Проектирование локальной вычислительной сети в трехэтажном здании ЖКХ
Содержание
1. Обследование предприятия
1.1 Общие сведения
1.2 Структура организации и функциональные подразделения
1.3 Дерево целей и дерево проблем
2. Решаемые предприятием задачи и его информационные запросы
2.1 Основные виды деятельности
2.2 Необходимость ЛВС в организации
3. Выбор топологии вычислительной сети и методов доступа
3.1 Выбор топологии
3.1.1 Общая шина
3.1.2 Кольцо
3.1.3 Звезда
3.2 Выбор метода доступа к сети
3.2.1 Csma/cd
3.2.2 Csma/cа
3.2.3 Tpma
3.2.4 Tdma
3.2.5 Fdma
4. Планирование физической среды передачи в ЛВС
5. Выбор сетевой операционной системы
5.1 Обзор операционной системы
5.2 Сетевая операционная система рабочих станций
6. Выбор сетевого аппаратного обеспечения
6.1 Активное сетевое оборудование
6.1.1 Серверное оборудование
6.1.2 Рабочие станции
6.1.3 Коммутатор
6.1.4 Сетевые карты
6.1.5 Модем
6.2 Пассивное сетевое оборудование
6.2.1 Источник бесперебойного питания (ИБП)
6.2.2 Коммутационная панель
6.2.3 Коммутационные шнуры
6.2.4 Кабели
6.2.5 Розетки
6.2.6 Коммутационный шкаф
7. Разработка спецификаций на сеть
8. Смета на разработку и монтаж сети
9. Технико-экономическое обоснование
9.1 Оценка экономической эффективности системы
9.2 Оценка стоимости внедрения проекта
9.3 Расчет срока окупаемости
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
1.
Обследование предприятия
.1 Общие
сведения
Полное наименование объекта исследование: Жилищно-коммунальное хозяйство.
Сокращение наименования организации: ЖКХ.
Жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) - совокупность отраслей экономики,
обеспечивающих работу инженерной инфраструктуры зданий населённых пунктов. В
ЖКХ входят жилищное хозяйство (капитальный и текущий ремонт зданий),
теплоснабжение, водоснабжение, электроснабжение, ремонт инженерных
коммуникаций, а также благоустройство территорий, утилизация мусора и уборка.
Основная цель создания ЖКХ - объединение собственников помещений в
многоквартирном доме для совместного управления комплексом недвижимого
имущества в многоквартирном доме, обеспечение эксплуатации этого комплекса,
владение, пользование и в установленных законодательством пределах распоряжения
общим имуществом в многоквартирном доме.
.2 Структура
организации и функциональные подразделения
Организационная структура ЖКХ соответствует выполняемым функциям (рис.
1). Общая численность сотрудников составляет 50 человек по штатному расписанию.
Рис.
1. Организационная структура жилищно-коммунального хозяйства
Каждое
структурное подразделение выполняет определенные, возложенные на него виды
деятельности. Рассмотрим функции каждого подразделения по отдельности.
Генеральный
директор:
· организует и осуществляет контроль за выполнением работы всех структурных
подразделений;
· составляет и утверждает штатное расписание подразделений;
· назначает и освобождает от должности работников.
Финансово-экономический отдел:
· контроль и мониторинг планово-финансовой, финансово-экономической и
бухгалтерской деятельности;
· непосредственное руководство процессом составления
планово-финансовой и бухгалтерской отчетности;
· составление сводной сметы доходов и расходов, их уточнение и
корректировка;
· координация подготовки необходимых нормативных,
организационно-распорядительных и информационно-справочных документов в
соответствии с деятельностью отдела.
Отдел по бухгалтерскому учету:
· осуществляет контроль за рациональным использованием материальных и
финансовых ресурсов;
· формирует документированную систематизированную информацию о
фактах хозяйственной жизни, активах, обязательствах, источниках финансирования
деятельности, доходах, расходах.
Заместитель директора:
· принимает меры по своевременному заключению хозяйственных и финансовых
договоров, обеспечивает выполнение договорных обязательств;
· обеспечивает своевременное составление сметно-финансовых и
других документов, расчетов, установленной отчетности о выполнении планов;
· непосредственно при отсутствии генерального директора или по
его поручению ведет переговоры с заказчиками, подрядчиками, субподрячиками,
потенциальными партнерами и другими организациями;
· контролирует соблюдение работниками трудовой и
производственной дисциплины, правил и норм охраны труда, требований
противопожарной безопасности;
· информирует генерального директора об имеющихся недостатках в
работе предприятия и принимаемых мерах по их ликвидации.
Отдел по работе с населением:
· прием жалоб от населения по обслуживанию в сфере ЖКХ;
· контроль за исполнением поручений;
· подготовка и участие в собраниях с жителями;
· заключение договоров на оказания услуг.
Юридический отдел:
· укрепление законности в деятельности организации;
· активное использование правовых средств для улучшения
экономических показателей работы организации
· обеспечение правовыми средствами сохранности собственности,
повышение качества предлагаемых услуг, выполнения заданий;
· защита прав и законных интересов организации.
Кадровый отдел:
· обеспечивает создание в организации и подразделениях систем работы с
персоналом;
· осуществляет составления штатного расписания;
· обеспечивает ведение и хранение личных дел сотрудников, их
трудовых книжек.
Отдел программного обеспечения:
· обеспечивает штатную эксплуатацию прикладных информационных систем и
информационно-технической инфраструктуры;
· обеспечивает администрирование прикладного программного
обеспечения и технических средств информационно-технической инфраструктуры;
· осуществляет методическое руководство, аттестацию и
переаттестацию сотрудников информатизации;
· организует работу по поэтапному внедрению прикладных
информационных систем;
· обеспечивает реализацию мер по защите информации на ресурсах
локальных вычислительных сетей, антивирусный контроль;
· обеспечивает штатную эксплуатацию телекоммуникационных систем
[18].
.3 Дерево
целей и дерево проблем
При исследовании объекта данной работы использовался один из графических
методов - метод дерева целей. Этот метод начинается с процедуры структуризации,
расчленения основной цели на составные элементы, называемые подцелями, каждая
из которых является средством, направлением или этапом ее достижения. Если все
эти элементы представить графически, то получится «дерево целей» (рис. 2).
Для эффективного достижения целей необходимо выделить проблемы, которые
встанут на пути достижения поставленных задач и целей. В качестве ключевой
проблемы достижения цели рассмотрена и разделена на подпроблемы проблема
Высокой аварийности в сфере ЖКХ и неудовлетворенности населения качеством ЖКХ
(рис. 3).
Рис.
3. Дерево проблем
2. Решаемые предприятием задачи и его информационные запросы
2.1 Основные
виды деятельности
Перечислим основные виды деятельности, которые производит ЖКХ
· организация электро-, тепло-, газо и водоснабжения населения,
водоотведения, снабжения населения топливом;
· организация содержания и капитального ремонта автомобильных
дорог города;
· организация благоустройства и озеленения территории города;
· организация сбора и вывоза бытовых отходов и мусора;
· создание условий населению города по выбору способа
управления многоквартирными домами;
· разработка эффективных систем сбора платежей, а также
осуществление контроля за данным процессом;
· разработка плана эксплуатации жилого дома с последующим
предоставлением его жильцам;
· определение уровня оказываемых услуг, стандартов и основных
требований, непосредственно по согласованию с собственниками квартир дома;
· составление и предоставление жильцам программ, в которых
содержится представление действий по реализации капитального ремонта и
реконструкции многоквартирного дома;
· заключение договоров аренды помещения только по поручению
жильцов;
· подготовка отчетов о проделанной работе, качестве услуг и
состоянии основных фондов;
· представление интересов собственников в разных инстанциях в
случае решения вопросов административного, правового и организационного
характера;
· экономический анализ деятельности, что подразумевает
подготовку предложений по снижению тарифов.
Работоспособность всех функций организации основывается на полученной
информации, которая описывает объем документооборота в организации. Для
принятия правильных и своевременных решений, необходим оперативный объем
информацией между отделами внутри организации.
На данный момент число сотрудников, чья профессиональная деятельность
связана с использованием компьютера 35 человек.
Коэффициент, показывающий отношение персонала, занятых работой на
компьютере к общему числу штатных рабочих, равен 0,70.
.1
Необходимость ЛВС в организации
Под ЛВС (Локально вычислительная сеть) понимают совместное подключение
нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому
каналу передачи данных. Благодаря вычислительным сетям пользователи получают
возможность одновременного использования программ, баз данных, периферийных
устройств и появляется возможность оперативного обмена данными между
пользователями.
Компьютеры, входящие в ЛВС клиент - серверной архитектуры, делятся на два
типа: рабочие станции, или клиенты, предназначенные для пользователей, и
файловые серверы, которые, как правило, недоступны для обычных пользователей и
предназначены для управления ресурсами сети.
Аналогично на файловом сервере запускается сетевое программное
обеспечение, которое позволяет ему взаимодействовать с рабочей станцией и
обеспечить доступ к своим файлам.
На данной организации локальная вычислительная сеть позволит решать
следующие задачи:
· одновременный доступ к базе данных, на которой могут быть размещены
необходимые для выполнения работы документы, с нескольких рабочих мест;
· использование программного обеспечения, установленного на
сервере. Благодаря этому нет необходимости устанавливать программы на каждой
компьютер в отдельности;
· обеспечение совместного использования в организации периферийных
устройств, таких как принтер, сканер, жёсткие диски;
· высокая степень защиты данных, контроль над доступом
пользователей к информации;
· высокая степень сохранения информации, достигаемая с помощью
централизованного резервного копирования данных;
· упрощение документооборота, так как работники могут
просматривать, редактировать и комментировать документы, не покидая своих
рабочих мест;
· возможность совместного использования документов;
· освобождение свободного места на детском диске ПК, благодаря
сохранению и архивированию работы на сервере.
Так как ЛВС открывает перед пользователями множество новых возможностей,
а так же упрощает работу с информацией внутри организации ЛВС является
необходимым элементом для полноценной работы данной организации.
3. Выбор топологии вычислительной сети и методов доступа
Топология (конфигурация) - это способ соединения компьютеров в сеть. Тип
топологии определяет стоимость, защищенность, производительность и надежность
эксплуатации рабочих станций, для которых имеет значение время обращения к
файловому серверу [15]. Существует разные виды топологий, рассмотрим наиболее
распространенные виды.
.1 Выбор
топологии
.1.1 Общая
шина
Общая шина это вид сетевой топологии, в которой все компьютеры подключены
последовательно к одному общему кабелю или участку кабеля, называемому
сегментом. В этом случае кабель используется всеми компьютерами по очереди. Все
сообщения, передаваемые с помощью этого кабеля принимаются всеми подключенными
к нему компьютерами. Компьютер отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь
адресной информацией. Так как используется только один кабель, в случае обрыва
нарушается работа всей сети. Шинная топология - это наиболее простая и наиболее
распространенная топология сети. Рассмотрим преимущества и недостатки данной
топологии.
Преимущества топологии:
· простота настройки;
· относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие
станции расположены рядом;
· выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не
отражается на работе всей сети.
Недостатки топологии «шина»:
· неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого
коннектора) приводят к неработоспособности сети;
· сложность поиска неисправностей;
· низкая производительность - в каждый момент времени только
один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих
станций производительность сети падает;
· плохая масштабируемость - для добавления новых рабочих
станций необходимо заменять участки существующей шины.
.1.2 Кольцо
Кольцевая топология сети это такой вид ЛВС, в которой каждый компьютер
соединен с двумя другими, образуя кольцо. Все данные передаются от одного
компьютера к другому в одном направлении, при этом компьютеры которым не
адресовано сообщение выполняют роль повторителя, передавая данные следующему
ПК. Основным недостатком данной топологии является низкая отказоустойчивость.
Каждый ПК должен активно учувствовать в передаче информации, а в случае выхода
одного звена из строя вся сеть прекращает работу. Выделим достоинства и
недостатки кольцевой топологии.
Достоинства кольцевой топологии:
· простота установки;
· практически отсутствует дополнительное оборудование;
· возможность устойчивой работы без существенного падения
скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.
Но, кольцевидная топология имеет и свои недостатки:
· каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации;
в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля - работа всей
сети останавливается;
· подключение новой рабочей станции требует краткосрочного
выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть
разомкнуто;
· сложность конфигурирования и настройки;
· сложность поиска неисправностей.
.1.3 Звезда
Звезда это топология ЛВС, в которой все ПК присоединены к центральному
узлу, который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между
пользователями. При таком типе сети каждый компьютер подключается к
центральному узлу (объединяющему устройству) отдельным кабелем.
Звездообразная топология обеспечивает сеть защитой от обрыва кабеля. Если
кабель, ведущий к какому-нибудь ПК будет неисправен, то это не приведёт в
выводу из строя всей сети.
Звездообразная топология на сегодняшний день является наиболее часто
используемой топологией, ввиду ее многочисленных достоинств:
· выход из строя одного ПК или повреждение его кабеля не отражается на
работе всей сети в целом;
· для подключения нового компьютера достаточно проложить от
центрального отдельный кабель;
· легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
· высокая производительность;
· простота настройки и администрирования;
· в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.
Не смотря на все преимущества данная топология не лишена недостатков.
Перечислим основные:
· выход из строя центрального узла обернется неработоспособностью всей
сети;
· дополнительные затраты на сетевое оборудование - устройство,
к которому будут подключены все компьютеры сети.
После рассмотрения всех видов топологий и выявления у каждой основных
достоинств и недостатков, и учитывая особенности предприятия, можно сделать
вывод, что наиболее подходящая топология для данной организации это
звездообразная с выделенным сервером, обеспечивающим вертикальную структуру, т.
е. с разграниченным доступом к информации.
Выделенный сервер позволяет осуществить функции:
· администраторский контроль сети;
· централизованное управление сетевыми ресурсами;
· централизованное обеспечение безопасности;
· управление доступом пользователей к информации;
· централизованная обработка запросов пользователей.
Для соединение рабочих станций с сервером используется коммутатор. Для
подключения ЛВС к глобальной сети Internet используется модем.
.2 Выбор
метода доступа к сети
Методы доступа к сети - это совокупность правил, определяющая
последовательность использования ЛВС. На настоящий момент существует несколько
основных методов доступа:
· множественный доступ с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - CSMA/CD);
· множественный доступ с контролем несущей и избежанием коллизий (Carrier
Sense Multiple Access With Collision Avoidance − CSMA/CA);
· множественный доступ с передачей полномочия (Token Passing Multiple Access - TPMA) или метод с передачей маркера;
· множественный доступ с разделением во времени (Time Division Multiple Access - TDMA);
· множественный доступ с разделением частоты (Frequency Division Multiple Access - FDMA) или множественный доступ с разделением длины
волны (Wavelength Division Multiple Access - WDMA).
.2.1 CSMA/CD
Метод множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением
коллизий (CSMA/CD) имеет следующий алгоритм предоставления доступа в сеть: если
рабочей станции надо воспользоваться ЛВС для передачи данных происходит
проверка канала связи. Если канал свободен, станция начинает передачу данных,
продолжая прослушивать сеть для выявления возможных коллизии. Коллизия может
возникнуть, если два узла одновременно занять канал связи. При обнаружении
коллизии передающая рабочая станция должна прервать передачу данных и ожидать
освобождения канала связи.
.2.2 CSMA/CА
Алгоритм множественного доступа с контролем несущей и избежанием коллизии
отличается от предыдущего тем, что пытается избежать конфликтов. Рабочая
станция перед отправкой данных проверяет канал связи. Если канал связи
свободен, то станция ждет интервал безопасности от конфликта. Если не возникает
передача данных от другого узла, то станция ждет случайное время и захватывает
канал связи. Это предотвращает возможность передачи данных, поскольку, если в
этот момент две станции проверят канал связи на свободность, то случайное время
начала передачи позволяет им разнести передачи по времени. Далее процесс идет
согласно обычному алгоритму. Если приемник получает подтверждение в течение
заданного времени, то передача прошла успешно. Если подтверждение не получено,
станция увеличивает свой параметр задержки и время интервала безопасности.
3.2.3 TPMA
Метод с передачей маркера - это метод доступа к среде, в котором от
рабочей станции к рабочей станции передается маркер, дающий разрешение на
передачу сообщения. При получении маркера рабочая станция может передавать
сообщение, присоединяя его к маркеру, который переносит это сообщение по сети.
Каждая станция между передающей станцией и принимающей видит это сообщение, но
только станция - адресат принимает его. При этом она создает новый маркер.
Каждый узел принимает пакет от предыдущего, восстанавливает уровни
сигналов до номинального уровня и передает дальше. Передаваемый пакет может
содержать данные или являться маркером. Когда рабочей станции необходимо
передать пакет, ее адаптер дожидается поступления маркера, а затем преобразует
его в пакет, содержащий данные, отформатированные по протоколу соответствующего
уровня, и передает результат далее по ЛВС.
Пакет распространяется по ЛВС от адаптера к адаптеру, пока не найдет
своего адресата, который установит в нем определенные биты для подтверждения
того, что данные достигли адресата, и ретранслирует его вновь в ЛВС. После чего
пакет возвращается в узел из которого был отправлен. Здесь после проверки
безошибочной передачи пакета, узел освобождает ЛВС, выпуская новый маркер.
Таким образом, в ЛВС с передачей маркера невозможны коллизии (конфликты). Метод
с передачей маркера в основном используется в кольцевой топологии.
.2.4 TDMA
Множественный доступ с разделением во времени основан на распределении
времени работы канала между системами.
Доступ TDMA основан на использовании специального устройства, называемого
тактовым генератором. Этот генератор делит время канала на повторяющиеся циклы.
Каждый из циклов начинается сигналом разграничителем. Цикл включает n
пронумерованных временных интервалов, называемых ячейками. Интервалы
предоставляются для загрузки в них блоков данных.
.2.5 FDMA
Доступ FDMA основан на разделении полосы пропускания канала на группу
полос частот, образующих логические каналы.
Широкая полоса пропускания канала делится на ряд узких полос, разделенных
защитными полосами. Размеры узких полос могут быть различными.
При использовании FDMA, именуемого также множественным доступом с
разделением волны WDMA, широкая полоса пропускания канала делится на ряд узких
полос, разделенных защитными полосами. В каждой узкой полосе создается
логический канал. Размеры узких полос могут быть различными. Передаваемые по
логическим каналам сигналы накладываются на разные несущие и поэтому в
частотной области не должны пересекаться. Вместе с этим, иногда, несмотря на наличие
защитных полос, спектральные составляющие сигнала могут выходить за границы
логического канала и вызывать шум в соседнем логическом канале [19].
После рассмотрения всех методов доступа для организации локальной
вычислительной сети был выбран метод доступа CSMA/CD,
так как уровень помех в предполагаемой рабочей среде сравнительно низкий, и,
следовательно, тратить лишние финансы, на приобретение более помехозащищенного
и дорогого метода, нецелесообразно. Этот метод относится к сетевой технологии
сети Fast Ethernet, которая обеспечивает надежность
передачи данных и высокую производительность, при этом этот метод доступа
соответствует определенному в ТЗ отношению по соотношению цена-качество.
4. Планирование физической среды передачи в ЛВС
При проектировании локально-вычислительной сети одним из основных
моментов является учет факторов, влияющих на выбор кабельной системы.
Перечислим некоторые основные факторы:
· требуемая пропускная способность, скорость передачи в сети;
· размер сети, то есть сколько будет в сети рабочих станций;
· требуемый набор служб (передача данных, речи, мультимедиа и
т.д.), который необходимо организовать;
· требования к уровню шумов и помехозащищенности;
· общая стоимость проекта, включающая покупку оборудования,
монтаж и последующую эксплуатацию.
Можно выделить несколько основных кабельных средств передачи данных в
ЛВС:
· витая пара;
· коаксиальный кабель;
· оптоволокно.
Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное
проводное соединение часто называемое витой парой.
Она легко наращивается, однако является помехонезащищенной.
Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения
помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е.
витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального
кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене
коаксиального кабеля.
Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и
применяется для связи на большие расстояния (несколько километров).
Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи
информации. Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко
наращивается, но цена его высокая. кабель также является коаксиальным кабелем с
волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet или желтый
кабель. Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие
помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям.
Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также
стекловолоконным кабелем.
Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это
наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают
электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие
расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподслушивающими
свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна
[17].
После рассмотрения всех возможных вариантов и при учете особенностей рассматриваемой
организации было принято решение использовать экранированную витую пару, так
как она соответствует всем основным предъявляемым к кабельной системе:
· гибкость;
· скорость передачи данных достаточная для ЖКХ;
· простота монтажа и обслуживания;
· безопасность передачи данных;
· недорогая себестоимость.
5. Выбор сетевой операционной системы
В сетевой операционной системе отдельной рабочей
станции можно выделить несколько частей:
· средства управления локальными ресурсами компьютера:
функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и
диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных
машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления
ресурсами локальных ОС.
· средства предоставления собственных
ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти
средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо
для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов;
обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе
данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим
периферийным устройствам.
· средства запроса доступа к удаленным
ресурсам и услугам и их использования − клиентская часть ОС (редиректор).
Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным
ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения
в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей
требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от
серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения
выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.
· коммуникационные средства ОС, с
помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает
адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети,
надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки
сообщений.
В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети,
сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса:
одноранговые и двухранговые. Двухранговые сети называют сетями с выделенным
сервером [15].
Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим пользователям сети, то он
играет роль сервера. При этом компьютер, обращающийся к ресурсам другой машины,
является клиентом. Компьютер, работающий в сети, может выполнять функции либо
клиента, либо сервера, либо совмещать обе эти функции.
Если выполнение каких-либо серверных функций является основным
назначением компьютера (например, предоставление файлов в общее пользование
всем остальным пользователям сети или организация совместного использования
факса, или предоставление всем пользователям сети возможности запуска на данном
компьютере своих приложений), то такой компьютер называется выделенным
сервером.
В сетях с выделенным сервером рекомендуется устанавливать операционную
систему, специально созданных для выполнения серверных задач. Поэтому в сетях с
выделенными используются сетевые операционные системы, в состав которых входит
нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей.
Выделенный сервер не принято использовать в качестве компьютера для
выполнения текущих задач, не связанных с его основным назначением, так как это
может уменьшить производительность его работы как сервера
Несмотря на то, что в сети с выделенным сервером все компьютеры в общем
случае могут выполнять одновременно роли и сервера, и клиента, эта сеть
функционально не симметрична: аппаратно и программно в ней реализованы два типа
компьютеров − одни, в большей степени ориентированные на выполнение
серверных функций и работающие под управлением специализированных серверных ОС,
а другие − в основном выполняющие клиентские функции и работающие под
управлением соответствующего этому назначению варианта ОС. Функциональная
несимметричность, как правило, вызывает и несимметричность аппаратуры - для
выделенных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами
оперативной и внешней памяти. Таким образом, функциональная несимметричность в
сетях с выделенным сервером сопровождается несимметричностью операционных
систем (специализация ОС) и аппаратной несимметричностью (специализация
компьютеров).
В одноранговых сетях все компьютеры равны в правах доступа к ресурсам
друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо
ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут его
эксплуатировать. В таких сетях на всех компьютерах устанавливается одна и та же
ОС, которая предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные
возможности.
В одноранговых сетях также может возникнуть функциональная
несимметричность: одни пользователи не желают разделять свои ресурсы с другими,
и в таком случае их компьютеры выполняют роль клиента, за другими компьютерами
администратор закрепил только функции по организации совместного использования
ресурсов, а значит они являются серверами, в третьем случае, когда локальный
пользователь не возражает против использования его ресурсов и сам не исключает
возможности обращения к другим компьютерам, ОС, устанавливаемая на его
компьютере, должна включать и серверную, и клиентскую части. В отличие от сетей
с выделенными серверами, в одноранговых сетях отсутствует специализация ОС в
зависимости от преобладающей функциональной направленности - клиента или
сервера. Все вариации реализуются средствами конфигурирования одного и того же
варианта ОС.
Одноранговые сети проще в организации и эксплуатации, однако они
применяются в основном для объединения небольших групп пользователей, не
предъявляющих больших требований к объемам хранимой информации, ее защищенности
от несанкционированного доступа и к скорости доступа. При повышенных
требованиях к этим характеристикам более подходящими являются двухранговые
сети, где сервер лучше решает задачу обслуживания пользователей своими
ресурсами, так как его аппаратура и сетевая операционная система специально
спроектированы для этой цели.
В рассматриваемой организации для удовлетворения требованиям (хранение
больших объемов информации, защищенность от несанкционированного доступа,
скорость передачи) подходит двухранговая сеть. Так же операционная система сети
должна обеспечивать доступ сотрудников к корпоративной базе данных, разделение
приложений, данных и принтеров.
.1 Обзор
операционной системы
При проектирование сети в трёхэтажном здание, где находится управление
ЖКХ была выбрана сетевая операционная система Windows Server Standard R2 2012.
Выбранная операционная система Windows Server Standard R2 2012 обладает следующими качествами:
· позволяет работать с высокими нагрузками;
· обеспечивает резервное восстановление и бесперебойное
функционирование всех служб;
· обладает высокой надежностью, легкой доступностью и
масштабируемостью;
· предоставляет средства для упрощения управления и
администрирования;
· предоставляет расширенную платформу приложений для быстрого
создания решений для обеспечения связей между сотрудниками, партнерами,
системами и клиентами путем предоставления встроенного веб-сервера и сервера
потоков мультимедиа, обеспечивающих быстрое, простое и надежное создание
динамических веб-узлов интрасети Internet
· возможность получения сотрудниками доступа к информации не
зависимо от инфраструктуры, сетей, устройств и приложений с которыми они
работают;
· обеспечивает непрерывный и безопасный доступ к ресурсам
компании и корпоративной сети, упростив при этом процесс идентификации
пользователей и управление учетными данными на локальных и облачных ресурсах;
· имеется возможность удаленного доступа к серверу.
.2 Сетевая
операционная система рабочих станций
В качестве операционной системы на рабочих станциях было принято решение
использовать Microsoft Windows 8.1 Professional. Но так как на данный момент в организации используется операционная
система Microsoft Windows XP Professional, для перехода на более современную
ОС было решено приобрести пакет обновления Microsoft Windows Professional 8.1
Russian Upgrade Government. Она разработана для обновления более ранних версий ОС рабочих станций в
государственных учреждениях.
Новая операционная система обеспечивает необходимые организации:
· высокий уровень масштабируемости и надежности;
· высокий уровень безопасности благодаря встроенной
антивирусной программе, имеется возможность шифрования файловой системы, с
целью защиты корпоративной информации;
· возможность работать автономно или подключаться к рабочей
станции в удаленном режиме;
· возможность работы с серверами Windows Server Standard R2 2012 и системами управления предприятием, а так же поддержка
всех основных программ, необходимых для функционирования организации.
Минимальные системные требования, которые необходимы для функционирования
выбранной ОС соответствуют установленному в организации оборудованию рабочих
станций.
6. Выбор сетевого аппаратного обеспечения
Сетевое оборудование - базовый компонент любой сети,
домашней и корпоративной, локальной и глобальной. Именно оно обеспечивает
транспортировку данных от одного устройства сети к другому. Сетевое
оборудование принято подразделять на активное и пассивное.
.1 Активное
сетевое оборудование
.1.1
Серверное оборудование
Сервером называется компьютер, выделенный из группы персональных
компьютеров (или рабочих станций) для выполнения какой-либо сервисной задачи
без непосредственного участия человека.
Сервер отвечает за непрерывное и надежное обслуживание множества
пользователей в сети.
При выборе сервера были выдвинуты следующие критерии: надежность хранения
информации и бесперебойная работа, достаточный для организации уровень
производительности, средняя ценовая категория.
В результате в качестве сервера был выбран Dell PowerEdge T320. Он удовлетворяет всем предъявленным
требованиям. Технические характеристики представлены в табл. 1.
Таблица 1. Технические характеристики сервера Dell PowerEdge T320
|
Наименование
|
Модель, спецификация
|
|
Процессор
|
Intel Xeon E5-1410, 4 ядра с тактовой частотой 2.8 GHz
|
|
Внутренняя шина
|
Intel DMI 2.0
|
|
Память
|
До 192 Гбайт (6 разъемов для модулей памяти DIMM): модули
памяти DDR3 с пропускной способностью до 1600 млн транзакций в секунду и
объемом 2, 4, 8, 16 или 32 Гбайт
|
|
Максимальная емкость внутренней системы хранения данных
|
32 Тбайта
|
|
Сетевой контроллер
|
Двухпортовая плата Broadcom® 1GbE LOM со скоростью передачи
данных 100 Мбит/сек.
|
Так же выбранный сервер обладает следующими возможностями:
· масштабируемые возможности ввода-вывода;
· универсальная система хранения данных с возможностью горячего
переключения;
· интеллектуальное управление системами обновления, мониторинга
и программного обслуживания сервера.
Себестоимость выбранного сервера удовлетворяет требованию (41 104 руб.).
при этом организация получает достаточно мощный и надежный сервер.
Рассматриваемый аппарат имеет достаточно высокие технические характеристики,
чтобы организация могла вести стабильную и бесперебойную работу. В
представленном оборудование достаточно возможностей для создания базы данных,
которую он будет поддерживать.
.1.2 Рабочие
станции
Требования к рабочим станциям определяются исходя из тех задач. Которые
будут выполняться на них. В рассматриваемой организации уже установлены
компьютеры, используемые в качестве рабочих станций (35 компьютеров). Так как
все компьютеры закупались оптом (то есть одинаковая модель) то аппаратная
составляющая представлена одна (табл. 2).
Таблица 2. Аппаратная конфигурация рабочих станций
|
Наименование
|
Модель, спецификация
|
|
Процессор
|
Intel Pentium G3220, Haswell, 3.00
GHz, 3M, socket 1150
|
|
Оперативная память
|
DIMM DDR3 4G 1333MHz PC3-10600
Kingston
|
|
Видеосистема
|
Встроенная на материнской плате
|
|
Жесткий диск
|
500G Seagate Barracuda 7200.12
ST500DM002 SATA 6Gb/s
|
|
Приводы
|
DVD±RW/CD-RW Pioneer DVR-221BK, 16x
/ 40x 32x 40x, SATA
|
Gigabyte GA-H81M-S1, microATX
|
|
Файловая система
|
NTFS
|
|
Монитор
|
LCD 19" LED 16:10 Samsung
SyncMaster S19C200BW
|
|
Клавиатура
|
CBR KB 107, USB
|
|
Мышь
|
CBR CM 100, USB
|
Представленная конфигурация обладает достаточной производительностью,
которая необходима для качественного решения задач организации, достижения
поставленных целей.
.1.3
Коммутатор
Использование коммутатора облегчает работу системного администратора,
освобождая его от рутинной работы, связанной с назначением приоритетов трафику
на канальном и сетевых уровнях, самостоятельно устанавливая приоритеты в
зависимости от заданных заранее настроек.
Для организации был выбран коммутатор D-Link DES-3810-52. Это управляемый
коммутатор 3 уровня с 48 портами 10/100 Мбит/с, 2 комбо-портами 1000BASE-T/SFP
и функцией энергосбережения.
Коммутатор поддерживает подключение внешнего резервного источника
питания, обеспечивая, таким образом, непрерывную работоспособность. Он обладает
такой функцией безопасности как многоуровневые списки управления доступом,
которая обеспечивает привязку IP-адреса источника к соответствующему МАС-адресу
для определенного номера порта, способствуя увеличению безопасности доступа. Он
так же поддерживает стандартизированные функции OAM, включая IEEE 802.3ah,
IEEE802.1ag. Connectivity Fault Management (CFM) предоставляет функции
мониторинга, поиска и устранения неисправностей в сетях Ethernet, позволяя контролировать
соединение, изолировать проблемные участки сети и идентифицировать клиентов, к
которым применялись ограничения в сети.
6.1.4 Сетевые
карты
При построение сете было заложено использование сетевых плат Intel
PWLA8490MT. Характеристики представлены в табл. 3. Данная сетевая карта
обладает высокой скоростью передачи данных, поддерживает кабель и подходит для
выбранной топологии «звезда».
Таблица 3. Технические характеристики сетевых карт
|
Наименование
|
Спецификация
|
|
Скорость передачи данных
|
10/100/1000 Мбит/с.
|
|
Интерфейс
|
PCI-X, 64 бит, 133 МГц
|
|
Чип
|
Intel 82545
|
|
Объем буфера
|
64 Кб
|
|
Количество разъемов RJ-45
|
1
|
|
Стандарты
|
802.1p, 802.1Q VLAN, 802.3x Flow
Control
|
|
Удаленная загрузка
|
Wake-on-LAN
|
|
Дополнительно
|
Координация прерываний TCP Checksum Offload TCP
Segmentation
|
6.1.5 Модем
В проектируемой ЛВС предполагается использование выделенной линии Ethernet. Для реализации этого стандарта
необходимо приобретения модема.
В качестве модема был выбран ZyXEL Prestige 791R V2. Он, предоставляет по
одной медной паре надежную высокоскоростную связь между локальными сетью и
доступ к Интернету. Поддерживает одинаково высокую скорость передачи и приема
на относительно больших расстояниях. Обеспечивает симметричную скорость связи
до 5,69 Мбит/с. В зависимости от настроек, можно использовать как для
IP-маршрутизации, так и для установки моста. С целью организации виртуальных
локальных сетей и разграничения доступа абонентов позволяет передавать по
SHDSL-каналу трафик 802.1q.
При недорогой себестоимости данный моде удовлетворяет предъявляемым к
нему требованиям: высокая скорость передачи данных; надежность; защита канала
связи.
.2 Пассивное
сетевое оборудование
К пассивному сетевому оборудованию относятся кабеля, розетки, источники
бесперебойного питания, патч-панели и пр.
.2.1 Источник
бесперебойного питания (ИБП)
Для обеспечения постоянного питания и предотвращения выхода оборудования
из строя в результате скачков напряжения в электросети в организации
используется источник бесперебойного питания VoltGuard HR1102S. Данный ИБП
имеет ряд достоинств:
· высокая надежность;
· простота использования;
· высокий срок службы аккумуляторных батарей;
· предусмотрен пользовательский интерфейс на встроенном ЖК
экране;
· возможность устанавливать в серверный шкаф.
Характеристике приведены в табл. 4
Таблица 4. Технические характеристики ИБП VoltGuard HR1102S
|
Наименование
|
Спецификация
|
|
Тип
|
С двойным преобразованием
|
|
Выходная мощность
|
2000 ВА / 1400 Вт
|
|
Форма выходного сигнала
|
Синусоида
|
|
Количество выходных разъемов питания
|
6 (все с питанием от батарей)
|
|
Тип выходных разъемов питания
|
IEC 320 C13 (компьютерный)
|
|
Защита
|
Защита от перегрузки Защита от высоковольтных импульсов
Фильтрация помех Защита от короткого замыкания Автоматический предохранитель
|
6.2.2 Коммутационная
панель
Коммутационная панель − одна из составных частей структурированной
кабельной системы. Представляет собой панель с множеством соединительных
разъёмов, расположенных на лицевой стороне панели. На тыльной стороне панели
находятся контакты, предназначенные для фиксированного соединения с кабелями, и
соединённые с разъёмами электрически.
Для того, чтобы обезопасить кабельную систему от физических повреждений и
обеспечить возможность легкого манипулирования положений рабочих станций в
локальной вычислительной сети, было принято решение установить коммутационную
панель AESP 48458-C6 19". Это 48 портовая патч-панель и предназначена для
монтажа в 19-дюймовых рамах. Основная функция выбранной панели Она
спроектирована с запасом рабочих характеристик, обеспечивающим работу широкого
спектра телекоммуникационных приложений и превышающим требования стандартов
TIA-568-B.2-1 и ISO 11801. Коммутационная панель обратно совместима с
кабельными системами всех младших категорий рабочих характеристик. Патч-панель
позволяет использовать две стандартные схемы разводки, T568A и T568B.
.2.3
Коммутационные шнуры
Для соединения оборудования с коммутатором используется коммутационные
шнуры Lanmaster FTP, RJ-45 - RJ-45, длиной 0,5 м.
(табл. 5).
Таблица 5. Характеристика патч-корды Lanmaster FTP, RJ-45 - RJ-45
|
Наименование
|
Характеристика
|
|
Материал оболочки
|
PVC (поливинилхлорид)
|
|
Диаметр проводника
|
26 AWG
|
|
Тип проводника
|
|
Тип экрана
|
Фольга
|
|
Номинальная скорость распространения сигнала
|
69%
|
|
Соответствует требованиям
|
TIA/EIA 568-C.2 cat. 6
|
Выбранные патч-корды полностью отвечают стандартам ISO/IEC 11801.
Патч-корды изготовлены из экранированного многожильного кабеля с перегородкой и
экранированных модульных вилок RJ-45. Для обеспечения прочного соединения
экранированной вилки RJ-45 и кабеля место соединения залито пластмассой. Для
защиты язычка разъема RJ-45 от повреждений и обламывания в конструкции заливной
части предусмотрены специальные боковые ребра. Особенностью данного решения
является то, что оно не препятствует нажатию на язычок разъема. Непрерывный
экран обеспечивает надежную защиту патч-корда от электромагнитных помех.
Для соединения сетевых карт с розетками RJ-45 используется коммутационные шнуры такой же модели, но их
длина составляет 3 метра.
.2.4 Кабели
В связи с рассмотренными ранее требованиями к физической среды передачи в
ЛВС бал выбран экранизированной кабель Landmaster FTP 4-х парный cat.5E. Кабель
состоит из 4-х пар одножильных медных проводников.
Диаметр проводника 24AWG.
Каждый проводник заключен в изоляцию HDPE (полиэтилен высокой плотности).
Два проводника, скрученных со специально подобранным шагом, составляют одну
витую пару. 4 витых пары обернуты полиэтиленовой пленкой и вместе с медным
одножильным заземляющим проводником заключены в общий экран из фольги и
оболочку из ПВХ (PVC). Подробные характеристики представлены в табл. 6.
Таблица 6. Характеристики кабеля
|
Характеристика
|
Значение
|
|
Тип проводника
|
Solid (сплошной)
|
|
Диаметр проводника
|
24 AWG
|
|
Тип изоляции
|
HDPE (полиэтилен высокой плотности)
|
|
Тип оболочки
|
ПВХ (полихлорвинилхлорид)
|
|
Цвет оболочки
|
Синий
|
|
Диаметр кабеля
|
6,1 мм
|
|
Волновое сопротивление
|
100 ± 15 Ом
|
|
Максимальная взаимная ёмкость (Mutual Capacitance)
|
17.1 нФ/1000Фт
|
|
Максимальное сопротивление постоянному току (DC
Resistance)
|
28.6 Ом/1000Фт
|
|
Максимальное рассогласование сопротивления пары
постоянному току (DC Resistance Unbalance of a pair)
|
5%
|
|
Максимальное рассогласование ёмкости пара-земля
(Capacitance Unbalance pair to Ground)
|
330 пФ/100м
|
|
Рассогласование задержки распространения сигнала
(Propagation Delay Skew)
|
35 нС/100м
|
|
Номинальная скорость распространения сигнала (Nomal
velocity propagation)
|
71%
|
|
Разность между перекрёстными наводками и затуханием
(Attenuation to crosstalk ratio)
|
при 100 МГц мин. 11.9 дБ станд. 15.9 дБ при 155 МГц мин.
1.8 дБ станд. 5.8 дБ
|
|
Сертификация лабораториями
|
3P и ETL
|
|
Соответствует стандартам
|
TIA/EIA 568-B.2 cat. 5E
|
|
Количество
метров в коробке
|
305 м
|
6.2.5 Розетки
Для подключения рабочих станций к сети ЛВС в проекте были предусмотрены
розетки формата RJ-45. Это самый
распространенный стандарт розеток, используемых при создание локальной
вычислительной сети. В комплект входят два шурупа и двусторонняя наклейка для
монтажа. Для нашего проекта были выбраны розетки Landmaster 45 х 45 мм, 1 порт, со шторкой.
6.2.6
Коммутационный шкаф
При проектирование ЛВС для трехэтажного здания, в котором находится ЖКХ
было предположено покупка активного оборудования (сервер, модем, коммутатор), а
так же пассивного (коммутационная панель, источник бесперебойного питания),
которое для безопасности должно быть помешено в коммутационный шкаф. Для этих
целей был выбран коммутационный шкаф Cabeus SH-05C-22U60/60, вместительностью
22 юнита. Техническая характеристика представлена в таблице (табл. 7.).
Таблица 7. Технические характеристики коммутационного шкафа Cabeus
SH-05C-22U60/60
|
Наименование
|
Спецификация
|
|
Ввод кабеля
|
Осуществляется сверху и снизу, через кабельные щеточные
вводы
|
|
Активная вентиляция
|
Осуществляется путем установки в крышу активного
вентиляторного модуля
|
|
Степень Защиты по IP
|
IP20
|
|
Нагрузка
|
Статическая погрузка: 800кг
|