Проектирование локальной вычислительной сети Интернет салона ООО "Атлантик"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Аннотация

Введение

1. Постановка задачи

1.1 Техническое задание

1.2 Анализ предпроектной ситуации

2. Проектирование системы

2.1 Анализ методов моделирования сети

2.1.1 Анализ структуры предприятия и составление паспортов рабочих мест

2.1.2 Математический метод расчета загрузки сети

2.1.3 Анализ метода имитационного моделирования

2.2 Анализ возможных вариантов построения

2.2.1 Выбор архитектуры сети

2.2.2 Выбор топологии сети

2.2.3 Выбор технологии и среды передачи данных

3. Разработка компонентов системы

3.1 Обоснование и выбор компонентов

3.1.1 Выбор серверов

3.1.2 Подбор конфигурации пользовательских машин

3.1.3 Выбор серверной операционной системы

3.1.4 Выбор активного сетевого оборудования

3.2 Обоснование и выбор программных средств управления

4. Тестирование и отладка системы

4.1 Анализ информационных потоков

4.2 Составление имитационной модели разработанной сети

4.3 Имитационная модель при поломке оборудования

5. Вопросы охраны труда и техники безопасности

5.1 Требования к помещениям с сетевым оборудованием

5.2 Требования к монтажу сетевого оборудования и кабельной системы внутри помещений

5.3 Требования к организации труда обслуживающего персонала

6. Экономические показатели проекта

6.1 Определение затрат на создание и отладку проектируемого объекта

6.1.1 Затраты на оплату труда

6.1.2 Определение материальных затрат

6.1.3 Затраты на основные средства

6.1.4 Затраты на электроэнергию

6.2 Затраты на эксплуатацию

6.3 Определение экономической эффективности

6.3.1 Определение экономической эффективности от использования объекта

7. Заключение

7.1 Выводы

7.2 Перспективы и пути расширения

Список использованной литературы

Аннотация

Данный дипломный проект посвящен проектированию локальной вычислительной сети Интернет салона ООО «Атлантик»

Основными задачами проектируемой сети являются

В ходе разработки дипломного проекта решены следующие задачи:

В первой главе определяются цели и задачи разрабатываемой сети, происходит анализ требований и формируется техническое задание.

Во второй главе произведен анализ возможных вариантов проектирования сети, анализ информационных потоков.

В третьей главе осуществлен подбор компонентов сети: выбор серверов, подбор конфигурации пользовательских машин, выбор серверной ОС, активного сетевого оборудования, а так же выбор программных средств управления сетью.

В четвертой главе строится имитационная модель спроектированной сети и производится тестирование системы.

В пятой главе рассматривается техника безопасности при эксплуатации электронного оборудования, а также проработан вопрос обеспечения безопасных условий труда.

В шестой главе при разработке проекта сети были учтены экономические показатели, рассчитана стоимость проекта, а также экономический эффект от его внедрения.

Введение

Организация ООО «Атлантик», находящаяся в городе Псков, представляет собой сеть объектов развлекательного характера, таких как игровые залы и т.д.

В организации было принято решение о расширении бизнеса в городе в секторе предоставления услуг доступа к глобальной сети Интернет. Этот сектор рынка в данный момент динамично развивается. Потребность в доступе к сети Интернет растет с каждым днем. Поэтому, руководство организации решило создать проект Интернет салона, в котором помимо предоставления доступа к сети Интернет, будут дополнительные услуги, такие как работа с текстовыми файлами, распечатка информации, полученной в сети и т.д.

Для эффективной работы Интернет салона, необходимо разработать проект локальной вычислительной сети, которая будет обладать следующими возможностями:

Доступ пользователей к сети Интернет;

Доступ пользователей к электронной почте;

Доступ к принтеру;

Работа с пакетами программ.

1. Постановка задачи

1.1 Техническое задание

Главной задачей данного проекта является проектирование локальной вычислительной сети для интернет-салона организации ООО «Атлантик», предназначенной для предоставления доступа во всемирную сеть Интернет клиентам.

Требования, сформулированные ниже, составляются с учетом возможности модернизации и расширения сети.

Назначение объекта проектирования:

Организация канала передачи данных, отвечающего требованиям по отказоустойчивости, стабильности и скорости (скорость внутри сети не менее 100 Мбит/с, загрузка сетевого оборудования не более 30%);

Организация доступа клиентов в глобальную сеть Интернет;

Требования функциональности:

Эффективное разделение ресурсов между пользователями;

Обеспечение доступа пользователей к сети Internet и использования электронной почты;

Обеспечение доступа с рабочих станций к сетевому принтеру;

Централизованное управление сетью;

Надежность при работе;

Обеспечение работы с программами (MS Office, веб браузер, Skype, ICQ);

Защита локальной сети от вирусов и атак извне

Технические требования:

Обеспечение скорости обмена информацией на участках “клиент-клиент” и “клиент-сервер” до 100 Мбит/сек;

Обеспечение максимальной загрузки канала - 50%;

Обеспечение пиковой загрузки серверов - 50%;

Обеспечение максимальной загрузки активного сетевого оборудования - 35-45%;

Надежность при работе:

Регулярное резервное копирование данных;

Возможность восстановления информации после сбоев;

Требования к системе управления ЛВС:

Система управления ЛВС должна осуществлять:

Сбор статистики и мониторинг основных параметров производительности сети: скорости передачи пакетов, нагрузки, уровня ошибок и др.;

Управление временем доступа к сети Интернет в соответствии с оплаченным тарифом

Возможность настройки параметров сети;

Ограничение доступа пользователей в соответствии с их правами.

Требования к ОС

Серверная ОС должна быть совместима с используемым программным обеспечением, обеспечивать совместную работу с другими операционными системами, установленными на рабочих станциях локальной сети.

Программное обеспечение локальной сети должно осуществлять:

получение информации о состоянии аппаратных и программных средств, входящих в ЛВС;

оптимальные скорости передачи пакетов, нагрузки, уровня ошибок и т.д.;

управление при отказах сети;

управление конфигурацией сети и рабочими характеристиками;

Требования к рабочим станциям

Необходимо обеспечить: доступ к сети Интернет, работу с электронной почтой, информационную безопасность, высокую производительность, возможность работать с периферийными устройствами.

1.2 Анализ предпроектной ситуации

Фирма ООО «Атлантик» имеет сеть объектов развлекательного характера, и одним из проектов по расширению бизнеса стало создание Интернет салона.

Таким образом, руководство фирмы ООО «Атлантик» поставило задачу разработать проект локальной вычислительной сети для нового Интернет салона.

Планируемое количество рабочих станций - 28, поэтому помимо разработки собственно сети, как канала связи, требуется подобрать конфигурацию аппаратных средств: серверов, рабочих станций, а так же программное обеспечение.

имитационная модель локальная вычислительная сеть

2. Проектирование системы

2.1 Анализ методов моделирования сети

Существует ряд методов, при помощи которых возможна разработка вычислительной сети:

1) Экспериментальный метод - заключается в том, что персонал предприятия закупает “новинки” рынка компьютерной техники. Такой метод - в корне неправилен, так как существует вероятность несовместимости того или иного оборудования, а также данный метод влечет за собой очень большие и не всегда оправданные расходы.

2) Метод прямого подбора - заключается в обращении персонала предприятия к той или иной фирме, занимающейся различными проектами.

Такой подход значительно лучше первого, но зачастую фирмы лоббируют какого-либо конкретного производителя и стараются в своем проекте использовать именно его оборудование, которое обычно является дорогостоящим. К тому же в данном случае заказчику придется оплачивать работу фирмы.

3) Математические методы:

1. Классический математический метод

Этот метод можно использовать для сравнительной оценки вариантов структур ЛВС, а также для постановки и решения задачи синтеза оптимальной конфигурации ЛВС.

Конфигурация определяется составом и связями его функциональных модулей (процессоры, главная память, каналы и устройства ввода-вывода). Конфигурация считается оптимальной, если она обеспечивает решение соответствующих задач (обработку данных), удовлетворяющее заданным требованиям к производительности вычислительного комплекса (ВК) и загрузке модулей при минимальной общей стоимости комплекса.

2. Метод Петри

Сети Петри являются мощным и удобным инструментом для построения и исследования моделей телекоммуникационных систем.

Простые сети Петри, как основа для построения моделей распределенных и параллельных систем содержат в себе всего три основных элемента. Это места, переходы и дуги, соединяющие места и переходы.

3. Модели теории массового обслуживания.

Используемые в настоящее время в локальных сетях протоколы канального уровня используют методы доступа к среде, основанные на ее совместном использовании несколькими узлами за счет разделения во времени. В этом случае, как и во всех случаях разделения ресурсов со случайным потоком запросов, могут возникать очереди. Для описания этого процесса обычно используются модели теории массового обслуживания

4. Расчет информационных потоков в сети по методике авторов Новикова Ю.А. и Кондратенко С.В. книги «Локальные сети: архитектура, проектирование».

Будет использован в данном проекте. Рсчет будет произведен в соответствующей главе.

4) Метод имитационного моделирования:

применение специализированных пакетов программ для моделирования процессов в сети, таких как:

Первые два метода не являются рациональными, поэтому будем использовать математический метод и метод имитационного моделирования.

2.1 Анализ структуры предприятия и составление паспортов рабочх мест

Проектируемый Интернет салон будет располагаться отдельно от руководства фирмы ООО «Атлантик», поэтому главным человеком на проектируемом объекте будет системный администратор. С учетом этого составляется структура организации:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1 Структурная схема объекта

Для определения выполняемых задач на каждом рабочем месте составляется паспорт, который включает в себя: название рабочего места и его условное обозначение в сети, приложения, которые используются на нем, а так же указывается наличие подключения к локальной сети.

Данная информация заносится в таблицу 2.1

Таблица 2.1 Паспорта рабочих мест

Название РМ (условное обозначение)	Исп. приложения	Признак подключения к сети
Администратор (admin)	MS Office, эл. почта, Интернет, программы администрирования)	+
Пользователи: 28 человек (PC - PC(28))	MS Office Интернет, ICQ	+

2.2 Математический метод расчета загрузки сети

Составив паспорта рабочих мест, мы узнали тип информационных потоков, с учетом используемых приложений. Основными информационными потоками в проектируемой сети будут потоки информации при просмотре Интернет страниц, а так же информационные потоки от простого обмена файлами, такими как MS Word и Excel.

Приведем расчет этих двух типовых потоков:

Расчет среднего потока информации при использовании Интернета.

Страница гипертекста будет занимать в среднем от 80 до 800 кбайт в зависимости от объема текста и наличия графической информации. Рассчитаем средние потоки информации, по следующей формуле.

Ппр =	а*b*k1
	10*k2

где Ппр - простой поток кбит/с;

a - количество интернет страниц, шт;

b - размер страницы, кБайт;

k1 - коэффициент для перевода кБайт в кБит, k1 = 8

k2 - коэффициент для перевода часов в секунды, k2 = 3600

10 - продолжительность рабочего дня, час

Рассчитаем максимальное значение Ппр.max и минимальное значение Ппр.min

и определим примерное среднее значение для одной рабочей станции.

Ппрmax =	1200*1000*8	= 266,6 Кбит/с
	10 *3600
Ппрmin =	600*100*8	= 13,3 Кбит/с
	10 *3600
Ппрср =	266,6+13,3	= 139,Ккбит/с
	2

Общий средний поток информации при просмотре Интернет страниц будет примерно равен: У Ппр = 139,8*20 = 2800 кбит/с = 2,73 Мбит/с

Таким образом суммарный средний информационный поток между маршрутизатором и ВПН сервером будет равен УП=2,73 МБит/с

Расчет среднего потока информации от простого обмена файлами.

Страница текста будет занимать в среднем от 80 до 800 Кбайт в зависимости от сложности текста и формата передаваемой информации. На сегодняшний момент для передачи текста наиболее распространены такие приложения как Word и Excel. Основываясь на эти приложения, рассчитаем средние потоки информации, по следующей формуле.



Ппр =	а*b*k1
	10*k2

где Ппр - простой поток Кбит/с;

a - количество страниц, шт;

b - размер страницы, кБайт;

k1 - коэффициент для перевода КБайт в КБит, k1 = 8

k2 - коэффициент для перевода часов в секунды, k2 = 3600

10 - продолжительность рабочего дня, час

Рассчитаем максимальное значение Ппр.max (для 130 стр.) и минимальное значение Ппр.min (для 20 стр.) и определим примерное среднее значение для одной рабочей станции.

Ппрmax =	130*800*8	= 17,3 Кбит/с
	10 *3600
Ппрmin =	20*80*8	= 0,22 Кбит/с
	10 *3600
Ппрср =	17,3+0,22	= 6,7 Кбит/с
	2

Общий средний поток информации запроса от простого обмена страницами будет примерно равен: У Ппр= 6,7*8 = 53,6 кбит/с

Итак суммарный средний информационный поток между маршрутизатором и файловым сервером будет равен УП=53,6кБит/с

Математические методы хороши для моделирования и расчета системы, но вычисления получаются очень громоздкими и требуют затраты большого времени. Существует ряд программных пакетов имитационного моделирования, облегчающих данную задачу, в которых реализованы все классические математические расчеты.

2.1.3 Анализ метода имитационного моделирования

Метод имитационного моделирования более удобен, так как все расчеты производятся автоматически.

Существуют специальные, ориентированные на моделирование вычислительных сетей программные системы, в которых процесс создания модели упрощен. Такие программные системы сами генерируют модель сети на основе исходных данных о ее топологии и используемых протоколах, об интенсивностях потоков запросов между компьютерами сети, протяженности линий связи, о типах используемого оборудования и приложений.

В таблице 2.2 представлены примеры программ имитационного моделирования:

Таблица 2.2

Продукт (Компания)	Тип ЛС	Примечание
Prophesy (American HYTech)	ЛС	Оценивание производительности при работе с текстовыми и графическими данными по отдельным сегментам и сети в целом
COMNET III (CACI Product)	ЛС ГС	Моделируетсети X.25, ATM, Frame Relay, связи LAN-WAN, SNA, DECnet, протоколы OSPF, RIP. Доступ CSMA/CD и токенный доступ, FDDI и др. Встроенная библиотека марщрутизаторов 3COM, Cisco, DEC, HP, Wellfleat, ...
NetMaker XA (Make System)	ЛС ГС	Проверка данных о топологии сети; импорт информации о трафике, получаемой в реальном времени
MIND (Network Analysis Center)	ЛС ГС	Средство проектирования, оптимизации сети, содержит данные о стоимости типичных конфигураций с возможностью точного оценивания производительности
AutoNet/ Designer (Network Design and Analysis Group)	ЛС ГС	Определение оптимального расположения концентратора в ГС, возможность оценки экономии средств за счет снижения тарифной платы, смены поставщика услуг и обновления оборудования; сравнение вариантов связи через ближайшую и оптимальную точку доступа, а также через мост и местную телефонную сеть
AutoNet/ Performance-3 (Network Design and Analysis Group)	ЛС ГС	Моделирование производительности многопротокольных объединений локальных и глобальных сетей; оценивание задержек в очередях, прогнозирование времени ответа, а также узких мест в структуре сети; учет реальных данных о трафике, поступающих от сетевых анализаторов
NetCracker Pro (NetCracker Technology)	ЛС ГС	система имитационного моделирования фирмы NetCracker Nehnology, позволяет анализировать работу сложных сетей, работающих на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи. Основные направления: сбор данных о работе сети, детальное моделирование сети, быстрая оценка производительности сети

После проведения сравнительного анализа систем проектирования, было решено использовать систему имитационного моделирования NetCracker Pro, так как это достаточно мощная и функциональная программа, с ее помощью можно получить всю необходимую статистику, графики загрузки сетевого оборудования, а так же она имеет дружественный интерфейс, что облегчает работу по проектированию и экономит время.

2.2 Анализ возможных вариантов построения

При проектировании ЛВС необходимо выбрать сетевую архитектуру и топологию.

2.2.1 Выбор архитектуры сети

Архитектура сети определяет основные элементы сети, характеризует ее общую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обеспечение, описывает методы кодирования. Архитектура также определяет принципы функционирования и интерфейс пользователя. Существуют различные виды сетевых архитектур: терминал - главный компьютер, одноранговая, клиент-сервер.

Архитектура терминал - сервер - это концепция информационной сети, в которой вся обработка данных осуществляется одним или группой главных компьютеров.

Одноранговая архитектура - это концепция информационной сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем системам. Все системы в ней равноправны.

Архитектура клиент-сервер - это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов.

Таблица 2.3 Достоинства и недостатки сетевых архитектур

Архитектура	Достоинства	Недостатки
Терминал - сервер	Диспетчер службы терминалов обеспечивает настройку терминала Windows 2000 Server, позволяет вывести список пользователей через терминалы, подключить пользователя, отправить ему сообщение. Относительная дешевизна организации, удобное управление сетью.	Единственными недостатками терминал - сервера является лицензирование,а так же при выходе из строя серверной части, сеть перестает работать.
Одноранговая	экономия денег на покупку файлового сервера надежное хранение данных	низкая скорость доступа к данным низкая надежность работы сети сложность администрирования сети
Клиент - сервер	Снижение нагрузки на сеть, так как в ней циркулируют только нужные данные. Повышение безопасности данных, так как обработка запросов всех клиентов выполняется единой программой, расположенной на сервере. Уменьшается сложность клиентских приложений за счет отсутствия в них контроля БД и доступа к ней.	Высокая стоимость Требует значительное количество памяти на аппаратуру серверной машины Большое количество использования различной аппаратуры

Для реализации проекта была выбрана архитектура “клиент-сервер”, как наиболее отвечающая требованиям сети, так как обеспечивает эффективный доступ к сетевым ресурсам, централизованное управление учетными записями пользователей; что упрощает администрирование, также дает возможность пользователю использовать один пароль для всех действий в сети: вход в сеть, доступ к серверам.

2.2.2 Выбор топологии сети

Сетевая топология -- описание конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Существует множество способов соединения сетевых устройств, из них можно выделить три базовые топологии: шина, кольцо и звезда. Остальные способы являются комбинациями базовых топологий.

Таблица 2.4

Тип топологии	Краткое описание	Достоинства	Недостатки
Шина	представляет собой общий кабель, к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.	Небольшое время установки сети; Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств); Простота настройки; Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети;	Любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети; Сложная локализация неисправностей; С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.
Кольцо	базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть	Простота установки; Практически полное отсутствие дополнительного оборудования; Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети	Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети; Сложность конфигурирования и настройки; Сложность поиска неисправностей
Звезда	базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило "дерево")	выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом; хорошая масштабируемость сети; лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети; высокая производительность сети (при условии правильного проектирования); гибкие возможности администрирования	выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом; для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий; конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе

Проанализировав достоинства и недостатки всех топологий, было решено использовать в проекте топологию типа «звезда», так как сеть, построенная на основе данной топологии, достаточно недорога в постройке, имеет высокую общую отказоустойчивость, а так же хорошо масштабируется, что немаловажно при расширении сети в будущем.

2.2.3 Выбор технологии и среды передачи данных

В проекте требуется реализовать сеть, которая будет состоять только из проводной части.

Проектируемая ЛВС будет иметь следующую структуру:

Рис. 2.5 Структурная схема проектируемой сети.



Рис. 2.6 План помещения

Структура проектируемой ЛВС представляет собой топологию типа «звезда», с двумя ответвлениями, то есть по сути это «древовидная» топология. Для реализации проводной сети возможны различные решения.

В настоящее время наиболее распространенные технологии Ethernet: Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, они соответственно поддерживают скорость передачи данных 100 и 1000 Мбит/с. Технология Ethernet (10 Мбит/с) практически не используется в настоящее время при построении сетей из-за низкой скорости при передачи трафика и прекращения выпуска оборудования, поддерживающего только эту скорость.

Технология 10Gigabit Ethernet (10 Гбит/с) появилась недавно и применяется на очень крупных ЛВС и является очень дорогой. По этим причинам использование этих технологий в данном проекте не рационально.

Для технологии Fast Ethernet установлены следущие спецификации:

Таблица 2.5

Вариант построения	FastEthernet 100Base-TX	FastEthernet 100Base-T4	FastEthernet 100Base-FX	FastEthernet 100Base-LX
Скорость передачи	100 Мбит/с	100 Мбит/с	100 Мбит/с	100 Mбит/с
Режим передачи	полнодуплексный	Не является полнодуплексным	полнодуплексный	полнодуплексный
Максимально эффективная длина кабеля	100 м	100м	2 км	15 км
Стоимость центрального элемента	Средняя	Средняя	Высокая	Высокая

Проанализировав различные варианты топологий и сред передачи данных, было принято решение строить сеть на базе стандарта 100Base-TX, т.к., этот стандарт имеет наилучшее сочетание цена/производительность для малых и средних сетей.

Теперь необходимо выбрать тип кабельной системы. В следующей таблице приведены 3 основных типа кабелей:

Таблица 2.6

Тип	Краткое описание	Наращи-ваемость	Восприимчивость к помехам	Цена
Витая пара	Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение, называемое "витой парой" (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с Длина кабеля не может превышать 150 м без усиления сигнала.	Простая	Да	Низкая
Коаксиальный кабель	Коаксиальный кабель применяется для связи на большие расстояния, Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с.	Проблема-тичная	Да	Сред-няя
Оптоволокно	Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей.	Простая	Нет	Высо-кая

Таким образом быливы браны следующие параметры сети:

1). Архитектура «клиент-сервер»;

2). Топология «звезда»;

3). Технология «FastEthernet 100Base-TX»;

4). Тип кабельной системы «витая пара».

Такая сеть обладает высокой производительностью и относительно малой ценой.

3. Разработка компонентов системы

3.1 Обоснование и выбор компонентов

В данном разделе будет произведено обоснование и выбор базовых компонентов сети, таких как сервера, рабочие станции, серверной ОС и активного сетевого оборудования.

3.1.1 Выбор серверов

В данном проекте будет использованы 2 сервера: файловый сервер (для хранения и удаленного запуска программ) и ВПН сервер (он будет использоваться в качестве шлюза в сеть Интернет). Выбор двух серверов, а не одного обусловлен распределением нагрузки, а так же требованием беспрерывного доступа в Интернет. Таким образом, в случае выхода из строя ВПН сервера, его функции, во время ремонта основного, сможет выполнять дополнительный сервер. Следовательно, повышается общая надежность и отказоустойчивость сети.

1. Файл-сервер

На этом сервере предполагается хранение различных файлов и набора программ. Набор программ необходим как для экономии финансовых средств, так как выгоднее приобрести одну сетевую версия программы, чтобы запускать ее прямо с сервера, чем приобретать ее на каждый отдельный компьютер, а так же для простоты администрирования. Так как на данном сервере планируется одновременная работа большого числа различных сервисов, то его конфигурация должна быть достаточно мощная. Особенно это касается объема оперативной памяти (ОЗУ).

2. ВПН-сервер

Предназначение данного сервера - распределение внешнего Интернет канала на всю сеть, ведение учета статистики пользования Интернетом. Так же через него системный администратор будет осуществлять администрирование пользовательских компьютеров.

Выберем тип центрального процессора:

Таблица 3.1

	Производительность	Стоимость
AMD Athlon 64 X2	Средняя	Средняя
Intel Core 2 Duo	Высокая	Высокая

Так как для серверов важна высокая производительность, то главным приоритетом при выборе платформы и, соответственно, центрального процессора будет скорость работы и производительность. Даже в ущерб стоимости. Таким образом был выбран сервер на базе процессора Intel Core 2 Duo, так как он имеет высокую производительность и для небольшого сервера является лучшим решением. Соответственно конфигурация серверов будет следующая:

Таблица 3.2 Конфигурация серверов

Название компонента	Описание
Процессор	Intel Core 2 Duo Processor E8500 3.16MHz/1333Mhz, 6Mb L2-Cache Socket775
Системная плата	ASUS P5Q, LGA775, Intel P45, Core2 Duo, FSB 1600Mhz, 4xDDR2
Оперативная память	DDR2 DRAM PC6400 4Gb Kit 1066MHz Corsair (2х2Gb)
Жесткий диск	750Gb Samsung, 7200 RPM, Serial ATA II, 32Mb Cache Buffer
Видеоплата	ATI HD4550 Sapphire 512Mb DDR3 PCI-E TV+DVI
Сетевая плата	Intel EtherExpress Pro/1000T EXPI9300PTBLK, 10/100/1000Mb
Корпус и БП	AIC RMC-4A-0-2 4U 19" + БП Thermaltake 650W

3.1.2 Подбор конфигурации пользовательских машин

При выборе конфигурации мы должны исходить из требований к мощности компьютеров. Так как помимо обеспечения доступа к сети Интернет, будет осуществляться запуск различных офисных программ, таких как MS Office и другие, то конфигурация компьютеров должна быть средне мощности. В этом случае можно сэкономить часть средств. Например, установить не очень большие жесткие диски, так как довольно много программ, по крайней мере, офисные, будут запускаться прямо с сервера. Поэтому целесообразно установить минимально необходимый объем. На данный момент таковыми являются жесткие диски размером 250 Gb. Стоят они недорого, но полностью отвечают нашим требованиям. Учитывая, что количество компьютеров достаточно велико, то выигрыш даже нескольких сотен рублей с каждой машины будет ощутим при сборке большого числа компьютеров.

Необязательно приобретение CD/DVD привода для каждой машины. Достаточно приобрести один внешний дисковод, подключаемый через USB.

Так же можно сэкономить на сетевых картах и не покупать их как отдельные устройства, а приобрести в составе системных плат, т.е. интегрированные. Их быстродействия вполне хватит для нужд рядовых ПК.

Выберем тип центрального процессора:

Таблица 3.3

	Производительность	Стоимость
AMD Athlon 64 X2	Средняя	Средняя
Intel Core 2 Duo	Высокая	Высокая

Для обычных рабочих станций, особенно для наших нужд, достаточно использовать компьютеры на базе процессора AMD Athlon 64 X2, так как этот процессор обладает довольно высокой скоростью работы и, что самое главное, довольно небольшой ценой. Этот критерий был главным при подборе конфигурации рабочих станций. Выигрышь в конечной стоимости особенно заметен при покупке большого числа компьютеров.

Таким образом, конфигурация пользовательских машин была выбрана следующая:

Таблица 3.4

Название компонента	Описание
Процессор	AMD Athlon 64 X2 4600+, socket AM2, Box
Оперативная память	DDR2 DRAM PC6400 1024Mb 800MHz Patrio
Системная плата	ASUS M2N-X Plus, nF430, 4DDR2 800, PCI-Ex16
Видеоплата	Sapphire ATI RadeOn X1600XT 256Mb, PCI-E
Жесткий диск	250Gb Samsung, 7200 RPM, Serial ATA II, 16Mb Cache Buffer
Корпус	Midi Tower INWIN C583T Black 450W
Привод	DVD+/-RW LG GE20LU10 ext (один на всех)
Монитор	17" TFT Samsung 720N
Мышь	A4-Tech BW-35 optical
Клавиатура	A4Tech KL-30
Наушники	Genius HP-03 Live

3.1.3 Выбор серверной операционной системы

Требования к производительности и надежности таких операционных систем намного выше, чем в случае клиентских операционных систем. Порой от серверных операционных систем требуются такие средства обеспечения надежности и доступности, как возможности дублирования и резервирования, обновления программного и аппаратного обеспечения без перезагрузки операционной системы.

Windows 2000 Server

Включает основанные на открытых стандартах службы каталогов, Web, приложений, коммуникаций, файлов и печати, отличается высокой надежностью и простотой управления, поддерживает большинство сетевого оборудования для интеграции с Интернетом. В Windows 2000 Server реализованы:

службы Internet Information Services 5.0 (IIS);

среда программирования Active Server Pages (ASP);

XML-интерпретатор;

архитектура DNA;

модель СОМ + ;

мультимедийные возможности;

поддержка приложений, взаимодействующих со службой каталогов;

Web-папки;

печать через Интернет.

Windows Server 2003

Семейство продуктов Windows Server 2003 берет все самое лучшее от технологии ОС Windows 2000 Server, упрощая при этом развертывание, управление и использование. В результате пользователь получает инфраструктуру высокой производительности, помогающую превратить сеть в стратегические активы организации.

Windows Server 2003 является многозадачной операционной системой, способной централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. Некоторые из ролей сервера:

файловый сервер и сервер печати;

веб-сервер и веб-сервер приложений;

почтовый сервер;

сервер терминалов;

сервер удаленного доступа/сервер виртуальной частной сети (VPN);

служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и служба Windows Internet Naming Service (WINS);

сервер потокового мультимедиа-вещания.

Linux и FreeBSD

Операционная система Linux - это некоммерческий продукт категории Open Source для платформы Intel, который в течение десяти лет создавали тысячи энтузиастов. Список серверных продуктов для Linux не менее внушителен, чем для Solaris, HP-UX и AIX, и включает такие популярные продукты, как Web-сервер Apache, серверные СУБД и серверы приложений практически от всех производителей.

Одним из серьезных преимуществ Linux является низкая стоимость ее приобретения. Кроме того, ряд компаний, в частности IBM, вкладывают значительные средства в развитие Linux как серверной платформы, одновременно стремясь реализовать совместимость с Linux в своих коммерческих версиях UNIX в расчете на возможный переход с Linux на указанные операционные системы.

Все вышеописанные операционные системы имеют в себе ряд достоинств, но, учитывая то, что на клиентских машинах установлена Windows XP Professional, на сервера оптимальной будет установка операционной системы семейства Windows. Было принято решение использовать серверную ОС Windows 2003 Server, так как она имеет следующие достоинства:

Простота настройки,

Дружественный интерфейс, привычный пользователям Windows XP

Наличие в системе драйверов для наиболее распространённых сетевых карт и современного оборудования.

Функции автоматической настройки сети

Встроенная служба ICS. (Общий доступ в Интернет)

Встроенные средства архивирования данных

Встроенные средства сбора статистики и мониторинга основных параметров сети

Встроенный брандмауэр.

Таким образом, для реализации проекта необходимо будет купить “Microsoft Windows Server 2003” и необходимое количество клиентских лицензий, которое зависит от числа ПК в сети.

3.1.4 Выбор активного сетевого оборудования

Проектируемая сеть разбита на 3 сегмента: 1 - сервера, компьютер администратора и коммутатор, далее 2 сегмента, состоящих из коммутаторов и подключенных к ним рабочих машин.

Для выбора коммутаторов нужно рассчитать количество портов, необходимых для подключения рабочих машин к сети, для каждого сегмента.

Таблица 3.5

Сегмент	Количество требуемых портов	Тип коммутатора
1	4	4 порта*100Мбит/с
2	15	16портов *100Мбит/с
3	13	16портов *100Мбит/с

Активное сетевое оборудование представлено на рынке различными производителями и в различном ценовом диапазоне.

Оборудование, удовлетворяющее нас по стоимости и надежности, может быть представлено несколькими фирмами. В таблице приведены модели коммутаторов различных производителей, а также их стоимость.

Таблица 3.6

Производитель	Модель	Стоимость
D-Link	D-Link DES-1016D 16 port 10/100Mbps Dual Speed	1480 руб.
	D-Link DIR-320 802.11g 6x10/100 Ethernet порта	2100 руб.
3Com	3Com 3C1670800A OfficeConnect Dual Speed 8 Gigabit port Switch	4620 руб.
ASUS	ASUS GigaX-1108(N), 8-port 10/100/1000Mbps	2219 руб.
CNet	CNet CGS-800, 8-port Switch 10/100/1000Mbps Gigabit Ethernet	1839 руб.

Из таблицы видно, что наиболее экономичным по ценовым характеристикам является оборудование фирмы D-Link. Эта компания является известной и надежной, она существует на рынке уже 20 лет, занимается разработкой, производством и продажей сетевого и коммуникационного оборудования. Компания является одним из крупнейших производителей сетевого оборудования. Исходя из этих соображений, в данном проекте в качестве активного сетевого оборудования будут использованы первые две позиции таблицы 3.5. Клиентские машины имеют интегрированные сетевые адаптеры (10/100 Мбит/с), которые достаточны для работы в проектируемой сети. Для построения кабельной инфраструктуры необходима закупка кабеля: витой пары 5е категории (400 метров, 3100р.), 64 коннекторов RJ-45 для 5 категории (320р.).

3.2 Обоснование и выбор программных средств управления

3.2.1 Программное обеспечение для распределения интернета

В настоящее время существуют несколько программных комплексов для распределения интернет канала в локальной сети. Два наиболее распространенных комплекса - это Traffic Inspector и UserGate

Traffic Inspector - это комплексное решение для контроля подключения к сети Интернет или оказания услуг по передаче данных.

В составе продукта содержится: прокси-сервер, обеспечивающий кэширование и блокировку нежелательных ресурсов; сетевой экран для защиты от сетевых атак; сертифицированная система биллинга; учет всех видов трафика (через прокси, почтовый шлюз и NAT); система динамического ограничения скоростей и сессий; блокировка по чрезмерной сетевой активности; перенаправление трафика; интеграция с Active Directory; защищенная авторизация; веб-сервер статистики; удаленный доступ; отчеты.

UserGate - позволяет централизованно управлять Интернет-подключениями с помощью гибкой системы правил, осуществляет кэширование сетевых ресурсов, ведет точный подсчет трафика с помощью драйвера NAT, имеет встроенную биллинговую систему, а также систему статистики. Программа предоставляет возможность детального мониторинга активных Интернет - сессий пользователя в реальном времени - IP адрес, имя пользователя, точное количество переданного и полученного трафика, а также посещенные URL; поддерживает все известные TCP/UDP протоколы - HTTP, FTP, POP3, SMTP, IMAP4, Telnet, IRC, NNTP, ICQ и другие; имеет встроенные антивирус и брандмауэр.

В локальной сети будет использоваться комплекс UserGate, т.к. он обладает большими возможностями и доступной ценой, а так же имеет встроенный антивирус и брандмауэ.

4. Тестирование и отладка системы

Тестирование системы является одной из завершающих стадий в процессе проектирования. На этом этапе проверяется соответствие созданной распределенной системы заданной в техническом задании, проверяется ее работоспособность и надежность, т.е. вероятность безотказной (правильной) работы в течение длительного времени.

4.1 Тестирование системы

В нашем случае тестирование заключается в создании имитационной модели, спроектированной сети, проверка соответствия ее параметров требуемым (загрузка серверов, загрузка активного сетевого оборудования, ожидание ответа от сети, скорость передачи данных и др.).

В случае несоответствия техническому заданию, необходимо изменение каких-либо узлов сети, либо выбор другой архитектуры или топологии.

Согласно карте информационных потоков назначается трафик от рабочих станций к серверам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.1 Карта информационных потоков

Таблица 4.1 Информационные потоки

Рабочее место	транзакция
	HTTP-Client	File Server's
1	+	+
2	+	+
3	+	+
4	+	+
5	+	+
6	+	+
7	+	+
8	+	+
9	+	+
10	+	+
11	+	+
12	+	+
13	+	+
14	+	+
15	+	+
16	+	+
17	+	+
18	+	+
19	+	+
20	+	+
21	+	+
22	+	+
23	+	+
24	+	+
25	+	+
26	+	+
27	+	+
28	+	+

4.2 Составление имитационной модели разработанной сети

Рис. 4.2 Имитационная модель

Загрузка активного оборудования:

Средняя загрузка первого коммутатора составляет 1,4 Мбит/с (1,5 %)

Средняя загрузка второго коммутатора составляет 1,4 Мбит/с (1,5 %)

Средняя загрузка маршрутизатора составляет 2.7 Мбит/с (3 %)

Средняя загрузка сети на участке «Маршрутизатор - ВПН-сервер» составляет 2,8 Мбит/с.

Средняя загрузка сети на участке «Маршрутизатор - Файловый-сервер» составляет 68,3 Кбит/c

Сравним данные по загрузке участков сети «маршрутизатор - ВПН-сервер» и «Маршрутизатор - Файловый сервер» полученные путем математического подсчета с данными, полученными из имитационной модели. Они представлены в таблице 4.2:

Таблица 4.2

	Информационный поток при работе с Интернет - страницами	Информационный поток при работе с текстом
Математический расчет	2,73 Мбит/c	53,6 Кбит/с
Имитационная модель	2.7 Мбит/с	68,3 Кбит/с

Таким образом, результаты тестирования имитационной модели практически совпадают с математическими расчетами.

Далее, проанализируем статистику полученных/потерянных паектах:

Рис. 4.3 Отчет о полученных и потерянных пакетов данных

Из отчета программы имитационного моделирования видно, что потерь пакетов нет, следовательно сеть работает без ошибок.

Загрузка серверов:

Рис. 4.4 Загрузка серверов

Наиболее загруженным является ВПН-сервер, его загрузка составляет 2.7 Мбит/с. Загрузка же Файлового сервера небольшая, 67 Кбит/с, что дает нам основания считать, что в будующем можно увеличивать нагрузку как на ВПН, так и на файловый сервера, при запуске на них новых сервисов.

Таким образом, из полученной имитационной модели видно, что загрузка сетевого оборудования и серверов не превышает значений, заданных в техническом задании. Спроектированная сеть функционирует без сбоев и перегрузок и оставляет возможность для увеличения сети в будущем.

4.3 Имитационная модель при поломке оборудования

Допустим из строя вышел коммутатор в подсети номер 2. Соответственно имитационная модель будет выглядеть следующим образом:

Их модели видно, что часть рабочих станций потеряла связь с серверами, однако часть сети по прежнему работает хорошо. Таким образом, решение о разделении всех компьютеров на 2 подсети является правильным решением, так как даже при поломке одного коммутатора, вторая подсеть продолжает работать в штатном режиме, что немаловажно для интернет салона. из строя вышел ель при поломке оборудования.

Рис. 4.5 Имитационная модель при поломке коммутатора

5. Вопросы охраны труда и техники безопасности

5.1 Требования к помещениям с сетевым оборудованием

Помещение, где находится сетевое оборудование должно отвечать следующим требованиям:

Требования по шуму

Источниками акустического шума в помещении являются само сетевое оборудование, в частности, внутренние вентиляторы систем охлаждения, трансформаторы, центральная система вентиляции и кондиционирования воздуха и другое оборудование. Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 в помещениях, где размещено сетевое оборудование, уровень шума, не должен превышать 71 дБ.

В качестве мероприятий по шумогашению могут быть:

устройство подвесного потолка;

использование для отделки помещений звукопоглощающие материалы с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63--8000 Гц.

Требования по микроклиматическим параметрам

Микроклиматические параметры - это сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения ветра.

Источником теплоты в помещении, где размещено сетевое оборудование, является само оборудование, приборы освещения, солнечная радиация.

Для поддержания соответствующих микроклиматических параметров необходимо использовать системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Отопление - это система поддержания в закрытых помещениях нормируемой температуры воздуха не ниже установленной ГОСТ 12.1.005-88 и СниП 2.04.05-91.

В помещениях с электронно-вычислительной техникой предусматривают центральное отопление в сочетании с приточной вентиляцией или кондиционирование воздуха.

В помещение необходимо обеспечить приток свежего воздуха, количество которого определяется технически расчетом и выбором системы вентиляции. Систему вентиляции следует оборудовать блокировочным устройством, которое обеспечивает её отключение на случай пожара.

Система кондиционирования предназначена для поддержания параметров воздушной среды в пределах, обеспечивающих надежную работу оборудования. Так как в помещении выделяется большое количество теплоты, то устройства кондиционирования должны работать только на охлаждение.

Требования по освещению

К системам производственного освещения предъявляются следующие требования: достаточно равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве; отсутствие резких теней, прямой и отраженной блесткости; постоянство освещения во времени; оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока; долговечность, экономичность, электро - и пожаробезопасность, удобство и простота эксплуатации.

Освещение в помещении должно быть совмещенным: естественное и искусственное. Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток, и обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,2 % в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5 % на остальной территории.

Санитарные правила регламентируют, что искусственное освещение должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). При устройстве отраженного освещения в производственных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп. В светильниках местного освещения допускается применение ламп накаливания, в том числе галогенные

Требования по электробезопасности

Зоной повышенной электроопасности являются места подключения электроприборов и установок. Электробезопасность в помещениях с сетевым и серверным оборудованием согласно ГОСТ 12.1.019-79 должна обеспечиваться:

конструкцией оборудования;

техническими способами и средствами защиты человека от поражения электротоком.

Для предотвращения поражений электрическим током при работе следует установить дополнительные оградительные устройства, обеспечивающие недоступность токоведущих частей для прикосновения; с целью уменьшения опасности можно использовать разделительный трансформатор для развязки с основной сетью, и обязательным во всех случаях является наличие защитного заземления или зануления (защитного отключения) электрооборудования. Для качественной работы компьютеров и сетевого оборудования создается отдельный заземляющий контур.

Требования по пожарной безопасности

При эксплуатации ЭВМ и сетевого оборудования не исключена опасность различного рода возгораний. Для отвода избыточного тепла служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Однако эти системы также представляют дополнительную пожарную опасность для машинного зала и других помещений. Питание к электроустановкам подается по кабельным линиям, которые представляют особую пожарную опасность. Наличие горючего изоляционного материала, вероятных источников зажигания в виде электрических искр и дуг, разветвленность и труднодоступность делают кабельные линии местами наиболее вероятного возникновения и развития пожара.

Для предупреждения возгорания все виды кабелей следует прокладывать в металлических газонаполненных трубах. В машинных залах кабельные линии прокладывают под технологическими съемными полами, которые выполняют из негорючих или трудногорючих материалов с пределом огнестойкости не менее 0,5 ч.

Пожарные краны устанавливают в коридорах, на площадках лестничных клеток, у входов. Ручные углекислотные огнетушители устанавливают в помещениях из расчета один огнетушитель на 40-50 м2.

На случай пожара в помещении должна быть установлена автоматическая установка пожаротушения (АУП). Чаще всего применяются газовые АУП, снабженная световой и звуковой сигнализацией.

Аппаратный зал должен иметь не менее двух выходов. Проходы, коридоры и рабочие места не следует загромо...