Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования республики Беларусь

Учреждение образования

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По курсу «Компьютерные системы и сети»

На тему: «Спроектировать локальную вычислительную сеть учреждения образования»

Минск, 2017

Оглавление

• Введение
• 1. Анализ инфраструктуры предприятия
• 2. Разработка технического задания на проектирование ЛВС
• 3. Анализ условия размещения компьютеров и другого оборудования в помещениях предприятия
• 4. Расчет конфигурации сети
• 5. Анализ условий размещения физической среды в помещениях и между ними предприятия
• 6. Составление структуры физической среды сети
• 6.1 Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем
• 6.2 Структура горизонтальной кабельной подсистемы
• 6.3 Выбор типа кабеля для вертикальных подсистем
• 6.4 Структура вертикальной кабельной подсистемы
• 6.5 Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса
• 6.6 Структура кабельной подсистемы для кампуса
• 6.7 Выбор типа кабеля в зависимости от требований помехозащищенности
• 6.8 Выбор типа кабеля в зависимости от его стоимости
• 7. Выбор активного сетевого оборудования сети
• 7.4 Выбор типов концентраторов
• 8. Выбор пассивного оборудования
• 9. Выбор компьютеров и другого оборудования
• 9.1. Выбор компьютеров и другого оборудования в зависимости от требований производительности и запоминающих возможностей
• 9.2. Выбор компьютеров и другого оборудования в зависимости от их стоимости
• 10. Выбор сетевой операционной системы
• 11. Выбор протоколов сети
• 12. Методы передачи данных
• 13. Разработка программного обеспечения «удаленного управления компьютером»
• 13.1 Обзор аналогов программных средств
• 13.2 Постановка задачи
• 13.3 Разработка алгоритма и программного средства ( ПС )
• 13.4 Разработка алгоритма работы ПС
• 13.5 Разработка спецификации требований к ПС
• 13.6 Разработка структурной схемы ПС
• 13.7 Обоснование выбора языка и среды программирования
• 13.8 Программная реализация разработанного алгоритма работы ПС (описание основных функций)
• 13.9 Тестирование и отладка ПС
• 13.10 Руководство пользователя
• 14. Методы и средства защиты информации в сети
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение А - Текст ПС

Введение

Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net -- сеть и work -- работа) -- совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.

Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети -- это путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные -- такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.

Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией. Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих объектов, их типы, длины каналов, хотя при проектировании эти факторы очень важны.

Для создания сети необходимо соединить в единое целое компьютеры, сетевое оборудование (аппаратное обеспечение) и сетевое системное программное обеспечение.

Целью данного курсового проекта - спроектировать локальную вычислительную сеть предприятия. Предприятие - учреждениях образования, состоящее из пяти корпусов. В каждом корпусе необходимо разместить соответствующее оборудование для эффективного функционирования сети.

1. Анализ инфраструктуры предприятия

В настоящее время в учреждениях образования очень широко развита IT-инфраструктура. Практический каждый кабинет оснащен компьютерами с актуальными конфигурациями уровня. Высоко развита инфраструктура сети. Покрытие сетью составляет подавляющую корпусов и аудиторий. Данное учреждение образования обладает достаточно широкими финансовыми возможностями. Выделены большие средства на модернизацию и реорганизацию инфраструктуры сети, компьютерного оборудования.

Исходя из поставленных задач - в каждом новом корпусе необходимо разместить соответствующее оборудование для эффективного функционирования сети. Первый корпус должен содержать пять компьютерных класса, каждый прямоугольной формы без выступов и площадью S=5*10=50(м2). Второй корпус должен иметь три компьютерных класса без выступов, два из которых имеют каждый площадь S=6*11=66(м2), а третий - S=4*7=28(м2). В третьем корпусе два компьютерных класса, площадь каждого составляет S=7*12=84(м2), Четвертый как второй, а пятый как первый корпус. В каждом корпусе все компьютерные классы - смежные, расположены посередине корпуса. Длина каждого корпуса 1к=100м, ширина hk=20м. Расстояние между соседними корпусами Lk=15м. Все компьютерные классы находятся на первом этаже.

Расположены корпуса относительно друг друга следующим образом:

Рисунок 1.1 - Схема расположения корпусов

2. Разработка технического задания на проектирование ЛВС

Исходя из задания на курсовой проект, необходимо разработать локальную сеть для учреждения образования. ЛВС предназначена для совместного выхода в глобальную сеть Internet, доступа к общим ресурсам (принтерам, серверам), обмена файлами, как в пределах заведения, так и за его пределами. Элементами конфигурации сети будут являться компьютеры, коммутаторы, патч-панели и кабельные соединения между ними. В каждом компьютерном классе размещены компьютеры и сетевые розетки, которые подключены к горизонтальной кабельной системе этажа (патч-панели). В специальном помещении имеется шкаф для сетевого оборудования, в котором стоит центральная патч-панель и коммутатор корпуса. Коммутаторы соединяются с коммутаторами других корпусов через сервер корпуса. В пятом корпусе находится маршрутизатор, к которому подключаются другие серверы корпусов. Маршрутизатор обеспечит соединение внутренних сегментов сети, а также обеспечит выход во внешнюю среду

Нагрузка на сеть будет происходить в результате передачи больших массивов информации, файлов и т. д. Во избежание перегрузки сети, заторов и замедления работы на рабочих местах предлагается ограничить доступ к файлам. Это позволит избежать огромной пиковой нагрузки на сеть.

В одном из корпусов будет установлен сервер, через который будет осуществляться доступ между корпусами. Сервер будет играть роль прокси-сервера, который будет отслеживать вход в операционную систему, произошедшие события, контролировать выход в Интернет. При использовании прокси-сервера, появляется возможность контролировать входящий и исходящий трафик и производить буферизацию часто используемых ресурсов, что поднимает производительность и уменьшает нагрузку на сеть. Также сервер будет выполнять функции контроллера домена, который хранит параметры учётных записей пользователей и параметры безопасности, а так же DHCP роль.

В работу сервера также будет входить распределение трафика среди локальных машин данного корпуса, по умолчанию половина канала будет выделяться одной из машин сделавшей запрос на какой либо ресурс, это условие будет выполняться, если эта машина единственная, которая сделала запрос на ресурс находящийся за пределами данного корпуса. Если таких машин будет 3 и больше, то весь канал будет распределяться, равномерно, среди всех машин сделавших запрос на ресурс находящийся за пределами корпуса. Это действие направлено на увеличение производительности сети, и для того чтобы поставить все машины в равное положение.

Проанализировав расположения компьютерных классов в корпусах учебного учреждения, можно сделать вывод, что коммуникационное оборудование в одном корпусе может быть помещено в один монтажный шкаф, расположенный в одном из классов (специальном подсобном помещении). Использование таких монтажных шкафов является удобным в виду того, что позволяет проще вести поддержку работоспособности сети, а в случае неполадок - быстро их устранить. Еще одним из их достоинств является возможность контроля доступа к коммуникационному оборудованию.

Анализ условия размещения компьютеров и другого оборудования в помещениях предприятия

Размещать оборудование необходимо следующим образом: в районе географического центра офиса устанавливаются коммутаторы на необходимое количество портов. От него прокладываются линии к рабочим станциям. В некоторых случаях можно не устанавливать настенные розетки, а провод от концентратора непосредственно подключается к сетевой карте компьютера, при этом кабель укладывается в короба. Кабель канал крепиться к стене с помощью саморезов и дюбель-гвоздей. Телекоммуникационные разъемы располагаются прямо на кабель-канале. Высокая плотность разъемов повышает гибкость системы и облегчает изменения телекоммуникационных ресурсов рабочих мест.

В центре здания устанавливается коммутационный шкаф, который необходим для размещения стандартного пассивного и активного навесного оборудования. При наличии большого количества оборудования возможна установка нескольких коммутационных шкафов объединенных в «пакет».

Одним из самых ответственных этапов в проекте по созданию сети является организация коммутационного центра или серверной комнаты.

Для серверной комнаты, в основном, выделяют отдельное помещение и размещают в ней коммутационные шкафы, сетевое оборудование, серверы, офисную АТС и другое коммутационное оборудование.

В качестве центров коммутации обычно используются монтажные настенные или напольные шкафы, реже открытые стойки. Количество центров коммутации зависит от площади помещений и удаленности рабочих мест от серверной комнаты.

Первый корпус должен содержать пять компьютерных класса, каждый прямоугольной формы без выступов и площадью S=5*10=50(м2). Второй корпус должен иметь три компьютерных класса без выступов, два из которых имеют каждый площадь S=6*11=66(м2), а третий - S=4*7=28(м2). В третьем корпусе два компьютерных класса, площадь каждого составляет S=7*12=84(м2), Четвертый как второй, а пятый как первый корпус. В каждом корпусе все компьютерные классы - смежные, расположены посередине корпуса. Длина каждого корпуса 1к=100м, ширина hk=20м. Расстояние между соседними корпусами Lk=15м. Все компьютерные классы находятся на первом этаже.

Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы», площадь на одно рабочее место пользователей ПЭВМ с видеодисплейными терминалами (ВДТ) на базе электроннолучевой трубки должна составлять не менее 6 м2, в помещениях культурно-развлекательных учреждений и с ВДТ на базе плоских дискретных экранов (жидкокристаллические, плазменные) - 4,5 м2. Предполагая, что все компьютеры оборудованы ЖК-мониторами рассчитаем количество компьютеров в компьютерных классах.

В первом корпусе в каждом из пяти компьютерных классов, согласно нормам могут разместиться до 11 рабочих мест. Во втором корпусе два компьютерных класса объёмом 66 м2 могут вместить до 14 рабочих мест, в третьем классе объёмом 28 м2 только 6. В третьем корпусе обоих компьютерных классов могут поместиться до 36 рабочих мест. Четвертый корпус как второй, в общей сумме может вместиться 34 рабочих мест. Пятый корпус как первый может разместиться в каждом из 5 классов 11 рабочих мест.

3. Анализ условия размещения компьютеров и другого оборудования в помещениях предприятия

локальный вычислительный сеть защита

Размещать оборудование необходимо следующим образом: в районе географического центра офиса устанавливаются коммутаторы на необходимое количество портов. От него прокладываются линии к рабочим станциям. В некоторых случаях можно не устанавливать настенные розетки, а провод от концентратора непосредственно подключается к сетевой карте компьютера, при этом кабель укладывается в короба. Кабель канал крепиться к стене с помощью саморезов и дюбель-гвоздей. Телекоммуникационные разъемы располагаются прямо на кабель-канале. Высокая плотность разъемов повышает гибкость системы и облегчает изменения телекоммуникационных ресурсов рабочих мест.

В центре здания устанавливается коммутационный шкаф, который необходим для размещения стандартного пассивного и активного навесного оборудования. При наличии большого количества оборудования возможна установка нескольких коммутационных шкафов объединенных в «пакет».

Одним из самых ответственных этапов в проекте по созданию сети является организация коммутационного центра или серверной комнаты.

Для серверной комнаты, в основном, выделяют отдельное помещение и размещают в ней коммутационные шкафы, сетевое оборудование, серверы, офисную АТС и другое коммутационное оборудование.

В качестве центров коммутации обычно используются монтажные настенные или напольные шкафы, реже открытые стойки. Количество центров коммутации зависит от площади помещений и удаленности рабочих мест от серверной комнаты.

Первый корпус должен содержать пять компьютерных класса, каждый прямоугольной формы без выступов и площадью S=5*10=50(м2). Второй корпус должен иметь три компьютерных класса без выступов, два из которых имеют каждый площадь S=6*11=66(м2), а третий - S=4*7=28(м2). В третьем корпусе два компьютерных класса, площадь каждого составляет S=7*12=84(м2), Четвертый как второй, а пятый как первый корпус. В каждом корпусе все компьютерные классы - смежные, расположены посередине корпуса. Длина каждого корпуса 1к=100м, ширина hk=20м. Расстояние между соседними корпусами Lk=15м. Все компьютерные классы находятся на первом этаже.

Компьютеры расположены в классах вдоль стен.

Согласно СНиП «Требования при работе с видеодисплейными терминалами и электронно-вычислительными машинами» площадь одного рабочего места для пользователей ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ на базе плоских дискретных экранов (жидкокристаллические, плазменные и другое) должна составлять не менее 4,5 м 2 .

В первом корпусе в каждом из пяти компьютерных классов, согласно нормам могут разместиться до 11 рабочих мест.

Во втором корпусе два компьютерных класса объёмом 66 м2 могут вместить до 14 рабочих мест, в то время как класс объёмом 28 м2 только 6.

В третьем корпусе обоих компьютерных классах, согласно нормам могут поместиться до 18 рабочих мест. Четвертый как второй, а пятый как первый корпус.

4. Расчет конфигурации сети

Стандарт 100Base-T4 использует в качестве среды передачи данных неэкранированную витую пару (четыре пары в кабеле). Функционально сеть стандарта 100Base-T4 имеет дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 метров.

Конфигурация сети состоит из коммутаторов, компьютеров и соединений между ними. В каждом компьютерном классе размещено от 6 до 18 компьютеров и коммутатор. В первом, втором, третьем и четвертом корпусе коммутаторы соединены с коммутатором соединяющем данный корпус с пятым. Во пятом корпусе стоит коммутатор, к которому подключены коммутаторы классов пятого корпуса, коммутаторы первого,второго, третьего и четвертого корпусов.

Расчет необходимого оборудования для конфигурации сети, вычисляется исходя из длинны сегментов кабеля, типа кабеля, топологии сети, количества корпусов, количества классов., кабинетов. Длина кабеля всех типов соединений зависит от географического расположения зданий и длины всех сегментов. Длина кабеля определяется суммированием длин всех сегментов.

Таблица 4.1 - Количество и цена необходимого оборудования

85шт595$Наименование	Цeна, долл.США	Количество	Сумма
Коммутатор Zyxel GS2200-24P	800$	8шт	6400$
ZyXEL GS2200-24P	80$	18шт	1 440$
Кабель Telecom LSZH UTP (UTP4-TC305C5EN-CCA-IS-RD-LSZH)	0,13$\1метр	2640м	343,2$
Сервер SuperMicro на базе процессора Intel Quad Core Xeon E3-1220	1100$	1шт	1100$
Коннектор Gembird LC-8P8C-002	0,0125 $	200шт	2,5$

Таблица 4.2 - Расчет конфигурации сети

№ корпуса	Количество компьютеров в корпусе	Общая длина кабеля от патч-панели до компьютера на все классы	Длина кабеля, на корпус и для кампуса	Сумма
1	классов 5, количество компьютеров в классе 11. 5кл * 11пк = 55пк	55пк * 20м = 800м	60м/кор + 80 м/камп = 140 м	800м + 140м = 940 м
2	классов 3, количество компьютеров в классе 14 [2] и 6 [1] 2кл*14пк + 6пк = 34пк	34пк * 20м = 460м	70м/кор + 70 м/камп = 140 м	460м + 130 м = 590м
3	классов 2, количество компьютеров в классе 11 2кл * 18пк = 36пк	36пк * 25м = 550м	80м/кор + 80 м/камп = 160 м	550м + 160м = 710 м
4	классов 3, количество компьютеров в классе 14 [2] и 6 [1] 2кл*14пк + 6пк = 34пк	34пк * 20м = 460м	70м/кор + 70 м/камп = 140 м	460м + 130 м = 590м
5	классов 5, количество компьютеров в классе 11. 5кл * 11пк = 55пк	55пк * 20м = 800м	60м/кор + 80 м/камп = 140 м	800м + 140м = 940 м
Непредвиденные затраты и запас		400 м
Общая длина кабеля на весь проекта	2240 м
Итого	2640

5. Анализ условий размещения физической среды в помещениях и между ними предприятия

В помещениях корпусов отсутствуют источники сильных электромагнитных помех, агрессивные среды, повышенная влажность и источники высоких температур, что позволяет не использовать для кабелей дополнительной защитной изоляции и предположить, что в таких условиях кабель прослужит долгое время. В качестве физической среды будет использоваться оптоволоконный кабель.

Так как компьютеры внутри классов стоят вдоль стен, то физическая среда также будет проходить вдоль стен. Удобнее всего заложить физическую среду в короба из ПВХ. Данный способ размещения физической среды хорош тем, что позволяет обойтись малыми затратами, а также эстетичным видом. Возле каждого компьютера будет выведена розетка. Розетки располагаются в аудиториях - рядами вдоль стен, либо по полу параллельно рядам рабочих мест в больших аудиториях. В других помещениях розетки располагаются вдоль стен или загородок в количестве, зависящем не только от количества рабочих мест, но и от размеров помещения. К розеткам в последствии будут подключаться компьютеры с помочью патч-корда.

Корпуса будут соединяться с помощью экранированного сетевого кабеля. Прокладка физической среды передачи данных между учебными корпусами возможна по воздуху, под землей, по столбам телефонных линий. Достоинство первого способа - мобильность, недостатки - малая помехозащищенность (при больших помехах необходимо использовать оптоволокно или экранированные кабели), малая надежность, подверженность воздействиям окружающей среды (из-за чего защитная оболочка быстрее теряет свои защитные качества). Достоинство второго способа более надежен по сравнению с первым, недостаток вследствие близкого расположения к линиям связи, возможно искажение сигнала электромагнитным полем (при использовании оптоволокна этот недостаток исчезает). Достоинство третьего способа - менее подвержен воздействию окружающей среды, недостатки меньшая мобильность; возможно воздействие на защитную оболочку кабеля агрессивных сред при попадании их в землю, если кабель недостаточно заглублен; не исключено воздействие электромагнитных полей, при прохождении рядом линий троллейбусов или трамваев (этот же недостаток может проявляться и в других способах).

Кабель будет укладываться в специальные, предусмотренные конструкцией здания, каналы. Каналы выполнены в виде труб различного сечения и предназначены для прокладки проводов различных коммуникаций (телефонов, сигнализации и т.д.).

6. Составление структуры физической среды сети

6.1 Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем

Горизонтальная кабельная система начинается телекоммуникационной розеткой на рабочем месте она включает в себя: розетку, горизонтальный кабель, точки терминирования и пэтч-корды (кроссировочные перемычки), представляющие собой горизонтальный кросс.

Максимальная длина горизонтального кабеля должна составлять 100м, независимо от типа среды. Она измеряется от разъема (панели) в телекоммуникационном шкафу этажа до информационного разъема на рабочем месте. Максимальная механическая длина абонентских, коммутационных (перемычек) и сетевых кабелей - не более 5 метров.

6.2 Структура горизонтальной кабельной подсистемы

Горизонтальная подсистема располагается в коробе на расстоянии одного метра от пола. Так, как в коробе прокладываются кабели одного типа и отсутствуют высоковольтные кабели, то источники помех не предусматривается. На каждый компьютер имеется одна розетка с двумя сетевыми гнездами. Компьютеры подсоединяются с розетками с помощью двухметровых кабелей патч-кордов с коннекторами RJ45.

6.3 Выбор типа кабеля для вертикальных подсистем

Для вертикальных систем будет использоваться витая пара.

6.4 Структура вертикальной кабельной подсистемы

Это магистральная подсистема, соединяет между собой этажи здания, обеспечивая связь и согласование горизонтальных подсистем этажей. Все компьютерные классы во всех корпусах в структуре рассматриваемой сети будут находиться на первых этаж.

6.5 Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса

Для кампуса будем использовать экранированная витая пара, хорошо подходящее для агрессивной внешней среды. Для обжима кабеля будем использовать RJ45-коннекторы

6.6 Структура кабельной подсистемы для кампуса

Кабель подсистемы кампуса проводиться под землёй между зданиями, в каналах. Каналы выполнены в виде труб, с различным сечением, в которых проходят кабеля такого или похожего типа. Такой вид прокладки позволит защитить кабель от внешних воздействий, помех и физического вмешательства (ответвления).

6.7 Выбор типа кабеля в зависимости от требований помехозащищенности

Одно из самых распространенных средств передачи сигналов. Витая пара представляет собой два изолированных медных провода (диаметром около 1мм) обвитых один вокруг другого в виде спирали.Выделяют неэкранированную UTP (Unshielded Twisted Pair) и экранированную STP (Shielded Twisted Pair) витые пары.



Рисунок 6.1 - Экранированная витая пара

Основными достоинствами UTP являются: простота монтажа, универсальность (используется в большинстве сетевых технологий) и низкая стоимость по сравнению с другими типами кабелей. К недостаткам относят плохой показатель помехозащищенности и низкий уровень безопасности передачи данных (несанкционированный доступ к информации получить достаточно просто, причем как непосредственным контактом с кабелем, так и с помощью радиоперехвата излучаемых кабелем электромагнитных полей).

Рисунок 6.2 - Не экранированная витая пара

Избавиться от перечисленных выше недостатков можно, используя экранированную витую пару. Экранированной она называется потому, что каждая из витых пар кабеля помещается в металлическую оболочку (алюминиевая или медная фольга), которая служит «экраном», уменьшающим излучение кабеля (и тем самым повышает помехозащищенность). Стоимость, габариты, сложность в установке экранированной витой пары привели к тому, что в современных сетях её практически не используют.

Выбор типа кабеля с точки зрения секретности передаваемой информации

Так как передаваемая в сети информация является конфиденциальной, то кабеля выбирались максимально защищенными в соответствии с поставленными задачами по инфраструктуре, типам оборудования и используемых кабелей. Для этих целей подходит экранированная витая пара.

Выбор типа кабеля в зависимости от требований пожаробезопасности

Все типы кабелей используют одинаковый тип изоляции и соответствуют нормам пожарной безопасности.

Выбор типа кабеля в зависимости от требований допустимой дальности передачи информации

Витая пара с большим запасом обеспечивает необходимый уровень дальности передачи информации. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 метров.

6.8 Выбор типа кабеля в зависимости от его стоимости

Витая пара является самым дешевым видом из кабеля подходящим нам. Для соединения корпусов будем использовать экранированную витую пару, а внутри обычную витую пару, это позволит добиться максимального технического и экономического соответствия в данном проекте.

7. Выбор активного сетевого оборудования сети

В проектируемой сети будет использоваться активное сетевое оборудование -сетевые адаптеры, коммутаторы.

7.1 Выбор типов сетевых адаптеров

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. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по внешним линиям связи. Как и любой контроллер компьютера, сетевой адаптер работает под управлением драйвера операционной системы, и распределение функций между сетевым адаптером и драйвером может изменяться от реализации к реализации.

Сетевые адаптеры различаются по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных - ISA, EISA, PCI, MCA.

Сетевые адаптеры различаются также по типу принятой в сети сетевой технологии - Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п. Как правило, конкретная модель сетевого адаптера работает по определенной сетевой технологии (например, Ethernet). В связи с тем, что для каждой технологии сейчас имеется возможность использования различных сред передачи данных (тот же Ethernet поддерживает коаксиальный кабель, неэкранированную витую пару и оптоволоконный кабель), сетевой адаптер может поддерживать как одну, так и одновременно несколько сред. В случае, когда сетевой адаптер поддерживает только одну среду передачи данных, а необходимо использовать другую, применяются трансиверы и конверторы.

Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа к среде и протоколами, но еще и следующими параметрами:

- скорость передачи;

- объем буфера для пакета;

- тип шины;

- быстродействие шины;

- совместимость с различными микропроцессорами;

- использование прямого доступа к памяти (DMA);

- адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания;

- конструкция разъема.

Наиболее известны следующие типы адаптеров:Адаптеры Ethernet представляют собой плату, которая вставляется в свободный слот материнской (системной) платы компьютера. Чаще всего адаптеры Ethernet имеют для связи с сетью два внешних разъема: для коаксиального кабеля (разъем BNC) и для кабеля на витой паре. Для выбора типа кабеля применяются перемычки или переключатели, которые устанавливаются перед подключением адаптера к сети.

Мы будем использовать сетевую карту TP-Link TF-3239DL -- универсальная сетевая карта с интерфейсом 100Base-TX.

7.2 Выбор типов репитеров

В сети не будет использоваться этот вид сетевого оборудования.

7.3 Выбор типов коммутаторов

Cетевой коммутатор (switch) -- устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались. Коммутатор хранит в памяти таблицу, в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя еще не известен, то кадр будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется.

Коммутатор обеспечивает высокопроизводительную коммутацию в сетях с широким набором возможностей. Он представляет собой идеальное решение для сетей малого и среднего масштаба с растущими требованиями к пропускной способности. Он также прекрасно подходит для крупных предприятий, которым необходимы коммутационные решения для центров обработки данных, серверных комплексов или кроссовых шкафов, сочетающие богатые функциональные возможности с приемлемой ценой. В настоящее время выпускаются различные по функциональности коммутаторы: с различным числом портов, дополнительными коммутационными модулями.

Благодаря тому, что коммутаторы могут управлять трафиком на основе протокола канального уровня (Уровня 2) модели OSI, он в состоянии контролировать MAC адреса подключенных к нему устройств и даже обеспечивать трансляцию пакетов из стандарта в стандарт (например Ethernet в fddi и обратно). Особенно удачно результаты этой возможности представлены в коммутаторах Уровня 3, т.е. устройствах, возможности которых приближаются к возможностям маршрутизаторов.

Коммутаторы поддерживают при соединении друг с другом режим полного дуплекса. В таком режиме данные передаются и принимаются одновременно. При этом скорость передачи данных повышается в два раза, а при соединении нескольких коммутаторов можно добиться и большей пиковой производительности.

Маршрутизатор или роутер, рутер - сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети. Работает на более высоком уровне, нежели коммутатор и сетевой мост. Маршрутизатор, прежде всего, необходим для определения дальнейшего пути данных, посланных в большую и сложную сеть.

Пользователь сети отправляет свои данные в сеть и указывает адрес своего абонента. Данные проходят по сети и в точках с разветвлением маршрутов поступают на маршрутизаторы, которые как раз и устанавливаются в таких точках. Маршрутизатор выбирает дальнейший наилучший путь. То, какой путь лучше, определяется количественными показателями, которые называются метриками. 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 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.

Маршрутизаторы делят на устройства верхнего, среднего и нижнего классов.

Маршрутизаторы верхнего класса служат для объединения сетей предприятия. Они поддерживают множество протоколов и интерфейсов. Устройства данного типа могут иметь до 50 портов локальных или глобальных сетей.

С помощью маршрутизаторов среднего класса формируются менее крупные сетевые объединения масштаба предприятия. Стандартная конфигурация включает 2-3 порта локальных сетей и от 4 до 8 портов глобальных сети. Такие маршрутизаторы поддерживают наиболее распространенные протоколы маршрутизации и транспортные протоколы.

Маршрутизаторы нижнего класса предназначаются для локальных сетей подразделений: они связывают небольшие офисы с сетью предприятия. Подобные маршрутизаторы пользуются большим спросом у администраторов, которым необходимо расширить имеющиеся межсетевые объединения.

Маршрутизаторы для базовых сетей и удаленных офисов имеют разную архитектуру, поскольку к ним предъявляются разные функциональные и операционные требования. Маршрутизаторы базовых сетей обязательно должны быть расширяемыми.

Маршрутизатор базовой сети состоит из следующих основных компонентов: сетевых адаптеров, зависящих от протоколов и служащих интерфейсами с локальными и глобальными сетями; управляющего процессора, определяющего маршрут и обновляющего информацию о топологии; основной магистрали. После поступления пакета на интерфейсный модуль он анализирует адрес назначения и принимает команды управляющего процессора для определения выходного порта. Затем пакет по основной магистрали маршрутизатора передается в интерфейсный модуль, служащий для связи с адресуемым сегментом локальной или глобальной сети

В роли маршрутизатора может выступать рабочая станция или сервер, имеющие несколько сетевых интерфейсов и снабженные специальным программным обеспечением.

В качестве коммутаторов и маршрутизаторов будем использовать коммутаторы компании D-Link.

7.4 Выбор типов концентраторов

В сети не будет использоваться этот вид сетевого оборудования.

8. Выбор пассивного оборудования

Пассивное оборудование является неотъемлемой частью структурированной кабельной системы. Условно пассивное оборудование можно разделить на две группы: являющееся трассой для кабельных коммуникаций и служащее трактом передачи данных. К первой группе относятся следующие элементы: металлические лотки, кронштейны, кабельные каналы, аксессуары для кабельных каналов, закладные трубы, стяжки, гофрошланги, клипсы и коммутационные шкафы. Ко второй группе можно отнести кабель, розетки и коммутационные панели и др..

Такое оборудование не относится непосредственно к созданию локальной вычислительной сети, но, так или иначе, влияет на ее функциональность (например, панели питания, источники бесперебойного питания (UPS), приспособления для крепления компьютеров и мониторов в шкафы и стойки, системы вентиляции шкафов).

Для крепления компьютерного оборудования используются специальные корпуса, или салазки, на которых крепятся системные блоки и мониторы. Вместе с системами вентиляции необходимо ставить пылезащитные фильтры на технологические отверстия шкафов. Розетки для каждого рабочего места выбираем двойные (для обеспечения избыточности). Кстати говоря, эта избыточность дает кроме возможности добавки компьютеров в кабинет еще и гарантию на то, что при случайном обрыве на одной из линий розетки, можно переключить компьютер на вторую свободную линию.

Для размещения сетевого оборудования будем использовать монтажные шкафы фирмы CISCO. Шкаф имеет размеры 6Ux600x600.

Патч-корды. Лучше использовать только заводского производства. Для расключки Switch-ей и патч-панелей лучше использовать 24-цветные патч-корды. Для подключки компьютеров к розеткам цветные естественно не нужны. Длины заводских патч-кордон бывают разные, выбирать следует исходя из необходимости конкретного соединения.

Теперь о выборе блока бесперебойного питания. Есть конечно блоки для 19" стойки, но это удорожает и без того достаточно дорогие UPS. Поэтому будем использовать АРС UPS из серии Smart, начиная от 1000VA.

9. Выбор компьютеров и другого оборудования

9.1 Выбор компьютеров и другого оборудования в зависимости от требований производительности и запоминающих возможностей

Рабочие станции будем собирать на основе чипсетов фирмы INTEL. Чипсеты от Intel отличаются высокой стабильностью, надежностью, функциональностью, производительностью. Тактовую частоту процессора выберем 3200 МГц, такая частота на данный момент способна справится с современными офисными, бухгалтерскими, специализированными пакетами ПО. Оперативная память выбирается равной 4096 Мб, это вполне допустимый размер памяти, его достаточно для выполнения поставленных задач.

Жесткий диск из соображений экономии и оптимального варианта выбирается 320 Гб. Модель монитора - 21 дюймовый Philips 210S. Данные мониторы являются весьма эргономичным и не очень дорогим решением для создания рабочих станций.

Основой сервера будет следующая конфигурация. Процессор Intel 4 x Xeon 4 Cores 3.2 GHz. Он обеспечит серверу хорошую производительность для решения как сетевых, так и локальных задач. Объем оперативной памяти, исходя из расчета того, что на сервере будет запущенно одновременно много программ, выбирается около: 4 x 4 Gb DDR 6700 MHZ. На сервер будут установлены жесткие диски: 3 x SCSI 2000 1x HDD 147 GB. Размер дисков выбирается исходя из того, что на сервере будет хранится огромное количество различной информации, начиная от различных документации, БД, офисной информации.

Корпус выбирается фирмы IN WIN, эта фирма зарекомендовала себя как один из лучших производителей корпусов и блоков питания. Блок питания в корпусе выбирается равным 450 Вт.

21" монитор, позволяет отобразить всю необходимую информацию.

Так же к серверу предусмотрен бесперебойный блок питания UPS, это устройство позволяет при прекращении подачи электроэнергии проработать компьютеру некоторое время, а затем без потери данных завершить работу, что очень хорошо при сбоях в сети или кратковременно отключении электричества. Благодаря этому устройству, сервер будет защищен от сбоев связанных с питанием и некорректным завершением работы компьютера (неправильный выход из системы, некорректная перезагрузка).

9.2 Выбор компьютеров и другого оборудования в зависимости от их стоимости

Таблица 9.2.1 - Данные по подробной конфигурации компьютера

Наименование	Цена
Корпус in win	15 $
Блок питания	25 $
Материнская плата Asrock	40$
Процессор Intel	55$
ОЗУ 4096Gb DDR3	25$
Винчестер 320Gb Seagate 7200 SATA	50$
Монитор Benq	100$
Итого:	310$

Итоговая сумма для 214ПК: 214*310 = 66340$.

10. Выбор сетевой операционной системы

В связи с тем, что на данный момент времени наибольшее количество программ выпускается для операционных систем MS Windows. А так же с тем, что в названых операционных системах достаточно хорошо реализованы функции работы с локальной сетью, а так же функции администрирования и управления. Для клиентских мест будет выбрана операционная система Windows 7.

С надежной архитектурой Windows мы получаем:

- технологию операционных систем высшего качества, включающую многозадачность, устойчивость к ошибкам и системную защиту памяти, которая, вся работает, что бы предотвратить и разрешить проблемы, поддерживать бесперебойную работу системы;

- возможность восстановить вашу работу во многих случаях, если ваша программа аварийно завершается, и вы не можете сохранить результаты работы;

- системная защита памяти помогает предотвратить дестабилизацию работы вашей станции плохим программным обеспечением и др.;

Основное направление развития современных сетевых операционных систем (NOS) - перенос вычислительных операций на рабочие станции, создание систем с распределенной обработкой данных. Кроме этого внедрение объектно-ориентированных технологий (OLE. DCE, IDAPI) позволяет упростить организацию распределенной обработки данных. В такой ситуации основной задачей NOS становится объединение неравноценных операционных систем рабочих станций и обеспечение транспортного уровня для широкого круга задач: обработка баз данных, передача сообщений, управление распределенными ресурсами сети. В современных NOS применяют три основных подхода к организации управления ресурсами сети.

Первый - это Таблицы Объектов (Bindery). Используется в сетевых операционных системах NetWare 286 и NetWare v3.1x. Такая таблица находится на каждом файловом сервере сети. Она содержит информацию о пользователях, группах, их правах доступа к ресурсам сети. Такая организация работы удобна, если в сети только один сервер. В этом случае требуется определить и контролировать только одну информационную базу. При расширении сети, добавлении новых серверов объем задач по управлению ресурсами сети резко возрастает.

Второй подход используется в LANServer и LANManager - Структура Доменов (Domain). Все ресурсы сети и пользователи объединены в группы. Домен можно рассматривать как аналог таблиц объектов, только здесь такая таблица является общей для нескольких серверов, при этом ресурсы серверов являются общими для всего домена. Поэтому пользователю для того чтобы получить доступ к сети, достаточно подключиться к домену (зарегистрироваться), после этого ему становятся доступны все ресурсы домена, ресурсы всех серверов и устройств, входящих в состав домена.

Третий подход - Служба Наименований Директорий или Каталогов (Directory Name Services - DNS) лишен этих недостатков. Все ресурсы сети: сетевая печать, хранение данных, пользователи, серверы и т.н. рассматриваются как отдельные ветви или директории ,информационной системы. Таблицы, определяющие DNS, находятся на каждом сервере. Это повышает надежность и живучесть системы и упрощает обращение пользователя к ресурсам сети. Управление такой системой также проще, чем при использовании доменов, так как здесь существует одна таблица, определяющая все ресурсы сети, в то время как при доменной организации необходимо определять ресурсы, пользователей, их права доступа для каждого домена отдельно. В качестве сетевой операционной системы будем использовать операционную систему MS Windows 2008 Server для серверов и MS Windows 7 для рабочих станций.

11. Выбор протоколов сети

Стек TCP/IP- это набор иерархически упорядоченных сетевых протоколов. Название стек получил по двум важнейшим протоколам -TCP(TransmissionControlProtocol) иIP(InternetProtocol). Помимо них в стек входят ещё несколько десятков различных протоколов. В настоящее время протоколыTCP/IPявляются основными для Интернета, а также для большинства корпоративных и локальных сетей.

В операционной системе MicrosoftWindowsServer2003 стек TCP/IP выбран в качестве основного, хотя поддерживаются и другие протоколы (например, стек IPX/SPX, протокол NetBIOS).

Структура протоколов TCP/IP приведена на рисунке 11.1. Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня.

Рисунок 11.1 - Стек TCP/IP

1. Физический уровень (physicallayer) описывает принципы передачи сигналов, скорость передачи, спецификации каналов связи. Уровень реализуется аппаратными средствами (сетевой адаптер, порт концентратора, сетевой кабель).

2. Канальный уровень (datalinklayer) решает две основные задачи - проверяет доступность среды передачи (среда передачи чаще всего оказывается разделена между несколькими сетевыми узлами), а также обнаруживает и исправляет ошибки, возникающие в процессе передачи. Реализация уровня является программно-аппаратной (например, сетевой адаптер и его драйвер).

3. Сетевой уровень (networklayer) обеспечивает объединение сетей, работающих по разным протоколам канального и физического уровней, в составную сеть. При этом каждая из сетей, входящих в единую сеть, называетсяподсетью (subnet). На сетевом уровне приходится решать две основные задачи -маршрутизации (routing, выбор оптимального пути передачи сообщения) иадресации (addressing, каждый узел в составной сети должен иметь уникальное имя). Обычно функции сетевого уровня реализует специальное устройство -маршрутизатор (router) и его программное обеспечение.

4. Транспортный уровень (transportlayer) решает задачу надежной передачи сообщений в составной сети с помощью подтверждения доставки и повторной отправки пакетов. Этот уровень и все следующие реализуются программно.

5. Сеансовый уровень (sessionlayer) позволяет запоминать информацию о текущем состоянии сеанса связи и в случае разрыва соединения возобновлять сеанс с этого состояния.

6. Уровень представления (presentationlayer) обеспечивает преобразование передаваемой информации из одной кодировки в другую (например, изASCII вEBCDIC).

7. Прикладной уровень (applicationlayer) реализует интерфейс между остальными уровнями модели и пользовательскими приложениями.

12. Методы передачи данных

Стандарт 100Base-T4 относится к сетям с архитектурой Ethernet. В ней используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом множественного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

Этот метод используется исключительно в сетях с общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод). Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Простота схемы подключения - это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet. Говорят, что кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме множественного доступа (multiply-access,MA).

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Затем кадр передается по кабелю. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные и посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции-источника также включен в исходный кадр, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ.

При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общему кабелю (рис. 3). Для уменьшения вероятности этой ситуации непосредственно перед отправкой кадра передающая станция слушает кабель (то есть принимает и анализирует возникающие на нем электрические сигналы), чтобы обнаружить, не передается ли уже по кабелю кадр данных от другой станции. Если опознается несущая (carrier-sense, CS), то станция откладывает передачу своего кадра до окончания чужой передачи, и только потом пытается вновь его передать. Но даже при таком алгоритме две станции одновременно могут решить, что по шине в данный момент времени нет передачи, и начать одновременно передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия, так как содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле, что приводит к искажению информации.

Чтобы корректно обработать коллизию, все станции одновременно наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии (collision detection, CD). Для увеличения вероятности немедленного обнаружения коллизии всеми станциями сети, ситуация коллизии усиливается посылкой в сеть станциями, начавшими передачу своих кадров, специальной последовательности битов, называемой jam-последовательностью.

После обнаружения коллизии передающая станция обязана прекратить передачу и ожидать в течение короткого случайного интервала времени, а затем может снова сделать попытку передачи кадра.

Метод CSMA/CD определяет основные временные и логические соотношения, гарантирующие корректную работу всех станций в сети:

13. между двумя последовательно передаваемыми по общей шине кадрами информации должна выдерживаться пауза в 9.6 мкс; эта пауза нужна для приведения в исходное состояние сетевых адаптеров узлов, а также для предотвращения монопольного захвата среды передачи данных одной станцией;

14. при обнаружении коллизии (условия ее обнаружения зависят от применяемой физической среды) станция выдает в среду специальную 32-х битную последовательность (jam-последовательность), усиливающую явление коллизии для более надежного распознавания ее всеми узлами сети;

15. после обнаружения коллизии каждый узел, который передавал кадр и столкнулся с коллизией, после некоторой задержки пытается повторно передать свой кадр. Узел делает максимально 16 попыток передачи этого кадра информации, после чего отказывается от его передачи. Величина задержки выбирается как равномерно распределенное случайное число из интервала, длина которого экспоненциально увеличивается с каждой попыткой. Такой алгоритм выбора величины задержки снижает вероятность коллизий и уменьшает интенсивность выдачи кадров в сеть при ее высокой загрузке.

13. Разработка программного обеспечения «удаленного управления компьютером»

13.1 Обзор аналогов программных средств

Программы удаленного управления компьютером позволяют дистанционно управлять другим компьютером через Интернет или в локальной сети. Это удобно, когда необходимо помочь не очень опытному пользователю, например, родственнику или другу, плохо разбирающемуся в компьютере что-либо сделать на нем, не сходя со своего уютного кресла и не тратя при этом свои нервы и время на телефонные разговоры. Такие программы еще удобно использовать для удаленной работы, например, из дома для подключения в офис и наоборот -- для доступа к своему домашнему ПК, для системного администрирования целого парка компьютеров и серверов.

Проведем сравнительный анализ программ удаленного управления, выделим их преимущества и недостатки.

TeamViewer

Одна из самых популярных программ для удаленного доступа, ее можно быстро скачать и установить или сразу запустить, без установки, с этим сможет справиться даже не очень опытный пользователь. При запуске программа отображает окно с ID и паролем для доступа к данному компьютеру, а также TeamViewer позволяет подключится к другому компьютеру задав его ID и пароль.

Преимущества: в программе доступно несколько основных режимов работы это удаленное управление, передача файлов, чат, демонстрация своего рабочего стола. Программа позволяет настроить круглосуточный доступ к компьютеру, это будет удобно для системного администрирования. Скорость работы вполне достойная, есть версии для всех мобильных платформ, для различных операционных систем, что очень радует. Простой и вполне понятный интерфейс плюс ряд дополнительных утилит для расширения функционала программы, будут полезны для служб удаленной поддержки.

Рисунок 13.1 TeamViewer

Недостатки: хоть программа и является бесплатной, но только для не коммерческого использования, а также при работе с ней более 5 минут возникает ряд трудностей, например TV может заблокировать сеанс удаленного подключения, распознав его как коммерческое использование. Для круглосуточного удаленного доступа или администрирования нескольких компьютеров, компьютерной сети, придется платить за дополнительные модули программы. Стоимость программы высокая.

Итог: данная программа идеально подойдет для разового удаленного подключения или использования ее непродолжительные периоды времени. Удобно использовать с мобильных платформ, но не администрировать большое количество компьютеров. За дополнительные модули придется доплачивать.

Ammy admin, программа в основном аналогична TeamViewer, но более простой вариант. Присутствуют только основные режимы работы -- просмотр и управления, передача файлов, чат. Программа может работать без установки, бесплатная для некоммерческого использования.

...