Для организации телефонной связи в здании института требуется обеспечить телефоном каждое рабочее место (за исключением аудиторий и лабораторий). Для решения данной задачи требуется установить мини-АТС офисного типа. Цифровая мини-АТС KX-TDA200RU идеально подходит для решения данной задачи. Это модульная станция, имеющая базовый блок на 10 платомест для плат расширения. Такой платой является плата расширения для 16-ти внутренних аналоговых плиний - KX-TDA0174. Для обеспечения телефонами существующих рабочих мест (бухгалтерия, экономический отдел, различные кафедры) требуется 5 плат. Таким образом обеспечим телефонами 80 рабочих мест.

Мини-АТС KX-TDA200RU может предоставить услуги IP-телефонии. Для этого устанавливается плата расширения KX-TDA0484 на 4 канала VoIP, что позволит установить четыре IP-телефона с расширенным спектром услуг. Такие телефоны разместятся в кабинете директора, заместителя и на кафедрах ФДО и ФЗО.

Спецификация данного оборудования приведена в Приложении А

Описание и технические характеристики мини-АТС KX-TDA200RU приводятся в приложении Б.

Что бы организовать телефонные соединения во всем здании, было принято решение использовать 25-парный кабель UTP категории 5. Для расшивки кабеля применяются панели типа 110. Подключение портов станции на кросс-панель осуществляется кабелем Amphenol RJ-57 (не входит в комплект поставки).

В качестве сигнализации используется R2.

Для организации взаимодействия мини-АТС с внешним миром принято решение использовать плату расширения Panasonic KX-TDA0181XJ на 16 внешних аналоговых линий (LCOT16). Это позволит 16 абонентам осуществлять внешние вызовы одновременно. Плата устанавливается в 7-й слот базового модуля.

Для возможности удаленного управления и контроля над АТС необходимо установить плата LAN Ethernet Panasonic KX-TDA0410XJ с разъемом RJ-45.

Как дополнительный вариант по организации связи можно, например, службу охраны обеспечить мобильными радиотелефонами телефонами стандарта DECT (частота 1,9 ГГц). Это осуществляется с помощью платы KX-TDA0144 на 8 микросотовых ретрансляторов DECT. радиус зоны покрытия до 50 м в помещении и до 100 м на улице.

4.3 Выбор серверного оборудования

Применение терминальной технологии предъявляет высокие требования к производительности серверов. Так, для развертывания проекта LTSP (Linux Terminal Server), Active Directory и брандмауэра ISA server не требуется высокопроизводительного сервера, так как они будут выполнять строго определенные функции (см пункт 5). Для этих целей выбран сервер IBM xSeries206 стандартной конфигурации.

Для развертывания Windows 2003 Server, Citrix MetaFrame, требуется значительная производительность и объем памяти. Для выполнения данных задач нами был выбран сервер IBM xSeries255.

File server не требователен к быстродействию, но нуждается в большом объеме накопителя на жестких дисках. Для этого подойдет сервер IBM xSeries206 доукомплектованной жесткими дисками.

Конфигурация серверного оборудования приведены в приложении Б

4.3 Выбор терминального оборудования

Терминал клиента представляет собой бездисковую рабочую станцию с сетевой картой, имеющую поддержку протокола удаленной загрузки РХЕ. Так как в наличии института имеется 67 рабочих компьютеров, то в целях экономии средств, стоит модернизировать их и оснастить такими сетевыми адаптерами.

Пример конфигурации терминалов и их описание приведены в приложении Б

5. Применение терминальной технологии для создания ЛВС

5.1 Проект LTSP

Суть проекта LTSP (Linux Terminal Server Project) заключается в использовании преимуществ терминал-серверной технологии, что приводит к существенному снижению затрат на приобретение и обслуживание аппаратного обеспечения, централизованному управлению (т.к. прикладное ПО устанавливается только на сервере) и, как следствие, упрощению администрирования системы. Кроме этого LTSP распространяется под лицензией GNU GPL и пользователь вправе использовать бесплатно.

Одно из очевидных применений технологии LTSP - это образование. Так, из морально устаревших ПК можно сделать класс, который можно использовать в учебном процессе, без ограничения аппаратного обеспечения. Стоит заметить, что существует группа ресурсоёмких приложений, которые могут быть запущены с использованием технологии LTSP, но на ограниченном количестве терминалов.

Таким образом, мы пришли к выводу, что использовать преимущества технологии LTSP можно и даже нужно, так как система, построенная по этой технологии, будет и экономичной, и эффективной.

Приведем пример возможной аппаратной конфигурации:

Терминал-сервер

Pentium 4, 512MB RAM, 80GB HDD, 100Mbps Ethernet.

Несколько "тонких" клиентов (терминалов)

486DX4-100 (или лучше), 128MB RAM, 2D видео, без HDD, без Floppy, сетевой адаптер DFE 550TX 10/100Mbps Ethernet с поддержкой BootROM и PXE.

В зависимости от используемых приложений, средней интенсивности загрузки и количества терминалов требования к аппаратной конфигурации могут изменяться. В качестве базовой операционной системы терминал-сервера используется ОС Linux с установленным пакетом LTSP. Терминалы служат исключительно для взаимодействия с приложениями, работающими реально на сервере. Необходимый для такого взаимодействия код загружается с сервера при включении терминала. Пользователь, введя свой идентификатор и пароль, получает доступ к личному "рабочему столу" с любого терминала системы. Кроме этого, технология поддерживает локальный запуск приложений, т.е. можно создавать производительные бездисковые рабочие станции, минимально использующие процессорные ресурсы терминал-сервера. LTSP позволяет организовать поддержку и Windows-приложений. Для этого необходимо дополнительно установить сервер Windows с поддержкой терминальных сеансов. Количество отображаемых на экране цветов для Windows-терминалов зависит от версии протокола RDP. Протоколы версий RDP 4, RDP 5 поддерживают 256 цветов. Для того, чтобы количество цветов было более, чем 256, необходима поддержка протокола RDP 5.1 - как сервером, так и клиентской стороной. Версия протокола зависит от версии используемого терминал-сервера от Microsoft. Обойти данную зависимость от версии терминал-сервера Windows можно, если воспользоваться решением Citrix MetaFrame от Citrix, которое использует собственный фирменный протокол ICA. Для Linux-терминалов подобного ограничения в количестве цветов нет. Обычно X-сервер терминала настраивается так, чтобы использовать все доступные возможности аппаратной графической подсистемы терминала.

Терминальная система легко интегрируется в обычные локальные сети. Кроме того, поскольку Linux является изначально сетевой операционной системой, предоставляются все сетевые возможности подобных систем - электронная почта, веб-сервисы, сетевые базы данных и многое другое.

5.2 Служба Terminal Services в Microsoft Windows 2003 Server

Служба Terminal Services - это реализация механизма терминального многопользовательского доступа на платформе Windows 2003 Terminal Services предлагает важное улучшение традиционных двух - и трехуровневых архитектур клиент-сервер, позволяя организациям развертывать приложения централизовано и гибко, снижать расходы на управление настольными машинами. Установка Terminal Services в Windows 2003 Server обеспечивает выполнение всех клиентских приложений, обработку и хранение данных на сервере. Использование терминальных служб позволяет работать с одинаковым комплектом приложений на самых разнообразных настольных компьютерах в режиме терминального доступа. Terminal Services может использоваться как средство удаленного управления серверами и приложениями.

Установка Terminal Services

Terminal Services может быть добавлена во время работы программы установки Windows 2000 Server в режиме графического интерфейса (GUI) при установке с "нуля" или позднее при помощи мастера "Установка/Удаление программ" (Add/Remove Programs). Terminal Services можно выбрать в меню диалогового окна компонентов Windows 2003.

В состав Windows 2003включены клиенты Terminal Services с усовершенствованной версией протокола RDP и новыми возможностями.

5.3 Служба учетных записей Active Directory

Active Directory - это каталог, представляющий собой иерархическую структуру, которая хранит сведения об объектах в сети. Служба каталогов, такая как Active Directory, обеспечивает возможность хранения данных каталога и доступа к этим данным сетевых пользователей и администраторов. В Active Directory хранятся сведения об учетных записях пользователей, такие как имена, пароли, номера телефонов и т.п., к которым могут получать доступ другие пользователи той же сети, прошедшие проверку.

Служба каталогов Active Directory установливается на серверах, работающих под управлением операционных систем, Windows Server 2003, Enterprise Edition. Она хранит сведения об объектах сети и упрощает поиск и использование этих сведений пользователям и администраторами. В Active Directory основой для логической, иерархической организации сведений каталога служит структурированное хранилище данных.

Это хранилище данных, называемое также каталогом, содержит сведения об объектах Active Directory. В число этих объектов обычно входят общие ресурсы, такие как серверы, тома, принтеры, а также учетные записи сетевых пользователей и компьютеров.

Группа безопасности интегрирована с Active Directory посредством проверки подлинности при входе в сеть и управления доступом к объектам в каталоге. В рамках одного входа в сеть администраторы могут управлять данными каталога и организацией через их сеть, а прошедшие проверку сетевые пользователи могут иметь доступ к ресурсам во всей сети

В состав службы Active Directory входят также следующие элементы:

1. Глобальный каталог, содержащий сведения о каждом объекте в каталоге

2. Механизм запросов и индексации, позволяющий опубликовывать и находить объекты и их свойства сетевым пользователям или приложениям.

3. Служба репликации, распространяющая данные каталога по сети.

4. Поддержка клиентского программного обеспечения службы Active Directory, которая предоставляет многие возможности Microsoft Windows 2000 Professional или Windows XP Professional; компьютерам, работающих под управлением операционных систем Windows 95, Windows 98.

5.4 Создание бездисковых терминалов

Открытая спецификация PXE (Preboot Execution Environment) , созданная корпорацией Intel позволяет осуществлять загрузку операционной системы по сети. Для использования этой возможности на бездисковой станции нужно установить сетевую карту c поддержкой PXE.

В этом проекте для примера будет рассматриваться сетевая карта DFE 550TX от компании D-Link. В качестве сервера удаленной загрузки будет использоваться сервер следующей конфигурации: Pentium 4, 512MB RAM, 80GB HDD, 100Mbps Ethernet, в качестве бездисковых терминалов - существующие компьютеры института.

Настройка бездисковой станции сводится к установке сетевой карты DFE 550TX с поддержкой PXE, выбора метода загрузки в BIOS'е и установке параметров в программе конфигурирования сетевой карты.

После установки сетевой карты, в BIOS выбирается устройства загрузки - Network. После перезагрузки производится конфигурация сетевого адаптера.

Реализации загрузки по сети на сервере осуществляется по протоколу tftp (Trivial File Transfer Protocol - простой протокол пересылки файлов) необходим для получения начального загрузчика бездисковым клиентом.

Далее для загрузки на терминалы Linux нужно решить две важные задачи: предоставить возможность загрузки по сети ядра Linux и создать на сервере структуру директорий, которая будет служить корневой структурой подключаемых терминалов.

Первая задача решается путем динамического конфигурирования сетевого интерфейса (dhcp-запроса) и протокола TFTP. Корневой раздел монтируется с сервера по протоколу NFS.

5.5 Загрузка бездискового терминала

Загрузка бездискового терминала происходит следующим образом:

При включении питания управление компьютером передается функциям основного BIOS, которые выполняют начальную инициализацию (POST - power-on self test) и анализируют дополнительные платы компьютера.

В ходе выполнения этой операции обнаруживается прошивка Pre-boot (или Pre-OS) eXecution Environment (среда предзагрузочного выполнения) сетевой карты. После завершения POST начинает выполняться записанный в ней код и инициализирует сетевую карту.

При запуске нового компьютера-клиента, для которого разрешена удаленная загрузка PXE, клиент запрашивает IP-адрес и IP-адрес активного сервера служб удаленной установки через протокол DHCP (рисунок 5.1).

Затем программа сетевой загрузки инициирует DHCP-запрос, передавая в нем путем широковещательной рассылки свой MAC-адрес. Сервер принимает запрос, находит конфигурацию, соответствующую данному MAC-адресу, и возвращает данные, необходимые для конфигурирования сетевого интерфейса:

- IP-адрес рабочей станции;

- маску сети;

- путь к ядру ОС;

- путь к директории, которая должна быть смонтирована в качестве корневого раздела;

- при необходимости - параметры ядра.

Если клиент известен, все доступные серверы запрашивают домен, чтобы выяснить, не была ли учетная запись настроена на обслуживание компьютера-клиента конкретным сервером. В большинстве случаев на основании учетной записи (служба каталогов Active Directory) запрос клиента будет обрабатывать сервер с установленным пакетом Windows. Затем этот сервер предоставляет свои файлы для загрузки.

После того как компьютер-клиент получил ответ на запрос об обслуживании, он инициирует загрузку программы начальной загрузки по протоколу TFTP (Trivial File Transfer Protocol)

Используя TFTP, ядро ОС загружается в память терминальной машины. По окончании загрузки управление переходит к ядру, и оно выполняет инициализацию локального оборудования - сканирует PCI-слоты и выясняет какая видеокарта и загружает соответствующие ей драйвера.

К моменту завершения работы ядра на RAM-диске монтируется корневая файловая система. Обычно при завершении своей работы ядро загружает программу init, которая продолжает загрузку ОС.

Когда корневой раздел находится на RAM-диске, происходит монтирование корня поверх NFS. Для этого в ответе на DHCP-запрос указывается путь к образу корневой системы. Этот образ и загружается в память терминала. На этом основной этап операции загрузки заканчивается.

Затем создаются и монтируются необходимые Linux-директории и выполняется конфигурирование сервера. Клиент готов к работе.

5.6 ISA Server (Internet Security and Acceleration Server)

C подключением сети института к Internet - неважно, выделенное это подключение или коммутируемое, - возникает две проблемы:

1 Внешняя. Защита от различного рода вторжений и атак извне;

2 Внутренняя. Регулирование доступа пользователей к ресурсам в Internet. Например, запрет посещения определенных групп сайтов в учебное время.

Непосредственное подключение корпоративной сети к любой глобальной крайне нежелательно. Причины - безопасность и различные схемы адресации IP в локальных и глобальных сетях. Распределением адресов в глобальной сети в мировом масштабе занимается организация InterNIC, а на местах - провайдеры. Организации выделяется, как правило, небольшой диапазон IP-адресов для работы в Internet. Для внутренней же адресации необходимо назначать так называемые частные адреса, которые никогда не используются для работы в Internet.

Обычно между локальной сетью и провайдером устанавливается маршрутизатор, однако в большинстве случаев его возможностей оказывается недостаточно для выполнения упомянутых задач, поскольку он обрабатывает только простые списки доступа, не выполняет функции proxy-сервера и т.п. Тут-то и возникает еще одно звено на пути в Internet - брандмауэр, или межсетевой экран.

ISA Server - это мощный расширяемый брандмауэр масштаба предприятия с богатыми возможностями управления. Один сервер может обслуживать десятки тысяч пользователей. Продукт поставляется в двух редакциях: Standard Edition и Enterprise Edition. Различия между ними следующие.

Хранение конфигурационной информации. Standard Edition хранит настройки в реестре, а Enterprise Edition - в Active Directory.

Окружение. Компьютер, на котором установлен ISA Server Standard Edition, может быть членом домена NT или Windows 2000 либо вообще не входить в домен (member server). Работа Enterprise Edition возможна только в среде Active Directory. При его первой установке происходит модификация схемы каталога для хранения новых объектов.

Масштабируемость. Серверы Enterprise Edition можно объединять в кластер (array) с общими настройками, управление которым осуществляется как единым целым. Кластеры создаются как для обеспечения отказоустойчивости, так и для распределения нагрузки.

ISA Server работает только на платформе Windows 2000/2003 Server. Для нормальной работы в институте (50-100 активных пользователей Internet) достаточно компьютера PII-266 с оперативной памятью объемом 128 Mбайт при условии, что сервер не загружен больше никакими задачами. Производительность напрямую связана с размером доступного дискового пространства и оперативной памяти.

В состав ISA Server 2004 включено большое количество усовершенствований и новых функций, которые наиболее полно проявляются в случае установки продукта на компьютере с Windows Server 2003. Описание программного продукта в Приложении Б

6. Проектирование узла удаленного доступа к сети Интернет

В данном разделе дипломного проекта производится расчет количества модемов для удаленного доступа через сеть Интернет. Необходимо на основании статистических данных и руководствуясь экономическими соображениями определить достаточное число цифровых модемов.

Необходимость в таком соединении очевидна: удаленный доступ к информационным ресурсам института, потребность в дистанционной сдачи экзаменов, обмен информацией (например, учебными планами) и т.п.

6.1 Анализ исходных данных

Исходными данными для проведения расчетов являются экспериментально полученные статистические сведения о характере загрузки узла удаленного доступа. На рисунке 6.1 изображен график распределения времени использования сети Интернет определенным количеством пользователей (N_П).

График отражает время использования узла и соответствующее количество пользователей. Физически узел удаленного доступа состоит из m-модемов, которые подключены к автоматической телефонной станции (коммутируемое соединение dial-up). Пользователи в случайные моменты времени осуществляют звонки на узел. Если пользователь получает обслуживание (АТС не перегружена, есть свободные соединительные линии и т.д.), то он занимает на определенный промежуток времени прибор для обслуживания. Если в какой-либо из моментов времени очередной пользователь, осуществив звонок на узел, застает все модемы (приборы для обслуживания) занятыми, то он получает отказ в обслуживании. Таким образом, описываемая система с точки зрения теории систем массового обслуживания (СМО) представляет собой систему с отказами.

6.2 Расчет узла удаленного доступа к сети

На первом этапе проведения расчетов необходимо выполнить числовой статистический анализ входящего потока СМО. Анализ величины входящего потока производится на основании рисунка 6.1.

Наиболее важным параметром для определения нагрузки на систему является характер поступления заявок. Поскольку события, приводящие к занятию одного из каналов системы, поступают в случайные моменты времени, то число заявок, поступающих в заданный интервал времени, представляет собой простейший поток и может быть описано предельным случаем биноминального распределения, известного как распределение Пуассона:

(6.1)

где - вероятность поступления n заявок в заданный интервал времени;

- среднее значение n для заданного временного интервала;

n - количество заявок, поступивших в заданный временной интервал.

Для анализа закономерностей, которым подчинены массовые случайные явления, используется аппарат математической статистики.

Пусть из генеральной совокупности извлечена выборка, причем событие х₁ наблюдалось n₁ раз, х₂-n₁ раз, х_k-n_k раз и -объем выборки. Наблюдаемые значения называются вариантами, а последовательность вариант, записанных в возрастающем порядке - вариационным рядом. Число наблюдений называют частотами.

Статистическим распределением выборки называют перечень вариантов и составляющие им частоты. Статистическое распределение можно задать также в виде последовательности интервалов и соответствующих им частот (в качестве частоты, соответствующей интервалу, принимают сумму частот, попавших в этот интервал).

В целях наглядности строят различные графики статистического распределения. В случае непрерывного признака целесообразно строить пиктограмму, для чего интервал, в котором заключены все необходимые значения признака, разбиваются на несколько частичных интервалов длинною h и находят для каждого частичного интервала ni сумму частот вариант, попавших в i интервал.

Гистограммой - ступенчатая фигура, состоящая из прямоугольников, основаниями которых служат частичные интервалы длиной h, а высоты равны отношению n_i/h (плотность частоты). Площадь i-того частичного прямоугольника равна сумме частот вариант i - интервала, следовательно, площадь гистограммы равна сумме всех часто, т.е. объему выборки. Гистограмма распределения времени использования сети Интернет отображена на рисунке 6.2.

Для выяснения закономерности распределения числа заявок по длительности пребывания в системе по рисунку 6.2 составим вариационный ряд и по вариационному ряду оценим статическое распределение выборки. Для этого составим таблицу 6.1, которая отображает статистическое распределение выборки.

Таблица 6.1 - Статистическое распределение выборки

Частичный интервал длиною h, мин	Общий объем выборки N=329
	Сумма частот вариант частичного интервала ni	Плотность частоты
10	11	1,1
20	26	1,3
30	73	2,4
40	94	2,35
50	75	1,5
60	28	0,46
70	13	0,18
80	5	0,06
90	3	0,03
100	1	0,01

На основании таблицы 6.1 производится расчет интенсивности входящего потока по формуле:

(6.2)

где N - количество заявок, поступивших на вход системы, штук;

Т - рассматриваемый интервал времени, сек.

Т=90 мин=5400 сек.

0,060925926

Математическое ожидание длительности обслуживания (среднего времени работы пользователя с узлом сети) рассматривается по формуле:

(6.3)

=366,56 (сек)

Интенсивность потока обслуживания вычисляется по формуле (6.4)

(6.4),



Рисунок 6.1 - График распределения времени использования сети Интернет

Рисунок 6.2 - Гистограмма распределения времени использования сети Интернет

Задача синтеза оптимальной структуры СМО решается на основе анализа возможных вариантов при заданных параметрах. Поскольку для СМО с отказами вероятность занятости всех каналов является одновременно и вероятностью отказа, необходимо обеспечить также значение нагрузки системы, при котором она бы справлялась с обслуживанием большинства заявок. Для определения оптимального количества модемов (приборов для обслуживания) необходимо провести сравнительный анализ состояний системы в зависимости от количества каналов обслуживания m.

При этом предельные вероятности состояний системы вычисляются по следующим формулам (6.5) и (6.6).

(6.5)

(6.6)

Отказ получает заявка, заставшая СМО в состоянии Sm, следовательно

(6.7)

где p - приведенная интенсивность входящего потока, рассчитывается как:

(6.8)

Рассчитаем по формуле (6.7) вероятность отказа при количестве модемов m=15

Из полученного значения видно, что рассчитанная вероятность отказа не может быть использована для построения узла, т.к. она не удовлетворяет заданным требованиям (Ротк=0,2-0,3). Путем подбора значений m определяется необходимое число модемов, которое удовлетворяет требуемому значению вероятности отказа для заданного числа абонентов (N=329)

Проведем расчет вероятностных состояний для больших значений m (20,35):

1). При m=20 вероятность отказа равна:

Предельные вероятности системы при заданном количестве модемов (m=20), вычисляется по формулам 6.5 и 6.6 имеет вид:

Аналогичным образом рассчитываются остальные вероятностные состояния Р2, Р3,………., Р20

Все значения вероятностей сведем в таблицу 6.2

2) При m=35 вероятность отказа равна:

Из полученного значения видно, что при использовании 35 модемов, вероятность отказа очень мала Р_отк=0,003, что с одной стороны хорошо, т.к. почти всегда пользователь получает право на обслуживание и только в очень редких случаях ему дается отказ в обслуживании. Но с другой стороны, этот вариант может быть неэффективен с экономической точки зрения, т.к. требуются дополнительные затраты на оборудование при осуществлении данного варианта.

Наиболее оптимальным вариантом, при построении удаленного доступа является вариант использования 20 модемов. В данном случае выполняются условия по требуемому значению вероятности отказа Ротк=0,21 (необходимо, чтобы Ротк = 0,2-0,3), а также этот вариант не требует дополнительных затрат на приобретение требуемого оборудования.

Таблица 6.2 - Предельные вероятности системы при количестве модемов m=20

Вероятности	При m=20
P0	5,54633510-10
P1	1,23868110-8
P2	1,38319410-7
P3	1,02971110-6
P4	5,74921810-6
P5	2,56798410-5
P6	9,55860410-5
P7	3,04964910-4
P8	8,51360310-4
P9	2,11263410-3
P10	4,71821610-3
P11	9,57940710-3
P12	1,78283410-2
P13	3,06281710-2
P14	4,88592110-2
P15	7,27459210-2
P16	1,01541210-1
P17	1,33397210-1
P18	1,65511310-1
P19	1,94548310-1
Р20	2,17245610-1

6.3 Выбор оборудования для узлов удаленного доступа к сети Интернет

При организации удаленного доступа к сети института предполагается, что удаленные пользователи подключаются при помощи модемов, а сам узел доступа оснащается модемным пулом на необходимое число модемов, при заданной вероятности отказов.

В качестве оборудования для узла удаленного доступа будет использоваться маршрутизатор Cisco 3745. Данный маршрутизатор устанавливается в аппаратном помещении № 409. Это позволит предоставлять коммутируемый доступ пользователям к информационным ресурсам института.

Соединение маршрутизатора с провайдером (ГТС) будет осуществляться по потоку Е1. Для этого соответствующая плата устанавливается в маршрутизатор.

Для подключения нужного количества модемов нам потребуется один модуль расширения на 30 цифровых модемов.

Маршрутизатор Cisco 3745 подключается к сети института через коммутатор 3 уровня Cisco 3550.

Технические характеристики оборудования используемого при построении узла удаленного доступа приведены в приложении Б.

Организация удаленного доступа показана на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3 - Организация удаленного доступа

7. Технико-экономическое обоснование проекта

7.1 Расчет капитальных затрат

Создание мультисервисной сети требует наличия соответствующего оборудования, определенного уровня квалификации и затрат. Следует отметить, что проектируемая сеть предназначена в первую очередь для автоматизации учебного процесса в институте. В данном разделе дипломного проекта будет рассчитана полная стоимость создания СКС и ввода в эксплуатацию мультисервисной сети института.

Общая стоимость проекта рассчитывается как сумма затрат на реализацию аппаратной и программной частей проекта.

Расходы на разработку проекта включают в себя следующие статьи:

затраты на строительство СКС;

затраты на приобретение необходимого оборудования.

Локальная смета на монтаж СКС, стоимость материалов и оборудования приведена в приложении А.

Таблица 7.1 - Капитальные затраты модернизацию мультисервисной сети

	Описание	Стоимость, руб.
СКС	Создание СКС, приобретение необходимых материалов, монтаж	2021452
Оборудование	Закупка коммутационного и серверного оборудования	3607107
Программное обеспечение	Закупка лицензионного ПО	1321388
Итого 6949947

Процентное состав капитальных затрат представлен на рисунке 7.1

Стоимость СКС, согласно коммерческим расценкам в Хабаровске, без учета стоимости оборудования составляет в среднем 6000 рублей за один порт, но за счет разделения здания и использования двух кроссовых на этаж мы уменьшили среднюю величину проброса кабеля (она составила не более 30 метров). Тогда стоимость за 1 порт составит:

2021452/434 портов = 4657 рубля.

Экономический эффект на лицо.

Общая стоимость ввода в эксплуатацию из расчета на один порт составит:

6949947/434 = 16013 рублей.

Исходя из норм монтажа СКС - 2 порта = 1 человеко-день (Семенов А.Б. "Проектирование и расчет СКС") на разработку аппаратной части проекта в общей сложности требуется 217 дней работы. При работе 10 монтажников потребуется 22 рабочих дня. Прокладку СКС и коммутацию активного оборудования по заданию предприятия будут осуществлять сотрудники компании "Офисная техника”.

Оплата труда монтажникам будет производиться в соответствии с территориальными единичными расценками, представленными в таблице 1 приложения А.

7.2 Расчет эксплуатационных затрат

Годовые эксплуатационные расходы складываются из амортизационных отчислений, затрат на электроэнергию и заработной платы обслуживающего персонала.

Амортизационные отчисления необходимы для того, чтобы поддерживать в исправном состоянии и своевременно обновлять аппаратное обеспечение. В настоящее время развитие компьютерной техники происходит очень быстро. Требования к функциональным возможностям аппаратуры постоянно растут. В условиях быстроразвивающихся технологий компьютерная техника и сетевое оборудование устаревает. Для того, чтобы регулярно модернизировать аппаратуру необходимо производятся амортизационные отчисления.

Размер амортизационных отчислений основывается на перечне групп основных средств со сроками полезного использования в Дальневосточном регионе, утвержденный решением методологического совета ОАО "Связьинвест" от 18.04.2002г.

Амортизационные отчисления (третья амортизационная группа) для серверного оборудования должно производит в размере 32,4% в год. Следовательно, амортизационные отчисления составят 32,4 % от первоначальной стоимости оборудования:

А = С₃0,324 = 4275470,324 = 138525 руб (7.1)

где С_к - первоначальная стоимость оборудования.

Амортизационные отчисления на терминальные абонентские устройства и прочее оборудование (пятая амортизационная группа) производится в размере 9,96% в год. Отсюда:

А = С₅0,0996 = 34685810,0996 = 345470 руб (7.2)

Норма амортизации на ПО составляет 14,3 % в год, следовательно:

А =С0,143 = 13213880,143 = 188944 руб

УА = 138525 + 345470 + 188944 = 672939 руб

Затраты на электроэнергию определим по формуле (7.3):

ЭЛ = Т_Э • t_р • 8 • Р_ЭВМ = 2,2620780,4 = 1497 руб. (7.3)

где Т_Э - тариф на электроэнергию, для организаций Т_Э = 2,26 руб. за 1 кВт-час;

t_p - число дней, требуемых для работы с ЭВМ;

8 - длительность рабочего дня в часах;

Р_ЭВМ - мощность, потребляемая одним компьютером, Р_ЭВМ = 0,4 кВт.

Суммарные затраты на электричество составят:

У=1497145=217065 рублей/год.

7.3 Расчет заработной платы работников основной деятельности

В течение года сеть обслуживается одним работником инфокоммуникационного отдела. Расходы на заработную плату обслуживающего персонала в месяц определяются с учетом оклада программиста 9-го разряда З = 4824 руб. по формуле 7.4.

(7.4)

Фонд заработной платы в год составит 86832 руб.

От фонда заработной платы необходимо производить отчисления на социальные нужды в размере 26%:

(7.5)

Годовые эксплутационные расходы составят:

Э = ЗП + С_отч + ЭЛ + А = 86832 + 22576,32 + 217065+ 672939 руб = 999412 руб.

Процентные соотношения по статьям эксплуатационных расходов представлены в таблице 7.2 и наглядно показаны на рисунке 7.2.

Таблица 7.2 - Процентное соотношение эксплуатационных затрат

Статьи затрат	Сумма затрат, руб.	Структура затрат, %
Расходы на заработную плату ЗП	89832	8,8
Социальные отчисления Сотч	22576,32	2,2
Амортизационные отчисления А	672939	67,3
Расходы на электроэнергию ЭЛ	217065	21,7
Итого годовые эксплуатационные расходы Э	999412	100

Из вышеприведенных расчетов видно, что удельный вес в структуре эксплуатационных затрат составляют амортизационные отчисления. Размер этих отчислении удалось снизить за счет внедрения терминальной технологии, т.е. снизить затраты на модернизацию терминального клиентского оборудования, а наращивание мощностей производить за счет модернизации серверного оборудования.

Для построения мультисервисной сети необходимы финансовые затраты в размере 6949947 руб. Предполагается, что данная сеть будет эксплуатироваться в течение 10 лет без глобальных изменений. Также она позволит автоматизировать множество процессов, облегчить труд преподавателей и сделать доступными множество совершенно новых приложений, что положительно скажется на учебном процессе. Данная сеть обладает гибкостью и позволяет, без изменения основной информационной структуры, организовать новые рабочие места.

Динамично развивающиеся потребности в информационных ресурсах, научно-технический прогресс и "компьютерная грамотность" вынуждают нас к принятию решения по созданию подобной сети. И как мы видим, ее развертывание находится не только в интересах студентов, но и всего института в целом. Мы считаем, что развертывание СКС поднимет не только качество обучения и общий уровень института, но и престиж данного учебного заведения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7.1 - Процентное соотношение капитальных затрат

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7.2 - Процентное соотношение эксплуатационных затрат

8 Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Разработанный проект локальной вычислительной сети содержит оборудование, представляющее потенциальную опасность для здоровья человека. В состав оборудования проекта входят:

источники бесперебойного питания (UPS);

активное коммутационное оборудование;

Питание UPS и активного оборудования производится от сети переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Возможные воздействия на организм человека сводятся к возможности поражения электрическим током.

8.1 Требования по электробезопасности

Используемое оборудование должно быть сконструировано и изготовлено таким образом, чтобы гарантировать защиту персонала при эксплуатации, а также при возникновении неисправностей от поражения электрическим током. Элементы конструкции, с которыми соприкасается оператор во время работы оборудования, рекомендуется выполнять из диэлектрического материала или наносить на них защитное диэлектрическое покрытие. Оборудование в целом, а также отдельные блоки должны иметь специальные клеммы или другие приспособления для подсоединения заземляющих или зануляющих проводников. Все токопроводящие части оборудования должны быть ограждены и размещены таким образом, чтобы исключалась возможность случайного прикосновения к ним при эксплуатации. Изоляция оборудования должна обладать достаточной диэлектрической прочностью, предотвращающей пробой, а так же достаточным электрическим сопротивлением, препятствующим появлению чрезмерных токов утечки и возникновению теплового пробоя. В случае неисправности должна быть предусмотрена возможность немедленного отключения оборудования от первичного источника питания посредством устройства отключения питания. Если устройство отключения питания не удовлетворяет этому условию, следует предусмотреть устройство аварийной защиты. Оборудование, при необходимости, должно иметь предупреждающий знак возможности поражения электрическим током.

8.2 Организация рабочего места оператора ЭВМ

Согласно "Гигиенической классификации труда Минздрава N4137-86" труд оператора ЭВМ относится к I-П классу по гигиеническим условиям, его тяжесть не должна превышать оптимальных, а напряженность - допустимых величин. На пользователя персональных компьютеров потенциально воздействуют следующие факторы производственной среды:

электромагнитные поля и излучения;

освещенность;

микроклимат;

вентиляция;

шум;

статическое электричество;

психоэмоциональные напряжения.

8.3 Электробезопасность

Электрические установки, к которым относится все оборудование ПЭВМ, представляют для человека потенциальную опасность. Воздействие тока может привести к электрической травме, то есть повреждению организма электрическим током или электрической дугой (ГОСТ 12.1.009-76). Исключительно важное значение для предотвращения электрического травматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электрических установок, установленная "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭ) и "Правилами устройства электроустановок" (ПУЭ). Помещения, где находятся рабочие места операторов, относятся к категории помещений без повышенной опасности, оборудование относится к классу до 1000 В. Оператор работает с оборудованием с напряжением 220 В. Наиболее частыми бывают случаи касания рукой или другими частями тела корпусов компьютеров и дисплеев. Для предотвращения электротравматизма необходимо применять наиболее дешевый и эффективный способ защиты, которым является защитное заземление. Принцип действия заземления заключается в многократном уменьшении тока, протекающего через человека в случае утечки. Человек-оператор должен быть обучен правилам эксплуатации электрооборудования и оказанию первой помощи при поражении электрическим током.

8.4 Вентиляция

В помещении необходимо обеспечить приток свежего воздуха, количество которого определяется технико-экономическим расчетом и выбором схемы вентиляции. Минимальный расход воздуха определяется из расчета 30-50 куб. м/ч, но не менее двукратного воздухообмена в час. Вентиляция - организованный воздухообмен, заключающийся в удалении из рабочего помещения загрязненного воздуха и подаче вместо него свежего наружного или очищенного воздуха. В зависимости от назначения, вентиляция бывает:

приточная;

вытяжная.

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает:

естественная;

принудительная.

Параметры воздуха, поступающего в приемные отверстия и проемы местных откосов технологических и других устройств, которые расположены в рабочей зоне, следует принимать в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76. При размерах помещения 8 на 5 метров и высоте 3 метра, его объем 120 куб. м. Следовательно, вентиляция должна обеспечивать расход воздуха в 240 куб. м/час. В летнее время следует предусмотреть установку кондиционера с целью избежания превышения температуры в помещении по сравнению с температурой наружного воздуха обеспечения для устойчивой работы оборудования. Необходимо уделить должное внимание количеству содержания пыли в воздухе, так как это непосредственно влияет на надежность и ресурс эксплуатации ЭВМ.

8.5 Шум

С физиологической точки зрения шум рассматривают как звук, мешающий разговорной речи и негативно влияющий на здоровье человека. Основными физическими величинами, характеризующими шум в какой-либо точке пространства, с точки зрения воздействия на человека, являются:

интенсивность;

звуковое давление;

частота.

В соответствии с ГОСТ 12.1 003-83 защита от шума, создаваемого на рабочих местах осуществляется следующими методами:

уменьшение шума;

применение средств коллективной защиты (ГОСТ 12.1.0280);

применение средств индивидуальной защиты (ГОСТ 12.4.051-87);

рациональная планировка помещений;

акустическая обработка рабочих помещений.

Для борьбы с шумом необходимо применять следующие меры:

увеличение звукоизоляции ограждающих конструкций;

уплотнение по периметру дверей, перекрывающих проходы;

уменьшение шума источников путем применения прокладок из эластичных материалов.

В качестве звукопоглощающих конструкций можно предложить:

маты из стекловолокна;

перфорированные плиты, укрепленные на стене.

Для оценки звукопоглощающей способности ограждения введено понятие звуконепроницаемости, численно равной отношению звуковой энергии, прошедшей через ограждение к падающей на него. Нормирование уровня шума для персонала, осуществляющего эксплуатацию ЭВМ, производится согласно ГОСТ12.1.003-83. Таким образом, допустимый уровень шума составляет 50 Дб.

8.6 Освещение

Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда. Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, оказывает положительное психологическое воздействие на работающего и способствует повышению производительности труда. Для ВЦ о важности вопросов производственного освещения говорит и тот факт, что условия деятельности операторов в системе "человек - машина" связаны с явным преобладанием зрительной информации - до 90% общего объема. Освещенность на рабочем месте согласно СНиП 11-4-79 должна быть не менее 300 лк.

Выбор системы освещения.

По конструктивному выполнению искусственное освещение может быть общим или комбинированным. При общей освещенности все рабочие места получают рабочее освещение от общей установки. Комбинированное освещение наряду с общим включает местное освещение рабочего места. Исходя из требований отсутствия бликов и равномерности освещения, целесообразно выбрать общее искусственное освещение.

Выбор типа светильников.

Для искусственного освещения помещений следует применять главным образом люминесцентные лампы, у которых высокая световая отдача, продолжительный срок службы, малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному спектральный состав. Наиболее приемлемы лампы ЛБ (белый свет) и ЛТБ (тепло-белый свет) мощностью 20, 40 или 80 Вт. Система общего искусственного освещения должна быть выполнена потолочными или подвесными лампами, размещенными параллельно светопроемам и равномерно по потолку. Поскольку некоторые люди воспринимают мерцание люминесцентных ламп, работающих от сети 50 Гц, ряд специалистов предлагают полностью убрать их или заменить на соответствующие, более высокочастотные светильники типа УСП-35. Чтобы избежать отражений, которые могут снизить четкость восприятия, не следует располагать рабочее место прямо под источником света. Исходя из вышеперечисленных условий, выберем светильники дневного света УСП-35 открытого типа.

8.7 Микроклимат

Под метеоусловиями производственной среды согласно ГОСТу 12.1.005-88 понимают сочетания температуры, относительной влажности, скорости движения и запыленности воздуха. Эти параметры оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье и на надежность работы средств вычислительной техники.

Параметры микроклимата в помещении нормируются согласно СН 512-78.

В помещении должно поддерживаться содержание: кислорода - 21-22 об. %; озона - не более 0.1 мг/куб. м; легких ионов - 1500-3000 положительных и 3000-5000 отрицательных в 1 куб. см. воздуха.

Для отделки интерьера недопустимо применение строительных материалов содержащих органическое сырье: ДСП, декоративного бумажного пластика, поливинилхлоридных пленок, моющихся обоев и др. Для обеспечения надлежащего качественного (в т. ч. аэроионного и непыльного) состава воздуха необходимы:

систематические проветривания;

влажная ежедневная уборка;

ежемесячное протирание спиртом клавиатуры и экрана;

наличие приточно-вытяжной вентиляции;

установка увлажнителей;

установка автономных кондиционеров в оконных рамах, число которых определяется согласно расчету воздухообмена по количеству теплоизбытков от машин, людей и солнечной радиации.

Для исключения дестабилизирующего микроклимат (и освещение) влияния солнечной радиации на окнах должны быть предусмотрены шторы или жалюзи.

8.8 Статическое электричество

Для предотвращения образования и защиты от статического электричества необходимо использовать нейтрализаторы и увлажнители, а полы должны иметь антистатическое покрытие. Защита должна проводиться в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами допускаемой напряженности электростатического поля - ее уровень не должен превышать 20 кВ в течение часа.

8.9 Электромагнитные излучения

Очень важным, волнующим и сложным является вопрос электромагнитного излучения видеомонитора. Все большее число специалистов признают, что они не обладают достаточным запасом знаний, чтобы с уверенностью говорить о безопасности излучения дисплея. Спектр излучения компьютера включает в себя рентгеновскую, ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра, а также широкий диапазон электромагнитных волн других частот. Опасность рентгеновских лучей считается сейчас специалистами пренебрежимо малой, поскольку этот вид лучей поглощается веществом экрана. Внимание исследователей в настоящее время привлекают биологические эффекты низкочастотных электромагнитных полей, которые до недавнего времени считались абсолютно безвредными. Защита программиста и окружающей среды от электромагнитных полей.

До последнего времени точка зрения большинства государственных медицинских учреждений и компаний, производящих компьютеры, сводилась к тому, что низкочастотные поля видеодисплеев не представляют никакой опасности. В отличие от ионизирующего излучения (например, рентгеновских лучей) низкочастотные поля не могут расщеплять или ионизировать атомы, то есть не обладают свойствами, которые способствуют возникновению опухолей и других заболеваний. Считалось, что неионизирующее излучение не может вредно влиять на организм, если оно недостаточно сильно, чтобы вызвать тепловые эффекты или электрический шок. Однако результаты лабораторных экспериментов говорят о другом. В ряде исследований было обнаружено, что электромагнитные поля частотой 50 Гц могут инициировать биологические сдвиги (вплоть до нарушения синтеза ДНК) в клетках животных. Эпидемиологические исследования и работы другого рода показали, что существует связь между нахождением в местах, где проходят линии электропередач, и возникновением опухоли у детей. Особенно поразил тот факт, что электромагнитные волны обладают необычным свойством: опасность их воздействия совсем не уменьшается при снижении интенсивности излучения, а некоторые электромагнитные поля действуют на клетки лишь при малых интенсивностях излучения или на конкретных частотах. Для снижения потенциально опасного излучения видеотерминалов целесообразно предпринимать специальные меры защиты от низкочастотных полей. Поскольку источник высокого напряжения дисплея - строчный трансформатор - помещается в задней или боковой части терминала, уровень излучения со стороны задней панели дисплея выше, причем стенки корпуса не экранируют излучение. Поэтому пользователям следует находиться не ближе чем на 1.2 метра от задних или боковых поверхностей соседних терминалов. Наблюдения и исследования последних лет выявили также целесообразность установки в непосредственной близости от дисплеев горшков с кактусами, присутствие которых снижает интенсивность вредное влияние электромагнитного излучения дисплея.

8.10 Эргономика

Эргономика и эстетика производства являются составными частями культуры производства, т.е. комплекса мер по организации труда, направленных на создание благоприятной рабочей обстановки. В основе повышения культуры производства лежат требования научной организации труда. Культура производства достигается правильной организацией трудовых процессов и отношений между работающими, благоустройством рабочих мест, эстетическим преобразованием среды.

Эргономика - наука, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с точки зрения физиологии и психологии в целях создания орудий и условий труда, а также технических процессов, наиболее соответствующих высокой производительности труда человека. Важнейшую роль играет планировка рабочего места, которая должна удовлетворять требованиям удобства выполнения работ и экономии энергии и времени оператора, рационального использовании производственных площадей и удобства обслуживания устройств ЭВМ. Во время работы часто возникают ситуации, в которых оператор ЭВМ должен за короткий срок принять правильное решение. Для успешного труда в таких условиях необходимы рационально организованная окружающая среда, ограничивающая работника от воздействия посторонних раздражителей, которыми могут быть: мрачная окраска стен, неудобное расположение сигнализации, клавиш управления. Поэтому всеми средствами нужно снижать утомление и напряжение оператора ЭВМ, создавая обстановку производственного комфорта...