Проектування та моделювання комп’ютерної мережі Інтернет-клубу

Проектування та моделювання комп’ютерної мережі Інтернет-клубу

ЗМІСТ

Вступ

1       Стандарти, протоколи та топології…

.1      Стандарти Ethernet

1.1.1 Fast Ethernet

.1.2   Gigabit Ethernet

.2      Огляд топології

.2.1   Топологія «шина»

.2.2   Топологія «зірка»

.2.3   Топологія «кільце»

.3      Середа передачі даних

.4      Протокол TCP/IP

.5      Переваги дротової мережі

.6      Висновки

         Завдання на розробку

.1      Мета розробки

.2      Надійність та захист

         Проектування комп’ютерної мережі

.1      Визначення структури області застосування

.1.1   Обмеження прав доступу

.1.2   Визначення інформаційних потоків

.2      Розставлення робочих станцій та периферійної техніки у приміщенні клубу

.2.1   Вибір оснащення обладнання персоналу

.2.2   Вибір оснащення робочих станцій для відвідувачів

.2.3   Вибір оснащення серверної частини мережі

.2.4   Вибір камер спостереження

.3      Розрахунок трафіку мережі

.4      Вибір технологій та стандартів на основі виконаної роботи

.5      Вибір обладнання для серверів та комутуючих пристроїв

.5.1   Сервери

.5.2   Комутатори

         Моделювання спроектованої мережі

.1      Навантаження комутаторів

.2      Час передачі

         Охорона праці

.1      Організація та розрахунок опалення

.2      Розрахунок вентиляції

.3      Розрахунок штучного освітлення приміщень

.4      Розрахунок природного освітлення приміщень

Висновки

Перелік посилань

ВСТУП

Інтернет-клуб - це публічне місце, яке надає доступ до мережі Інтернет. Також користувачі мають змогу зіграти у комп’ютерні ігри, які встановлені на робочих станціях як у режимі “single player”, так і у режимі “multiplayer”, у якому гравці приймають участь у грі одночасно. З’єднуються за допомогою локальної мережі або Інтернет.

У наш час Інтернет-клуби досить звична річ і розташовані майже у кожному місті. Також продовжують засновуватися і нові. Отже проектування мережі для Інтернет-клубу досить актуальна та популярна справа.

Популярною послугою у таких закладах також є поліграфія. Встановлюються локальні МФУ, широкоформатні друкові пристрої та пристрої кольорової поліграфії, а це підвищує завантаженість мережі. Побудова якої є достатньо важким завданням. Переважно через те, що вона повинна витримувати великі навантаження.

В першому розділі проведено огляд архітектурний рішень для розгортання локальної мережі; у другому розділі проведено сформульоване завдання на розробку; у третьому розділі проведена розробка необхідних моделей мережі, розрахунки мережних характеристик та обладнання, приведені заходи щодо організації безпеки мережі. Четвертий розділ присвячений моделюванню розробленої мережі.

. СТАНДАРТИ, ПРОТОКОЛИ ТА ТОПОЛОГІЇ

Комп'ютерна мережа - це сукупність комп'ютерів і різних пристроїв, що забезпечують інформаційний обмін між комп'ютерами в мережі без використання яких-небудь проміжних носіїв інформації.

Все різноманіття комп'ютерних мереж можна класифікувати по групі ознак:

Територіальна поширеність;

Відомча приналежність;

Швидкість передачі інформації;

Тип середовища передачі;

По територіальній поширеності мережі можуть бути локальними, глобальними, і регіональними [1]. Локальні - це мережі, що перекривають територію не більше 40 м², регіональні - розташовані на території міста чи області, глобальні на території держави або групи держав, наприклад, всесвітня мережа Internet.

По приналежності розрізняють відомчі і державні мережі. Відомчі належать одній організації і розташовуються на її території. Державні мережі - мережі, використовувані в державних структурах.

За швидкістю передачі інформації комп'ютерні мережі поділяються на низько-, середньо-і високошвидкісні.

За типом середовища передачі розділяються на мережі коаксіальні, на кручений парі, оптоволоконні, з передачею інформації по радіоканалах, в інфрачервоному діапазоні.

Комп'ютери можуть з'єднуватися кабелями, утворюючи різну топологію мережі (зоряна, шинна, кільцева та ін.)

1.1 Стандарти Ethernet

Стандарти Ethernet визначають дротяні з'єднання і електричні сигнали на фізичному рівні, формат кадрів і протоколи управління доступом до середовища - на канальному рівні моделі OSI. Ethernet в основному описується стандартами IEEE групи 802.3. Ethernet став найпоширенішою технологією ЛВС в середині 1990-х років, витіснивши такі застарілі технології, як Arcnet і Token ring.

Одним з найважливіших параметрів мережі, від якого безпосередньо залежить її продуктивність, є стандарт. За весь час існування локальних мереж їх накопичилося досить багато, тому ви зможете вибрати для себе відповідний.

Локальна мережа складається з різноманітних елементів. По-перше, комп'ютер і мережева операційна система; по-друге, мережева карта; по-третє, концентратори, маршрутизатори і т. п.; по-четверте, програмне забезпечення, що працює з мережевою картою, і т. д. Вимоги до всіх цих компонентів різноманітні, крім того, їх випускають різні виробники, тому без узгодженості важко досягти прийнятного результату. Для цього й існує стандарт.

1.1.1 Fast Ethernet Ethernet - загальна назва для набору стандартів передачі даних в комп'ютерних мережах за технологією Ethernet зі швидкістю до 100 Мбіт/с [2].

BASE-T - Загальний термін для позначення одного з трьох стандартів 100 Мбіт/с, що використовує як середовище передачі даних виту пару. Довжина сегмента до 200-250 метрів. Включає в себе 100BASE-TX, 100BASE-T4 і 100BASE-T2.

BASE-TX, IEEE 802.3u - Розвиток технології 10BASE-T, використовується топологія зірка, задіяний кабель вита пара категорії-5, в якому фактично використовуються 2 пари провідників, максимальна швидкість передачі даних 100 Мбіт/с.

BASE-T4 - 100 Мбіт/с по кабелю категорії-3. Задіяні всі 4 пари. Зараз практично не використовується. Передача даних йде в напівдуплексному режимі.

BASE-T2 - Не використовується. 100 Мбіт/с ethernet через кабель категорії-3. Використовується тільки 2 пари. Підтримується повнодуплексний режим передачі, коли сигнали поширюються в протилежні напрямки по кожній парі. Швидкість передачі в одному напрямку - 50 Мбіт/с.

BASE-FX - 100 Мбіт/с ethernet за допомогою оптоволоконного кабелю. Максимальна довжина сегмента 400 метрів у напівдуплексному режимі (для гарантованого виявлення колізій) або 2 кілометри в повнодуплексному режимі по багатомодовому оптичному волокну і до 32 кілометрів по одномодовому.

Таблця 1.1 - стандарти технології Fast Ethernet

1.1.2 Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet - термін, що описує набір технологій для передачі пакетів Ethernet зі швидкістю 1 Гбіт / с. Він визначений в документі IEEE 802.3-2005 [9].

BASE-T, IEEE 802.3ab - Стандарт Ethernet 1 Гбіт/с. Використовується кручена пара категорії 5e або категорії 6. У передачі даних беруть участь всі 4 пари. Швидкість передачі даних - 250 Мбіт/с по одній парі.

BASE-TX, - Стандарт Ethernet 1 Гбіт/с, що використовує тільки кручену пару категорії 6. Практично не використовується.

Base-X - загальний термін для позначення технології Гігабіт Ethernet, що використовує як середовище передачі даних оптоволоконний кабель, включає в себе 1000BASE-SX, 1000BASE-LX і 1000BASE-CX.

BASE-SX, IEEE 802.3z - 1 Гбіт/с Ethernet технологія, використовує багатомодове волокно дальність проходження сигналу без повторювача до 550 метрів.

BASE-LX, IEEE 802.3z - 1 Гбіт/с Ethernet технологія, використовує багатомодове волокно дальність проходження сигналу без повторювача до 550 метрів. Оптимізована для далеких відстаней, при використанні одномодового волокна (до 10 кілометрів).

BASE-CX - Технологія Gigabit Ethernet для коротких відстаней (до 25 метрів), використовується спеціальний мідний кабель (Екранована кручена пара (STP)) із хвильовим опором 150 Ом. Замінений стандартом 1000BASE-T, і зараз не використовується.

BASE-LH (Long Haul) - 1 Гбіт/с Ethernet технологія, використовує одномодовий оптичний кабель, дальність проходження сигналу без повторювача до 100 кілометрів.

Таблиця 1.2 - стандарти технології Gigabit Ethernet

.2 Огляд топології

Під топологією (компонуванням, конфігурацією, структурою) комп'ютерної мережі зазвичай розуміється фізичне розташування комп'ютерів мережі один відносно одного і спосіб з'єднання їх лініями зв'язку [8]. Важливо відмітити, що поняття топології відноситься, передусім, до локальних мереж, в яких структуру зв'язків можна легко простежити. У глобальних мережах структура зв'язків зазвичай прихована від користувачів і не занадто важлива, оскільки кожен сеанс зв'язку може проводитися по власному шляху.

Топологія визначає вимоги до устаткування, тип використовуваного кабелю, допустимі і найбільш зручні методи управління обміном, надійність роботи, можливості розширення мережі. І хоча вибирати топологію користувачеві мережі доводиться нечасто, знати про особливості основних топологий, їх достоїнства і недоліки потрібно.

Існує три базові топології мережі :

-       шина (bus) - усі комп'ютери паралельно підключаються до однієї лінії зв'язку. Інформація від кожного комп'ютера одночасно передається усім іншим комп'ютерам;

-       зірка (star) - до одного центрального комп'ютера приєднуються інші периферійні комп'ютери, причому кожен з них використовує окрему лінію зв'язку. Інформація від периферійного комп'ютера передається тільки центральному комп'ютеру, від центрального - одному або декільком периферійним;

-       кільце (ring) - комп'ютери послідовно об'єднані в кільце. Передача інформації в кільці завжди проводиться тільки в одному напрямі. Кожен з комп'ютерів передає інформацію тільки одному комп'ютеру, наступному в ланцюжку за ним, а отримує інформацію тільки від попереднього в ланцюжку комп'ютера.

-      

.2.1 Топологія «шина»

Топологія шина (чи, як її ще називають, загальна шина) самою своєю структурою припускає ідентичність мережевого устаткування комп'ютерів, а також рівноправ'я усіх абонентів по доступу до мережі (рисунок 1.1). Комп'ютери в шині можуть передавати інформацію тільки по черзі, оскільки лінія зв'язку в даному випадку єдина. Якщо декілька комп'ютерів передаватимуть інформацію одночасно, вона спотвориться в результаті накладення ( конфлікту, колізії ). У шині завжди реалізується режим так званого напівдуплексного (half duplex) обміну (у обох напрямах, але по черзі, а не одночасно).

При обриві кабелю виходять дві цілком працездатні шини. Проте потрібно враховувати, що із-за особливостей поширення електричних сигналів по довгих лініях зв'язку необхідно передбачати включення на кінцях шини спеціальних пристроїв, що погоджують, термінаторів. Якщо не включити їх у мережу, сигнал відбивається від кінця лінії і спотворюється так, що зв'язок по мережі стає неможливим. У разі розриву або ушкодження кабелю порушується узгодження лінії зв'язку, і припиняється обмін навіть між тими комп'ютерами, які залишилися сполученими між собою. Детальніше про узгодження буде викладено в спеціальному розділі курсу. Коротке замикання у будь-якій точці кабелю шини виводить з ладу усю мережу.

Рисунок 1.1 - Топологія «шина»

Оскільки центральний абонент відсутній, вирішення можливих конфліктів в даному випадку лягає на мережеве устаткування кожного окремого абонента. У зв'язку з цим мережева апаратура при топології шина складніша, ніж при інших топологіях. Проте через широке розповсюдження мереж з топологією шина (передусім найбільш популярній мережі Ethernet) вартість мережевого устаткування не занадто висока.

Важлива перевага шини полягає в тому, що при відмові будь-якого з комп'ютерів мережі, справні машини зможуть нормально продовжувати обмін.

Відмова мережевого устаткування будь-якого абонента в шині може вивести з ладу усю мережу. До того ж така відмова досить важко локалізувати, оскільки усі абоненти включені паралельно, і зрозуміти, який з них вийшов з ладу, неможливо.

Для збільшення довжини мережі з топологією шина часто використовують декілька сегментів (частин мережі, кожен з яких є шиною), сполучених між собою за допомогою спеціальних підсилювачів і відновників сигналів - репітерів або повторювачів. Проте таке нарощування довжини мережі не може тривати нескінченно. Обмеження на довжину пов'язані з кінцевою швидкістю поширення сигналів по лініях зв'язку.

.2.2 Топологія «зірка»

Зірка - це єдина топологія мережі з явно виділеним центром, до якого підключаються усі інші абоненти (рисунок 1.2). Обмін інформацією йде виключно через центральний комп'ютер, на який лягає велике навантаження, тому нічим іншим, окрім мережі, він, як правило, займатися не може. Зрозуміло, що мережеве устаткування центрального абонента має бути істотно складнішим, ніж устаткування 10 периферійних абонентів. Про рівноправ'я усіх абонентів (як в шині) в даному випадку говорити не доводиться. Зазвичай центральний комп'ютер найпотужніший, саме на нього покладаються усі функції по управлінню обміном. Ніякі конфлікти в мережі з топологією зірка в принципі неможливі, оскільки управління повністю централізоване.

Різновиди топології «зірка»:

-       Активна зірка. У центрі мережі є комп’ютер, який виступає у якості сервера.

-       Пасивна зірка. У центрі мережі з даною топологією міститься не сервер, а концентратор, або комутатор, що виконує ту ж функцію, що і повторювач. Він відновлює сигнали, які надходять, і пересилає їх в інші лінії зв'язку. Всі користувачі в мережі рівноправні.

Рисунок 1.2 - Топологія «зірка»

Якщо говорити про стійкість зірки до відмов комп'ютерів, то вихід з ладу периферійного комп'ютера або його мережевого устаткування ніяк не відбивається на функціонуванні частини мережі, що залишилася, зате будь-яка відмова центрального комп'ютера робить мережу повністю непрацездатною.

У зв'язку з цим повинні вживатися спеціальні заходи по підвищенню надійності центрального комп'ютера і його мережевої апаратури. Обрив кабелю або коротке замикання в нім при топології зірка порушує обмін тільки з одним комп'ютером, а усі інші комп'ютери можуть нормально продовжувати роботу.

Виділимо основні переваги та недоліки.

Переваги:

-       вихід з ладу однієї робочої станції не відбивається на роботі всієї мережі в цілому;

-       легкий пошук несправностей і обривів в мережі;

-       висока продуктивність мережі (за умови правильного проектування);

-       гнучкі можливості адміністрування.

Недоліки:

-       вихід з ладу центрального концентратора обернеться непрацездатністю мережі (або сегмента мережі) в цілому;

-       для прокладки мережі найчастіше потрібна більше кабелі, ніж для більшості інших топологій;

-       кінцеве число робочих станцій у мережі (або сегменті мережі) обмежена кількістю портів у центральному концентраторі.

-      

.2.3 Топологія «кільце»

Кільце - це топологія, в якій кожен комп'ютер сполучений лініями зв'язку з двома іншими : від одного він отримує інформацію, а іншому передає (рисунок 1.3). На кожній лінії зв'язку, як і у разі зірки, працює тільки один передавач і один приймач (зв'язок типу точка-точка). Це дозволяє відмовитися від застосування зовнішніх термінаторів (поглинач енергії).

Важлива особливість кільця полягає в тому, що кожен комп'ютер ретранслює (відновлює, посилює) сигнал, що приходить до нього, тобто виступає в ролі репітера (повторювача). Загасання сигналу в усьому кільці не має ніякого значення, важливе тільки загасання між сусідніми комп'ютерами кільця.

Рисунок 1.3 - Топологія «кільце»

Чітко виділеного центру при кільцевій топології немає, усі комп'ютери можуть бути однаковими і рівноправними. Проте досить часто в кільці виділяється спеціальний абонент, який управляє обміном або контролює його. Зрозуміло, що наявність такого єдиного абонента, що управляє, знижує надійність мережі, оскільки вихід його з ладу відразу ж паралізує увесь обмін.

Строго кажучи, комп'ютери в кільці не є повністю рівноправними (на відміну, наприклад від шинної топології ). Адже один з них обов'язково отримує інформацію від комп'ютера, що веде передачу в даний момент, раніше, а інші - пізніше. Саме на цій особливості топології і будуються методи управління обміном по мережі, спеціально розраховані на кільце. У таких методах право на наступну передачу (чи, як ще говорять, на захоплення мережі) переходить послідовно до наступного по кругу комп'ютера.

Підключення нових абонентів в кільце виконується досить просто, хоча і вимагає обов'язкової зупинки роботи усієї мережі на час підключення. Як і у разі шини, максимальна кількість абонентів в кільці може бути досить велика (до тисячі і більше). Кільцева топологія зазвичай має високу стійкість до перевантажень, забезпечує упевнену роботу з великими потоками переданої по мережі інформації, оскільки в ній, як правило, немає конфліктів (на відміну від шини), а також відсутній центральний абонент (на відміну від зірки), який може бути переобтяжений великими потоками інформації.

Сигнал в кільці проходить послідовно через усі комп'ютери мережі, тому вихід з ладу хоч би одного з них (або ж його мережевого устаткування) порушує роботу мережі в цілому. Це істотний недолік кільця.

Так само обрив або коротке замикання у будь-якому з кабелів кільця робить роботу усієї мережі неможливої. З трьох розглянутих топологій кільце найуразливіший до ушкоджень кабелю, тому у разі топології кільця зазвичай передбачають прокладення двох (чи більше) паралельних ліній зв'язку, одна з яких знаходиться в резерві.

Іноді мережа з топологією кільце виконується на основі двох паралельних кільцевих ліній зв'язку, передавальних інформацію в протилежних напрямах. Мета подібного рішення - збільшення (у ідеалі - удвічі) швидкості передачі інформації по мережі. До того ж при ушкодженні одного з кабелів мережа може працювати з іншим кабелем (правда, гранична швидкість зменшиться).

.3 Середа передачі даних

Промисловістю випускається величезна кількість типів кабелів, наприклад, тільки одна найбільша кабельна компанія Belden пропонує більше 2000 їх найменувань [5]. Але всі кабелі можна розділити на три великі групи:

-       електричні (мідні) кабелі на основі кручених пар проводів (twisted pair), які діляться на екрановані (shielded twisted pair, STP) і неекрановані (unshielded twisted pair, UTP);

-       електричні (мідні) коаксіальні кабелі (coaxial cable);

-       оптоволоконні кабелі (fibre optic).

Кожен тип кабелю має свої переваги і недоліки, так що при виборі треба враховувати як особливості розв'язуваної задачі, так і особливості конкретної мережі, в тому числі і використовувану топологію.

Можна виділити наступні основні параметри кабелів, принципово важливі для використання в локальних мережах:

-       смуга пропускання кабелю (частотний діапазон сигналів, що пропускаються кабелем) і загасання сигналу в кабелі. Два цих параметра тісно пов'язані між собою, так як з ростом частоти сигналу зростає загасання сигналу. Треба вибирати кабель, який на заданій частоті сигналу має прийнятне загасання. Або ж треба вибирати частоту сигналу, на якій загасання ще прийнятно. Загасання виміряється в децибелах і пропорційно довжині кабелю.

-       перешкодозахищеність кабелю і забезпечувана їм таємність передачі інформації. Ці два взаємозалежних параметри показують, як кабель взаємодіє з навколишнім середовищем, тобто, як він реагує на зовнішні перешкоди, і наскільки просто прослухати інформацію, передану по кабелю.

-       швидкість поширення сигналу по кабелю або, зворотний параметр - затримка сигналу на метр довжини кабелю. Цей параметр має принципове значення при виборі довжини мережі. Типові величини швидкості поширення сигналу - від 0,6 до 0,8 від швидкості поширення світла у вакуумі. Відповідно типові величини затримок - від 4 до 5 нс / м.

-       для електричних кабелів дуже важлива величина хвильового опору кабелю. Хвильовий опір важливо враховувати при узгодженні кабелю для запобігання відображення сигналу від кінців кабелю. Хвильовий опір залежить від форми і взаєморозташування провідників, від технології виготовлення і матеріалу діелектрика кабелю. Типові значення хвильового опору - від 50 до 150 Ом.

В даний час діють такі стандарти на кабелі:

-       EIA / TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) - американський;

-       ISO / IEC IS 11801 (Generic cabling for customer premises) - міжнародний;

-       CENELEC EN 50173 (Generic cabling systems) - європейський.

Ці стандарти описують практично однакові кабельні системи, але відрізняються термінологією і нормами на параметри.

.4 Протокол TCP/IP

/IP - це засіб для обміну інформацією між комп'ютерами, об'єднаними в мережу [4]. Не має значення, чи складають вони частина однієї і тієї ж мережі або підключені до окремих мереж. Не грає ролі і те, що один з них може бути комп'ютером Cray, а інший Macintosh. TCP/IP - це не залежний від платформи стандарт, який перекидає мости через прірву, яка лежить між різнорідними комп'ютерами, операційними системами та мережами. Це протокол, який глобально управляє Internet, і значною мірою завдяки мережі TCP/IP завоював свою популярність.

Розуміння TCP/IP головним чином передбачає здатність розбиратися в наборах таємничих протоколів, які використовуються головними комп'ютерами TCP/IP для обміну інформацією. Давайте розглянемо деякі з цих протоколів і з'ясуємо, що становить оболонку TCP/IP. /IP - це абревіатура терміну Transmission Control Protocol / Internet Protocol (Протокол управління передачею / Протокол Internet). У термінології обчислювальних мереж протокол - це заздалегідь узгоджений стандарт, який дозволяє двом комп'ютерам обмінюватися даними. Фактично TCP / IP не один протокол, а декілька. Саме тому ви часто чуєте, як його називають набором, або комплектом протоколів, серед яких TCP і IP - два основних.

Програмне забезпечення для TCP/IP, на вашому комп'ютері, являє собою специфічну для даної платформи реалізацію TCP, IP і інших членів сімейства TCP/IP. Звичайно в ньому також є такі високорівневі прикладні програми, як FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачі файлів), які дають можливість через командний рядок керувати обміном файлами по Мережі. /IP - зародився в результаті досліджень, профінансованих Управлінням перспективних науково-дослідних розробок (Advanced Research Project Agency, ARPA) уряду США в 1970-х роках. Цей протокол був розроблений з тим, щоб обчислювальні мережі дослідницьких центрів у всьому світі могли бути об'єднані у формі віртуальної "мережі мереж" (internetwork). Первісна Internet була створена в результаті перетворення існуючого конгломерату обчислювальних мереж, що звався ARPAnet, за допомогою TCP/IP.

Причина, по якій TCP/IP настільки важливий сьогодні, полягає в тому, що він дозволяє самостійним мережам підключатися до Internet або об'єднуватися для створення приватних интрасетей. Обчислювальні мережі, складові интрасеть, фізично підключаються через пристрої, звані маршрутизаторами або IP-маршрутизаторами. Маршрутизатор - це комп'ютер, який передає пакети даних з однієї мережі в іншу. У інтрамережі, що працює на основі TCP/IP, інформація передається у вигляді дискретних блоків, званих IP-пакетами (IP packets) або IP-дейтаграммами (IP datagrams). Завдяки програмному забезпеченню TCP / IP всі комп'ютери, підключені до обчислювальної мережі, стають "близькими родичами". По суті воно приховує маршрутизатори і базову архітектуру мереж і робить так, що все це виглядає як одна велика мережа. Точно так само, як підключення до мережі Ethernet розпізнаються по 48-розрядним ідентифікаторам Ethernet, підключення до інтрамережі ідентифікуються 32-розрядними IP-адресами, які ми висловлюємо у формі десяткових чисел, розділених крапками (наприклад, 128.10.2.3). Взявши IP-адреса віддаленого комп'ютера, комп'ютер в інтрамережі або в Internet може відправити дані на нього, як ніби вони складають частину однієї і тієї ж фізичної мережі. /IP дає вирішення проблеми даними між двома комп'ютерами, підключеними до однієї і тієї ж інтрамережі, але належать різним фізичним мереж. Рішення складається з декількох частин, причому кожен член сімейства протоколів TCP/IP вносить свою лепту в загальну справу. IP - самий фундаментальний протокол з комплекту TCP/IP - передає IP-дейтаграми по інтрамережі і виконує важливу функцію, звану маршрутизацією, по суті справи це вибір маршруту, за яким дейтаграмма буде слідувати з пункту А в пункт B, і використання маршрутизаторів для "стрибків "між мережами. - це протокол більш високого рівня, який дозволяє прикладним програмам, запущеним на різних головних комп'ютерах мережі, обмінюватися потоками даних. TCP поділяє потоки даних на ланцюжки, які називаються TCP-сегментами, і передає їх за допомогою IP. У більшості випадків кожний TCP-сегмент пересилається в одній IP-дейтаграмі. Однак при необхідності TCP буде розщеплювати сегменти на кілька IP-дейтаграм, що вміщаються в фізичні кадри даних, які використовують для передачі інформації між комп'ютерами в мережі. Оскільки IP не гарантує, що дейтаграми будуть отримані в тій же самій послідовності, в якій вони були послані, TCP здійснює повторну "складання" TCP-сегментів на іншому кінці маршруту, щоб утворити безперервний потік даних. FTP і telnet - це два приклади популярних прикладних програм TCP / IP, які спираються на використання TCP.

Проектувальники обчислювальних мереж часто використовують семиуровневую модель ISO/OSI (International Standards Organization / Open Systems Interconnect, Міжнародна організація по стандартизації / Взаємодія відкритих систем), яка описує архітектуру мереж. Кожен рівень в цій моделі відповідає одному рівню функціональних можливостей мережі. У самому підставі розташовується фізичний рівень, що представляє фізичне середовище, по якій "подорожують" дані, - іншими словами, кабельну систему обчислювальної мережі. Над ним мається канальний рівень, або рівень ланки даних, функціонування якого забезпечується мережевими інтерфейсними платами. На самому верху розміщується рівень прикладних програм, де працюють програми, що використовують службові функції мереж.

Таким чином, TCP/IP - це набір протоколів, які дозволяють фізичним мережам об'єднуватися разом для утворення Internet. TCP/IP з'єднує індивідуальні мережі для освіти віртуальної обчислювальної мережі, в якій окремі головні комп'ютери ідентифікуються не фізичні адресами мереж, а IP-адресами.

.5 Переваги дротової мережі

Розглянувши досить багато мережевих стандартів, які знаходять своє застосування у разі використання тієї чи іншої мережевої топології, можна скласти список основних переваг і недоліків провідної мережі [3]. Дана інформація вам обов'язково стане в нагоді і дозволить порівняти дротової і бездротової варіанти, що, в свою чергу, остаточно допоможе вам визначитися з вибором типу майбутньої мережі. Отже, почнемо. Переваг у провідної мережі досить багато.

-       висока продуктивність. Як ви вже знаєте, існують стандарти, які дозволяють передавати дані в мережі зі швидкістю більше 100 Мбіт / с. Як показує практика, цієї швидкості цілком вистачає для комфортної роботи досить великої мережі з декількома серверами. Крім того, в будь-який момент можна перейти і на більш швидкий стандарт, просто помінявши наявне обладнання на більш швидкісний;

-       практично необмежена розширюваність мережі. Запасу за кількістю обладнання, що підключається вистачає для мережі будь-якого обсягу;

-       можливість обслуговування сегментів мережі з різними топологіями. Цей факт дуже важливий, оскільки дозволяє з'єднати воєдино мережі з різними топологіями. Для цього вам всього лише потрібно мати відповідний міст або маршрутизатор. При цьому можна організовувати віртуальні мережі з чітко обмеженими наборами прав доступу і т. п;

-       широкі можливості налаштування мережевого оточення (DNS, DHCP, шлюзи, домени, робочі групи і т. д.);

-       захищеність мережі. Провідна мережа є досить захищеною середовищем, оскільки для того, щоб до неї підключитися, зловмисникові доведеться або отримати доступ до концентратора, або якимось чином зробити врізку в існуючу мережеву магістраль або кабель;

-       нескладна локалізація несправності (у разі використання топології "зірка");

-       можливість вибору серед стандартів мережі оптимального показника "якість / ціна";

-       Можливість високошвидкісного доступу в Інтернет.

1.6 Висновки

На основі приведеної вище теоретичної інформації можна зробити висновки щодо типу, стандартів та топології для побудування локальної мережі Інтернет-клубу.

У пункті 1.1 описано стандарти Ethernet, а точніше Fast Ethernet та Gigabit Ethеrnet. У мережі інтернет-клубу не будуть використовуватися стандарти зі швидкістю передачі 10 Мбит/с, тому що цієї швидкості може не вистачити та ці стандарти доволі застарілі.

У пункті 1.2 описані найбільш популярні топології. Враховуючи те, що використовуватимуться стандарти Ethernet, мережа будуватиметься на топології зірка, яка найбільше підходить для цих стандартів.

Стек ТСР/ІР використовується майже всюди через свою універсальність, отже вибирати щось інше не має сенсу. З інформації що представлена у пункті 1.3 можна зробити висновок, що найбільш підходить екранована вита пара.

. ЗАВДАННЯ НА РОЗРОБКУ

.1 Мета розробки

Метою розробки є комп’ютерна мережа для Інтернет-клубу. Мережа створюється для вільного користування Інтернетом та необмеженому користуванню пристроїв поліграфії.

Основними цілями проектування ЛМ, є:

) спільна обробка інформації;

) спільне використання файлів;

) забезпечення зберігання запису з відеоспостереження;

) контроль за доступом до інформації;

) забезпечення безперебійної передачі даних;

) спільний доступ в Інтернет;

) захист від зовнішніх атак на мережу.

Мережа буде розташована в одноповерховій будівлі. Навпроти парадного входу буде розташовуватися робоче місце системних адміністраторів, яке загороджено стійкою. Над ними буде знаходитися камера. Також там буде пульт керування за робочими станціями клієнтів, поліграфічні пристрої та робочі станції робітників клубу. Також біля входу у клуб буде знаходитися камера спостереження, яка обертається та охоплює майже все приміщення.

У середині будівлі будуть розташовані комп’ютери для відвідувачів клубу. За ними буде слідкувати 2 камери. Кабінети директора та заступника буде знаходитися у іншому кінці приміщення. У ньому знаходитиметься його робоче місце та персональний комп’ютер. Поруч з кабінетом розташовуватиметься серверна, у якій буде Web Server (відповідає за розподіл швидкості та трафіку інтернет; організовує захист мережі від зовнішніх атак), прилади для ремонту та обслуговування робочих станцій, кабелі та інше.

.2 Надійність та захист

Відповідна практика управління є критичною для функціонування і підтримки безпечного web-сервера. Необхідно визначити вимоги до розгортання, документування і реалізації політик, стандартів, процедур і керівництва, яке гарантує конфіденційність, цілісність і доступність інформаційних ресурсів.

Для гарантування безпеки web-сервера і підтримки мережевої інфраструктури повинні бути розглянуті і реалізовані наступні основні моменти:

-       політика безпеки інформаційної системи організації;

-       принципи управління і контролю конфігурації і її змін;

-       аналіз ризику і певні підходи до управління ризиком;

-       стандартні конфігурації ПО, які задовольняють політиці безпеки інформаційної системи;

-       необхідний об'єм знань і тренінги, що забезпечують необхідний об'єм знань;

-       способи відновлення після раптових збоїв;

-       відповідна сертифікація і акредитація.

Слід гарантувати, що ОС, на якій виконується web-сервері, розгорнена, конфігурована і управляється відповідно до вимог безпеки.

Першим кроком в забезпеченні безпеки web-сервера є безпека лежачої в основі ОС. Більшість доступних web-серверів виконуються на ОС загального призначення. Багатьох проблем безпеки можна уникнути, якщо ОС, лежача в основі web-сервера, конфігурована відповідним чином. Також слід розуміти, що виробники не знають вимог безпеки кожної організації, тому web-адміністратор повинен конфігурувати нові сервери відповідно до вимог безпеки і переконфігурувати їх кожного разу при зміні цих вимог. Забезпечення безпеки ОС як мінімум повинна включати наступні кроки:

-       виконання patch-ей і upgrade-ів ОС;

-       видалення або заборона непотрібних сервісів і програм;

-       конфігурація управління ресурсами;

-       тестування безпеки ОС.

У багатьох аспектах інсталяція і конфігурація безпеки ПО web-сервера аналогічна процесу інсталяції і конфігурації ОС. Головним принципом, як і раніше, є інсталяція мінімального числа необхідних сервісів web-сервера і видалення всіх відомих уразливостей за допомогою patche-ей і upgrade-ів. Якщо інсталяційна програма встановлює якісь непотрібні програми, сервіси або скрипти, вони повинні бути видалені негайно після завершення процесу установки.

. ПРОЕКТУВАННЯ КОМ’ПЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ

.1 Визначення структури області застосування

Комп’ютерна мережа, що проектується, буде використовуватися у інтернет-клубі. Робочий персонал якого складається з:

-       директор;

-       заступник директора;

-       системний адміністратор, який відповідає за робочий стан комп’ютерів, керування та розподіл часу;

-       системний адміністратор, який обслуговує клієнтів з питань друку, сканування та копіювання;

-       системний адміністратор, який стежить за роботою мережі та серверів.

Ознайомившись з структурою працівників клубу (рисунок 3.1) та на основі запиту від керівництва на кількість робочих станцій для відвідувачів можна зробити розподілення та підрахунок робочих місць персоналу та можливих користувачів.

Таблиця 3.1 - розподілення робочих місць та підрахунок

Загальна кількість 35 ПК, 2 сервера, периферія (2 багатофункціональних пристроїв (БФП), 1 кольоровий принтер та 1 широкоформатний принтер).

.1.1 Обмеження прав доступу

Щоби забезпечити захист даних від по сторонніх осіб та зловмисників потрібно розділити всіх користувачів мережі на категорії доступу: загальну, спеціальну і повну.

)        загальний доступ присвоюється всім відвідувачам, які будуть використовувати ресурси безпосередньо пов'язані з роботою на комп'ютері;

)        спеціальний доступ присвоюється користувачам, які стежать за процесом роботи відвідувачів. Їм дозволено доступ тільки до спеціальних ресурсів конкретного призначення;

)        повний доступ присвоюється адміністратору і обслуговуючому персоналу, яким доступні всі мережеві ресурси.

Таблиця 3.1 Перелік функцій користувачів та прав доступу

Назва групи	Внутршні ресурси	Рівні доступу до внутрішнім ресурсам
Відвідувачі	Спеціальні каталоги та папки для відвідувачів	Перегляд об’єктів
Керування  Інтернет клубу	Усі мережеві ресурси	Права адміністратора у каталогах, у тому числі зміна рівня та прав доступу
Робітнники клубу	Доступ до усієї інформації	Обмеження доступу до папок
Мережевий адміністратор	Усі мережеві ресурси	Повний доступ до усіх ресурсів .1.2 Визначення інформаційних потоків Мережа клубу з’єднана з мережею Інтернет через Веб-сервер, який має для цього 2 мережеві карти Gigabit Ethernet. Підключення налаштовано заздалегідь мережевим адміністратором. Швидкість Інтернету встановлено згідно підключеного тарифного плану 1 Gbit/s. Для об’єднання з мережею використаємо маршрутизатор з підтримкою технології Gigabit Ethernet. Робочі станції для відвідувачів розділені по 15 ПК та з’єднані з головною мережею за допомогою 2 комутаторів (Switch-ів). Робочі станції директора, заступника директора, системних адміністраторів та периферійні пристрої об’єднані за таким же принципом. .2 Розставлення робочих станцій та периферійної техніки у приміщенні клубу Згідно обраної топології «зірка» та плану приміщення розміщення комп’ютерів та іншої техніки зображено на рисунку 3.3. .2.1 Вибір оснащення обладнання персоналу Робочі станції для персоналу не потребують високих показників продуктивності у зв’язку з тим, що персоналу не потрібно витрачати ресурси ПК на ігри, а це означає що вони можуть бути дещо гірше, ніж комп’ютери для відвідувачів. На них встановлюємо стандартне програмне забезпечення (Microsoft Office та інші засоби читання та редагування документів, браузер Google Chrome, засоби комунікації Skype та інші, засоби відкриття файлів мультимедіа) та повний комплект драйверів. Рисунок 3.3 - Розміщення частин мережі на плані приміщення Тільки на робочій станції системного адміністратора, що відповідає за розподіл часу, необхідно встановити програму ClubControl, для автоматизації процесу обліку клієнтів та моніторинг. Програма, що дозволяє автоматизувати роботу адміністраторів комп'ютерних клубів. Володіє безліччю різних можливостей. Серед них: -       управління комп'ютерами; -       підрахунок і обмеження інтернет-трафіку; -       управління швидкістю Інтернету; -       захист від відвідувачів; -       наявність вбудованого файрволла; -       контроль роботи клубу через Інтернет або локальну мережу; -       рейтинг ігор за різними параметрами; облік додаткових послуг; -       графічне представлення роботи клубу; -       управління клієнтами, а також спостереження за ними. Крім того, передбачено моніторинг системних ресурсів; система копіювання збережених даних гравців і багато іншого. Відмінною рисою програми є зручність у використанні. Також на плані приміщення розміщуємо пристрої поліграфії: -       кольоровий принтер; -       широкоформатний принтер; -       2 багатофункціональних пристроїв (БФП). У функції багатофункціонального пристрою входить друкування, сканування та копіювання на аркушах формату А4 та А3. На кольорових принтерах можна здійснювати сканування високої якості, друк кольорових документів та фотографій формату А4 та менші. На широкоформатному принтері можна друкувати на аркушах формату А2 та А1. .2.2 Вибір оснащення робочих станцій для відвідувачів Робочі станції для відвідувачів повинні відповідати деяким вимогам: -       процесор: Intel® Core™ i5 2.5 GHz або краще; -       ОЗУ: 8 Gb або більше; -       відеокарта: Nvidia Geforce GTX 760 або краще; -       жорсткий диск: ≥ 500Gb; -       ОС: Windows 7 (64bit); -       мережева карта: Ethernet ENCORE ENL833-TB-REB (100 Мбит/с) або краще. У кожного комп’ютера повинні бути основні комплектуючі: клавіатура, миша, монітор та навушники. На ОС повинні бути встановлені усі необхідні драйвери, Flash-плеєр останньої версії, Direct-X v9, v10 та v11, усі версії .NET Framework та інші засоби, що необхідні для сучасних ігор. На 15 робочих станціях будуть встановлені найпопулярніші онлайн-ігри (використовують доступ до мережі інтернет) та додавати ігри, які запросять відвідувачі. Ще ігри які підтримують гру у мережевому режимі (гра двох або більше гравців одночасно в одну гру з використанням мережевих ресурсів). Також додавати ігри, які запросять. На інших 15 комп’ютерах мають бути популярніші браузери, засоби комунікації. На кожному комп’ютері повинен бути налагоджений швидкий доступ до File-серверу. Користувачі матимуть можливість переглядати фільми та картинки, прослуховувати музику, яка зберігається на ньому. Зберігати файли можна буде тільки певного формату і у певну папку. Усього для відвідувачів буде відведено 30 комп’ютерів. Вони будуть розділені на 2 групи по 15 ПК та підключені до основної мережі за допомогою 2 комутаторів. Обґрунтований цей вибір тим, що комутатори з такою самою швидкістю але з більшою кількістю портів працюють дещо повільніше. Також при під’єднанні великої кількості ПК до одного комутатора підвищує шанс появи колізій та уповільнення роботи мережі. Робочі станції розташовані саме так, щоб вони не заважали вільно пересуватися по території клубу відвідувачам та персоналу. .2.3 Вибір оснащення серверної частини мережі Серверна частина мережі складається з 2 серверів: -       Web сервер; -       File сервер. Веб-сервер - це сервер, що приймає HTTP-запити від клієнтів, зазвичай веб-браузерів, видає їм HTTP-відповіді, зазвичай разом з HTML-сторінкою, зображенням, файлом, медіа-потоком або іншими даними. Веб-сервер - основа Всесвітньої павутини <#"787510.files/image005.gif"> Рисунок 3.4 - Розподіл трафіку 3.4 Вибір технологій та стандартів на основі виконаної роботи При будуванні мережі необхідно керуватися стандартами ІЕЕЕ 802.3u та IEEE 802.3ab. Такий висновок можна зробити судячи з розрахунку трафіку. Стандарт ІЕЕЕ 802.3u буде використовуватися для зв’язку між робочими станціями та периферійними пристроями з комутаторами. А IEEE 802.3ab - для зв’язку між серверами та між комутаторами. Мережа буде виконана у вигляді топології «зірка», тому що це надає можливість централізації потоку даних та легкому адмініструванню мережі. Інші топології не підходять, тому що топологія «шина» обмежена у швидкості та пропускній здатності, а «кільце» - не досить надійне для місця застосування мережі. У клубі буде використано стек ТСР/ІР. Цей вибір обґрунтований тим, що він користується найбільшою популярністю і мережа інтернет побудована на його принципі. Таблица 3.1 Конфигурація локальної мережі Компонент Реалізація Топологія Зірка Тип мережі Fast Ethernet, Gigabit Ethernet Лінія зв’язку Вита пара, 100Base-TX, 1000Base-T Мережеві адаптери 100BaseTX для ПК, 1000Base-T для серверів Ретранслятори Switch Управління спільним використанням ресурсів Мережа на основі технології Client-Server, централизоване управленіння ресурсами .5 Вибір обладнання для серверів та комутуючих пристроїв .5.1 Сервери Tower E3-1220V3 - це сервер від Patriot, призначений для невеликих робочих груп. Технічні характеристики приведені у таблиці 3.2. Особливості: -       Підтримує до 32 ГБ небуферізірованной DDR3-1333/1600 ECC пам'яті; -       Підтримує до 2 дисків 3.5 "без гарячої заміни SATA, SSD; -       Підтримує RAID 0, 1, 5, 10 для SATA 2 і RAID 0, 1 для SATA 3; -       Gigabit Ethernet і IPMI 2.0 з підтримкою virtual media over LAN і KVM-over-LAN. Виробник Patriot не пломбує свої сервера, що дає можливість проводити профілактичні роботи всередині пристрою, і апгрейд. Гарантія поширюється тільки на продані компоненти сервера, їх серійні номери прописані в гарантійному талоні. Таблиця 3.2 - Технічні показники серверу Процессор Intel Xeon Quad-Core E3-1220 v3 (3.1 ГГц) Материнська плата Supermicro MBD-X10SLL-F Чіпсет: Intel C222 Об’єм оперативної пам’яті 8 ГБ Тип оперативної пам’яті DDR3-1600 ECC Жорсткий диск 2 x Seagate ST1000NM0033 1 ТБ , 7200 об/мин, Constellation ES.3, Serial ATA 6 Гбит/с Сервер для робочих навантажень: -       Невеликі СУБД (MS SQL); -       Сервери віртуалізації (MS Hyper-V); -       Почтові сервери (MS Exchange); -       Файл-сервери; -       Web-сервери. Причина вибору ОС для серверів була описана у пункті 3.2.4Server - провідна серверна операційна система, на якій побудована робота багатьох найбільших центрів обробки даних - надає широкі можливості підприємствам будь-якого розміру по всьому світу [10]. Опираючись на те, що серверна операційна система Windows Server 2012 повинна замінити систему яка випускається в даний час Windows Server 2008 R2, ми будемо її використовувати. Основні удосконалення: -       новий користувальницький інтерфейс Metro UI; -       2300 нових команд Windows PowerShell; -       Вдосконалений Диспетчер завдань; -       Тепер Server Core рекомендований варіант установки; -       Нова роль IPAM (IP address management) для управління і аудиту адресним простором IP4 і IP6; -       Удосконалення в службі Active Directory; -       Нова версія Hyper-V; -       Нова файлова система ReFS (Resilient File System); Нова версія IIS 8.0 (Internet Information Services). .5.2 Комутатори Комутатор у робочій групі системних адміністраторів буде використовуватися моделі TP-LINK TL-SG3210. Його технічні характеристики представлені у таблиці 3.3. Таблиця 3.3 - Характеристики комутатору TP-LINK TL-SG3210 Інтерфейс  8 портів RJ45 10/100/1000 Мбіт / с (автоузгодження/авто- MDI / MDIX)2 слота SFP 1000 Мбіт / с1 консольний порт Середа передачі даних 10BASE-T: неекранована кручена пара категорій 3, 4, 5 (максимум 100 м)100BASE-TX/1000Base-T: неекранована кручена пара категорій 5, 5e, 6 або вище (максимум 100 м)1000BASE-X: MMF, SMF Смуга пропускання / крос-шина 20 Гбит/с Таблиця МАС адрес 8000 записів Буфер памяти пакетов 512 Кбайт QoS (якість обслуговування) Підтримка пріоритетності 802.1p CoS / DSCP Підтримка 4 пріоритетних черг. Розклад черг: SP, WRR, SP + WRR L2 функції IGMP Snooping V1/V2/V3802.3ad LACP (до 8 агрегованих каналів, з 8 портами на групу)STP / RSTP / MSTPізоляція . Списки доступу (ACL) фільтрація пакетів L2 - L4 по МАС-адресою, IP-адресою, TCP / UDP-портів, 802.1p, DSCP. Безпека Прив'язка IP-MAC-Port-VIDIEEE 802.1X аутентифікація на по порту / MAC-адресою, через Radius-сервер, гостьова VLAN, Захист від DoS. Управління та налаштування Графічний Web-інтерфейс і командний рядок SNMP v1/v2c/v3, сумісність з відкритими MIB і приватними MIB TP-LINKRMON (1, 2, 3, 9 груп)DHCP / BOOTP клієнт, DHCP Snooping. У робочих групах відвідувачів буде використовуватися комутатор TP-LINK TL-SG3216. Характеристики комутатора представлені у таблиці 3.4. комп’ютерна мережа інтернет сервер Таблиця 3.4 - Характеристики комутатору TP-LINK TL-SG3216 Стандарти і протоколи IEEE 802.3i,IEEE 802.3u,IEEE 802.3ab. IEEE 802.3ad,IEEE 802.3x,IEEE 802.1d, IEEE 802.1w,IEEE 802.1q,IEEE 802.1x,IEEE 802.1p Інтерфейс 16 портів RJ45 10/100/1000 Мбіт / с (автоузгодження / авто-MDI / MDIX) Середа передачі даних 10BASE-T: UTP кабель категорії 3, 4, 5 (макс. 100 м)100BASE-TX/1000Base-T: UTP кабель категорії 5, 5e або вище (макс. 100 м)100BASE-FX: MMF, SMF1000BASE-X: MMF, SMF Смуга пропускання / крос-шина 32 Гбит/с Таблиця МАС адрес 8000 записів Буфер памяти пакетов 512 Кбайт L2 функції IGMP Snooping V1/V2/V3802.3ad LACP (до 8 агрегованих каналів, з 8 портами на групу) Безпека Прив'язка IP-MAC-Port-VIDIEEE 802.1X аутентифікація на по порту / MAC-адресою, через Radius-сервер. Управління та налаштування Графічний Web-інтерфейс і командний рядокSNMP v1/v2c/v3, сумісність з відкритими MIB і приватними MIB TP-LINKRMON (1, 2, 3, 9 груп)DHCP / BOOTP клієнт. У робочій групі керівництва та камер спостереження буде використано комутатор моделі GSD-804P. Представила компанія Planet, який має 8 Портів 10/100/1000Mbps з них 4 портів з підтримкою PoE 802.3af з потужністю на кожен порт до 15,4V. Технічні характеристики представлені у таблиці 3.5. Таблиця 3.5 - Характеристики комутатору моделі GSD-804P Стандарти і протоколиIEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3ab, IEEE 802.3x, IEEE 802.3af. Інтерфейс 8 портів RJ45 10/100/1000 Мбіт / с (автоузгодження / авто-MDI / MDIX) Смуга пропускання / крос-шина 16 Гбит/с Таблиця МАС адрес 8000 записів Буфер памяти пакетов 512 Кбайт L2 функції IGMP Snooping V1/V2/V3802.3ad LACP (до 8 агрегованих каналів, з 8 портами на групу) Безпека Прив'язка IP-MAC-Port-VIDIEEE 802.1X аутентифікація на по порту / MAC-адресою, через Radius-сервер. Управління та налаштування Графічний Web-інтерфейс і командний рядокSNMP v1/v2c/v3, сумісність з відкритими MIB і приватними MIB TP-LINKRMON (1, 2, 3, 9 груп)DHCP / BOOTP клієнт. Виходячи з вимог до комп’ютерної мережі від керівництва організації та вимог кабельних стандартів, було визначено такі параметри комп’ютерної мережі: - кількість персональних комп’ютерів - 35 шт. ; кількість локальних БФП -2 шт; кількість локальних широкоформатних принтерів -2 шт; - кількість локальних кольорових принтерів -1 шт; об’єм інформаційних потоків між окремими ланками мережі; обчислювальні характеристики робочих станцій, залежні від типу роботи з інформацією; мережна технологія. Було обрано тип, кількість та доцільність застосування спеціалізованого мережного обладнання. 4. МОДЕЛЮВАННЯ СПРОЕКТОВАНОЇ МЕРЕЖІ Середовищем для моделювання мережі була обрана програма OrLAN, яка розроблена на кафедрі «Комп’ютерні інтелектуальні системи та мережі» Одеського національного політехнічного університету, у якій реалізовано методологія динамічного синтезу мереж масштабу підприємства. Система містить модулі синтезу структури та синтезу фрагменту впроваджуваної мережі, що забезпечує отримання оптимальних проектних рішень по критерію «продуктивність/вартість». Даний продукт дозволяє моделювати локальну мережу, що включає кілька типів мережевих пристроїв - робочі станції, сервери, концентратори і комутатори. В основі Orlan лежить SCAT - Heuristic Algorithm for Queuing Network Model of Computing Systems, призначений для наближеного аналізу мережевої моделі обчислювальних систем з організованими чергами. Вся досліджувана мережа представляється як замкнута мережа масового обслуговування, що складається з систем масового обслуговування (CМО). Обслуговування вимог у СМО проводиться обслуговуючими приладами. Класична СМО містить від одного до нескінченного числа приладів. Залежно від наявності можливості очікування вступниками вимог початку обслуговування СМО поділяються на: -       системи з втратами, в яких вимоги, що не знайшли в момент надходження жодного вільного приладу, губляться; -       системи з очікуванням, в яких є накопичувач нескінченної ємності для буферизації, при цьому очікуючі вимоги утворюють чергу; -       системи з накопичувачем кінцевої ємності (очікуванням і обмеженнями), в яких довжина черги не може перевищувати ємності накопичувача; при цьому вимогу, що надходить в переповнену СМО (відсутні вільні місця для очікування), втрачаються. Вибір вимоги з черги на обслуговування проводиться за допомогою так званої дисципліни обслуговування. Їх прикладами є FCFS/FIFO (що прийшов першим обслуговується першим), LCFS/LIFO (що прийшов останнім обслуговується першим), random (англ. випадковий вибір) та система пріоритетів, яка може бути задіяна на самому сервері. У системах з очікуванням накопичувач в загальному випадку може мати складну структуру. Рисунок 4.1 - Модель системи масового обслуговування Середнє число пакетів, що очікують обслуговування, позначимо w, а середній час очікування Tw. Tw усереднюється для всіх пакетів, в тому числі для тих, які взагалі не чекали. Сервер обробляє пакети, які поступають з середнім часом обслуговування Ts - це інтервал часу між моментом надходження пакету у вхідний буфер сервера і завершенням обробки його на сервері. Завантаження ρ - є частка часу, який сервер зайнятий обслуговуванням пакетів, вимірюваним протягом деякого проміжку часу. Середній час, яке пакет витрачає в системі, тобто час очікування в черзі плюс час обслуговування сервером, є Tr і називається часом життя пакета. Якщо припустити, що довжина черги нескінченна, то немає ніяких пакетів, які були б втрачені в системі, вони просто затримуються, поки не будуть обслужені. У порівнянні з іншими алгоритмами суворого обчислення, SCAT вимагає меншого обсягу пам'яті для роботи, особливо коли в мережі присутня велика кількість СМО і класів заявок. Метою його авторів було створити алгоритм з прийнятними вимогами до пам'яті і продуктивності, забезпечивши при цьому помилку не більше 10% при будь-яких вимірах продуктивності. Імітаційна модель повинна дати відповіді на наступні питання, що цікавлять мережевого адміністратора: -       завантаження моноканалу - визначається як відношення поточної пропускної здатності до максимальної; -       завантаження сервера - відношення часу, протягом якого сервер обслуговував мережеві запити, до загального часу роботи сервера; -       середній час очікування пакетів в кожному мережевому вузлі; -       середня довжина черги в кожному мережевому вузлі. За отриманими даними можна дізнатися час реакції на запит, тобто основну характеристику, яка цікавить кінцевого користувача. Схема моделі мережі у середовищі OrLAN представлена на рисунку 4.1. Рисунок 4.1 - Схема моделі мережі Після побудови мережі необхідно задати розмір пакетів та їх напрямок для початку пакетного моделювання. Для цього у програмі OrLAN є функція «редактор заявок». Розмір пакетів для принтерів буде змінюватися у інтервалі від 100 до 500 байтів. Для камер спостереження пакети займають від 2500 до 3200 байтів. Пакети від робочих станцій на сервер будуть відправлятися у розмірі від 1200 до 2400 байтів. Відповіді серверів будуть у розмірі від 600 до 2000 (окрім камер). Задавши ці параметри можемо приступати до моделювання. Для точнішого результату виконується 10 кроків моделювання. .1 Навантаження комутаторів Навантаження на головний комутатор зображено на рисунку 4.2. Рисунок 4.2 - Навантаження на головний комутатор (%) Зі збільшенням розміру заявок навантаження на головний комутатор істотно збільшується, але пропускної здатності вистачає для стабільної роботи. Навантаження не виходить за межі 50%. Навантаження на комутатор групи системних адміністраторів зображений на рисунку 4.3. На основі цього зображення можна зробити висновок, що початкове завантаження дорівнює всього 4%, а при повному розмірі пакетів воно складе - 15%. А це означає що ця робоча група працює на відмінно. Рисунок 4.3 - Навантаження на Switch#3 (%) Навантаження на комутатори робочих груп для відвідувачі зображені на рисунку 4.4.   Рисунок 4.4 - Навантаження на комутатори груп для відвідувачів (%) Верхній графік показує навантаження на Switch#1, нижній - Switch#2. Навантаження на перший комутатор вище тому, що відвідувачі інтенсивніше користуються Інтернетом у браузерах ніж у онлайн іграх. Навантаження на комутатор РоЕ зображений на рисунку 4.5. Рисунок 4.5 - Навантаження на комутатор РоЕ (%) Через те що до цього комутатора під’єднано 4 камери спостереження і це призводить до таких показників. Але комутатор повинен справлятися. .2 Час передачі Час передачі це одна з загальних характеристик функціонування мережі. На першому кроці моделювання час передачі зображено на рисунку 4.6. Рисунок 4.6 - Час передачі на першому кроці (1мс) Час передачі заявок зростає з кожним шагом моделювання (рисунок 4.7). Для визначення тенденції зміни та максимальних показників даного параметру на графіках представлені показники декількох шагів моделювання. На графіках спостерігається невелике, але інтенсивне збільшення показнику часу. Далі інтенсивність спадає, проте збільшення часу продовжується (рисунок 4.8 та 4.9). Рисунок 4.7 - Час передачі на третьому кроці (3мс) Рисунок 4.8 - Час передачі на п’ятому кроці (5мс) Рисунок 4.9 - Час передачі на сьомому кроці (7мс) На останньому кроці моделювання показник досягає свого максимального значення (рисунок 4.10). Отриманий показник вказую на те, що очікуваний максимальний час передачі у мережі вимірюється в долях секунд. Рисунок 4.10 - Час передачі на десятому кроці (10мс) Отримані дані визначені при аналітичному моделюванні не враховують повторні передачі пакетів при втраті, аутентифікаційні дані користувачів. Реальні показники відрізнятимуться на 10-15%. . ОХОРОНА ПРАЦІ .1 Організація і розрахунок опалення Опалення призначене для забезпечення температурних умов у приміщенні відповідно вимог санітарних норм у холодне і перехідне пори року. Обігріватися може все приміщення, а також окремі робочі місця. Опалювальні системи складаються з таких основних елементів: генератор тепла - установка, в якій тепло, отримане за рахунок горіння або перетворене електричною силою передається воді, пару, повітрю; нагрівальні прилади, які передають тепло повітрю; трубопроводи, по яких теплоносії передаються від генератора до нагрівальних приладів. При водяному опаленні теплоносієм є нагріта вода температурою до 100оС і вище. У парових системах теплоносій - пар - переміщається до опалювальних приладів під власним тиском. Теплоносій в повітряних системах - це гаряче повітря, яке нагрівається в калорифері, за будовою розрізняють центральне або місцеве повітряне опалення. У центральних системах нагріте повітря подається до приміщень по трубопроводах. З існуючих систем центрального опалення самим розповсюдженим є система водяного опалення низького тиску. Вона має такі санітарно-гігієнічні та експлуатаційні властивості: можливість регуляції тепловіддачі опалювальних приладів в залежності від температури зовнішнього повітря, зміни температури або витрати гарячої води; пожежна безпека; довговічність системи (термін експлуатації 30-50 років); можливість розміщення опалювальних приладів уздовж зовнішніх стін і під вікнами; простота експлуатації. Ці системи використовують переважно для опалення побутових та громадських приміщень. Системи водяного опалення високого тиску використовують для опалення виробничих приміщень. У таких системах температура води становить 130-145оС. Щодо санітарно-гігієнічних характеристик водяного опалення високого тиску, то вони поступаються системам низького тиску. Для опалення громадських будівель також застосовують комбіновані пароводяні системи. Щоб запобігти проникненню холодного повітря до приміщень, ворота, двері чи технологічні прорізи обладнують повітряними або повітряно-тепловими завісами. Розрахунок втрати води інтернет-клубу містить в собі такі розділи: побутові потреби та опалення. Втрати води на побутові потреби розраховуються: Qп =((40* N+1,5*S)*1,2*Др)/1000 м3, де N - кількість людей, N=35, Др. - дні роботи за рік, Др.=365 доби = 39,8+45,7+7+30,1+4+38,3+115,6 = 280,7п = ((40*35+1,5*280,7)*1,2*365)/1000 = 815,14 м3 Розрахунок опалення. Річна потреба пари на опалення розраховується за формулою: = ((gT *t *V)/(E*1000))*1,826 м3 де gт - витрати тепла на 1 м3 приміщення, gт = 30, ккал/рік;- кількість годин опалення, t = 240 х 24 = 5760 на рік;- об’єм приміщення, V = S x H = 280,7*2,5 = 701,75 м3; Е - теплота випаровування, Е = 540, Гкал/рік. = ((30*5760*701,75)/(540*1000)*1,826=224,56 м3 5.2 Розрахунок вентиляції У зв'язку з тим, що комп'ютерний клуб відноситься до приміщень громадського типу необхідно провести розрахунок вентиляції приміщень без шкідливих виділень. Об'єм повітря розраховують за формулою: = K x V, м3/час де К - кратність обміну повітря (приймається рівним 6-10), 1/годину;- об’єм робочого приміщення, м3 = 6*701,75=4 210,5 м3 /г Розрахунок вентиляційних систем при надлишку тепла в приміщенні. Обсяг повітря, яке подається в приміщення з надлишком тепла, розраховується за формулою: де Qнад - надлишок тепла (береться з теплового балансу) Ср - теплоємкість повітря (Ср=1кДж/кг*град при Т=293 К) Ρ - щільність повітря (ρ= 1,198 кг/м3 при 293 К) Θподав - температура повітря, яке подається Θвывод - температура повітря, яке виводиться Обчислюється за формулою: Θвывод =tр.з.+Δt(h-2) Θнад=(tр.з.+Δt)/2 де tр.з - температура робочої зони Δt - температурний градієнт по висоті приміщення = 25,30 H - відстань від полу до центру витяжних отворів = 2,5 м - висота робочої зони. Θнад=(23,7+25,3)/2=24,5 Θвывод=23,7+25,3(2,5-2)=36,35 .3 Розрахунок штучного освітлення приміщень Світлотехнічні розрахунки є основою при проектуванні освітлювальних установок. Метою розрахунку є визначення потрібного світлового потоку світильників, за яким в довідкових таблицях знаходять найбільш близьке значення потужності стандартної лампи потрібного типу. Вважається допустимим, якщо світловий потік вибраної стандартної лампи відрізняється від розрахункового не більше ніж на -10 або +20%. Визначаємо відстань від стелі до світильника: Но =Н- hр=2,5-0,8=1,7 мс =0,2* Но =0,2*1,7=0,34 м Можлива висота підвіски світильника над освітлювальною поверхнею: Нр=Но- hс =1,9-0,34= 1,56 м Висота підвіски світильника над підлогою відповідно: Нр+ hр=1,56+0,8=2,36 м Відстань між центрів світильника становить: = 1,4* Нр=1,4*1,56=2,184 м Необхідна кількість світильників: = S/ L2 де S площина приміщення=39,8/4,77=8=45,7/4,77=10=7/4,77=1=30,1/4,77=6=4/4,77=1=38,3/4,77=8= 115,6/4,77 = 24 .4 Розрахунок природного освітлення приміщень Освітлення виробничих приміщень впливає на стан здоров'я, продуктивність роботи, якість продукції і рівень виробничого травматизму. Організація правильного освітлення робочих місць, зон обробки і виробничих приміщень має велике санітарно-гігієнічне значення, сприяє підвищенню продуктивності роботи, зниження травматизму, поліпшення якості продукції. І навпаки, недостатнє освітлення ускладнює виконання технологічного процесу і може бути причиною нещасного випадку та захворювання органів зору. Освітлення має задовольняти такі основні вимоги: Бути рівномірним і досить сильним; Не створювати різних тіней на місцях роботи, контрастів між освітленим робочому місцем і навколишнім оточенням; Не створювати непотрібної яскравості і блиску в полі погляду працівників; Давати правильний напрямок світлового потоку; Усі виробничі приміщення необхідно мати світлопрорізи, які дають достатню природне освітлення. Без природного освітлення можуть бути конференц зали засідань, виставкові зали, роздягальні, санітарно-побутові приміщення, приміщення очікування медичних установ, приміщень особистої гігієни, коридори і проходи. Коефіцієнт природного освітлення: Е123=Ен123*m*c Де Ен - значення КПО для III поясу світлового клімату- коефіцієнт світлового клімату с - коефіцієнт сонячності клімату Світловий коефіцієнт: a=ΣSв/Sп = 19/280,7 = 0,07=3/39,8=0,08=4/45,7=0,09=1/7=0,14 а4=5/38,3 = 0,13 а5 = 6/115,6 = 0,05 а = 0,087+0,09+0,14+0,13+0,05 = 0,49 (можна сказати, що для площини 280,7 м2 19 вікон достатньо для природного освітлення) Де a - світловий коефіцієнт; ΣSв - сумарна площина вікон у приміщенні;п - площина полу у цьому ж приміщенні - 280,7 м2; Розрахунок необхідної сумарної площини вікон по формулі: ΣSв=а Sп = 19,04 ΣSв1=0,08*39,8 = 3,184 ΣSв2=0,09*45,7 = 4,113 ΣSв3=0,14*7 = 0,98 ΣSв4=0,13*38,3 = 4,979 ΣSв5= 0,05*115,6 = 5,78 Розрахунок площини одного вікна: n= ΣSв/Sв n1=19,04/3,184 = 3=19,04/4,113 = 4=19,04/0,98 = 1,9=19,04/4,979 = 5= 19,04/5,78 = 6 де n- кількість віконв- площина одного вікна Сумарна площина вікон та ламп: для бокового освічення ΣSв= Sп*еmin*ŋв*k/(100*τв*r1) ΣSв1=39,8*4*2,1*1/(100*2,1*3)=0,6 ΣSв2=45,7*4*2,1*1/(100*2,1*3)=0,6 ΣSв3=7*4*2,1*1/(100*2,1*3)=0,09 ΣSв4=38,3*4*2,1*1/(100*2,1*3)=0,51 ΣSв5=115,6*4*2,1*1/(100*2,1*3)=1,54 - для верхнього освічення ΣSл= Sп*есер*ŋл*k/(100*τл*r2) ΣSл1=39,8*1,5*8,5*1/(100*0,3*4)=4,22 ΣSл2=45,7*1,5*8,5*1/(100*0,3*4)=4,85 ΣSл3=7*1,5*8,5*1/(100*0,3*4)=0,74 ΣSл4 =38,3*1,5*8,5*1/(100*0,3*4)=4,07 ΣSл5 =115,6*1,5*8,5*1/(100*0,3*4)=12,28 ВИСНОВКИ У даному дипломному проекті було сформульоване технічне обґрунтування проектування ЛОМ, спроектована структурна схема та сплановано інформаційну безпеку. У зв'язку з тим, що оптимальне функціонування інтернет-клубу можливе лише за умови існування локальної мережі, то в результаті необхідно було спроектувати таку структуру локальної мережі, при якій би забезпечувалася спільна обробка інформації, спільне використання файлів, централізоване управління комп'ютерами, контроль за доступом до інформації, централізоване копіювання всіх даних, спільний доступ в Інтернет. Так як відвідувачі клубу можуть скористатися або всіма ресурсами мережі, або тільки їх частиною, мною було зроблено поділ доступу на такі категорії: загальну для всіх відвідувачів, спеціальну для користувачів, які стежать за процесом роботи відвідувачів і повну для адміністраторів і обслуговуючого персоналу. Для кожної категорії користувачів мною було виділено певний перелік функцій і прав доступу. Далі мною була розроблена конфігурація мережі, яка задовольняє критеріям за швидкодією, надійності, інформаційної безпеки. Технології Fast Ethernet та Gigabit Ethernet відповідає всім вимогам і підходить для моєї мережі. Швидкодії вистачить, поки мережа не включатиме дуже велика кількість робочих станцій, при збільшенні робочих станцій мережа не треба повністю міняти, а тільки замінити або додати деякі компоненти. Тут використовується топологія зірка, в якій кожен комп'ютер через спеціальний мережевий адаптер (з пропускною здатністю 100 та 1000 Mbit / s) підключається окремим кабелем до об’єднуючого пристрою. За рахунок цього забезпечується захист від розриву кабелю, тобто якщо кабель робочої станції буде пошкоджений, це не призведе до виходу з ладу всього сегмента мережі, що забезпечує надійність всієї мережі. У даному випадку використовується недорогий кабель типу вита пара. У локальну мережу об'єднані наступні пристрої: -       робочі станції; -       серверні станції; -       комутатори; -       мережеві принтери; -       мережеві адаптери. Мережеві адаптери зі швидкістю 100/1000 Mbit/s. -       На комп'ютери встановлено програмне забезпечення: -       ОС сервера. З усіх мережевих ОС я вибрав Windows Server 2012. -       ОС робочої станції. Для роботи користувачів, я вибрав Windows 7, яка у наш час набирає шалені оберти. У майбутньому потрібно буде обміняти старі комп'ютери на нові або збільшити їх, то при обраної конфігурації, потрібно тільки поміняти комутатори або додати. При моделюванні видно, що з'єднання в 100 Мбіт / сек, використовується не на всю потужність, що дозволяє розвивати і збільшувати мережу, не замислюючись про швидкість передачі. У розділі охорони праці був зроблений розрахунок опалення, вентиляції, природного та штучного освітлення. Порівнявши їх з нормативними значеннями, зробив висновок, що всі норми охорони праці дотримуються. ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 1.      Буров Є. Комп’ютерні мережі. 2-ге оновлене і допов. вид. Львів: БаК, 2003. - 584 с., іл. .        Куин Л., Рассел Р. Fast Ethernet. К.: Издательская группа BHV, 1998. - 448 с. 3.      Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Локальные сети. Архитектура, алгоритмы, проектирование. М.: ЭКОМ, 2000. - 312 с. 4.      Ирвин Дж., Харль Д. Передача данных в сетях: инженерный подход: Пер. с англ. СПб.: БХВ-Петербург., 2003. - 448 с. 5.      Сунчелей И.Р., Стрижаков С.К., Семенов А.Б. Структурированные кабельные системы. 5-е изд. Издательство: Компания АйТи, ДМК. 2004, 640 с. .        Хамбракен Д. Компьютерные сети: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2004. - 448 с. 7.      Мюллер С. Модернизация и ремонт персональных компьютеров. / Пер. с англ. М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 1998. - 944 с .        26.    Компьютерные сети. Учебный курс / Пер. с англ.М.: Издательский отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1997. - 832 с. Похожие работы на - Проектування та моделювання комп’ютерної мережі Інтернет-клубу   Проектування офісу по ремонту ЕОМ СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Автоматизація графічних та розрахункових задач проектування СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Проектування корпоративної комп ’ютерної мережі СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Проектування комп ’ютерних систем з заданими параметрами СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Побудова комп 'ютерної мережі в Cisco Packet Tracer СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Сучасні системи автоматизованого проектування графічних проектів СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Комп ’ютерна технологія графогеометричного моделювання . Взаємозвязок 2D 3D... СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Нужна качественная работа без плагиата? Другие дипломные работы по информационному обеспечению Не нашли материал для своей работы? Поможем написать уникальную работу Без плагиата! Узнайте © 2003 - 2022 «Библиофонд» Обратная связь Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности Полная версия Помощь по учебным работам Консультация по курсовой работе Консультация по дипломной работе ВКР Консультация по реферату Консультация по отчетам о практике