Министерство образованияи науки Республики Казахстан
Карагандинскийгосударственный технический университет
Кафедра САПР
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
По дисциплине:
"Компьютерные сети"
На тему:
"Информационная система дляшколы"
Караганда 2009
Задание
1.Специализация и назначение системы
Информационнаясистема представляет собой локальную вычислительную сеть (ЛВС) для школы.Основное ее назначение – связь компьютеров школы между собой в локальную сеть споследующим доступом в Интернет.
Локальнаясеть будет создана для совместного использования периферийного оборудования,информационных ресурсов и устройств хранения информации. Доступ в Интернетнеобходим для связи школы с другими организациями (например, ГорУО), а такжедля доступа школьников и учителей к информационным ресурсам сети Интернет.
2. Исходныеданные
Необходимосоздать локальную вычислительную сеть для школы с доступом в Интернет. Даннаясистема должна обеспечивать функционирование оборудования локальнойвычислительной сети и телефонной сети школы. Необходимо обеспечить высокуюпропускную способность, значительно превышающую потребности школы насегодняшний день.
ЛВС должнабыть установлена в 3-этажном здании школы, отдельные этажи, которого имеютидентичную планировку. На втором этаже находятся два компьютерных класса, вкоторых находятся 12 компьютеров, а также имеется учительская, в которойрасположены 3 компьютера. На первом этаже расположены: кабинет директора, вкотором 2 компьютера – у директора и секретаря; кабинет бухгалтерии, гденаходится 1 компьютер; кабинет завхоза с 1-м компьютером и библиотека с 1-мкомпьютером. Высота этажа между перекрытиями составляет 3,5 метра, общая толщина междуэтажных перекрытий равна 50 см. В здании имеется 3 лестницы с 1 по3 этажи.
Локальнаясети должна иметь возможности для расширения, например, для открытия новогокомпьютерного класса.
Распределениекомпьютеров между этажами:
Первый этаж:
Директор – 1компьютер;
Секретарь – 1компьютер;
Отделбухгалтерии – 2 компьютера;
Завхоз – 1компьютер;
Библиотека – 1компьютер.
Второй этаж:
Компьютерныйкласс – 12 компьютеров;
Компьютерныйкласс – 12 компьютеров;
Учительская –3 компьютера.
3. Задачиразработки
Основныезадачи данной практической работы:
– провеститехнико-экономическое обоснование;
– разработатьвозможные варианты конфигурации сети;
– спроектироватьархитектуру сети;
– произвестирасчет длины кабеля и стоимости данной разработки.
– оформитьпояснительную записку согласно стандартам.
4.Требования, предъявляемые к комплексу технических средств
При организации и эксплуатации сети необходимо учитывать следующиетребования:
– высокая производительность;
– надежность и безопасность;
– возможность расширения;
– помехозащищенность;
– совместимость.
Проектируемаялокальная сеть (ЛВС) должна отвечать самым современным требованиям к сетямучебных заведений, обеспечивать надежное централизованное хранение и защитуданных, передавать данные с высокой скоростью и связываться с другими учебнымизаведениями. Кроме того, дальнейшее расширение сети не должно быть связано свысокими затратами. При дальнейшем приобретении школой ПЭВМ сеть должнапозволить простое расширение. Также необходимо максимально использоватьимеющееся программное и аппаратное обеспечение и ранее проложенныекоммуникации.
Введение
За последниенесколько лет, развитие информационных технологий достигло такого уровня, чтоуже трудно себе представить, как можно работать или учиться без качественного инедорогого выхода в Интернет. Кроме того, с каждым днем Интернет становится всеболее доступным финансово и технически, и вот уже выгода и удобствоиспользования Всемирной паутины полностью окупают затраты на ее подключение.
Сеть – это совокупностьобъектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международнаяорганизация по стандартизации определила вычислительную сеть какпоследовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными другс другом независимыми устройствами.
Локальнаясеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместноиспользовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры,плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства.Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близкорасположенными зданиями.
В состав сетив общем случае включается следующие элементы:
−сетевые ЭВМ (оснащенные сетевым адаптером);
−каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые,волоконно-оптические, радиоканалы и др.);
−различного рода преобразователи сигналов;
−сетевое оборудование.
Под информационнойсистемой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработкуили передачу информация. В состав информационной системы входят: ЭВМ,программы, пользователи и другие
составляющие,предназначенные для процесса обработки и передачи данных.
Целью даннойпрактической работы является получение навыков по проектированию локальнойвычислительной сети на примере школы.
Задачейпрактической работы является проектирование локальной сети для школы судаленным участком и с доступом в Интернет.
Актуальнойданная разработка является потому, что все современные школы нуждаются вдоступе к Интернету. При этом процесс создания локальной вычислительной сетидолжен быть максимально экономичным, что также является одной из задач нашейработы. Поэтому необходимо провести тщательный анализ и сделать необходимыерасчеты перед непосредственным созданием сети.
1. Выбор конфигурацииоборудования
1.1Выбор топологии
Припроектировании будет применяться топология «звезда». Иерархическая звездасостоит из главного коммутатора, к которому подсоединены коммутаторы этажей. Кним подсоединяются рабочие станции.
Топология«звезда» имеет ряд преимуществ:
– недорогойкабель и быстрая установка.
– легкоеобъединение рабочих групп.
– простоерасширение сети.
Преимуществомтакой топологии является также возможность простого исключения неисправного узла.Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. Если кабельрабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всегосегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения,так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент,подключенный к коммутатору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля,который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормальноработать.
1.2Выбор архитектуры
Для школывыбрана клиент-серверная архитектура. При этом я руководствовалась следующимипричинами:
– количество пользователей превышает десяти;
– требуется централизованное управление ресурсами илирезервное копирование;
– необходим специализированный сервер;
– нужен доступ к глобальной сети;
– требуется разделять ресурсы на уровне пользователей.
– обеспечивает централизованное управление учетными записямипользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевоеадминистрирование.
Архитектура клиент – сервер – это концепция информационной сети, в которойосновная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своихклиентов. Данная архитектура определяет два типа компонентов: серверы и клиенты.
Сервер – это объект, предоставляющий сервис другим объектам сети по ихзапросам. Сервис – это процесс обслуживания клиентов. Сервер работает позаданиям клиентов и управляет выполнением их заданий. После выполнения каждогозадания сервер посылает полученные результаты клиенту, предоставившему этозадание.
Процесс, который вызывает сервисную функцию с помощью определенныхопераций, называется клиентом. Им может быть программа или пользователь.
Клиенты – это рабочие станции, которые используют ресурсы сервера ипредоставляют удобные интерфейсы пользователя.
Сети клиент – серверной архитектуры имеют следующие преимущества:
− обеспечивают централизованное управление учетными записямипользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевоеадминистрирование;
− позволяют организовывать сети с большим количествомрабочих станций;
− обеспечивают эффективный доступ к сетевым ресурсам;
− предоставляют доступ ко всем сетевым ресурсам, на основеучетной записи пользователя.
1.3 Выбор программного обеспечения
В качествеоперационной системы сервера выбрана Windows Server 2003 Standart. Эта операционнаясистема является самой распространенной и имеет ряд преимуществ.
MicrosoftWindows Server 2003 – самая мощная ОС для ПК. В ней реализованы совершенноновые средства управления системой и администрирования, впервые появившиеся вWindows 2000.
WindowsServer 2003 обладает преимуществами в следующих областях:
· Надежность.WindowsServer 2003 – самая быстрая, самая надежная и наиболее защищенная из всехсерверных ОС Windows, когда-либо выпущенных Microsoft. Windows Server 2003предоставляет интегрированную инфраструктуру, помогающую гарантироватьбезопасность вашей информации. Надежность, готовность и масштабируемость этойОС позволяют вам реализовать сетевую инфраструктуру, соответствующуюпотребностям ваших пользователей.
· Продуктивность.WindowsServer 2003 предоставляет инструменты для развертывания, управления и использованиясетевой инфраструктуры предприятия. Они позволяют спроектировать и развернутьсеть, соответствующую требованиям вашей организации. ОС предоставляет средствареализации административной политики, автоматизации задач и упрощения процессамодернизации, которые помогут вам в администрировании сети. Кроме того,средства ОС помогают снизить расходы на сопровождение, позволяя пользователямвыполнять большее число задач самостоятельно.
· Взаимодействие.WindowsServer 2003 поможет организовать инфраструктуру прикладных задач, обеспечивлучшее взаимодействие между сотрудниками, партнерами, системами и клиентами.Для этого ОС предоставляет интегрированные Web-сервер и сервер медийных потоков,которые позволяют легко, быстро и безопасно создавать динамичные Web-сайты дляинтрасети и Интернета. ОС также включает интегрированный сервер приложений,обеспечивающий легкость разработки, развертывания и управления Web-сервисамиXML.
· Экономическаявыгода. WindowsServer 2003 в сочетании с продуктами и услугами, предоставляемыми партнерамиMicrosoft в области аппаратных и программных средств, обеспечивает повышениеэффективности вложений в инфраструктуру. Для оптимизации конфигурации серверовновая ОС поможет консолидировать их с возможностями нового оборудования, программи методологий.
1.4 Выбор оборудования
Привыполнении данной практической работы необходимо приобрести следующееоборудование:
- сервер;
- модем;
- 2коммутатора c 24-мя портами для второго этажа и 2 коммутатора 8-ми портовых дляпервого этажа и для объединения двух этажей;
- сетевыекарты для рабочих станций;
- кабель,розетки, коннекторы и кабель-каналы.
Тип сетикабельный, так это наиболее дешевый и приемлемый вид среды передачи данных инаиболее часто использующийся в компьютерных сетях.
При выборекабеля должны учитываться следующие требования:
– пропускнаяспособность сети;
– возможностьрасширения сети в будущем;
– продолжительностьжизни сети;
– категориякабеля (для витой пары);
– максимальнаядлина кабельной линии;
– условияпрокладки кабеля (особенности кабельных трасс, климатические условия);
– защищенностьпередаваемых данных;
– электромагнитнаясовместимость;
– выбортипа экрана (для экранированной витой пары) и его заземление;
– противопожарнаябезопасность;
– стоимостькабеля.
Для выборакабельной системы проанализируем, какие расстояния между рабочими станциями исервером.
Максимальноерасстояние между станциями не превышает 90 м, что дает нам правоиспользовать тип кабеля «витая пара категории 5е». Неэкранированная (UTP) будет использоваться наэтажах, а экранированная (FTP) между этажами.
UTP-кабелиобладают следующими преимуществами:
– кабельдостаточно гибкий, что упростит прокладку кабеля по стенам здания;
– меньшаястоимость;
– меньшаятрудоемкость монтажа и эксплуатации;
– отсутствиеповышенных требований к внутреннему заземляющему контуру здания;
– лучшиемассогабаритные показатели;
– меньшийрадиус изгиба.
– обеспечиваетбольшую скорость передачи данных (до 100 Мбит/с);
Основнымипреимуществами экранированных конструкций являются потенциально лучшая защитаот внешних электромагнитных наводок, повышенная механическая прочность вслучаях применения оплеточных экранов и более эффективная защита отнесанкционированного доступа к передаваемой информации. Высокаятеплопроводность экранов обеспечивает эффективный отвод тепла, котороевозникает в проводниках в процессе передачи информации из-за протеканияэлектрического тока. На основании этого некоторые производители гарантируют дляпроизводимых ими экранированных конструкций меньшее затухание по сравнению снеэкранированными.
Прокладкукабелей горизонтальной подсистемы на этажах планируется осуществлять вкабель-каналах.
Основная целькабель канала – прокладка силовой и информационной проводки. Благодарякабель-каналам, проводка может чувствовать себя хорошо защищенной отмеханического воздействия или от вредного влияния внешней среды. Современныекабель каналы обеспечивают высокий уровень защиты от повреждений, огня,химических воздействий и кислот. Таким образом, используя при монтаже структурированныхкабельных систем кабель-каналы, можно значительно повысить безопасностьпроводки. Учитывая то, что повреждение проводки наносит вред всей кабельнойсистеме, можно сказать, что их использование является особенно необходимым.
Всеоборудование будет приобретаться в компании «Белый ветер». Выборфирмы-производителя обусловлен оптимальным соотношением цена / качество.При этом нужно обязательно учитывать совместимость покупаемого оборудования.
Перед выборомсевера нам необходимо произвести расчет максимальной пропускной способностисети. При этом нужно учитывать, какой объем информации будет передаваться приработе всех компьютеров.
Также нужноучесть, данные какого типа будут передаваться, а также какой должна бытьскорость чтения жесткого диска.
На серверебудут храниться следующие данные:
– базыданных (для бухгалтеров, для учителей данные об учениках и др.) – около 10 Гб;
– различныетекстовые файлы, предназначенные для учителей (учебные планы, методическиепособия и др.) – 5-6 Гб;
– программноеобеспечение (программы различного обучающего характера, бухгалтерский учет,электронные учебники, переводчики и другие) – 20–25 Гб;
– различныефайлы мультимедиа (видеофайлы, видеоуроки, презентации, звуковые файлы) – 40–50Гб;
– графическиефайлы – 10–15 Гб.
Такимобразом, объем памяти жесткого диска у сервера примерно должен составлять около140 Гб, если учитывать, что еще объем информации может увеличиться.
Теперьсмотрим пропускную способность сети:
– дляработы с базами данных и текстовыми файлами – примерно 1 Мбит/с;
– дляработы с различными программами – примерно 10 Мбит/с;
– дляработы с файлами мультимедиа – примерно 25–30 Мбит/с;
– дляработы с графикой – примерно 20 Мбит/с;
– таккак будет доступ к сети Интернет, то также нужно учесть дополнительную работу ссетевыми ресурсами (игры, работа с почтой и др.) – 30 Мбит/с;
Так как вшколе предусмотрен доступ к сети Интернет, то тип выбираемого сервера – proxy-сервер.
Еслиподсчитать общую пропускную способность сети, то она будет в пределах 100 Мбит/с,поэтому в работе будет использоваться сетевая технология Fast Ethernet.
При выборесервера также нужно учитывать следующие требования:
1. Надежность
2. Быстродействие
3. Управляемость
4. Расширяемость
Сравнивхарактеристики серверов, представленных в прайс-листе выбранной компании, вданной практической работе был выбран сервер HP 470064–709 ML150G5, Intel XeonQC E5405–2.0GHz, 2Gb, 2x72Gb HP SAS, DVD-RW
Техническиехарактеристики:
Процессор: 1 x Intel Xeon QC E5405
– socket 771
– 2.0 ГГц
– системная шина: 1066 МГц
Чипсет: Intel® 5100
кэш память:
– уровень 1 • 128 кБ
– уровень 2 • 6 МБ
Материнскаяплата:
• Intel 5100
• 266 МГц
Оперативнаяпамять: PC5300 DDR2 SDRAM
• 2 ГБ
• 6 x 240-конт.DIMM (4 не занято)
• 667 МГц
• полностьюбуферизованн., регистровая
Контроллерустройств хранения: RAID контроллер
• встроен.
предоставляемыйинтерфейс: Serial ATA 1.0
• 4 канала
Жесткие диски 2*72ГБ • внутр. • Serial ATA 1.0 • 7200 об./мин.
Оптическоеустройство хранения: DVD-ROM
• размер:5.25» x 1.6»
• способустановки: внутр.
• способподачи: лоток
• интерфейс:ATAPI
Сеть: •сетевой адаптер
• встроен.
• PCI
1 – портовый
тип сети:
– Ethernet• (10 Мбит/сек.)
– FastEthernet • (100 Мбит/сек.)
– Gigabit Ethernet • (1000 Мбит/сек.)
Интерфейсы: 1x последовательный RS-232 • DB-9M (задняя панель)
1 x мышь • 6-штырьковыймини DIN (задняя панель)
1 x VGA • HD-15F(задняя панель)
1 xклавиатура • 6-штырьковый мини DIN (задняя панель)
4 x USB 2.0 •Тип A (задняя панель)
2 x USB 2.0 •Тип A (внутр.)
2 x USB 2.0 •Тип A (передняя панель)
1x Ethernet 10/100/1000BaseT • RJ-45 (задняя панель)
1 xуправление • RJ-45 (задняя панель)
Этот серверотвечает всем требованиям, предъявляемым к серверам, поддерживает нужную намтехнологию (Fast Ethernet), объем памяти жесткого диска нас удовлетворяет, объемоперативной памяти тоже достаточен.
Необходимотакже приобрести сетевые карты. Самое главное выбрать такую сетевую карту,которая была бы аппаратно совместима с сервером и коммутаторами. Поэтому вданной работе было решено приобрести все сетевое оборудование, кроме сервера,производителя D-link. При этом будет гарантиясовместимости этого оборудования, при этом сервер фирмы HP и оборудованиепроизводителя D-link также являютсясовместимыми.
При выборесетевой карты должны учитываться следующие параметры:
− скорость передачи;
− объем буфера для пакета;
− тип шины;
− быстродействие шины;
− совместимость с различными микропроцессорами;
− использованием прямого доступа к памяти (DMA);
− конструкция разъема.
Была выбранасетевая карта D-Link DGE-530T 10/100/1000Mbits PCI.
Техническиехарактеристики:
Стандарты
· IEEE802.3 10BASE-T Ethernet
· IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet
· IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet
Топология
· Звезда
Протокол
· CSMA/CD
Скоростьпередачи данных
Ethernet:
10 Мбит/с(полудуплекс);
20 Мбит/с(полный дуплекс);
FastEthernet:
100 Мбит/с s(полудуплекс);
200 Мбит/с(полный дуплекс);
GigabitEthernet:2000 Мбит/с (полный дуплекс)
Сетевыекабели
10BASE-T:
· UTPCat. 3, 4, 5 (100 м макс.);
· EIA/TIA-586100-Ом STP (100 м макс.);
100BASE-TX,1000BASE-T:
UTPCat. 5 (100 ммакс.);
EIA/TIA-568100 – Ом STP (100 м макс.);
DGE-530T – PCIадаптер Gigabit Ethernet с медным портом 10/100/1000 Mбит/с для серверов илинастольных компьютеров. С помощью этого адаптера, вычислительная система,функционирующая на скоростях 10Мбит/с и 100Мбит/с может быть модернизирована доGigabit Ethernet, что позволит исключить узкие места в сети и повыситьпроизводительность.
Дляобеспечения доступа в Интернет, будет использоваться технология ADSL, котораяпозволит получить скорость потока данных в пределах от 1,5 до 8 Мбит/с.Технология ADSL позволяет телекоммуникационным компаниям предоставлять частныйзащищенный канал для обеспечения обмена информацией между пользователем ипровайдером. Кроме того, ADSL эффективна с экономической точки зрения хотя быпотому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует ужесуществующие двухпроводные медные телефонные линии. Выбранный модем D-Link DSL-2520U,ADSL/ADSL2/2+, Ethernet 10/100, USB 5500. Он отвечает всем современным требованиям ксетевому оборудованию, является аппаратно совместимым с сервером, поддерживаетнужную сетевую технологию и нужную нам скорость передачи данных.
Общиехарактеристики:
Интерфейсыустройства:
- ADSL-портс разъемом RJ-11;
- Порт 10/100BASE-TXEthernet LAN с разъемом RJ-45;
- ПортUSB1.1;
- Кнопкасброса к заводским настройкам (Reset);
Стандарты ADSL:
Full-rateANSI T1.413 Issue 2;
ITU-TG.992.1 (G.dmt) Annex A;
ITU-TG.992.2 (G.lite) Annex A;
ITU-TG.994.1 (G.hs);
Стандарты ADSL2:
ITU-TG.992.3 (G.dmt.bis) Annex A/L/M;
ITU-TG.992.4 (G.lite.bis) Annex A;
Annex Mcompatible: до 2Мбит/с скорость восходящего потока;
Стандарты ADSL2 –:
ITU-TG.992.5 Annex A/M;
ПротоколыATM/PPP;
Сетевыепротоколы:
Ethernetto ADSL Self-Learning Transparent Bridging;
InternetControl Message Protocol (ICMP) RFC 792;
Статическая IP-маршрутизация:
RoutingInformation Protocol (RIP, RIPv2) RFC 1058, RFC 1723;
Трансляциясетевых адресов (NAT) RFC 1631;
Виртуальныйсервер, перенаправление портов;
NAT ALGs(опционально): MSN/AOL/Yahoo Messenger, FTP, SNMP, CUSEEME, Real Audio, MIRC,SIP, ICQ, игры;
DHCP-сервер /клиент/relay RFC 2131;
DNSRelay, DDNS;
IGMPproxy v. 2;
SimpleNetwork Time Protocol (SNTP);
Межсетевойэкран:
Межсетевойэкран NAT;
Фильтрация наоснове MAC-адресов;
Фильтрацияпакетов IP/ ICMP / TCP / UDP;
Фильтрациясодержимого URL (фильтрация по ключевому слову);
Настройка /Управление:
Web-интерфейсуправления
Обновлениепрограммного обеспечения / конфигурационного файла через Web-интерфейс/TFTP
TFTP-сервер /клиент
Code Lock дляпредотвращения ненадлежащего обновления программного обеспечения через UI,TFTP, TR-069
Настройкачерез Telnet/SSH (опционально)
Локальныйдоступ через консоль (опционально)
UPnP IGD 1.0(опционально)
Выбор вручнуюADSL/ADSL2/ADSL2- и auto fallback
Резервированиеи восстановление конфигурационного файла
В качествесетевого оборудования будет использован коммутатор. Он может быть использовандля непосредственного подключения компьютеров, так как обладает малой стоимостьюподключения на порт. Это предотвращает возможность образования «узких мест»,так как каждый компьютер имеет выделенную полосу пропускания сети.
Необходимоприобрести 2 коммутатора c 24-мя портами для второго этажа, 1 коммутатор 8-типортовый для соединения коммутаторов с этажей; 1 коммутатор 8-ми портовый дляпервого этажа. При этом для второго этажа предусматривается возможностьрасширения сети. Виды коммутаторов приведены в таблице 2.1.
Главное,коммутаторы должны быть совместимы аппаратно с сетевыми адаптерами и сервером,также должна поддерживаться нужная нам сетевая технология (FastEthernet) скорость передачиданных.
Коммутатор Switch 8 port 10/100 Mb D-Link DES-1008D является неуправляемымкоммутатором, снабжен 8 портами 10/100 Мбит/с, позволяющими небольшой рабочейгруппе гибко подключаться к сетям Ethernet и Fast Ethernet, а такжеинтегрировать их. Предназначен для повышения производительности работы малойгруппы пользователей, обеспечивая при этом высокий уровень гибкости.
Общиехарактеристики:
Стандарты:
· IEEE802.3 10Base-T Ethernet
· IEEE 802.3u 100Base-TX Fast Ethernet
Протокол
· CSMA/CD
Скоростьпередачи
· Ethernet:
· 10Mбит/с (полудуплекс); 20 Мбит/с (полный дуплекс);
· FastEthernet:
100 Мбит/с(полудуплекс); 200 Мбит/с (полный дуплекс)
Топология
· Звезда
Сетевыекабели
· 10BASE-T:
· UTPкатегории 3, 4, 5 (100 м);
EIA/TIA-568STP (100 м)
· 100BASE-TX:
· UTPкатегории 5 (100 м);
EIA/TIA-5681STP (100 м)
Количествопортов
· 8портов 10/100 Мбит/с;
ТаблицаMAC адресов
· 1Kзаписей на устройство (версии G1, G2, H1)
Буферпамяти
· 64Kна устройство (версии G1, G2, H1)
Скоростьпередачи / фильтрации пакетов
· 10BASE-T:14,880 pps на порт (полудуплекс)
· 100BASE-TX:148,800 pps на порт (полудуплекс)
Коммутатор Switch 24 ports D-Link DES-1024D, 10/100Base-TX, Ethernet Switch является неуправляемымкоммутатором, снабжен 24 портами 10/100 Мбит/с. Использует сетевую технологию Ethernet. Имея 24 портаplug-and-play, коммутатор является идеальным выбором для сетей малых рабочихгрупп для увеличения производительности между рабочими станциями и серверами.Порты могут быть подключены к серверам в режиме полного дуплекса, либо кконцентратору в режиме полудуплекса.
Общиехарактеристики:
· Поддержкаполного / полудуплекса на каждом порту
· Контрольза трафиком для предотвращения потери данных на каждом порту
· Автоопределениесетевой конфигурации
· Компактныйнастольный размер
· IEEE802.3 10BASE-T Ethernet
· IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet
Протокол
· CSMA/CD
Скоростьпередачи данных
· Ethernet:10Mbps (полудуплекс) или 20Mbps (полный дуплекс)
· FastEthernet: 100Mbps (полудуплекс) или 200Mbps (полный дуплекс)
КоличествоПортов
· 24Порта 10/100Mbps
· ТаблицаMAC-адресов 8K на устройство
· АвтоматическоеОбновление таблицы MAC-адресов
Фильтрацияпакетов / Скорость передачи (полудуплекс)
· 10BASE-T:14,880 pps на порт
· 100BASE-TX:148,810 pps на порт
Такженеобходимо будет приобрести определенное число розеток и коннекторов, котороебудет рассчитано в теоретико-расчетной части. Виды розеток и коннекторовприведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – ИспользуемоеоборудованиеНаименование оборудования Цена, тг Сервер HP 470064–709 ML150G5, Intel Xeon QC E5405–2.0GHz, 2Gb, 2x72Gb HP SAS, DVD-RW 199700 Microsoft Windows Server 2003 Standart, Russian Disk Kit MVL CD – сетевое программное обеспечение 5100 Модем D-Link DSL-2520U, ADSL/ADSL2/2+, Ethernet 10/100, USB 5500 Switch 8 port 10/100 Mb D-Link DES-1008D 8-Port N-Way Fast Ethernet Unmanaged Switch – коммутатор 3500 Switch 24 ports D-Link DES-1024D, 10/100Base-TX, Ethernet Switch – коммутатор 19700 Сетевая карта D-Link DGE-530T 10/100/1000Mbits PCI 2300 Кабель FTP 5e cat экранированный 60 Кабель UTP 5E Cat 305m, 2-пары, D135–2, SHIP 50 Разъем RJ-45 5-е кат 30 Розетка 1-port RJ-45 5 категории 500
1.5Процесс назначения IP-адреса
ПрисваиваетсяIP-адрес компьютеру либо вручную (статический адрес), либо компьютер получаетего автоматически с сервера (динамический адрес). Статический адреспрописывается администратором сети в настройках протокола TCP/IP на каждомкомпьютере сети и жестко закрепляется за компьютером. В присвоении статическихадресов компьютерам есть определенные неудобства:
· Администраторсети должен вести учет всех используемых адресов, чтобы исключить повторы
· Прибольшом количестве компьютеров в локальной сети установка и настройка IP-адресовотнимают много времени
Наряду сперечисленными неудобствами у статических адресов есть одно немаловажноепреимущество: постоянное соответствие IP-адреса определенному компьютеру. Этопозволяет эффективно применять политику IP-безопасности и контролировать работупользователей в сети. К примеру, можно запретить определенному компьютерувыходить в Интернет или определить с какого компьютера выходили в Интернет ит.п.
Есликомпьютеру не присвоен статический IP-адрес, то адрес назначаетсяавтоматически. Такой адрес называется динамическим адресом, т. к. прикаждом подключении компьютера к локальной сети адрес может меняться. Кдостоинствам динамических адресов можно отнести:
· Централизованноеуправление базой IP-адресов
· Надежнаянастройка, исключающая вероятность дублирования IP-адресов
· Упрощениесетевого администрирования
ДинамическийIP-адрес назначается специальной серверной службой DHCP (Dynamic HostConfiguration Protocol), входящей в состав Windows Server 2003. В параметрахслужбы DHCP администратором сети прописывается IP-диапазон, адреса из которого,будут выдаваться другим компьютерам. Серверная служба DHCP, которая распространяет(сдает в аренду) IP-адреса называется DHCP-сервер. Компьютер, получающий(арендующий) IP-адрес из сети, называется DHCP-клиент.
Так как всвоей работе мы используем Windows Server 2003 Standart, который поддерживаетэту службу, то можно не приобретать ip-адрес.
DHCP можетподдерживать способ автоматического динамического распределения адресов, атакже более простые способы ручного и автоматического статического назначенияадресов. Протокол DHCP работает в соответствии с моделью клиент-сервер. Вовремя старта системы компьютер, являющийся DHCP-клиентом, посылает в сетьшироковещательный запрос на получение IP-адреса. DHCP – cepвер откликается ипосылает сообщение-ответ, содержащее IP-адрес. Предполагается, что DHCP-клиенти DHCP-сервер находятся в одной IP-сети.
Придинамическом распределении адресов DHCP-сервер выдает адрес клиенту наограниченное время, называемое временем аренды (lease duration), что даетвозможность впоследствии повторно использовать этот IP-адрес для назначениядругому компьютеру. Основное преимущество DHCP – автоматизация рутинной работыадминистратора по конфигурированию стека TCP/IP на каждом компьютере. Иногдадинамическое разделение адресов позволяет строить IP-сеть, количество узлов вкоторой превышает количество имеющихся в распоряжении администратора IP-адресов.
В ручнойпроцедуре назначения статических адресов активное участие принимаетадминистратор, который предоставляет DHCP – серверу информацию о соответствииIP-адресов физическим адресам или другим идентификаторам клиентов. DHCP-сервер,пользуясь этой информацией, всегда выдает определенному клиенту назначенныйадминистратором адрес.
Приавтоматическом статическом способе DHCP-сервер присваивает IP-адрес из пуланаличных IP-адресов без вмешательства оператора. Границы пула назначаемыхадресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера. Адрес даетсяклиенту из пула в постоянное пользование, то есть с неограниченным срокомаренды. Между идентификатором клиента и его IP-адресом по-прежнему, как и приручном назначении, существует постоянное соответствие. Оно устанавливается вмомент первого назначения DHCP-сервером IP-адреса клиенту. При всех последующихзапросах сервер возвращает тот же самый IP-адрес.
DHCPобеспечивает надежный и простой способ конфигурации сети TCP/IP, гарантируяотсутствие дублирования адресов за счет централизованного управления ихраспределением. Администратор управляет процессом назначения адресов с помощьюпараметра «продолжительность аренды», которая определяет, как долго компьютерможет использовать назначенный IP-адрес, перед тем как снова запросить его отDHCP-сервера в аренду.
2.Проектирование структурной схемы вычислительной сети
2.1Логическая организация сети
Логическаяструктуризация сети – это процесс разбиения сети на сегменты с локализованнымтрафиком. Логическая структуризация сети в школе будет осуществляться с помощьюкоммутаторов.
Сеть будетразделена на два логических сегмента:
1. Текомпьютеры, которые находятся в компьютерных классах, будут относиться к однойподсети и иметь одну рабочую группу «Klass».
2. Текомпьютеры, которые будут на первом этаже и в учительской, будут относиться кдругой подсети и иметь другую рабочую группу «Shkola».
Созданиемрабочих групп занимается системный администратор.
Схемалогической структуризации сети приведена на рисунке 3.1.
/>
Рисунок 2.1 –Логическая организация сети
2.2Физическая организация сети
Подфизической организацией сети понимается конфигурация связей, образованныхотдельными частями кабеля.
На рисунках3.2, 3.3 приведены планы второго и первого этажа школы, где наглядно можноувидеть, как будет построена сеть, где будут размещены компьютеры, коммутаторы,сервер и как они будут соединены.
/>
Рисунок 2.2 –План первого этажа здания
/>
Рисунок 2.3 –План второго этажа здания
3.Теоретико-расчетная часть
3.1 Расчетдлины кабеля и кабель-канала
При расчетедлины горизонтального кабеля учитываются следующие очевидные положения. Каждаятелекоммуникационная розетка связывается с коммутационным оборудованием однимкабелем. В соответствии со стандартом ISO/IEC 11801 длина кабелейгоризонтальной подсистемы не должна превышать 90 м. Кабели прокладываютсяпо кабельным каналам. Принимаются во внимание также спуски, подъемы и поворотыэтих каналов.
Существуетдва метода вычисления количества кабеля для горизонтальной подсистемы:
– методсуммирования;
– эмпирическийметод.
Методсуммирования заключается в подсчете длины трассы каждого горизонтального кабеляс последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляетсятехнологический запас величиной до 10%, а также запас для выполнения разделки врозетках. Достоинством рассматриваемого метода является высокая точность.Однако при отсутствии средств автоматизации и проектировании СКС с большимколичеством портов такой подход оказывается чрезмерно трудоемким.
В своейработе я решила воспользоваться эмпирическим методом. Его сущность заключаетсяв применении для подсчета общей длины горизонтального кабеля, затрачиваемого нареализацию конкретной кабельной системы, обобщенной эмпирической формулы.
На основании сделанных предположений общая длина L кабельных трасс принимаетсяравной:
/>
/>
Средняя длинакабельных трасс, где Lmin и Lmax – соответственно длиныкабельной трассы от точки размещения коммутатора до разъема самого близкого исамого далекого рабочего места.
Ks – коэффициенттехнологического запаса – 1.1 (10%);
X – запас длявыполнения разделки кабеля. Со стороны рабочего места он принимается равным 30 см.
N – количество розеток наэтаже.
Рассчитываемдлину кабеля, требуемое для каждого этажа:
Для первогоэтажа:
Lmin =9,2 м; Lmax =67,5 м.
Lcp = (9,2+67,5)/ 2= 38,35 м.
L = (1,1*38,35+0,3)*8 =339,88 м.
Для второгоэтажа:
Lmin=4,5 м; Lmax=74,5 м.
Lcp= (4,5+74,5)/ 2= 39,5 м.
L = (1,1*39,5+0,3)*29 = 1268,75 м.
Длясоединения коммутаторов с общим коммутатором:
Lк = 1,3 м;
Длясоединения коммутатора с сервером и сервера с модемом:
Lc= 3 м
Общая длинакабеля для здания составляет:
L= 339,88 +1268,75+1,3+3 =1612,93 м
Исходя изэмпирического метода расчетов, я пришла к следующим результатам: длинамаксимального сегмента кабеля 74,5 метров, минимального – 4,5.
Примернаядлина требуемого кабеля 1630 метров.
А также длинакабеля для соединения первого и второго этажа потребуется экранированной витойпары:
L1-2 = 8,7 м;
Глядя на этицифры, делаем вывод, что для реализации проекта потребуется витой пары UTP 1630 метров и FTP – 10 метров. Кабельучитывается с небольшим запасом, который потребуется при прокладке кабеля и впроцессе эксплуатации.
Также нампотребуется пластиковый настенный короб (кабель-канал) 75х20 мм (нарасстоянии 40 см от пола). Длина пластикового короба горизонтальнойразводки рассчитывается как сумма длин коридоров.
Итого длягоризонтальной подсистемы необходимо:
– кабельUTP – 1630 м
– кабельFTP – 10 м.
– коробпластиковый 75х20 мм. – 130 м.
3.2 Расчетстоимости разработки
Для расчетастоимости разработки необходимо учесть стоимость всего оборудования дляпрокладки сети. Стоимость и количество приобретаемого оборудования приведены втаблице 3.1.
Таблица 3.1 –Используемое оборудованиеНаименование оборудования Цена, тг Кол-во Общая стоим-ть, тг Сервер HP 470064–709 ML150G5, Intel Xeon QC E5405–2.0GHz, 2Gb, 2x72Gb HP SAS, DVD-RW 199700 1 шт 199700 Microsoft Windows Server 2003 Standart, Russian Disk Kit MVL CD – сетевое программное обеспечение 5100 1 шт 5100 Модем D-Link DSL-2520U, ADSL/ADSL2/2+, Ethernet 10/100, USB 5500 1 шт 5500 Switch 8 port 10/100 Mb D-Link DES-1008D 8-Port N-Way Fast Ethernet Unmanaged Switch – коммутатор 3500 2 шт 7000 Switch 24 ports D-Link DES-1024D, 10/100Base-TX, Ethernet Switch – коммутатор 19700 2 шт 39400 Сетевая карта D-Link DGE-530T 10/100/1000Mbits PCI 2300 32 шт 73600 Кабель FTP 5e cat экранированный 60 10 м 600 Кабель UTP 5E Cat 50 1630 м 81500 Разъем RJ-45 5-е кат 30 130 шт 3900 Розетка 1-port RJ-45 5 категории 500 37 шт 18500
Итого
429850
Заключение
В ходевыполнения данной практической работы была спроектирована локальнаявычислительная сеть для школы. В процессе проектирования были учтены всетребования, предъявляемые при постановке задачи. Все оборудование выбиралосьнаиболее максимально доступное и недорогое. Разработанная сеть пока находится ввиде проекта, но возможно ее практическое внедрение. При этом система будетисправно выполнять все функции локальной вычислительной сети: связь компьютеровшколы для обмена информацией, совместного использования сетевого оборудования,информационных ресурсов и устройств хранения информации, а также осуществлятьдоступ к глобальной сети Интернет.
В результатебыли решены задачи, поставленные в начале работы. Был проведенотехнико-экономическое обоснование данной разработки, разработаны возможныеварианты конфигурации сети, спроектирована архитектура сети, произведен расчетдлины кабеля и стоимости данной разработки, оформлена пояснительная записка согласновсем требованиям стандартизации и нормоконтроля.
Списокисточников
1. Олифер В.Г. Компьютерныесети: принципы, технологии, протоколы. 2000 г. – Сп.б.: Питер
2. Гук М. Аппаратныесредства IBM PC – 2002 г.
3. Бэрри Нанс. Компьютерныесети пер. с англ. – М.: БИНОМ, 1996.
4. Глоссарий сетевыхтерминов www.bilim.com/koi8/library/glossary/
5. Руководство по сетямEthernet для начинающих – www.citforum.ru/win/nets/ethernet/starter.shtml.
6. Пятибратов А.П. идр. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник / А.П. Пятибратов,Л.П. Гудынко, А.А. Кириченко: Под ред. А.П. Пятибратова – М.:Финансы и статистика, 1998. – 400 с.