Проектирование и расчёт локально-вычислительной сети

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«РУБЦОВСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: Проектирование и расчёт локально-вычислительной сети

по дисциплине: Компьютерные сети и телекоммуникации

Выполнил студент Леер Н.О.
Группы ВМ–08
Проверил преподаватель Толмачёва Т.В.
Оценка с учетом защиты________________

2011

Задание для курсового проектирования по дисциплине:

«Компьютерные сети и телекоммуникации».

Студенту              

(фамилия, имя, отчество)

Группы               курса               специальности              

ФГОУ СПО «Рубцовский машиностроительный техникум»

Тема задания:              

Исходные данные:              

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Содержание

Введение

1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1      Цели и задачи предприятия

1.2      Функциональная структура предприятия

1.3      Основные цели и функции ЛВС

1.4      Выбор и обоснование проектных задач

1.5      Выбор сетевой архитектуры

1.6      Проектирование топологии сети

1.7      Выбор типа кабеля

1.8      Выбор сетевых ресурсов и оборудования

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

2.1       Функциональное обеспечение ЛВС

2.2       Информационное обеспечение

2.3       Выбор конфигурации Ethernet

2.4       Программное обеспечение

2.5       Организация сети на основе сетевой ОС

2.6       Выбор средств управления базами данных

3. КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.1       Выбор аппаратной конфигурации сервера

3.2       Выбор оборудования для создания удалённого соединения

3.3       Выбор платы сетевого адаптера

3.4       Выбор коммуникационного оборудования

3.5       Методы защиты информации в локальных сетях

3.6       Экранирующие системы FireWall

Заключение

Список литературы

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Лист 1

Дата выдачи задания «___»_____________20__г.

Дата защиты проекта «___»_____________20__г.

Преподаватель-руководитель курсового проектирования              

/Т.В.Толмачёва/

Председатель предметно-цикловой комиссии              

/Е.В.Манаева/

Отзыв

Руководителя курсового проектирования о качестве выполнения студентом

(фамилия, имя отчество)

Объём и содержание проекта

Замечания по оформлению пояснительной записки

Замечания по выполнению общей части проекта

Замечания по выполнению специальной части проекта

Замечания по выполнению графической части проекта

Положительные моменты

Защита курсового проектирования              

Оценка за курсовой проект с учётом защиты              

Руководитель курсового проектирования              

/Т.В.Толмачёва/

«___»________________20__год

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«РУБЦОВСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему: Проектирование и расчёт локально-вычислительной сети

по дисциплине: Компьютерные сети и телекоммуникации

Выполнил студент Леер Н.О
Группы ВМ–08
Проверил преподаватель Толмачёва Т.В.
Оценка ______________________________

2011

Содержание

Содержание              5

Введение              6

1              АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ              7

1.1              Цели и задачи предприятия              7

1.2              Функциональная структура предприятия              8

1.3              Основные цели и функции ЛВС              8

1.4              Выбор и обоснование проектных задач              10

1.5              Выбор сетевой архитектуры              10

1.6              Проектирование топологии сети              13

1.7              Выбор типа кабеля              16

1.8              Выбор сетевых ресурсов и оборудования              18

2              ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ              20

2.1              Функциональное обеспечение ЛВС              20

2.2              Информационное обеспечение              20

2.3              Выбор конфигурации Ethernet              20

2.4              Программное обеспечение              25

2.5              Организация работы сетевой ОС              26

2.6              Выбор средств управления базами данных              30

3              КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ              33

3.1              Выбор аппаратной конфигурации сервера              33

3.2              Выбор оборудования для создания удаленного соединения              35

3.3              Выбор платы сетевого адаптера              36

3.4              Выбор коммутирующего оборудования              37

3.5              Методы защиты информации в локальных сетях              38

3.6              Экранирующие системы Firewall              39

Заключение              41

Список литературы              42

Введение

Локально вычислительная сеть – это соединение двух или более ПК расположенных в одном здании или близко расположенных зданиях.

В наше время локально-вычислительная сеть играет очень важную роль. Время не стоит на месте, поэтому очень важно рационально его использовать. Компьютерные сети помогают человечеству вести обмен данными с минимальными затратами времени.

Я проходила практику на предприятии ЗАО «Рубцовск», поэтому в своем курсовом проекте рассматриваю ЛВС этого предприятия.

Я показываю схему размещения ПК, проектирование топологии сети, выбор типа кабеля, выбор сетевых ресурсов и оборудования, описываю программное обеспечение ПК, используемых на данном предприятии, произвожу расчет ЛВС.
1 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1                        Цели и задачи предприятия

Фирма «Рубцовск» занимается следующими направлениями в сфере высоких технологий:

   Разработка программного обеспечения — это главное, что мы делаем. Бухгалтерия предприятий, учет товарных и материальных ценностей, расчет заработной платы, автоматизированные банковские системы, управление предприятием, биллинговые системы операторов связи — далеко не полный перечень наших решений. Основа фирмы — опытные системные и прикладные программисты, создающие приложения для UNIX, DOS, Windows.

   Новейшие сетевые и телекоммуникационные технологии — стали результатом развития программных разработок в области локальных сетей и Интернет. Профессиональная работа с оборудованием CISCO, модемами, серверами и каналами связи позволила стать мощным региональным провайдером. Собственная биллинговая система позволяет решить все вопросы учета и статистики.

   Информационные системы и услуги, оказываемые фирмой, основываются на программных и сетевых решениях. В качестве регионального информационного центра сети Консультант Плюс, пополнение систем абонентов осуществляется в любое время суток на базе технологий Интернет. В отделе «Синус» можно отправить факс, электронное письмо, приобрести справочную деловую литературу.

   Обслуживание компьютерной техники, сетевого оборудования и операционных систем для обеспечения работы программных разработок фирмы у клиентов выполняют специалисты с большим опытом работы. Успешно обслуживается широкий спектр техники — компьютеров и компьютерной периферии.

   Разработка Web-сайтов, реклама в Интернет — новые направления нашей деятельности — помогут создать Ваше представительство в Сети, неограниченные возможности для продвижения товара, услуг и идей.

Основным в деятельности Сервис-Центра является ежемесячное сервисное обслуживание компьютеров и оргтехники по договору, включает в себя:

   Проведение антивирусных профилактик.

   Анализ технического состояния локальных сетей, программная поддержка.

   Проверка надежности подключения к электрической сети, заземления и   соединений устройств.

   Тестирование комплектующих компьютера (монитор, клавиатура, процессорный блок и др.)

   Очистка, смазка, регулировка механических узлов устройств (вентиляторы, двигатели и др.)

   Тестирование принтера, выполнение оптимизации твердых накопителей.

   Консультации по различным вопросам эксплуатации компьютерной техники

   Анализ технического состояния устройств, компьютерной сети.

1.2                        Функциональная структура предприятия

Рисунок 1 – Функциональная структура ЗАО «Рубцовск»

1.3                        Основные цели и функции ЛВС

Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных.

Понятии локальная вычислительная сеть – ЛВС относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программными реализациями, в которых несколько компьютерных систем связаны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС. Посредством ЛВС в систему добавляются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместное оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему.

Преимущества, получаемы при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети:

   Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций;

   Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации;

   Разделение программных средств, предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств;

   При разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не «набрасываются» моментально, а допускаются только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции;

   Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых. Например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работы отодвигается на задний план. Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей – в стандарте Open System Interconnection (OSI) – взаимодействия  открытых систем.

Основные области применения ЛВС:

   Автоматизация административной управленческой деятельности, организация «электронных офисов», в которых вместо бумажного документооборота используется  электронная почта;

   Автоматизация производства – автоматизация технологических процессов, информационное обеспечение оперативного управления производством, планово-экономическое управление производством;

   Автоматизация научных исследований и разработок;

   Автоматизация обучения, подготовки и переподготовки кадров;

   Автоматизация учрежденческой деятельности.

1.4                        Выбор и обоснование проектных задач

Проектирование представляет собой сильно упрощенное моделирование еще не наступившей действительности и предусматривает все возможные факторы, все потребности, которые могут возникнуть в будущем.

При создании сети необходимо учитывать следующие факторы:

1)  Требуемый размер сети;

2)  Требуемая структура, иерархия и основные части сети (по подразделениям, этажам и зданиям);

3)  Основные направления и интенсивность информационных потоков;

4)  Технические характеристики оборудования ПК, адаптеров, кабелей, коммутационной техники – их стоимость;

5)  Обеспечение обслуживания сети и контроля за ее безопасностью и безотказностью;

6)  Требования к программному обеспечению по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, возможностям контроля за обменом информацией;

7)  Необходимость подключения к глобальным сетям или другим локальным сетям.

1.5                        Выбор сетевой архитектуры

Сетевая архитектура – это сочетание топологии, метода доступа, стандартов для создания работоспособной сети.

Выбор топологии сети определяется планировкой помещения, в котором разворачивается ЛВС. Большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования.

Первым этапом проектирования сети должен стать анализ существующей ситуации и задач, которые будет решать сеть. Должен быть определен размер сети и ее структура. Под размером сети понимается количество объединенных в сеть ПК и расстояние между ними. Необходимо представлять какое количество ПК нуждается в подключении к сети. Необходимо предусмотреть вариант роста количества ПК в сети примерно от 20 до 50%. Количество подключенных к сети ПК влияет на производительность и на сложность обслуживания сети, также определяет стоимость программных средств.

Требуемая длина линий связи сети играет немаловажную роль в проектировании сети. Например, если расстояние большое, то для построения сети необходимо специальное оборудование. С увеличением расстояния резко возрастает значимость защиты линий связи от внешних электромагнитных помех. От расстояния зависит и скорость передачи информации по сети (Ethernet – до 10 Мб/с, Fast Ethernet – от 10 до 100 Мб/с, Gigabit Ethernet – свыше 1000 Мб/с). Целесообразно при выборе расстояние закладывать небольшой запас (10%) для учета различных непредвиденных обстоятельств. Максимальная длина витой пары 100 метров. Под структурой сети понимается способ разделения сети на части (сегменты), а также способ соединения этих сегментов между собой. Сеть может включать в себя рабочие группы компьютеров, сети подразделений, средства связи  с другими сетями. Для объединения сегментов сети могут использоваться репитеры, репитерные концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы.

В ряде случаев стоимость объединительного оборудования может в несколько раз превышать стоимость ПК, сетевых адаптеров и кабеля, поэтому выбор структуры сети исключительно важен. Структура сети должна соответствовать структуре здания. Рабочие места группы сотрудников занимающихся одной задачей должны располагаться в одной комнате или рядом расположенных комнатах, тогда можно все ПК этих сотрудников объединить в один сегмент, в одну рабочую группу и установить концентратор или коммутатор, связывающий их ПК.

Количество рабочих станций напрямую зависит от количества сотрудников. Основным фактором является иерархия учреждения. Для организации с горизонтальной структурой, где все сотрудники должны иметь доступ к данным друг друга оптимальным решением является простая одноранговая сеть. Предприятия или организации построенной по принципу вертикальной архитектуры, в которой точно известно какой сотрудник и к какой информации должен иметь доступ следует ориентироваться на более дорогой вариант сети – с выделенным сервером. Только в такой сети существует возможность администрирования прав доступа.

Рисунок 2 – Схема выбора типа сети

Разновидности Ethernet

В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех нижеперечисленных вариантах.

Большинство Ethernet-карт и других устройств имеет поддержку нескольких скоростей передачи данных, используя автоопределение скорости и дуплексности, для достижения наилучшего соединения между двумя устройствами. Если автоопределение не срабатывает, скорость подстраивается под партнера, и включается режим полудуплексной передачи. Например, наличие в устройстве порта Ethernet 10/100 говорит о том, что через него можно работать по технологиям 10BASE-T и 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 – поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T.

10 Мбит/с Ethernet

10BASE5, называемый также «толстый Ethernet»–первоначальная разработка технологии со скоростью передачи данных 10Мбит/с. Использует коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом (RG-8), с максимальной длиной сегмента 500 метров.

10BASE2, называемый также «Тонкий Ethernet»– используется кабель RG-58, с максимальной длиной сегмента 200 метров, компьютеры присоединялись один к другому, для подключения кабеля к сетевой карте нужен Т-коннектор, а на кабеле должен быть BNC-коннектор. Требуется наличие терминаторов на каждом конче. Многие годы этот стандарт был основным для технологии Ethernet.

10BASE-T– для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории-3 или категории-5. максимальная длина сегмента 100 метров.

FOIRL– Базовый стандарт  для технологии Ethernet, использующий для передачи данных оптический кабель. Максимальное расстояние передачи данных без повторителя 1 км.

10BASE-F– Основной термин для обозначения семейства 10 Мбит/с Ethernet-стандартов использующих оптоволоконный кабель на расстоянии до 2 километров: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из перечисленного только 10BASE-FL получил широкое распространение.

Быстрый Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбит/с)

10BASE-T- общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя стандарт 100BASE-TX,а также 100BASE-T4 и 100BASE-T2, которые практически не используются.

100BASE-TX – развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100м.

100BASE-SX – стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексе ( для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе.

100BASE-FX – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптоволоконном кабеле и мощностью передатчиков. Гигабит Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с)

100BASE-T – стандарт, использующий витую пару категорий 5е. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных – 250 Мбит/с по одной  паре. Используется метод кодирования РАМ5, частота основной гармоники 62,5 МГц.

1000BASE-TX – Стандарт, использует раздельную приёмо-передачу (1 пару на передачу, 1 пару на приём, по каждой паре данные передаются со скоростью 500 Мбит/с), что существенно упрощает конструкцию приёмопередающих устройств. Но, как следствие, для стабильной работы по такой технологии требуется кабельная система высокого качества, поэтому 1000BASE-TX может использовать только 6 категории. На основе данного стандарта практически не было создано продуктов, хотя 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем стандарт 1000BASE-T, и поэтому может использовать более простую электронику.

1000BASE-SX – стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.

1000BASE-LX – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 80 километров.

1000BASE-LH (Long Haul) – стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

1.6                        Проектирование топологии сети

Топология «Звезда»

Каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией «звезда», при этом конфигурация сети получается разветвленной.

Пропускная способность такой локально-вычислительной сети гарантирована для каждой рабочей станции и зависит только от вычислительной мощности узла. Возникновение коллизий в сети такой топологии невозможно.

Сети, построенные по топологии «звезда» имеют максимально возможное быстродействие, так как данных между рабочими станциями передаются через центральный узел  по отдельным линиям, которые используются исключительно этими станциями. Частота запросов для передачи информации между станциями относительно невелика.

Производительность ЛВС находится в прямой зависимости  от мощности файлового сервера. Если центральный узел выходит из строя, сеть так же прекращает работу.

Топология «Кольцо»

Под кольцевой топологией локальной вычислительной сети подразумевает, что рабочие станции связаны друг с другом по кругу: первая со второй, третья с четвертой и так далее. Последняя станция связывается с первой, замыкая кольцо.

Сложность и стоимость монтажа кабелей между рабочими станциями напрямую зависит от географического расположения станций друг относительно друга.

Передача информации осуществляется по кругу. Рабочая станция получает запрос из кольца, а затем отправляет информацию по конкретному адресу. Система передачи информации такой ЛВС считается достаточно эффективной, поскольку сообщения можно отправлять друг за другом достаточно быстро, кроме того легко отправить запрос на все рабочие станции кольца. Время передачи информации растет с увеличением количества станций в ЛВС.

Недостаток локальных сетей с кольцевой топологией заключается в том, что при выходе из строя хотя бы одной рабочей станции вся сеть становится неработоспособной. Любую неисправность кабельного соединения в такой сети обнаружить несложно.

Для подключения новой станции в локальную сеть необходимо временное отключение сети. Протяженность такой сети может быть неограниченной.

Топология «Общая шина»

Шинная топология сети предполагает, что средой для передачи данных служит коммуникационный  путь, к которому подключены все рабочие станции. Каждая из станций сети может вступить в непосредственный контакт с любой другой рабочей станцией ЛВС.

Подключение или отключение рабочих станций осуществляется без прерывания работ ЛВС, состояние отдельных рабочих станций на работоспособность сети в целом не влияет.

Рисунок 3– Топология «Звезда», «Кольцо», «Общая шина»

Таблица 1 – Характеристика топологий вычислительной сети

Рисунок 4 – План здания ЗАО «Рубцовск»

Вывод: Исходя из архитектурных особенностей здания в ЗАО «Рубцовск» используется топология  сети «Звезда» как наиболее эффективная и удобная в работе локально-вычислительной сети.

1.7                        Выбор типа кабеля

При выборе типов кабеля учитывают следующие показатели:

   стоимость монтажа и обслуживания;

   скорость передачи информации;

   ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (repeater);

   безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость.

Условия физического расположения помогают определить наилучшим образом тип кабеля и его топологию. Каждый тип кабеля имеет собственные ограничения по максимальной длине. Скорость передачи данных тоже ограничена возможностями кабеля: самая большая - у волоконно-оптического, затем идут одноканальный коаксиальный, многоканальный кабели и витая пара. Под требуемые характеристики можно подобрать имеющиеся в наличии кабели.

Витая пара (UTP)

Наиболее дешевым кабельным соединением является двухжильное соединение витым проводом, часто называемое витой парой" (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10-100 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, помехозащищен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.

Широкополосный коаксиальный кабель

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передаче информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый повторитель (repeater). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (terminator).

Ethernet-кабель

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet -около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Cheapernet-кабель

Более дешевым, чем Ethernet-кабель, является соединение Cheapernet-кабель или, как его часто называют, тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 миллионов бит/с.

При соединении сегментов Cheapernet-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединение сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов(СР-50). Дополнительного экранирования не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (Tconnectors). Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapemet-кабеле - около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и используется как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала.

Оптоволоконные линии

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. 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. Оптопроводники объединяются в ЛВС с помощью звездообразного соединения. Различают 2 вида оптоволокна:

1)  Одномодовый кабель – используется центральный проводник малого диаметра, соизмеримого с длиной волны света (5-10мкм). Длина кабеля – 100км и более.

2)  Многомодовый кабель – используют более широкие внутренние сердечники (40-100мкм). Во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника под разными углами. Угол отражения наз. модой луча. В качестве источника излучения применяются светодиоды. Длина кабеля – до 2км.

Вывод: Для организации локально-вычислительной сети ЗАО «Рубцовск» следует использовать кабель UTP 5-й категории как наиболее удобный и дешевый вариант.

1.8                        Выбор сетевых ресурсов и оборудования

Следующим важным аспектом планирования сети является совместное использование сетевых ресурсов и оборудования (принтеров, факсов, модемов).

Перечисленные ресурсы могут использоваться в как одноранговых сетях, так и в сетях  с выделенным сервером. Однако в случае одноранговой сети сразу выявляются ее недостатки. Чтобы работать с перечисленными компонентами, нужно установить рабочую станцию и подключить к ней периферийные устройства. При отключении этой станции все компоненты и соответствующие службы становятся недоступными для коллективного использования.

В сетях с сервером такой компьютер существует по определению. Сетевой сервер не выключается, если не считать коротких остановок для технического обслуживания. Таким образом, обеспечивается круглосуточный доступ рабочих станций к сетевой периферии.

Теперь вопрос подключения принтера к сети ЛВС. Для этого существует несколько способов.

Подключение к рабочей станции

Принтер подключается к такой станции, которая находится ближе всего к нему, в результате чего данная рабочая станция становится сервером печати, недостаток такого подключения в том, что при выполнении заданий на печать производительность рабочей станции на некоторое время снижается, что отрицательно скажется на работе прикладных программ при интенсивном использовании. Кроме того, если машина будет выключена, сервер печати станет недоступным для других узлов.

Прямое подключение к серверу

Принтер подключается к параллельному порту сервера с помощью специального кабеля. В этом случае он постоянно доступен для всех рабочих станций. Недостаток подобного решения обусловлен ограничением в длине принтерного кабеля, обеспечивающего конкретную передачу данных. Хотя кабель можно протянуть на 10 и более метров, его следует прокладывать в коробах или перекрытиях, что повысит расходы на организацию сети.

Подключение к серверу

Принтер оборудуется сетевым интерфейсом и подключается к сети как рабочая станция. Интерфейсная карта работает как сетевой адаптер, а принтер регистрируется на сервере как узел ЛВС. Программное обеспечение сервера осуществляет передачу заданий на печать по сети непосредственно на подключенный сетевой принтер.

Подключение к выделенному серверу печати

Альтернативой третьему варианту является использование специализированных серверов печати. Такой сервер представляет собой сетевой интерфейс, скомпонованный в отдельном корпусе, с одним или несколькими разъемами (портами) для подключения принтеров. Однако в данном случае использование сервера печати является непрактичным.

В нашем случае в связи с нерентабельностью установки специального сетевого принтера, покупкой отдельной интерфейсной карты для принтера самым подходящим способом является подключение к рабочей станции. На это решение повлиял еще тот факт, что принтеры расположены возле тех станций, потребность которых в принтере наибольшая.

2     ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

2.1                        Функциональное обеспечение ЛВС

Требования, предъявляемые к функциональному обеспечению ЛВС:

   ЛВС должна обеспечивать максимальную скорость передачи данных;

   Экономичное использование общих ресурсов (примером могут служить сетевые принтеры);

   Одновременное использование централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых.

2.2                        Информационное обеспечение

Систематизированная обработка данных должна:

   Обеспечить получение общих или детализированных данных по итогам работы;

   Позволять легко определить тенденции изменения возможных показателей;

   Обеспечить получение информации критичной по времени без задержек;

   Выполнять точный и полный анализ данных.

2.3                        Выбор конфигурации Ethernet

При выборе конфигурации сети Ethernet состоящей из сегментов различных типов возникает вопрос, связанный с максимально допустимым размером сети и максимально возможным числом сегментов. Сеть будет работоспособна в том случае, если максимальная задержка распространения сигнала в ней не превышает предельной величины. Эта величина определяется выбранным методом управления обменом CSMA/CD основанным на обнаружении и разрушении коллизий. Принцип метода: сеть стандарта Ethernet  разбивают на сегменты, которые объединяют с помощью специальных устройств – мостов и маршрутизаторов. Это позволяет передавать между сегментами лишь небольшой трафик. Сообщение переданное между ПК в одном сегменте не будет передано в другой и не сможет вызвать в нем дополнительные нагрузки.

Для получения сложных конфигураций Ethernet из отдельных сегментов применяются конфигурации двух основных типов:

1)  Репитеры – концентраторы, которые представляют собой набор репитеров и не разделяют сегменты подключенные к ним;

2)  Коммутирующие концентраторы или коммутаторы, которые передают информацию между сегментами, ног не передают конфликты с сегментов на сегмент.

В случае более сложных коммутирующих концентраторов конфликты в отдельных сегментах решаются на месте в самих сегментах и не распространяются по сети как в случаях более простых репитерных концентраторов. Это имеет принципиальное значение при выборе топологии сети Ethernet, так как используемый в ней метод доступа предполагает наличие конфликтов и их решения, причем общая длина сети как раз и определяется размером зоны конфликтов в области коллизии. Таким образом, применение репитерного концентратора не разделяет зону конфликта, в то время как каждый коммутирующий концентратор делит зону конфликтной части. В случае коммутатора оценивать работоспособность надо для каждой части сети отдельно, а в случае репитерных концентраторов работоспособность всей сети в целом.

При выборе и оценке конфигурации Ethernet используются две основные модели – это правило модели 1 и правило модели 2.

Правило модели 1

Модель1 формирует набор простых правил, которые необходимо соблюдать проектировщику сети при соединении отдельных компьютеров и сегментов:

1)  Репитер или концентратор подключенный к сегменту снижает на единицу максимально допустимое число абонентов подключенных к сегменту;

2)  Полный путь между двумя любыми абонентами должен включать в себя не более пяти сегментов, четырех концентраторов (репитеров) и двух трансиверов для сегментов 10BASE-T;

3)  Если путь между абонентами состоит из 5 сегментов и четырех концентраторов, то количество сегментов к которым подключены ПК не должно превышать трех, а остальные сегменты должны просто связывать между собой концентраторы;

4)  Если путь между абонентами состоит из четырех сегментов, то должны выполняться следующие условия:

   Максимальная длина оптоволоконного кабеля отдельно взятого сегмента 10BASE-FL соединяющего между собой концентраторы не должны превышать 1000м;

   Максимальная длина оптоволоконного кабеля сегмента сети 10BASE-FL соединяющего концентраторы с ПК не  должна превышать 400м;

   Ко всем сегментам могут подключаться ПК.

При выполнении этих правил можно быть уверенным, что сеть будет работоспособной. Никаких дополнительных расчетов не требуется. Считается, что соблюдение данных правил гарантирует допустимую величину задержки сигнала в сети.

Правило модели 2:

Вторая модель применяется для оценки конфигурации Ethernet и основывается на точном расчете временных характеристик, выбранной конфигурации сети. Она позволяет выйти за пределы жестких ограничений модели 1. применение модели 2 необходимо в тех случаях, когда размер проектируемой сети близок к максимально допустимому. В модели 2 используются 2 системы расчетов:

Первая система предполагает вычисление двойного (кругового) времени прохождения сигнала по сети и сравнение его с максимально допустимой величиной. Вторая система проверяет допустимость величины получаемого межкадрового временного интервала, межпакетной щели (IPG) в сети. При этом вычисления в обоих системах расчетов ведутся для пути максимальной длины, то есть пути передаваемого пакета, который требует для всего прохождения максимальное время.

При первой системе расчетов выделяют 3 типа сегментов:

1)  Начальный сегмент – сегмент соответствующий начальному пути максимальной длины;

2)  Конечный сегмент – сегмент, расположенный в конце пути максимальной длины;

3)  Промежуточный сегмент – сегмент, входящий в путь максимальной длины, но не являющийся, ни начальным, ни конечным.

Промежуточных сегментов в выбранном пути может быть несколько, а начальные и конечные сегменты при разных расчетах могут меняться местами друг с другом. Выделение трёх типов сегментов позволяет автоматически учитывать задержки сигнала на всех концентраторах, водящих в путь максимальной длины, а также приемо-передающих узлах адаптеров.

Для расчетов используются величины задержек представленные в таблице:

Таблица 2 – Величины задержек для расчета двойного времени прохождения сигнала

Методика расчета по правилу модели 2:

1)  В сети выделяют путь максимальной длины, и все дальнейшие вычисления ведутся только для него. Если этот путь не очевиден, то расчеты ведутся для всех возможных путей и на основании этих расчетов выбирается путь максимальной длины.

2)  Если длина сегмента, входящего в выбранный путь не максимальна, то рассчитывается двойное (круговое) время прохождения в каждом сегменте выделенного пути по формуле

                                                                                                                              (1)

где: ts - время прохождения сигнала, L - длина сегмента, t1- задержка на метр, to - величина задержки.

3)  Если длина сегмента равна максимально допустимой, то из таблицы для него берется величина максимальной задержки tm.

4)  Суммарная величина задержки всех сегментов пути не должна превышать предельной величины – 512 битовых интервалов (51.2 мкс).

5)  Выполняются те же действия для обратного направления выбранного пути, то есть конечный сегмент считается начальным и наоборот. Из-за разных задержек передающих и принимающих узлов концентраторов величины задержек в разных направлениях могут отличаться.

6)  Если задержки в обоих случаях не превышают 512 битовых интервалов, то сеть считается работоспособной.

Расчета двойного времени прохождения сигнала в соответствии со стандартом не достаточно, чтобы сделать окончательный вывод о работоспособности сети. Второй расчет, применяемый в модели 2, проверяет соответствие стандарту величины межкадрового интервала IPG. Эта величина должна быть меньше чем 96 битовых интервалов (9,6 мкс). То есть только через 9,6 мкс после освобождения сети абоненты могут начат свою передачу. Однако при прохождении пакетов через репитеры и концентраторы межкадровый интервал может сокращаться, вследствие чего, 2 пакета могут восприниматься как один. Допустимое сокращение IPG – 49 битовых интервалов (4,9 мкс).

Таблица 3 – Величины сокращения межкадрового интервала для разных сегментов Ethernet

Для вычисления используют понятия начального и промежуточного сегментов, конечный сегмент не вносит вклада в сокращение межкадрового интервала, так как пакет доходит по нему до принимающего ПК без прохождения репитеров и концентраторов. Для получения полной величины сокращения IPG надо сложить величины из таблицы для сегментов, входящих в путь максимальной длины, и сравнить с предельной величиной (4,9 мкс). Если величина получилась меньше 4,9 мкс, то сеть работоспособна. Для гарантии расчет делают в обоих направлениях.

Расчет кругового времени прохождения в каждом сегменте:

Рисунок 5 – Максимальный участок сети

Расчет прямого пути по формуле 1

tн=20*0,113 + 15,3=17,56 bt

tп=35*0,113 + 42=45,96 bt

tк=17*0,113 + 165=166,92 bt

ts=17,56 + 45,96 + 166,92=230,44 bt

Расчет обратного пути по формуле 1

tн=17*0,113 + 15,3=17,22 bt

tп=35*0,113 + 42=45,96 bt

tк=20*0,113 + 165=167,26 bt

ts=17,22 + 45,96 + 167,26=230,44 bt

Расчет межкадрового интервала

IPG=16 + 11=27 bt

Вывод: Максимальная величина задержки сигнала при расчете прямого и обратного пути равна 230,44 bt, что меньше 512 bt. Величина межкадрового интервала составляет 27 bt, что меньше 49 bt. Из этого следует, что локально-вычислительная сеть работоспособна.

2.4                        Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) – это совокупность программных средств, для реализации целей и задач ЛВС в информационных системах.

Рисунок 6 – Структурная схема ПО

Выбор ПО осуществляется по следующим критериям:

1)  Повысить эффективность использования ресурсов технических средств;

2)  Обеспечить взаимодействие пользователя с техникой;

3)  Сократить цикл от постановки задачи до получения результата её решения;

4)  Обеспечить работоспособность технических средств.

К общему ПО относятся комплекс программ, обеспечивающий автоматизацию разработки программ и организацию экономичного вычислительного процесса на ПК.

Специальное ПО представляет собой совокупность программ для решения конкретных задач пользователя.

На предприятии ЗАО «Рубцовск» используется следующее программное обеспечение (ПО):

   Операционные системы: Windows 7 Business, Slackware Linux, Fedora Linux

   Офисные пакеты: Microsoft office, Open Office

   Графические технологии: Adobe Photoshop

   Банковские технологии: АБС «Сатурн»

   Бухгалтерские пакеты: Система автоматизации предприятия «Сатурн»

   СУБД: Informix

   Пакеты OCR: ABBYY FineReader

   Средства разработки: Borland Delphi 7, Microsoft Visual С++, GCC

   Информационные системы: Консультант Плюс

   Специальное ПО: Система "Контур-Экстерн", Биллинговая система «Сатурн»

2.5                        Организация работы сетевой ОС

Операционная система (ОС)– это организованная совокупность программ, которая действует как интерфейс между аппаратурой ПК и пользователями.

Критериями для выбора ОС масштаба предприятия являются следующие характеристики:

   Органичная поддержка многосерверной сети;

   Высокая эффективность файловых операций;

   Возможность эффективной интеграции с другими ОС;

   Наличие централизованной масштабируемой справочной службу;

   Хорошие перспективы развития;

   Эффективная работа удаленных пользователей;

   Разнообразные сервисы: файл-сервис, принт-сервис, безопасность данных и отказоустойчивость, архивирование данных служба обмена сообщениями, разнообразные базы данных и другие;

   Разнообразные программно-аппаратные хост-платформы: IBM SNA, DEC NSA, UNIX;

   Разнообразные транспортные протоколы: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, AppleTalk;

   Поддержка многообразных операционных систем конечных пользователей: DOS, UNIX, OS/2, Mac;

   Наличие популярных прикладных интерфейсов и механизмов вызова удаленных процедур RPC;

   Возможность взаимодействия с системой контроля и управления сетью, поддержка стандартов управления сетью SNMP;

Для выбора оптимальной операционной системы (ОС) сделаем сравнительный анализ наиболее популярных ОС:

1)  Windows XP

2)  Windows 7

3)  Linux

Windows XP

Windows XP — операционная система (ОС) семейства Windows NT корпорации Microsoft. Она была выпущена 25 октября 2001 года и является развитием Windows 2000 Professional. Название XP происходит от англ. eXPerience (опыт). В отличие от предыдущей системы Windows 2000, которая поставлялась как в серверном, так и в клиентском вариантах, Windows XP является исключительно клиентской системой. Её серверным аналогом является Windows Server 2003. Появившаяся позже Windows XP Professional x64 Edition имела то же ядро, что и Windows Server 2003, и получала те же обновления безопасности, вследствие чего можно было говорить о том, что их развитие шло «параллельно».

Microsoft с 14 апреля 2009 года прекратила бесплатную поддержку операционной системы Windows XP. Расширенная поддержка будет осуществляться до 8 апреля 2014 года.

Наиболее заметными улучшениями в Windows XP по сравнению с Windows 2000 являются:

   Новое оформление графического интерфейса, включая более округлые формы и плавные цвета; а также дополнительные функциональные улучшения (такие, как возможность представления папки в виде слайд-шоу в проводнике Windows).

   Поддержка метода сглаживания текста ClearType, улучшающего отображение текста на ЖК-дисплеях (по умолчанию отключена).

   Возможность быстрого переключения пользователей, позволяющая временно прервать работу одного пользователя и выполнить вход в систему под именем другого пользователя, оставляя при этом приложения, запущенные первым пользователем, включёнными.

   Программа восстановления системы, предназначенная для возвращения системы в определённое предшествующее состояние (эта функция является развитием аналогичной программы, включённой в Windows ME), а также улучшение других способов восстановления системы.

   Улучшенная совместимость со старыми программами и играми. Специальный мастер совместимости позволяет эмулировать для отдельной программы поведение одной из предыдущих версий ОС (начиная с Windows 95) и так далее.

Windows XP также имеет интерфейс командной строки (CLI, «консоль»), cmd.exe, для управления системой командами из консоли или запуска сценариев, называемых «командными файлами» (с расширениями cmd), основанными на «пакетных» (batch) файлах MS-DOS. Синтаксис Windows XP CLI достаточно хорошо задокументирован во встроенной системе помощи (файл справки ntcmds.chm). Интерфейс командной строки доступен как в виде окна, так и в полноэкранном виде, предпочитаемый вид можно указать в соответствующем диалоге настройки, наряду с такими параметрами, как размер и тип шрифтов и т. д. При работе в данном режиме пользователь может вызывать предыдущие команды, использовать автодополнение имён файлов и каталогов, а также команд. Многие действия по управлению операционной системой можно выполнить, используя интерфейс CLI.

Windows 7

Windows 7 — операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista. В линейке Windows NT система носит номер версии 6.1 (Серверной версией является Windows Server 2008 R2, версией для интегрированных систем  — Windows Embedded Standard 2011 (Quebec), мобильной — Windows Embedded Compact 2011 (Chelan, Windows CE 7.0).

Операционная система поступила в продажу 22 октября 2009 года, меньше, чем через три года после выпуска предыдущей операционной системы, Windows Vista. Партнёрам и клиентам, обладающим лицензией Volume Licensing, доступ к RTM был предоставлен 24 июля 2009 года. В интернете оригинальные установочные образы финальной версии системы были доступны с 21 июля 2009 года.

Наиболее заметными улучшениями в Windows 7 являются:

   Операционная система обладает поддержкой мультитач-управления. Эта возможность была впервые продемонстрированаMicrosoft на ежегодной конференции TechEd’08 в Орландо. В ходе демонстрации использовалась сборка системы 6.1.6856, а также опытная модель ноутбука с мультитач-экраном.

   Сетевая технология Branch Cache позволяет кешировать содержимое интернет-трафика. Если пользователю в локальной сети потребуется файл, который уже был загружен кем-то из пользователей его сети, — он сможет получить его из локального кэш-хранилища, а не использовать канал с ограниченной пропускной способностью. Сетевой кеш может работать в двух режимах — Hosted Cache и Distributed Cache. В первом случае — файл хранится на выделенном локальном сервере под управлением Windows Server 2008 R2, во втором случае сервер не требуется, а кеш распределяется для хранения на компьютерах пользователей. Технология рассчитана на крупные сети и предлагается для внедрения на предприятиях в составе Корпоративной и Максимальной версий ОС.

   Меню Пуск в Windows 7 стало короче и лишилось иконок

   В ОС также встроено около 120 фоновых рисунков, уникальных для каждой страны и языковой версии.

   Дополнительным преимуществом Windows 7 можно считать более тесную интеграцию с производителями драйверов. Большинство из них определяются автоматически, при этом в 90 % случаев сохраняется обратная совместимость с драйверами для Windows Vista.

   Windows 7 поддерживает псевдонимы для папок на внутреннем уровне. К примеру, папка Program Files в некоторых локализованных версиях Windows была переведена и отображалась с переведённым именем, однако на уровне файловой системы оставалась англоязычной.

   В Windows 7 была также улучшена совместимость со старыми приложениями, некоторые из которых было невозможно запустить на Windows Vista. Особенно это касается старых игр, разработанных под Windows XP. Также в Windows 7 появился режим Windows XP Mode, позволяющий запускать старые приложения в виртуальной машине Windows XP, что обеспечивает практически полную поддержку старых приложений.

По состоянию на август 2011 года, доля Windows 7 среди используемых в мире операционных систем равна ~ 40.4%. По данным w3schools на сентябрь операционная система находится на первом месте в мире по использованию, превзойдя по этому показателю даже Windows XP.

Linux

Linux  — общее название Unix-подобных операционных систем на основе одноимённого ядра, библиотек и системных программ, разработанных в рамках проекта GNU, а также другого программного обеспечения.

Linux работает на множестве архитектур процессора, таких как Intel x86, x86-64, PowerPC, ARM, Alpha AXP, Sun SPARC, Motorola 68000, Hitachi SuperH, IBM S/390, MIPS, HP PA-RISC, AXIS CRIS, Renesas M32R, Atmel AVR32, Renesas H8/300, NEC V850, Tensilica Xtensa и многих других.

В отличие от большинства других операционных систем, Linux не имеет единой «официальной» комплектации. Вместо этого Linux поставляется в большом количестве так называемых дистрибутивов, в которых ядро Linux соединяется с утилитами GNU и другими прикладными программами (например, X.org), делающими её полноценной многофункциональной операционной средой.

Линукс-системы представляют собой модульные Unix-подобные операционные системы. В большей степени дизайн Линукс-систем базируется на принципах, заложенных в Unix в течение 1970-х и 1980-х годов. Такая система использует монолитное ядро Линукс, которое управляет процессами, сетевыми функциями, периферией и доступом к файловой системе. Драйвера устройства либо интегрированы непосредственно в ядро, либо добавлены в виде модулей, загружаемых во время работы системы.

Отдельные программы, взаимодействуя с ядром, обеспечивают функции системы более высокого уровня. Например, пользовательские компоненты GNU являются важной частью большинства Линукс-систем, включающей в себя наиболее распространенные реализации библиотеки языка Си, популярных оболочек операционной системы, и многих других общих инструментов Unix, которые выполняют многие основные задачи операционной системы. Графический интерфейс пользователя (или GUI) в большинстве систем Линукс построен на основе X Window System.

Один из старейших дистрибутивов Linux является Slackware Linux. Првая версия этого дистрибутива была выпущена Патриком Фолькердингом 17 июля 1993. Эта версия базировалась на дистрибутиве SLS и представляла собой копию 3,5" дискеты, которую можно было скачать по FTP. Наиболее свежая стабильная версия Slackware — 13.37 (от 28 апреля 2011). Эта версия включает в себя GCC 4.5.2, Linux 2.6.37.6, X11 от X.Org 1.9.5, KDE 4.5.5 и другие программы.

Особенности Slackware Linux:

   Принцип KISS (Keep it simple, stupid — Дословно: «Не усложняй, дурачок!») — это относится к простоте построения системы, а не к простоте использования.

   Slackware использует стартовые скрипты стиля BSD, в то время как большинство других дистрибутивов использует стиль System V. Основное различие между двумя типами скриптов состоит в том, что System V выделяет один каталог для скриптов управления сервисами, и несколько отдельных каталогов, содержащих ссылки на эти скрипты. Имена скриптов обычно соответствуют именам сервисов. Имена ссылок из каталогов, соответствующих уровням выполнения, содержат (помимо имени сервиса), также и букву, обозначающую необходимое для выполнения действие — запуск или остановку. BSD тип скриптов предусматривает только один скрипт — общий для всех уровней выполнения; внутри этого скрипта запускаются все необходимые для конкретного уровня сервисы.

   Система управления пакетами в Slackware позволяет пользователю устанавливать, обновлять или удалять пакеты так же легко, как и аналогичные системы других дистрибутивов, но, в отличие от последних, по умолчанию не отслеживает зависимости между пакетами, хотя такая возможность разработчикам пакетов предоставлена. Файлы пакетов представляют собой архивы, сделанные с помощью программы tar и сжатые затем с помощью программы gzip или lzma. Обычное расширение для файлов пакетов — .tgz или .txz (для версий 13.0 и выше). Все программы управления пакетами Slackware находятся в пакете pkgtools.

2.6                        Выбор средств управления базами данных

База данных – это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения больших объемов взаимосвязанной информации. БД используются под управлением систем управления базами данных (СУБД).

СУБД– это система позволяющая обрабатывать обращения к БД, поступающие от прикладных программ и конечных пользователей. СУБД позволяет объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определенным критериям. СУБД обеспечивают правильность, полноту и не противоречивость данных, а так же удобный доступ к ним.

Современные СУБД обеспечивают:

   Набор средств для поддержки таблиц и соотношений между связанными таблицами;

   Развитый пользовательский интерфейс, который позволяет вам вводить и модифицировать информацию;

   Выполнять поиск и представлять информацию в текстовом или графическом виде;

   Средства программирования, с помощью которых вы сможете создать собственные приложения.

Основные функции СУБД:

   Непосредственное управление данными во внешней памяти;

   Управление буферами оперативной памяти;

   Управление транзакциями;

   Журналирование.

Одним из основных требований у СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя.

Понятно, что в любом случае для восстановления БД нужно располагать некоторой дополнительной информацией, которая должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является веление журнала изменений БД.

СУБД Informix

Informix — семейство систем управления реляционными базами данных (СУБД), выпускаемых компанией IBM. Informix позиционируется как флагман среди СУБД IBM, предназначенный для онлайновой обработки транзакций (OLTP), а также как СУБД для интегрированных решений. Позже название сменилось на Informix Dynamic Server. Технология работы динамического сервера Informix Dynamic Server базируется на так называемой "динамически масштабируемой архитектуре" (Dinamically Scalable Arhitecture - DSA). В основе этой архитектуры лежит мнопоточное (multithreaded) управление заданием и внутренний параллелизм.

Идея архитектуры заключается в том, что отдельные процессы, размещаемые даже на отдельных физических процессорах, могут участвовать в обработке одного и того же запроса к данным. Другим достоинством является то, что один процесс может обрабатывать сразу несколько соединений с клиентами, в результате чего потери ресурсов на ожидание запроса от клиентов уменьшаются. Эта архитектура позволяет проводить архивацию данных без приостановления доступа пользователей к данным. Архитектура DSA включает в себя механизм организации параллельных запросов к данным (Parallel Data Query - PDQ), который с помощью разбиения запроса на подзапросы организует конвейеризацию и исполнение подзапросов параллельно. Так же СУБД Informix имеет следующие функциональные особенности:

   В динамическом сервере Informix Dynamic Server обеспечивается возможность внесения изменений в конфигурацию сервера без его приостановки.

   Возможность локального разделения таблиц позволяет осуществить распределение таблиц между несколькими устройствами. Это способствует существенному повышению производительности системы в целом. Тем самым, в частности, обеспечивается параллельное выполнение операций ввода-вывода.

   Динамический сервер Informix Dynamic Server обеспечивает полное отсутствие избыточных структур данных в памяти. Иначе говоря, вся память распределена между пользователями и доступна им через сервер БД. Эти ресурсы памяти динамически перераспределяются в соответствии с принципом "по требованию", что способствует дальнейшему повышению приспособляемости системы к решению конкретных задач.

   В Informix Dynamic Server есть ряд опций индексации, что позволяет достичь наибольшей возможной производительности.

   При возникновении в системе неисправностей БД может быть восстановлена по резервной копии БД и журналу транзакций, в котором сохранятся все произведенные транзакции с момента резервного копирования.

   Сервер БД предотвращает ошибочную работу с данными посредством использования системы блокировок. Сервер БД гарантирует, что если данные будут блокированы пользователем, то никто не сможет их модифицировать. Производительность может очень сильно зависеть от стратегии блокирования. По этой причине в Informix Dynamic Server есть несколько уровней блокирования.

   Целостность данных поддерживается посредством business-правил, которые определяют допустимые значения данных в таблицах. Business-правила реализуются с помощью ограничений на целостность, хранимых процедур и триггеров.

   Informix Dynamic Server поддерживает два типа ограничений по целостности: ссылочная и целостность уровня сущности. Ссылочная целостность позволяет пользователю определять и использовать отношения между столбцами таблиц. Так, например, запись в основной таблице не может быть удалена, если для неё существуют записи в таблице с детальной информацией. Целостность уровня сущности касается значений доступных данных для конкретных столбцов.

   Хранимые процедуры состоят из команд SQL и программных предложений и хранятся в БД, как поименованные процедуры, совместно с общими в использовании операциями..

   В Informix Dynamic Server существуют уровни привилегий, которые обеспечивают безопасность БД. С помощью привилегий осуществляется управление доступом к базе.

3     КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.1                        Выбор аппаратной конфигурации сервера

Сервер– логический или физический узел сети, обслуживающий запросы к одному адресу и/или доменному имени и состоящий из одного или системы аппаратных серверов, на котором выполняются один или системы серверных программ.

Как правило, сервер характеризуется большой мощностью и быстродействием, необходимым для выполнения поставленных задач, будь то работа с базой данных или обслуживание запросов пользователей. Сервер оптимизирован для быстрой обработки запросов от пользователей, обладает специальными механизмами программной защиты и контроля. Достаточная мощность серверов позволяет снизить требование к мощности клиентской машины.

Количество рабочих мест в сети может быть разным – от нескольких сотен до тысяч компьютеров. С целью поддержки производительности сети на необходимом уровне при возрастании количества подключенных пользователей устанавливаются дополнительные серверы. Это позволяет оптимально распределить  вычислительную мощь.

Все серверы выполняют разнообразную работу. Существуют специализированные серверы, которые позволяют  автоматизировать или просто облегчить выполнение тех или иных задач.

Файл-сервер предназначен, в основном, для хранения разнообразных данных, начиная с офисных документов и заканчивая музыкой и видео. Обычно на таком сервере создаются личные папки пользователей, доступ к которым имеют только они (или другие пользователи, получившие право на доступ к документам этой папки).

Принт-сервер. Главная задача данного сервера– обслуживание сетевых принтеров и обеспечение доступа к ним. Очень часто, с целью экономии средств, файл-сервер и принт-сервер совмещают в один сервер.

Сервер базы данных. Основная задача такого сервера– обеспечить максимальную скорость поиска и записи нужных данных в базу данных или получения данных из нее с последующей передачей их пользователю сети. Это самые мощные из всех серверов. Они обладают максимальной производительностью, так как от этого зависит комфортность работы всех пользователей.

Сервер приложений. Это промежуточный сервер между пользователем и сервером базы данных. Как правило, на нем выполняются те из запросов, которые требуют максимальной производительности и должны быть переданы пользователю, не затрагивая ни сервер базы данных, ни пользовательский компьютер. Это могут быть как часто запрашиваемые из базы данные, так и любые программные модули.

Таблица 4 – Конфигурация сервера базы данных (Team Server 2600A) предприятия ЗАО «Рубцовск»

Таблица 5 – Конфигурация файл– сервера (Team Server 5500E) предприятия ЗАО «Рубцовск»

Таблица 6 – Конфигурация интернет-шлюза (Team Server 1600A) предприятия ЗАО «Рубцовск»

3.2                        Выбор оборудования для создания удаленного соединения

Для создания удаленного соединения на предприятии ЗАО «Рубцовск» используется волоконно-оптическая связь.

Волоко́нно-опти́ческая связь — вид проводной электросвязи, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического (ближнего инфракрасного) диапазона, а в качестве направляющих систем — волоконно-оптические кабели. Благодаря высокой несущей частоте и широким возможностям мультиплексирования, пропускная способность волоконно-оптических линий многократно превышает пропускную способность всех других систем связи и может измеряться терабитами в секунду. Малое затухание света в оптическом волокне обуславливает возможность применения волоконно-оптической связи на значительных расстояниях без использования усилителей. Волоконно-оптическая связь свободна от электромагнитных помех и весьма труднодоступна для несанкционированного использования — незаметно перехватить сигнал, передаваемый по оптическому кабелю технически крайне сложно.

В основе волоконно-оптической связи лежит явление полного внутреннего отражения электромагнитных волн на границе раздела диэлектриков с разными показателями преломления. Оптическое волокно состоит из двух элементов — сердцевины, являющейся непосредственным световодом, и оболочки. Показатель преломления сердцевины несколько больше показателя преломления оболочки, благодаря чему луч света, испытывая многократные переотражения на границе сердцевина-оболочка, распространяется в сердцевине, не покидая её.

Для подключении волоконно-оптического канала к ЛВС предприятия используется Planet Media Converter GT-80x Series.

На предприятии ЗАО «Рубцовск» используется Planet Media Converter GT-80x Series со следующими техническими характеристиками:

Таблица 7 – Характеристики Planet Media Converter GT-80x Series

3.3                        Выбор платы сетевого адаптера

Для подключения ПК к сети требуется устройство сопряжения, которое называют сетевым адаптером, интерфейсом, модулем, или картой. Оно вставляется в гнездо материнской платы. Карты сетевых адаптеров устанавливаются на каждой рабочей станции и на файловом сервере. Рабочая станция отправляет запрос через сетевой адаптер к файловому серверу и получает ответ через сетевой адаптер, когда файловый сервер готов.

Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.

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

   Скорость передачи;

   Объем буфера для пакета;

   Тип шины;

   Быстродействие шины;

   Совместимость с различными микропроцессорами;

   Использование прямого доступа к памяти (DMA);

   Адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания;

   Конструкция разъема.

Таблица 8– Сравнительные характеристики сетевых адаптеров

3.4                        Выбор коммутирующего оборудования

Коммутатор (Switch) – устройство, осуществляющее выбор одного из возможных вариантов направления передачи данных.

Коммутатор (Switch) служит основой для объединения нескольких рабочих групп. Он направляет пакеты данный между узлами ЛВС. Каждый коммутируемый сегмент получает доступ к каналу передачи данных без конкуренции и видит только тот трафик, который направляется в его сегмент. Коммутатор должен  предоставлять каждому порту возможность соединения с максимальной скоростью без конкуренции со стороны других портов ( в отличие от совместно используемого концентратора). Обычно в коммутаторах имеются 1один или два высокоскоростных порта, а также хорошие инструментальные средства управления. Коммутатором можно заменить маршрутизатор, дополнить им наращиваемый маршрутизатор или использовать коммутатор в качестве основы для соединения нескольких концентраторов. Коммутатор может служить отличным устройством для направления трафика между концентраторами ЛВС рабочей группы и загруженными файл-серверами.

Таблица 9 – Сравнительные характеристики коммутаторов

3.5                        Методы защиты информации в локальных сетях

Защита данных в компьютерных сетях становится одной из самых открытых проблем в современных информационно-вычислительных системах. На сегодняшний день сформулировано три базовых принципа информационной безопасности, задачей которой является обеспечение:

   Целостности данных – защита от сбоев, ведущих к потере информации или её уничтожения;

   Конфиденциальности информации;

   Доступности информации для авторизованных пользователей.

Для создания средств зашиты информации необходимо определить природу угроз, формы и пути их возможного проявления и осуществления в автоматизированной системе. Для решения поставленной задачи все многообразие угроз и путей их воздействия приводится к простейшим видам и формам, которые были бы адекватны их множеству в информационной системе.

Исследование опыта проектирования, изготовления, испытаний и эксплуатации автоматизированных систем говорят о том, что информация в процессе ввода, хранения, обработки и передачи подвергается различным случайным воздействиям.

   Причинами таких воздействий могут быть:

   Отказы и сбои аппаратуры;

   Помехи на линии связи от воздействий внешней среды;

   Ошибки человека как звена системы;

   Системные и системотехнические ошибки разработчиков;

   Структурные, алгоритмические и программные ошибки;

   Аварийные ситуации;

   Другие воздействия.

Преднамеренные угрозы связаны с действиями человека, причинами которых могут быть определенное недовольство своей жизненной ситуацией, сугубо материальный интерес или простое развлечение с самойтверждением своих способностей, как у хакеров, и т. д.

К организации защиты информации нужно подходить с особым вниманием, то есть не надо пренебрегать тем, что так доступно на сегодняшний день, то есть речь идет о специальном программном обеспечении, которое позволяет оградить вас от не санкционированного доступа к вашей информации.

Для организации защиты информации в сети в ЗАО «Рубцовск» применяется широкий спектр зашиты информации.

Рассмотрим несколько видов защиты:

1)  Разграничение прав и приоритетов, то есть постороннему лицу, не зная заранее, например пароля, не удастся проникнуть несанкционированно в сеть учреждения.

2)  Применение антивирусных программ, например, использует Avira Antivir, поскольку данная программа имеет приятный интерфейс и проста в эксплуатации.

3)  Применение различных программ позволяющие ограничивать пользователя ПК в каких-либо ресурсов или иных прав доступа.

Avira Antivir

AntiVir — серия антивирусных продуктов, выпускаемых немецкой компанией Avira GmbH.

AntiVir Personal

Антивирус, бесплатный для личного использования. Продукт включает в себя резидентный монитор (который проверяет процессы при их попытке обратиться к файлам), сканер и программу автоматического/ручного обновления (в котором открывается окно с рекламным предложением приобрести коммерческую premium версию). Начиная с девятой версии имеется функция обнаружения рекламных программ, программы-шпионов и других вредоносных программ (ранее было только в Premium версии).

AntiVir Premium

Платная Premium версия персонального антивируса имеет ряд преимуществ по сравнению с бесплатной версией, наиболее значительные:

   обновления через Интернет выполняются гораздо быстрее (используются специальные серверы обновлений) и эффективнее (отсутствует рекламное окно и некоторые другие ограничения);

   защита от сайтов с вредоносным кодом;

   присутствует возможность проверки входящей и исходящей почты по протоколамPOP3 и SMTP.

AntiVir Premium Security Suite

Пакет безопасности, отличается от Premium тем, что были добавлены персональный Firewall, анти-спам, родительский контроль (блокировка сайтов, нежелательных для просмотра детьми), игровой режим.

AntiVir Professional

Предназначен для защиты рабочих станций при использовании их в бизнесе. Он обладает всеми возможностями Avira AntiVir Premium и помимо этого защищает компьютеры в сети

3.6                        Экранирующие системы Firewall

Для обеспечения защиты между внутренней сетью и Интернетом ставится межсетевой экран  (Firewall), который является средством разграничения доступа клиентов к информации, хранящейся на серверах. В этом смысле межсетевой экран  можно представить как набор фильтров, анализирующих информацию и принимающих решение: пропустить информацию или её заблокировать. Одновременно с этим производится регистрация событий и в случае обнаружения угрозы производится оповещение об этой угрозе.

Современные требования к межсетевым экранам:

   Основное требование – обеспечение безопасности внутренней сети и полный контроль над внешними подключениями и сеансами связи;

   Межсетевой экран должен работать незаметно для пользователей локальной сети и не затруднять выполнение ими легальный действий;

   Процессор межсетевого экрана должен быть быстродействующим, работать достаточно эффективно и успевать обрабатывать весь входящий  и исходящий поток в пиковых режимах, чтобы его нельзя было блокировать большим количеством вызовов и нарушить его работу;

   Система обеспечения безопасности должна быть сама надежно защищена от любых несанкционированных действий, поскольку она является ключом к конфиденциальной информации в организации;

   Система управления экранами должна иметь возможность централизованно обеспечивать проведение единой политики безопасности для удаленных филиалов.

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы были рассмотрены такие вопросы как: выбор и обоснование проектных задач, проектирование топологии сети, выбор типа кабеля, выбор сетевых ресурсов и оборудования, выбор средств управления базами данных, программное обеспечение, выбор коммуникационного оборудования, а так же выбор оборудования для создания удалённого соединения и методы защиты информации в ЛВС, что на данном этапе развития телекоммуникации является одним из самых актуальных вопросов.

По итогам данной курсовой работы можно сформулировать следующие выводы:

   Вычислительная сеть — это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи. Линии связи образованы кабелями, сетевыми адаптерами и другими ком­муникационными устройствами. Все сетевое оборудование работает под управ­лением системного и прикладного программного обеспечения.

   Вычислительная сеть — это одна из разновидностей распределенных систем, достоинством которых является возможность распараллеливания вычислений, за счет чего может быть достигнуто повышение производительности и отказо­устойчивости системы.

   Вычислительные сети явились результатом эволюции компьютерных технологий.

Таким образом, в ходе выполнения данной работы был получен большой объём теоретических знаний в области построения и проектирования сетей.

Список литературы

Абилов А.В. – Лекции по курсу «Сети связи». – 2000 г.

Анин Б.Ю. – Защита компьютерной информации. – 2000 г.

Вильямс М., Дейт К. – Введения в системы баз данных. - 7 издание, 2002 г.

Галатенко В.А – Основы информационной безопасности – 2003 г.

Гук М. – Аппаратные средства локальных сетей. – 2002 г.

Казаев М. – «Средства коммуникации в локальной сети» - 2000 г.

Кузнецов С.Д. – Введения в системы баз данных. – 2000 г.

Леонтьев В.П. – Новейшая энциклопедия персонального компьютера – 2003 г.

Михайлов В.А – Информационные процессы в компьютерной сети. – 2000 г.

Новиков Ю.В. – Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. – 2002 г.

Олифер В.Г., Олифер Н.А. – Компьютерные сети – 2003 г.

Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети, принципы , технологии, протоколы. – 2006 г.

Олифер В.Г., Олифер Н.А – Сетевые операционные истемы. 2001 г.

Романов А.Н. – «Компьютеризация финансово-экономического анализа коммерческой деятельности рыночных предприятий, корпораций, фирм»

Русин Н. – «Проектирование сетей»- 2001 г.

Таненбаум Э. – Компьютерные сети – 2002 г.

Ярочкин В.И. – Информационная безопасность. – 2002 г.

Издательство «Русская редакция». – Администрирование сети на основе MS Windows 2000- 2001 г.

www.d-link.com

www.3Dnews.ru