Локальная вычислительная сеть ООО "Шанс принт"

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Вологодский государственный технический университет

Кафедра АВТ

Курсовой проект

Локальная вычислительная сеть ООО «Шанс принт»

Введение

Корпоративная сеть — это сеть, главным назначением которой является поддержание работы конкретного предприятия, владеющего данной сетью. Вопрос о том, что дает предприятию использование сетей, естественным образом порождает другие вопросы: в каких случаях развертывание на предприятии вычислительных сетей предпочтительнее использования автономных компьютеров или многомашинных систем? Какие новые возможности появляются на предприятии с появлением там вычислительной сети? И, наконец, всегда ли предприятию нужна сеть?

Концептуальным преимуществом сетей, которое вытекает из их принадлежности к распределенным системам, перед автономно работающими компьютерами является их способность выполнять параллельные вычисления. За счет этого может быть достигнута производительность, превышающая максимально возможную на данный момент производительность любого отдельного, сколь угодно мощного процессора.

Еще одно достоинство распределенных систем — это их принципиально более высокая отказоустойчивость. Основой повышенной отказоустойчивости является избыточность. Избыточность обрабатывающих узлов позволяет при отказе одного узла переназначать приписанные ему задачи на другие узлы.

Использование территориально распределенных вычислительных систем больше соответствует распределенному характеру прикладных задач в некоторых предметных областях, таких как автоматизация технологических процессов, банковская деятельность и т. п. Во всех этих случаях имеются рассредоточенные по некоторой территории отдельные потребители информации — сотрудники, организации или технологические установки. Эти потребители автономно решают свои задачи, поэтому рациональнее предоставлять им собственные вычислительные средства, но в то же время, поскольку решаемые ими задачи логически тесно связаны, их

вычислительные средства должны быть объединены в единую систему. Адекватным решением в такой ситуации является использование вычислительной сети.

Для пользователя распределенные системы дают еще, кроме выше названных, и такие преимущества, как возможность совместного использования данных и устройств, а также возможность гибкого распределения работ по всей системе. Подобное разделение дорогостоящих периферийных устройств, таких как дисковые массивы большой емкости, цветные принтеры, графопостроители, модемы, во многих случаях является основной причиной развертывания сети на предприятии.

В последнее время стал преобладать другой побудительный мотив развертывания сетей, гораздо более важный в современных условиях, чем экономия средств за счет разделения между сотрудниками корпорации дорогой аппаратуры или программ. Этим мотивом стало стремление обеспечить сотрудникам оперативный доступ к обширной корпоративной информации. В условиях жесткой конкурентной борьбы в любом секторе рынка выигрывает, в конечном счете, та компания, сотрудники которой могут быстро и правильно ответить на любой вопрос клиента — о возможностях их продукции, об условиях ее применения, о решении любых возможных проблем и т. п.

Наличие сети приводит к совершенствованию коммуникаций между сотрудниками предприятия, а также его клиентами и поставщиками. Сети снижают потребность предприятий в других формах передачи информации, таких как телефон или обычная почта. Все большее распространение получают новые технологии, позволяющие передавать по сетевым каналам связи не только компьютерные данные, но голосовую и видеоинформацию. Корпоративная сеть, которая интегрирует данные и мультимедийную информацию, может использоваться для организации аудио — и видеоконференций, кроме того, на ее основе может быть создана собственная внутренняя телефонная сеть.

Конечно, вычислительным сетям присущи и свои проблемы. Эти проблемы в основном связаны с организацией эффективного взаимодействия отдельных частей распределенной системы.

Во-первых, это сложности, связанные с программным обеспечением — операционными системами и приложениями. Сетевая операционная система, выполняя в общем случае все функции по управлению локальными ресурсами компьютера, сверх того решает многочисленные задачи по предоставлению сетевых сервисов. Много забот доставляет обеспечение совместимости программного обеспечения, устанавливаемого в узлах сети.

Во-вторых, много проблем связано с транспортировкой сообщений по каналам связи между компьютерами. Основные задачи здесь — обеспечение надежности и производительности.

В-третьих, это вопросы, связанные с обеспечением безопасности, которые гораздо сложнее решаются в вычислительной сети, чем в автономно работающем компьютере.

Можно приводить еще много «за» и «против» использования сетей, но главным доказательством эффективности является бесспорный факт их повсеместного распространения.

1. Теория корпоративных систем

Сегодня один из ключевых вопросов развития рынка информационных технологий в России — это успешная реализация проектов больших и сверхбольших корпоративных систем (КС). Благоприятный исход событий на практике докажет реальность и полезность рационального применения компьютеров для оптимизации деятельности российских корпораций и государственных институтов. Ошибки и просчеты в проектах снизят интерес бизнеса к информационным технологиям и в результате приведут к стагнации этого рынка.

По сведениям консалтинговой компании The Standish Group, в США более 38% проектов корпоративных информационных систем (IT-проектов) заканчивается неуспехом; почти 51% IT-проектов завершается с перерасходом бюджета (в среднем на 179%, то есть почти в два раза); и только 19,7% проектов укладывается и в срок, и в бюджет. В чем причина такого положения дел? Видимо, успех в построении КС во многом определяется качеством и надежностью лежащего в ее основе системно-технического фундамента. Анализ литературы и различных информационных источников, убеждает в том, насколько важно первоначально проработать вопросы архитектуры (системно-технической инфраструктуры) и приступать к построению прикладной функциональности на целостном фундаменте.

Дипломная работа посвящена одному из ключевых аспектов архитектуры КС, сути и соотношению двух ее составляющих — системно-технической и прикладной. В работе предложено понятие «Корпоративная Сеть», которое в концентрированном виде отражает то, что сейчас принято называть Intranet. Кроме того, в этом проекте предложена система понятий, позволяющих создать целостную концепцию КС крупной современной организации. Скорее всего, эта дипломная работа окажется полезной при подготовке концептуальных документов по проектам КС.

1.1 Составляющие информационных систем

1.1.1 Определение

В составе информационных систем можно выделить две относительно независимых составляющие. Первая представляет собой собственно компьютерную инфраструктуру организации в широком смысле этого слова (сетевая, телекоммуникационная, программная, информационная, организационная инфраструктура — то есть то, что носит обобщенное название Корпоративная Сеть). Вторая составляющая суть взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач организации и достижение ее целей. Если первая отражает системно-техническую, структурную сторону любой информационной системы, то вторая целиком относится к прикладной области и сильно зависит от специфики задач организации и ее целей.

Первая составляющая представляет собой базис, основу для интеграции функциональных подсистем и целиком определяет свойства информационной системы, важные для ее успешной эксплуатации. Требования к ней едины и стандартизованы, а методы ее построения хорошо известны и многократно проверены на практике.

Вторая составляющая строится целиком на базе первой и привносит в информационную систему прикладную функциональность. Требования к ней сложны и зачастую противоречивы, так как выдвигаются специалистами из различных прикладных областей. Однако эта составляющая, в конечном счете, более важна для функционирования организации, так как ради нее, собственно, и строится вся инфраструктура.

1.1.2 Соотношение

Между двумя составляющими информационной системы можно проследить следующие взаимосвязи.

Составляющие независимы в определенном смысле. Организация будет эксплуатировать высокоскоростную сеть 100 MB Ethernet вне зависимости от

того, какие методы и программы для организации бухгалтерского учета планируется принять на вооружение. Сеть организации будет построена на базе протокола TCP/IP независимо от того, какой текстовый процессор будет принять в качестве стандартного. Иными словами, в современных условиях базовая инфраструктура становится все более универсальной.

Составляющие зависимы в определенном смысле. Вторая невозможна без первой, первая без второй ограничена, поскольку лишена необходимой функциональности. Невозможно эксплуатировать прикладную систему с архитектурой клиент-сервер, когда отсутствует или некачественно построена сетевая инфраструктура. Однако, имея развитую инфраструктуру, можно предоставить сотрудникам организации ряд полезных общесистемных сервисов, (например, электронную почту), упрощающих работу и делающих ее эффективной (в нашем примере — за счет электронных коммуникаций). Если выбран этот эволюционный путь развития информационной системы, то в процессе своего развития Корпоративная Сеть постепенно приобретает ряд прикладных сервисов, направленных на решение универсальных задач организации — задач управления и координации.

1.1.3 Изменчивость

Вторая составляющая более изменчива. Действительно, инфраструктура организации зависит только от территориального расположения ее подразделений, да и то скорее в отношении инфраструктуры, никак не влияя на используемые для ее построения технологии. Вторая составляющая сильно зависит от организационно-управленческой структуры организации, ее функциональности, распределения функций, принятых в организации финансовых технологий и схем, существующей технологии документооборота и множества других факторов.

Первая составляющая имеет долговременный характер. Инфраструктура создается на многие годы вперед — так как капитальные затраты на ее создание настолько велики, что практически исключают

возможность полной или частичной переделки уже построенного. Напротив, вторая составляющая изменчива по своей природе, так как в предметной части деятельности организации постоянно происходят более или менее существенные подвижки, которые должны быть отражены и в функциональных подсистемах. Этот тезис особенно актуален в контексте постоянно происходящих изменений в административных структурах многих отечественных организаций.

Степень определенности в выборе технологических решений для первой составляющей несколько выше, чем для второй. Действительно, современные компьютерные технологии предлагают такие промышленные решения для построения инфраструктуры организации, которые гарантировано обеспечат непрерывное развитие и совершенствование системно-технической базы информационной системы с перспективой на многие годы вперед. Первая составляющая имеет более отношение к технике, чем к экономике и управлению, и в этом смысле более стабильна, а ее развитие является более прогнозируемым и управляемым.

1.1.4 Выбор подхода к проектированию

До недавнего времени в технологии создания информационных систем доминировал традиционный подход, когда вся архитектура информационной системы строилась «сверху-вниз» — от прикладной функциональности к системно-техническим решениям и первая составляющая информационной системы целиком выводилась из второй.

Практика многих больших российских проектов показала, что начинать построение КС только с анализа бизнес-процессов (не уделяя должного внимания инфраструктуре), весьма и весьма проблематично. Автоматизация деятельности корпорации на основе концепции «сверху-вниз» и принципов BPR (Business Process Reengineering) предполагает такую реорганизацию КС, которая наилучшим образом служит решению управленческих задач. Проблема заключается в том, что в современных российских условиях — условиях сверхдинамичного бизнеса, постоянно возникающих форс-мажорных обстоятельств и исключительно быстро меняющихся правил игры (социальных, политических, экономических), в рамках которой строится вся прикладная функциональность (как раз и обеспечивающая решение управленческих задач) — систематизация управленческой деятельности представляет собой весьма сложную задачу ввиду высокой степени неопределенности.

В то же время бессмысленно строить инфраструктуру, не обращая внимания на прикладную функциональность. Если в процессе создания системно-технической инфраструктуры не проводить анализ и автоматизацию управленческих задач, то инвестированные в нее средства не дадут впоследствии реальной отдачи. Аппаратное и программное обеспечение инфраструктуры будет «висеть мертвым грузом» на плечах организации, требуя ежегодных затрат на сопровождение и модернизацию. Подход к построению КС «снизу-вверх» (с акцентом на системно-техническую инфраструктуру) вряд ли можно рассматривать в качестве магистрального.

В настоящее время развивается комбинированный подход, который можно характеризовать как «встречное движение»: компьютерная инфраструктура и системная функциональность строятся так, чтобы в максимальной степени обеспечить изменчивость на уровне прикладной функциональности. Параллельно проводится анализ и структуризация бизнесс-процессов, сопровождающиеся внедрением соответствующих программных решений, привносящих в КС прикладную функциональность.

Учитывая сказанное выше, сделаю следующий вывод. Разработку информационной системы целесообразно начинать с построения компьютерной инфраструктуры (Корпоративной Сети) как наиболее важной (фундаментальной) системообразующей составляющей, опирающейся на апробированные промышленные технологии и гарантировано реализуемой в разумные сроки в силу высокой степени определенности как в постановке задачи, так и в предлагаемых решениях. Одновременно, в контексте архитектуры Корпоративной Сети, как единого обобщенного взгляда на фундамент информационной системы, на наиболее важных и ответственных участках целесообразно выполнять разработки, насыщающие систему прикладной функциональностью (то есть внедрять системы финансового учета, управления кадрами и т. д.). Далее, прикладные программные системы будут распространены и на другие, первоначально менее значимые области управленческой деятельности.

В этом контексте особенно важными становятся:

· Широкий спектр готовых к применению промышленных прикладных систем для различных областей управленческой деятельности (как правило, поставляемых одной компанией);

· Высокая степень гранулярности таких решений (не обязательно внедрять сразу всю систему целиком — можно начать с отдельных участков);

· Построение на основе единого системного фундамента (как правило, в качестве фундамента выступает современная реляционная СУБД).

· Подобный эволюционный подход, опирающийся на корпоративные стандарты, в конечном счете, позволить построить реальную КС.

1.2 Принципы построения корпоративных систем

Существует два основополагающих принципа при определении подходов к построению КС:

— КС как стратегическая система жизнеобеспечения Корпорации;

— Основа К С — эффективная система централизованных коммуникаций

Суть первого принципа предельно проста. Не привлекая сложные экономические выкладки в целях технико-экономического обоснования необходимости построения информационной системы Корпорации, будем придерживаться следующей формулы. Предлагается рассматривать информационную систему Корпорации как одну из стратегических систем жизнеобеспечения, имеющую ключевое значение для ее эффективной деятельности. Такое определение делает ненужным многочисленные экономические расчеты по ожидаемой эффективности внедрения средств вычислительной техники. Опять-таки, будем реалистами и признаем, что такое внедрение не будет иметь моментального прямого эффекта — ни в денежном выражении, ни в сокращении персонала, ни в чем другом. Просто примем на веру, что информационная система — это в каком-то смысле аналог сети электропитания, телефонной системы, системы пожарной безопасности и т. п. Информационная система просто должна быть — и все.

Второй принцип нуждается в некоторых пояснениях. Известный американский специалист в области Intranet Стивен Теллин в работе [1] предлагает простую классификацию систем, исходя из двух их аспектов — коммуникаций и управления. Стивен Теллин отмечает, что до последнего времени для большинства крупных организаций, связанных с бизнесом, некоммерческих или правительственных, была характерна структура с централизованным управлением и централизованными коммуникациями (так называемая «пирамидальная» структура). Однако ряд сверхбольших организаций в силу своих размеров и масштабов деятельности было бы правильным рассматривать как структуры с распределенным управлением и централизованными коммуникациями. В этот ряд попадает и рассматриваемая организация.

По Теллину, для структур такого класса ключевым фактором эффективного контроля, координации и стратегического управления является эффективная система централизованных коммуникаций, которой и является Корпоративная Сеть.

1.3 Корпоративная сеть

1.3.1 Определение

В терминах теории систем информационная система Корпорации — это сложная система, ориентированная на цели. Следуя теории систем и учитывая существенно распределенный характер данной системы, мы делаем вывод о том, что в ее основу должен быть положен принцип централизованных коммуникаций и координации, в сжатом виде изложенный в работе [1].

Действительно, как уже указывалось выше, Корпорация состоит из множества предприятий и организаций, обладающих весьма высокой степенью самостоятельности. В то же время в своей деятельности она ориентируется на вполне конкретные цели. Чтобы обеспечить их достижение, в своем развитии Корпорация нуждается в исключительно четко организованной координации деятельности входящих в ее состав предприятий и организаций. Такая координация, в свою очередь, возможна только на основе эффективной системы централизованных коммуникаций (Корпоративная Сеть).

1.3.2 Техническая политика и стандарты

Ключевым фактором построения системы централизованных коммуникаций и координации является единая техническая политика. Именно она предопределяет возможность сопряжения различных подсистем информационной системы. Именно она позволяет сформировать единый взгляд на систему и ее архитектуру и разработать общий язык для ее определения и описания. С практической точки зрения единая техническая политика выражается, прежде всего, в корпоративных стандартах и принимает силу технического закона, действующего для всех без исключения подразделений Корпорации. Единая техническая политика предотвращает «волюнтаризм» в выборе программно-аппаратного обеспечения и сводит на нет попытки несанкционированной рационализации, периодически предпринимаемые техническими специалистами на местах.

1.3.3 Принципы построения

Существует несколько базовых принципов построения Сети.

Всеобъемлющий характер. Область действия Сети распространяется на Корпорацию в целом. Нет такого подразделения Корпорации, которое не было бы подключено к ней.

Интеграция. Корпоративная Сеть предоставляет возможность доступа ее пользователей к любым данным и приложениям (разумеется, в рамках политики информационной безопасности). Нет такого информационного ресурса, доступ к которому нельзя было бы получить по Сети.

Глобальный характер. Корпоративная Сеть — это глобальный взгляд на Корпорацию вне физических или политических границ. Сеть позволяет получить практически любую информацию о жизнедеятельности организации. Ее объем существенно выше, а спектр — неизмеримо шире, чем, например, информации в рамках локальной сети одного из подразделений Корпорации.

Адекватные эксплуатационные характеристики. Сеть обладает свойством управляемости и имеет высокий уровень RAS (reliability, availability, serviceability) — безотказность, живучесть, обслуживаемость при поддержке критически важных для деятельности Корпорации приложений.

1.4 Архитектура корпоративной сети

1.4.1 Общее представление

Корпоративная Сеть — это инфраструктура организации, поддерживающая решение актуальных задач и обеспечивающая достижение ее целей (то есть выполнение миссии организации). Она объединяет в единое пространство информационные системы всех объектов Корпорации. Корпоративная Сеть создается в качестве системно-технической основы информационной системы, как ее главный системообразующий компонент, на базе которого конструируются другие подсистемы.

Корпоративную Сеть необходимо рассматривать в различных аспектах. Общее представление о Сети складывается из проекций, получаемых в результате ее рассмотрения с различных точек зрения.

Корпоративная Сеть задумана и проектируется в единой системе координат, основу которой составляет понятия системно-технической инфраструктуры (структурный аспект), системной функциональности (сервисы и приложения) и эксплуатационных характеристик (свойства и службы). Каждое понятие находит свое отражение в том или ином компоненте Сети и реализуется в конкретных технических решениях.

С функциональной точки зрения Сеть — это эффективная среда передачи актуальной информации, необходимой для решения задач Корпорации. С системно-технической точки зрения Сеть представляет собой целостную структуру, состоящую из нескольких взаимосвязанных и взаимодействующих уровней:

· интеллектуальное здание;

· компьютерная сеть;

· телекоммуникации;

· компьютерные платформы;

· программное обеспечение промежуточного слоя (middleware);

· приложения.

С точки зрения системной функциональности Корпоративная Сеть выглядит как единое целое, предоставляющее пользователям и программам набор полезных в работе услуг (сервисов), общесистемных и специализированных приложений, обладающее набором полезных качеств (свойств) и содержащее в себе службы, гарантирующее нормальное функционирование Сети. Ниже будет дана краткая характеристика сервисов, приложений, свойств и служб.

1.4.2 Сервисы

Одним из принципов, положенных в основу создания Сети, является максимальное использование типовых решений, стандартных унифицированных компонентов. Конкретизируя этот принцип применительно к прикладному ПО, можно выделить ряд универсальных сервисов, которые целесообразно сделать базовыми компонентами приложений. Такими сервисами являются сервис СУБД, файловый сервис, информационный сервис (Web-сервис), электронная почта, сетевая печать и другие.

Особо отметим, что основным средством для построения прикладных и системных сервисов является ПО промежуточного слоя. В данной дипломном проекте ПО промежуточного слоя принято в трактовке Филиппа Бернстайна, то есть так, как это изложено в работе [2]. Напомним, что в этой трактовке в ПО промежуточного слоя включено все, что находится между платформой (компьютер плюс операционная система) и приложениями. То есть Бернстайн включает в ПО промежуточного слоя, например, и СУБД.

Понятие сервисов ПО промежуточного слоя исключительно полезно при проработке архитектуры КС. Фактически, программная инфраструктура КС представляется многослойной, где каждый слой суть совокупность сервисов ПО промежуточного слоя. Нижние слои составляют низкоуровневые сервисы, такие как сервис имен, сервис регистрации, сетевой сервис и т. д. Вышележащие слои включают сервисы управления документами, сервисы управления сообщениями, сервисы событий и так далее. Верхний слой представляет собой сервисы, к которым опосредованно (через приложения) обращаются пользователи.

Здесь уместна аналогия с телефонной службой. Если пользователь нуждается в получении определенной услуги от информационной системы, то он должен программно подключиться к соответствующему сервису. Для этого он должен установить на свой компьютер приложение, которое такое подключение обеспечивает, и запросить от системного администратора выполнения административных действий. Например, если пользователь подключается к электронной почте, он должен установить приложение-клиент электронной почты, и системный администратор должен зарегистрировать нового пользователя. Точно так же сотрудник организации, желающий подключиться к телефонной сети, попросту должен подключить телефонный аппарат к розетке (предварительно затребовав от системного администратора выполнения соответствующих действий).

Проект КС исключительно удобно описывть в терминах сервисов. Так, например, политику информационной безопасности целесообразно строить, исходя их потребности в защите существующих и вводимых в действие сервисов. Подробнее об этом можно прочесть в работе [3].

1.4.3 Приложения

К общесистемным приложениям относят средства автоматизации индивидуального труда, используемые разнообразными категориями пользователей и ориентированные на решение типичных офисных задач. Это — текстовые процессоры, электронные таблицы, графические редакторы, календари, записные книжки и т. д. Как правило, общесистемные приложения представляют собой тиражируемые локализованные программные продукты, несложные в освоении и простые в использовании, ориентированные на конечных пользователей.

Специализированные приложения направлены на решение задач, которые невозможно или технически сложно автоматизировать с помощью общесистемных приложений. Как правило, специализированные приложения либо приобретаются у компаний-разработчиков, специализирующихся в своей деятельности на конкретную сферу, либо создаются компаниями-разработчиками по заказу организации, либо разрабатываются силами самой организации. В большинстве случаев специализированные приложения обращаются в процессе работы к общесистемным сервисам, таким, например, как файловый сервис, СУБД, электронная почта и т. д. Собственно, специализированные приложения, рассматриваемые в совокупности в масштабах Корпорации, как раз и определяют весь спектр прикладной функциональности.

1.4.4 Свойства и службы

Как уже говорилось выше, срок службы системно-технической инфраструктуры в несколько раз больше, чем у приложений. Корпоративная Сеть обеспечивает возможность развертывания новых приложений и их эффективное функционирование при сохранении инвестиций в нее, и в этом смысле должна обладать свойствами открытости (следование перспективным стандартам), производительности и сбалансированности, масштабируемости, высокой готовности, безопасности, управляемости.

Перечисленные выше свойства, по сути, представляют собой эксплуатационные характеристики создаваемой информационной системы и определяются в совокупности качеством продуктов и решений, положенных в ее основу.

Профессионально выполненная интеграция компонентов информационной системы (системное конструирование) гарантирует, что она будет обладать заранее заданными свойствами. Эти свойства вытекают также из высоких эксплуатационных характеристик (свойств) сервисов ПО промежуточного слоя. Бернстайн называет их диффузионными свойствами, имея в виду, что они «проникают» или «распространяются» снизу-вверх по слоям ПО промежуточного слоя и гарантируют высокое качество сервисов верхнего уровня. Здесь уместна аналогия со зданием, высокие эксплуатационные характеристики которого определяются в том числе и качеством его фундамента.

Разумеется, хорошие показатели по конкретным свойствам будут достигаться за счет грамотных технических решений системного конструирования.

Так, система будет обладать свойствами безопасности, высокой готовности и управляемости за счет реализации в проекте Корпоративной Сети соответствующих служб.

Масштабируемость в контексте компьютерных платформ (например, для серверной платформы) означает возможность адекватного наращивания мощностей компьютера (производительности, объема хранимой информации и т. д.) и достигается такими качествами линии серверов, как плавное наращивание мощности от модели к модели, единая операционная система для всех моделей, удобная и продуманная политика модификации младших моделей в направлении старших (upgrade) и т. д.

Общесистемные службы — это совокупность средств, не направленных напрямую на решение прикладных задач, но необходимых для обеспечения нормального функционирования информационной системы Корпорации. В качестве обязательных в Корпоративную Сеть должны быть включены службы информационной безопасности, высокой готовности, централизованного мониторинга и администрирования.

Система понятий «сервисы-приложения-службы-свойства» может быть полезна проектировщику КС как основа для написания базовых документов по проекту — концепции, технического задания, эскизного проекта, рабочего проекта и так далее. Предложенная система понятий позволяет описать КС «в целом», «обобщенно» (архитектурный аналог — «как выглядит все здание»). Это как раз то, чего не хватает большинству проектов КС. Обычно при подготовке концепции мыслят в терминах «компьютеров», «аппаратного обеспечения», «автоматизированных рабочих мест», «маршрутизаторов» и так далее, то есть применяют смесь понятий из различных областей. Это делает невозможным подготовку целостной концепции. Предложенный в данной дипломном проекте набор понятий является достаточно абстрактным для того, чтобы сформулировать КС вне привязки к конкретным программно-аппаратным решениям и в то же время достаточно конкретным для определения полезной функциональности (сервисы и приложения как средство решения задач пользователя КС) и эксплуатационных характеристик (свойства и службы) проектируемой системы.

Изложенные выше понятия и принципы вполне конкретны. Будучи принятыми в качестве основополагающих при построении информационной системы, они выливаются в конкретные организационные шаги и технические действия, которые в совокупности можно охарактеризовать как рациональные технологии. Будучи последовательно проведенными в жизнь, они с высокой гарантией приведут к желаемому результату.

Особое значение в контексте предложенного в дипломном проекте подхода приобретают:

· Серверные продукты и технологии, качество которых в основном предопределяет качество проектируемой КС.

· Готовые прикладные решения (специализированные приложения), определяющие прикладную функциональность КС

· Компании, поставляющие большой набор серверных продуктов и технологий, в совокупности с интегрированными с ними готовыми прикладными решениями (специализированными приложениями).

2. Обзор известных технических решений для построения ЛВС

2. 1 Выбор топологии сети

локальный вычислительный сеть корпоративный

Сетевая топология — это геометрическая форма сети. В зависимости от способа соединений узлов различают сети шинной, кольцевой или звездной топологии. Рассмотрим две из них как наиболее подходящих для решения поставленной задачи.

К преимуществам шинной топологии относятся: низкая стоимость, простота разводки кабеля по помещениям, большое число абонентов (до 1024), нечувствительность к поломке компьютеров. К недостаткам шинной топологии относятся: низкая надежность (чувствительность к повреждению кабеля и разъемов), невысокая производительность (пропускная способность канала делится между всеми узлами сети).

Топология типа звезда имеет следующие преимущества: высокая надежность, высокая производительность, интеллектуальность. Топология типа звезда имеет следующие недостатки: более высокая стоимость сетевого оборудования, наращивание количества пользователей ограниченно количеством портов центрального устройства. Для данного проекта выберем звездно-шинную архитектуру, так как она сочетает в себе топологии шина и звезда одновременно.

2.2 Выбор технологии передачи данных

Существуют различные технологии передачи данных, и чтобы выбрать наиболее подходящую необходимо сравнить существующие.

Таблица 2.1 Технологии передачи данных

Технология/

характеристика

FDDI

100VG-AnyLan

Fast Ethernet

Gigabit Ethernet

Максимальная длина сегмента

2 км (многомодовый оптоволоконный кабель)

100 м (кабели категорий 3, 4 или 5)

100 м (кабель категории 5); 412 м/2 км (оптоволоконный кабель)

25−100 м (кабель категории 5); 550−2000 м (оптоволоконный кабель)

Диаметр сети

100 км.

200−6000 м

205−320 м

Определяется конкретным стандартом

Скорость

передачи

100 Мбит/с

100 Мбит/с

100 Мбит/с

1000 Мбит/с

Метод доступа

к среде

Передача маркера

Приоритет запросов

CSMA/CD

CSMA/CD

Тип

транспортного кадра

IEEE 802. 5

Ethernet и Token Ring

Ethernet

Ethernet

Режим

полудуплексной передачи

Есть

Нет

Есть

Есть

Интеграция с существующими ЛВС

Есть

Есть

Есть

Есть

Область

применения

Магистраль

сети

Видеоконференции

Высокоскоростной доступ к серверам рабочих групп

Высокоскоростной доступ к серверам организации

Технология определяется используемыми протоколами нижнего уровня, такими как Ethernet, TokenRing, FDDI, Fast Ethernet и т. п. и существенно влияет на типы используемого в сети коммуникационного оборудования. Магистраль — это одна из наиболее дорогостоящих частей любой сети. Кроме того, так как через нее проходит значительная часть трафика сети, то ее свойства сказываются практически на всех сервисах корпоративной сети, которыми пользуются конечные пользователи. Поэтому решение о технологии работы магистрали явно относится к разряду стратегических решений. Кроме протокола, который будет работать на магистрали, необходимо также выбрать рациональную структуру магистрали. Эта структура будет, затем положена в основу структуры кабельной системы, стоимость которой может составлять 15% и более процентов всей стоимости сети.

Для данного проекта наиболее подходит технология Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Рассмотрим стандарты этой технологии:

Метод доступа CSMA/CD

· 100BASE-TX

Используется сдвоенная витая пара.

Топология — «пассивная звезда».

Длина кабеля — до 100 м.

Кабель категории 5(UTP).

Может применятся и экранированный кабель с волновым сопротивлением 150 Ом.

· 100BASE-T4

Среда передачи — счетверенная витая пара.

Все остальное — как для 100BASE-TX.

Кабели могут быть категории 3 или 4 (а не обязательно 5)

· 100BASE-FX

Среда передачи — оптоволоконный кабель.

Топология — «пассивная звезда».

Компьютеры подключаются к концентратору с помощью двух разнонаправленных оптоволоконных кабелей.

Максимальная длина кабеля «компьютер-концентратор» — до 412 м.

Применяется мультимодовый оптоволоконный кабель (MMF).

Gigabit Ethernet.

Метод доступа CSMA/CD, те же форматы пакетов, что и в предыдущих версиях Ethernet.

· 100 BASE-SX

Сегмент на мультимодовом оптоволоконном кабеле с длинной волны 850 мкм.

Максимальная длинна сети 500 м для мультимодового оптоволоконного кабеля.

· 100BASE-LX

Сегмент на мульти или одномодовом оптоволоконном кабеле с длинной волны 1300 мкм.

Максимальная длинна сети 500 м для мультимодового оптоволоконного кабеля и 2000 м для одномодовом оптоволоконном кабеле.

· 100BASE-СX

Сегмент на экранированной витой паре. Максимальная длинна сети 25 м

· 100BASE-T

Сегмент на cчетверенной неэкранированной витой паре. Максимальная длинна сети 100 м.

Для выполнения курсового проекта выберем:

1. для соединения рабочих станций с коммутаторами рабочих групп и соединения коммутаторов рабочих групп с коммутаторами зданий — Fast Ethernet на витой паре категории 5 (100 Base TX).

2. для соединения зданий — Gigabit Ethernet на 100BASE-SX.

3. для соединения серверов и коммутаторов 100BASE-CX

2.3 Методы доступа к среде

Методы доступа к среде передачи делятся на вероятностные и детерминированные.

При вероятностном (probabilistic) методе доступа узел, желающий послать кадр в сеть, прослушивает линию. Если линия занята или обнаружена коллизия (столкновение сигналов от двух передатчиков), попытка передачи откладывается на некоторое время

Для разрабатываемой корпоративной сети выберем метод CSMA/CD.

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) -- множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий. Узел, готовый послать кадр, прослушивает линию. При отсутствии несущей он начинает передачу кадра, одновременно контролируя состояние линии. При обнаружении коллизии передача прекращается, и повторная попытка откладывается на случайное время. Коллизии -- нормальное, хотя и не очень частое явление для CSMA/CD. Их частота связана с количеством и активностью подключенных узлов. Нормально коллизии могут начинаться в определенном временном окне кадра, запоздалые коллизии сигнализируют об аппаратных неполадках в кабеле или узлах. Метод эффективнее, чем CSMA/CA, но требует более сложных и дорогих схем цепей доступа. Применяется во многих сетевых архитектурах: Ethernet, Ether Talk (реализация Ethernet фирмы Apple), G-Net, IBM PC Network, AT&T Star LAN.

Общий недостаток вероятностных методов доступа -- неопределенное время прохождения кадра, резко возрастающее при увеличении нагрузки на сеть, что ограничивает его применение в системах реального времени.

2.4 Среда передачи информации

Витая пара

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое «витой парой» (англ. twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 100 м.

Коаксиальный кабель:

«Тонкий» коаксиальный кабель.

Это 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с (с расширением до 100 Мбит/с). При соединении сегментов «тонкого» коаксиального кабеля также требуются повторители.

Дополнительное экранирование не требуется. Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 200 м, а минимум — 0,5 м, общее расстояние для сети на «тонком» коаксиальном кабеле — около 900 м. Обладает худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем. Тонкий проводник 0,3 — 0,5 мм не так прочен, зато обладает большей гибкостью, удобной при монтаже. Для соединения кабеля с оборудованием используется разъем типа BNC.

«Толстый» коаксиальный кабель.

Этот 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 репитер (англ. repeater — повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 2,5 км. Для вычислительных сетей с топологией типа «шина» или «дерево» коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор). Имеет волновое сопротивление 50 Ом и внешний диаметр 0,5 дюйма (около12 мм). Недостатки — высокая стоимость и неудобство монтажа

Оптоволоконный кабель

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает от 100 Мбит/с до нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 2,5 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей, а так же для достижения высоких пропускных способностей. Обладают высокой помехозащищенностью. Недостаток — высокая стоимость монтажа.

2.5 Анализ топографической привязки сети

Корпоративная сеть, рассматриваемая в этом дипломной проекте, разрабатывается по заказу ООО «Шанс-принт» для интеграции Сокольского филиала с корпоративной сетью основного офиса находящегося в г. Вологда. Следовательно 2 здания главного управления находятся на расстоянии 40 метров друг от друга, а здание Сокольского филиала будет находиться на расстоянии 40 километров. Все это отражено на общей схеме расположения зданий (рис 1. 1). В г. Сокол находится 2-х этажное здание 20*80 м. В Вологде два 3-х этажных здания размерами 20*80 метров

Рис 2.1 — Общая схема расположения зданий

2. 6 Формулировка задач проектирования

При разработке корпоративной сети необходимо учесть следующие требования:

1. В состав корпоративной сети входит 12 отделов

2. сеть содержит не менее 40 — 50 рабочих станций

3. Прогнозируемый рост отделов на ближайшие 5 лет составит 25−30%

4. Считается, что радиорелейное оборудование для связи с филиалом г. Сокол уже имеется.

5. Предусмотреть наличие следующих типов серверов: первичный контроллер домена, резервный контроллер домена, сервера электронной почты, Web-сервера, Proxy-сервера, антивирусного сервера, сервера баз данных и сервера приложений.

6. Использование услуг VoIP-телефонии.

3. Анализ исходных данных и выбор оборудования

На данном этапе необходимо учесть следующие параметры проектируемой корпоративной сети: схему информационных потоков, определить количество серверов, а также схему сети предприятия с учетом серверов и расчет нагрузки сети с учетом пропускных способностей каналов, то есть оценить работу сети при нормальном трафике и нагруженном.

3.1 Разработка схем информационных потоков

При проектировании сети для строительной компании будем считать, что она состоит из следующих отделов, располагающихся в центральном офисе компании:

1. Директор

2. Главный инженер

3. Отдел АСУ

4. Бухгалтерия

5. Экономический отдел

6. Отдел кадров

7. Отдел службы подстанций

8. Отдел снабжения

9. Отдел ЛЭП

10. Отдел МИТ

11. Отдел распределительных сетей

12. Столовая

Схема информационных потоков компании приведена на рис. 3. 1

Рис. 3.1 — Схема информационных потоков.

1-средний трафик за месяц. (Мбайтмесяц).

2-наибольший трафик, возникающий в начале и конце рабочего дня, (Мбайтсутки).

3-максимальные выбросы трафика (квартальный отчет и т. д.), (Мбайтсутки).

Схему, приведенную на рис. 3. 1, можно представить в виде следующей таблицы:

Таблица 3.1 Объем информационных потоков

Отделы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Итого:

Объём принимаемой информации

1

Объём передаваемой информации

0

1

5

0,2

5

5

3

4

7

5

65

0,1

100,3

2

10

0

1

4

4

0,8

2

0,8

8

2

6

1

39,6

3

1

1

0

12

4

6

0,2

0,2

8

5

0,2

5

42,2

4

1

1

1

0

6

1

1

45

1

8

8

1,2

74,4

5

1

5

2

5

0

8

1

8

9

9

4

0

52

6

1

7

4

0,8

6

0

4

6

3

7

3

5

46,6

7

1

7

5

6

6

3

0

3

32

5

8

0

75,8

8

1

7

3

0,8

8

12

9

0

9

8

0

3

60,6

9

1

7

0,4

0,8

8

6

2

2

0

0

0,1

0

27,1

10

0

7

2

0,1

7

6

3

0,1

0,1

0

0

0

25,4

11

0

6

2

0,4

1,2

1

1,2

0,4

0

1

0

0,4

14

12

0

2

1

1,5

0

0

0

0

0

0

1

0

5,5

Итого:

17

51

26

32

55

49

26

70

77

50

95

16

Цифры, приведенные в таблице 3.1 условны, поскольку количество информации, идущей от одного отдела к другому, невозможно подсчитать без наблюдения за функционирующей сетью, но они учитывают факторы, увеличивающие объём реально передаваемой информации, а именно следующие факторы:

1. 10% реально передаваемой информации является служебной;

2. увеличение потока информации в среднем на 20% в год;

3. поток увеличивается в 1,4 — 1.7 раза за счет помехоустойчивого кодирования;

4. планируемый срок нормального функционирования сети — 5 лет.

Не исключается существование в сети недокументированного трафика. На основе схемы распределения информационных потоков можно получить интересующие нас данные, необходимые для проектирования сети на начальном этапе. Обмен информацией может происходить как напрямую, так и через посредников, но, исходя из соображений безопасности данных, трафик должен проходить через сервер баз данных и файл-сервер.

3.1.1 Определение информационной схемы сети предприятия с учетом серверов

Для выяснения числа и видов серверов необходимо выяснить потребности сотрудников. Любой сотрудник должен иметь возможность связаться с определенной базой данных и получить нужную информацию. Каждый сотрудник в ходе работы обменивается информацией с другими сотрудниками и пользуется общими ресурсами сети. По мере необходимости определённые сотрудники могут выходить в Internet и получать нужную информацию.

В данной сети необходимо взять следующие сервера:

· 1. PDC-Primary Domain Controllers. Первичный контроллер домена, где будут храниться учетные записи всех пользователей

· 2. BDC-Back-up Domain Controllers. Резервный контроллер домена необходим для защиты вышедшего из строя PDC. PDC передает информацию в BDC.

· Proxy-Server. Используется для выхода в Internet, заменяет адреса машин на один IP-адрес, позволяет вести учёт трафика.

· Web-сервер. Служит для обеспечения доступа в Internet.

· E-mail. Внешняя почта.

6. DNS-сервер- Domain Name System. Это распределенная база данных, поддерживающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Internet. Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла. Спецификация DNS определяется стандартами RFC 1034 и 1035. DNS требует статической конфигурации своих таблиц, отображающих имена компьютеров в IP-адрес.

Протокол DNS является служебным протоколом прикладного уровня. Этот протокол несимметричен — в нем определены DNS-серверы и DNS-клиенты. DNS-серверы хранят часть распределенной базы данных о соответствии символьных имен и IP-адресов. Эта база данных распределена по административным доменам сети Internet. Клиенты сервера DNS знают IP-адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают известное символьное имя и просят вернуть соответствующий ему IP-адрес. Если данные о запрошенном соответствии хранятся в базе данного DNS-сервера, то он сразу посылает ответ клиенту, если же нет — то он посылает запрос DNS-серверу другого домена, который может сам обработать запрос, либо передать его другому

DNS-серверу. Все DNS-серверы соединены иерархически, в соответствии с иерархией доменов сети Internet. Клиент опрашивает эти серверы имен, пока не найдет нужные отображения. Этот процесс ускоряется из-за того, что серверы имен постоянно кэшируют информацию, предоставляемую по запросам. Клиентские компьютеры могут использовать в своей работе IP-адреса нескольких DNS-серверов, для повышения надежности своей работы.

7. File-server- сервер документооборота.

8. DBS-Datebase server. Сервер предназначен для работы с базами данных. На авиапредприятии 4 базы данных:

а) База данных для бухгалтерии;

б) База данных для отдела кадров;

в) База данных для отдела сбыта;

г) База данных для отдела снабжения;

9. RAS- Remote Access server — это сервер удалённого доступа, который выполняет большой спектр функций по обслуживанию многочисленных удалённых клиентов. RAS server-это обычный компьютер или специализированное устройство, предоставляющее доступ к последовательным портам ввода -вывода, к которым подключаются разделяемые модемы.

10. Application server. Пользователи получают доступ к данным на сервере баз данных через сервер приложений, а администраторы, выполняя задачи конфигурирования, администрирования и поддержки базы данных, производят непосредственный доступ к серверу баз данных.

11. Антивирусный сервер.

12. Сервер внутренней почты. Cотрудники ООО «Шанс принт» для обмена служебными документами в системе документооборота, подключены к электронной внутренней почте (через Exchange-Server). А для получения и обмена информацией с объектами за пределами предприятия они имеют выход в глобальную сеть Internet. Выход в глобальную сеть Internet осуществляется через Proxy-Server, сервер, на который предварительно поступает вся информация из сети, позволяет отвергнуть нежелательные запросы.

Имеется возможность объединить несколько серверов в один для удобства.

Таблица 1.2 Таблица серверов

Название сервера

Объединенный сервер

1. PDС

2. DNS-внутренний

3. Внутренняя почта

S1

4. BDС

5. File-server

6. Антивирусный сервер

S2

6. Web-server

7. E-mail

8. Proxy-server

9. RAS

10. DNS-внешний

S3

11. Application-server

S4

12. DateBase-server

S5

Таким образом, необходимо 5 серверов.

Рис. 3.2. Схема сети предприятия с учетом серверов.

Информация о передаваемом трафике между отделами и серверами сведена в табл. 3.3.

Таблица 3.3 Трафик между отделами

DataBase Server

PDC

Proxy

E-mail

Application

сервер

сервер

Server

Директор

1500

1200

1500

500

1500

100

60

100

25

100

120

80

120

45

120

Главный инженер

1200

-

-

-

1200

60

-

-

-

60

80

-

-

-

80

Отдел АСУ

1000

-

1000

-

1000

50

-

50

-

50

70

-

70

-

70

Бухгалтерия

1500

-

-

-

1500

100

-

-

-

100

120

-

-

-

120

Экономический отдел

500

-

-

-

500

25

-

-

-

25

45

-

-

-

45

DataBase Server

PDC

Proxy

E-mail

Application

сервер

сервер

Server

Отдел кадров

300

2900

-

-

300

15

170

-

-

15

35

230

-

-

35

Отдел службы подстанций

100

-

1000

-

100

10

-

50

-

10

30

-

70

-

30

Отдел снабжения

1500

-

300

500

1500

100

-

100

50

100

120

-

80

70

120

Отдел ЛЭП

7600

1200

6800

1000

4200

460

60

300

75

460

620

80

320

115

620

Отдел МИТ

120

60

80

Отдел ЛЭП

1500

1000

100

50

120

70

Отдел распределительных сетей

300

500

7600

100

50

460

80

70

620

Столовая

500

300

25

15

45

35

Итого

16 000

2900

19 700

1500

13 100

1045

170

1160

125

985

1365

230

1400

185

1345

Цифры, приведенные в табл. 3.3 условны, поскольку количество информации, запрашиваемой каждым отделом с серверов, невозможно подсчитать без наблюдения за функционирующей сетью. В табл. 3.3. первое число обозначает средний трафик за месяц. (Мбайтмесяц). Второе число соответствует наибольшему трафику, возникающему в начале и конце рабочего дня, (Мбайтсутки). Третье число-это максимальные выбросы трафика (квартальный отчет и т. д.), (Мбайтсутки).

Расчет информационной нагрузки сети с учетом пропускных возможностей Каналов:

Предположим, что 80% всего потока информации приходится на работу с базой данных. Подсчитаем время ответа БД на полученный от пользователя запрос при нормальном и загруженном трафике. Объём базы данных примем 100Mb, количество пользователей — 47, скорость обработки запроса БД — 1Mb/s, скорость отправления ответа — 10 Mb/s.

1. Нормальный трафик:

Предположим, что каждый пользователь запрашивает 0,1 Mb БД, тогда Mb — объём информации, запрашиваемой всеми пользователями сети;

— время обработки запроса;

— среднее время ответа;

5,5 с+0,55 с=6,05 с — общее время

2. Загруженный трафик:

Пользователи запрашивают 10% всей БД, тогда

— объём информации, запрашиваемой всеми пользователями сети при загруженном трафике;

— среднее время обработки запроса;

— время ответа;

Из полученных результатов видно, что при организации сети в 100 Mbit/s получаем приемлемое время ожидания ответа от серверов.

Список использованных источников

1. Олифер, В.Г. «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы»: Учебник для вузов. 3-е изд./ Олифер Н. А. — Спб.: Питер, 2006 — 958 c.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой