р 21.1703-2000 - "Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации проводных средств связи".
• ГОСТ Р 50571.24-2000 - "Часть 5. Глава 51. Выбор и монтаж электрооборудования".
• ПОТ РМ-012-2000 - "Межотраслевые правила по охране труда при работе на высоте".
• СНиП 12-03-2001 - "Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования".
• ПОТ РМ-016-2001 - "Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок".
• СНиП 12-04-2002 - "Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство".
• СНиП 11-04-2003 - "Об утверждении Инструкции о порядке разработки, согласования, экспертизы и утверждения градостроительной документации".

И. Брагин 10.2003 г.