ВВЕДЕНИЕ

1. Проектирование и конфигурирование компьютерной сети МОУ «СОШ с. Клещевка»

1.1 Разработка проекта и конфигурирование компьютерной сети МОУ «СОШ с. Клещевка»

1.2 Выбор технологии, инструментальных средств и средств вычислительной техники для проектирования сетевой инфраструктуры МОУ «СОШ с. Клещевка»

2. Обеспечение защиты информации в сети с использованием программно-аппаратных средств

2.1 Анализ угроз безопасности и методов защиты информации в компьютерной сети

2.2 Разработка комплекса мероприятий по защите информации в компьютерной сети

3. Разработка мероприятий по приемо-сдаточным испытаниям компьютерной сети и сетевого оборудования

4. Оформление Проекта кабельной структуры компьютерной сети в соответствии с требованиями заказчика

4.1 Разработка проектной документации

4.2 Расчет технико-экономических показателей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованных источников

Приложение А План помещения предприятия

Приложение Б Анкета потребностей заказчика.

ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ВВЕДЕНИЕ

Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него информационных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности и образуют глобальное информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является информатизация образования.

В настоящее время в России идет становление новой системы образования, которая ориентирована на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство. Этот процесс сопровождается определенными изменениями в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса. Информационные технологии призваны стать не дополнительным средством в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса, значительно повышающей его эффективность. Основные надежды возлагаются на создание и сопровождение информационно-образовательных сред открытого и дистанционного обучения, на развитие новых объектных технологий создания баз учебных материалов, наряду с развитием традиционных технологий разработки цифровых образовательных ресурсов (ЦОР).

В настоящее время сформировалась новая перспективная предметная область -- «Информационные технологии в образовании». К этой области относится проблематика интеллектуальных обучающих систем, открытого образования, дистанционного обучения, информационных образовательных сред. Эта область тесно соприкасается, с одной стороны, с педагогическими и психологическими проблемами, с другой стороны -- с результатами, достигнутыми в таких научно-технических направлениях, как телекоммуникационные технологии и сети, компьютерные системы обработки, визуализации информации и взаимодействия с человеком, искусственный интеллект, автоматизированные системы моделирования сложных процессов и многие другие.

Говоря о возможностях ИТ для образовательного процесса, многие исследователи приводят следующие:

-- неограниченные возможности сбора, хранения, передачи, преобразования, анализа и применения разнообразной по своей природе информации;

-- повышение доступности образования, с расширением форм получения образования;

-- обеспечение непрерывности получения образования и повышения квалификации в течение всего активного периода жизни;

-- развитие личностно ориентированного обучения, дополнительного и опережающего образования;

-- значительное расширение и совершенствование организационного обеспечения образовательного процесса (виртуальные школы, лаборатории, университеты и др.);

-- повышение активности субъектов в организации образовательного процесса;

-- развитие самостоятельной поисковой деятельности обучающегося;

-- повышение мотивационной стороны обучения и др.

Такой объем внимания, уделяемый информационным технологиям для повышения эффективности работы образовательных учреждений, однозначно, обусловливает актуальность темы данной выпускной квалификационной работы и обуславливает важность разработки проекта по разработке структуры компьютерной сети городской общеобразовательной школы.

Объектом дипломного проекта является компьютерная сеть МОУ «СОШ с. Клещевка». Предметом - проектирование и конфигурирование компьютерной сети.

Цель дипломного проекта заключается в проектировании и конфигурировании компьютерной сети МОУ «СОШ с. Клещевка» с целью повышения эффективности работы общеобразовательного учреждения.

Для достижения вышеназванной цели будет решен ряд задач:

- Проектирование и конфигурирование компьютерной сети МОУ «СОШ с. Клещевка»;

- Обеспечение защиты информации в сети с использованием программно-аппаратных средств;

- Разработка мероприятий по приемо-сдаточным испытаниям компьютерной сети и сетевого оборудования;

- Оформление Проекта кабельной структуры компьютерной сети в соответствии с требованиями заказчика.

Для выполнения дипломного проекта будут использованы методы теоретического (теоретический и функциональный анализ) и эмпирического исследования (анкетирование, анализ публикаций, кейсов). Методы эмпирического исследования были необходимы в процессе непосредственной разработки проекта по проектированию сети МОУ «СОШ с. Клещевка».

Структура дипломного проекта представлена введением, четырьмя главами, подразделенными на параграфы, заключением, использованных источников и приложения. Названия глав отражают их содержание. Текст пояснительной записки диплома составляет страниц, включено рисунков, таблиц и источников.

Когда компьютеры стали достаточно доступными, то возник вопрос об организации их взаимодействия между собой, чтобы эффективнее обрабатывать информацию, использовать программные и аппаратные ресурсы. Сначала сети объединяли большие компьютеры в крупных информационных центрах. Сегодня - подключение ноутбука и даже телефона к сети является привычным делом. В результате на сегодняшний день сотни миллионов различных вычислительных устройств и гаджетов в мире объединены в сети, и миллиарды пользователей ежеминутно взаимодействуют друг с другом. Рассмотрим задачи, которые можно решать, если в школе будет развернута компьютерная сеть.

Прежде всего можно сформировать компьютерные классы, в которых можно развернуть современные обучающие системы. Современные технологии программирования ориентируются на разработку WEB-приложений, которые могут запускаться только на сетевом оборудовании. Не будет новостью, что сейчас крупные разработчики программного обеспечения одновременно ведут разработку для настольных компьютеров, для гаджетов (планшетов и ноутбуков) и для мобильных телефонов. Этот факт сразу определяет то, что компьютерная школьная сеть должна иметь возможность выхода в Интернет. И, очевидно, что вне сети такие программы функционировать не смогут.

В локальной сети могут быть развернуты такие системы:

ѕ автоматизированного обучения, которые за счет централизованного хранения учебных материалов (на сервере компьютерного класса), могут более быстро и часто обновляться;

ѕ автоматизированного тестирования с возможностью оценивания. Более широкие возможности по накоплению материалов тестирования обеспечивают возможность выработки индивидуального подхода к ученикам, проводить удаленное тестирование, оперативно изменять наборы тестов для контроля;

ѕ системы наблюдения за действиями учеников.

Данные направления будут способствовать эффективности процесса обучения. Но повышение эффективности внедрения компьютерной школьной сети также можно обеспечить и в управленческом процессе администрации, и в методической работе учителей.

На базе компьютерной сети могут быть развернуты программы электронного документооборота, системы постановки задач и контроля их исполнения, системы учета материальных ценностей и бухгалтерского учета. развёртывание позволяет совместно использовать дорогостоящие периферийные устройства, а также сетевые версии прикладного программного обеспечения Сеть Интернет на сегодняшнем этапе развития общества обеспечивает широкий доступ к различным информационным ресурсам. Для качественного выполнения своих обязанностей учителя должны постоянно совершенствоваться и быть в курсе важнейших изменений. На внешних интернет-сайтах можно скачать или прочитать учебники, статьи в методических журналах, ознакомиться с новыми образовательными технологиями, изучить нормативные документы федерального и регионального уровней. А стандартные сетевые принтеры и сканеры обеспечивают постоянный доступ учителей с любого компьютера.

Рассмотрим более детально основы организации компьютерных сетей.

Здание школы представляет собой двухэтажное здание (См. приложение А). Информационную сеть необходимо спроектировать для всех учебных кабинетов. В школе уже присутствует следующее оборудование:

1. Кабинет информатики - 6 компьютера;

2. Второй кабинет информатики - 6 компьютера;

3. Серверная - 1 компьютер;

4. Учительская - 2 компьютера;

5. Кабинет директора - 1 компьютер, 1 принтер;

6. Отдел бухгалтерии- 4 компьютера, 1 принтер;

7. Технический отдел - 2 компьютера;

8. Библиотека - 1 компьютер, 1 принтер;

9. Кабинет завучей - 2 компьютера.

Таким образом, всего в МОУ «СОШ с. Клещевка» будет 25 компьютеров, 3 принтера.

Проектируемая информационная сеть должна обеспечивать доступ каждой рабочей станции к локальным сетевым ресурсам, и обеспечивать выход в сеть Интернет. Необходимо разграничить доступ к информации - следовательно, необходимо проектирование информационной сети на основе сервера. Также необходимо подключение периферийных устройств к сети.

Проектируемая информационная сеть представляет собой не что иное, как локальную вычислительную сеть (ЛВС). Локальная вычислительная сеть - взаимосвязь между компьютерами, расположенными недалеко друг от друга и связанные между собой линиями связи для совместного использования ресурсов и периферийный устройств.

Элементы информационной сети могут соединяться между собой различным образом, следовательно, необходимо обоснование топологии сети.

Программирование и построение компьютерных сетей выросли из математики и поэтому унаследовали математические расчеты и схематику построения устройств и связей. А самим термином топология сети охарактеризовали расположение и схему связей между устройствами. Устройствами выступают компьютеры, концентраторы, роутеры, серверы, принтеры и прочая вспомогательная электроника. Кроме расположения устройств, топология обуславливает компоновку кабелей, варианты размещения коммутирующего оборудования, систему обмена сигналами и прочие запросы потребителей компьютерных технологий.

Соединение в сети вызвано необходимостью объединения ресурсов компьютеров, экономией на периферийных устройствах, и как следствие решением комплексных задач. Исходя из конкретных предполагаемых задач и выстраивается топология компьютерной сети.

Рассмотрим базовые топологии информационной сети:

1. Топология шина

Пожалуй, наиболее простая и старая топология локальных сетей. Простота обусловлена наличием всего одной магистрали (кабеля) к которой соединены все устройства. Сигналы, передаваемые одним, могут получать все. При этом отдельный компьютер отфильтровывает и принимает необходимую только ему информацию.

Рисунок 1 Ї Топология «Шина»

Достоинства такой схемы:

ѕ простое моделирование;

ѕ дешевизна конструкции, при условии, что все устройства располагаются недалеко друг от друга;

ѕ поломка одного или даже нескольких устройств не влияет на работоспособность остальных элементов сети.

Недостатки шины:

ѕ неполадки на любом участке, а это обрыв шины или поломка сетевого коннектора нарушают работы всей системы;

ѕ сложность ремонтных работ, прежде всего определения места неисправности;

ѕ очень низкая производительность - в каждый момент только одно устройство передаёт данные остальным, увеличение числа приборов ведёт к существенному снижению производительности;

ѕ сложность расширения сети, для этого приходится полностью заменять участки кабеля.

Именно из-за этих недостатков такие сети морально устарели, не обеспечивают современных требований обмена данными и фактически не применяются. По такой топологии создавались первые локальные сети. Роль шины в таких схемах выполнял коаксиальный кабель. Его прокладывали ко всем компьютерам и возле каждого соединяли т-образным штекером (тройником).

2. Топология кольцо

В «кольце» устройства подключены последовательно по кругу и по эстафете передают информацию. Четко выделенного центра нет и все приборы практически равнозначны. Если сигнал не предназначен компьютеру, он его транслирует следующему и так до конечного потребителя.

Рисунок Ї 2 Топология «Кольцо»

Достоинства соединения кольцом:

ѕ простота компоновки;

ѕ возможность построения длинных сетей;

ѕ не возникает необходимости в дополнительных устройствах;

ѕ устойчивая работа с хорошей скоростью даже при интенсивной передаче данных.

Но кольцевое соединение имеет и ряд недостатков:

ѕ каждый компьютер должен быть в рабочем состоянии и участвовать в трансляции, при обрыве кабеля или поломки одного устройства - сеть не работает;

ѕ на время подсоединения нового прибора схема полностью размыкается, поэтому требуется полное отключение сети;

ѕ сложное моделирование и настройка соединений;

ѕ сложный поиск неисправностей и их устранение.

Основное применение кольца получили при создании соединений для удаленных друг от друга компьютеров, установленных в противоположных концах и на разных этажах зданий. Работают такие сети по специально разработанному стандарту Token Ring (802.5). Для надёжности и повышения объёмов обмена информацией монтируют вторую линию. Она используется либо как аварийная, либо по ней передаются данные в противоположном направлении.

3. Топология звезда

Самая распространённая и технологичная система создания сетей. Командует всем сервер, контроллер или коммутатор. Все компьютеры как лучи подсоединены к нему. Общение между ними происходит только через центральное устройство. Топология сети, в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу стала основой для построения современных офисных локальных сетей.

Рисунок 3 Ї Топология «Звезда»

В качестве узла используются активные или пассивные коммутаторы. Пассивный, это просто коробка соединения проводов, не требующая питания. Активный коммутатор соединяет схему проводной или беспроводной технологией и требует подключения к питанию. Он может усиливать и распределять сигналы. Топология сети звезда обрела популярность благодаря множеству достоинств:

ѕ высокая скорость и большой объём обмена данными;

ѕ повреждение передающего кабеля или поломка одного элемента (кроме центрального) не снижает работоспособность сети;

ѕ широкие возможности для расширения, достаточно смонтировать новый кабель или настроить доступ на коммутаторе;

ѕ простая диагностика и ремонт;

ѕ легкий монтаж и сопровождение.

Как и большинство сетей, соединение звезда имеет ряд недостатков, все они связаны с необходимостью использования центрального коммутатора:

ѕ дополнительные затраты;

ѕ он же -- слабое звено, поломка приводит к неработоспособности всего оборудования;

ѕ число подключаемых устройств и объём передаваемой информации зависит от его характеристик.

Несмотря на недостатки звезда широко используется при создании сетей на больших и маленьких предприятиях. А соединяя между собой коммутаторы получают комбинированные топологии.

Для проектируемой информационной сети была выбрана топология «Звезда». Так как при такой топологии все клиенты сети имеют непосредственное подключение к коммутатору, который связан с сервером. При таком подключении, запрос от любого устройства сети через коммутаторы направляется к серверу. Так же выход из строя одной рабочей станции не отразится на работе всей сети в целом, вдобавок легко осуществить поиск неисправностей и обрывов в сети, что подходит для школы.

Организация сети на основе топологии «Звезда» требует больших финансовых затрат, но они оправдываются скоростью и надежностью работы сети.

Выбрав топологию следует определится со средой передачи данных. Средой передачи информации называются те линии связи, по которым производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей используются проводные или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроводные сети, которые сейчас находят все более широкое применение, особенно в портативных компьютерах.

Существует 4 вида сред передачи данных:

ѕ Кабели на основе витых пар

ѕ Коаксиальные кабели

ѕ Оптоволоконные кабели

ѕ Бескабельные каналы связи (Wi-Fi)

Были проанализированы наиболее распространённые среды передачи данных, результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Анализ существующих видов межсетевого взаимодействия

Для организации сети будет использоваться стандарт Fast Ethernet. В качестве варианта реализации Fast Ethernet будет использоваться 100BASE-TX - который обеспечивает передачу данных со скоростью 100 Мбит/с по кабелю, состоящему из двух витых пар 5-й категории. Передача данных ведется в каждом направлении по одной витой паре, обеспечивая до 100 Мбит/с общей пропускной способности в дуплексе. Длина линии связи ограничена 200 метрами, что достаточно для проектируемой информационной сети.

Учреждению МОУ «СОШ с. Клещевка» для компьютерной сети потребуется сетевое оборудование, соответственно произведем сравнение различных моделей и выберем самую оптимальную.

При построении сети, акцент следует сделать на выборе маршрутизатора. Маршрутизатор - это устройство, которое строит на основе таблицы маршрутизации локальную сеть, принимает внешние пакеты от интернета провайдера и передаёт из получателя по кабелю или беспроводной технологии Wi-Fi. Выбор роутера -- это довольно сложная задача, и подходить к ее решению нужно со всей ответственностью и вниманием. Дело не только в экономии средств, но и в решении текущих и прогнозируемых задач. К примеру, оборудование, предназначенное для построения мультисервисных сетей, может стоить столько же, сколько и оборудование для построения VPN сетей, поэтому обращать внимание нужно не только на стоимость оборудования, но и на потребности предприятия. Проведем сравнение маршрутизаторов от трех конкурирующих брендов в таблице 2.

Таблица 2 Ї Сравнение маршрутизаторов

Самый оптимальный вариант маршрутизатора это Cisco. Несомненными преимуществами маршрутизатора Cisco 2911 являются следующие характеристики:

ѕ низкие эксплуатационные расходы;

ѕ возможность передачи различных типов данных;

ѕ осуществление беспроводной связи;

ѕ поддержка РоЕ;

ѕ высокая надежность;

ѕ аппаратное ускорение шифрования данных;

ѕ безопасная передача данных.

Простые в настройке и использовании роутеры 2911 от компании Cisco обеспечивают гибкость сетевой структуры, возможность развертывания новых сервисов. Низкие затраты на приобретение и эксплуатацию этого типа оборудования позволяют значительно сэкономить бюджет организации и создать надежную сеть с высоким уровнем функциональности и производительности. Востребованной возможностью является развертывание беспроводной сети, что с роутером Cisco 2911 можно сделать в минимальные сроки и с низкими затратами.

Следующим шагом необходимо подобрать коммутаторы. Коммутатор, или свитч Ї прибор, объединяющий несколько интеллектуальных устройств в локальную сеть для обмена данными. При получении информации на один из портов, передает ее далее на другой порт, на основании таблицы коммутации или таблицы MAC-адресов. При покупке коммутатора нужно четко понимать - зачем он и как им использоваться, как его обслуживать. Чтобы выбрать устройство, оптимально отвечающее целям, и не переплатить лишних денег, рассмотрим основные параметры коммутаторов в таблице 3.

Таблица 3 ЇСравнение маршрутизаторов

В результате сравнения коммутаторов, выбор был сделан в пользу Cisco 2960, т.к. он имеет ряд достоинств, которые облегчат построение локальной сети предприятия:

ѕ встроенные средства по обеспечению сетевой безопасности, включая поддержку NAC;

ѕ усовершенствованная поддержка качества обслуживания (QoS) и отказоустойчивости;

ѕ асинхронные потоки данных легко управляются при помощи механизмов входящего контроля (ingress policing) и ограничения трафика (egress shaping);

ѕ до 64 агрегированных или индивидуальных политик на порт;

ѕ порты двойного назначения, позволяющие использовать подключение по витой паре или волоконно-оптическим линиям связи, порты двойного назначения имеют один 10/100/1000 Ethernet.

Для удобства работы с документами было принято решение добавить в компьютерную сеть принтеры. Выбирая принтер, нужно понимать, с какой целью его покупают. В каких объемах необходимую информацию будете печатать, и как часто он будет подлежать эксплуатации. Таким образом, получится подобрать и купить принтер именно тот, который сможет удовлетворить все потребности организации. Если дети обучаются в каком-либо учебном заведении, данный аппарат будет попросту незаменимым. Также в случае, когда при работе, необходимо распечатывать большое количество материала или же изучать какую-либо информацию, он, несомненно, сыграет свою вспомогательную роль. Сравнение популярных принтеров с соотношением цена/качество продемонстрировано в таблице 4.

Таблица 4 - Сравнение принтеров

В ходе сравнения, был выбран принтер HP Color Laser 150nw, так как это урезанное устройство только для печати имеет только самые важные функции. Wi-Fi встроен в Wi-Fi Direct для подключения смартфона без подключения к сети. Есть также порт Ethernet на задней панели и порт USB Type-B рядом с ним.

Источник бесперебойного питания Ї это прибор, позволяющий оборудованию, например, компьютеру в течение определенного времени работать от аккумуляторных батарей. Таким образом, в случае отключения или выхода за пределы нормальных показателей, электрической сети, бесперебойник будет выдавать на выходе питание, которое полностью соответствует всем стандартам, что поможет избежать поломки котла и прочих неприятных последствий проблем с электроэнергией. Сравнительные характеристики трех ИБП представлены в таблице 5.

Таблица 5 Ї Характеристики ИБП

Источник бесперебойного питания выбран наиболее финансово выгодный и используемый в корпоративных сетях модель CyberPower UTI675EI, так же кго рекомендуют опытные системные администраторы.

Сервер -- это компьютер в вашей ИТ-системе, который подключен к сети и предоставляет определенные услуги другим компьютерам в сети. Это первое, что мы объясняем клиентам, когда они спрашивают нас, стоит ли покупать и какой сервер. Сервер -- это НЕ компьютер, на котором должна быть установлена ??серверная операционная система. Таким образом, компьютер с установленной Windows 7 может быть сервером, если он настроен в сети и ему назначена такая роль.

Таблица 6 - Сравнительная характеристика моделей серверов

Оптимальным решением будет выбор сервера HPE Proliant DL360 Gen10 Xeon Bronze 3106 - он позволит обеспечить высокую производительность.

Приобретение нового сервера направлено на создание дополнительного сервера баз данных. Сервер станет распределять права доступа, осуществлять централизацию сетевых служб, обеспечивать работу приложений, управлять другими устройствами в сети и выступит в роли файлового сервера.

Ноутбук Ї это складной портативный персональный компьютер, который имеет собственное время автономной работы, то есть временно не зависит от питания; композицию из интегрированных компонентов и устройств ввода-вывода и по праву считается портативным и мобильным устройством.

В связи с тем, что нет возможности предоставить личные кабинеты преподавателям с других филиалов и школ, поэтому рассматриваем приобретение ноутбука. Сравним характеристики нескольких моделей в таблицу 7 и выберем наиболее оптимальную.

Таблица 7 - Сравнительная характеристика ноутбуков

Исходя из анализа характеристик решено, что для комфортной работы следует выбрать модель Ноутбук LENOVO IdeaPad S145-15AST.

Следующим шагом стоит определиться с выбором ОС и ПО. На рабочих станциях будет установлена операционная система Windows 8 Professional, т.к. она имеет такие преимущества как:

ѕ Скорость;

ѕ Новый интерфейс;

ѕ Безопасность;

ѕ Проводник;

ѕ Несколько программ одновременно;

ѕ Жесты и комбинации клавиш.

Что касается ПО, на рабочих станциях будет установлен редактор документов MicrosoftOffice2010, выступающий в роли прикладной программы профессионального уровня для многофункциональной работы с текстовыми документами различных форматов.

В качестве программы для бесперебойной системы по резервному копированию был выбран продукт «Symantec». Данная программа является достаточно крупной в сфере резервирования данных, а главное является простой в использовании. Установка мало времени, выбираются основные пункты по типу места резервирования места установки программы и т.д.

Из графических редакторов выбор пал на «Paint» -- это простейший графический редактор. По своим возможностям он не соответствует современным требованиям, но в силу простоты и доступности остаётся необходимым компонентом для первоначального ознакомления в обучении компьютерной графике. Разобравшись с принципами работы с этой программой, легче осваивать другие, более мощные средства работы с графикой. В качестве архиватора был выбран «WinRAR» -- архиватор файлов для 32 - и 64-разрядных операционных систем Windows, позволяющий создавать, изменять и распаковывать архивы RAR и ZIP, а также работать с множеством архивов других форматов.

В школе обучающиеся в младших классах изучают такой язык программирования как «Исполнитель робот». Он входит в пакет КуМир, который был разработан Научно-исследовательским институтом системных исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН) как раз для обучения программированию в школе.

С точки зрения производительности и безопасности были выбраны следующие ОС: Microsoft Server 2012 r2 для сетевого оборудования, позволяет хранить данные, требующие больших ресурсов, что идеально подойдет для большой логистической компании. Windows 10 Pro для ПК, позволяет вести работу через мобильное устройство, имеет простую многофакторную аутентификацию, поэтому выбор остановим на нем.

1.2 Выбор технологии, инструментальных средств и средств вычислительной техники для проектирования сетевой инфраструктуры МОУ «СОШ с. Клещевка»

2.1 Анализ угроз безопасности и методов защиты информации в компьютерной сети