Размещено на http://www.allbest.ru/

2

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

1.1 Оборудование, необходимое для построения различных компьютерных сетей

1.2 Принципы построения локальных сетей

1.3 Способы организации компьютерной сети

1.4 Топологии локальных сетей

1.5 Сетевые технологии

1.6 Кабели применяемые в локальных сетях

1.7 Соединение сетей и маршрутизация

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ МОУ СОШ

2.1 Характеристика объекта

2.2 Функциональная схема локальной вычислительной сети

2.3 Планирование структуры сети

2.4 Администрирование сети

2.5 Защита информации в сети

3. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ОБЬЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

3.1 Расчет стоимости основных и расходных материалов

3.2 Расчет заработной платы

3.3 Расчет полной стоимости монтажных работ

3.4 Расчет полной себестоимости

3.5 Определение отпускной цены

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 Обеспечение техники безопасности и охраны труда оператора ЭВМ

4.2 Техника безопасности при обслуживании электрооборудования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЯ

ВВЕДЕНИЕ

В современных организациях, как то учебные заведения, бизнес офисы, магазины или административные здания для обеспечения более быстрой, удобной совместной работы принято использовать локальные вычислительные сети (ЛВС). Все вышесказанное определяет актуальность темы дипломной работы "Развертывание локальной вычислительной сети".

Объект: Проектирование и развертывание локальной вычислительной сети.

Предмет: Проектирование и развертывание школьной сети.

Цель дипломной работы: изучить и систематизировать теоретический материал, необходимый для построения ЛВС; организовать и настроить работу ЛВС в школе № 15 г. Краснотурьинск.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- Изучить теоретические основы ЛВС.

- Изучить программно-аппаратные средства.

- Изучить механизмы построения, работы ЛВС.

- Исследовать администрирование ЛВС.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

1.1 Оборудование, необходимое для построения различных компьютерных сетей

Сетевой адаптер.

Чтобы пользователь мог подключить свой компьютер к локальной сети, в его компьютере должно быть установлено специальное устройство - сетевой контроллер.

Сетевой адаптер выполняет множество заданий, самые главные из которых - кодирование/ декодирование информации и получение доступа к информационной среде при использовании уникального идентификатора (МАС-адрес).

Сетевые карты бывают в виде плат расширения которые вставляют в соответствующий слот.

Также сетевые карты могут быть встроенными в материнские платы что сегодня встречается повсеместно.

Основными показателями сетевой карты можно считать поддерживаемый стандарт и тип подключения к компьютеру.

Поддерживаемый стандарт. Существуют сети с разными сетевыми стандартами. Это означает, что сетевая карта должна обладать определенным типом коннектора (или коннекторов) и уметь работать с определенной скоростью обмена информацией. Наиболее важен в данном случае тип коннектора.

Тип коннектора сетевой карты зависит от выбора сетевой топологии и кабеля, по которому передаются данные. Существует несколько типов коннекторов: RJ-45 (для витой пары), BNC (для коаксиального кабеля) и для оптоволокна.



Рисунок 1 - Сетевой адаптер

Рисунок 2 - RJ-45 (витая пара)

Рисунок 3 - BNC (коаксиальный кабель)

Рисунок 4 - Оптоволоконный кабель

Они существенно различаются по конструкции, поэтому использовать коннектор не по назначению невозможно. Хотя существуют комбинированные сетевые адаптеры, которые содержат, например, RJ-45- и BNC-коннекторы. Но поскольку сеть на коаксиальном кабеле встречается все реже, то же самое происходит и с одноименными адаптерами.

Тип подключения к компьютеру. В персональных компьютерах сетевая карта обычно устанавливается в PCI-слот или в USB-порт. Мало того, практически любая современная материнская плата уже имеет интегрированный сетевой контроллер.

Сетевые адаптеры для беспроводной сети по внешнему виду практически не отличаются от проводных вариантов, за исключением наличия гнезда для антенны - внутренней или внешней. Сетевые платы, которые подключают через USB-порт, встречаются достаточно часто, особенно это касается беспроводных вариантов.

Рисунок 5 - Сетевой адаптер для WIFI

Концентратор.

Когда сеть содержит более двух компьютеров, для их объединения необходимо использовать специальные устройства, одним из которых является концентратор. Свое применение концентратор находит, как правило, в сетях на основе витой пары.

Концентратор (он называется также хаб, повторитель, репитер) - сетевое устройство, имеющее два и более разъемов (портов), которое, кроме коммутации подключенных к нему компьютеров, выполняет и другие полезные функции, например усиление сигнала.

Концентратор служит для расширения сети, а основное его предназначение - передача поступившей на вход информации всем подключенным к нему устройствам сети.

Все подключенные к концентратору устройства получают абсолютно одинаковую информацию, что одновременно является и его недостатком - наличие нескольких концентраторов в сети засоряет эфир лишними сообщениями, так как концентратор не видит реального адреса, по которому нужно отослать информацию, и вынужден отсылать ее всем. В любом случае концентратор выполняет свою задачу - соединяет компьютеры, находящиеся в одной рабочей группе. Кроме того, он анализирует ошибки, в частности возникающие коллизии. Если одна из сетевых карт приводит к возникновению частых проблем, то порт на концентраторе, к которому она подключена, может временно отключаться.

Концентратор реализует физический уровень модели ISO/OSI, на котором работают стандартные протоколы, поэтому использовать его можно в сети любого стандарта.

Существует два основных типа концентраторов:

- Концентраторы с фиксированным количеством портов самые простые. Выглядит такой концентратор как отдельный корпус, снабженный определенным количеством портов и работающий на выбранной скорости. Как правило, один из портов служит в качестве связующего звена между другим концентратором или коммутатором.

- Модульные концентраторы состоят из блоков, которые устанавливают в специальное шасси и объединяют кабелем. Возможна также установка концентраторов, не связанных между собой общей шиной, например, когда существуют разные локальные сети, связь между которыми не принципиальна.



Рисунок 6 - Концентратор

Мост.

Мост (также называется свич, переключатель) представляет собой довольно простое устройство, основное предназначение которого - разделение двух сегментов сети с целью увеличения ее общей длины (соответственно, количества подключенных повторителей) и преодоление при этом ограничений сетевой топологии.

Как правило, мост имеет два или больше портов, к которым подключают сегменты сети. Анализируя адрес получателя пакета, он может фильтровать сообщения, предназначенные другому сегменту. Пакеты, предназначенные для «родного» сегмента, устройство попросту игнорирует, что также уменьшает трафик

Для построения сети используют три типа мостов:

- локальный - работает только с сегментами одного типа, то есть имеющими одинаковую скорость передачи данных;

- преобразующий - предназначен для того же, что и локальный мост, кроме того, работает с разнородными сегментами, например Token Ring и 100Base;

- удаленный - соединяет сегменты, расположенные на значительном расстоянии, при этом могут использоваться любые средства соединения, например модем.



Рисунок 7 - Сетевой мост

Коммутатор.

Коммутатор объединяет в себе возможности концентратора и моста, а также выполняет еще некоторые полезные функции.

Концентратор, получив от какой-либо сетевой карты пакет данных, не зная о том, кому он адресован, рассылает его по всем подключенным к нему сетевым устройствам. Несложно представить, какой создается трафик, если в сети существует не один, а несколько концентраторов.

Коммутатор - более интеллектуальное устройство, которое не только фильтрует поступающие пакеты, но, имея таблицу адресов всех сетевых устройств, точно определяет, какому из них предназначен пакет. Это позволяет ему передавать информацию сразу нескольким устройствам с максимальной скоростью. Коммутаторы работают на канальном уровне, что позволяет использовать их не только в разных типах сетей, но и объединять различные сети в одну.

Поэтому для организации большой сети коммутаторы более предпочтительны. Кроме того, в последнее время стоимость коммутаторов заметно упала, поэтому использование концентраторов явно не оправдано.



Рисунок 8 - Коммутатор

Маршрутизатор.

Главная задача маршрутизатора (также называется роутер) - разделение большой сети на подсети, он имеет большое количество полезных функций и, соответственно, обладает большими возможностями и «интеллектом». В нем сочетаются концентратор, мост и коммутатор. Кроме того, добавляется возможность маршрутизации пакетов. В связи с этим маршрутизатор работает на более высоком уровне - сетевом.

Таблица возможных маршрутов движения пакетов автоматически и постоянно обновляется, что дает маршрутизатору возможность выбирать самый короткий и самый надежный путь доставки сообщения.

Одна из ответственных задач маршрутизатора - связь разнородных сетевых сегментов локальной сети. С помощью маршрутизатора также можно организовывать виртуальные сети, каждая из которых будет иметь доступ к тем или иным ресурсам, в частности ресурсам Интернета.

Организация фильтрования широковещательных сообщений в маршрутизаторе выполнена на более высоком уровне, чем в коммутаторе. Все протоколы, использующие сеть, беспрепятственно «принимает» и обрабатывает процессор маршрутизатора. Даже если попался незнакомый протокол, то маршрутизатор быстро научится с ним работать.

Маршрутизатор может использоваться и в проводных, и в беспроводных сетях. Очень часто функции маршрутизации ложатся на беспроводные точки доступа.

Рисунок 9 - Маршрутизатор

Модем.

Модем также является сетевым оборудованием, и его до сих пор часто используют для организации выхода в Интернет..

Модемы бывают двух типов: внешние и внутренние Внешний модем может подключаться к компьютеру, используя LPT, СОМ или USB-порт.

Внутренний модем представляет собой плату расширения, которую обычно вставляют в РСI-слот. Модемы могут работать с телефонной линией, с выделенной линией и радиоволнами.

В зависимости от типа устройства и среды передачи данных отличается и скорость передачи данных. Скорость обычного цифрово-аналогового модема, работающего с телефонной аналоговой линией, равна 33,6-56 Кбит/с. В последнее время все чаще встречаются цифровые модемы, использующие преимущества DSL-технологии, которые могут работать на скорости, превышающей 100 Мбит/с. Еще одно неоспоримое преимущество таких модемов - всегда свободная телефонная линия.

Для связи с другим модемом используются свои протоколы и алгоритмы. Большое внимание при этом уделяется качеству обмена информацией, так как качество линий при этом достаточно низкое. Модем может использоваться и в проводных, и в беспроводных сетях.



Рисунок 10 - Модем

Точка доступа.

Точка доступа - устройство, используемое для работы беспроводной сети в инфраструктурном режиме. Она играет роль концентратора и позволяет компьютерам обмениваться нужной информацией, используя для этого таблицы маршрутизации, средства безопасности, встроенный аппаратный DNS- и DHCP-серверы и многое другое.

От точки доступа зависят не только качество и устойчивость связи, но и стандарт беспроводной сети. Существует большое количество разнообразнейших моделей точек доступа с разными свойствами и аппаратными технологиями. Однако сегодня наиболее оптимальными можно считать устройства, работающие со стандартом IEEE 802.11g, так как он совместим со стандартами IEEE 802.11а и IEEE 802.11b и позволяет работать на скорости до 108 Мбит/с. Более перспективным и скоростным является стандарт IEEE 802.11n, устройства с поддержкой которого начинают появляться на рынке.

Рисунок 11 - Точка доступа

1.2 Принципы построения локальных сетей

Сервер или клиент - это функции, которые выполняет компьютер. Любой компьютер в сети может выполнять функции сервера или клиента, а может выполнять обе эти функции одновременно. Все зависит от программного обеспечения.

Функции сервера (serve - обслуживать) - выполнять операции по запросам клиентов. Это может быть: хранение и передача файлов, выполнение приложений с выдачей результатов, обслуживание принтеров и т.д. Если компьютер выполняет только функции сервера, то его, обычно, называют выделенный сервер. Нередко у такого компьютера выключены или вовсе отсутствуют монитор или клавиатура, а все управление им производится с других компьютеров через сеть.

Если компьютер не выполняет никаких серверных функций в сети, то такой компьютер называют рабочей станцией (workstation), за ним работают пользователи.

Если же компьютеры в сети одновременно выполняют и серверные, и клиентские функции, то такая сеть называется одноранговая.

Различные Операционные системы (OS) по разному приспособлены для функций сервера и клиента. Существует ряд операционных систем специально предназначенных для выполнения серверных задач.

Во многих организациях используется сразу несколько серверов, между которыми распределяется нагрузка: каждый сервер выполняет определенную задачу. Например, один может принимать все запросы на печать, а другой -- обеспечивать доступ к файлам. Каждый такой сервер можно настроить на максимально эффективное оказание конкретного вида услуг.

Компьютеры, играющие роль серверов, делятся на две основные категории:

- общего назначения, способные оказывать множество различных услуг;

- специализированные, рассчитанные на конкретный вид услуг.

1.3 Способы организации компьютерной сети

В зависимости от поставленной задачи и цели, способы создания локальной сети предприятия (корпоративной сети) могут быть разными. Чаще всего именно комбинация различных технологических решений позволяет добиться оптимального решения. У каждого из применяемых способов есть свои преимущества и недостатки. К примеру, объединение локальных сетей в единую корпоративную сеть организации может осуществляться:

- С использованием проводных сетей передачи данных.

- С использованием беспроводных сетей передачи данных.

Так как в школе много ноутбуков, сделан выбор одноранговой сети смешанного типа (часть клиентов подключены через кабель, а остальные подключены к сети через Wifi ).

Рисунок 12 - Пример сети смешанного типа

1.4 Топологии локальных сетей

Под топологией вычислительной сети понимается способ соединения ее отдельных компонентов (компьютеров, серверов, принтеров и т.д.). Различают три основные топологии:

- топология типа звезда (рис. 4);

- топология типа кольцо (рис. 5);

- топология типа общая шина (рис. 6);

Рисунок 13 - Топология типа звезда

Рисунок 14 - Топология типа кольцо

Рисунок 15 - Топология общая шина

При использовании топологии типа звезда информация между клиентами сети передается через единый центральный узел. В качестве центрального узла может выступать сервер или специальное устройство - концентратор (Hub).

Преимущества данной топологии состоят в следующем:

- Высокое быстродействие сети, так как общая производительность сети зависит только от производительности центрального узла.

- Отсутствие столкновения передаваемых данных, так как данные между рабочей станцией и сервером передаются по отдельному каналу, не затрагивая другие компьютеры.

- Однако помимо достоинств у данной топологии есть и недостатки:

- Низкая надежность, так как надежность всей сети определяется надежностью центрального узла. Если центральный компьютер выйдет из строя, то работа всей сети прекратится.

- Высокие затраты на подключение компьютеров, так как к каждому новому абоненту необходимо ввести отдельную линию.

Активная звезда - в центре сети содержится компьютер, который выступает в роли сервера.

Пассивная звезда - в центре сети с данной топологией содержится не компьютер, а концентратор, или коммутатор, что выполняет ту же функцию, что и повторитель. Он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи. Все пользователи в сети равноправны.

При топологии типа кольцо все компьютеры подключаются к линии, замкнутой в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер (Рис.16).



Рисунок 16 - Алгоритм передачи в топологии кольцо

Передача информации в такой сети происходит следующим образом. Маркер (специальный сигнал) последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, которому требуется передать данные. Получив маркер, компьютер создает так называемый "пакет", в который помещает адрес получателя и данные, а затем отправляет этот пакет по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя.

После этого принимающий компьютер посылает источнику информации подтверждение факта получения данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

Преимущества топологии типа кольцо состоят в следующем:

- Пересылка сообщений является очень эффективной, т.к. можно отправлять несколько сообщений друг за другом по кольцу. Т.е. компьютер, отправив первое сообщение, может отправлять за ним следующее сообщение, не дожидаясь, когда первое достигнет адресата.

- Протяженность сети может быть значительной. Т.е. компьютеры могут подключаться к друг к другу на значительных расстояниях, без использования специальных усилителей сигнала.

К недостаткам данной топологии относятся:

- Низкая надежность сети, так как отказ любого компьютера влечет за собой отказ всей системы.

- Для подключения нового клиента необходимо отключить работу сети.

- При большом количестве клиентов скорость работы в сети замедляется, так как вся информация проходит через каждый компьютер, а их возможности ограничены.

- Общая производительность сети определяется производительностью самого медленного компьютера.

При топологии типа общая шина все клиенты подключены к общему каналу передачи данных. При этом они могут непосредственно вступать в контакт с любым компьютером, имеющимся в сети.

Передача информации в данной сети происходит следующим образом. Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети. Однако информацию принимает только тот компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу данных.

Преимущества топологии общая шина:

- Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру.

- Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга. Т.е. при подключении нового абонента нет необходимости останавливать передачу информации в сети.

- Построение сетей на основе топологии общая шина обходится дешевле, так как отсутствуют затраты на прокладку дополнительных линий при подключении нового клиента.

- Сеть обладает высокой надежностью, т.к. работоспособность сети не зависит от работоспособности отдельных компьютеров.

К недостаткам топологии типа общая шина относятся:

- Низкая скорость передачи данных, т.к. вся информация циркулирует по одному каналу (шине).

- Быстродействие сети зависит от числа подключенных компьютеров. Чем больше компьютеров подключено к сети, тем медленнее идет передача информации от одного компьютера к другому.

- Для сетей, построенных на основе данной топологии, характерна низкая безопасность, так как информация на каждом компьютере может быть доступна с любого другого компьютера.

Самым распространенным типом сети с топологией общая шина является сеть стандарта Ethernet со скоростью передачи информации 10 - 100 Мбит/сек.

На практике при создании ЛВС организации могут одновременно использоваться сочетание нескольких топологий. Например, компьютеры в одном отделе могут быть соединены по схеме звезда, а в другом отделе по схеме общая шина, и между этими отделами проложена линия для связи.

1.5 Сетевые технологии

Сетевая технология -- это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств (например, сетевых адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточный для построения вычислительной сети. Эпитет «достаточный» подчеркивает то обстоятельство, что этот набор представляет собой минимальный набор средств, с помощью которых можно построить работоспособную сеть. Возможно, эту сеть можно улучшить, например, за счет выделения в ней подсетей, что сразу потребует кроме протоколов стандарта Ethernet применения протокола IP, а также специальных коммуникационных устройств -- маршрутизаторов. Улучшенная сеть будет, скорее всего, более надежной и быстродействующей, но за счет надстроек над средствами технологии Ethernet, которая составила базис сети.

Термин «сетевая технология» чаще всего используется в описанном выше узком смысле, но иногда применяется и его расширенное толкование как любого набора средств и правил для построения сети, например, «технология сквозной маршрутизации», «технология создания, защищенного канала», «технология IP-сетей».

Протоколы, на основе которых строится сеть определенной технологии (в узком смысле), специально разрабатывались для совместной работы, поэтому от разработчика сети не требуется дополнительных усилий по организации их взаимодействия. Иногда сетевые технологии называют базовыми технологиями, имея в виду то, что на их основе строится базис любой сети. Примерами базовых сетевых технологий могут служить наряду с Ethernet такие известные технологии локальных сетей как, Token Ring и FDDI, или же технологии территориальных сетей Х.25 и frame relay. Для получения работоспособной сети в этом случае достаточно приобрести программные и аппаратные средства, относящиеся к одной базовой технологии -- сетевые адаптеры с драйверами, концентраторы, коммутаторы, кабельную систему и т. п., -- и соединить их в соответствии с требованиями стандарта на данную технологию.

1.6 Кабели применяемые в локальных сетях

За время развития локальных сетей появилось достаточно много видов кабелей, и все они - результат все более усложняющихся требований стандартов. Некоторые из них уже ушли в прошлое, а некоторые только начинают применяться, и благодаря им появилась возможность осуществить так необходимую нам высокую скорость передачи данных.

Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель - один из первых проводников, использовавшихся для создания сетей. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, заключенного в толстую изоляцию, медной или алюминиевой оплетки и внешней изолирующей оболочки коаксиальный кабель.

Рисунок 17 - Коаксиальный кабель

Для работы с коаксиальным кабелем используется несколько разъемов разного типа:

- BNC-коннектор. Устанавливается на концах кабеля и служит для подключения к T-коннектору и баррел-коннектору.

Рисунок 18 - BNC-коннектор

- BNC T-коннектор. Представляет собой своего рода тройник, который используется для подключения компьютера к основной магистрали. Его конструкция содержит сразу три разъема, один из которых подключается к разъему на сетевой карте, а два других используются для соединения двух концов магистрали.



Рисунок 19 - BNC T-коннектор

- BNC баррел-коннектор. С его помощью можно соединить разорванные концы магистрали или доточить часть кабеля для увеличения радиуса сети и подключения дополнительных компьютеров и других сетевых устройств.

Рисунок 20 - BNC баррел-коннектор

- BNC-терминатор. Представляет собой своего рода заглушку, которая блокирует дальнейшее распространение сигнала. Без него функционирование сети на основе коаксиального кабеля невозможно. Всего требуется два терминатора, один из которых должен быть обязательно заземлен.

Рисунок 21 - BNC-терминатор

Коаксиальный кабель достаточно подвержен электромагнитным наводкам. От его использования в локальных компьютерных сетях уже давно отказались.

Коаксиальный кабель стал в основном применяться для передачи сигнала от спутниковых тарелок и прочих антенн. Вторую жизнь коаксиальный кабель получил в качестве магистрального проводника высокоскоростных сетей, в которых совмещается передача цифровых и аналоговых сигналов, например, сетей кабельного телевидения.

Витая пара.

Витая пара в настоящее время является наиболее распространенным кабелем для построения локальных сетей. Кабель состоит из попарно перевитых медных изолированных проводников. Типичный кабель несет в себе 8 проводников (4 пары), хотя выпускается и кабель с 4 проводниками (2 пары). Цвета внутренней изоляции проводников строго стандартны. Расстояние между устройствами, соединенными витой парой, не должно превышать 100 метров.

В зависимости от наличия защиты - электрически заземленной медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, существуют разновидности витой пары:

- Unshielded twisted pair (UTP, незащищенная витая пара). Кроме проводников с собственной пластиковой защитой никаких дополнительных оплеток или проводов заземления не используется

Рисунок 22 - Unshielded twisted pair

- Foiled twisted pair (F/UTP, фольгированная витая пара). Все пары проводников этого кабеля имеют общий экран из фольги

Рисунок23 - Foiled twisted pair

- Shielded twisted pair (STP, защищенная витая пара). В кабеле этого типа каждая пара имеет свою собственную экранирующую оплетку, а также присутствует общий для всех сеточный экран

Рисунок 24 - Shielded twisted pair

- Screened Foiled twisted pair (S/FTP, фольгированная экранированная витая пара). Каждая пара этого кабеля находится в собственной оплетке из фольги, и все пары помещены в медный экран

Рисунок 25 - Screened Foiled twisted pair

- Screened Foiled Unshielded twisted pair (SF/UTP, незащищенная экранированная витая пара). Характеризуется двойным экраном из медной оплетки и оплетки из фольги

Рисунок 26 - Screened Foiled Unshielded twisted pair

Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 до CAT7. Чем категория выше, тем более качественный кабель и тем лучшие показатели он имеет. В локальных компьютерных сетях стандарта Ethernet используется витая пара пятой категории (CAT5) с полосой частот 100 МГц. При прокладке новых сетей желательно использовать усовершенствованный кабель CAT5e с полосой частот 125 МГц, который лучше пропускает высокочастотные сигналы.

Для работы с кабелем витая пара используется разъем типа 8P8C (8 Position 8 Contact), называемый RJ-45 - коннектор RG-45

Оптоволоконный кабель.

Оптоволоконный кабель - самая современная среда передачи данных. Он содержит несколько гибких стеклянных световодов, защищенных мощной пластиковой изоляцией. Скорость передачи данных по оптоволокну крайне высока, а кабель абсолютно не подвержен помехам. Расстояние между системами, соединенными оптоволокном, может достигать 100 километров.

Рисунок 27 - Оптоволоконный кабель

Различают два основных типа оптоволоконного кабеля - одномодовый и многомодовый. Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле. Для обжима оптоволоконного кабеля используется множество разъемов и коннекторов разной конструкции и надежности, среди которых наибольшую популярность получили SC, ST, FC, LC, MU, F-3000, E-2000, FJ и другие коннекторы для оптоволокна. Применение оптоволокна в локальных сетях ограничено двумя факторами. Хотя сам оптический кабель стоит относительно недорого, цены на адаптеры и другое оборудование для оптоволоконных сетей достаточно высоки. Монтаж и ремонт оптоволоконных сетей требует высокой квалификации, а для оконцовки кабеля нужно дорогостоящее оборудование. Поэтому оптоволоконный кабель применяется в основном для объединения сегментов больших сетей, высокоскоростного доступа в интернет (для провайдеров и крупных компаний) и передачи данных на большие расстояния.

В проводной сети кабель используется для создания соответствующей физической среды для передачи данных. При этом часто бывает, что очередной сетевой стандарт подразумевает использование своего кабеля.

Таким образом, существует несколько типов кабелей, основными из которых являются кабель на основе витой пары, коаксиальный и оптоволоконный кабели.

Опять же, сетевой стандарт требует от кабеля определенных характеристик, от которых напрямую зависит скорость и защищенность сети.

В связи со всем вышеперечисленным основными отличительными параметрами кабеля являются следующие:

- частотная полоса пропускания;

- диаметр проводников;

- диаметр проводника с изоляцией;

- количество проводников (пар);

- наличие экрана вокруг проводника (проводников);

- диаметр кабеля;

- диапазон температур, при котором качественные показатели находятся в норме;

- минимальный радиус изгиба, который допускается при прокладке кабеля;

- максимально допустимые наводки в кабеле;

- волновое сопротивление кабеля;

- максимальное затухание сигнала в кабеле.

Все эти параметры входят в понятие категории кабеля. Например, кабель на основе витой пары бывает пяти разных категорий. В этом случае чем выше категория, тем лучше показатели кабеля, тем больше у него пропускная способность.

1.7 Соединение сетей и маршрутизация

Маршрутизация (Routing) -- процесс определения маршрута следования пакетов. Маршруты могут задаваться непосредственно администратором (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Процесс маршрутизации в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами -- маршрутизаторами. В дополнение к маршрутизации маршрутизаторы осуществляют и коммутацию каналов/сообщений/пакетов/ячеек, так же и коммутатор компьютерной сети выполняет маршрутизацию (определение на какой порт отправить пакет на основании таблицы MAC адресов), а называется в честь основной его функции -- коммутации. Слово маршрутизация означает передачу информации от источника к приёмнику через объединенную сеть. При этом, хотя бы один раз необходимо преодолеть разветвление сети.

Маршрутизация состоит из двух основных составляющих. Определение оптимального маршрута между источником и приёмником информации, и передача информации по сети. Последняя функция называется коммутацией.

Определение маршрута основывается на различных показателях, вычисленных на основе одной переменной, например, длины маршрута или комбинациях переменных. Алгоритмы маршрутизации высчитывают показатели маршрута для определения оптимального пути к пункту назначения.

Для облегчения процесса определения маршрута алгоритмы маршрутизации инициализируют и поддерживают таблицы маршрутизации, в которых содержится маршрутная информация. Маршрутная информация изменяется в зависимости от используемого алгоритма маршрутизации.

Алгоритмы маршрутизации заполняют маршрутные таблицы необходимой информацией. Комбинации сообщают маршрутизатору, что пункт назначения может быть достигнут кратчайшим путем при отправке пакета в определенный маршрутизатор на пути к конечному пункту назначения. При приеме поступающего пакета маршрутизатор проверяет адрес пункта назначения и пытается ассоциировать этот адрес со следующей пересылкой.

Рисунок 28 - Алгоритм маршрутизации

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ МОУ СОШ

2.1 Характеристика объекта

Школа №15 находится по улице Чернышевского 19. В школе находится 30 учебных кабинетов, в том числе - оборудованные кабинеты физики, химии, биологии, истории, ОБЖ, иностранного языка, технологии (с полноценным кухонным оборудованием), кабинет информатики и ИКТ, библиотека (с фондом более 36 тыс книг), спортивный зал и стадион, актовый зал, медицинский и процедурный кабинеты, столовая на 150 мест (питание учащихся осуществляется на договорной основе с комбинатом школьного питания).

Приобретение нового компьютерного и мультимедийного оборудования, повышение эффективности его использования играют большую роль в развитии информационной и обучающей среды образовательного учреждения - создание рабочих мест учителя, оборудованных современными компьютерными и мультимедийными средствами (кабинеты информатики, физики, биологии, истории, ОБЖ, 2 иностранного языка, 4 кабинета начальных классов, математики, 3 кабинета русского языка, мультимедийный кабинет, 2 демонстрационных кабинета, оснащенных компьютерной техникой для проведения уроков учителями-предметниками).

2.2 Функциональная схема локальной вычислительной сети

Рисунок 29 - Принцип функционирования сети

Применяемое оборудование и их количество:

- Персональные компьютеры (35);

- Ноутбуки (14);

- Маршрутизатор Linksys модель - WRT54GL (1);

- Маршрутизатор D-Link модель - DIR300 (2);

- Маршрутизатор TP-Link модель - TL-WR841N (10);

- Коммутатор D-Link модель - DES-1008d (4);

- Бухта кабель UTP 4 пары 300 метров (2);

- Коннекторы RJ - 45.

Более подробное описание работы каждого элементы сети находится в пункте 2.4.

2.3 Планирование структуры сети

При выборе типа сети приходилось учитывать многие факторы, а именно главные и решающие из них стали:

ѕ Финансы выделенные на прокладывание сети и сетевое оборудование;

ѕ предположительная загруженность сети;

ѕ необходимость общего хранилища данных;

ѕ количество компьютеров работающих в сети;

ѕ компактное расположение пользователей;

ѕ глобальное расширение сети в будущем не потребуется;

ѕ вопрос защиты данных не критичен.

Исходя из вышеперечисленных факторов было принято решение о построении одноранговой сети с использованием беспроводных модулей.

Данная сеть исключает присутствие сервера. Поскольку каждый компьютер является одновременно и клиентом, и сервером, нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей, значит не необходимости включать его в сеть и тратить финансы и время.

Для объединения компьютеров в одноранговую сеть было достаточно только создать структуру сети (провести кабели или купить беспроводные точки доступа, поставить коммутаторы и другое оборудование). Компьютер подключаем к сети и настраиваем на использование ресурсов других систем. В свою очередь администратор каждого компьютера определяет, какие ресурсы локальной системы предоставляются в общее пользование и с какими правами.

При установке одноранговой сети, дополнительного программного обеспечения не потребовалось.

Удобность одноранговой сети характеризуется рядом стандартных решений:

- компьютеры расположены на рабочих столах пользователей;

- пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации.

2.4 Администрирование сети

Администратор сети - специалист, отвечающий за нормальное функционирование и использование ресурсов автоматизированной системы и (или) вычислительной сети.

Администрирование информационных систем включает следующие цели:

- Установка и настройка сети;

- Поддержка её дальнейшей работоспособности;

- Установка базового программного обеспечения;

- Мониторинг сети;

В связи с этим администратор сети должен выполнять следующие задачи:

- Планирование системы;

- Установка и конфигурация аппаратных устройств;

- Установка программного обеспечения;

- Установка сети;

- Установка и контроль защиты;

Установку и настройку необходимо начинать с самого начала сети, в данном случае с настройки главного маршрутизатора, он же DHCP сервер. Для этой роли был выбран маршрутизатор Linksys модель - WRT54GL.

Рисунок 30 - Linksys WRT54GL

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети. Его использование позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Как правило, сервер DHCP предоставляет клиентам по меньшей мере основные сведения:

- IP-адрес

- Маска подсети

- Основной шлюз

Однако предоставляются и дополнительные сведения, такие как адреса серверов DNS и WINS. Системный администратор настраивает на сервере DHCP параметры, которые передаются клиенту.

Для настройки необходимо подключить кабель интернета в порт “INTERNET” (он же WAN - порт), а кабель идущий к компьютеру в порт “LAN”. После этого необходимо зайти в любой интернет браузер на компьютере подключенному к маршрутизатору и в строке адреса прописать “192.168.0.1” или “192.168.1.1”, после чего появится запрос авторизации, логин и пароль можно посмотреть на роутере (обычно снизу на наклейке), либо в документации роутера идущей в комплекте (в основном на всех роутерах логин - “admin”, пароль - “admin”). Далее в зависимости от вашего провайдера выставляется тип подключения WAN.

Основные типы подключения WAN:

- Динамический IP;

- Статический IP;

- PPPOE;

- PPTP/Russia PPTP;

- L2TP.

В нашем случае провайдер “Центр информационных технологий”, в котором осуществляется статическое подключение, значит необходимо заполнить соответствующие поля. После того как прописаны IP адреса, маска, шлюз и DNS сервера, необходимо настроить DHCP. Для этого в одноименном разделе включаем функцию DHCP и прописываем диапазон IP адресов которые будут раздаваться клиентам задействованных в сети. Например: 192.168.1.50 - 192.168.1.150

После этих настроек наш главный маршрутизатор (DHCP сервер) готов к работе.

Рисунок 31 - Результат настройки маршрутизатора Linksys

После настройки главного маршрутизатора, для удобности, необходимо настроить остальные маршрутизаторы (они будут работать как точки доступа, а именно будут передавать информацию с главного маршрутизатора на компьютеры по сети wifi или по кабелю), они будут сразу после всех необходимых настроек подключены к коммутаторам и компьютерам.

Первым делом настраиваем маршрутизаторы D-Link модель DIR-300. Для того чтобы зайти в меню настроек данных маршрутизаторов, необходимо провести такие же действия, какие были необходимы для входа в меню настроек главного маршрутизатора, а именно необходимо зайти в любой интернет браузер на компьютере подключенному к маршрутизатору и в строке адреса прописать “192.168.0.1” или “192.168.1.1”, после чего появится запрос авторизации, логин и пароль можно посмотреть на роутере (обычно снизу на наклейке), либо в документации роутера идущей в комплекте (в основном на всех роутерах логин - “admin”, пароль - “admin”). После этого настраивается тип интернет соединения. Так как у нас уже настроен выход в интернет на главном маршрутизаторе, то выбираем тип подключения - статический IP. Это значит, что маршрутизатор будет принимать все адреса и передавать дальше полученные от главного маршрутизатора.

Рисунок 32 - Настройка интернет соединения на D-Link DIR300

Функцию DHCP необходимо отключить, так как в роли DHCP сервера выступает наш главный маршрутизатор. В пункте “IP маршрутизатора” для удобности дальнейшего управления выставляем IP адрес по номеру кабинета, в котором будет находится сам роутер. Количество маршрутизаторов D-Link DIR300 - 2, будут они находится в кабинетах номер 4 и 13, значит их IP адреса буду выглядеть следующим образом - “192.168.1.4” и “192.168.1.13”. Если в дальнейшем нам будет их необходимо перенастроить, то мы сможем зайти в меню настроек с любого компьютера введя их IP адрес в адресную строку браузера и пройти после этого соответствующую авторизацию.



Рисунок 33 - Пример настройки IP адреса на роутере, который будет находиться в кабинете номер 4

Так как данная сеть смешанного типа (проводная и беспроводная), то на маршрутизаторах обязательно настраивается wifi, а именно устанавливается парольная защита и изменяется имя сети на номер кабинета в каком находится сам маршрутизатор.

В разделе “Настройка беспроводной сети” прописываем имя сети wifi одноименное номеру кабинета, далее выбираем режим безопасности “wpa/wpa2psk” и вводим пароль на саму сеть wifi.

Рисунок 34 - Пример настройки wifi на маршрутизаторе находящимся в кабинете номер 4

После всех этих настроек маршрутизатор готов к работе в нашей сети.

Следующим этапом настраиваются остальные маршрутизаторы фирмы TP-LINK TL-WR841N. Вход в настройки роутера аналогичный что и у маршрутизаторов описанных ранее, а именно в любом браузере в строке адреса прописать “192.168.0.1” или “192.168.1.1”, после чего пройти авторизацию. Настройка проходит по тому же плану как и у вышеописанного D-Link DIR300.

Отключаем функцию DHCP, так как у нас имеется DHCP сервер.

Рисунок 35 - Настройка DHCP на роутере TP-LINK TL-WR841N

Устанавливаем тип подключения WAN - Динамический IP.

Рисунок 36 - Настройка типа WAN на роутере TP-LINK TL-WR841N

В настройках LAN устанавливаем IP адрес одноименно номеру кабинета в котором будет стоять роутер.



Рисунок 37 - Настройка IP адреса роутера TP-LINK TL-WR841N

В настройках беспроводной сети вписываем имя самой сети wifi одноименное номеру кабинета в котором находится роутер. Затем выбираем тип защиты беспроводной сети, а именно WPA-PSK/WPA2-PSK и вводим пароль защиты.

Рисунок 38 -Название беспроводной сети на роутере TP-LINK TL-WR841N



Рисунок 39 - Создание пароля WIFI на роутере TP-LINK TL-WR841N

После всех проведенных настроек на роутерах TP-LINK TL-WR841N, они готовы к работе в нашей сети. компьютерный сеть локальный кабель

Когда все элементы нашей сети настроены, можно начать подключение сети. Подключение устройств желательно начинать с самого первого элемента сети ввиду удобства. Первым устройством является главный маршрутизатор, как описывалось ранее кабель интернета подключается в порт INTERNET или WAN порт, а кабель идущий далее (В нашем случае на концентратор) подключается в порт LAN.

Рисунок40 - Подключенный в сеть главный маршрутизатор

Следующий элемент нашей сети - это концентратор. Подключение кабеля идущего от главного маршрутизатора и подключение кабелей идущих к следующим элементам нашей сети (концентраторам распределенным по этажам) безразлично к какому порту будут подключены. Это связано с тем, что концентратор не программируемый. Аналогично и со следующими концентраторами.

Рисунок 41 - Подключенный в сеть концентратор

Так как маршрутизаторы настроены как точки доступа, а именно как описано ранее отключен DHCP, а тип подключения стоит динамический IP, то кабель идущий от концентраторов и главного маршрутизатора подключается так же как и кабель идущий на следующие элементы сети (либо следующий маршрутизатор, либо компьютер) в LAN порт.

После всех действий наша сеть готова к работе, остается подключение компьютеров (по кабелю от точек доступа) и ноутбуков (по беспроводной сети).

Рисунок 42 - Рабочая группа компьютеров школы

2.5 Защита информации в сети

Руководство школ по законам 139-ФЗ и 436-ФЗ "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию" обязано оградить учеников от опасных интернет - ресурсов (порнография, наркотики, экстремизм). Это необходимо как самим детям, психика которых только формируется, так и администрации школы - за невыполнение закона могут последовать санкции со стороны прокуратуры. Поэтому необходимо организовать в школе защиту от вредоносных и запрещенных для посещения детям сайтов. Выбором стала контентная фильтрация от SkyDNS.

Система контентной фильтрации SkyDNS используется не только в школах. Подключая высокие технологии, заключения экспертов и уведомления пользователей, собиралась база из нескольких миллионов сайтов, разбитых на 50 категорий, позволяющих индивидуально настроить параметры фильтрации.

Для особо ответственных случаев (маленькие дети, прокурорская проверка) предусмотрен специальный режим работы фильтра, при котором блокируется доступ к любым ресурсам, кроме доверенных сайтов из белого списка.

Кроме того, поддерживается специальная поисковая система poisk.skydns.ru, которая дополнительно фильтрует все поисковые запросы, повышая безопасность детей. Регулярно отслеживаются списки Министерства Юстиции, чтобы поддерживать черные списки в актуальном состоянии.

Рисунок 43 - Безопасный поиск SKYDNS

SkyDNS - это настоящее "облачное" решение, которое работает как веб-сервис, блокируя доступ к опасным сайтам еще до реального обращения к их ресурсам.

В большинстве случаев не приходится ставить никакое ПО на компьютеры учеников. Все, что потребуется - настроить параметры сети интернет-шлюза, и указать категории для блокировки на сайте.

Кроме того, SkyDNS имеет небольшую себестоимость. Стоимость годовой подписки на услуги фильтрации составляет всего лишь 300 рублей за компьютер.

Для того, чтобы начать использовать сервис DNS-фильтрации SkyDNS необходимо:

- определить какие настройки фильтрации требуются -- одинаковые или различные для каждого компьютера (группы компьютеров). В нашем случае настройки фильтрации одинаковые;

- выяснить какой внешний IP адрес предоставил провайдер -- статический или динамический. Как сказано ранее, провайдер школы предоставляет статический IP адрес;

- определить каким образом получают сетевые настройки компьютеры (по DHCP или прописаны вручную). В сеть включен DHCP сервер, значит прописывать адреса вручную не приходится (смотри пункт 2,4).

- привязать внешний статический IP адрес к профилю в аккаунте SkyDNS;

- использовать для разрешения внешних DNS-имен DNS-сервер SkyDNS 193.58.251.251.

Предлагается специальное решение, школьный фильтр SkyDNS, получивший высшую награду Gold Parental Control лаборатории AntiMalware.ru. Интернет-фильтр продемонстрировал результаты, сравнимые с показателями лидера - разработками Лаборатории Касперского.



Рисунок 44 - Пример блокировки вредоносного сайта фильтром.

3. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ОБЬЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

3.1 Расчет стоимости основных и расходных материалов

Для определения стоимости монтажа локальной сети необходимо рассчитать трудоемкость.

Трудоемкость - это затраты рабочего времени на производство единицы продукции в натуральном выражении и на всех этапах выполняемой работы.

Трудоемкость для каждого операционного перехода представлена в таблице 1

Таблица 1 - Трудоемкость на операционных переходах

Наименование операции	Трудоемкость, мин
Подготовительная	60
Заготовительная	60
Монтажная	120
Установочная	450
Укладочная	120
Контрольная	60
Настроечная	120
Итого:	990

Исходя из таблицы 1, видно, что общая трудоемкость по всем операционным переходам составляет 990 минут.

В данном дипломном проекте состав материальных затрат может быть определен с учетом некоторых особенностей, касающихся прокладки локальной сети. Штат работников объединяется под единым названием затрат.

В качестве исходной информации для определения суммы всех затрат Сбком, руб., необходимо использовать формулу:

,

где М - затраты на материалы;

ОЗП - основная заработная плата специалистам, участвующим в разработке программы;

ДЗП - дополнительная заработная плата специалистам, участвующим в разработке программы;

ЕСН - единый социальный налог;

СО - затраты, связанные с работой оборудования (амортизация);

ОХР - общехозяйственные затраты;

КЗ - внепроизводственные (коммерческие) расходы.

Все оборудование, используемое при выполнении монтажных работ, представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Ведомость затрат на основные и расходные материалы, комплектующие изделия и малоценные инструменты.

Наименование Материалов	Единица измерения	Цена за единицу измерения, руб.	Количество, шт.	Сумма, руб.
Кабель UTP 5Е	м	10	600	6000
Рулетка Stayer	шт	150	1	150
Разъем RG-45	шт	3	100	300
Обжимной инструмент HT-336А	шт	500	1	500
Интсрумент для зачистки кабеля HT-322	шт	450	1	450
Отвертка крестовая ОРК-2/08 ГОСТ 5264-10006	шт	170	1	170
Наименование Материалов	Единица измерения	Цена за единицу измерения, руб.	Количество, шт.	Сумма, руб.
Маркер ГОСТ 9198-93	шт	30	1	30
Сверло 60x120 победитовое	шт	50	4	200
Маршрутизатор Linksys WRT54GL	шт	3000	1	3000
Маршрутизатор D-link DIR-300	шт	700	2	1400
Маршрутизатор TP-Link TL-WR841N	шт	1000	10	10000
Коммутатор D-link DES-1008D	шт	700	4	2800
Итого:	25000

Объем материальных затрат на изделие М, руб., рассчитывается по формуле:

,

где рi - вид i материала в соответствие количеству;

qi - стоимость удельной единицы i материала.

Объем материальных затрат по формуле (3.2) получается:

3.2 Расчет заработной платы

Расчет основной заработной платы осуществляется на основе разработанного технологического процесса производимой работы, которая должна включать в себя информацию:

? о последовательности и содержании всех выполняемых видов работ;

? о квалификации работников, привлеченных к выполнению тех или иных видов работ на всех производственных этапах (переходах, операциях);

? о трудоемкости выполнения всех видов работ;

? о технической оснащенности рабочих мест при выполнении работ на всех её этапах.

Оклад работника за час работы вычисляется по формуле:

,

где - заработная плата рабочего в месяц;

ТР - фонд рабочего времени в месяц, принимается равным 176 часов.

Тарифная ставка работника пятого разряда составляет 5150 (руб/мес.)

Тарифная ставка работника за час работы по формуле (2.3) получается:

(руб.)

Основная заработная плата, ОЗП, руб., определяется по формуле:

,

Где Зпробщ - прямая заработная плата.

КОЗП - повышающий справочный коэффициент, его значение определяется на основе повышающих процентных ставок относительно прямых затрат на выплату заработной платы работника. Повышающие процентные ставки рекомендуется выбирать в интервале от 20% до 40%, в данной работе выбирается процентная ставка 30%, или Козп = 0,3.

Для определения прямой заработной платы по переходам определяется общая сумма прямой заработной платы по формуле:

, (3.5)

где Зпр.i - прямая заработная плата на i-ом переходе.

Зпр рассчитывается по формуле (3.6):

где Oм- оклад работника в час;

T - время операции;

Д-фонд рабочего времени в месяц, 176 часов

t- рабочее время в сутки

Зпр рассчитывается по формуле (3.6).

Для подготовительной:

(руб.)

Для заготовительной:

(руб.)

Для монтажной:

(руб.)

Для установочной:

(руб.)

Для укладочной:

(руб.)

Для контрольной:

(руб.)

Для настроечной:

(руб.)

Заработная плата по переходам рассчитывается по формуле(3.5):

(руб.)

Основная заработная плата по формуле (3.4) получается:

(руб.)

Общий расчет основной заработной платы, исходя из квалификации и оклада работника, представлен в таблице 3.

Таблица 3- Расчет основной заработной платы

Наименование операции	Оперативное время,мин.	Квалификация работника (категория, разряд)	Оклад работника, руб./час.	Фактические затраты по операциям, руб.
Подготовительная	60	5	29,26	219
Заготовительная	60	5	29,26	219
Монтажная	120	5	29,26	438
Установочная	450	5	29,26	1645
Укладочная	120	5	29,26	438
Контрольная	60	5	29,26	219
Настроечная	120	5	29,26	438
Итого:	540			3616
Поправочный коэффициент =0,30	1084,8
Итого: ОЗП с учетом поправочного коэффициента	4700,8

Дополнительная заработная плата - это фактические надбавки для стимулирования работника выполнять свою работу вовремя, перевыполнять план, работать качественно. Сюда следует включать премиальные вознаграждения и т.п. Дополнительная заработная плата, ДЗП, руб., рассчитывается по формуле:

...