Разработка проекта локальной компьютерной сети лаборатории колледжа для передачи мультимедийной информации в проводных сетях для 27 компьютеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВО

"МГУТУ им. К.Г. Разумовского (Первый казачий университет)"

Университетский колледж информационных технологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Специальность 09.02.02 «Компьютерные сети»

ПМ01 «Участие в проектировании сетевой инфраструктуры»

по МДК01.01

«Организация, принципы построения и функционирования компьютерных сетей»

на тему «Разработка проекта локальной компьютерной сети лаборатории колледжа для передачи мультимедийной информации в проводных сетях для 27 компьютеров»

Группа КС-301

Студент Перов Т.В.

Руководитель работы

Личная подпись Гулиян Г.Б.

2014

Аннотация

В данном проекте построена проводная локальная сеть на 27 рабочих станций в целях передачи мультимедийной информации. Изложены основные понятия и принципы работы с локальными компьютерными сетями и глобальной сетью Интернет.

Рассмотрены вопросы:

Моделирование компьютерной сети

Выбор и закупка необходимого оборудования

Настройка сетевого оборудования

Настройка серверных операционных систем

Настройка необходимых сервисов и программного обеспечения

Получение экономической выгоды от локальной сети

Ускорение рабочего процесса за счет быстрого доступа к информации внутри локальной сети

Данная работа позволяет приобрести базовые теоретические знания при построении и работе с компьютерными сетями, настройкой сетевого оборудования и установкой программного обеспечения.

сеть компьютерный моделирование

Содержание

Введение

1. Аналитическая часть

2. Проектная часть

3. Экономическая эффективность

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

В данной работе нам предстоит построить проводную локальную компьютерную сеть для лаборатории колледжа на 27 рабочих станций в целях передачи мультимедийной информации между ними.

Главные требования к нашей локальной сети - это скорость, надежность и расширяемость.

Локальную сеть планируется построить для реализации потребностей учебного процесса в рамках единой информационной среды.

Актуальность работы состоит в том, что в наше время по сети передается огромное количество информации: учебные материалы, видеоуроки, презентации, практические материалы, электронные книги, руководства пользователей, расписания и т.д.

В настоящее время в колледже “Олимп” информационные технологии внедрены на недостаточно высоком уровне. Ситуация складывается так, что нет возможности обучения большого количества людей одновременно, поскольку существует всего один вычислительный центр.

Целью создания локальной сети является повышение эффективности обучения, локализация информационных ресурсов колледжа для оптимизации структуры внутреннего информационного оборота.

Чтобы построить эту сеть, нам понадобится специальное оборудование. Мы будем использовать маршрутизатор, сервер, коммутатор с 48 портами (это позволит масштабировать сеть в дальнейшем). Для соединения рабочих станций с коммутатором будет использована неэкранированная витая пара - этого будет вполне достаточно для нашей локальной сети.

1. Аналитическая часть

Московский государственный Колледж Автоматизации и информационного обеспечения Олимп был создан в 2014 году и сфокусирован на подготовке студентов в сфере информационных технологий по таким направлениям, как “Системный администратор”, “Веб-мастер”, “Системный аналитик” и “Сетевой архитектор”.

Здание состоит из 3 этажей:

На первом этаже расположена администрация колледжа и выделена большая лаборатория под создание нового вычислительного центра.

На втором и третьем этажах расположены учебные кабинеты и небольшой вычислительный центр.

В колледже обучается около 300 студентов. В текущем учебном году планируется создание вычислительного центра на средства, выделенные администрацией учебного заведения. Вычислительный центр будет состоять из 27 компьютеров. Будет возможность простого масштабирования локальной сети посредством подключения рабочей станции или беспроводной точки доступа напрямую к коммутатору, который будет расположен в стойке вычислительного центра. Локальная сеть также будет состоять из сервера, на нем в виртуальных машинах будет расположен контроллер домена (Active Directory), DHCP сервер, DNS сервер и файловый сервер для хранения информации.

Вход в систему студентами будет осуществляться с использованием логинов и паролей, выданных им по завершении проекта разработки локальной сети. Доступ к сетевой папке будет защищен групповыми политиками Windows. Главный лаборант колледжа будет осуществлять контроль над ними.

Рассмотрим план первого этажа, где будет размещен вычислительный центр с локальной сетью:

План колледжа автоматизации и информационного обеспечения

1 этаж

Рис. 1

Начнем с выбора топологии нашей сети. Есть три базовых топологии сети:

Шина представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы для предотвращения отражения сигнала.

Рис. 2

Кольцо -- это топология, в которой каждый компьютер соединён линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передаёт. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приёмник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

Рис. 3

Звезда -- эта топология на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:

Выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;

Отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;

Легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;

Рис. 4

Исходя из соображений надежности и отказоустойчивости, мы выберем топологию "звезда". Минус этой топологии в том, что вся нагрузка ложится на единственный коммутатор. По этой причине он должен быть высокопроизводительным и надежным.

Локальная сеть будет располагаться на первом этаже колледжа в помещении размером 31x19 метров, параллельно друг другу по длинным сторонам будут установлены стойки для рабочих станций и мониторов.

При разработке данной работы остро стоит задача подбора оборудования. Каждое оборудование должно соответствовать требованиям сети. Данный проект разрабатывается с целью обеспечения передачи мультимедийной информации в проводных сетях. Подобранное оборудование должно учитывать все аспекты, которые выявляются в процессе эксплуатации. Вот несколько требований, которым должна соответствовать наша локальная сеть:

Производительность

Производительность указывает, насколько быстро передается информация от источника к получателю. Главная характеристика - пропускная способность.

Надежность и отказоустойчивость

Объясняет стабильность работы оборудования в целом, возможность продолжения работы после возникновения неисправностей.

Безопасность

Представляет собой меры защиты от несанкционированного доступа, вредоносных программ, искажения при передаче данных.

Расширяемость и масштабируемость

Возможность подключения нового оборудования и расширения сети в целом.

Прозрачность

Идеальная сеть должна быть незаметна для пользователя
Необходима поддержка разных типов трафика, так как в сети могут передаваться различные данные от различных сетевых устройств.

Управляемость

Т.е. управление эффективностью, конфигурацией сети, устранением неисправностей, защитой данных.

Для данного курсового проекта мною самостоятельно было подобрано следующее оборудование:

Рабочие станции - комплекс аппаратных средств для работы пользователей.

Сервер - специализированное аппаратное обеспечение, необходимое для выполнения на нем сервисного программного обеспечения.

Жесткие диски для сервера с интерфейсом SAS - специальный формат дисков для сервера. Служат для хранения информации и быстрого доступа к ней за счет специального высокоскоростного интерфейса.

Коммутатор - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов одной компьютерной сети.

Маршрутизатор - устройство, предназначенное для связи нескольких сетей и передачи пакетов между ними.

Рекомендуемые системные требования к клиентскому оборудованию:

Рабочие станции

Операционная система:	Windows 8.1
Процессор:	Intel Core i3 3GHz /AMD A6
Оперативная память:	4 GB DDR3
Жесткий диск:	512 GB
Видеокарта:	Интегрированная

Рекомендуемые системные требования к серверному оборудованию:

Сервер

Операционная система:	Windows Server 2012 R2
Процессор:	2 x Intel Xeon E5 2.50 GHz
Оперативная память:	32 GB DDR3
Жесткий диск:	2x256 GB (SSD) + 2x1 TB (HDD)
Наличие RAID контроллера:	да
Сетевая карта:	4 x Intel 82574L

Коммутатор

Количество портов:	48
Поддержка VLAN, фильтрации MAC адресов	да
Защита от штормов: Broadcast, multicast и неизвестные unicast:	да
Управление устройством:	Через Web-интерфейс и специальное ПО
Скорость передачи данных:	до 1000 Мбит/с

2. Проектная часть

Первым делом при проектировании сети необходимо разработать ее модель с привязкой к планам помещения, в котором будет размещен вычислительный центр. Это позволит определиться, в каком месте возможна установка коммутационного оборудования и рабочих станций.

Перед непосредственной прокладкой сети мы создадим ее виртуальную модель в программе NetCracker Professional и Cisco Packet Tracer. Это позволит создать искусственную нагрузку на сеть и выявить ошибки, которые могут встретиться при проектировании реальной сети.

После моделирования сети в программах все кабеля из коммутатора будут уложены в кабель-каналы под потолком и проведены к рабочим станциям. Сосредоточение коммуникационного оборудования будет располагаться в серверной стойке около места лаборанта вычислительного центра. В стойке будут находиться:

Маршрутизатор

Коммутатор

Сервер

Источник Бесперебойного Питания

Серверная стойка должна иметь дополнительные секции для возможности расширения локальной сети и установки дополнительного оборудования в нее.

Начнем с наглядной схемы расположения рабочих станций и коммутационного оборудования в вычислительном центре:

Схема расположения оборудования в вычислительном центре



Рис. 5

Смоделируем нашу сеть для тестирования нагрузки и ошибок:

Физическая схема сети вычислительного центра



Рис. 6

Логическая схема сети вычислительного центра



Рис. 7

После успешного завершения тестирования можно начать закупать оборудование для вычислительного центра. Для закупки рабочих станций, коммутационного и другого оборудования мы воспользуемся услугами интернет-магазина Xcom и Oldi. Для построения сети нам понадобятся: Серверная стойка

Маршрутизатор

Коммутатор

Сервер

Источник Бесперебойного Питания

Рабочие станции

Кабель RJ-45

Для локальной сети мною были подобраны следующее оборудование:

Серверная стойка

Модель	DEPO Rack 560L3
Высота шкафа	42U
Глубина стойки	1000мм
Вес	23 кг
Цена	19 000 руб

Коммутатор

Модель	TP-LINK TL-SF1048
Интерфейсы	48 портов RJ-45 10/100 Мбит/с
Поддерживаемые стандарты	802.3, 802.3u, 802.3x
Управление	Web-интерфейс, консоль
Цена	12 000 руб

Источник Бесперебойного Питания

Модель	CyberPower BR650ELCD
Суммарная мощность нагрузки	390 Вт / 650 ВА
Время автономной работы	10 минут (полная нагрузка)
Суммарное напряжение батарей	12 В / 7 Ач
Цена	5 600 руб

Маршрутизатор

Модель	TP-LINK TL-ER6120
Интерфейсы	* Два порта WAN RJ-45 10/100/1000 Мбит/с * Два порта LAN RJ-45 10/100/1000 Мбит/с * Один порт LAN/DMZ RJ-45 10/100/1000 Мбит/с * Один консольный порт RJ-45
Управление	Веб-интерфейс, консоль
Поддерживаемые стандарты	802.3, 802.3u, 802.3ab
Цена	24 000 руб

Сервер

Модель	Dell PowerEdge R210
Процессор:	2 x Intel Xeon E5 2.50 GHz
Оперативная память:	32 GB DDR3
Жесткий диск:	256 GB (SSD) + 2x1 TB (HDD)
Наличие RAID контроллера:	да
Цена	150 000 руб

Рабочие станции (27)

Модель	Oldi Office 156
Процессор	AMD A6-5400-K
Оперативная память	4 Гб DDR3
Операционная система	Windows 8.1
Цена	24 500 руб

Кабель

Модель	Telecom Ultra Base TUS44048
Длина кабеля	305 м
Категория кабеля	5e
Описание	Неэкранированная витая пара
Цена	3 000 руб

Клавиатура + Мышь (27)

Модель	Клавиатура + Мышь Genius KM-22
Тип соединения	USB
Цвет	Черный
Разрешение мыши	1200 dpi
Цена	900 руб

Мониторы (27)

Модель	LG 20M44A-B
Разрешение	19,5 дюймов
Порты	VGA
Разрешение матрицы	1600 x 900
Цена	6 200 руб

После установки коммутационного оборудования в стойку, а рабочих станций на свои места и подключения их к коммутатору приступим к настройке маршрутизатора TP-LINK TL-ER6120.

На маршрутизаторе необходимо настроить DHCP и DNS сервер. Служба DHCP помогает справиться с назначением IP-адреса машинам, подключенным к сети, и устраняет случайное дублирование IP-адресов, следит за сроком их аренды. DHCP решает эти проблемы, выдавая IP адреса по необходимости каждой системе локальной сети, когда эти системы загружаются. Сервер DHCP гарантирует, что все IP адреса уникальны. Сервис требует небольшого вмешательства пользователя для назначения и обслуживания IP адресов.

После настройки DHCP сервера приступим к настройке DNS: этот сервис предназначен для преобразования доменных имен в IP-адрес и наоборот. DNS служат для делегирования доменного имени, так как у одного домена может быть много IP-адресов.

По завершении настройки маршрутизатора желательно проверить работоспособность локальной сети и пропинговать любое рабочее место в вычислительном центре. После удачного завершения тестирования подключим сервер к коммутатору. Итого, на коммутаторе 27 портов заняты предназначены под рабочие станции, один под маршрутизатор и один под сервер - 19 портов остаются свободны. Их можно использовать для дальнейшего расширения локальной сети, либо для подключения беспроводной точки доступа.

Приступим к настройке сервера Dell PowerEdge R210: на нем будет установлен Windows Server 2008R2 -твердотельный жесткий диск на 256 гб. будет полностью задействован под основную систему, после чего будет создано две виртуальные машины размером каждая по 1 тб. Одна будет использоваться под хранение пользовательских профилей в домене, а вторая будет предназначена под файлового сервер для пользователей локальной сети. После создания домена и настройки ОС можно вводить рабочие станции в домен.

На каждой рабочей станции уже предустановлена ОС - Windows 8.1. В качестве офисного пакета для работы студентов будет использоваться LibreOffice. У этого пакета открытый исходный код - он полностью бесплатен для частного и коммерческого использования, использование бесплатного программного обеспечения позволит нам сэкономить существенные средства.

3. Экономическая эффективность

Затраты на оборудование

Наименование оборудования	Цена
Серверная стойка	19 000 руб.
Коммутатор	12 000 руб.
Источник Бесперебойного Питания	5 600 руб.
Маршрутизатор	24 000 руб.
Сервер	150 000 руб.
Рабочие станции (27 штук)	661 500 руб.
Кабель	3000 руб.
Комплект клавиатура + мышь (27 штук)	24 300 руб.
Мониторы (27 штук)	167 400 руб.
Итого:	1 069 800 руб.

Суммарная стоимость оборудования, купленного для построения вычислительного центра, равна 1 070 000 рублей. Вся разработка локальной сети производилась студентами колледжа, что позволило сократить затраты на рабочих. Возможно дальнейшее расширение локальной сети путем подключения рабочих станций. Учитывая современное техническое и программное обеспечение, ЛВС полностью готова к максимальным нагрузкам. В дальнейшем возможна установка второго маршрутизатора, он будет использоваться как резервный, если основной выйдет из строя. В вечернюю смену в вычислительном центре будут проводиться платные дополнительные занятия для студентов и курсы по автоматизированным технологиям для всех желающих. Таким образом, создание локальной сети оправдает себя в более краткие сроки. Предполагаемый срок окупаемости проекта - 2 года.



Заключение

По итогам завершения проекта построения проводной локальной сети в вычислительном центре для передачи мультимедийной информации можно отметить, что интернет и локальная сеть глубоко интегрировались в деятельность учебного заведения. Студенты используют ее для выполнения практических работ, а преподаватели для поиска учебных материалов по сети Интернет и для повышения квалификации. Локальная сеть полностью защищена от внешнего проникновения благодаря межсетевому экрану и правильным настройкам. Управление сетью осуществляет лаборант вычислительного центра. Обновления систем на рабочих станциях и распространение программного обеспечения происходит c помощью Windows Server Update Services и групповых политик Windows. Имеется возможность масштабирования сети в пределах учебного заведения с минимумом задействованных для этого ресурсов. Получена экономическая выгода за счет выбора свободно распространяемого программного обеспечения и использования оборудования, соответствующего рекомендациям, но без лишних опций и по более оптимальной цене, в отличие от конкурентов. Разработанные в ходе выполнения проекта решения в полной мере использованы для создания локальной сети в колледже “Олимп”. При незначительной модификации система может быть перенесена на более крупные объекты инфраструктуры, позволяя удовлетворить современные потребности в качестве доступа в глобальную сеть и быстрой передачи мультимедийной информации по локальной сети.

Список использованной литературы

1. Хант К. TCP/IP Сетевое администрирование, 3-е изд.

2. Томас Л. Системное и сетевое администрирование, 4-e изд.

3. Олифер В.Г. Сетевые операционные системы, 2-е изд.

4. Кеннеди К. Принципы коммутации в локальных сетях, 3-е изд.

5. Цикл статей на портале OpenNET

6. http://www.opennet.ru/docs/RUS/

7. Цикл статей “Сети для самых маленьких”

8. http://habrahabr.ru/post/134892/

Размещено на Allbest.ru

...