Эксплуатация объектов сетевой инфраструктуры

Учебник

Москва
КУРС 
ИНФРА-М 
2020

ЭксплУатация  
объектов  
сетевой  
инфрастрУктУры

среднее  профессиональное  образование

Рекомендовано Экспертным советом при ГБОУ УМЦ ПО ДОгМ 
для  использования в образовательном процессе профессиональных 
образовательных организаций города Москвы в качестве учебника по специальности 09.02.02 «Компьютерные сети»

а.в. назаров
а.н. енгалычев
в.п. Мельников

УДк 004(075.8)
ббк 32.81я73
 
н19

назаров а.в.
Эксплуатация объектов сетевой инфраструктуры : учебник / А.В. Назаров, А.Н. Енгалычев, В.П. Мельников. –Москва:КУРС; ИНФРА-М, 
2020. — 360 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-906923-06-6 (КУРС)
ISBN 978-5-16-012300-4 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105198-6 (ИНФРА-М, online)
В учебнике рассматриваются вопросы классификации, аппаратно-программной организации и эксплуатации объектов сетевой инфраструктуры (ОСИ), 
обсуждается значение проектной и эксплуатационной документации, вопросы 
организации и проведения профилактики ОСИ, влияния расширяемости 
и масштабируемости сети на жизнеспособность ОСИ. Описываются схемы 
и способы послеаварийного восстановления работоспособности ОСИ, применение резервного копирования данных, вопросы организации работ по восстановлению функционирования сети. Освещаются принципы локализации неисправностей ОСИ, вопросы выбора аппаратуры, используемой для этой цели, 
дается представление о диагностике неисправностей ОСИ.
Учебник подготовлен для студентов учреждений среднего профессионального образования по специальности 09.02.02 «Компьютерные сети», и полностью соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту СПО по данной специальности.

УДК 004(075.8)
ББК 32.81я73

Н19

SBN 978-5-906923-06-6 (КУРС)
ISBN 978-5-16-012300-4 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105198-6 (ИНФРА-М, online)

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

© Назаров А.В., Енгалычев А.Н.,
  Мельников В.П., 2017
© КУРС, 2017

Оригинал-макет подготовлен в Издательстве «КУРС»
Подписано в печать 26.12.2016.
Формат 60×90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton.
Печать цифровая. Усл. печ. л. 22,5. Тираж 500 экз. Заказ № 00000
ТК 640318-635086-261216
ООО Издательство «КУРС»
127273, Москва, ул. Олонецкая, д. 17А, офис 104. Тел.: (495) 203-57-83.
E-mail: kursizdat@gmail.com
ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru  http://www.infra-m.ru

Список сокращений

ИБ 
— информационная безопасность
ИТ 
— информационные технологии
ИС 
— информационная система
КС 
— компьютерная система
ЛВС 
— локальная вычислительная сеть
НСД 
— несанкционированный доступ
ОС 
— операционная система
ПО 
— программное обеспечение
ППИ — процесс переработки информации
РБД 
— распределенная база данных
РФ 
— Российская Федерация
СКС 
— структурированная кабельная система
СОВ 
— система обнаружения вторжения
СУБД — система управления базами данных
ТКС 
— телекоммуникационная сеть
ТО 
— техническое обслуживание
ТЭ 
— техническая эксплуатация
ХД 
— хранилище данных
ЦОД 
— центр обработки данных
ЭС 
— экспертные системы

ВВЕДЕНИЕ

Технологической основой современного информационного общества является глобальная информационная инфраструктура, призванная обеспечить возможность доступа к информационным ресурсам каждого жителя планеты, а также создать условия для формирования глобальной сетевой экономики. Для органичного вхождения 
Российской Федерации (РФ) в данную инфраструктуру требуется 
наличие в отрасли связи большого количества квалифицированных 
специалистов. Особое место среди них занимают специалисты среднего звена, получившие среднее профессиональное техническое образование по специальности «Компьютерные сети», которые будут 
непосредственно осуществлять эксплуатацию, управление и обслуживание объектов сетевой инфраструктуры — составных компонентов локальных вычислительных сетей (ЛВС).
Цель данного учебника — ознакомить студентов с теоретическими основами, а также практическими принципами технической 
организации, функционирования, управления, обслуживания и эксплуатации объектов сетевой инфраструктуры. Учебник составлен 
в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования 
по специальности 230111 «Компьютерные сети».
Учебник подготовлен по материалам отечественной и зарубежной 
технической литературы, конспектов лекций преподавателей колледжей и вузов связи России и состоит из двух частей, каждая из которых включает по пять глав. В состав каждой главы входит блок 
вопросов для самоконтроля.
В первой главе учебника излагаются вопросы классификации, логических (информационных) основ функционирования, эксплуатации и аппаратно-программной организации объектов сетевой 
инфраструктуры (ОСИ), указывается, что поддержание сети в работоспособном состоянии невозможно без проектной и эксплуатационной документации.
Во второй главе рассматривается классификация регламентов технических осмотров объектов сетевой инфраструктуры, обсуждаются 
вопросы организации и проведение их профилактики и резервирования, использования специальных средств контроля состояния аппаратного обеспечения и проблемы организации удаленного оповещения и мониторинга сетевых конфигураций.

В третьей главе изложен материал по работам, которые должен 
выполнять персонал, применяя аппаратно-программные средства 
(анализаторы протоколов, контроля трафика, диагностики состояния физических каналов, сканеры, тестеры и экспертные системы) для выявления аномальной работы сети и выбора технических 
и программных средств (ПС) обеспечения ее работоспособности.
В четвертой главе описываются схемы и способы послеаварийного восстановления работоспособности объектов сетевой инфраструктуры, применение резервного копирования данных, резервирования технических средств компьютерных сетей и вопросы организация работ по восстановлению функционирования сети.
Материал пятой главы освещает принципы и методы локализации 
неисправностей ОСИ, содержит начальные сведения о проектировании тестопригодных устройств, дает представление о программных 
средствах их диагностики. Подробно обсуждаются вопросы диагностики неисправностей средств сетевых коммуникаций и вопросы проектирования тесто- и контролепригодных цифровых устройств сетевой инфраструктуры.
Шестая глава посвящена изложению основ обеспечения безопасности сетевой инфрастуктуры, проводится классификация угроз 
и обсуждается методология обеспечения сетевой безопасности, методы и уровни защиты данных пользователя в локальных и глобальных сетях. Особое внимание уделено рассмотрению метода шифрования данных как основного метода, дающего в отличие от других 
полноценную защиту конфиденциальных данных в сети.
В результате изучения материалов учебника учащийся будет владеть основными знаниями по профилю «Эксплуатация объектов 
сетевой инфраструктуры», требуемыми для выполнения следующих 
видов профессиональной деятельности:
 
• установка, настройка, эксплуатация и обслуживание технических 
и программно-аппаратных средств компьютерных сетей;
 
• проведение профилактических работ на объектах сетевой инфраструктуры (ОСИС) и рабочих станциях;
 
• эксплуатация сетевых конфигураций;
 
• участие в разработке схемы послеаварийного восстановления работоспособности компьютерной сети, восстановлении и резервном копирование информации;
 
• организация инвентаризации ОСИС и осуществление контроля 
поступившего из ремонта оборудования;

 
• проведение замены расходных материалов и мелкого ремонта периферийного оборудования, определение устаревшего оборудования и ПС ОСИС.
Кроме того, учащийся будет:
 
• знать методологию обеспечения информационной безопасности 
(ИБ) государства и его структур, методы и средства защиты от ее 
угроз, права и обязанности службы безопасности предприятия, 
средства хранения и переработки информации в сетях, технологию борьбы с компьютерными вирусами в сетях;
 
• владеть навыками защиты процессов переработки информации 
и персональных данных, навыками оценки безопасности информационных ресурсов, технологий учета конфиденциальных документов, организации защиты объектов, управления доступом 
к вычислительным сетям, навыками применения программно- 
аппаратных средств, методов и технологий обеспечения ИБ объектов, борьбы с компьютерными вирусами, организации объектной защиты сетей;
 
• уметь: а) организовывать защиту конфиденциальности информации, применять информационные технологии (ИТ) для обеспечения информационной безопасности предприятий; б) организовывать учет конфиденциальных документов; в) организовывать 
защиту от компьютерных вирусов; г) применять на практике алгоритмы криптозащиты и аутентификации.
Издание адресовано широкому кругу читателей, связанных с образовательной деятельностью: студентам, преподавателям, исследователям, работникам сферы безопасности, охраны труда и жизнедеятельности коллективов, специалистам, осуществляющим информационное взаимодействие как внутри России, так и за ее рубежами.
В приложении к учебному пособию даны примеры технической 
документации, регламентирующей правила технической эксплуатации и технического обслуживания объектов сетевой инфраструктуры, а также список сокращений.

1. УСТАНОВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ 
КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

1.1. Физические аспекты эксплуатации сетей

понятие и виды телекоммуникационной сети. Термин «телекоммуникация» означает связь при помощи электронного оборудования. 
Средства связи, обусловленные физиологическими возможностями 
человека, не могут решать проблему передачи больших объемов информации на значительные расстояния. Для решения этих проблем 
человек создал технические средства связи — радиоэлектронные 
устройства, формирующие и восстанавливающие с этой целью электрические сигналы. Практика общения между людьми показывает, 
что наиболее удобной для передачи единицы информации является 
сообщение, а физический процесс, отображающий передаваемое 
сообщение, называется сигналом. Передача и прием электрических 
сигналов, несущих сообщения любого рода, и являются телекоммуникацией.
На рис. 1.1 показана структурная схема системы телекоммуникации (СТК), которая служит для передачи на расстояние сообщений 
между двумя абонентами по телекоммуникационному каналу (ТКК). 
Сообщение, создаваемое источником сигналов и формируемое в передатчике, преобразуется в преобразователе в электрический сигнал, 
который через среду распространения (СР) доставляется к месту 
приема сигналов, где снова преобразуется и через приемник (ПРМ) 
поступает к получателю (ПС).

рис. 1.1. Структурная схема системы телекоммуникации

Для выполнения этих операций используется специальная аппаратура коммутации, называемая телекоммуникационной и позволяющая образовать тракт для передачи электрических сигналов. Совокупность технических средств, обеспечивающих передачу и распределение сообщений, называется телекоммуникационной сетью (ТКС).
В России вся сеть страны подразделяется на две взаимосвязанные 
составляющие: первичную и вторичную сети [1]. Первичная сеть объединяет сетевые станции, узлы и соединяющие их линии передачи 
с целью организации каналов передачи и групповых трактов с учетом 
административного разделения территории страны. Первичная сеть 
состоит из следующих частей:
1) местные первичные сети — часть сети, ограниченная территорией города или сельского района;
2) зоновые первичные сети — часть сети, охватывающая территорию зоны (область, край, республика), обеспечивающая соединение 
между собой каналов разных местных сетей внутри одной зоны;
3) магистральная первичная сеть — часть сети, соединяющая 
между собой каналы разных зоновых сетей на всей территории 
страны.
Вторичная сеть — совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений определенного вида, в состав которой 
входят оконечные устройства, абонентские и соединительные линии, 
коммутационные станции, а также каналы, выделенные из первичной сети для образования вторичной. Вторичные сети подразделяются: на телефонные, телеграфные, сети передачи данных, факсимильные, телевизионного и звукового вещания.
В 1992 г. в нашей стране создана Взаимоувязанная сеть связи РФ, 
представляющая собой комплекс технологически сопряженных сетей электросвязи на территории РФ, объединенных общим централизованным управлением, состоящая из двух частей [2]:
1) транспортная сеть — часть сети связи, охватывающая магистральные узлы, междугородные станции, а также соединяющие их 
каналы и узлы (междугородные, международные);
2) сеть доступа — совокупность абонентских линий и станций 
местной сети, обеспечивающая доступ абонентских терминалов 
к транспортной сети, а также местную связь без выхода на транспортную сеть.
Сетевой основой российских телекоммуникаций определена Единая сеть электросвязи как составная часть Федеральной связи РФ. 
Ее структура, показанная на рис. 1.2, объединяет все сети электросвязи, расположенные на территории России. Единая сеть электро

связи предназначена для удовлетворения потребностей населения, 
органов государственной власти и управления, обороны, безопасности, а также хозяйствующих субъектов.
Единая сеть электросвязи РФ состоит из сетей следующих категорий.

рис. 1.2. Структура Федеральной связи РФ

Сеть общего пользования — предназначена для предоставления 
услуг электросвязи любому пользователю на территории РФ; представляет собой комплекс взаимодействующих сетей связи, включая 
сети для распространения программ телевизионного и радиовещания.
Сеть ограниченного пользования — сеть, контингент которой ограничен корпоративными клиентами. Данная сеть делится на три вида 
[3]:
1) технологические сети связи служат для обеспечения производственной деятельности организаций и управления технологическими 
процессами;
2) выделенные сети связи предназначены для предоставления услуг 
ограниченному числу пользователей;
3) сети связи специального назначения служат целям обеспечения 
государственного управления, обороны, безопасности и охраны правопорядка.
Методы развертывания физической инфраструктуры сетей. В последнее время в сфере ТКС происходит замена старого сетевого оборудования на новое, которое, в отличие от ранее используемого, 
способно обеспечить качественную и экономичную передачу голоса 
и цифровых данных по единой сети. Указанная совместная передача 
данных и голоса получила название конвергированная передача (от 
слова «конвергенция» — слияние, объединение). Новое оборудова

ние открывает также новые возможности конвергенции голоса 
и данных для оптимизации бизнес-процессов. В этих условиях на 
первое место в сфере проектирования и обслуживания компьютерных сетей выходят физические аспекты их эксплуатации, предусматривающие обеспечение физической безопасности зданий и корректную реализацию сети внутри самого здания. Комплекс работ по решению этих проблем включает:
 
• планирование системы физической безопасности сети;
 
• экспертную оценку состояния ОСИС организации;
 
• разработку проекта сетевой инфраструктуры и ее развертывание;
 
• преобразование имеющейся инфраструктуры в конвергентное 
решение с составлением подробного проекта на основе общей 
архитектуры решения;
 
• обучение и приемочное тестирование персонала;
 
• улучшение характеристик и повышение эксплуатационной эффективности за счет непрерывного анализа состояния сети и консультаций экспертов.
Экспертная оценка текущего состояния ОСИС организации выполняется с целью квалифицированной оценки состояния безопасности сетевой инфраструктуры и разработки рекомендаций по ее 
модернизации и развитию. Развертывание сетевой инфраструктуры 
предприятия включает следующие этапы [4]:
 
• анализ сетевых ресурсов для их рациональной интеграции в единую сеть;
 
• составление документации для монтажа ТКС и телефонии (план 
помещений, чертеж разводки, расчет конфигурации, определение 
дополнительных ОСИС, составление плана-графика монтажа 
ТКС);
 
• монтаж кабель-каналов, прокладка кабелей, установка и разводка 
телефонных и сетевых розеток, установка и разводка кросс-шкафов и панелей, тестирование кабельной системы;
 
• установка ОСИС, подключение компьютеров и обучение пользователей;
 
• выбор, покупка или сборка серверов, установка и настройка серверного программного обеспечения (ПО), конфигурирование 
требуемого уровня безопасности сервера, создание и настройка 
учетных записей, профилей пользователей и системных политик, 
назначение прав доступа;
 
• определение объектов и технологии резервного копирования, установка и настройка ПО, тестирование и последующий контроль, 
подготовка инструкций для персонала;