Інформаційна система для школи

Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан

Карагандинський державний технічний університет

Кафедра САПР

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсової роботи

З дисципліни:

"Комп'ютерні мережі"

На тему:

"Інформаційна система для школи"

Караганда 2009

Завдання

1. Спеціалізація і призначення системи

Інформаційна система являє собою локальну обчислювальну мережу (ЛОМ) для школи. Основне її призначення - зв'язок комп'ютерів школи між собою в локальну мережу з подальшим доступом в Інтернет.

Локальна мережа буде створена для спільного використання периферійного обладнання, інформаційних ресурсів і пристроїв зберігання інформації. Доступ до Інтернету є обов'язковим для зв'язку школи з іншими організаціями (наприклад, гору), а також для доступу школярів та вчителів до інформаційних ресурсів мережі Інтернет.

2. Вихідні дані

Необхідно створити локальну обчислювальну мережу для школи з доступом в Інтернет. Дана система повинна забезпечувати функціонування обладнання локальної обчислювальної мережі та телефонної мережі школи. Необхідно забезпечити високу пропускну здатність, що значно перевищує потреби школи на сьогоднішній день.

ЛОМ повинна бути встановлена ​​в 3-поверховому будинку школи, окремі поверхи, якого мають ідентичну планування. На другому поверсі знаходяться два комп'ютерні класи, в ​​яких знаходяться 12 комп'ютерів, а також є вчительська, в якій розташовані 3 комп'ютери. На першому поверсі розташовані: кабінет директора, в якому 2 комп'ютери - у директора і секретаря; кабінет бухгалтерії, де знаходиться 1 комп'ютер; кабінет завгоспа з 1-м комп'ютером і бібліотека з 1-м комп'ютером. Висота поверху між перекриттями становить 3,5 метра, загальна товщина міжповерхових перекриттів дорівнює 50 см. У будівлі є 3 сходи з 1 по 3 поверхи.

Локальна мережі повинна мати можливості для розширення, наприклад, для відкриття нового комп'ютерного класу.

Розподіл комп'ютерів між поверхами:

Перший поверх:

Директор - 1 комп'ютер;

Секретар - 1 комп'ютер;

Відділ бухгалтерії - 2 комп'ютери;

Завгосп - 1 комп'ютер;

Бібліотека - 1 комп'ютер.

Другий поверх:

Комп'ютерний клас - 12 комп'ютерів;

Комп'ютерний клас - 12 комп'ютерів;

Учительська - 3 комп'ютери.

3. Завдання розробки

Основні завдання даної практичної роботи:

- Провести техніко-економічне обгрунтування;

- Розробити можливі варіанти конфігурації мережі;

- Спроектувати архітектуру мережі;

- Зробити розрахунок довжини кабелю і вартості даної розробки.

- Оформити пояснювальну записку згідно зі стандартами.

4. Вимоги, що пред'являються до комплексу технічних засобів

При організації та експлуатації мережі необхідно враховувати наступні вимоги:

- Висока продуктивність;

- Надійність і безпека;

- Можливість розширення;

- Перешкодозахищеність;

- Сумісність.

Проектована локальна мережа (ЛОМ) повинна відповідати найсучаснішим вимогам до мереж навчальних закладів, забезпечувати надійне централізоване збереження та захист даних, передавати дані з високою швидкістю і зв'язуватися з іншими навчальними закладами. Крім того, подальше розширення мережі не повинно бути пов'язано з високими витратами. При подальшому придбанні школою ПЕОМ мережа повинна дозволити просте розширення. Також необхідно максимально використовувати наявне програмне та апаратне забезпечення і раніше прокладені комунікації.

Введення

За останні кілька років, розвиток інформаційних технологій досягло такого рівня, що вже важко собі уявити, як можна працювати або вчитися без якісного та недорогого виходу в Інтернет. Крім того, з кожним днем Інтернет стає все більш доступним фінансово і технічно, і ось вже вигода і зручність використання Всесвітньої павутини повністю окупають витрати на її підключення.

Мережа - це сукупність об'єктів, утворених пристроями передачі та обробки даних. Міжнародна організація по стандартизації визначила обчислювальну мережу як послідовну біт-орієнтовану передачу інформації між пов'язаними один з одним незалежними пристроями.

Локальна мережа (ЛОМ) являє собою комунікаційну систему, що дозволяє спільно використовувати ресурси комп'ютерів, підключених до мережі, таких як принтери, плоттери, диски, модеми, приводи CD-ROM і інші периферійні пристрої. Локальна мережа звичайно обмежена територіально одним або декількома близько розташованими будівлями.

До складу мережі у випадку включається такі елементи:

- Мережеві ЕОМ (оснащені мережевим адаптером);

- Канали зв'язку (кабельні, супутникові, телефонні, цифрові, волоконно-оптичні, радіоканали та ін);

- Різного роду перетворювачі сигналів;

- Мережеве обладнання.

Під інформаційною системою слід розуміти об'єкт, здатний здійснювати зберігання, обробку або передачу інформація. До складу інформаційної системи входять: ЕОМ, програми, користувачі та інші

складові, призначені для процесу обробки і передачі даних.

Метою даної практичної роботи є отримання навичок по проектуванню локальної обчислювальної мережі на прикладі школи.

Завданням практичної роботи є проектування локальної мережі для школи з віддаленим ділянкою і з доступом в Інтернет.

Актуальною дана розробка є тому, що всі сучасні школи потребують доступу до Інтернету. При цьому процес створення локальної обчислювальної мережі повинен бути максимально економічним, що також є одним із завдань нашої роботи. Тому необхідно провести ретельний аналіз і зробити необхідні розрахунки перед безпосереднім створенням мережі.

1. Вибір конфігурації обладнання

1.1 Вибір топології

При проектуванні буде застосовуватися топологія «зірка». Ієрархічна зірка складається з головного комутатора, до якого приєднані комутатори поверхів. До них приєднуються робочі станції.

Топологія «зірка» має ряд переваг:

- Недорогий кабель і швидка установка.

- Легке об'єднання робочих груп.

- Просте розширення мережі.

Перевагою такої топології є також можливість простого виключення несправного вузла. Зіркоподібна топологія забезпечує захист від розриву кабелю. Якщо кабель робочої станції буде пошкоджений, це не призведе до виходу з ладу всього сегмента мережі. Вона дозволяє також легко діагностувати проблеми підключення, тому що кожна робоча станція має свій власний кабельний сегмент, підключений до комутатора. Для діагностики досить знайти розрив кабелю, який веде до непрацюючої станції. Інша частина мережі продовжує нормально працювати.

1.2 Вибір архітектури

Для школи обрана клієнт-серверна архітектура. При цьому я керувалася такими причинами:

- Кількість користувачів перевищує десяти;

- Потрібно централізоване управління ресурсами або резервне копіювання;

- Необхідний спеціалізований сервер;

- Потрібен доступ до глобальної мережі;

- Потрібно розділяти ресурси на рівні користувачів.

- Забезпечує централізоване управління обліковими записами користувачів, безпекою та доступом, що спрощує мережне адміністрування.

Архітектура клієнт - сервер - це концепція інформаційної мережі, в якій основна частина її ресурсів зосереджена в серверах, обслуговуючих своїх клієнтів. Дана архітектура визначає два типи компонентів: сервери і клієнти.

Сервер - це об'єкт, що дає сервіс іншим об'єктам мережі за їх запитами. Сервіс - це процес обслуговування клієнтів. Сервер працює за завданнями клієнтів і управляє виконанням їх завдань. Після виконання кожного завдання сервер посилає отримані результати клієнту, який надав це завдання.

Процес, який викликає сервісну функцію за допомогою певних операцій, називається клієнтом. Ним може бути програма або користувач.

Клієнти - це робочі станції, які використовують ресурси сервера і надають зручні інтерфейси користувача.

Мережі клієнт - серверної архітектури мають наступні переваги:

- Забезпечують централізоване управління обліковими записами користувачів, безпекою та доступом, що спрощує мережне адміністрування;

- Дозволяють організовувати мережі з великою кількістю робочих станцій;

- Забезпечують ефективний доступ до мережевих ресурсів;

- Надають доступ до всіх мережних ресурсів, на основі облікового запису користувача.

1.3 Вибір програмного забезпечення

В якості операційної системи сервера обрана Windows Server 2003 Standart. Ця операційна система є найпоширенішою і має ряд переваг.

Microsoft Windows Server 2003 - найпотужніша ОС для ПК. У ній реалізовані зовсім нові засоби управління системою та адміністрування, вперше з'явилися в Windows 2000.

Windows Server 2003 має перевагами в наступних областях:

• Надійність. Windows Server 2003 - найшвидша, сама надійна і найбільш захищена з усіх серверних ОС Windows, коли-небудь випущених Microsoft. Windows Server 2003 надає інтегровану інфраструктуру, що допомагає гарантувати безпеку вашої інформації. Надійність, готовність і масштабованість цієї ОС дозволяють вам реалізувати мережеву інфраструктуру, що відповідає потребам ваших користувачів.

• Продуктивність. Windows Server 2003 надає інструменти для розгортання, управління та використання мережевої інфраструктури підприємства. Вони дозволяють спроектувати і розгорнути мережу, відповідну вимогам вашої організації. ОС надає засоби реалізації адміністративної політики, автоматизації завдань і спрощення процесу модернізації, які допоможуть вам в адмініструванні мережі. Крім того, кошти ОС допомагають знизити витрати на супровід, дозволяючи користувачам виконувати більше число завдань самостійно.

• Взаємодія. Windows Server 2003 допоможе організувати інфраструктуру прикладних завдань, забезпечивши кращу взаємодію між співробітниками, партнерами, системами і клієнтами. Для цього ОС надає інтегровані Web-сервер і сервер медійних потоків, які дозволяють легко, швидко і безпечно створювати динамічні Web-сайти для інтрамережі та Інтернету. ОС також включає інтегрований сервер додатків, що забезпечує легкість розробки, розгортання та управління Web-сервісами XML.

• Економічна вигода. Windows Server 2003 в поєднанні з продуктами і послугами, наданими партнерами Microsoft в області апаратних і програмних засобів, забезпечує підвищення ефективності вкладень в інфраструктуру. Для оптимізації конфігурації серверів нова ОС допоможе консолідувати їх з можливостями нового обладнання, програм і методологій.

1.4 Вибір обладнання

При виконанні даної практичної роботи необхідно придбати таке обладнання:

• сервер;

• модем;

• 2 комутатора c 24-ма портами для другого поверху і 2 комутатора 8-ми портових для першого поверху і для об'єднання двох поверхів;

• мережеві карти для робочих станцій;

• кабель, розетки, конектори і кабель-канали.

Тип мережі кабельний, так це найбільш дешевий і прийнятний вид середовища передачі даних і найбільш часто використовується в комп'ютерних мережах.

При виборі кабелю слід враховувати такі вимоги:

- Пропускна здатність мережі;

- Можливість розширення мережі в майбутньому;

- Тривалість життя мережі;

- Категорія кабелю (для витої пари);

- Максимальна довжина кабельної лінії;

- Умови прокладки кабелю (особливості кабельних трас, кліматичні умови);

- Захищеність переданих даних;

- Електромагнітна сумісність;

- Вибір типу екрану (для екранованої кручений пари) і його заземлення;

- Протипожежна безпека;

- Вартість кабелю.

Для вибору кабельної системи проаналізуємо, які відстані між робочими станціями та сервером.

Максимальна відстань між станціями не перевищує 90 м, що дає нам право використовувати тип кабелю «вита пара категорії 5е». Неекранована (UTP) буде використовуватися на поверхах, а екранована (FTP) між поверхами.

UTP-кабелі володіють наступними перевагами:

- Кабель досить гнучкий, що спростить прокладку кабелю по стінах будівлі;

- Менша вартість;

- Менша трудомісткість монтажу та експлуатації;

- Відсутність підвищених вимог до внутрішнього заземлювального контуру будівлі;

- Найкращі масогабаритні показники;

- Менший радіус вигину.

- Забезпечує високу швидкість передачі даних (до 100 Мбіт / с);

Основними перевагами екранованих конструкцій є потенційно кращий захист від зовнішніх електромагнітних наведень, підвищена механічна міцність у випадках застосування оплеточних екранів і більш ефективний захист від несанкціонованого доступу до переданої інформації. Висока теплопровідність екранів забезпечує ефективне відведення тепла, яке виникає в провідниках у процесі передачі інформації через протікання електричного струму. На підставі цього деякі виробники гарантують для вироблених ними екранованих конструкцій менше загасання в порівнянні з неекранованими.

Прокладання кабелів горизонтальної підсистеми на поверхах планується здійснювати в кабель-каналах.

Основна мета кабель каналу - прокладка силовий та інформаційної проводки. Завдяки кабель-каналах, проводка може відчувати себе добре захищеною від механічного впливу або від шкідливого впливу зовнішнього середовища. Сучасні кабель канали забезпечують високий рівень захисту від пошкоджень, вогню, хімічних впливів і кислот. Таким чином, використовуючи при монтажі структурованих кабельних систем кабель-канали, можна значно підвищити безпеку проводки. Враховуючи те, що пошкодження проводки завдає шкоди всій кабельній системі, можна сказати, що їх використання є особливо необхідним.

Все обладнання буде купуватися в компанії «Білий вітер». Вибір фірми-виробника обумовлений оптимальним співвідношенням ціна / якість. При цьому потрібно обов'язково враховувати сумісність купується обладнання.

Перед вибором півночі нам необхідно зробити розрахунок максимальної пропускної здатності мережі. При цьому потрібно враховувати, який обсяг інформації буде передаватися при роботі всіх комп'ютерів.

Також потрібно врахувати, дані якого типу будуть передаватися, а також якою повинна бути швидкість читання жорсткого диска.

На сервері будуть зберігатися такі дані:

- Бази даних (для бухгалтерів, для вчителів дані про учнів та ін) - близько 10 Гб;

- Різні текстові файли, призначені для вчителів (навчальні плани, методичні посібники та ін) - 5-6 Гб;

- Програмне забезпечення (програми різного навчального характеру, бухгалтерський облік, електронні підручники, перекладачі та інші) - 20-25 Гб;

- Різні файли мультимедіа (відео, відеоуроки, презентації, звукові файли) - 40-50 Гб;

- Графічні файли - 10-15 Гб.

Таким чином, обсяг пам'яті жорсткого диска у сервера приблизно повинен становити близько 140 Гб, якщо враховувати, що ще обсяг інформації може збільшитися.

Тепер дивимося пропускну здатність мережі:

- Для роботи з базами даних і текстовими файлами - приблизно 1 Мбіт / с;

- Для роботи з різними програмами - приблизно 10 Мбіт / с;

- Для роботи з файлами мультимедіа - приблизно 25-30 Мбіт / с;

- Для роботи з графікою - приблизно 20 Мбіт / с;

- Так як буде доступ до мережі Інтернет, то також потрібно врахувати додаткову роботу з мережевими ресурсами (ігри, робота з поштою та ін) - 30 Мбіт / с;

Так як в школі передбачений доступ до мережі Інтернет, то тип обраного сервера - proxy-сервер.

Якщо підрахувати загальну пропускну здатність мережі, то вона буде в межах 100 Мбіт / с, тому в роботі буде використовуватися мережева технологія Fast Ethernet.

При виборі сервера також потрібно враховувати наступні вимоги:

1. Надійність

2. Швидкодія

3. Керованість

4. Розширюваність

Порівнявши характеристики серверів, представлених в прайс-листі обраної компанії, в даній практичній роботі був обраний сервер HP 470064-709 ML150G5, Intel Xeon QC E5405-2.0GHz, 2Gb, 2x72Gb HP SAS, DVD-RW

Технічні характеристики:

Процесор: 1 x Intel Xeon QC E5405

- Socket 771

- 2.0 ГГц

- Системна шина: 1066 МГц

Чіпсет: Intel ® 5100

кеш пам'ять:

- Рівень 1 • 128 кБ

- Рівень 2 • 6 МБ

Материнська плата:

• Intel 5100

• 266 МГц

Оперативна пам'ять: PC 5300 DDR 2 SDRAM

• 2 ГБ

• 6 x 240-конт. DIMM (4 не зайнято)

• 667 МГц

• повністю буферізованн., Реєстрова

Контролер пристроїв зберігання: RAID контролер

• вбудований.

надається інтерфейс: Serial ATA 1.0

• 4 канали

Жорсткі диски 2 * 72 ГБ • внутр. • Serial ATA 1.0 • 7200 об. / хв.

Оптичний пристрій зберігання: DVD-ROM

• розмір: 5.25 »x 1.6»

• спосіб установки: внутр.

• спосіб подачі: лоток

• інтерфейс: ATAPI

Мережа: • мережевий адаптер

• вбудований.

• PCI

1 - портовий

тип мережі:

- Ethernet • (10 Мбіт / сек.)

- Fast Ethernet • (100 Мбіт / сек.)

- Gigabit Ethernet • (1000 Мбіт / сек.)

Інтерфейси: 1 x послідовний RS-232 • DB-9M (задня панель)

1 x миша • 6-штирьковий міні DIN (задня панель)

1 x VGA • HD-15F (задня панель)

1 x клавіатура • 6-штирьковий міні DIN (задня панель)

4 x USB 2.0 • Тип A (задня панель)

2 x USB 2.0 • Тип A (внутр.)

2 x USB 2.0 • Тип A (передня панель)

1 x Ethernet 10/100/1000BaseT • RJ-45 (задня панель)

1 x управління • RJ-45 (задня панель)

Цей сервер відповідає всім вимогам, які висуваються до серверів, підтримує потрібну нам технологію (Fast Ethernet), обсяг пам'яті жорсткого диска нас задовольняє, обсяг оперативної пам'яті теж достатній.

Необхідно також придбати мережеві карти. Найголовніше вибрати таку мережеву карту, яка була б апаратно сумісна з сервером і комутаторами. Тому в даній роботі було вирішено придбати всі мережеве обладнання, крім сервера, виробника D - link. При цьому буде гарантія сумісності цього обладнання, при цьому сервер фірми HP і обладнання виробника D - link також є сумісними.

При виборі мережевої карти повинні враховуватися наступні параметри:

- Швидкість передачі;

- Обсяг буфера для пакета;

- Тип шини;

- Швидкодія шини;

- Сумісність з різними мікропроцесорами;

- Використанням прямого доступу до пам'яті (DMA);

- Конструкція роз'єму.

Була обрана мережева карта D-Link DGE-530T 10/100/1000Mbits PCI.

Технічні характеристики:

Стандарти

• IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet

• IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet

• IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet

Топологія

• Зірка

Протокол

• CSMA / CD

Швидкість передачі даних

Ethernet:

10 Мбіт / с (напівдуплекс);

20 Мбіт / с (повний дуплекс);

Fast Ethernet:

100 Мбіт / с s (напівдуплекс);

200 Мбіт / с (повний дуплекс);

Gigabit Ethernet: 2000 Мбіт / с (повний дуплекс)

Мережеві кабелі

10BASE-T:

• UTP Cat. 3, 4, 5 (100 м макс.);

• EIA/TIA-586 100-Ом STP (100 м макс.);

100BASE-TX, 1000BASE-T:

UTP Cat. 5 (100 м макс.);

EIA/TIA-568 100 - Ом STP (100 м макс.);

DGE-530T - PCI адаптер Gigabit Ethernet з мідним портом 10/100/1000 Мбіт / с для серверів або настільних комп'ютерів. За допомогою цього адаптера, обчислювальна система, яка функціонує на швидкостях 10Мбіт / с і 100 Мбіт / с може бути модернізована до Gigabit Ethernet, що дозволить виключити вузькі місця в мережі і підвищити продуктивність.

Для забезпечення доступу в Інтернет, буде використовуватися технологія ADSL, яка дозволить отримати швидкість потоку даних в межах від 1,5 до 8 Мбіт / с. Технологія ADSL дозволяє телекомунікаційним компаніям надавати приватний захищений канал для забезпечення обміну інформацією між користувачем і провайдером. Крім того, ADSL ефективна з економічної точки зору хоча б тому, що не вимагає прокладки спеціальних кабелів, а використовує вже існуючі двохпровідні мідні телефонні лінії. Обраний модем D-Link DSL-2520U, ADSL/ADSL2/2 +, Ethernet 10/100, USB 5500. Він відповідає всім сучасним вимогам до мережного обладнання, є апаратно сумісним з сервером, підтримує потрібну мережеву технологію і потрібну нам швидкість передачі даних.

Загальні характеристики:

Інтерфейси пристрої:

• ADSL-порт з роз'ємом RJ-11;

• Порт 10/100BASE-TX Ethernet LAN з роз'ємом RJ-45;

• Порт USB1.1;

• Кнопка скидання до заводських налаштувань (Reset);

Стандарти ADSL:

Full-rate ANSI T1.413 Issue 2;

ITU-T G.992.1 (G.dmt) Annex A;

ITU-T G.992.2 (G.lite) Annex A;

ITU-T G.994.1 (G.hs);

Стандарти ADSL2:

ITU-T G.992.3 (G.dmt.bis) Annex A / L / M;

ITU-T G.992.4 (G.lite.bis) Annex A;

Annex M compatible: до 2Мбіт / с швидкість висхідного потоку;

Стандарти ADSL2 -:

ITU-T G.992.5 Annex A / M;

Протоколи ATM / PPP;

Мережеві протоколи:

Ethernet to ADSL Self-Learning Transparent Bridging;

Internet Control Message Protocol (ICMP) RFC 792;

Статична IP-маршрутизація:

Routing Information Protocol (RIP, RIPv2) RFC 1058, RFC 1723;

Трансляція мережевих адрес (NAT) RFC 1631;

Віртуальний сервер, перенаправлення портів;

NAT ALGs (опціонально): MSN / AOL / Yahoo Messenger, FTP, SNMP, CUSEEME, Real Audio, MIRC, SIP, ICQ, ігри;

DHCP-сервер / клієнт / relay RFC 2131;

DNS Relay, DDNS;

IGMP proxy v. 2;

Simple Network Time Protocol (SNTP);

Міжмережевий екран:

Міжмережевий екран NAT;

Фільтрація на основі MAC-адрес;

Фільтрація пакетів IP / ICMP / TCP / UDP;

Фільтрація вмісту URL (фільтрація за ключовим словом);

Настройка / Управління:

Web-інтерфейс управління

Оновлення програмного забезпечення / конфігураційного файлу через Web-інтерфейс/TFTP

TFTP-сервер / клієнт

Code Lock для запобігання неналежного оновлення програмного забезпечення через UI, TFTP, TR-069

Налаштування через Telnet / SSH (опціонально)

Локальний доступ через консоль (опціонально)

UPnP IGD 1.0 (опціонально)

Вибір вручну ADSL / ADSL 2 / ADSL 2 - і auto fallback

Резервування та відновлення конфігураційного файлу

В якості мережевого устаткування буде використаний комутатор. Він може бути використаний для безпосереднього підключення комп'ютерів, так як має малу вартість підключення на порт. Це запобігає можливість утворення «вузьких місць», так як кожен комп'ютер має виділену смугу пропускання мережі.

Необхідно придбати 2 комутатора c 24-ма портами для другого поверху, 1 комутатор 8-ти портовий для з'єднання комутаторів з поверхів, 1 комутатор 8-ми портовий для першого поверху. При цьому для другого поверху передбачається можливість розширення мережі. Види комутаторів наведені в таблиці 2.1.

Головне, комутатори повинні бути сумісні апаратно з мережевими адаптерами і сервером, також повинна підтримуватися потрібна нам мережева технологія (FastEthernet) швидкість передачі даних.

Комутатор Switch 8 port 10/100 Mb D - Link DES -1008 D є некерованим комутатором, забезпечений 8 портами 10/100 Мбіт / с, дозволяючи невеликій робочій групі гнучко підключитися до мережі Ethernet і Fast Ethernet, а також інтегрувати їх. Призначений для підвищення продуктивності роботи малої групи користувачів, забезпечуючи при цьому високий рівень гнучкості.

Загальні характеристики:

Стандарти:

• IEEE 802.3 10Base-T Ethernet

• IEEE 802.3u 100Base-TX Fast Ethernet

Протокол

• CSMA / CD

Швидкість передачі

• Ethernet:

• 10 Mбіт / с (напівдуплекс); 20 Мбіт / с (повний дуплекс);

• Fast Ethernet:

100 Мбіт / с (напівдуплекс), 200 Мбіт / с (повний дуплекс)

Топологія

• Зірка

Мережеві кабелі

• 10BASE-T:

• UTP категорії 3, 4, 5 (100 м);

EIA/TIA-568 STP (100 м)

• 100BASE-TX:

• UTP категорії 5 (100 м);

EIA/TIA-5681 STP (100 м)

Кількість портів

• 8 портів 10/100 Мбіт / с;

Таблиця MAC адрес

• 1K записів на пристрій (версії G1, G2, H1)

Буфер пам'яті

• 64K на пристрій (версії G1, G2, H1)

Швидкість передачі / фільтрації пакетів

• 10BASE-T: 14,880 pps на порт (напівдуплекс)

• 100BASE-TX: 148,800 pps на порт (напівдуплекс)

Комутатор Switch 24 ports D - Link DES -1024 D, 10/100 Base - TX, Ethernet Switch є некерованим комутатором, забезпечений 24 портами 10/100 Мбіт / с. Використовує мережеву технологію Ethernet. Маючи 24 порти plug-and-play, комутатор є ідеальним вибором для мереж малих робочих груп для збільшення продуктивності між робочими станціями та серверами. Порти можуть бути підключені до серверів в режимі повного дуплексу, або до концентратора в режимі напівдуплекса.

Загальні характеристики:

• Підтримка повного / напівдуплекса на кожному порту

• Контроль за трафіком для запобігання втрати даних на кожному порту

• Автовизначення мережевої конфігурації

• Компактний настільний розмір

• IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet

• IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet

Протокол

• CSMA / CD

Швидкість передачі даних

• Ethernet: 10Mbps (напівдуплекс) або 20Mbps (повний дуплекс)

• Fast Ethernet: 100Mbps (напівдуплекс) або 200Mbps (повний дуплекс)

Кількість Портів

• 24 Порта 10/100Mbps

• Таблиця MAC-адрес 8K на пристрій

• Автоматичне Оновлення таблиці MAC-адрес

Фільтрація пакетів / Швидкість передачі (напівдуплекс)

• 10BASE-T: 14,880 pps на порт

• 100BASE-TX: 148,810 pps на порт

Також необхідно буде придбати певну кількість розеток і коннекторів, яке буде розраховано в теоретико-розрахункової частини. Види розеток і коннекторів наведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1. 1 - Використовуване обладнання

1.5 Процес призначення IP-адреси

Присвоюється IP-адреса комп'ютера або вручну (статичний адреса), або комп'ютер отримує його автоматично з сервера (динамічний адресу). Статичний адресу прописується адміністратором мережі в налаштуваннях протоколу TCP / IP на кожному комп'ютері мережі і жорстко закріплюється за комп'ютером. У присвоєнні статичних адрес комп'ютерів є певні незручності:

• Адміністратор мережі повинен вести облік всіх використовуваних адрес, щоб виключити повтори

• При великій кількості комп'ютерів в локальній мережі встановлення та налаштування IP-адрес забирають багато часу

Поряд з перерахованими незручностями у статичних адрес є одна важлива перевага: постійну відповідність IP-адреси певного комп'ютера. Це дозволяє ефективно застосовувати політику IP-безпеки і контролювати роботу користувачів в мережі. Наприклад, можна заборонити певного комп'ютера виходити в Інтернет або визначити з якого комп'ютера виходили в Інтернет і т.п.

Якщо комп'ютера не визначено статичний IP-адресу, то адреса призначається автоматично. Така адреса називається динамічним адресою, тому що при кожному підключенні комп'ютера до локальної мережі адреса може змінюватися. До достоїнств динамічних адрес можна віднести:

• Централізоване управління базою IP-адрес

• Надійна настроювання, що виключає ймовірність дублювання IP-адрес

• Спрощення мережевого адміністрування

Динамічний IP-адреса призначається спеціальної серверної службою DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), що входить до складу Windows Server 2003. У параметрах служби DHCP адміністратором мережі прописується IP-діапазон, адреси з якого, будуть видаватися інших комп'ютерів. Серверна служба DHCP, яка поширює (здає в оренду) IP-адреси називається DHCP-сервер. Комп'ютер, який отримує (орендує) IP-адресу з мережі, називається DHCP-клієнт.

Так як в своїй роботі ми використовуємо Windows Server 2003 Standart, який підтримує цю службу, то можна не купувати ip-адресу.

DHCP може підтримувати спосіб автоматичного динамічного розподілу адрес, а також більш прості способи ручного й автоматичного статичного призначення адрес. Протокол DHCP працює відповідно до моделі клієнт-сервер. Під час старту системи комп'ютер, що є DHCP-клієнтом, посилає в мережу широкомовний запит на отримання IP-адреси. DHCP - cepвер відгукується і посилає повідомлення-відповідь, що містить IP-адресу. Передбачається, що DHCP-клієнт і DHCP-сервер знаходяться в одній IP-мережі.

При динамічному розподілі адрес DHCP-сервер видає адреса клієнту на обмежений час, зване часом оренди (lease duration), що дає можливість згодом повторно використовувати цей IP-адресу для призначення іншого комп'ютера. Основна перевага DHCP - автоматизація рутинної роботи адміністратора з конфігурації стека TCP / IP на кожному комп'ютері. Іноді динамічне поділ адрес дозволяє будувати IP-мережу, кількість вузлів в якій перевищує кількість наявних у розпорядженні адміністратора IP-адрес.

У ручній процедуру призначення статичних адрес активну участь приймає адміністратор, який надає DHCP - серверу інформацію про відповідність IP-адрес фізичним адресами або іншим ідентифікаторів клієнтів. DHCP-сервер, користуючись цією інформацією, завжди видає певному клієнту призначений адміністратором адресу.

При автоматичному статичному способі DHCP-сервер привласнює IP-адресу з пулу готівкових IP-адрес без втручання оператора. Межі пулу призначаються адрес задає адміністратор при конфігуруванні DHCP-сервера. Адреса дається клієнту з пулу в постійне користування, тобто з необмеженим терміном оренди. Між ідентифікатором клієнта і його IP-адресою, як і раніше, як і при ручному призначення, існує постійна відповідність. Воно встановлюється в момент першого призначення DHCP-сервером IP-адреси клієнта. При всіх наступних запитах сервер повертає той же самий IP-адресу.

DHCP забезпечує надійний і простий спосіб конфігурації мережі TCP / IP, гарантуючи відсутність дублювання адрес за рахунок централізованого управління їх розподілом. Адміністратор управляє процесом призначення адрес за допомогою параметра «тривалість оренди», яка визначає, як довго комп'ютер може використовувати призначений IP-адреса, перед тим як знову запросити його від DHCP-сервера в оренду.

2. Проектування структурної схеми обчислювальної мережі

2.1 Логічна організація мережі

Логічна структуризація мережі - це процес розбивки мережі на сегменти з локалізованим трафіком. Логічна структуризація мережі в школі буде здійснюватися за допомогою комутаторів.

Мережа буде розділена на два логічних сегменти:

1. Ті комп'ютери, які знаходяться в комп'ютерних класах, будуть ставитися до однієї підмережі і мати одну робочу групу «Klass».

2. Ті комп'ютери, які будуть на першому поверсі і в учительській, будуть ставитися до іншої підмережі і мати іншу робочу групу «Shkola».

Створенням робочих груп займається системний адміністратор.

Схема логічної структуризації мережі наведена на малюнку 3.1.

Малюнок 2.1 - Логічна організація мережі

2.2 Фізична організація мережі

Під фізичною організацією мережі розуміється конфігурація зв'язків, утворених окремими частинами кабелю.

На малюнках 3.2, 3.3 наведено плани другого і першого поверху школи, де наочно можна побачити, як буде побудована мережа, де будуть розміщені комп'ютери, комутатори, сервер і як вони будуть поєднані.

Малюнок 2.2 - План першого поверху будівлі

Малюнок 2.3 - План другого поверху будівлі

3. Теоретико-розрахункова частина

3.1 Розрахунок довжини кабелю і кабель-каналу

При розрахунку довжини горизонтального кабелю враховуються такі очевидні положення. Кожна телекомунікаційна розетка зв'язується з комутаційним обладнанням одним кабелем. У відповідності зі стандартом ISO / IEC 11801 довжина кабелів горизонтальної підсистеми не повинна перевищувати 90 м. Кабелі прокладаються по кабельних каналах. Беруться до уваги також спуски, підйоми і повороти цих каналів.

Існує два методи обчислення кількості кабелю для горизонтальної підсистеми:

- Метод підсумовування;

- Емпіричний метод.

Метод підсумовування полягає в підрахунку довжини траси кожного горизонтального кабелю з подальшим складанням цих довжин. До отриманого результату додається технологічний запас величиною до 10%, а також запас для виконання оброблення в розетках. Перевагою даного методу є висока точність. Однак за відсутності засобів автоматизації і проектуванні СКС з великою кількістю портів такий підхід виявляється надмірно трудомістким.

У своїй роботі я вирішила скористатися емпіричним методом. Його сутність полягає в застосуванні для підрахунку загальної довжини горизонтального кабелю, що витрачається на реалізацію конкретної кабельної системи, узагальненої емпіричної формули.
На підставі зроблених припущень загальна довжина L кабельних трас приймається рівною:

Середня довжина кабельних трас, де L _min і L _max - відповідно довжини кабельної траси від точки розміщення комутатора до роз'єму самого близького та самого далекого робочого місця.

Ks - коефіцієнт технологічного запасу - 1.1 (10%);

X - запас для виконання оброблення кабелю. З боку робочого місця він приймається рівним 30 см.

N - кількість розеток на поверсі.

Розраховуємо довжину кабелю, необхідну для кожного поверху:

Для першого поверху:

L _min = 9,2 м; L _max = 67,5 м.

L _cp = (9,2 +67,5) / 2 = 38,35 м.

L = (1,1 * 38,35 +0,3) * 8 = 339,88 м.

Для другого поверху:

L _min = 4,5 м; L _max = 74,5 м.

L _cp = (4,5 +74,5) / 2 = 39,5 м.

L = (1,1 * 39,5 +0,3) * 29 = 1268,75 м.

Для з'єднання комутаторів з загальним комутатором:

L _к = 1,3 м;

Для з'єднання комутатора з сервером і сервера з модемом:

L _c = 3 м

Загальна довжина кабелю для будівлі становить:

L = 339,88 +1268,75 +1,3 +3 = 1612,93 м

Виходячи з емпіричного методу розрахунків, я прийшла до наступних результатів: довжина максимального сегмента кабелю 74,5 метрів, мінімального - 4,5.

Орієнтовна довжина необхідного кабелю 1630 метрів.

А також довжина кабелю для з'єднання першого і другого поверху потрібно екранованої кручений пари:

L _1-2 = 8,7 м;

Дивлячись на ці цифри, робимо висновок, що для реалізації проекту буде потрібно кручений пари UTP 1630 метрів і F TP - 10 метрів. Кабель враховується з невеликим запасом, який буде потрібно при прокладці кабелю і в процесі експлуатації.

Також нам потрібно пластиковий настінний короб (кабель-канал) 75х20 мм (на відстані 40 см від підлоги). Довжина пластикового короби горизонтальної розводки розраховується як сума довжин коридорів.

Разом для горизонтальної підсистеми необхідно:

- Кабель UTP - 1630 м

- Кабель F TP - 10 м.

- Короб пластиковий 75х20 мм. - 130 м.

3.2 Розрахунок вартості розробки

Для розрахунку вартості розробки необхідно врахувати вартість усього обладнання для прокладки мережі. Вартість і кількість придбаного обладнання наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Використовуване обладнання

Найменування устаткування	Ціна, тг	Кількість	Загальна стоїмо-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 - мережева програмне забезпечення	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 - комутатор	3500	2 шт	7000
Switch 24 ports D-Link DES-1024D, 10/100Base-TX, Ethernet Switch - комутатор	19700	2 шт	39400
Мережева карта D-Link DGE-530T 10/100/1000Mbits PCI	2300	32 шт	73600
Кабель FTP 5e cat екранований	60	10 м	600
Кабель UTP 5E Cat	50	1630 м	81500
Роз'єм RJ-45 5-е кат	30	130 шт	3900
Розетка 1-port RJ-45 5 категорії	500	37 шт	18500
Разом			429850

Висновок

У ході виконання даної практичної роботи була спроектована локальна обчислювальна мережа для школи. У процесі проектування були враховані всі вимоги, які пред'являються при постановці завдання. Все обладнання вибиралося найбільш максимально доступне й недороге. Розроблена мережа поки перебуває у вигляді проекту, але можливо її практичне впровадження. При цьому система буде справно виконувати всі функції локальної обчислювальної мережі: зв'язок комп'ютерів школи для обміну інформацією, спільного використання мережевого обладнання, інформаційних ресурсів і пристроїв зберігання інформації, а також здійснювати доступ до глобальної мережі Інтернет.

У результаті були вирішені завдання, поставлені на початку роботи. Був проведено техніко-економічне обгрунтування даної розробки, розроблені можливі варіанти конфігурації мережі, спроектована архітектура мережі, зроблено розрахунок довжини кабелю і вартості даної розробки, оформлена пояснювальна записка згідно з усіма вимогами стандартизації та нормоконтролю.

Список джерел

1. Оліфер В.Г. Комп'ютерні мережі: принципи, технології, протоколи. 2000 р. - Сп.б.: Пітер

2. Гук М. Апаратні засоби IBM PC - 2002 р.

3. Беррі Нансі. Комп'ютерні мережі пер. з англ. - М.: БІНОМ, 1996.

4. Глосарій мережевих термінів http://www.bilim.com/koi8/library/glossary/

5. Керівництво по мережах Ethernet для початківців - http://www.citforum.ru/win/nets/ethernet/starter.shtml.

6. Пятібратов А.П. та ін Обчислювальні системи, мережі та телекомунікації: Підручник / А.П. Пятібратов, Л.П. Гудинко, А.А. Кириченко: Під ред. А.П. Пятібратова - М.: Фінанси і статистика, 1998. - 400 с.