Рисунок DFD2 диаграмма

Разработка ЕR модели данных

Модель сущность-связь (ER-модель) -- модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.

ER-модель используется при высокоуровневом(концептуальном) проектировании баз данных. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.

Во время проектирования баз данных происходит преобразование ER-модели в конкретную схему базы данных на основе выбранной модели данных.

На рисунке 2.3.4. показана ER модель данных разработанной системы.

Рисунок 2.3.4. ER диаграмма

2.4 Разработка схемы взаимодействия информационной системы с сетью «ТТК»

Компания «ТрансТелеКом» или сокращённо ТТК - это федеральная телекоммуникационная компания, которая входит в пятерку ведущих российских операторов связи. ТТК эксплуатирует и обслуживает одну из крупнейших в России волоконно-оптических линий связи протяженностью более 75 000 км и пропускной способностью 560 Гбит/с. Она предоставляет широкий спектр телекоммуникационных услуг на базе новейших технологий частным и корпоративным клиентам на всей территории страны.

Компания ТТК предоставляет широкий спектр телекоммуникационных услуг на базе передовых телекоммуникационных технологий для более чем 1000 точек доступа во всех регионах России, где сосредоточены основные производственные ресурсы страны. В частности компания ТТК предлагает своим клиентам комплексные решения по созданию территориально-распределенных корпоративных сетей связи любой сложности. В таких сетях для корпоративных организаций предоставляется широкополосной доступ в Интернет, а такие услуги передачи данных, услуги городской, междугородной и международной телефонии, а также техническую и сервисную поддержку процесса предоставления услуг на самом высоком уровне.

Основы сети ВОЛС составляет магистральная цифровая сеть связи ТТК. Волоконно - оптические магистральные линии связи проложены вдоль всех основных железнодорожных путей и имеют общую протяженность более 75000 километров. Фактически, МЦСС охватывает всю густонаселенную часть территории России, соединяя воедино области от западных до восточных границ Российской Федерации.

Высокая надежность сети обеспечивается резервированием волоконно-оптических линий связи по географически разнесенным маршрутам и налаженной системой эксплуатации линейно-кабельных сооружений. У сети ТТК есть точки взаимодействия с сетями операторов других государств (Финляндии, стран Балтии, Польши, Белоруссии, Украины, Азербайджана, Казахстана, Монголии, Китая, Японии), так что сеть позволяет создать эффективную среду для передачи трафика не только для российских, но и для международных операторов.

Вся сеть ТТК и географически, и административно разделена на несколько региональных зон, каждую из которых обслуживает дочернее подразделение компании.

Как уже было показано ранее, для предоставления услуг связи в компании ТТК - Урал используется построенная ранее и эксплуатируемая компанией Магистральная сеть ВОЛС вдоль Российских железных дорог, а также опирающаяся на ее ресурсы сеть MPLS IP и сети доступа, интегрированные в единую взаимоувязанную мультисервисную сеть.

Базовой технологией для построения магистральной первичной сети выбрана SDH-технология (Synchronous Digital Hierarchy), обеспечивающая требуемую масштабируемость (2 - 10 000 Мбит/с), как по пропускной способности, так и по зоне покрытия, позволяющая наиболее активно эксплуатировать оптические каналы.

Сеть построена с использованием SDH мультиплексоров в основном производства Lucent Technologies, способных мультиплексировать стандартные сигналы PDH и SDH до уровня 2.5 Гбит/с (STM-16). Широкий диапазон перекрываемых расстояний, высокая пропускная способность и гибкие возможности подключения делают SDH оборудование основным элементом эффективных и экономичных магистральных сетей.

Применяемое оборудование в совокупности с SDH-технологией позволяют повысить надежность первичной транспортной сети за счет объединения ее узлов в кольцевые структуры, что дает возможность системе управления сетью автоматически переключать основной канал на обходной в случае отклонения качественных параметров основного канала от нормы. Переключения в сети происходят за время, не превышающее 50мс, т.е. фактически без перерыва связи для пользователя.

В настоящее время на сети Компании ТТК внедрена технология DWDM, благодаря которой емкость сети выросла до 560 Гбит/с. а по мере роста трафика пропускная способность может быть увеличена вплоть до 1600 Гбит/с.

Региональная мультисервисная цифровая сеть связи представляет собой единый технический комплекс. Основу комплекса составляют: волоконно-оптический кабель, кабельные и каналообразующие сооружения, единая система контроля и управления, а также обеспечивающие системы электропитания, синхронизации и служебной связи.

Компания ТТК-Урал предлагает в пользование клиенту цифровой канал связи (ЦКС), состоящий из магистрального цифрового канала связи сети ТТК и канала доступа (одного либо двух) между оборудованием клиента и узлом (узлами) магистральной цифровой сети связи компании на территории России. При этом скорость магистрального цифрового канала равна скорости канала/каналов доступа.

Компания ТТК-Урал предоставляет клиентам цифровые каналы связи со скоростью передачи от 64 Кбит/с до 622 Мбит/с, но чаще всего цифровые линии класса Е1со скоростью передачи 2 Мбит/сек и цифровые линии класса FE со скоростью передачи данных 100 Мбит/сек. Параметры передачи цифровых каналов связи, как правило, отвечают требованиям норм на электрические параметры основных цифровых каналов и трактов магистральной и внутризоновых первичных сетей ВСС России, утвержденных Приказом № 92 Министерства связи РФ от 10.08.1996 г. и Рекомендациям МСЭ-Т № M2100, M2101, M2110, M.2120, G.821, G.826, G.828.

Организация "последней мили" от узла сети до оборудования клиента производится на основе волоконно-оптического кабеля, либо медножильных кабелей, а иногда и при помощи радиодоступа. Высокое качество и надежность связи обеспечиваются особой кольцевой архитектурой сети и применением самых современных технологий.

Предприятие будет подключено к ближайшему маршрутизатору компании «ТТК», который находится по адресу Малышева, 122. Подключение будет проводиться по ВОЛС. ВОЛС будет проходить по подвесам контактной сети, а после моста по столбам электроосвещения.

На рисунке 2.3.1. показана трасса прокладки ВОЛС между маршрутизатором компании «ТТК» и маршрутизатором, находящимся на распределительном предприятии КОР.



Рисунок Трасса прокладки ВОЛС между коммутационными пунктами



3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛМЕНТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Определение емкостной памяти сервера

Как рассматривалось выше, на предприятии имеется один сервер, и для увеличения производительности сети нам необходимо поставить еще один сервер.

Мы будем строить сеть на технологии клиент-сервер, используя трехзвенную архитектуру построения. Сервер, который будет приобретен, будет сервером приложений, а сервер, который уже имеется на предприятии, будет сервером БД.

Клиент будет тонкий.

«Трехуровневая архитектура, или трехзвенная архитектура -- архитектурная модель программного комплекса, предполагающая наличие в нём трёх компонентов: клиентского приложения, сервера приложений, к которому подключено клиентское приложение, и сервера базы данных, с которым работает сервер приложений.

· Клиент -- это интерфейсный компонент, который представляет первый уровень, собственно приложение для конечного пользователя. Первый уровень не должен иметь прямых связей с базой данных (по требованиям безопасности), быть нагруженным основной бизнес-логикой (по требованиям масштабируемости) и хранить состояние приложения (по требованиям надежности). На первый уровень может быть вынесена и обычно выносится простейшая бизнес-логика: интерфейс авторизации, алгоритмы шифрования, проверка вводимых значений на допустимость и соответствие формату, несложные операции (сортировка, группировка, подсчет значений) с данными, уже загруженными на терминал.

· Сервер приложений располагается на втором уровне. На втором уровне сосредоточена большая часть бизнес-логики. Вне его остаются фрагменты, экспортируемые на терминалы, а также погруженные в третий уровень хранимые процедуры и триггеры.

· Сервер базы данных обеспечивает хранение данных и выносится на третий уровень. Обычно это стандартная реляционная или объектно-ориентированная СУБД. Если третий уровень представляет собой базу данных вместе с хранимыми процедурами, триггерами и схемой, описывающей приложение в терминах реляционной модели, то второй уровень строится как программный интерфейс, связывающий клиентские компоненты с прикладной логикой базы данных.

Достоинства трехуровневой системы:

· масштабируемость

· Конфигурируемость -- изолированность уровней друг от друга позволяет (при правильном развертывании архитектуры) быстро и простыми средствами переконфигурировать систему при возникновении сбоев или при плановом обслуживании на одном из уровней

· высокая безопасность

· высокая надёжность

· низкие требования к скорости канала (сети) между терминалами и сервером приложений

· низкие требования к производительности и техническим характеристикам терминалов, как следствие снижение их стоимости. Терминалом может выступать не только компьютер, но и, например, мобильный телефон.

Недостатки трехуровневой системы:

· более высокая сложность создания приложений;

· сложнее в разворачивании и администрировании;

· высокие требования к производительности серверов приложений и сервера базы данных, а, значит, и высокая стоимость серверного оборудования;

· высокие требования к скорости канала (сети) между сервером базы данных и серверами приложений.

Определение характеристик сервера БД

Сервером БД, как говорилось ранее, будет сервер, который уже имеется на предприятии. Только с одним дополнением - будет поставлен дополнительный жесткий диск на один Тб.

Операционная система на сервере БД останется прежней - Winodws Server 2003. информационный сервер биллинговый сеть

Система управления базами данных (СУБД) будет SQL Server 2012. Microsoft SQL Server -- система управления реляционными базами данных, разработанная корпорацией Microsoft. Основной используемый язык запросов -- Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sybase. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. Используется для работы с базами данных размером от персональных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.

SQL Server 2012 Business Intelligence - это редакция, предоставляющая организациям расширенные возможности для корпоративной и самостоятельной бизнес-аналитики.

Данная редакция включает в себя весь функционал SQL Server 2012 Standard, а также возможности корпоративной и масштабируемой отчетности и аналитики плюс самостоятельный анализ с помощью служб Power View и Power Pivot. Использование служб PowerPivot и Power View позволяет пользователям самостоятельно анализировать миллионы строк данных информационных баз, а также создавать разнообразные нерегламентируемые отчеты для более понятной визуализации и представления данных.

Инструментал данной версии предоставляет возможности для выявления факторов, влияющих на валовую прибыль, для изучения отношений со спонсорами и партнерами, оценки эффективности услуг и т.п.

Возможности данной программы в следующем:

· база данных, функция создания отчетов и функция бизнес-аналитики;

· быстрый доступ к данным за счет оперативной обработки транзакций;

· оперативная аналитическая обработка и семантическая модель бизнес-аналитики;

· интегрирация с Excel и SharePoint, совместное использование данных, их графический анализ;

· анализ бизнес-данных с помощью табличной семантической аналитики.

Таблица Характеристики сервера БД

Характеристики сервера
Процессор	4-ядерный процессор Intel® Xeon® E3 1200 серии
Оперативная память	DDR3 1066 8 Gb
Жесткий диск	4 Tb
Блок питания	365-watt PFC
Операционная система	Windows Server 2003

Определение характеристик сервера приложений

Сервер приложений - это конфигурация сервера, которая предоставляет интегрированную среду для развертывания и выполнения пользовательских бизнес-приложений, созданных с помощью .NET Framework 3.0. При установке роли сервера приложений можно выбрать службы с поддержкой приложений, использующих COM+, службу очереди сообщений, веб-службы и распределенные транзакции.

Сервер приложений предоставляет следующие преимущества:

· среда выполнения с поддержкой эффективного развертывания и управления высокопроизводительными бизнес-приложениями;

· среда разработки .NET Framework с упрощенной моделью программирования и высокопроизводительной моделью выполнения серверных приложений;

· платформа .NET Framework включает поддержку веб-служб и объединяет новые приложения с существующими приложениями и инфраструктурой;

· удобный для пользователя мастер установки, позволяющий выбирать различные службы ролей и компоненты, необходимые для выполнения приложений в организации;

· функция автоматической установки компонентов для выбранной службы роли.

Приложения, развернутые и выполняющиеся на сервере приложений, могут использовать следующие компоненты сервера:

· службы IIS (HTTP-сервер, встроенный в Windows Server);

· платформы .NET Framework 3.0 и 2.0;

· координатор распределенных транзакций (Майкрософт);

· ASP.NET;

· COM+;

· очередь сообщений;

· веб-службы, основанные на Windows Communication Foundation.

В таблице 3.1.1. показаны технологии сервера приложений

Таблица 3.1.1. Технологии сервера приложений

.NET Framework 3.0	Платформа .NET Framework 3.0 предоставляет разработчикам упрощенную модель программирования для подключенных серверных приложений. Разработчики используют встроенные в .NET Framework библиотеки для реализации многих возможностей приложения, включая ввод/вывод, обработку текста и чисел, доступ к базам данных, обработку XML, контроль транзакций, бизнес-правила и веб-службы.
Windows Communication Foundation (WCF)	Разработчики могут использовать WCF для создания или объединения ряда доступных на текущий момент технологий для построения распределенных приложений (COM+ и службы .NET Enterprise, очереди сообщений, удаленная среда .NET, веб-службы ASP.NET и расширения веб-служб (WSE)) различными способами в соответствии с потребностями бизнеса и вычислительной средой.
Windows Workflow Foundation (WF)	WF - это модель и ядро программирования для быстрого создания в Windows Server 2008 приложений с поддержкой бизнес-правил. Бизнес-правило - это набор действий, описывающих реальные процессы, например процесс оплаты заказа. Бизнес-правила обычно описываются и представляются графически, в виде блок-схемы или чего-то подобного. Описание бизнес-правил часто называется "моделью". Отдельные элементы (действия) бизнес-правила проходят через его модель от начала до конца.
Общий доступ к портам TCP	WCF предоставляет новый сетевой протокол на базе TCP (net.tcp://) для высокоскоростных соединений. Кроме того, WCF представляет новый системный компонент - службу общего доступа к портам Net.TCP, которая обеспечивает общий доступ к портам net.tcp для нескольких пользовательских процессов.
Поддержка веб-сервера (IIS 7.0)	Встроенный в Windows Server 2008 веб-сервер (IIS 7.0) был существенно переработан для улучшения производительности, безопасности, управляемости, обслуживаемости, модульности и надежности. Основные преимущества использования служб IIS 7.0 перечислены ниже. · Службы IIS позволяют размещать на сервере приложений внутренние или внешние веб-узлы или веб-службы со статическим или динамическим содержимым. · Службы IIS обеспечивают поддержку приложений ASP.NET с доступом из веб-обозревателя. · Службы IIS обеспечивают поддержку веб-служб, созданных с помощью WCF или ASP.NET.
Доступ к сети COM+	Доступ к сети COM+ позволяет удаленно вызывать приложения, созданные на основе компонентов COM+ и корпоративных служб и размещенные в соответствующей среде. Такие приложения называют также компонентами корпоративных служб. Доступ к сети COM+ - это одна из возможностей удаленного вызова, поддерживаемых Windows Server 2008.
Координатор распределенных транзакций (DTC)	Координатор распределенных транзакций предоставляет приложениям поддержку логики транзакций "все или ничего" при выполнении обновлений поддерживающих транзакции ресурсов, таких как базы данных, файловая система и реестр.

Технические характеристики сервера приложений указаны в таблице

Таблица Технические характеристики сервера приложений

Характеристики сервера приложений
Процессор	8-ядерных процессора Intel® Xeon® серии E5-2600
Оперативная память	DDR3 1333 16 Gb
Жесткий диск	4 Tb
Блок питания	1200W
Операционная система	Windows Server 2003

3.2 Определение скоростей передачи

Средняя интенсивность нагрузки (СИН), проходящая через арендованный канал связи, в часы с максимальной нагрузкой (ЧМН):

СИН рассчитывается по формуле 3.2.1.

Где - среднее число пакетов проходящих через арендованный канал связи за период времени Т, - средний объем пакета в битах, а - средняя скорость передачи битов по ЦСЛ в бит/сек.

Тогда СИН в ЧМН, направляемой из шлюза через арендованный канал связи будет равна в среднем:

= 3000·7200 бит/ 2000000бит/сек/20сек ? 0,5 Эрл.

Определение интенсивности нагрузок на участке сети

Реальная интенсивность нагрузки на сеть - это объем данных передаваемый по сети в единицу времени.

Yобщ = Y1+Y2+Y3+Y4+Y5+Y6+Y7+Y8+Y9,

где Yn - нагрузка на n-й узел сети.

Тогда найдем нагрузку на каждый узел по формуле 3.2.3.:



Yn = n . yi,

где n - число рабочих станций в узле, yi - нагрузка на одну рабочую станцию в узле.

По узлам рабочие станции распределены:

узел(1) n = 4,

узел(2) n = 8,

узел(3) n = 4,

узел(4) n = 8,

узел(5) n = 56,

узел(6) n = 16,

узел(7) n = 4,

узел(8) n = 16,

узел(9) n = 4.

Расчет нагрузки на одну рабочую станцию осуществляется по формуле 3.2.4.:

yi = D/t,

где D - количество переданных данных, t - время, за которое переданы данные.

Для нормальной работы подразделений необходимо передавать данные объемом D = 4 Mбайт, за t = 60 секунд, тогда yi = 4/60 = 0,066 Mбайт/сек.

Y1 = 4 * 0.066 = 0,264

Y2 = 8 * 0.066 = 0,528

Y3 = 4 * 0.066 = 0,264

Y4 = 8 * 0.066 = 0,528

Y5 = 56 * 0.066 = 3,696



Y6 = 16 * 0.066 = 1,056

Y7 = 4 * 0.066 = 0,264

Y8 = 16 * 0.066 = 1,056

Y9 = 4 * 0.066 = 0,264

Общую нагрузку на сеть определим по формуле (3.2.1.):

Yобщ = 0,3 + 0,7 + 0,4 + 0,9 + 0,9 + 1,4 + 0,3 + 0,85 + 0,25 = 6 Mбайт/сек.

Пропускная способность сети

Пропускная способность vmax это максимально возможная для данной сети скорость передачи данных, которая определяется битовой скоростью и некоторыми другими ограничивающими факторами (длительность интервалов между передаваемыми блоками данных, объем передаваемой по сети служебной информации и др.). Значения пропускной способности для сетевых технологий известны и приводится в стандарте. В большинстве случаев можно принять пропускную способность равной битовой скорости.

Vmax, для стандарта 100BASE-TX составляет 100 Mбит/сек/8 = 12.5Mбайт/сек.

Коэффициент использования сети

Коэффициент использования сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности. Коэффициент использования сети рассчитывается по формуле 3.2.5.:

= Y/ Vmax ,

Подставив данные, получим:



= 6 /12.5 = 0,45

Несмотря на то, что скорость передачи данных в сети определенной технологии всегда одна и та же, производительность сети уменьшается с увеличением объема передаваемых данных. Во-первых, объем передаваемых данных (трафик) делится между всеми компьютерами сети. Во-вторых, даже та доля пропускной способности разделяемого сегмента, которая должна приходиться на один узел, очень часто ему не достается из-за особенностей работы механизма доступа к общей среде передачи данных. После определенного предела увеличение коэффициента использования сети приводит к резкому уменьшению реальной скорости передачи данных. Потери времени, связанные с работой механизма доступа к разделяемой среде зависят от характера обращений компьютеров к сети и не могут быть точно рассчитаны, поэтому для обеспечения достаточной производительности задается предельное значение коэффициента использования сети, при котором сеть будет быстро реагировать на обращения пользователей.

3.3 Выбор образцового оборудования

Сеть на предприятии будет построена по технологии Fast Ethernet, поэтому необходимо устанавливать оборудование, которое сможет работать с этим стандартом.

Выбор маршрутизатора.

«Маршрутизатор -- специализированный сетевой компьютер, имеющий минимум два сетевых интерфейса и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.



Рисунок Объединение сетей с помощью маршрутизатора.

Маршрутизатор работает на более высоком «сетевом» уровне 3 сетевой модели OSI, нежели коммутатор (или сетевой мост) и концентратор (хаб), которые работают соответственно на уровне 2 и уровне 1 модели OSI.

Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетных данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/расшифрование передаваемых данных и т.д.

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей -- маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты, административное расстояние -- степень доверия к источнику маршрута и некоторый вес записи -- метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям. В зависимости от модели маршрутизатора и используемых протоколов маршрутизации, в таблице может содержаться некоторая дополнительная служебная информация.

Таблица маршрутизации может составляться двумя способами:

· статическая маршрутизация -- когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Такой способ требует вмешательства администратора каждый раз, когда происходят изменения в топологии сети. С другой стороны, он является наиболее стабильным и требующим минимума аппаратных ресурсов маршрутизатора для обслуживания таблицы.

· динамическая маршрутизация -- когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации -- RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, и др. Кроме того, маршрутизатор строит таблицу оптимальных путей к сетям назначения на основе различных критериев -- количества промежуточных узлов, пропускной способности каналов, задержки передачи данных и т. п. Критерии вычисления оптимальных маршрутов чаще всего зависят от протокола маршрутизации, а также задаются конфигурацией маршрутизатора. Такой способ построения таблицы позволяет автоматически держать таблицу маршрутизации в актуальном состоянии и вычислять оптимальные маршруты на основе текущей топологии сети. Однако динамическая маршрутизация оказывает дополнительную нагрузку на устройства, а высокая нестабильность сети может приводить к ситуациям, когда маршрутизаторы не успевают синхронизировать свои таблицы, что приводит к противоречивым сведениям о топологии сети в различных её частях и потере передаваемых данных.

Зачастую для построения таблиц маршрутизации используют теорию графов.

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и так далее. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.» [15]

Таблица Характеристики маршрутизатора

WAN-интерфейс	· 1 порт Small Form-factor Pluggable(SFP) для оптических коннекторов 100Мбит/с · Поддержка “Always-on” (bridged) и PPPoE для PPP-соединения по требованию
Интерфейсы LAN	· 4 порта 10/100BASE-TX Ethernet · Поддержка автоматического определения полярности MDI/MDIX · Поддержка управления потоком 802.3x (полный дуплекс) и метода back pressure (полудплекс)
Поддержка VPN	· PPTP pass-through · IPSec pass-through · L2TP pass-through
Функции интернет-шлюза	· Network Address Translation (NAT) · DHCP-сервер (для автоматического назначения IP-адресов)
Управление доступом пользователей	· MAC address filtering · IP address filtering · По расписанию
Межсетевой экран	· NAT (Network Address Translation) с VPN pass-through · SPI (Stateful Packet Inspection)

Выбор коммутатора

Сетевой коммутатор -- устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

Для построения сети выберем коммутатор D-Link DES-3200-28/ME второго уровня с 24 портами 10/100 Мбит/с + четырмя комбо-портами 1000BASE-T/SFP, основные характеристики которого представлены в таблице 3.3.2.1

Таблица 3.3.2.1. Характеристики коммутатора D-Link DES-3200-28/ME

Размер	Ширина для установки в 19” стандартную стойку, высота 1
Интерфейс	· 24 порта 10/100BASE-TX · 4 комбо-порта 10/100/1000BASE-T/ 100/1000 SFP
Консольный порт	RS-232
Производительность	· Коммутационная матрица: 12,8 Гбит/с · Скорость перенаправления 64-байтных пакетов: 9,5 Mpps · Размер таблицы МАС-адресов: 8K · SDRAM для CPU: 128 МБ · Буфер пакетов: 1,5 Мб · Flash-память: 16 МБ · Jumbo-фрейм: 2048 байт
Стекирование	Виртуальное стекирование: · Поддержка D-Link Single IP Management · Объединение в виртуальный стек до 32 устройств
Входное напряжение	100-240 В переменного тока, 50-60 Гц, внутренний универсальный источник питания, 2A макс.

Рекомендованное оборудование для рабочей станции.

Рабочая станция как место работы специалиста представляет собой полноценный компьютер или компьютерный терминал (устройства ввода-вывода, отделённые и часто удалённые от управляющего компьютера), набор необходимого ПО, по необходимости дополняемые вспомогательным оборудованием: печатающее устройство, внешнее устройство хранения данных на магнитных и/или оптических носителях и пр.



Таблица Рекомендуемые технические характеристики рабочей станции

Процессор	Intel® Pentium® Dual Core i3
Оперативная память	DDR2 2048Mb
Объем жесткого диска	160Gb
Видео карта	Nvidia G200

Выбор оптического кабеля

Оптическое волокно -- нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10 микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды электромагнитного излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений. В настоящее время практически все производимые волокна являются одномодовыми.

Существует три основных типа одномодовых волокон:

· Одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи.

· Одномодовое волокно со смещённой дисперсией определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание.

· Одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией определяется рекомендацией ITU-T G.655.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения -- каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе -- показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.

На рисунке 3.3.4.1. показан профиль показателя преломления различных типов оптических волокон:. слева вверху -- одномодовое волокно, слева внизу -- многомодовое ступенчатое волокно, справа -- градиентное волокно с параболическим профилем.

Рисунок Профиль показателя преломления различных типов оптических волокон

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-му году была достигнута скорость модуляции 111 ГГц, в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду.

Выберем кабель ИК/Д…М... - подвесной оптический кабель с внешним диэлектрическими силовым элементом на основе модульной конструкции.

Оптические кабели марки ИК/Д предназначены для подвески на опорах линий связи, между зданиями и сооружениями. Допускается подвешивать кабель на контактной сети железных дорог, опорах линий электропередач в точках с максимальной величиной потенциала электрического поля до 12 кВ, а также с максимальной величиной потенциала электрического поля до 25 кВ (ИКТ/Д).

Линейка оптических кабелей связи для подвески типа ИК/Д изготавливается по ТУ № 3587-004-95485862-2009 декларации о соответствии требованиям Минсвязи РФ кабеля ИК/Д -- №Д-КБ-1580, ИК/Д2 -- №Д-КБ-1581.

Возможно трекингостойкое исполнение -- ИКТ/Д-…, применяются в условиях повышенных электромагнитных воздействий до 25 кВ.

В таблице представлены технические характеристики и конструкции наиболее востребованных марок кабеля ИК/Д.

Таблица технические характеристики и конструкции кабеля ИК/Д

Параметр	ИК/Д-М...
Конструкция	Модульная
Количество оптических волокон в кабеле	До 1441)
Количество элементов повива сердечника	4 - 27
Номинальный наружный диаметр кабеля/габариты от, мм	8/17
Масса кабеля, кг/км, от	130
Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН	3,0 - 15,0
Допустимая раздавливающая нагрузка, кН/см	0,3
Допустимое ударное воздействие, не менее, Дж	5
Минимальный радиус изгиба	20 ш кабеля
Рабочий диапазон температур, °C	от -60°С до +70°С
Температура прокладки и монтажа, не менее, °C	-10°С



4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

4.1 Разработка схем размещения оборудования

Для начала разработаем схему подключения сети распределительного предприятия к сети «ТТК». Схема подключения изображена на рисунке 4.1.1.

Рисунок 4.1.1. Схема подключения предприятия к сети «ТТК».

Сервер БД и сервер приложений располагаются в здании администрации на первом этаже, в кабинете системного администратора. Расположение серверов показано на рисунке.

коммутаторы и 20 ПК, находящихся в здании администрации.

К коммутатору 1 подключены ПК из терминалов с первого по седьмой.

К коммутатору 2 подключены ПК из терминалов с восьмого по 11.

К коммутатору 3 подключены ПК из терминалов 12 и 13.

К коммутатору 4 подключены ПК из терминалов с14 по 17.

К коммутатору 5 подключены ПК из главного терминала.

К коммутатору 6 подключены ПК из складского терминала.



4.2 Разработка схем электропитания для оборудования сети

Для обеспечения выделенного электропитания компьютерного и офисного оборудования сети монтируется система электропитания. В этой системе питание компьютеров и офисной техники физически разделены. Это позволяет достичь высокой отказоустойчивости и надежности системы электропитания.

Требования к электропитанию и заземлению

В помещениях должен быть смонтирован ввод электропитания 220 В, 50 Гц, на стене на расстоянии не более двух метров от места монтажа оборудования узла. В помещении размещения узла СКС ввод должен быть оборудован закрытым щитком с автоматическим выключателем на 6 А.

Отклонение напряжения должно быть не более ± 5%, коэффициент несинусоидальности не более 5%, а отклонение частоты - не более ± 0,2%.

Кроме того, для обеспечения работы активного оборудования должны выполнятся следующие требования:

- Высокочастотные напряжения в диапазоне частот 0,1-10 МГц не должны превышать по амплитуде 2% номинального напряжения сети.

- Допускаются провалы напряжений глубиной 50% номинального в течение одного периода и полное отключение в течение одного полупериода промышленной частоты, которые происходят не чаще одного раза в секунду.

- Импульсные напряжения могут быть с амплитудой не более 200% амплитудного номинального напряжения длительностью 1 мс.

- Схема электропитания и заземления активного оборудования должна быть выполнена трехпроводными линиями. Сечения нулевых рабочих (N) и нулевых защитных (PE) проводников в трехпроводных линиях должны быть не менее сечения фазных проводников. При этом нулевой рабочий и нулевый защитный проводники не следует подключать на щитке под один контактный зажим. Для подключения оборудования необходимо использовать трехполюсные электрические розетки с заземляющим контактом. Для подключения защитных проводников (PE) в зданиях должен быть выполнен контур заземления. Для исключения возможности выхода из строя оборудования сети во время грозы контур заземления зданий не должен входить в систему молниезащиты и являться молниеприемником. Электропитание активного оборудования в узлах сети осуществляется от блока розеток монтажной стойки.

Электропитание серверов и ПК осуществляется от сети переменного тока 115 - 230 В, 50 - 60 Гц. Наличие модуля резервного питания PBM (PowerBack-upModule) позволяет организовать систему бесперебойного питания на случай выхода из строя основной сети.

Источник бесперебойного электропитания (ИБП) - автоматическое устройство, основная функция которого - питание подключенной нагрузки за счет энергии аккумуляторных батарей при пропадании сетевого напряжения или выхода его параметров (напряжение, частота) за допустимые пределы. Кроме этого, некоторые ИБП могут корректировать параметры электропитания при работе от электрической сети, т.е. выполнять функции фильтра и стабилизатора.

Мощность источников бесперебойного питания указывается в вольт - амперах (VA), а мощность в ваттах (Вт)можно узнать, умножив мощность в вольт - амперах на коэффициент 0,6. Например, ИБП с характеристикой мощности 700VA защитит бесперебойным питанием технику с максимальным потреблением 420 Вт.

Рассчитать мощность подключенной нагрузки можно, просуммировав мощность всех подключенных к ИБП потребителей.

Время перехода на автономный режим питания составляет 10 минут. При отключении напряжения станция питается от четырех аккумуляторных батарей по 12В каждая, соединенных последовательно. Время, на которое рассчитана система резервного питания составляет 10 часов.

Одним из факторов, снижающим время автономной работы ИБП, является падение емкости аккумуляторных батарей. Ёмкость аккумуляторных батарей падает в течении срока эксплуатации, об этом необходимо помнить, если аккумуляторы в ИБП эксплуатируются существенную часть их жизненного цикла (обычно он составляет от двух до четырех лет).

Переключение происходит автоматически при пропадании электропитания на рабочем вводе и наличии электропитания на резервном вводе, который после этого становиться рабочим. Устройство аварийного переключения осуществляет световую сигнализацию наличия входных и выходного напряжений и защиту от короткого замыкания по выходу.

Для того чтобы обеспечить бесперебойную работу при проблемах с электропитанием (отключение электропитания основного и резервного, скачки напряжения и т. п.), которое может привести к отрицательным последствиям, материальному ущербу, нужно организовать качественное питание этих систем с помощью специализированного источника бесперебойного питанияSKAT-UPS 1000.

Основные технические характеристики источника бесперебойного питания SKAT-UPS 1000 показаны в таблице 4.2.1.

Таблица - основные технические характеристики SKAT-UPS 1000

Характеристика	Значение
Номинальная мощность нагрузки, Вт (ВА)	700 (1000)
Диапазон входного напряжения, В	180 - 255
Выходное напряжение источника, В	220
Форма выходного напряжения	синусоидальная
Необходимое количество подключаемых АКБ (12 В емкостью 100 Ач), шт	3

Источник бесперебойного питанияSKAT-UPS 1000 показан на рисунке



Рисунок - Источник бесперебойного питания SKAT-UPS 1000

Устройство аварийного переключения резерва питания (АВР-1) работает с двумя фидерами напряжением 220В, и рассчитано на номинальный ток 40А. На показано устройство аварийного переключения резерва питания (АВР-1)



5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

5.1 Целесообразность внедрения проекта

Цель экономического обоснования - доказать техническую целесообразность, экономическую и социальную эффективность проектируемой информационной технологии доступа, которая также включает в себя организацию сети передачи данных. В дипломном проекте рассматривается вариант организации сети передачи данных с помощью прокладки волоконно - оптического кабеля.

Оценка предстоящих затрат и результатов при определении эффективности инвестиционного проекта осуществляется в пределах расчётного периода, продолжительность которого (горизонт расчёта) принимается с учётом:

- продолжительности создания, эксплуатации и (при необходимости) ликвидации проекта;

- средневзвешенного нормативного срока службы основного технологического оборудования;

- требований инвестора.

Горизонт расчёта измеряется количеством шагов расчёта. Шагом расчёта при определении показателей эффективности в пределах расчётного периода может быть месяц, квартал, год.

Для стоимостной оценки результатов и затрат могут использоваться базисные, мировые, прогнозные и расчётные цены, которые могут выражаться в рублях или устойчивой валюте.

Капитальные затраты - инвестиции в основной капитал (основные средства), в том числе затраты на новое строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение действующих предприятий, приобретение машин, оборудования, инструмента, инвентаря, проектно-изыскательские работы и другие затраты.

В условиях ограниченности капитальных вложений и материальных ресурсов задачи оптимального их использования приобретают особо важное значение.

Эксплуатационные затраты - это выраженные в денежной форме текущие затраты на содержание сети СПД; это один из важнейших экономических показателей работы предприятия, характеризующий уровень использования всех ресурсов, находящихся в его распоряжении.

Годовые эксплуатационные расходы на содержание проектируемых сооружений складываются из прямых и накладных расходов:

- затраты на оплату труда;

- отчисления единого социального налога;

- затраты на материалы и запасные части;

- затраты на топливо;

- расходы на оплату электроэнергии;

- амортизационные отчисления;

- прочие производственные расходы.

Эксплуатационные расходы (текущие издержки) рассчитываются ежегодно, а в настоящее время пересматриваются ежеквартально с учётом инфляции.

Для определения экономической эффективности организации сети СПД необходимо составить сметно-финансовый расчёт. Основным документом является смета. Смета необходима не только для снижения затрат по их элементам, но и для составления материальных балансов, нормирования оборотных средств, разработки финансовых планов. При составлении сметы затрат учитываются стоимость материалов, покупных полуфабрикатов, транспортные расходы и монтаж оборудования.

Внедрение данной системы на предприятие позволит подключить абонентов к сети IP «ТТК» и предоставить им доступ к сети Интернет. За предоставление данной услуги абоненты будут вносить абонентскую плату.



5.2 Обоснование экономической целесообразности

Расчет текучих издержек по существующей технологии

На обслуживание сервера задействован один системный администратор.

Оклад работника - 15 000 руб.

Премиальная оплата труда (15%) - 2 250 руб.

Уральский коэффициент (15%) - 2 587,5руб.

Итого месячный фонд оплаты труда одного работника составляет 19 837,5руб.

Годовой ФОТ для одного работника составляет 19 837,5 х 12 = 238 482 руб.

Сумма социальных отчислений во внебюджетные фонды составляет 30% (ПФР - 22%, ФСС - 2,9%, ФФОМС - 5,1%) - 0,3 х 238 482 = 71 544,6 руб.

- Затраты на электроэнергию 8640 х 0,365 х 2,1 = 6 622,56. (8640 часов работы сервера при его мощности 0,365 кВт ч и стоимости 2,1 руб./кВт).

- Амортизационные отчисления за год составляют 6 866,8 руб. (норма отчислений 20%, так как срок службы оборудования составляет пять ле; стоимость сервера 34 334 руб.).

- Плата за предоставление доступа к сети интернет от компании «Ростелеком» 750 руб./мес., то есть в год 12 х 750=9 000 руб.

Таким образом, годовые текущие затраты при существующей технологии составляют:

238 482 + 71 544,6 + 6 622,56 + 6 866,8+9 000 = 332 515,96 руб.

Расчет текущих издержек по новой технологии

После внедрения системы у нас добавится еще один сервер. На обслуживание двух серверов будет задействован один системный администратор.

Оклад работника - 15 000 руб.

Премиальная оплата труда (15%) - 2 250 руб.

Уральский коэффициент (15%) - 2 587,5руб.

Итого месячный фонд оплаты труда одного работника составляет 19 837,5 руб.

Годовой ФОТ для одного работника составляет 19 837,5 х 12 = 238 482 руб.

Сумма социальных отчислений во внебюджетные фонды составляет 30% (ПФР - 22%, ФСС - 2,9%, ФФОМС - 5,1%) - 0,3 х 238 482 = 71 544,6 руб.

- Затраты на электроэнергию 8640 х 1,565 х 2,1 = 28 395,36. (8640 часов работы серверов при их мощности 1,565 кВт ч (сервер БД, мощностью 0,365 кВт ч и сервер приложений - 1,2 кВт ч) и стоимости 2,1 руб./кВт).

- Амортизационные отчисления за год составляют 98 996,68 руб. (норма отчислений 20%, стоимость нового оборудования составляет 494 983,4).

- Плата за предоставление доступа к сети интернет от компании «ТТК» 900 руб./мес., то есть в год 12 х 900 = 10 800 руб.

- Плата, взимаемая с контрагентов за предоставления им доступа к сети Интернет 500 руб. с одного рабочего места. То есть в год 500 х 55 х 12 = 330 000 руб.

Таким образом, годовые текущие затраты при существующей технологии составляют:

238 482 + 71 544,6+ 28 395,36+ 98 996,68 +10 800 -330 000 = 118 218,64 руб.



5.3 Экономия эксплуатационных расходов в результате внедрения новой технологии за год составляет

332 515,96 - 118 218,64 = 214 297,32

Потребность в финансировании проекта составляет

Таблица Смета на оборудование

Наименование	Кол-во, шт.	Цена, руб.шт.	Цена, руб.
Сервер приложений	1	71 092	71 092
Коммутатор	7	12 570	87 990
Маршрутизатор	1	1560	1 560
Оптоволоконный кабель, м	3,7	67 962	251 459,4
UTM 5.0	1	30 000	30 000
Microsoft SQL Server	1	27 182	27 182
Windows Server 2008.	1	24 700	24 700
Итого	494 983,4
Транспортные и заготовительно - складские расходы	2,5 %		12 374,6
Монтаж и настройка оборудования с учетом накладных расходов и плановых накоплений	10 %		49 498,4
ИТОГО	556 856,4

5.4 Расчет оценочных показателей

Чистый доход

Рассчитывается по формуле . Горизонт расчета принимаем 5 лет. За результат принимаем экономию эксплуатационных расходов.

ЧД = - 556 856,4 + 214 297,32 + 214 297,32+ 214 297,32 + 214 297,32 + 214 297,32



ЧД = 610 708,88 руб.

Чистый дисконтированный доход

рассчитываем по формуле . Норма дисконта Е = 0,0825 (ставка ЦБ РФ), z = 0,03 - рисковая поправка при вложении инвестиций в инфраструктуру и надежную технику.

ЧДД = 286 519,95 руб.

Срок окупаемости

года

Дисконтированный срок окупаемости

Определяется в расчете на годовой интервал, так как Т0 больше года. Коэффициент дисконтирования на годовой интервал составляет 0,0825%, рисковый коэффициент 0,08. Годовая экономия эксплуатационных расходов составляет 214 297,32.

Внедрение системы можно считать эффективным, так как показатели эффективности имеют положительное значение, а срок окупаемости не превышает периода, определенного инвестором.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА

6.1 Молниезащита зданий и сооружений

Тип икатегория молниезащиты

Разряды атмосферного электричества способны вызвать взрывы, загорания и разрушения наземных объектов, поэтому- необходимо применять специальные меры защиты от действия молний.

Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, вызванных электрическим, тепловым или механическим воздействием молнии.

Нормами СН 305 - 77 предусмотрено три уровня молниезащиты (категории устройства молниезащиты) в зависимости от взрывной и пожарной опасности, вместимости, огнестойкости и назначения защищаемых объектов и сооружений, а также с учетом средней грозовой деятельности в течение года.

Воздействие молний на людей, сооружения, электронное оборудование

Молнии - серьёзная угроза для жизни людей. Поражение человека молнией часто происходит на открытых пространствах, так как электрический ток идёт по кратчайшему пути «грозовое облако-земля». Часто молния попадает в деревья и трансформаторные установки на железной дороге, вызывая их возгорание. Обычный грозовой разряд опасен для телевизионных и радиоантенн, расположенных на крышах высотных зданий, а также для сетевого оборудования.

В организме пострадавших отмечаются такие же патологические изменения, как при поражении электротоком. Жертва теряет сознание, падает, могут отмечаться судороги, часто останавливается дыхание и сердцебиение. На теле обычно можно обнаружить «метки тока», места входа и выхода электричества. В случае смертельного исхода причиной прекращения основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от прямого действия молнии на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга. На коже часто остаются так называемые знаки молнии, древовидные светло-розовые или красные полосы, исчезающие при надавливании пальцами (сохраняются в течение 1- 2 суток после смерти). Они - результат расширения капилляров в зоне контакта молнии с телом. Пострадавший от удара молнией нуждается в госпитализации, так как подвержен риску расстройств электрической активности сердца. До приезда квалифицированного медика ему может быть оказана первая помощь. В случае остановки дыхания показано проведение реанимации, в более легких случаях - помощь зависит от состояния и симптомов.

Разряды молний представляют большую опасность для электрического и электронного оборудования. При прямом попадании молнии в провода в линии возникает перенапряжение, вызывающее разрушение изоляции электрооборудования, а большие токи обуславливают термические повреждения проводников. Для защиты от грозовых перенапряжений электрические подстанции и распределительные сети оборудуются различными видами защитного оборудования такими как разрядники, нелинейные ограничители перенапряжения, длинноискровые разрядники. Для защиты от прямого попадания молнии используются молниеотводы и грозозащитные тросы. Для электронных устройств представляет опасность также и электромагнитный импульс, создаваемый молнией.

...