Исходя из проведенного анализа информационных потоков интенсивность поступления заявок для данного класса будет равна:

(2.25)

(2.26)

Подставляя данные значения в формулы 2.19 и 2.20 получим:

и

соответственно.

Клиенты ресторана, взаимодействие с внешней средой

Исходя из требований к проектируемой сети выдвинутых заказчиком 0,05;

Исходя из проведенного анализа информационных потоков интенсивность поступления заявок для данного класса будет равна:

Подставляя данные значения в формулы 2.19 и 2.20 получим:

и соответственно.

Просуммировав рассчитанные интенсивности обслуживания, требуется аппаратура и каналы связи способные обеспечить следующие интенсивности обслуживания:

· 9,6 Мбит/с - для взаимодействия с внешней средой;

· 253 Мбит/с - для внутреннего взаимодействия;.

Соотношение интенсивностей данных интенсивностей представлено на рисунке 2.4.



Рис. 2.4 Распределение трафика по принадлежности к средам

Аналогично для наглядности произведем оценку необходимых интенсивностей относительно классов пользователей. Просуммировав значения, рассчитанные выше получим:

· Клиенты пансионата = 199,3 Мбит/с;

· Персонал пансионата = 62,2 Мбит/с;

· Клиенты ресторана = 1,1 Мбит/с.

Соотношения этих величин схематично изображено на рисунке 2.5.

Рис. 2.5 Распределение трафика по классам пользователей

Выводы: В ходе выполнения этапа моделирования были рассмотрены основные требования заказчика, виды и типы планируемого трафика и на основе этих данных построены функциональные модели. Из функциональных моделей видно, что необходимо логическое отделение разных классов пользователей друг от друга. Этот факт является основополагающим для этапа проектирования. Так же на данном этапе были построены математические модели, с помощью которых удалось рассчитать интенсивности обслуживания, которыми должно обладать коммуникационное оборудование, для обеспечения выдвинутых требований.



3. Проектирование локальной вычислительной сети пансионата «Мандельброт»

ЛВС разрабатывается с учетом индивидуальных пожеланий заказчика, системной проработки всего комплекса проблем, связанных с созданием, внедрением и эксплуатацией создаваемого объекта, а также будущих перспектив развития информационных технологий.

При разработке проекта учитываются возможности расширения компании заказчика, изменения ее структуры, численности персонала, увеличения количества, назначения и интенсивности использования рабочих мест.

В зависимости от масштаба проекта, заказчику предоставляется стандартное технико-коммерческое предложение, содержащее спецификацию и краткие пояснения, рабочая документация, технический или техно-рабочий проект, выполненный в соответствии с нормами и стандартами проектирования.

3.1 Постановка задачи

Постановка задачи была частично произведена в предыдущих разделах, производя обобщение, можно сказать, что необходимо спроектировать сеть, начиная от логической топологии и заканчивая выбором и размещением конкретного сетевого оборудования удовлетворяющую следующим требованиям:

· Сеть должна быть разделена на отдельные взаимно изолированные логические области, обладающие собственной пропускной способностью, индивидуальным сегментов логических адресов и политикой безопасности;

· Сегмент, предназначенный для клиентов пансионата должен обладать интенсивностью обслуживания равной 199,3 Мбит/с;

· Сегмент, предназначенный для персонала пансионата должен обладать интенсивностью обслуживания равной 62,2 Мбит/с;

· Сегмент, предназначенный для клиентов ресторана должен обладать интенсивностью обслуживания равной 1,1 Мбит/с;

· Пропускная способность внешнего канала связи должна быть равна 9,6 Мбит/с;

Для решения данных задач необходимо выполнить такие этапы как:

· планирование размещения активного сетевого оборудования;

· выбор логической топологии сети, планирование логической адресации;

· выбор и обоснование конкретных моделей активного сетевого оборудования;

· выбор и оценка количества пассивного сетевого оборудования;

· выбор сетевой операционной системы;

· произвести расчет характеристик корректности сети.

3.2 Количество и расположение стационарных рабочих станций

По результатам исследования информационных потоков в пансионате и анализе требований заказчика мы определили, что стационарные рабочие станции необходимы для персонала пансионата и клиентов пансионата. Так же в ходе проведения обследования существующего комплекса технических средств было установлено наличие 6 стационарных рабочих станциях размещенных так как показано на рисунке 1.4. То есть для выполнения требований заказчика необходимо дополнительно установить 20 рабочих станций в номерах пансионата. Общее количество рабочих станций приведено в таблице 3.1.



Таблица 3.1

Количество рабочих станций в пансионате

Отдел обслуживания	1 шт
Отдел бронирования	1 шт
Управленческий отдел	6 шт
Номера пансионата	20 шт

Конфигурация рабочих станций отделов пансионата приведена в таблице 1.1, для номеров пансионата была выбрана следующая конфигурация рабочих станций:

· Процессор: Celeron core 2 Duo 1700 GHz;

· ОЗУ 1024 Мb;

· HDD 230 Gb;

· Монитор Samsung 913N

План расположения дополнительных рабочих станций приведен на рисунке 3.1.

Рис. 3.1 Расположение стационарных рабочих станций в здании пансионата



3.3 Выбор сетевой операционной системы

3.3.1 Описание сетевых операционных систем

Сетевая Операционная система -- это комплекс программ, который обеспечивает управление аппаратными средствами компьютера, организует работу с файлами и сетью (в том числе запуск и управление выполнением программ), а также реализует взаимодействие с пользователем, т. е. интерпретацию вводимых пользователем команд и вывод результатов обработки этих команд.

Описание Microsoft Windows 2003 Server.

Возможности системы Windows 2003 Server:

· Надежная платформа - стабильная работа компьютера поддерживается даже в самых сложных условиях.

· Мастер установки сети - помогает легко подключать и совместно использовать компьютеры и устройства, применяемые в домашних условиях.

· Служба сообщений Windows Messenger - эффективное средство связи и совместной работы, поддерживающее передачу немедленных сообщений, проведение голосовых и видеоконференций, а также совместное использование приложений.

· Центр справки и поддержки - упрощает решение текущих проблем и помогает своевременно получать необходимую техническую поддержку.

· Обеспечение доступа к корпоративной сети пользователей, находящихся вне офиса, эффективные средства поддержки переносных компьютеров (включая технологии ClearType и DualView, а также усовершенствованное управление электропитанием) - находясь в дороге, пользователь может выполнить такой же объем работ, как в офисе.

· Беспроводное подключение - автоматическая беспроводная конфигурация сети с использованием стандарта 802.1x.

· Удаленный доступ к компьютеру - можно подключаться в удаленном режиме к ПК, работающему под управлением Windows 2003 Server Professional, с любого другого ПК, на котором установлена операционная система Windows. Таким образом, можно работать со всеми приложениями и данными, находясь вне офиса.

· Автономные файлы и папки - доступ к файлам и папкам, хранящимся на общем сетевом диске даже во время отключения компьютера от сервера.

· Быстрый отклик системы и способность одновременно работать над выполнением нескольких задач.

· Быстрый запуск и усовершенствованное управление электропитанием - ускоряют загрузку системы и переход из спящего режима в рабочий.

· Многозадачность - несколько приложений могут выполняться одновременно.

· Масштабируемая поддержка процессора - вплоть до поддержки двусторонней многопроцессорной обработки.

· Защита данных и обеспечение конфиденциальности. Брандмауэр интернет-подключений - автоматически защищает подключенный к Интернету ПК от несанкционированного доступа.

· Поддержка технологии безопасности Internet Explorer 6 - контроль использования личной информации при посещении веб-сайтов.

· Шифрованная файловая система - защита важных данных, содержащихся в файлах, хранящихся на диске, на котором используется файловая система NTFS.

· Управление доступом - запрещение доступа к избранным файлам, приложениям или другим ресурсам.

· Возможность работы с серверами Microsoft Windows Server и системами управления предприятиями. Централизованное администрирование - подключение систем, работающих под управлением Windows 2003 Server Professional, к домену Windows Server открывает доступ к многообразным эффективным средствам управления и обеспечения безопасности.

· Групповая политика - упрощает администрирование групп пользователей и компьютеров.

· Установка и поддержка программного обеспечения - автоматическая установка, настройка, восстановление и удаление приложений.

· Перемещаемые профили пользователей - доступ ко всем своим документам и настройкам независимо от компьютера, используемого для входа в систему.

· Служба удаленной установки - поддержка удаленной установки операционной системы на компьютеры, подключенные к сети.

· Эффективное взаимодействие с пользователями, находящимися в других странах. Отображение текста на разных языках (технология Single Worldwide Binary) - можно вводить текст на любом языке и запускать версию приложений Win32 для любого языка, используя соответствующую версию операционной системы Windows 2003 Server.

· Многоязычный пользовательский интерфейс - можно менять язык пользовательского интерфейса, чтобы работать с локализованными диалоговыми окнами, меню, файлами справки, словарями, средствами проверки правописания и т. д.

· Высокий уровень надежности - Операционная система Windows 2003 Server обеспечивает новый уровень стабильности, предоставляя пользователям возможность сосредоточиться на выполняемой работе.

· Техническая поддержка в удаленном режиме (EN)Администраторы отделов технической поддержки и другие специалисты могут быстро устранять возникающие неполадки, управляя компьютером пользователя в удаленном режиме.

· Защита драйверов Windows - Функция защиты драйверов Windows предотвращает установку и загрузку содержащих ошибки драйверов устройств.

· Улучшение совместимости приложений (EN) - Можно выполнять приложения в режиме совместимости, а также применять к приложениям с помощью программных средств специальные исправления, обеспечивающие совместимость, а затем распространять эти приложения пользователям сети.

Системные требования к ОС Windows 2003 Server:

· Рекомендуется компьютер с процессором, тактовая частота которого составляет не менее 1300 МГц; (система с одним или двумя процессорами); использоваться могут процессоры семейств Intel Pentium/Celeron, AMD K6/Athlon/Duron, или другие совместимые процессоры.

· Рекомендуется не менее 1024 МБ ОЗУ (допустимый минимум - 512 МБ, при этом быстродействие и некоторые возможности операционной системы могут быть ограничены).

· 4 ГБ свободного места на жестком диске.

· Видеоплата и монитор Super VGA, с разрешением не менее 800x600 точек.

· Дисковод для компакт-дисков или дисков DVD.

· Клавиатура и мышь.

Описание операционной системы Linux

Linux - свободно распространяемый UNIX клон, написанный с нуля Линусом Торвалдсом (Linus Torvalds) с помощью большой команды добровольцев по всей Сети. Файлы первого варианта Linux (версия 0.01) были опубликованы в Интернете 17 сентября 1991 года. Как пишет сам Торвальдс: «Как я уже упоминал, версия 0.01 распространялась без бинарников: это были просто исходные коды, предназначенные для тех, кому интересно, как выглядит linux. Обратите внимание на то, что не было объявления о выходе версии 0.01: я не очень ею гордился, так что просто послал сообщение всем, кто проявил какой-то интерес». Затем, 5 октября 1991 г. была выпущена версия 0.02, которая уже работала.

Л. Торвальдс не стал патентовать или иным образом ограничивать распространение новой ОС. С самого начала Linux распространяется на условиях, определяемых лицензией General Public License (GPL), принятой для программного обеспечения, разрабатываемого в рамках движения Open Source и проекта GNU. На Linux-сленге эту лицензию иногда называют Copyleft. Об этой лицензии, движении Open Source и проекте GNU необходимо поговорить особо.

В 1984 году американский ученый Ричард Столлман (Richard Stallman) основал Фонд Свободного Программного Обеспечения (Free Software Foundation). Целью этого фонда было устранение всех запретов и ограничений по распространению, копированию, модификации и изучению программного обеспечения. Ведь до тех пор коммерческие компании тщательно оберегали разработанное ими программное обеспечение, ограждали его патентами и знаками защиты авторских прав, держали в строжайшем секрете исходные коды программ, написанных на языках высокого уровня (типа С++). Столлман считал, что это наносит огромный вред развитию ПО, приводит к снижению качества программ и наличию в них огромного количества не выявленных ошибок. И, что хуже всего, это приводит к замедлению процесса обмена идеями в области программирования, тормозит создание нового ПО в силу того, что каждому программисту приходится полностью заново писать каждую программу, вместо того, чтобы заимствовать уже готовые куски исходного кода из готовых программ.

В рамках Фонда Свободного ПО была начата разработка проекта GNU -- проекта создания свободного программного обеспечения. Аббревиатура GNU открывается рекурсивно -- GNU's Not Unix, т.е. то, что принадлежит проекту GNU, не является частью Unix (потому что к тому времени даже само слово UNIX уже было зарегистрированной товарной маркой, т.е. перестало быть свободным). В “Манифесте GNU”, который был написан в 1985 г., Р. Столлман в качестве главной движущей силы, которая привела к возникновению FSF и проекта GNU, ставит свое неприятие прав собственности отдельных людей на программное обеспечение.

То, что разрабатываемое в рамках проекта GNU ПО свободно, не означает, что оно распространяется без лицензии и никак не защищено в юридическом смысле. Программы, разрабатываемые в рамках движения Open Source, распространяются на условиях лицензии General Public License(GPL). Если сказать очень кратко, то суть этой лицензии состоит в следующем. Программное обеспечение, распространяемое под этой лицензией, можно как угодно дорабатывать, модифицировать, передавать или продавать другим лицам при условии, что результат такой переработки тоже будет распространяться под лицензией copyleft. Последнее условие -- самое важное и определяющее в этой лицензии. Оно гарантирует, что результаты усилий разработчиков свободного ПО останутся открытыми и не станут частью какого-либо лицензированного обычным способом продукта. Оно также отличает свободное ПО от ПО, распространяемого бесплатно. Говоря словами создателей FSF, лицензия GPL "делает ПО свободным и гарантирует, что оно останется свободным".

Но вернемся к истории собственно Linux. После версии 0.03 Линус скачком перешел в нумерации к версии 0.10, так как над проектом стало работать много народу. После нескольких последовавших пересмотров версий, Линус присвоил очередной версии номер 0.95, чтобы тем самым отразить свое впечатление о том, что скоро возможна уже "официальная" версия. (Обычно программам не дают номер версии 1.0 до того, как она теоретически завершена и отлажена). Это было в марте 1992 г. Примерно через полтора года - в декабре 1993 версия ядра все еще была Linux 0.99.pl14 - асимптотически приближаясь к 1.0.

Сегодня Linux - это полноценная ОС семейства UNIX, способная работать с X Windows, TCP/IP, Emacs, UUCP, mail и USENET. Практически все важнейшие программные пакеты были поставлены и на Linux, т.е. для Linux теперь доступны и коммерческие пакеты. Все большее разнообразие оборудования поддерживается по сравнению с первоначальным ядром. Многие тестировали Linux на 486-ом и установили, что он вполне сравним с рабочими станциями Sun Microsystems и Digital Equipment Corporation. Кто мог предположить, что этот "маленький UNIX" вырастет настолько, что сможет делать все в мире компьютеров.

Возможности Linux

· многозадачность: несколько программ работают в одно и тоже время.

· многопользовательская система: несколько пользователей могут работать на одной машине одновременно (и без многопользовательской лицензии!).

· Мультиплатформенность: может работать на всех версиях Intel-овских микропроцессоров, начиная с 386 и кончая многопроцессорными системами на с Pentium IV. Так же успешно Linux работает на различных клонах Intel от других производителей; в Интернете встречаются сообщения о том, что на процессорах Athlon и Duron от AMD Linux работает даже лучше, чем на Intel. Кроме того, разработаны версии для других типов процессоров -- ARM, DEC Alpha, SUN Sparc, M68000 (Atari и Amiga), MIPS, PowerPC и других.

· многопроцессорность: доступна поддержка SMP на платформах Intel и SPARC (для других платформ работа сейчас ведется), и Linux используется в нескольких свободно-связанных MP приложениях, включая системы Beowulf и основанном на SPARC суперкомпьютере Fujitsu AP1000+.

· Многопоточность: имеет встроенную в ядро поддержку множества независящих потоков внутри пространства одного процесса.

· имеет защиту памяти между процессами, так что одна программа не может разрушить всю систему.

· загрузка исполнимых файлов по требованию: Linux считывает с диска только те части программ, которые в действительности нужны.

· разделяемые copy-on-write страницы памяти между программами. Это означает, что много процессов могут использовать одну и туже память для работы. Когда один из процессов пытается записать в эту память, эта страница (4КБ кусок памяти) копируется куда-нибудь. Copy-on-write имеет два преимущества: увеличение скорости и уменьшение используемой памяти.

· виртуальная память использует подкачку страниц (а не «свопирование» всего процесса) на диск: на отдельный раздел или файл в файловой системе, или оба способа, с возможностью добавления дополнительных областей свопирования во время работы. Максимум 16 областей свопирования размером по 128 MB (2GB в свежих ядрах) могут быть использованы одновременно, теоретически максимум 32 GB используемого пространства для свопирования. Эти значения достаточно просто увеличить, если это необходимо, просто изменив несколько строк исходного кода.

· унифицированный пул памяти для пользовательских программ и дискового кеша, так что вся свободная память может быть использована для кеширования, а кеш может быть уменьшен при выполнении больших программ.

· производится core dump для посмертного анализа программ, позволяя использовать отладчик для программы, не только когда она выполняется, но и тогда, когда она аварийно завершается.

· совместима с POSIX, System V и BSD на уровне исходного кода.

· используя iBCS2-compliant модуль эмуляции, большей частью совместима с SCO, SVR3 и SVR4 на уровне двоичных файлов.

· доступен весь исходный код, включая все ядро и все драйвера, средства разработки и все пользовательские программы; также, все это свободно распространяется. Множество коммерческих программ предоставляется для Linux без исходного кода, но все что свободно, включая всю базовую операционную систему, остается свободным.

· управление заданиями POSIX.

· поддержка множества национальных или настраиваемых клавиатур, и достаточно легко динамически добавить еще одну.

· множественные виртуальные консоли: разные независящие сеансы работы на одной консоли, вы можете переключаться между ними используя комбинацию клавиш (не зависит от видео оборудования). Консоли выделяются динамически; можно создать до 64 консолей.

· Поддержка разных общих файловых систем, включая minix, Xenix, и все общие файловые системы System V, также имеет собственную расширенную файловую систему, которая позволяет создавать разделы до 4 TB, с именами длиной до 255 символов.

· прозрачный доступ к разделам MS-DOS (или к разделам OS/2 FAT) используя специальную файловую систему: вам не нужны специальные команды для использования раздела MS-DOS, он выглядит точно также как обычная файловая система Unix (за исключением странных ограничений на имена файлов, права доступа и так далее).

· доступ только для чтения к HPFS-2 для OS/2 2.1 (В 2.4 будет доступ и на запись. Прим. переводчика)

· поддержка файловой системы HFS (Macintosh) доступна отдельно, как модуль.

· файловая система CD-ROM, которая работает со всеми стандартными форматами CD-ROM.

· сетевые возможности TCP/IP, включая ftp, telnet, NFS, и т.д.

· сервер Apple talk

· клиент и сервер Netware

· клиент и сервер Lan Manager/Windows Native (SMB)

· множество сетевых протоколов: базовые протоколы, доступные в последних разрабатываемых ядрах включают TCP, IPv4, IPv6, AX.25, X.25, IPX, DDP (Appletalk), Netrom, и другие. Стабильные сетевые протоколы, включенные в стабильную ветку ядер, включают в себя TCP, IPv4, IPX, DDP, и AX.25.

Системные требования для Linux

Linux совместим с большим количеством платформ, среди которых Intel x86, Alpha, Sparс, Power PC, ARM, поддерживает 64-битные процессоры Intel, добавлена также и поддержка нового 64-битного процессора Opteron от AMD. Поддержка конкретной платформы может зависеть от дистрибутива, который вы планируете использовать. Объём используемого дискового пространства целиком и полностью зависит от того, в каких целях используется система, и какой объём программного обеспечения устанавливается. Для использования Linux в качестве рабочей станции, то есть для работы с Интернетом, офисными приложениями, средствами мультимедиа и играми, может потребоваться около 2-3 Гб. Если планируется использовать популярные оконные менеджеры (графические оболочки операционной системы) KDE и Gnome, то для комфортной работы потребуется не менее 128 Мб оперативной памяти (рекомендуется 192 Мб и более). Другие оконные менеджеры (такие как XFce, IceWM, Window Maker, Enligh tenment, Blackbox, Fluxbox и др.) менее требовательны к объёмам памяти компьютера, им будет вполне достаточно и 64 Мб.

3.3.2 Сравнительный анализ рассмотренных операционных систем

Принципиальное отличие системы Linux от Windows в том, что изначальная цель создания этой системы не преследует никаких коммерческих интересов. В отличие от продукции Microsoft, LINUX создавалась как система использующая с максимально возможным эффектом ресурсы ПЭВМ. Здесь используется сетевой принцип построения вычислительных систем. Linux в полной мере реализует все возможности процессоров, предоставляя программисту полностью 32-разрядную многозадачную и многопользовательскую систему, функционирующую в защищенном режиме. Система соответствует стандарту POSIX, что позволяет говорить о переносе программного обеспечения, разработанного для Linux, на другие версии UNIX и обратно как о более или менее рутинной задаче. Сети - это неотъемлемая часть современной концепции вычислительных систем. И Linux поддерживает образование сетей на уровне ядра системы. Сетевые адаптеры могут быть самые разные: Ethernet для создания локальной сети, телефонный модем для интеграции в сеть Internet и, в конце концов, обычный мультиплексор на восемь или шестнадцать терминалов. И снова стоит обратить внимание, весь этот сервис входит в стандартный дистрибутив Linux со всеми исходными текстами, библиотеками и сопроводительной документацией. Можно провести сравнение преимуществ и недостатков двух данных операционных систем по конкретным критериям.

Выберем следующие:

· Цена;

· Масштабируемость;

· Гибкость;

· Надежность;

· область применения;

· эффективность;

· удобство;

· системные требования.

Для удобства сравнения составим таблицу 3.2:

Таблица 3.2

Сравнительный анализ сетевых операционных систем

	Windows 2003 Server Professional	Linux
Цена	15600 руб.	Распространяется бесплатно
масштабируемость	Масштабируемая поддержка процессора - вплоть до поддержки двусторонней многопроцессорной обработки.	доступна поддержка SMP на платформах Intel и SPARC
гибкость	Имеются возможности конфигурирования как оформления, внешнего вида, так и различных служб и приложений	Целевая настройка на определенный тип эксплуатации в широких пределах
надежность	Случаются зависания системы	Практически безотказна
Область применения	Дом, офис, ограниченное использование в качестве сетевого сервера, графическая станция	Сетевой, почтовый сервер, графическая станция, домашнее и офисное применение с ограничениями
эффективность	Повышенные требования к системным ресурсам	требования к системным ресурсам меньше, чем у Windows 2003 Server
Удобство	наличие большого количества программного обеспечения	программное обеспечение существует в меньшем количестве, чем для платформы Windows
Системные требования	Процессор с тактовой частотой не менее 1300 МГц; · Рекомендуется не менее 128 МБ ОЗУ (допустимый минимум - 1024 МБ, при этом быстродействие и некоторые возможности операционной системы могут быть ограничены). · 1,5 ГБ свободного места на жестком диске. · Видеоплата и монитор Super VGA, с разрешением не менее 800x600 точек. · Дисковод для компакт-дисков или дисков DVD. · Клавиатура и мышь. При данной конфигурации ОС сможет только запуститься, о работе на такой машине не может идти речь.	Жестких ограничений нет, сильная зависимость от функционального применения(графич. станция, почтовый сервер и т.д.) · Процессор не ниже класса Pentium 2 · 128 МБ ОЗУ · 1,0 ГБ свободного места на жестком диске. · Видеоплата и монитор VGA, с разрешением 640x480 точек. · Клавиатура и мышь.

На основании проведенного анализа возможностей двух операционных систем, можно сделать следующие выводы об эффективности и целесообразности применения конкретной ОС:

Linux:

В данный момент внедрение Linux-образных систем вполне возможно. Однако необходимо обращать внимание на используемое оборудование и требуемый набор программ. Считаю возможным и оправданным разработку систем для офисов и учебных заведений, с полной заменой стандартного ПО альтернативным либо с подавляющим перевесом альтернативного ПО. Но в большинстве случаев нужно массово переходить на альтернативные решения, в противном случае настройка совместимости становиться нецелесообразной. Демонстрационные установки 1-2 Linux машин в Windows-сети трудоёмки и не всегда удачны, так как не получается добиться достаточной совместимости в разнородной сети. Работа в домашних условиях ПК в качестве мультимедиа и\или интернет станции вполне оправданно, однако необходимо учесть ограничение по играм. В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступны, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на сегодняшний момент Linux -- самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся сетевая система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам типа UNIX.

Windows 2003 Server:

Система имеет достаточно «дружелюбный» графический интерфейс, хорошую поддержку, наличие большого количества софта. Получила массовое распространение ввиду тотального нарушения авторских прав. В настоящий момент в нашей стране происходит ужесточение надзора в сфере незаконного использования платного ПО, что при высокой стоимости как самой ОС, так и пакета офисных программ от Microsoft, заставляет искать пути полноценной замены Microsoft Windows на Linux, в чем данный обзор может помочь.

Выводы: Безусловно, Linux дешевая и надежная «рабочая лошадка», но в нашем случае очень важную роль играет совместимость ПО, обращаясь к анализу, программно аппаратных средств имеющихся в пансионате, можно видеть, что все служебное ПО разработано для работы под управлением операционной системой Microsoft Windows. Следовательно, для рабочих станций персонала пансионата безоговорочно следует выбирать ОС Windows. Что же касается рабочих станций устанавливаемых в номерах пансионата, то исходя из предназначения (организация доступа в интернет для клиентов пансионата, организация многоточечных видеоконференций), вполне можно использовать ОС типа Linux Mandriva 2008, которая без особых трудностей позволит реализовать поставленные задачи и при этом позволит сэкономить на покупки лицензии фирмы Microsoft.

3.4 Описание, анализ и выбор топологии сети

Топология типа звезда

Концепция топологии сети в виде звезды, представленная на рисунке 3.2 пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.

Рис. 3.2 Топология в виде звезды

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает.

Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.

При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления - файловый сервер, может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Рис. 3.3 Кольцевая топология



Кольцевая топология

При кольцевой топологии сети (рисунок 3.3) рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.

Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).

Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять “в дорогу” по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко.

Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов (англ. Hub - концентратор), которые по-русски также иногда называют “хаб”. В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети.

Шинная топология

При шинной топологии, изображенной на рисунке 3.4, среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.

Рис. 3.4 Шинная топология

Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet-кaбeль с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы.

Новые технологии предлагают пассивные штепсельные коробки, через которые можно отключать или включать рабочие станции во время работы вычислительной сети.

Благодаря тому, что рабочие станции можно включать без прерывания сетевых процессов и коммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию из коммуникационной среды.

В ЛВС с прямой (не модулируемой) передачей информации всегда может существовать только одна станция, передающая информацию. Для предотвращения коллизий в большинстве случаев применяется временной метод разделения, согласно которому для каждой подключенной рабочей станции в определенные моменты времени предоставляется исключительное право на использование канала передачи данных. Поэтому требования к пропускной способности вычислительной сети при повышенной нагрузке снижаются, например, при вводе новых рабочих станций. Рабочие станции присоединяются к шине посредством устройств ТАР (англ. Terminal Access Point - точка подключения терминала). ТАР представляет собой специальный тип подсоединения к коаксиальному кабелю. Зонд игольчатой формы внедряется через наружную оболочку внешнего проводника и слой диэлектрика к внутреннему проводнику и присоединяется к нему.

В ЛВС с модулированной широкополосной передачей информации различные рабочие станции получают, по мере надобности, частоту, на которой эти рабочие станции могут отправлять и получать информацию. Пересылаемые данные модулируются на соответствующих несущих частотах, т.е. между средой передачи информации и рабочими станциями находятся соответственно модемы для модуляции и демодуляции. Техника широкополосных сообщений позволяет одновременно транспортировать в коммуникационной среде довольно большой объем информации. Для дальнейшего развития дискретной транспортировки данных не играет роли, какая первоначальная информация подана в модем (аналоговая или цифровая), так как она все равно в дальнейшем будет преобразована.

Сравнительный анализ рассмотренных топологий вычислительных сетей приведен в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Сравнительный анализ топологий

Характеристики	Топология
	Звезда	Кольцо	Шина
Стоимость расширения	Незначительная	Средняя	Средняя
Присоединение абонентов	Пассивное	Активное	Пассивное
Защита от отказов	Незначительная	Незначительная	Высокая
Характеристики	Топология
	Звезда	Кольцо	Шина
Размеры системы	Любые	Любые	Ограниченны
Защищенность от прослушивания	Хорошая	Хорошая	Незначительная
Стоимость подключения	Незначительная	Незначительная	Высокая
Поведение системы при высоких нагрузках	Хорошее	Удовлетворительное	Плохое
Возможность работы в реальном режиме времени	Очень хорошая	Хорошая	Плохая
Разводка кабеля	Хорошая	Удовлетворительная	Хорошая
Обслуживание	Очень хорошее	Среднее	Среднее

Вывод: Сравнительный анализ топологий показал, что для ЛВС гостиницы оптимальным решением является топология «Звезда» по критериям: Защищенность от прослушивания, Стоимость подключения, Поведение системы при высоких нагрузках, Возможность работы в реальном режиме времени, Обслуживание и Присоединение абонентов.



3.5 Выбор метода доступа к среде передачи данных

В различных сетях существуют различные процедуры обмена информацией в сети. Эти процедуры называются протоколами передачи данных, которые описывают методы доступа к сетевым каналам данных.

Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token-Ring.

3.5.1 Локальная сеть Token Ring

Этот стандарт разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная или экранированная витая пара (UTP или STP) или оптоволокно. Скорость передачи данных 40 Мбит/с или 160 Мбит/с. В качестве метода управления доступом станций к передающей среде используется метод - маркерное кольцо (Тоken Ring). Основные положения этого метода:

· устройства подключаются к сети по топологии кольцо;

· все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);

· в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.

В IВМ Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов:

· пакет управление/данные (Data/Соmmand Frame);

· маркер (Token);

· пакет сброса (Аbort).

Пакет Управление/Данные. С помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети.

Маркер. Станция может начать передачу данных только после получения такого пакета. В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных.

Пакет Сброса. Посылка такого пакета вызывает прекращение любых передач. В сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо.

3.5.2 Локальная сеть Arknet

Arknet (Attached Resource Computer NETWork) - простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на Аrcnet приобрела корпорация SМС (Standard Microsistem Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей Аrcnet. В качестве передающей среды используются витая пара, коаксиальный кабель (RG-62) с волновым сопротивлением 93 Ом и оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных - 25 Мбит/с. При подключении устройств в Аrcnet применяют топологии шина и звезда.

Этот метод получил широкое распространение в основном благодаря тому, что оборудование Arcnet дешевле, чем оборудование Ethernet или Token-Ring. Arcnet используется в локальных сетях с топологией "звезда". Один из компьютеров создает специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно передается от одного компьютера к другому.

Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.

Метод управления доступом станций к передающей среде - маркерная шина (Тоken Bus). Этот метод предусматривает следующие правила:

· Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные только получив разрешение на передачу (маркер);

· В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

· Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Передача каждого байта в Аrcnet выполняется специальной посылкой ISU(Information Symbol Unit - единица передачи информации), состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается начальный разделитель АВ (Аlегt Вurst), который состоит из шести служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции преамбулы пакета.

В Аrcnet определены 5 типов пакетов:

Пакет IТТ (Information To Transmit) - приглашение к передаче. Эта посылка передает управление от одного узла сети другому. Станция, принявшая этот пакет, получает право на передачу данных.

Пакет FBE (Free Buffeг Еnquiries) - запрос о готовности к приему данных. Этим пакетом проверяется готовность узла к приему данных.

Пакет данных. С помощью этой посылки производиться передача данных.

Пакет АСК (ACKnowledgments) - подтверждение приема. Подтверждение готовности к приему данных или подтверждение приема пакета данных без ошибок, т.е. в ответ на FBE и пакет данных.

Пакет NAK (Negative AcKnowledgments) - неготовность к приему. Неготовность узла к приему данных (ответ на FBE) или принят пакет с ошибкой.

В сети Arknet можно использовать две топологии: звезда и шина.

3.5.3 Локальная сеть Ethernet

Этот метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 году, пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3. Различия между ними незначительные.

Для данного метода доступа используется топология "общая шина". Поэтому сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными, подключенными к общей шине. Но сообщение, предназначенное только для одной станции (оно включает в себя адрес станции назначения и адрес станции отправителя). Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные игнорируют.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) (CSMA/CD - Carier Sense Multiple Access with Collision Detection).

Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.

Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80-100 станций.

На логическом уровне в Ethernet применяется топология шина:

· все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е. любая станция может начать передачу в любой момент времени (если передающая среда свободна);

· данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Вывод: Описание существующих методов доступа к сетевым каналам позволило сделать вывод, что на сегодняшний день наиболее оптимальным является метод доступа Ethernet.



3.6 Выбор сетевого аппаратного обеспечения

3.6.1 Обзор, сравнительный анализ и выбор типа кабеля

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

· стоимость монтажа и обслуживания,

· скорость передачи информации,

· ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров)),

· безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость.

Витая пара

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое "витой парой" (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехо незащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и простая установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.

Широкополосный коаксиальный кабель

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передаче информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Еthernet-кабель

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Оптоволоконные линии

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают «противоподслушивающими» свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

Показатели трех типовых сред для передачи приведены в таблице.

компьютерный локальный сеть отель



Таблица 3.4

Сравнительный анализ рассмотренных сред передачи

Показатели	Среда передачи данных
	Двух жильный кабель - витая пара	Коаксиальный кабель	Оптоволоконный кабель
Цена	Невысокая	Относительно высокая	Высокая
Наращивание	Очень простое	Проблематично	Простое
Защита от прослушивания	Незначительная	Хорошая	Высокая
Показатели	Среда передачи данных
	Двух жильный кабель - витая пара	Коаксиальный кабель	Оптоволоконный кабель
Проблемы с заземлением	Нет	Возможны	Нет
Восприимчивость к помехам	Существует	Существует	Отсутствует

Вывод:

Проведенный нами анализ по критериям, приведенным в таблице, показал, что в данном проекте целесообразно использовать кабель типа витая пара, так как он имеет невысокую стоимость, простое наращивание и не имеет проблем с заземлением.

3.6.2 Сравнительный анализ и выбор коммутаторов для ЛВС

В качестве конкурирующих продуктов для сравнения будут приведены данные по аналогичным моделям 3Com и AVAYA.

10 лет назад компания Allied Telesis была известна как производитель качественных и недорогих медиаконвертеров и концентраторов, а сегодня это один из лидеров мирового рынка, стоящий в одном ряду с такими именитыми производителями как 3Com, CISCO, AVAYA и др.

Ассортимент продукции охватывает весь спектр активного оборудования для сетей Ethernet:

· медиаконвертеры

· расширители сетей (модель AT-WD1008 уникальное решение, позволяющее передавать данные со скоростью до 8Gbps (16Gbps Full Duplex) по одной оптоволоконной паре на расстояние до 110км)

· концентраторы и трансиверы

· сетевые адаптеры (от простых до серверных)

· устройства беспроводной связи

· маршрутизаторы (модель AT-AR450S по производительности находится между CISCO PIX 506E и CISCO PIX 515E)

· коммутаторы (от простых моделей до уникальных коммутаторов функциональных маршрутизаторов и шассийных коммутаторов)

· программное обеспечение для диагностики и управления сетями.

За последние годы в условиях сокращения западного рынка IT-индустрии, компания смогла не только устоять, но и занять место в десятке компаний, сохранивших и увеличивающих темпы роста. В январе 1999 года Allied Telesis выступила с новой агрессивной программой, направленной на расширение основной сферы деятельности (Ethernet) в целях завоевания ведущих позиций на рынке решений для провайдеров сетевых услуг. В настоящий момент в рамках этой программы, получившей название «Ethernet &IP All the Way» («Ethernet и IP повсюду»), она производит широкий спектр продуктов, образующих полную линейку доступа, агрегации и транспорта в опорных сетях. Причина лидерства Allied Telesyn на рынке - в предложении данного широчайшего спектра технологий, выделяющих компанию из числа ее конкурентов. Никто из прочих производителей не в состоянии предложить столь разнообразную линейку многофункциональных продуктов, на базе которых могут быть построены прогрессивные технические решения на основе IP, одновременно с привлекательными ценовыми характеристиками.

...