Модернизация локальной вычислительной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Постановка задачи дипломного проектирования

1.1 Анализ предпроектной ситуации

1.2 Техническое задание

2. Проектирование объекта

2.1 Аналитическая часть

2.2 Проектная часть

3. Разработка компонентов объекта

3.1 Проектная часть

Список используемой литературы

Аннотация

Введение

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров, и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети, от малых локальных сетей в офисах, до глобальных сетей типа Internet.

Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, Е - Маil писем и прочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.

Поэтому необходимо разработать принципиальное решение вопроса по организации ИВС (информационно-вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного комплекса, отвечающего современным научно-техническим требованиям, с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест ( рабочих станций ) к единому каналу передачи данных.

Псковский завод «Автоэлектроарматура» - одно из самых крупных и стабильно работающих предприятий области. ОАО «Автоэлектроарматура» является одним из основных поставщиков автоэлектрооборудования таким заводам, как ВАЗ, ГАЗ, ЗИЛ, БелАЗ, КамАЗ, изделия которых получили широкую известность. Кроме того, поставка комплектующих производится на конвейеры «UZ DAEWOO AUTO» и «ZAZ-DAEWOO». Продукция этого предприятия стала известна и на мировом рынке, более 30 стран получают наши изделия, в том числе автосборочные заводы AUDI, FORD, VOLKSWAGEN, WOLWO.

Для развития и совершенствования ОАО «АВАР» применяются современные компьютерные технологии, позволяющие поддерживать степень информационно-технического обеспечения на высоком уровне. Без ЛВС основная часть работы на предприятии была бы в полной степени не невозможной, так как здания предприятия раскиданы по территории и нуждаются в подключении их в единую ЛВС.

С помощью предложенной системы связи и передачи данных будет возможным удовлетворять всем возложенным на неё задачам. А именно: обеспечению безошибочного информационного обмена данными между рабочими станциями, также позволит повысить производительность труда сотрудников, сократить время на получение и обработку информации, уменьшить объём бумажного документооборота внутри предприятия. Наряду с этими требованиями система связи и передачи данных будет обеспечивать должный уровень защиты информации, не допускающей её искажения, или утечки.

1. Постановка задачи дипломного проектирования

1.1 Анализ предпроектной ситуации

На данный момент локальная вычислительная сеть завода ОАО «АВАР» организована следующим образом: Рабочие станции разных конфигураций общим количеством 38 штук были объединены в локальную вычислительную сеть и находились в одном здании (9 этажей), используя смешанную топологию звезда-звезда. В качестве среды передачи данных использовалась технология Fast Ethernet, которая обеспечивала скорость передачи данных 100Мбит/сек.

Конфигурация рабочих станций:

· процессор - Intel Pentium III 800 MHz;

· ОЗУ - DDR 256 MB 333MHz;

· жесткий диск - IDE 40 - 60 Gb;

· дисковые накопители - Floppy drive 3.5” 1,44Mb;

· ОС - Microsoft Windows 98.

В главном девяти этажном здании в качестве устройства для организации сетевого доступа использовались коммутаторы D-Link на 8, 16, 24 порта, которые обеспечивали скорость передачи данных 100Мбит/сек, в нем же находятся 3 сервера (Internet-севера, File - сервер и БД сервер). В качестве системы безопасности установлена антивирусная программа Kaspersky Internet Security 7.0 который обеспечивает высокий уровень безопасности данных. Также использовались 10 сетевых принтера.

Задачи, стоящие перед работниками отделов можно отметить такие, как составление бухгалтерской отчётности, обеспечение доступа пользователей к базе внутренних руководящих документов (приказы, инструкции), совместное использование корпоративных БД (пакет 1С), работу с пакетами коммуникационных программ (для выхода в сеть Internet, работы с электронной почтой).

С информационной точки зрения все перечисленные задачи представлялись как работа на специальном программном обеспечении, в основе которого лежит принцип использования баз данных.

Развитие такого крупного завода как «АВАР» без применения средств вычислительной техники казалась бы просто невозможной. Поэтому вычислительная техника является основным инструментом для реализации поставленных перед отделением задач.

Данная система полностью справлялась с поставленными задачами стоящими перед предприятием и ее сотрудниками, но в связи с быстрым ростом предприятия и возникшими новыми задачами (доступ пользователей к базе документов ОТК и обмен информацией между цехами и главным зданием) и не стоящих на месте конкурентов ситуация изменилась в отрицательную сторону. Для исправления возникшей ситуации требуется модернизация существующей локально вычислительной сети ОАО «АВАР». Модернизация заключается в добавлении к уже существующей ЛВС целого ряда рабочих мест расположенных в цехах здания предприятия, которые разбросаны по территории данного предприятия.

Краткий обзор методов решения разработки ЛВС

Для построения новых и оптимизации старых локальных сетей могут быть использованы различные методы:

· метод прямого подбора

В этом методе говориться о выборе необходимого сетевого оборудования, из прайс-листов компьютерных магазинов или салонов исходя из необходимых критериев (цена-качество).

· метод подключения учёных к проекту разработки сети.

В этом методе говориться, что сеть разрабатывается учёными. Они просчитывают необходимые параметры сети, проводят все возможные анализ и исследования, обосновывают свой выбор вариантов разработки.

· фирмы-разработчики, предлагающие услуги по разработке сети.

В этом методе говориться о проекте модернизации сети, которая разрабатывается фирмой-подрядчиком, предоставляющей услуги по разработки. Закупка оборудования, монтаж, установка, настройка производится фирмой.

· численные методы.

В этом методе говориться о расчете распределения интервалов между заявками выходящего потока (для звеньев сети).

· метод математического моделирования.

В этом методе говориться о математическом анализе сети. Расчёт всех возможных параметров сети, главным из которых является расчёт информационных потоков.

· метод имитационного моделирования.

В этом методе говориться о исследовании сети с помощью специальных программных продуктов - средств имитационного моделирования, которые представляют модель сети, с наложенной на них картой информационных потоков, статистикой загрузки сетевого оборудования и многих других параметров сети.

1.2 Техническое задание

Модернизация ЛВС завода ОАО «АВАР» предназначена для: сокращения время на получение и обработку информации, выполнения точных и полных анализов данных, обеспечение полученных любых форм отчетов по итогам работы, быстрого обмена информацией между цехами завода и главным зданием (ОТК), управление производством и увеличения производительности труда персонала за счет более эффективного и экономичного использования ресурсов компьютеров и информационного обеспечения.

Завод ОАО «АВАР» специализируется производстве электрооборудования легковых и грузовых автомобилей, автобусов, тракторов. Спектр выпускаемых изделий велик (всего около 350 наименований продукции) и включает в себя:

· малогабаритные реле;

· электронные реле;

· кнопочные выключатели и переключатели;

· монтажные блоки реле и предохранителей.

Предприятие постоянно наращивает темпы производства, занимаясь его модернизацией, уделяет большое внимание качеству выпускаемой продукции, производство растет из года в год.

Предприятие имеет все виды производств и технологических процессов, необходимых для изготовления современного оборудования связи, включая цеха и участки механической обработки, штамповки, инструментальное, изготовления печатных плат, гальванических покрытий, литья и прессовки пластмасс, намотки, пайки, сборки и монтажа печатных плат, регулировки, контрольно-измерительных операций на автоматизированных местах, изготовления эксплуатационной документации, упаковки и транспортировки.

Требования к ЛВС

Главное требование к данной ЛВС, является выполнение ее основной функции - обеспечение пользователям (рабочим) потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров завода, объединенных в единую сеть. Все остальные требования - производительность, надежность, совместимость, управляемость и масшабируемость - связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

Функциональные требования

Проектируемая сеть должна обеспечивать выполнение следующих функций:

· организация файлового обмена между рабочими станциями;

· возможность работы с сетевыми базами данных;

· организация доступа в Интернет;

· обеспечение доступа к файловому серверу;

· обеспечение доступа к сетевым принтерам;

· работу с офисными приложениями: пакет 1С и правовыми системами;

· защита информации от несанкционированного доступа.

Технические требование

· Максимальная загрузка серверов не более 65% и скорость обмена с ними ни хуже 100 Мбит\с;

· Максимальная загрузка активного оборудования сети должно не превышать 60%;

· Скорость передачи по основным каналам связи ни хуже 100Мбит\с.

Требования к программному обеспечению ЛВС

Программное обеспечение (ПО) ЛВС должно обеспечить управление всеми информационными ресурсами ЛВС.

ПО ЛВС должно осуществлять:

· инвентаризацию-получение информации о состоянии аппаратных и программных средств, входящих в сеть;

· сбор статистики и мониторинг основных параметров производительности сети;

· скорости передачи пакетов, нагрузки, уровня ошибок и др.;

· управление при отказах сети;

· управление конфигурацией сети и рабочими характеристиками;

· управление доступом абонентов.

Требования к характеристикам надежности ЛВС

Сеть должна безотказно работать 24 часа в день и 7 дней в неделю. Неисправности и сбои должны быть скрыты и невидимы для конечного пользователя.

Требования к системе резервного копирования

Причины по которым происходит потеря информации:

· аварии аппаратуры и программного обеспечения -- 12%;

· ошибки персонала -- 75%;

· вирусы -- 10%;

· прочие причины (например, злой умысел) -- 3%.

Система резервного копирования должна:

· управлять резервным копированием во всей сети;

· удалять резервное копирование данных, содержащихся на серверах и рабочих станциях;

· выполнять резервное копирование по расписанию;

· производить перезапись информации на носителях резервных копий;

· обслуживание устройств резервного копирования по расписанию.

Требования к сетевой защите ЛВС

Сетевая защита должна иметь следующие элементы безопасности:

· антивирусная защита;

· межсетевой экран (брандмауэр);

· механизм фильтрации (firewall).

Должны быть реализованы следующие функции:

· блокировка портов при попытках несанкционированного доступа;

· прослушивание портов при тестировании и диагностировании под управлением администратора;

· распределение трафика между пользователями;

· ведение «чёрного» списка;

· кэширование;

· ограничение, блокировка и подключение пользователей.

Требования к системе бесперебойного питания основного оборудования ЛВС

Система должна обеспечить выполнение следующих функций:

· обеспечение электропитания центрального (основного) оборудования ЛВС при отсутствии внешнего питания;

· стабильность сети в электропитании;

· защита оборудования от импульсных помех и искажений внешней электросети;

· взаимодействие защищаемого устройства и системы защиты;

· поддержка питания в пределах номинальных значений.

2. Проектирование объекта

2.1 Аналитическая часть

Для решения поставленной задачи мы обратимся к математическому и имитационному моделированию. Другие методы нам не подходят такие как метод прямого подбора, метод подключения учёных и фирм-разработчиков т.к. это не инженерный подход и достаточно дорогостоящее мероприятие. А методы математического и имитационного моделирования нам подходят в полной степени, т.к. они отображают всю сущность модернизации сети на предприятии.

Рассмотрим описания методов математического и имитационного моделирования, применим их для новой модернизированной локальной вычислительной сети.

Метод математического моделирования.

Математическое моделирование разделяется на аналитическое и машинное моделирование.

При аналитическом моделировании результат получается в процессе раздумий, размышлений, умозаключений.

При машинном моделировании математическая модель создается и анализируется с помощью вычислительной техники. Машинное моделирование, в свою очередь, делится на: аналоговое и цифровое.

При аналоговом моделировании используются аналоговые вычислительные машины (АВМ) или специализированные аналоговые модели.

При цифровом моделировании используются цифровые ЭВМ. В этом случае математические величины представляются в цифровой форме (в двоичной системе счисления), значение переменной может изменяться только дискретно на некоторую конечную величину, а математические операции выполняются в течение определенного промежутка времени, длительность которого зависит от их сложности, необходимой точности, выбранного алгоритма и быстродействия компьютера.

Важнейшей особенностью данного метода состоит в возможности неограниченного накопления специализированных знаний без потери целостности взгляда на исследуемый объект.

Преимущества математического моделирования:

· Экономичность (сбережение ресурса реальной системы);

· Возможность моделирования гипотетических (т.е. не реализованных в натуре) объектов и процессов;

· Возможность изменения масштаба времени;

· Легкость многоаспектного анализа;

· Сжатие информации и ее единообразное представление;

· Отсутствие погрешности измерения.

Недостатки математического моделирования:

· Не может оперировать всеми необходимыми параметрами сетевого оборудования, которые позволят с максимальной достоверностью и точностью смоделировать ЛВС;

· Сложность математического описания вычислительных процессов ЛВС;

· Громоздкость вычислений для сложных моделей.

Метод имитационного моделирования.

Имитационное моделирование -- это метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. Такие модели представляют собой компьютерную программу, которая шаг за шагом воспроизводит события, происходящие в реальной системе. Применительно к вычислительным сетям их имитационные модели воспроизводят процессы генерации сообщений приложениями, разбиение сообщений на пакеты и кадры определенных протоколов, задержки, связанные с обработкой сообщений, пакетов и кадров внутри операционной системы, процесс получения доступа компьютером к разделяемой сетевой среде, процесс обработки поступающих пакетов маршрутизатором и т.д.

Можно выделить два вида имитации:

· Метод Монте-Карло (метод статистических испытаний);

· Метод имитационного моделирования (статистическое моделирование).

При имитационном моделировании сети не требуется приобретать дорогостоящее оборудование - его работы имитируется программами, достаточно точно воспроизводящими все основные особенности и параметры такого оборудования. Результатом работы имитационной модели являются собранные в ходе наблюдения за протекающими событиями статистические данные о наиболее важных характеристиках сети: временах реакции, коэффициентах использования каналов и узлов, вероятности потерь пакетов и т.п. Существуют специальные, ориентированные на моделирование вычислительных сетей программные системы, в которых процесс создания модели упрощен. Такие программные системы сами генерируют модель сети на основе исходных данных о ее топологии и используемых протоколах, об интенсивностях потоков запросов между компьютерами сети, протяженности линий связи, о типах используемого оборудования и приложений.

Программы имитационного моделирования сети используют в своей работе информацию о пространственном расположении сети, числе узлов, конфигурации связей, скоростях передачи данных, используемых протоколах и типе оборудования, а также о выполняемых в сети приложениях.

Системы имитационного моделирования обычно включают также набор средств для подготовки исходных данных об исследуемой сети - предварительной обработки данных о топологии сети и измеренном трафике. Эти средства могут быть полезны, если моделируемая сеть представляет собой вариант существующей сети и имеется возможность провести в ней измерения трафика и других параметров, нужных для моделирования. Кроме того, система снабжается средствами для статистической обработки полученных результатов моделирования.

Имитационное моделирование позволяет производить комплексную оценку оборудования и процессов (технологий, программного обеспечения), используемых в ЛВС. При этом воспроизводятся реальные процессы в обследуемом объекте, исследуются особые случаи, воспроизводятся реальные и гипотетические критические ситуации. Основным достоинством имитационного моделирования является реальная возможность проведения экспериментов с исследуемым объектом, не прибегая к физической реализации, что позволяет предсказать и предотвратить большое число неожиданных ситуаций в процессе эксплуатации, которые могли бы привести к неоправданным затратам при их устранении.

Преимущества имитационного моделирования:

· Возможность подмены процесса смены событий в исследуемой системе в реальном масштабе времени на ускоренный процесс смены событий в темпе работы программы. В результате за несколько минут можно воспроизвести работу сети в течение нескольких дней, что дает возможность оценить работу сети в широком диапазоне варьируемых параметров.

· Учитывает большое количество реальных деталей функционирования моделируемого объекта.

Недостатки имитационного моделирования:

· Сложность проведения экспериментов;

· Большой расход машинного времени;

· Малая точность вероятностных характеристик;

· Трудность получения обобщающих выводов и рекомендаций.

2.2 Проектная часть

Выбор имитационного пакета.

Существует достаточное множество систем моделирования таких как Netmaker, Prophesy, Optimal Perfomance, BONeS, CANE, NetCracker Pro.

Свой выбор остановим на имитационном пакете NetCracker Pro т.к. нам уже доводилось сталкиваться с этим имитационным пакетом на практических занятиях.

NetCracker Pro - система имитационного моделирования (фирмы NetCracker Technology). Позволяет анализировать работу сложных сетей, работающих на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи.

Исходя из перечисленных описаний систем моделирования остановим выбор на пакете имитационного моделирования NetCracker. Система имитационного моделирования NetCracker - это база данных с тысячами сетевых устройств, графическим интерфейсом, так же система позволяет анализировать работу сложных сетей, работающих на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи.

Анализ существующей ЛВС методом имитационного моделирования

Исследуем существующую сеть, согласно методике, изображенной в алгоритме на рисунке 2.2.

Рис.2.2. Общий алгоритм проектирования. Блок схема

Структура и план предприятия.

В данной структуре приведены отделы и рабочие группы предприятия, отображающие общую сущность работы предприятия в целом. Локальной вычислительной сетью объединены такие отделы как: отдел маркетинга, вычислительный центр, отдел труда и заработка, отдел технического контроля, бухгалтерия, отдел сбыта, отдел кадров и другие рабочие места. До сегодняшнего дня эта ЛВС удовлетворяла все потребности и поставленные на нее задачи, но с высоким ростом производства и появлением новых задач, стал вопрос о добавлении новых сегментов в общую структуру ЛВС.

На рисунке план предприятия показано размещение корпусов здания на территории предприятия. Красным цветом выделано существующая ЛВС, а синим это те сегменты, которые будут добавлены в ходе модернизации ЛВС.

Рис.2.5. ЛВС до модернизации

Данный рисунок в полной степени отображает структуру локальной вычислительной сети главного здания предприятия и показывающий основные отделы, задействованные в сети, количество рабочих мест.

Паспорта рабочих мест главного здания.

Необходимо составить паспорта рабочих мест, которые включают в себя наименование рабочего места, выполняемые задачи. Паспорта рабочих мест для главного здания предприятия.

Таблица.2.1. Паспорта рабочих мест главного здания

Расположение	Название	Выполняемые задачи
9 этаж	Отдел маркетинга	Обмен файлами по сети, интернет
8 этаж	ВЦ	Интернет сервер, файловый сервер, SQL- server
	Конструкторское бюро	Обмен файлами по сети, интернет, БД
	Расчетный отдел	1С, обмен файлами по сети, интернет, БД
	Пром. автоматика	Обмен файлами по сети, интернет
6 этаж	Кабинет перевода иностранной литературы	Обмен файлами по сети, интернет
	ОПР	Обмен файлами по сети, интернет, БД
	Плановый отдел	Обмен файлами по сети, интернет, БД
5 этаж	Юрист	Правовые системы, обмен файлами по сети, интернет
	Ген. директор	Обмен файлами посети, интернет, БД
	Тех. директор	Обмен файлами по сети, интернет, БД

Рис.2.6. Схематическое представление сети после модернизации

На данном рисунке представлена локальная вычислительная сеть после модернизации. На нем показано последовательность соединения сегментов в общую многоуровневую структуру, также представлено количество рабочих мест и коммутирующее устройство.

Модернизация данной локальной вычислительной сети будет объединять главное здание с основными производственными цехами предприятия. Из ходя из плана предприятия, мы можем видеть, что это корпуса зданий № 7, №1, № 2, № 4, №5 (2 и 3 этаж), № 12 и № 14.

Из анализа структуры следует то, что проект будет представлять многоуровневую структуру, соответственно первый уровень будет выглядеть следующим образом:

Паспорта рабочих мест цехов предприятия.

Необходимо составить паспорта рабочих мест, которые включают в себя наименование рабочего места, выполняемые задачи, конфигурацию компьютера, расположение, транзакции. Паспорта рабочих мест для данного проекта представлены в таблице:

Таблица.2.2. Паспорта рабочих мест цехов предприятия

Расположение	Название	Выполняемые задачи	Конфигурация	Транзакции	Кол-во рабочих мест
Цех 1	Технолог, мастер	Обмен файлами по сети	CeleronD[420] 1.6GHz/ /512Mb/HDD80Gb/ DVD-RW/ 350W	Small Оffice FileServer's	2
Цех 2	Технолог, мастер	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	2
Цех 6	Технолог, мастер	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	2
Цех 1 (СМЛ)	Кладовщик	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	1
Цех 4	Технолог, мастер	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	2
Цех 3	Технолог(2), мастер	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	3
Цех 11	Технолог, мастер	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	2
КС	Кладовщик	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	2
СС	Кладовщик	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	1
Цех 8	Технолог, мастер	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	2
Цех 5	Технолог(2), мастер(2)	Обмен файлами по сети		Small Оffice FileServer's	4

Исходя из анализа паспортов рабочих мест можно видеть, что численность их составляет 23 мест. При выборе количества коммутаторов следует учесть то, что наши объекты, т.е. цеха предприятия, находятся на значительном расстоянии друг от друга и из этого следует, что количество коммутаторов будет равным 11. Для наглядности мы изобразим это в графическом виде, где будет показано количество компьютеров и соответствующие им разъемы.

Рис.2.7. Графическое представление разъемов

Таблица информационных потоков.

В данной таблице указаны места рабочих мест в локально вычислительной сети и использующимся в ней трафиком. В таблице выделены, синим цветом рабочие места главного здания, а желтым цветом добавленные рабочие места.

Таблица.2.3. Таблица информационных потоков

Рабочее место	SmallOfice	SQL server's client	File Server's Client	HTTP	Email	Database
Менеджер	+		+	+	+
Начальник ВЦ	+	+	+	+	+
Начальник расчетного отдела	+	+	+	+	+
Сотрудник расчетного отдела	+	+	+
Начальник Конструкторского бюро	+	+	+	+	+
Начальник пром автоматики	+	+	+	+	+
Переводчик ин. литературы	+		+	+	+
Начальник ОПР	+	+	+	+	+
Сотрудник ОПР (4)	+		+
Генеральный директор	+	+	+	+	+
Главный экономист	+	+	+	+	+
Экономист (2)	+		+
Юрист	+			+	+
Технический директор	+	+	+	+	+
Акционер	+			+	+
Начальник ОТиЗ	+	+	+	+	+
Сотрудник ОТиЗ (2)	+		+
Начальник ОТК	+	+	+	+	+
Технолог	+	+	+	+	+
Лаборатория	+		+
Главный бухгалтер	+	+	+	+	+
Бухгалтер (3)	+	+	+
Начальник финансового отдела	+	+	+	+	+
Сотрудник финансового отдела	+	+	+
Начальник коммерческого отдела	+	+	+	+	+
Сотрудник коммерческого отдела	+	+	+
Начальник сбыта	+	+	+	+	+
ПДО	+	+	+	+	+
Начальник отдела кадров	+	+	+	+	+
Сотрудник отдела кадров	+	+	+
Заведующая бюро пропусков	+	+	+
Мастер: №5, №1, № 2, №4, №6, №3, №11, №8	+	+	+
Технолог: №5, №1, № 2, №4, №6, №3, №11, №8	+	+	+
Кладовщик (4)	+		+

Таблица.2.4. Типовых транзакций

№	Название	Размер пакета (байт)	Время между транзакциями (с)	Интенсивность потока
1	E-mail (POP)	900 - 1100	0,33 - 10	Большая
2	File Server's Client	500 - 1000	0,02	Средняя
3	SQL server's client	500 - 600	0,05 - 0,1	Средняя
4	Small Office	500 - 600	0,04	Средняя
5	HTTP-Client	50 - 150	1 - 10	Малая
6	Database	90 - 110	0,008	Малая

3. Разработка компонентов объекта

3.1 Проектная часть

Любая локальная вычислительная сеть (совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных) характеризуется такими параметрами как: архитектура, топология, технология.

Выбор среды передачи.

Выбор среды передачи будем производить из таблицы которая раскрывает основные показатели среды передачи.

Таблица.3.1. Среда передачи

Наименование среды передачи	Витая пара	Коаксиальный кабель: а) тонкий коаксиал; б) толстый коаксиал.	Оптоволоконный кабель
Расстояние	до 100 м.	a) до 185 м. б) до 500 м.	до 10 км.
Производительность	до 1000 Мбит/с	до 10 Мбит/с	до 2000 Мбит/с
Стоимость (за метр)	Невысокая (от 5 до 10 р.)	Относительно высокая (от 13 до 23 р.)	Высокая (от 86 до 103 р.)
Наращивание	Очень простое	Сложное	Простое

После анализа структуры и силу того, что здания предприятия расположены на достаточно не большой территории было принято решение, что задания предприятия (т.е. цеха) должны быть соединены витой парой. Выбор производился по критерию производительность-стоимость.

Выбор топологии.

Для разработки второго уровня надо определить 3 параметра сети:

1. Топология - это набор правил для физического соединения узлов сети и организации взаимодействия сетевых устройств.

Таблица.3.1. Топология сети

Тип топологии	Надежность	Пропускная способность	Стоимость	Наращиваемость
Шинная топология	Низкая	Низкая	Низкая	Высокая
Звездообразная топология	Высокая	Высокая	Высокая	Высокая
Кольцевая топология	Высокая	Низкая (технология Token Ring)	Высокая	Низкая
Древовидная топология	Низкая	Высокая	Высокая	Высокая
Смешанная топология	Высокая	Низкая	Высокая	Высокая

Произведя анализ данной таблицы и исходя из структуры предприятия было принято решение об использовании звездообразной топологии или смешанной топологии звезда-звезда.

Выбор технологии ЛВС.

2. Технологии ЛВС:

· Технология Ethernet. В зависимости от физической среды различают следующие виды стандартов сети Ethernet:

10 Base-5 (коаксиальный кабель, длина до 500 м., шина);

10 Base-2 (коаксиальный кабель, длина до 185 м., шина);

10 Base-T (UTP-кабель 3 категории, длина до 100 м., звезда);

10 Base-F (волоконно-оптический кабель, длина до 2 км., звезда).

· Технология Fast Ethernet - это расширенная технология Ethernet с пропускной способностью до 100 Мбит/с. Виды стандартов Fast Ethernet:

100 Base-TX (UTP или STP, длина до 100 м., звезда);

100 Base-T4 (UTP-кабель 3 категории, длина до 100 м., звезда);

100 Base-FX (многомодовый оптич. кабель, до 2 км., звезда).

· Технология Gigabit Ethernet - это расширенная технология Fast Ethernet с пропускной способностью до 1000 Мбит/с. Виды стандартов Gigabit Ethernet:

1000 Base-LX (многомодовое оптоволокно, до 3 км., звезда);

1000 Base-SX (одномодовое оптоволокно, до 550 м., звезда);

1000 Base-CX (STP-кабель, длина до 25 м., звезда);

1000 Base-T (UTP-5, длина до 100 м., звезда).

Проанализировав приведенные технологии, пришли к выводу, что для локальной вычислительной сети актуальна технология Ethernet, т.к. она является уже существующей технологией на предприятии она будет являться продолжением, также эта она является наиболее развивающейся технологией в ЛВС. локальный вычислительный сеть коммутатор

Выбор архитектуры ЛВС.

Архитектура сети определяет основные элементы сети, характеризует ее общую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обеспечение, она также определяет принципы функционирования и интерфейс пользователя.

Рассмотрим 3 вида архитектур:

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

· Одноранговая архитектура - это концепция информационной сети, в которой все ресурсы рассредоточены по всем системам (все системы равноправны). К одноранговым сетям относятся малые сети, где любая рабочая станция может выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей станции. Одноранговые ЛВС достаточно хороши только для небольших рабочих групп.

Одноранговые сети имеют следующие преимущества:

· Они легки в установке и настройке;

· Отдельные ПК не зависят от выделенного сервера;

· Пользователи в состоянии контролировать свои ресурсы;

· Малая стоимость и легкая эксплуатация;

· Минимум оборудования и программного обеспечения;

· Нет необходимости в администраторе;

· Хорошо подходят для сетей с количеством пользователей, не превышающим десяти.

Проблемой одноранговой архитектуры является ситуация, когда компьютеры отключаются от сети.

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

Сети клиент - серверной архитектуры имеют следующие преимущества:

· позволяют организовывать сети с большим количеством рабочих станций;

· обеспечивают централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование;

· эффективный доступ к сетевым ресурсам;

· пользователю нужен один пароль для входа в сеть и для получения доступа ко всем ресурсам, на которые распространяются права пользователя.

Наряду с преимуществами сети клиент - серверной архитектуры имеют и ряд недостатков:

· неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной, как минимум потерю сетевых ресурсов;

· требуют квалифицированного персонала для администрирования;

· имеют более высокую стоимость сетей и сетевого оборудования.

Произведя анализ существующих архитектур, выбор остановился на архитектуре клиент-сервер т.к. она позволяет подключить более 10 пользователей к сети, достаточное расстояние между машинами, также требуется соблюдать безопасность. Что не может дать нам однаранговая архитектура, которая не может превышать более 10 пользователей, и расстояния между машинами должно быть близким.Выбор протокола ЛВС.

В уже существующей локально вычислительной сети используется стек протокола TCP/IP или как его еще называют набор многоуровневых протоколов:

· уровень приложения модели TCP/IP, приложения и службы получают доступ к сети.

· уровень транспорта TCP/IP отвечает за установления и поддержания соединения между двумя узлами.

· межсетевой уровень отвечает за маршрутизацию данных внутри сети и между различными сетями.

· этот уровень модели TCP/IP отвечает за распределение IP-дейтаграмм (единица протокола UDP - пользовательский протокол дейтаграмм).

Протокол TCP/IP изначально создавался для глобальной сети Internet, он имеет много особенностей, дающих ему преимущество перед другими протоколами, когда речь идет о построении сети. Некоторые полезные особенности этого протокола заключаются во фрагментации пакетов (необходимость деления передаваемого кадра на несколько частей), другой особенностью технологии TCP/IP является гибкая система адресации (позволяет более просто включать в интерсеть сети других технологий).

Протокол TCP/IP является на сегодняшний день одни из самых распространенных стеков транспортных протоколов вычислительных сетей.

Поэтому протокол TCP/IP будет также использоваться в модернизированной локальной вычислительной сети.

Выбор сетевого оборудования.

Выбор коммутатора.

Коммутатор (Switch) - устройство, осуществляющее выбор одного из возможных вариантов направления передачи данных.

Коммутатор (Switch) может соединять серверы в кластер и служить основой для объединения нескольких рабочих групп. Он направляет пакеты данных между узлами ЛВС.

Для модернизации локальной вычислительной сети требуется выбрать фирму производителя и индивидуальным показателям. Фирму производителя коммутатора выберем D-Link, выбор происходил из анализа оборудования на предприятии. На предприятии были задействованы коммутаторы разных фирм производителей и в период одного года были сбои в оборудовании фирмы производителя как Surecom, а у коммутаторов фирмы D-Link сбоев в работе не было.

Рассмотрим таблицу, в которой сравниваются 8-портовые коммутаторы по характеристикам:

Таблица.3.2. Сравнительные характеристики коммутатора

Параметры	D-Link DES-1008D/RV	D-Link DES-1008D/PRO
Основное предназначение	Предназначен для использования на сетях провайдеров Интернет	Предназначен для использования в сетях малых рабочих групп
Функция VLAN	Да	Нет
Функция Plug-and-Play	Нет	Да
Защита портов	Нет	Да
Определение полярности MDI/MDIX	Нет	Да
Потребляемая мощность	4 Вт	3,37
Цена	19 у.е.	21 у.е.

Исходя из приведенной таблицы видно, что коммутатор D-Link DES-1008D/RV преимущественно направлен на использование в сетях провайдеров Интернет и обеспечению безопасности работы пользователей. Также реализована функция VLAN, которая направлена на устранение возможности несанкционированного доступа к информации и взлома чужих ПК. Из этого следует, что преимущество отдаем коммутатору D-Link DES-1008D/PRO (хоть он и не значительно превышает в цене D-Link DES-1008D/RV), т.к. на данном этапе модернизации локальной вычислительной сети нет в план подключения Интернета, поэтому выбор пал на коммутатор D-Link DES-1008D/RV. Тем более D-Link DES-1008D/RV специально предназначен для использования в сетях малых рабочих групп.

Выбор сетевой карты.

Сетевые адаптеры - это сетевое оборудование, обеспечивающее функционирование сети на физическом и канальном уровнях.

Сетевой адаптер относится к периферийному устройству компьютера, непосредственно взаимодействующему со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами.

К выбору сетевой карты подошел самостоятельно и результатом моего выбора стал DFE-520TX Адаптер 10/100 Мбит/с Ethernet для шины PCI. DFE-520TX - это экономичный сетевой адаптер с автоматическим определением скорости 10/100 Мбит/с, устанавливаемый в ПК со слотом расширения PCI. После установки адаптера в слот расширения PCI компьютера, он будет автоматически определен в BIOS компьютера. Также адаптер имеет встроенную функцию управления потоком данных 803.2х в полнодуплексном режиме, обеспечивая защиту от потерь пакетов при их передачи по сети. При подключении к коммутатору, адаптер во время нагрузок получает от него сигналы о переполнении буфера. После этого адаптер приостанавливает передачу данных до тех пор, пока не получит сигнал от коммутатора, что он готов к приему данных.

Общие характеристики:

Стандарты:

· IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet;

· IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet;

· автосогласование IEEE 802.3 NWay;

· управление потоком IEEE 802.3x.;

· спецификации локальной шины PCI 2.2.

Топология:

· Звезда

Протокол:

· CSMA/CD

Скорости передачи данных:

· 10BASE-T:

· 10Мбит/с (полудуплекс);

· 20Мбит/с (полный дуплекс).

· 100BASE-TX:

· 100Мбит/с (полудуплекс);

· 200Мбит/с (полный дуплекс).

Сетевые кабели:

· 10BASE-T:

· UTP Cat.3, 4, 5 (100 м макс.);

· EIA/TIA-568 STP (100 м макс.).

· 100BASE-TX:

· UTP Cat. 5 (100 м макс.);

· EIA/TIA-568 STP (100 м макс.).

Выбор сервера.

Сервер HP ProLiant ML310 G5 представляет собой доступный по цене, однопроцессорный сервер в вертикальном корпусе, предназначенный в качестве надёжной сетевой основы для активно развивающихся малых предприятий. Сочетание вычислительной мощности двух- или четырёхъядерных процессоров Intel Xeon, двухъядерных процессоров Core2 или Pentium, или одноядерных Celeron с лучшей в своём классе управляемостью и надёжной защитой данных создаёт безопасную, доступную по цене платформу, помогающую эффективно вести ваш бизнес.

Функции:

· Производительность, которой Вы можете доверять: Опираясь на современные технологии, Ваш бизнес становится более эффективным, а персонал получает возможность работать над новыми проектами, способствующими росту бизнеса. Сервер HP ProLiant ML310 G5 предоставляет несколько функций обработки данных, что даёт возможность выбора нужного уровня производительности.

· Надежная защита: По мере того, как технология становится существенной частью вашего бизнеса, защита данных приобретает критически важное значение для удовлетворения клиента. Серверы пятого поколения HP ProLiant ML310 предоставляют широкий выбор средств защиты данных.

· Передовая система управления: Программа ProLiant Essentials и технология дистанционного управления Lights-Out способствуют упрощению установки сервера и управления им.

· Идеально для: филиалов крупных компаний, которые обслуживают пользователей или клиентов на местах и обмениваются данными с головными офисами, небольших предприятий, где современные технологии предоставляют возможность получения конкурентного преимущества.

Выбор источника бесперебойного питания.

В любой локальной вычислительной сети важным вопросом является обеспечение надежного питания сервера (ИБП), т.к. сбой работы вызовет потерю данных. А если не поставить источник бесперебойного питания на коммутатор, то пользователи не получат доступа к серверу, также если произойдет сбой во время передачи данных, то данные все равно будут потеряны.

Источники бесперебойного питания нормируются по емкости, которая измеряется в VA. Чем больше показатель VA, тем больше может ИБП поддерживать работу способность системы при сбоях электричества.

В качестве источника бесперебойного питания выбор пал на фирму производителя АРС, т.к. она является на сегодняшний день одно из самых популярных фирм ИБП. APC Back-UPS ES 900VA обеспечивает доступную по цене защиту с использованием аккумуляторов и схем подавления всплесков напряжения. Достаточное количество выходных розеток для защиты всех компонентов системы, простое в установке ПО корректного завершения работы системы делает это устройство эффективным решением для защиты по электропитанию сервера.

Выходные характеристики APC Back-UPS ES 900VA 230V

· Максимальная выходная мощность: 650 Вт / 900 VA;

· Максимальное задаваемое значение мощности: 650 Вт / 900 VA;

· Номинальное выходное напряжение: 230V;

· Тип формы напряжения: Ступенчатая аппроксимация синусоидальной формы;

· Выходные соединения: (4) Schuko CEE 7 (Батарейное резервное питание), (4) Schuko CEE 7 (Защита от всплесков напряжения).

Входные характеристики APC Back-UPS ES 900VA 230V

· Номинальное входное напряжение: 230V;

· Входная частота: 50/60 Гц;

· Тип входного соединения: Schuko CEE 7/7P;

· Длина шнура: 1.83 метров;

· Максимальный входной ток: 10A.

Батареи и продолжительность автономной работы

· Тип батареи: Необслуживаемая герметичная свинцово-кислотная батарея с загущенным электролитом; защита от утечек;

· Типовое время перезарядки: 16 ч.;

· Сменный комплект батарей: RBC17;

· Количество сменных комплектов батарей: 1;

· Типовая продолжительность работы в автономном режиме под половинной нагрузкой: 15.1 Минуты (202.5 Вт);

· Типовая продолжительность работы в автономном режиме под полной нагрузкой: 3.9 Минуты (405 Вт);

· График времени работы на аккумуляторах: Back-UPS ES.

Коммуникационные средства и средства администрирования

· Панель управления: Светодиодный дисплей с индикаторами On Line (работы от сети), On Battery (работы от батарей);

· Звуковой сигнал: Сигнал перехода в режим работы от аккумуляторов; особый сигнал исчерпания заряда батарей; непрерывный сигнал перегрузки.

Защита от всплесков напряжения и фильтрация шумов:

· Рейтинг по уровню поглощаемой энергии всплеска: 310 Joules;

· Фильтрация: Постоянно действующий многополюсный шумовой фильтр; амплитуда остаточного напряжения 0,5% по нормативам IEEE; ограничение всплеска напряжения без временной задержки; соответствие требованиям UL 1449;

· Защита линий передачи данных: Защита факс-модема / DSL-модема / сетевой платы 10-100 Base-T со стороны телефонной линии / сетевого соединения с розеткой RJ-45.

Выбор сетевой операционной системы.

Существует целый ряд сетевых операционных систем, таких как NetWare, UNIX и Linux, а также семейство Windows. Ниже перечислены характеристики этих сетевых операционных систем.

ОС NetWare фирмы Novell.

Файловый сервер в ОС NetWare является обычным ПК, сетевая ОС осуществляет управление работой ЛВС. Функции управления включают координацию рабочих станций и регулирование процесса разделения файлов и принтеров в ЛВС. Сетевые файлы всех рабочих станций хранятся на жестком диске файлового сервера, а не на дисках рабочих станций.

В сетевой операционной системе NetWare возможно использование более двухсот типов сетевых адаптеров, более ста типов дисковых подсистем для хранения данных.

NetWare поддерживает следующие уровни протоколов по классификации OSI:

· канальный (драйвер сетевого адаптера);

· сетевой (протоколы IPX, SPX, NetBIOS, TLI);

· транспортный (протоколы SPX, NetBIOS, TLI, NCP);

· сеансовый (протоколы NetBIOS, NCP);

· прикладной (протоколы RIP, NLSP, SAP).

Средства защиты информации встроены в NetWare на базовых уровнях операционной системы, а не являются надстройкой в виде какого-либо приложения. Поскольку NetWare использует на файл-сервере особую структуру файлов, то пользователи не могут получить доступ к сетевым файлам, даже если они получат физический доступ к файл-серверу.

Операционные системы NetWare содержат механизмы защиты следующих уровней:

· защита информации о пользователе;

· защита паролем;

· защита каталогов;

· защита файлов;

· межсетевая защита.

ОС Windows NT.

Операционная система Windows NT применяется разными организациями, в том числе банками, заводами и индивидуальными пользователями. Операционная система имеет встроенный криптографический интерфейс, позволяющий приложениям стандартным образом обращаться к системам криптозащиты разных производителей.

Windows NT Server может быть как:

файл-сервер;

· сервер печати;

· сервер приложений;

· контроллер домена;

· сервер удаленного доступа;

· сервер Internet;

· сервер обеспечения безопасности данных;

· сервер резервирования данных;

· сервер связи сетей;

· сервер вспомогательных служб.

Свойства Windows NT:

· улучшенное авто распознавание аппаратуры;

· встроенная совместимость с NetWare;

· встроенная поддержка TCP/IP;

· надежность;

· поддержка различных операционных систем;

· Взаимодействие с UNIX.

ОС UNIX и Linux

Операционная система Unix с самого возникновения была сетевой операционной системой. Отличительной особенностью ОС UNIX, обусловившей ее «живучесть» и популярность, т.к. ядро операционной системы было написано на ассемблере, а оставшаяся часть операционной системы была написана на языке С. Благодаря этому ОС была легко переносимой на самые разнообразные аппаратные платформы и саму операционную систему, и созданные для нее приложения. Важным достоинством UNIX это ее открытость, позволившая одновременно существовать как коммерческим, так и некоммерческим версиям UNIX.

Общими для всех версий UNIX особенностями являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа, реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, иерархическая файловая система, средства межсетевого взаимодействия процессов.

Linux является Unix-подобная операционная система состоит из ядра и некоторых системных программ.

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

Windows Server 2003

Windows Server 2003 - это операционная система семейства Windows NT от...