Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования Российской федерации

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса

Кафедра информационные системы

Курсовая работа

тема: Разработка компьютерного зала

по дисциплине: Информационные сети

Шахты 2010



Содержание

Введение

1.Анализ и выбор методов построения сети

1.1 Выбор топологии сети

1.2 Выбор модели сети

1.3 Выбор стандарта

1.4 Выбор кабельной системы

1.5 Выбор сетевого оборудования

1.6 Выбор протокола

2. Анализ и выбор технических средств реализации вычислительной сети

2.1 Выбор аппаратного обеспечения сервера и рабочих станций

2.2 Выбор сетевого оборудования

2.3выбор сетевого программного обеспечения

2.4 Планирование информационной безопасности

Заключение

Список литературы

Приложение а. Схема ЛВС

Приложение в. Технические средства сети

Условие задачи

Тема: Разработка ЛВС компьютерного зала, 12, общий сетевой принтер и подключение ЛВС к INTERNET (ADSL).

Для решения данной проблемы необходимо выбрать требуемое компьютерное оборудование и спроектировать локальную вычислительную сеть. Учесть, что сервер сети компьютерного зала должен работать как сервер приложений.

В компьютерном зале находятся 12 рабочих мест, все компьютеры расположены на одном этаже. Размещение людей по рабочим местам приведено на рисунке 1.

локальный вычислительный сеть программный

Рисунок 1 Схема компьютерного зала



Введение

Любая компьютерная система, состоящая из нескольких компьютеров, наверняка перерастет в более сложную систему, которая потребует высокоскоростного обмена данными между компьютерами с сервисными возможностями. Такой обмен не может быть организован при помощи стандартных простых средств операционных систем (ОС) и прикладных программ, а требует организации принципиально новой информационной структуры - сети.

Задание состоит в проектировании вычислительной сети как основы комплекса технических средств информационной системы в компьютерном зале.

В данном курсовом проекте необходимо разработать и провести сравнительный анализ различных вариантов архитектуры ВС с системных позиций по основным критериям. Затем необходимо выбрать среди этих вариантов оптимальный. Далее необходимо разработать структурную схему проектируемой ЛВС. Таким образом, на основе исходных данных об автоматизируемых функциях и основных требований к комплексу технических средств мы спроектируем ЛВС для информационной системы в нашей предметной области.

Обоснование потребности проектирования ЛВС.

ЛВС - набор аппаратных средств и алгоритмов, которые обеспечивают соединение компьютеров и других периферийных устройств (принтеров, дисковых контроллеров и т.п.), расположенных на сравнительно небольшой территории (одного предприятия, офиса, одной комнаты), и позволяющих совместно использовать информационные ресурсы, периферийные устройства, обмениваться данными.

Отсутствие ЛВС в компьютерном зале приводит к тому что:

1.Перенос информации с одного компьютера на другой осуществляется при помощи дискет.

2.Доступ к глобальной сети может производиться только с одного компьютера, имеющего модем.

3.Взаимодействие между пользователями компьютеров осуществляется только в форме личного контакта.

4.В организации имеется несколько периферийных устройств, однако ими оборудованы не все компьютеры. Чтобы воспользоваться периферийным устройством нужно применить дискету и освободить на некоторое время компьютер, к которому подключено данное устройство.

Исходя из всех многочисленных возможностей, которые открывает пользователям ЛВС можно выявить потребности проектирования ЛВС в данной организации.



1.Анализ и выбор методов построения сети

1.1 Выбор топологии сети

Под топологией вычислительной сети понимается способ соединения ее отдельных компонентов (компьютеров, серверов, принтеров и т.д.). Различают три основных топологий:

топология типа звезда;

топология типа кольцо;

топология типа общая шина.

При использовании топологии типа звезда информация между клиентами сети передается через единый центральный узел (рис. 1.1.1). В качестве центрального узла может выступать сервер или специальное устройство - концентратор (Hub).

Рис. 1.1.1. Топология типа звезда

Преимущества данной топологии состоят в следующем:

Высокое быстродействие сети, так как общая производительность сети зависит только от производительности центрального узла.

Отсутствие столкновения передаваемых данных, так как данные между рабочей станцией и сервером передаются по отдельному каналу, не затрагивая другие компьютеры.

Однако помимо достоинств у данной топологии есть и недостатки:

Низкая надежность, так как надежность всей сети определяется надежностью центрального узла. Если центральный компьютер выйдет из строя, то работа всей сети прекратится.

Высокие затраты на подключение компьютеров, так как к каждому новому абоненту необходимо ввести отдельную линию.

При топологии типа кольцо все компьютеры подключаются к линии, замкнутой в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер (рис. 1.1.2).

Рис. 1.1.2. Топология типа кольцо

Передача информации в такой сети происходит следующим образом. Маркер (специальный сигнал) последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, которому требуется передать данные. Получив маркер, компьютер создает так называемый "пакет", в который помещает адрес получателя и данные, а затем отправляет этот пакет по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя.

После этого принимающий компьютер посылает источнику информации подтверждение факта получения данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

Преимущества топологии типа кольцо состоят в следующем:

Пересылка сообщений является очень эффективной, т.к. можно отправлять несколько сообщений друг за другом по кольцу. Т.е. компьютер, отправив первое сообщение, может отправлять за ним следующее сообщение, не дожидаясь, когда первое достигнет адресата.

Протяженность сети может быть значительной. Т.е. компьютеры могут подключаться к друг к другу на значительных расстояниях, без использования специальных усилителей сигнала.

К недостаткам данной топологии относятся:

Низкая надежность сети, так как отказ любого компьютера влечет за собой отказ всей системы.

Для подключения нового клиента необходимо отключить работу сети.

При большом количестве клиентов скорость работы в сети замедляется, так как вся информация проходит через каждый компьютер, а их возможности ограничены.

Общая производительность сети определяется производи-тельностью самого медленного компьютера.

При топологии типа общая шина все клиенты подключены к общему каналу передачи данных (рис. 1.1.3). При этом они могут непосредственно вступать в контакт с любым компьютером, имеющимся в сети. Передача информации в данной сети происходит следующим образом. Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети. Однако информацию принимает только тот компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя. Причем в каждый момент времени, только один компьютер может вести передачу данных.



Рис. 1.3. Топология типа общая шина

Преимущества топологии общая шина:

Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру.

Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга. Т.е. при подключении нового абонента нет необходимости останавливать передачу информации в сети.

Построение сетей на основе топологии общая шина обходится дешевле, так как отсутствуют затраты на прокладку дополнительных линий при подключении нового клиента.

Сеть обладает высокой надежностью, т.к. работоспособность сети не зависит от работоспособности отдельных компьютеров.

К недостаткам топологии типа общая шина относятся:

Низкая скорость передачи данных, т.к. вся информация циркулирует по одному каналу (шине).

Быстродействие сети зависит от числа подключенных компьютеров. Чем больше компьютеров подключено к сети, тем медленнее идет передача информации от одного компьютера к другому.

Для сетей, построенных на основе данной топологии, характерна низкая безопасность, так как информация на каждом компьютере может быть доступна с любого другого компьютера.

Самым распространенным типом сети с топологией общая шина является сеть стандарта Ethernet со скоростью передачи информации 10 - 100 Мбит/сек.

Мы рассмотрели основные топологии ЛВС. Однако на практике при создании ЛВС организации могут одновременно использоваться сочетание нескольких топологий. Например, компьютеры в одном отделе могут быть соединены по схеме звезда, а в другом отделе по схеме общая шина, и между этими отделами проложена линия для связи.

1.2 Выбор модели сети

Существует две модели локальных вычислительных сетей:

· одноранговая ЛВС;

· ЛВС типа клиент-сервер.

Данные модели определяют взаимодействие компьютеров в локальной вычислительной сети. В одноранговой сети все компьютеры равноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к данным, которые хранятся на его компьютере.

В одноранговой сети пользователю, работающему за любым компьютером доступны ресурсы всех других компьютеров сети. Например, сидя за одним компьютером, можно редактировать файлы, расположенные на другом компьютере, печатать их на принтере, подключенном к третьему, запускать программы на чевертом.

К достоинствам такой модели организации ЛВС относится простота реализации и экономия материальных средств, так как нет необходимости приобретать дорогой сервер. Несмотря на простоту реализации, данная модель имеет ряд недостатков:

· низкое быстродействие при большом числе подключенных компьютеров;

· отсутствие единой информационной базы;

· отсутствие единой системы безопасности информации;

· зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера, т.е. если компьютер выключен, то вся информация, хранящиеся на нем, будет недоступна.

Одноранговую модель сети можно рекомендовать для небольших организациях при числе компьютеров до 20 шт.

В ЛВС типа клиент-сервер имеется один (или несколько) главных компьютеров - серверов. Серверы используются для хранения всей информации в сети, а также для ее обработки. В качестве достоинств такой модели следует выделить:

· высокое быстродействие сети;

· наличие единой информационной базы;

· наличие единой системы безопасности.

Однако у данной модели есть и недостатки. Главный недостаток заключается в том, что стоимость создания сети типа клиент-сервер значительной выше, за счет необходимости приобретать специальный сервер. Также к недостаткам можно отнести и наличие дополнительной потребности в обслуживающем персонале - администраторе сети.

Для данной организации была выбрана ЛВС на основе клиент-сервер, со смешанной топологией. Учитывая особенности расположения офисов и функциональных задач, данная архитектура является оптимальной.

1.3 Выбор стандарта

Локальная сеть Token Ring. Этот стандарт разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная или экранированная витая пара (UPT или SPT) или оптоволокно. Скорость передачи данных 4 Мбит/с или 16Мбит/с. В качестве метода управле-ния доступом станций к передающей среде используется метод - маркерное кольцо (Тоken Ring). Основные положения этого метода:

· устройства подключаются к сети по топологии кольцо;

· все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);

· в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.

Типы пакетов. В IВМ Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов:

· пакет управление/данные (Data/Соmmand Frame) - с помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети;

· маркер (Token) - станция может начать передачу данных только после получения такого пакета.

· В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных;

· пакет сброса (Аbort) - посылка такого пакета вызывает прекращение любых передач. В сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо.

Локальная сеть Arсnet

Arсnet (Attached Resource Computer NETWork ) - простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на Аrcnet приобрела корпорация SМС (Standard Microsistem Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей Аrcnet. В качестве передающей среды используются витая пара, коаксиальный кабель (RG-62) с волновым сопротивлением 93 Ом и оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных - 2,5 Мбит/с. При подключении устройств в Аrcnet применяют топологии шина и звезда. Метод управления доступом станций к передающей среде - маркерная шина (Тоken Bus). Этот метод предусматривает следующие правила:

· Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные только получив разрешение на передачу (маркер);

· В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

· Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Основные принципы работы. Передача каждого байта в Аrcnet выполняется специальной посылкой ISU (Information Symbol Unit - единица передачи информации), состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается начальный разделитель АВ (Аlегt Вurst), который состоит из шести служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции преамбулы пакета. В Аrcnet определены 5 типов пакетов:

1. Пакет IТТ (Information To Transmit) - приглашение к передаче. Эта посылка передает управление от одного узла сети другому. Станция, принявшая этот пакет, получает право на передачу данных

2. Пакет FBE (Free Buffeг Еnquiries) - запрос о готовности к приему данных. Этим пакетом проверяется готовность узла к приему данных.

3. Пакет данных. С помощью этой посылки производиться передача данных.

4. Пакет АСК (ACKnowledgments) - подтверждение приема. Подтверждение готовности к приему данных или подтверждение приема пакета данных без ошибок, т.е. в ответ на FBE и пакет данных.

5. Пакет NAK ( Negative AcKnowledgments) - неготовность к приему. Неготовность узла к приему данных ( ответ на FBE ) или принят пакет с ошибкой.

В сети Arknet можно использовать две топологии: звезда и шина. Локальная сеть Ethernet.

Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3. Различия между ними незначительные.

Основные принципы работы. На логическом уровне в Ethernet применяется топология шина:

· все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е. любая станция может начать передачу в любой момент времени (если передающая среда свободна);

· данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Для данной организации была выбрана архитектура на основе локальной сети Ethernet. Данная сеть является оптимальной по показателям надежность/стоимость, и отвечает всем требованиям по автоматизации процессов предприятия.

1.4 Выбор кабельной системы

Выбор кабельной системы зависит от интенсивности сетевого трафика, требований к защите информации, максимального расстояния, требований к характеристикам кабеля, стоимости реализации.

Кабельная система должна соответствовать условиям ее применения. К числу факторов, влияющих на стоимость и пропускную способность кабеля, относятся: простота монтажа, экранирование, перекрестные помехи, скорость передачи, стоимость кабеля, затухание сигнала, стоимость оборудования, необходимого для подключения кабеля.

Коаксиальный кабель представляет собой провод, состоящий из медной жилы и металлической оплетки. Между жилой и оплеткой имеется слой изоляции, защищающий от короткого замыкания жилы и оплетки. Жила служит для передачи данных, оплетка же обеспечивает защиту передаваемых данных от внешних электромагнитных помех. Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем из резины. Примером коаксиального кабеля может служить кабель, который используется для подключения внешней антенны к телевизору.

Рис. 1.4.1. Коаксиальный кабель.

Существуют два типа коаксиальных кабелей:

тонкий коаксиальный кабель;

толстый коаксиальный кабель.

Тонкий коаксиальный кабель имеет диаметр около 0,5 см и подключается непосредственно к сетевым адаптерам компьютера. Тонкий коаксиальный кабель из-за затухания сигнала обеспечивает передачу данных только до 200 м.

Для подключения тонкого кабеля используются следующие разъемы (Рис. 1.4.2.):

1. BNC-коннектор;

2. T-коннектор;

3. BNC-терминатор.

Рис. 1.4.2. Подключение тонкого коаксиального кабеля



Толстый коаксиальный кабель имеет диаметр около 1 см. Обладает той особенностью, что благодаря использованию более толстой жилы, обеспечивает передачу данных на расстояние до 500 м. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяется специальное устройство - трансивер.

Трансивер для подключения к толстому кабелю снабжен специальным разъемом, называемым "зуб вампира" (vampire tap). Этот зуб проникает сквозь изоляцию провода и соприкасается с жилой.

Рис. 1.4.3. Подключение толстого коаксиального кабеля

Неэкранированная витая пара состоит из двух изолированных перевитых вокруг друг друга медных проводов. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех. Максимальная длина неэкранированной витой пары составляет 100 м.

Неэкранированная витая пара разделена на следующие категории:

· категория 1 - традиционный телефонный кабель, по которому передается только голос, но не данные;

· категория 2 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 4 Мбит/сек, и состоящий из 4-х витых пар;

· категория 3 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/сек, и состоящий из 4-х витых пар с девятью витками на метр;

· категория 4 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 16 Мбит/сек, и состоящий из 4-х витых пар;

· категория 5 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 100 Мбит/сек, и состоящий из 4-х витых пар медного провода. Кабель данной категории используется в современных вычислительных сетях.

Рис.1.4.4. Витая пара

Для подключения экранированной и неэкранированной витой пары к компьютеру используются коннекторы RJ-45, которые похожи на телефонные RJ-11, но отличаются по размерам и числу контактов. Коннектор RJ-45 чуть больше по размеру и имеет восемь контактов, а RJ-11 только четыре.

Отличительная особенность использования витой пары состоит в том, что каждый компьютер к вычислительной сети должен подключаться с помощью отдельного кабеля через концентратор.

Кабель экранированной витой пары имеет медную оплетку, которая обеспечивает дополнительную защиту от помех. Следовательно, экранированная витая пара обеспечивает передачу данных на большее расстояние и с большей скоростью.

Для данной организации был выбран кабель «Витая пара». Архитектура предприятия (меньше 100 метров прокладки от ПК к switch) позволяет использовать витую пару, как основу связи ЛВС.

1.5 Выбор сетевого оборудования

Сетевые карты, являются одной из важнейших компонент любой компьютерной сети. Сетевые карты выступают в качестве физического интерфейса для соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Сетевая карта вставляется в свободный слот расширения на материнской плате компьютера и различаются по типу используемого разъема: ISA, EISA, PCI.

Основное назначение сетевой карты:

· подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;

· передача данных другому компьютеру;

· управление потоком данных между компьютером и кабельной системой.

Рис. 1.5.1. Плата сетевого адаптера.

Кроме того, сетевая плата, принимает данные из кабеля и переводит их в форму, понятую центральному процессору компьютера. Также каждая сетевая карта имеет уникальный адрес (MAC). Сетевые адреса определены комитетом IEEE, этот комитет закрепляет за каждым производителем некий интервал адресов. Производители «зашивают» эти адреса в микросхемы сетевой карты.

Среди дополнительного сетевого оборудования следует выделить следующие:

Концентратор (повторитель, разветвитель, reрeater, hub) - устройство, служащее для "разветвления" сигнала в сегменте сети. Сигнал, полученный концентратором на одном порту, усиливается и передается на все порты устройства. Портов может быть минимум 2, тогда это называется "повторитель" (reрeater). При использовании концентраторов возможны коллизии.

Рис. 1.5.2. Концентратор

Концентраторы вносят минимальную задержку в распространение сигнала. Как и сетевые адаптеры, они являются устройствами 1-го уровня, т.е. работают с сетью на уровне сигналов.

Коммутатор (то же самое, что переключатель, мост, switch, bridge) - устройство, служащее для разделения сети на отдельные сегменты, которые могут содержать концентраторы и сетевые карты. Коммутаторы являются устройствами 2-го уровня, т.е. содержат в себе порты - устройства 1-го уровня для работы с сигналами, но помимо этого, работают с содержимым сетевых пакетов - читают поле физического адреса назначения (MAC) пакета, пришедшего на один из портов, и в зависимости от его значения и таблицы MAC-адрес - порт "ретранслируют" пакет на другой порт (или не ретранслируют). Коммутатор с 2-мя портами называется мостом (bridge), при этом порты могут иметь разные сетевые стандарты: Ethernet и Token Ring, 10Base-T и 100Base-T.

Роутер (то же самое, что маршрутизатор, router) - это устройство, служащее для разделения сети на подсети, которые могут содержать коммутаторы, концентраторы и сетевые карты. Рутеры являются устройствами 3-го уровня, т.е. помимо функций 1-го и 2-го уровней работают с содержимым пакетов на уровне сетевых адресов (не с MAC) и переправляют пакеты на другие порты (или не переправляют). Таблицы при этом имееют более сложные структуры, чем у коммутаторов и занимают больше места. Помимо "чистой маршрутизации" рутеры обычно выполняют функции FireWall и оптимизации потоков данных.

Шлюз - это сетевое устройство, которое передает протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети). Шлюз является наиболее сложной ретрансляционной системой, обеспечивающей взаимодействие сетей с различными наборами протоколов всех семи уровней. В свою очередь, наборы протоколов могут опираться на различные типы физических средств соединения. Шлюзы оперируют на верхних уровнях модели OSI и представляют наиболее развитый метод подсоединения сетевых сегментов и компьютерных сетей.

Учитывая площадь здания, следует констатировать что ля построения сети в аднной организации необходимы устройства для разделения сети на сегменты. Учитывая тот факт, что в данное время коммутаторы имеют явное преимущество над концентраторами, я остановлю свой выбор на них.

Выход в Интернет будет осуществляться посредством внутреннего сетевого адаптера сервера. ЛВС же будет подключаться к серверу посредством интегрированного сетевого контроллера. Таким образом, роль Интернет-шлюза будет играть сам сервер.

Подключение Интернета через сервер также позволит наладить эффективную политику безопасности и контроля трафика.

1.6 Выбор протокола

Протокол - это набор правил и технических процедур, регулирующих осуществления связи между компьютерами в сети. Процесс передачи данных по сети разбивается на несколько шагов. При этом очередность выполнения данных шагов строго определена. Задачей протоколов является определение таких шагов и контроль за их выполнением.

TCР/IР (Transmission Control Рrotocol/Internet Рrotocol) -- промышленный стандартный набор протоколов, которые обеспечивают связь в гетерогенной (неоднородной) среде, т.е. обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость -- одно из основных преимуществ TCР/IР, поэтому большинство ЛВС поддерживает его. Кроме того, TCР/IР предоставляет доступ к ресурсам Интернета, а также маршрутизируемый протокол для сетей масштаба предприятия.

Поскольку TCР/IР поддерживает маршрутизацию, он обычно используется в качестве межсетевого протокола. Благодаря своей популярности TCР/IР стал стандартом де-факто для межсетевого взаимодействия. К другим специально созданным для набора TCР/IР протоколам относятся:

· SMTР (Simрle Mail Transfer Рrotocol) -- электронная почта;

· FTР (File Transfer Рrotocol) -- обмен файлами между компьютерами, поддерживающими TCР/IР;

· SNMР (Simрle Network Management Рrotocol) -- управление сетью.

TCР/IР имеет два главных недостатка: размер и недостаточная скорость работы. TCР/IР -- относительно большой стек протоколов, который может вызвать проблемы у MS-DOS-клиентов. Однако для современных операционных систем размер не является проблемой, а скорость работы сравнима со скоростью протокола IРX.

NetBEUI -- расширенный интерфейс NetBIOS. Этот протокол предоставляет программам средства для осуществления сеансов связи с другими сетевыми программами. Он очень популярен, так как поддерживается многими приложениями.

К преимуществам NetBEUI относятся небольшой размер стека, высокая скорость передачи данных по сети и совместимость со всеми сетями Microsoft. Основной недостаток NetBEUI -- он не поддерживает маршрутизацию. Это ограничение относится ко всем сетям Microsoft.

IРX/SРX (Internetwork Рacket Exchange/Sequenced Рacket Exchange) -- стек протоколов, используемый в сетях Novell. Как и NetBEUI, относительно небольшой и быстрый протокол. Но, в отличие от NetBEUI, он поддерживает маршрутизацию.

Прежде всего, при выборе протокола следует определиться с устанавливаемой сетевой операционной системой (ОС). Так как планируется установка ОС от Microsoft, а также тот факт, что все компьютеры подключены к интернету, в качестве сетевого протокола следует предпочесть TCP/IP.

В итоге конфигурация планируемой сети показана в таблице ниже:

Таблица 1.6.1 Конфигурация сети

Компонент/характеристика	Реализация
Топология сети	Древовидная звезда
Модель сети	Клиент-сервер
Стандарт сети	100Base-T
Линия связи (кабель)	Неэкранированная витая пар
Сетевые адаптеры	Интегрированные
Концентраторы (ретрансляторы, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы и т.д.)	2 коммутатора
Протоколы сети	TCP/IP
Управление совместным использованием ресурсов	Централизовано с сервера (установка прав доступа)
Совместное использование периферийных устройств	Принт-сервер, факс-модем
Поддерживаемые приложения	Совместимые с ОС Windows XP,
Подключение к Интернет	Через сервер, посредством внутреннего сетевого адаптера



2. Анализ и выбор технических средств реализации вычислительной сети

2.1 Выбор аппаратного обеспечения сервера и рабочих станций

Можно выделить два основных параметра, отличающих сервер от обычных компьютеров. Во-первых, это очень высокая производительность (это касается, разумеется, и эффективного обмена с периферийными устройствами), достаточно мощная дисковая подсистема (преимущественно со SCSI интерфейсом), а во-вторых, повышенная надежность (сервер как правило работает круглые сутки не выключаясь). Что касается производительности, то для сервера ее довольно часто оценивают в транзакциях. Вообще говоря, под транзакцией понимают совокупность трех последовательных действий: чтение данных, обработка данных и запись данных. Применительно, например, к файл-серверу транзакцией можно считать процесс изменения записи на сервере, когда рабочая станция выполняет модификацию файла, хранимого на сервере.

Немалую роль играет возможность расширения системы и простота ее модернизации, поскольку именно это позволяет обеспечить требуемую производительность не только на текущий момент времени, но и в будущем.

Наибольший интерес представляет максимальный объем оперативной памяти, который можно использовать на данном сервере, возможность установки более мощного процессора, а так же второго процессора (если планируется использование операционной системы, поддерживающей двухпроцессорную конфигурацию). Немаловажным так же остается вопрос о том, какую конфигурацию дисковой подсистемы можно использовать на данном сервере, в первую очередь, какой объем дисков, максимальное их количество. Если в конкретном случае к дисковой подсистеме должны предъявляться особые требования необходимо узнать о возможности применения RAID- массива, а также возможность "горячей" замены накопителей.

Несомненно, что жизненно важным параметром любого сервера является его качественное и бесперебойное питание. В связи с этим необходимо проверить наличие у сервера нескольких (хотя бы двух) блоков питания. Обычно эти два блока питания работают параллельно, т.е. при выходе из строя одного, сервер продолжает работать, получая питание от другого (исправного) блока питания. При этом должна так же быть возможность их "горячей" замены. И само собой разумеется, необходим источник бесперебойного питания. Его наличие позволяет в случае пропадания напряжения в электросети по крайней мере корректно завершить работу операционной системы и выключить сервер.

Если сервер планируется подключать к двум, физически несвязанным сетям необходимо убедиться в возможности установки второй сетевой платы.

Высокая надежность серверов достигается путем реализации комплекса мер, касающихся как обеспечения необходимого теплообмена в корпусе, контроля температуры важнейших компонентов, слежения за рядом других параметров, так и полного или частичного дублирования подсистем.

Так, в подсистеме памяти наряду с обычным контролем четности часто используется контроль с исправлением ошибок ECC (Error Checking and Correction).

В принципе сервер может быть реализован и на обычном, стандартном компьютере, имеющим конфигурацию с достаточно хорошими характеристиками. Операционная система, реализующая сервер не предъявляет специальных требований к аппаратному обеспечению, однако надежность при этом будет снижена. Поэтому если в конкретном случае к надежности сервера предъявляются повышенные требования рекомендуется использовать специально предназначенные для этого компьютеры.

Выбор процессора. На сегодняшний день рынок центральных процессоров заняли и уже удерживают несколько лет две ведущие компании - AMD и INTEL.

Процессоры от этих фирм отличаются архитектурой и принципом работы. Ведется очень сильная конкурентная борьба, и INTEL и AMD предлагают множество процессоров, разной производительности и различной стоимости. Сравнивать же по техническим характеристикам эти процессоры не представляется возможным из-за разности архитектур. Ни частота работы, ни объем кэш памяти не скажут нам о действительном превосходстве процессора той или иной фирмы.

Единственный способ определения «кто лучше?» является проведение их тестирование с помощью различных программных комплексов. И именно здесь проявляются их различия. Во многих обзорах выделяют, что процессоры AMD обгоняют процессоры от Intel в игровых приложениях, обратная ситуация наблюдается при решении математических задач и в работе с базами данных. Также можно указать ту особенность, что при почти одинаковых показателях производительности в некоторых приложениях, процессоры фирмы AMD имеют стоимость гораздо меньшую, чем их соперники из INTEL.

Что касается надежности работы, энергопотребления и температурных показателей, то здесь, судя по обзорам, AMD уступает INTEL.

В результате почти все серверные машины строятся на базе процессоров INTEL (хотя и здесь в последнее время AMD отвоевывает позиции с процессорами phenom). Что касается мультимедийных систем, то здесь лидирует AMD. В офисном секторе фирмы занимают почти равные позиции.

При выборе аппаратного обеспечения сервера я остановлюсь на процессоре от INTEL, обладающим высокой производительностью на основе двуядерных технологий Core 2 Duo.

При выборе аппаратного обеспечения рабочих станций, я остановлюсь на процессоры от AMD со средним значением производительности и не высокой ценой.

Выбор системной платы. Материнская плата для сервера должна быть надежной, и поддерживать как можно больше различных спецификаций (RAID, DDR3 и др.). Также необходима поддержка всех современных процессоров от INTEL, чтобы при необходимости было бы возможным повысить производительность системы заменой процессора. Также должно быть достаточно различных слотов для расширения системы.

При выборе материнской платы я остановлюсь на ABIT P-35 на sockete 775, так как она является оптимальной по варианту цена-производительность, она обладает хорошей пропускной способностью, двухканальной архитектурой для оперативной памяти (поддержка объема оперативной памяти до 8Гб). Также эта плата обеспечена встроенной сетевой картой с пропускной способностью до 1Гб/сек.

Данная материнская плата не имеет интегрированного видео-адаптера, по этой причине в дополнении к ней была выбрана видео-карта PCI Express GeForce 8600 - оптимальный вариант для работы с графическими программами.

При выборе оперативной памяти для сервера я остановлюсь на двух комплектах OCZ Gold Series (4 планки по 512 Мбайт) Установка памяти из комплектов позволит наиболее эффективно использовать двухканальный режим её работы.

Выбор жесткого диска. При выборе запоминающих устройств надо особое внимание уделять его надежности, это особенно касается оборудования для сервером. Учитывая то обстоятельство, что предполагается организация большой базы данных, считаю необходимым использование RAID-массива.

В построении сервера я отдам предпочтение уровню RAID-5. Блоки данных и контрольные суммы, в этом массиве, циклически записываются на все диски. Это самый популярный из уровней, в первую очередь благодаря своей экономичности. Жертвуя ради избыточности ёмкостью всего одного диска из массива, мы получаем защиту от выхода из строя любого из винчестеров тома. На запись информации на том RAID 5 тратятся дополнительные ресурсы, так как требуются дополнительные вычисления, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких накопителей массива распараллеливаются.

Минимальное количество используемых дисков равно трём, поэтому для организации RAID были выбраны именно три диска от надежного производителя Segate, емкостью в 250 Gb каждый.

Для рабочих станций были выбраны винчестеры самых маленьких объемов, из имеющихся в магазине - 80,0 Gb компании Hitachi. Данный объем вполне достаточен для установки различных профессиональных приложений и офисных программ. А размер кэш-памяти в 8Мб и интерфейс SATA2 позволят организовать работу без задержек.

При выборе устройств считывания и записи оптических носителей информации для сервера было отдано предпочтение DVD±RW ASUS DRW-2014L1T -

позволяющим надежно записывать все распространенные форматы дисков в данный момент. Для рабочих станций, с целью безопасности и удешевления стоимости были выбраны приводы только с возможностью считывания CD/DVD дисков - DVD-ROM NEC.

Форм-фактов корпусов определился при выборе материнских плат - для рабочих станций я отдам предпочитение mini-Tower фирмы Foxconn, с мощностью блоков питания на 500Вт. Для сервера был выбран средний корпус midi-Tower с 6 отсеками 3,5, мощностью блока питания в 500Вт, и дополнительной системой охлаждения.

При выборе монитора было отдано предпочтение 19-ти дюймовым жидкокристаллическим мониторам, так как различия в стоимости с 17-ти дюймовыми минимальны. При этом следует помнить, что офисная работа не предъявляет особых требований к производительности монитора (время отклика, угол обзора и др.), по этой причине была выбрана одна из самых дешевых моделей фирмы ACER - надежного производителя мониторов.

В качестве средств ввода были выбраны стандартные комплекты клавиатура+мышь.

Для обеспечения надежности хранения данных и для предотвращения потери информации в результате сбоев в энергообеспечении в офисе мною были выбраны источники бесперебойного питания (UPS) Ippon Back Office 600.

2.2 Выбор сетевого оборудования

Схема ЛВС представлена в приложении А. При построении сети учитывались особенности стандарта 100Base-T: топология звезда и длина сегмента не более 100м. Также следует уточнить что в качестве центральных узлов могли бы быть использованы простые концентраторы, однако почти все современные устройства объединяют в себе функции концентратора, по сути являясь коммутаторами. Также по причине того, что найти простой концентратор оказалось достаточно сложным в сети были использованы коммутаторы.

Для прокладывания сети в данной организации нам потребуется нам будет достаточно 300м. или 3 бухт кабеля витой пары (100м.).

В качестве коммутаторов выбраны 2 одинаковых устройства - Asus GX1024X, 24 порта 10/100 Мбит/с.

Данный коммутатор обеспечивает скоростную коммутацию без блокирования. Легко подключается по принципу plug-and-play, и не требует выполнения конфигурации. Автоматическая скорость и дуплексный режим согласования предназначены для облегчения сетевого подключения и обеспечения оптимальной производительности.

Характеристики:

· Неуправляемый коммутатор с 24 портами.

· Совместимость IEEE 802.3 (10Base-T) и IEEE 802.3u (100Base-TX).

· Автоматическое согласование скоростей передачи данных (10/100 Мбит/сек.) и дуплексный режим.

· Поддержка адресных таблиц до 8K с автоматическим опознаванием адресов и устареванием.

· Поддержка регулирования потока данных IEEE 802.3x для полного дуплексного режима 10/100 Мбит/сек.

· Поддержка генерации обратного трафика (back-pressure) для полудуплексного режима 10/100 Мбит/сек.

· Максимальная скорость проводной коммутации на всех портах.

Количество оставшихся неиспользуемых портов у первого коммутатора (в начале здания) - 4, у второго - 8. Таким образом еще остается возможность для расширения ЛВС.

Также в соответствии с заданием было необходимо произвести установку дополнительного оборудования: сетевой принтер, сканер и модем.

В качестве принтера использовалось оборудование от фирмы D-Link - DP-301U 1 (port 10/100Mb, 1 port USB). Работая с большим количеством операционных систем, устройство придает высокий уровень гибкости и производительности печатным работам. Принт-сервер позволит пользователям разделять его в сети и сохранит средства на покупку новых принтеров.

Подключение к локальной сети осуществляется через порт 10/100Mбит/с Fast Ethernet, который автоматически определяет скорость сети и используя автосогласование, устанавливает наибольшую возможную скорость передачи.

В качестве принтера был выбран цветной лазерный принтер Samsung CLP-300 А4, который позволяет добиться великолепных результатов благодаря прекрасной производительности, высокой скорости печати, быстрым выходом первой страницы, а также набором функций и дополнительных принадлежностей. Принтер разработан с учетом потребностей рабочих групп с 10 - 15 пользователями на больших, средних и малых предприятиях. Среди характеристик можно выделить скорость печати - 33стр/мин, а также нагрузку в размере 200 000 стр/мес.

При выборе сканера я остановлюсь на Canon CanoScan LiDE 25 (A4 Color, plain, 1200Ч2400 dpi, обладающем приемлемой ценой.

Модем подсоединятся к серверу ЛВС. Был выбран Модем D-Link DSL-2540U / BRU / D ADSL / 2 / 2+Router with 4-port 10 / 100 МБ switch and splitter.

2.3 Выбор сетевого программного обеспечения

Основными разработчиками сетевых программных продуктов для серверных ЛВС являются фирмы Novell и Microsoft. Семейство основных сетевых операционных систем фирмы Novell содержит продукты NetWare версий 1.X, 2.X, 3.X, 4.X, 5.X.

В 1985 году фирма Novell выпустила сетевую ОС, названную Advanced NetWare 1.0 (версия 1.2 появилась чуть позже, в том же году), которая явилась первой ОС, использующая преимущества защищенного режима процессора 80286.

Версия 2.0 Advanced NetWare была выпущена в 1986-м году и предоставляла ЛВС улучшенные характеристики, лучшую производительность и возможности организации межсетевого обмена. Одной из выдающихся особенностей данной версии была способность соединять до четырех различных сетей с одним файловым сервером.

С появлением процессоров 80386 фирма выпустила следующую версию продукта NetWare 3.12 которая использовала преимущества этих процессоров. Она предоставляет расширенные возможности: доступ к памяти до 4 гигабайт для кэширования, присоединение к одному серверу до 250 пользователей, максимальный размер файла до 4 гигабайт, один файл может располагаться на нескольких носителях. До 100000 файлов могут быть открыты одновременно.

Версия 3.12 ОС NetWare воплотила обещание фирмы Novell поддерживать рабочие станции под управлением различных ОС. На сервере могут храниться файлы для рабочих станций с операционными системами Dos, Macintosh, OS/2, UNIX. Для этого на сервере, управляемом ОС NetWare 3.12 предусмотрены специальные атрибуты для имен файлов.

В 1993-м году фирмой была выпущена версия NetWare 4.X Эта версия полностью совместима с предыдущими версиями систем, однако в эту версию фирма внесла ряд существенных новшеств. Стало возможным присоединение к серверу с рабочих станций, работающих под управлением OC Windows всех версий, включая Windows 95, 98, и более поздние версии. Для этого необходимо инсталлировать на рабочих станциях специальную программу, входящую в комплект системы NetWare 4.X.

NetWare 4.X позволяет одновременную работу до 1000 пользователей, против 250, как это было в предыдущей версии, причем фирма продает лицензии на определенное количество пользователей (от 5 до 1000).

На настоящий момент фирмой Novell выпущена версия NetWare 5.X. В ней еще больше улучшена совместимость с рабочими станциями, работающими на операционных системах семейства Windows, причем администрирование сервера возможно только с рабочей станции под управлением ОС Windows. Во всех предыдущих системах это делалось из ОС Ms-Dos.

Сетевые операционные системы фирмы Microsoft

В 1995-м году фирмой Microsoft была разработана операционная система Windows NT в качестве серверной платформы. Windows NT является уникальной и мощной ОС. При ее разработке преследовались следующие цели: надежность, производительность, переносимость, масштабируемость, совместимость и безопасность.

Надежность позволяет использовать Windows NT в качестве основы для задач, требующих именно этого свойства. Она идеально приспособлена для работы в качестве сетевого сервера и рабочей станции, где требуется повышенная устойчивость и высокая производительность.

Будучи истинно 32-х разрядной системой, Windows NT работает в 32-х битовой линейной модели памяти, которая позволяет адресовать 4 Гбайт (свыше 4-х миллиардов байт) памяти.

Windows NT использует метод вытесняющей многозадачности, что гарантирует адекватное распределение ресурсов процессора на протяжении всей работы системы. Это также предотвращает монопольный захват процессора приложением и остановку системы в тех случаях, когда приложение работает нестабильно или внезапно прекратило работу. Это позволяет Windows NT работать даже тогда, когда другая операционная система окончательно бы зависла.

Транзакционная файловая система (NTFS) Windows NT усовершенствована и предельно надежна. Используя транзакции, Windows NT имеет возможность отменить незавершенную или неправильную операцию записи, возникающую в случае сбоя аппаратного или программного обеспечения (например, внезапное отключение электропитания во время записи файла). Благодаря такому подходу файловая система Windows NT гораздо менее подвержена разрушению при различных нештатных ситуациях.

Все составляющие части Windows NT используют 32-х битовый код что позволяет повысить скорость работы по сравнению операционными системами использующими 16-ти разрядную технологию.

Операционная система Windows NT существует в двух вариантах- Wndows NT Server и Windows NT Workstation. Первая предназначена для использования в качестве сервера и имеет все возможности для его реализации. Вторая предназначена для рабочих станций, ее целесообразно использовать на рабочих станциях, где требуется повышенная защищенность и надежность работы.

ОС Windows 2000. В эту версию вложено несколько новых усовершенствований, среди них: поддержка файловой системы FAT32, в связи с чем стало возможным использование жестких дисков больших емкостей и возможность использование их емкости с меньшими потерями, по сравнению с более старой файловой системой FAT16. Еще в систему внесена технология Plug-and-Play, позволяющая упростить процесс инсталляции новых аппаратных компонентов. В операционной системе Windows NT этих возможностей не было

Эта система также выпущена в двух вариантах Windows 2000 Server - для сервера и Windows 2000 Professional - для рабочих станций. В недалеком будущем фирма Microsoft планирует выпуск новых сетевых операционных систем.

При выборе операционной системы следует остановиться на Windows 2000 Server/Professional. Надежность данной ОС укрепляется большим количеством Cервис-Паков, что позволяет быть уверенным в функциональности операционной системы.

В качестве операционной системы для рабочих станций фирмы мной была выбрана Microsoft Windows XP Pro. Среди её достоинств можно выделить следующие:

Стабильность. Windows XP Professional намного улучшена по сравнению с предыдущими версиями. Причиной надежности системы является то, что приложения работают в своих собственных пространствах памяти. Это предохраняет их от конфликтов и возникающих в связи с ними проблем. Windows XP Professional может выдать предупреждение о возможных проблемах с драйвером из-за работы с непроверенным источником. Windows XP Professional включает в себя механизм, называющийся Driver Protection, который блокирует работу драйверов других производителей в связи с возможным нарушением стабильности системы.

Совместимость. Способность работать с приложениями, который не были специально созданы для среды Windows XP Professional. Используя опцию Compatibility Mode (Режим совместимости), пользователь может эмулировать Windows 95 или NT, и приложение будет работать корректно. Более того, приложение можно ассоциировать с режимом совместимости во избежание возможных проблем.

Восстановление системы. При сбое компьютер переходит в Safe Mode (Безопасный режим), операционная система предлагает возможность отката под названием System Restore (Восстановление системы). Это позволяет пользователю вернуться к тем установкам, которые имелись в компьютере до инцидента. Так называемые точки восстановления (restore points) могут быть созданы пользователем в любое время. Кроме того, операционная система периодически создает свои собственные точки восстановления и при каждой инсталляции новой программы. При откате компьютера к точке восстановления операционная система использует установочные данные, соответствующие тому времени, когда система работала нормально.

Создание резервных копий и помощь

В качестве офисного пакета был выбран бесплатный пакет программ OpenOffice.org, так как подобные предложения от Microsoft стоят очень дорого.

OpenOffice.org (OOo, OO.o) -- это свободный пакет офисных приложений, разработанный с целью предоставить альтернативу Microsoft Office как на уровне форматов, так и на уровне интерфейса пользователя. Одним из первых стал поддерживать новый открытый формат OpenDocument (ISO/IEC 26300). Работает на платформах Microsoft Windows и UNIX-подобных платформах.

В его состав входят следующие компоненты:

· Writer (текстовый процессор и редактор HTML).

· Calc (электронные таблицы).

· Draw (графический редактор).

· Impress (система презентаций).

· Base (база данных)

Организация безопасной работы ЛВС не возможна без применения антивирусного программного обеспечения. Поэтому в качестве антивирусной защиты был выбран Антивирус Касперского 7.0 - надежная, и относительно дешевая система.

Антивирус Касперского обладает тремя степенями защиты от известных и новых интернет-угроз: проверка по базам сигнатур, эвристический анализатор и

поведенческий блокиратор.

Защита Антивируса Касперского от вирусов является комплексной и включает в себя:

-- защиту электронной почты. Антивирус Касперского осуществляет антивирусную проверку почтового трафика на уровне протокола передачи данных (POP3, IMAP и NNTP для входящих сообщений и SMTP для исходящих) независимо от используемой почтовой программы.

-- проверку интернет-трафика. Антивирус Касперского обеспечивает антивирусную проверку интернет-трафика, поступающего по HTTP-протоколу, в режиме реального времени и независимо от используемого браузера. Это позволяет предотвратить заражение еще до сохранения файлов на жестком диске компьютера.

-- cканирование файловой системы. Проверке могут быть подвергнуты любые отдельные файлы, каталоги и диски. Кроме того, можно запустить проверку только критических областей операционной системы и объектов, загружаемых при старте Windows.

Антивирус Касперского защищает компьютер от троянских программ и всех типов клавиатурных шпионов, предотвращая передачу конфиденциальных данных злоумышленникам.

По заданию, каждое рабочее место должно оснащаться специальной программой для обработки графических изображений. Оценивая все известные графические пакеты, остановлила свой выбор на пакете Photoshop. Он овечает всем требованиям данной организации, являентся надежным и многофункциональным продуктом.

2.4 Планирование информационной безопасности

Защита информации включает в себя комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности. На практике под этим понимается поддержание целостности, доступности и если необходимо конфиденциальности информации и ресурсов, используемых для ввода, хранения, обработки и передачи данных. Информационная безопасность - это защищенность данных и

поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, чреватых нанесению ущерба владельцам или пользователям.

Проведем анализ угроз и их оценку с точки зрения вероятности реализации и ущерба от реализации угрозы.