Процесс разработки и создания корпоративной информационной сети на базе Филиала АО "Корпорация KUAT"

Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции) и не способный выполнять другие (не сетевые) задачи.

Следующие показатели сетей на основе сервера можно отнести к преимуществам этих сетей:

- централизованное разделение ресурсов;

- защитой данных может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности и применяет ее в отношении каждого пользователя сети;

- регулярное резервное копирование информации;

- избыточность данных;

- сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей.

Учитывая очевидные преимущества ЛВС с выделенным сервером, масштаб проектируемой КИС и плюсы использования одноранговых сетей, остановим свой выбор на комбинированной ЛВС с несколькими серверами, обеспечивающими централизованное управление и распределение машинных ресурсов.

Физические топологии

В локальной вычислительной сети все рабочие станции должны быть соединены между собой. Если в ЛВС входит файл-сервер, он также должен быть подключен к рабочим станциям. Физическая схема, которая описывает структуру локальной сети, называется топологией.

Выбор физической топологии сети зависит от нескольких факторов:

- структуры офиса;

- способов диагностики неисправностей;

- стоимости инсталляции;

- типа используемого кабеля.

Первый фактор -- устройство офиса. При установке нескольких компьютеров в одну комнату появляется больше возможных вариантов организации сети, чем в случае, когда множество компьютеров распределяется по различным комнатам здания.

Второй фактор -- наличие методов и средств диагностирования неисправностей -- зависит в какой-то мере от используемой физической топологии. Например, некоторые топологические схемы характеризуются встроенной в них физической избыточностью, обеспечивающей бесперебойную связь даже при возникновении, повреждений в кабеле. В других топологических схемах каждый кабельный сегмент сети может быть отключен (перекоммутирован), поэтому одно повреждение не сможет привести к отказу всей сети.

Третий фактор -- не все физические топологии эквивалентны друг другу по стоимости. Часть стоимости определяется сложностью выбранной вами топологии, и, что еще более важно, тем, насколько сложно эту топологию привести в соответствие с пространством офиса. Шинная топология, например, очень просто реализуется в пределах небольшой области, но может стать источником головной боли при прокладке кабеля по офису, занимающему несколько комнат.

Последний фактор -- выбор физической топологии в значительной степени определяется типом кабеля и наоборот.

Физическая шинная топология.

Для простых сетей, расположенных в пределах небольшой территории, физическая шинная топология может оказаться наилучшим решением. В топологии шины кабель идет от компьютера к компьютеру, связывая их в цепочке. Все компьютеры в сети связаны одним общим кабелем, как правило, коаксиальным.

Есть возможность подключаться к, сети с шинной топологией двумя способами в зависимости от используемого кабеля. Если в сети используется толстый коаксиальный кабель, то такая сеть с шинной топологией имеет центральную магистраль, реализованную с помощью толстого коаксиального кабеля. К каждому компьютеру сети от магистрали подходят маленькие, более тонкие (и более гибкие) кабели, называемые отводами. Для физического подключения тонких кабелей к толстому магистральному кабелю используют небольшие устройства -- трансиверы. Пример такой топологии показан на рисунке 2.

Физическая шинная топология, реализованная с использованием толстого коаксиального кабеля.

Т- терминатор

Рисунок 2

Конфигурация "толстой" сети Ethernet обычно используется при объединении мэйнфреймов и миникомпьютеров, но популярность таких сетей падает по мере того, как персональные компьютеры становятся более мощными и соответственно сети, базирующиеся на мэйнфреймах, -- менее распространенными. Для новых сетей, использующих физическую шинную топологию, удобнее применять тонкий коаксиальный кабель.

Физическая шина топология на основе «тонкого» коаксиального кабеля

Рисунок 3

В противоположность "толстой" Ethernet, в "тонкой" сети (Thinnet) избегают использования магистрали, а подключение всех сетевых устройств выполняется напрямую. Вместо толстого кабеля, для тонкой сети используют более гибкий коаксиальный. Такая разновидность физической шинной топологии сегодня более популярна, чем ее «толстый» двойник, в котором применяют отводы и трансиверы. Суть дела в упрощении работы -- с толстым кабелем в "толстой" Ethernet тяжело работать, поскольку он очень жесткий.

При физической шинной топологии в «тонкой» сети персональные компьютеры могут подключаться к магистрали и напрямую

Наибольшая проблема, которая может возникнуть при работе с сетью шинной топологии, заключается в неправильном согласовании. В этом случае сеть не может корректно выполнять передачу данных. Используя физическую шинную топологию, следует любым способом избегать нарушения целостности кабеля на всем его протяжении. Такие нарушения могут возникнуть из-за неправильной работы узлов и разрывов кабеля.

Сеть не сможет корректно передавать данные, даже если всего один узел работает неправильно, поскольку системе в целом необходимо, чтобы каждый узел был в рабочем состоянии, обеспечивая прохождение данных. Это вовсе не означает, что для корректной работы сети все компьютеры в сети должны быть включены и зарегистрированы. Имеется существенное отличие между неправильно работающим (например, по причине неполной стыковки разъемов кабельного соединения) и выключенным узлом. Если узел выключен, данные к следующему активному узлу проходят через Т-разъем, подключенный к сетевой плате. В этом случае сеть не будет «знать», что в ней имеется неактивный узел. Однако если узел активный, но работает неправильно, то, безусловно, возникнет проблема. Активный узел, как и ранее, пытается обработать пакет, но делает это с ошибками, что замедляет работу всей сети или приводит к ее внезапной остановке.

Разрывы кабеля также вызывают появление проблем в сети с шинной топологией, поскольку корректная работа сети зависит от правильного функционирования кабеля на всем протяжении между его согласованными концами. Если в какой-либо точке кабель разрушен, сеть не сможет работать, и потребуется немало времени для определения места разрыва и замены поврежденного сегмента кабеля. При этом может потребоваться проверка каждого разъема, для того чтобы удостовериться, что он надежно установлен, что никто не пытался перезагрузиться или выйти из системы во время прохождения сигнала, и во многом другом.

Шинная топология имеет одно преимущество -- это высокая эффективность кабельной системы, помогающая сэкономить деньги при создании наиболее дорогой части сети. Однако она может оказаться сложной для реализации, если сетевые компьютеры не расположены в строгом линейном порядке. Например, сеть, узлы которой распределены по всему зданию - неудачный кандидат на реализацию шинной топологии -- и, вероятно, ее будет легче обслуживать, если реализовать сеть на основе топологии звезды.

Звездообразная физическая топология.

В сети, построенной по звездообразной топологии, каждый сервер и рабочая станция подключаются к центральному концентратору, который обеспечивает связь между ними, поэтому сеть, в которой используется звездообразная топология, будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке 4.

Звездообразная физическая топология

Рисунок 4

В сети, построенной по звездообразной топологии, все ресурсы подключаются к центральному устройству

В первых сетях для передачи данных использовалась звездообразная топология для подключения неинтеллектуальных терминалов к мэйнфреймам. Почему же эта топология повсеместно используется и до сих пор? Вероятно, потому, что при ее использовании существенно легче работать в сети. Каждая рабочая станция и сервер имеют отдельное соединение с центральной коммутационной станцией. Это значит, что каждое соединение работает независимо. Обрыв кабеля, идущего к одной рабочей станции, не окажет воздействия на другие рабочие станции. Это также означает, что для такой сети относительно легко создать кабельную систему, поскольку можно не тревожиться о том, как расположены относительно друг друга компьютеры в сети. Пока длина отрезка кабеля от каждой рабочей станции или сервера до центральной коммутационной станции не превышает максимально допустимого значения, никаких проблем не возникает.

Центральной частью сети, построенной по звездообразной топологии, является концентратор (коммутатор). Концентраторы могут быть разными, но их суть проста: это устройства, реализующие центральный узел для всех сетевых кабелей, обеспечивая тем самым связь между портами, что позволяет компьютерам подключаться к нему для обмена сообщениями.

Еще одним важным преимуществом такой сети является то, что в ней легко диагностировать неисправности. При возникновении сбоя в сети с шинной топологией может оказаться очень непросто точно определить, в чем заключается проблема, если, конечно, не просматривать все узлы подряд. В сети, построенной по звездообразной топологии, найти ее источник очень легко. Если некий узел не работает, то проблему, очевидно, следует искать где-то между портом концентратора и физически подключенным к нему узлом. Следует проверить, что является источником нарушения работоспособности:

- терминал;

- кабель между концентратором и терминалом;

- порт концентратора, обслуживающий терминал вызывающий беспокойство.

Если ни один из узлов сети не обеспечивает качественное соединение сервера и концентратора, то проблема, вероятно, заключается в сервере. Если это так, то самое время уповать на то, что вы запланировали сделать для отказоустойчивой работы системы и на то, что вы сделали резервные копии файлов.

Звездообразная топология также хорошо подходит и для физически распределенных сетей. Конечно, звездообразная топология имеет один серьезный недостаток: в ней используется много кабеля. К каждому элементу сети требуется проложить свой собственный кабель.

Распределенная физическая звездообразная топология (рисунок 5).

Для больших сетей одного концентратора может оказаться недостаточно. Возможно, у него будет маловато портов для поддержки всех компьютеров сети или компьютеры слишком далеко отстоят от концентратора, или одновременно и то, и другое. Для подключения всех устройств к сети может потребоваться несколько концентраторов, но идея создания в одном здании трех или четырех отдельных сетей может показаться не очень привлекательной. Как же решить проблему?

Это случай, для которого может пригодиться одна из разновидностей физической звездообразной топологии: связанная звезда (connected star) или распределенная звезда (distributed star). Здесь концентраторы сети последовательно подключены друг к другу, так что все они могут обмениваться информацией. Такая организация сети имеет некоторые недостатки, свойственные сети, построенной по шинной топологии: разрыв кабеля между двумя концентраторами изолирует части сети по обеим сторонам разрыва. Однако этот недостаток компенсируется тем, что при отсутствии шины концентраторы были бы изолированы друг от друга в любом случае.

Использование распределенной звездообразной топологии для соединения нескольких сетей

Рисунок 5

Сеть, построенную с использованием распределенной звездообразной топологии, еще называют сетью древообразной структурой, что близко к построению структурированной кабельной системы, рассматриваемой нами в пункте 2.7 данного проекта.

Физическая структура Ethernet на витой паре - дерево. В узлах этого дерева находятся активные элементы - хабы и/или свитчи, а "листьями" являются внешние элементы - компьютеры (а также сетевые принтеры, терминальные серверы, и т.д.) с сетевыми адаптерами, предназначенными для подключения к сети на витой паре. Это можно наглядно увидеть на рисунке 6.

Физическая структура Ethernet на витой паре - дерево

Рисунок 6

Физическая кольцевая топология

Это сеть, построенная по физической кольцевой топологии, в которой все персональные компьютеры сети для обеспечения целостности сети соединены в кольцо, выполненное в виде пары кабелей, проложенных между каждым узлом. Такая система вполне работоспособна, но ее стоимость и трудоемкость прокладки кабельной системы весьма велики, поскольку в такой сети затраты на кабель удваиваются (рисунок 7).

Физическая кольцевая топология

Рисунок 7

Такую сеть иногда применяют для глобальных оптоволоконных сетей, поскольку это неплохой способ предоставить множеству узлов в региональной области доступ к оптоволоконной сети.

Таблица 2 Основные характеристики сетей разной топологии.

Характеристики	Топология
	«Звезда»	«Кольцо»	«Шина»
Стоимость расширения	Незначительная	Средняя	Средняя
Присоединение абонентов	Пассивное	Активное	Пассивное
Защита от отказов	Незначительная	Незначительная	Высокая
Размеры системы	Любые	Любые	Ограниченные
Стоимость подключения	Незначительная	Незначительная	Высокая
Возможность работы в реальном режиме	Очень хорошая	Хорошая	Плохая
Поведение системы при высоких нагрузках	Хорошее	Удовлетворительное	Плохое
Разводка кабеля	Хорошая	Удовлетворительная	Хорошая
Обслуживание	Очень хорошее	Среднее	Среднее

Исходя из основных характеристик сетей с различной физической топологией и учитывая явные преимущества топологии «звезда», идею структуризации, заложенную в данную топологию и близкую к идеологии структурированных кабельных систем, для построения нашей корпоративной информационной сети выберем именно древообразную топологию связей в сети с топологией «расширенная звезда».

3.6 Виртуальные локальные сети

Виртуальные локальные сети стали сегодня основным механизмом структуризации локальных сетей, построенных на коммутаторах. В коммутируемой структуре без физических границ виртуальные локальные сети позволяют использовать привычные методы построения маршрутизируемых сетей, но на новой, более гибкой программируемой основе.

Коммутаторы (имеются в виду классические коммутаторы второго уровня) могут повысить пропускную способность сети, но не могут создать надежные барьеры на пути ошибочного и нежелательного трафика. Классическим примером такого трафика может служить трафик, создаваемый широковещательными пакетами некорректно работающего узла. Можно привести и другие ситуации, когда трафик нужно отфильтровывать по соображениям защиты данных от несанкционированного доступа.

Коммутаторы внесли в решение проблемы "объединения-разъединения" новый механизм - технологию виртуальных сетей (VirtualLAN, VLAN).

С появлением этой технологии отпала необходимость образовывать изолированные сегменты физическим путем - его заменил программный способ, более гибкий и удобный.

Виртуальной сетью (VLAN )называется группа узлов сети, трафик которой в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети. Это означает, что передача кадров между разными виртуальными сегментами на основании адреса канального уровня невозможна, независимо от типа адреса - уникального, группового или широковещательного. В то же время внутри виртуальной сети кадры передаются по технологии коммутации, то есть только на тот порт, который связан с адресом назначения кадра.

Виртуальные сети - это логическое завершение процесса повышения гибкости механизма сегментации сети, первоначально выполняемого на физически раздельных сегментах. При изменении состава сегментов (переход пользователя в другую сеть, дробление крупных сегментов) при таком подходе приходится производить физическую пере коммутацию разъемов на передних панелях повторителей или в кроссовых панелях.

Поэтому в больших сетях это превращается в постоянную и обременительную работу, которая приводит к многочисленным ошибкам в соединениях.

Промежуточным этапом совершенствования технологии сегментации стали много сегментные повторители. В наиболее совершенных моделях таких повторителей приписывание отдельного порта к любому из внутренних сегментов производится программным путем, обычно с помощью удобного графического интерфейса.

Программное приписывание порта сегменту часто называют статической или конфигурационной коммутацией.

Однако решение задачи изменения состава сегментов с помощью повторителей накладывает некоторые ограничения на структуру сети. Количество сегментов такого повторителя обычно невелико, поэтому выделить каждому узлу свой сегмент, как это можно сделать с помощью коммутатора, нереально. По этой причине сети, построенные на основе повторителей с конфигурационной коммутацией, по-прежнему основаны на разделении среды передачи данных между большим количеством узлов. Следовательно, они обладают гораздо меньшей производительностью по сравнению с сетями, построенными на основе коммутаторов.

При использовании технологии виртуальных сетей в коммутаторах одновременно решаются две задачи:

- повышение производительности в каждой из виртуальных сетей, так как в нее не заходит широковещательный трафик других виртуальных сетей;

- изоляция сетей друг от друга для управления правами доступа пользователей и создания защитных барьеров на пути нежелательного трафика.

Технология виртуальных сетей признается многими специалистами вторым по важности технологическим новшеством в локальных сетях после появления коммутаторов.

Для связи виртуальных сетей в интерсеть требуется привлечение сетевого уровня. Он может быть реализован в отдельном маршрутизаторе или работать в составе коммутатора, если это коммутатор третьего уровня.

Собственно, виртуальные сети и нужны для того, чтобы создать логическую структуру подсетей, являющуюся основой для работы маршрутизатора.

Технология образования и работы виртуальных сетей с помощью коммутаторов долгое время не была стандартизована, хотя она и реализуется достаточно давно и поддерживается широким спектром моделей коммутаторов разных производителей. Положение изменилось в 1998 году с принятием стандартов IEEE802.1 p/Q, однако фирменные версии VLAN еще будут некоторое время существовать в локальных сетях.

Фирменные технологии VLAN одного производителя, как правило, не совместимы с фирменными технологиями других производителей. Поэтому долгое время виртуальные сети создавались на оборудовании одного производителя.

Способы построения виртуальных сетей можно разбить на несколько основных схем:

- использование номеров подсетей сетевого уровня;

- группировка портов;

- группировка МАС-адресов;

- группировка протоколов сетевого уровня;

- использование номеров VCI/VPIтехнологии АТМ;

- добавление к кадрам канального уровня меток виртуальных сетей.

Рассмотрим только первые четыре схемы, как имеющие для нас практическую ценность при построении ЛВС.

Все способы, за исключением первого, решают проблему создания виртуальных сетей на канальном уровне и поэтому не зависят от протоколов, работающих в сети на верхних уровнях.

Использование для создания VLAN-номеров подсетей сетевого уровня требует, чтобы во всех узлах сети работал какой-либо протокол сетевого уровня, например, IР, IРХ или Арр1е Та1k, причем один и тот же. В этом случае концепция виртуальной сети полностью совпадает с пониманием этого термина на сетевом уровне, то есть виртуальная сеть IР является подсетью IР, а виртуальная сеть IРХ - подсетью IРХ. Такой подход требует и от коммутаторов обязательной поддержки сетевого протокола. Это пока еще не стало повсеместным явлением - "чистые" коммутаторы 2 уровня по-прежнему широко применяются в сетях.

Поэтому при стандартизации техники VLAN разработчики пошли по другому пути. Они разработали механизмы создания VLAN за счет средств только канального уровня.

Группировка портов коммутатора является одним из наиболее простых способов образования виртуальных сетей.

К каждому порту коммутатора приписывается номер виртуальной сети. При о6работке кадров, пришедших в коммутатор, проверяется, принадлежит ли порт назначения той же виртуальной сети, что и порт источника. Если да, то кадр передается (или подвергается дополнительной фильтрации, если коммутатор поддерживает пользовательские фильтры или механизмы профилирования трафика QoS). Этот способ не требует от администратора большой работы, и он также весьма экономичен при реализации в коммутаторах. Группировка портов плохо работает в сетях, построенных на нескольких коммутаторах. Это объясняется тем, что при переходе кадра от одного коммутатора информация о его принадлежности виртуальной сети теряется, если только коммутаторы не связаны между собой столькими портами, сколько всего имеется виртуальных сетей. Поэтому группировка портов применяется в коммутаторах совместно с другими способами поддержания виртуальных сетей, способных передавать информацию о принадлежности кадра определенной VLANмежду коммутаторами.

Группировка МАС-адресов свободна от этого недостатка, но обладает другим. Нужно помечать номерами виртуальных сетей все МАС-адреса, имеющиеся в таблицах каждого коммутатора, а это кропотливая работа, сопоставимая с программированием в машинных кодах. Коммутаторы поддерживают этот способ, но он пригоден только для небольших сетей.

Группировка протоколов сетевого уровня не предназначена для последующего объединения виртуальных сетей с помощью маршрутизаторов. Этот способ отделяет трафик одного сетевого протокола от другого для предоставления определенного качества обслуживания.

3.7 Структурированная кабельная система

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) здания - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъёмов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использовании, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях. Здание само по себе представляет собой достаточно регулярную структуру - оно состоит из этажей, а каждый этаж из определенного количества комнат, соединенных коридорами. Структура здания предопределяет структуру кабельной системы здания [29, 173].

Локальная сеть позволяет оптимизировать передачу данных и распределить ресурсы с целью организации совместного доступа сотрудников фирмы к сетевым программам и информационным данным. Телефонная сеть помимо стандартных сервисов позволяет организовать весь спектр телекоммуникационных услуг, за счет этого технологии передачи информации становятся все более интегрированными. Особенно быстро происходит объединение телефонных и вычислительных сетей: связь компьютеров осуществляется по телефонным каналам, компьютеры обеспечивают телефонную связь и управляют ею, предоставляя все большие возможности. Поэтому, в большинстве случаев компьютерная и телефонная сети неразрывны и неотделимы друг от друга.

Основа любой компьютерной сети - среда для передачи данных, в подавляющем большинстве случаев это электрический кабель того или иного рода. В предыдущей главе мы показали, что именно структура кабельной сети является причиной многих бед традиционного подхода. Вполне естественно уделить этому элементу больше внимания и выяснить, какие же существуют альтернативы традиционной кабельной схеме.

Компьютерные и телефонные сети являются частью инфокоммуникационной структуры объекта и создаются на базе Структурированной Кабельной Системы (СКС). СКС формирует универсальную физическую среду передачи данных, подключение любых устройств, поддерживающих соответствующие стандарты и протоколы передачи данных.

Технология структурированной сети - это квинтэссенция того опыта, который телефонные компании мира накопили за свою почти вековую историю. Один из важнейших уроков, который они усвоили, состоит в том, что в сегодняшних проектах необходимо серьезно учитывать будущие потребности. Стремительный технический прогресс способен за один - два года превратить сверхсовременный прибор в музейный экспонат. Однако для тщательно спроектированной и построенной структурированной сети гарантируется, что в течение 15 (!) лет даже возникновение новых технологий не потребует серьезных (читай: дорогостоящих) изменений в кабельной системе.

СКС, соответствуют таким важным требованиям как:

Универсальность - обеспечение нормального функционирования различных видов сетевого оборудования (компьютеров, телефонов, видеооборудования и т.д.);

Гибкость и масштабируемость - оперативная организация новых рабочих мест без дополнительных затрат;

Запас производительности - построение сетей с учетом постоянно растущей мощности и количества сетевого оборудования, а также постоянного роста сетевого трафика;

Экономическая эффективность и оправданность поставляемых решений.

Для западных компаний очень важным оказался именно фактор долгожительства структурированных сетей. Дело в том, что изменение масштабов "времени жизни" с 1-2-х лет у обычной кабельной сети до 15 лет у структурированной означает и изменение статьи расходов. 1-2 года - это текущие расходы, а 10-15 лет - уже капитальные вложения, сродни постройке нового здания или капитальному ремонту. Отношение к такого рода расходам также различное. Затраты, допустимые в качестве капитальных вложений, не будут даже обсуждаться как возможные текущие расходы.

Неудивительно поэтому, что за последние 5 лет почти половина организаций перешла от традиционной схемы к структурированной сети. Для вновь строящихся или капитально ремонтируемых зданий структурированная кабельная сеть является практически единодушным выбором.

Основу структурированной сети составляют, в общем-то, обычные компоненты - кабели из так называемых "витых пар", коммутационные панели ("кроссы") и розетки для подключения внешних устройств. Существуют и другие компоненты, некоторые будут указаны ниже, но эти - базовые, и их оказывается достаточно для большинства случаев.

В структурированной сети используют несколько витых пар, объединенных в один (неэкранированный) кабель, какой давно применяется телефонными компаниями. Витая пара обеспечивает неплохую помехозащищенность (значительно выше, чем у простого двухжильного провода) и небольшие потери. Качество витой пары оценивается числом витков на единицу длины и тем, насколько равномерна навивка. По этому параметру кабели делятся "телефонные" (Voice Grade) и "цифровые" (Data Grade). (Level 3 - cat. 3 и Level 5 - cat. 5. Level 3 сертифицирован для использования в сетях со скоростями передачи до 16 Мбит/с, а Level 5 - до 100 Мбит/с. Внешне они отличаются мало, разница лишь в точности изготовления (и в том, как эта точность сохраняется в процессе эксплуатации).

Как кабели являются основой сети, средой передачи данных, так коммутационные панели являются тем элементом, который обеспечивает этой сети гибкость и простоту конфигурирования. Коммутационные панели тоже много лет используются в телефонных сетях. За долгие годы их конструкция претерпела много изменений и сейчас это элегантное устройство, совмещающее простоту и надежность конструкции с удивительной легкостью установки и использования.

Розетке во всей этой структуре отводится роль точки подключения сетевых устройств. Опять-таки используются обычные (американские) телефонные розетки. Правда, если необходима скорость передачи 100 Мбит/с, то нужны розетки особой конструкции с малой внутренней индуктивностью, они также чуть дороже обычных.

Как все это используется для построения структурированной кабельной сети? Топологически она представляет из себя дерево (см. рисунок 8).

"Листьями" в данном случае являются розетки на рабочих местах пользователей, узлами - коммутационные панели. Между собой все они соединяются, как нетрудно догадаться, кабелем. Отличие лишь в том, что от розетки к коммутационной панели ведет один кабель; между собой, однако, панели соединяются несколькими кабелями. В реальной жизни ситуация может осложниться присутствием в узлах еще и активного сетевого оборудования (сама по себе кабельная сеть - пассивный элемент), у которого есть свои входы и выходы, и которые тоже надо коммутировать. Поэтому коммутационные панели обычно позволяют сделать несколько коммутаций в одном узле.

Топология структурированной кабельной сети

Рисунок 8

При построении сети устанавливается больше розеток, чем необходимое число подключений. Розетка устанавливается не только на каждом рабочем месте, независимо от того, нужна она сегодня его владельцу или нет, но даже и там, где сегодня рабочего места нет, однако возможно его появление в будущем. Впоследствии переезд или подключение нового пользователя потребует лишь изменения коммутации на одной или нескольких панелях.

Возвращаясь к технической стороне дела, поясним, как обычно располагаются коммутационные панели. Как правило, панель первого уровня приходится одна на комнату (если та большая), либо на этаж (если этаж большой, то панелей на нем может быть несколько). Возможны и другие варианты, например, одна панель на несколько этажей. Есть обычно и центральный коммутационный узел, куда сходятся кабели от панелей более низкого уровня и, что важно, внешние коммуникации. Коммутационные панели принято помещать в помещения с контролируемым доступом, там же располагают и активное сетевое оборудование, а также зачастую и сетевые серверы.

Кроме того, важными составляющими структурированной сети являются средства для подключения к ней оборудования, рассчитанного на другие типы кабеля.

Возникла единая коммуникационная система здания, переносящая в нем все потоки информации. Данные, звук, телеметрия, видео - все передается по кабелям структурированной сети. Внешние элементы - телефоны, телевизоры, датчики, компьютеры - единообразно к ней подключаются.

На этапе строительства монтажники СКС совместно со строителями на каждом этаже (в межэтажных перекрытиях) контролируют (согласовывают) укладку закладных труб для дальнейшей подводки кабеля к рабочим местам, расположенным вдоль внешних стен здания, а также места установки розеточных коробок. Благодаря этому монтаж СКС на следующем этапе выполняется оперативно и по кратчайшим расстояниям, а КС (за исключением участков внутри перекрытий) будут доступны для осмотра и ремонта.

Для защиты при строительных и отделочных работах и до начала эксплуатации короба покрываются защитной пленкой, что не препятствует проведению по зданию различных работ. Короба, прокладываемые внутри стен, должны устанавливаться с учетом необходимости закрытия их крышками после монтажа.

3.8 Корпоративная информационная сеть

«Корпоративная сеть - это сеть, главным назначением которой является поддержание работы конкретного предприятия, владеющего сетью. Пользователями корпоративной сети являются только сотрудники данного предприятия» [29, 182]. Первостепенным назначением корпоративной сети является предоставление комплексных информационных услуг сотрудникам предприятия, в отличие от простой локальной сети, которая предоставляет только транспортные услуги по передаче потоков информации в цифровом виде.

Информационные потоки в современном мире имеют решающее значение. Сегодня никого не нужно убеждать в том, что для успешной работы любой корпоративной структуры необходима надежная и легко управляемая информационная система. Любое предприятие имеет внутренние связи, обеспечивающие взаимодействие между руководством и структурными подразделениями, и внешние связи с деловыми партнерами, предприятиями, органами власти. Внешние и внутренние связи предприятия можно рассматривать как информационные. Но вместе с тем, предприятие можно рассматривать как организацию людей, объединенных общими целями. Для достижения этих целей используются различные механизмы, способствующие их реализации. Одним из таких механизмов является эффективное управление производством, базирующееся на процессах получения информации, ее обработки, принятия решений и доведения их до исполнителей. Наиболее важной частью управления является принятие решений. Для выработки правильного решения требуется полная, оперативная и достоверная информация.

Полноту информации характеризует ее объем, который должен быть достаточным для принятия решения. Информация должна быть оперативной, т.е. такой, чтобы за время ее передачи и обработки состояние дел не изменилось. Достоверность информации определяется степенью соответствия ее содержания объективному состоянию дел. На рабочее место руководителя предприятия или исполнителя информация должна поступать в форме, облегчающей ее восприятие и обработку. Но как организовать качественную информационную систему при минимальных расходах? Какому оборудованию отдать предпочтение при выборе?

Значительную часть рынка телекоммуникационного оборудования занимают аппаратные средства, призванные обеспечивать корпоративные структуры услугами внутрипроизводственной связи и передачи данных. Причем, под этими понятиями может подразумеваться довольно широкий перечень современных услуг. Используя технологии современной АТС, можно развернуть цифровую сеть с интеграцией услуг ISDN и обеспечить доступ пользователей к базам данных и Internet, организовать систему минисотовой связи стандарта DECT, ввести режим видеоконференции или селекторной связи.

Современные АТС используют цифровые технологии, модульный принцип построения, имеют относительно высокую надежность, обеспечивают полный набор базовых функций (маршрутизация вызовов, администрирование и т.п.), обеспечивают возможность подключения дополнительного оборудования, такого как голосовая почта, системы тарификации и т.п.

Любая организация - это совокупность взаимодействующих элементов (подразделений), каждый из которых может иметь свою структуру. Элементы связаны между собой функционально, т.е. они выполняют отдельные виды работ в рамках единого бизнес-процесса, а также информационно, обмениваясь документами, факсами, письменными и устными распоряжениями и т.д. Кроме того, эти элементы взаимодействуют с внешними системами, причем их взаимодействие также может быть как информационным, так и функциональным. И эта ситуация справедлива практически для всех организаций, каким бы видом деятельности они не занимались - для правительственного учреждения, банка, промышленного предприятия, коммерческой фирмы и т.д.

Такой общий взгляд на организацию позволяет сформулировать некоторые общие принципы построения корпоративных информационных систем, т.е. информационных систем в масштабе всей организации.

Корпоративная сеть - система, обеспечивающая передачу информации между различными приложениями, используемыми в системе корпорации. Корпоративная сеть представляет собой сеть отдельной организации. Корпоративной сетью считается любая сеть, работающая по протоколу TCP/IP и использующая коммуникационные стандарты Интернета, а также сервисные приложения, обеспечивающие доставку данных пользователям сети. Например, предприятие может создать сервер Web для публикации объявлений, производственных графиков и других служебных документов. Служащие осуществляют доступ к необходимым документам с помощью средств просмотра Web-контента.

Web-cерверы корпоративной сети могут обеспечить пользователям услуги, аналогичные услугам Интернета, например работу с гипертекстовыми страницами (содержащими текст, гиперссылки, графические изображения и звукозаписи), предоставление необходимых ресурсов по запросам web-клиентов, а также осуществление доступа к базам данных.

Корпоративная сеть, как правило, является территориально распределенной, т.е. объединяющей офисы, подразделения и другие структуры, находящиеся на значительном удалении друг от друга. Принципы, по которым строится корпоративная сеть, достаточно сильно отличаются от тех, что используются при создании локальной сети. Это ограничение является принципиальным, и при проектировании корпоративной сети следует предпринимать все меры для минимизации объемов передаваемых данных. В остальном же, корпоративная сеть не должна вносить ограничений на то, какие именно приложения и каким образом обрабатывают переносимую по ней информацию. Пример корпоративной сети представлен на рисунке 9.

Процесс создания корпоративной информационной системы

Можно выделить основные этапы процесса создания корпоративной информационной системы:

- провести информационное обследование организации;

- по результатам обследования выбрать архитектуру системы и аппаратно-программные средства ее реализации, по результатам обследования выбрать и/или разработать ключевые компоненты информационной системы;

- система управления корпоративной базой данных;

- система автоматизации деловых операций и документооборота;

- система управления электронными документами;

- специальные программные средства;

- системы поддержки принятия решений.

При проектировании корпоративной информационной сети организации необходимо было руководствоваться принципами системности, стандартизации, совместимости, развития и масштабируемости, надежности, защищенности и эффективности.

Принцип системности подразумевает, что при проектировании и создании КИС должна поддерживаться ее целостность, путем создания надежных каналов связи между подсистемами.

Принцип стандартизации предусматривает использование типового оборудования и материалов, соответствующих международным стандартам ISO, FCC, Госстандартам Республики Казахстан.

Пример корпоративной сети

Рисунок 9

Принцип совместимости, напрямую связанный с принципом стандартизации, обеспечивает совместимость оборудования, интерфейсов и протоколов передачи данных в масштабах организации и глобальной сети.

Принцип развития (масштабируемости) или открытости КИС заключается в том, что еще на этапе проектирования КИС должна создаваться, как открытая система, допускающая пополнение, совершенствование и обновление подсистем и компонентов, подключение других систем. Развитие системы будет осуществляться путем пополнения ее новыми подсистемами и компонентами, модернизации действующих подсистем и компонентов, обновления, используемых средств вычислительной техники, более совершенными.

Принцип надежности заключается в дублировании важных подсистем и компонентов в целях обеспечения бесперебойной работы КИС, создания запаса материалов и оборудования для оперативного ремонта и замены оборудования.

Принцип защищенности КИС подразумевает применение при построении КИС программно-апаратных средств и организационных методов, исключающих несанкционированных доступ к оборудованию и съем информации с КИС внешними и внутренними, не имеющими специального допуска, объектами и субъектами.

Принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на проектирование и создания КИС и целевыми эффектами, полученными в результате практической реализации и эксплуатации КИС. Экономическая сущность создания и реализации заключается в обеспечении эффективного и оперативного обмена информацией между подразделениями организации для решения производственных и финансово-экономических вопросов, выражающаяся в снижении расходов на телефонную связь и почтовые отправления.

Конкретную реализацию вышеизложенного мы разберем позднее на этапе проектирования компьютерной информационной сети исследуемой организации.

4. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРЫ ПРЕДПРИЯТИЯ

4.1 Классификация автоматизированных информационных систем

Предлагается использовать следующую классификацию систем и подсистем автоматизированных систем управления (АИС). В зависимости от уровня обслуживания производственных процессов на предприятии сама АИС или его составная часть (подсистемы) могут быть отнесены к различным классам: Класс A: системы (подсистемы) управления технологическими объектами и/или процессами. Класс B: системы (подсистемы) подготовки и учета производственной деятельности предприятия. Класс C: системы (подсистемы) планирования и анализа производственной деятельности предприятия.

Системы (подсистемы) класса A - системы (подсистемы) контроля и управления технологическими объектами и/или процессами. Эти системы, как правило, характеризуются следующими свойствами:

- достаточно высоким уровнем автоматизации выполняемых функций;

- наличием явно выраженной функции контроля за текущим состоянием объекта управления;

- наличием контура обратной связи;

- объектами контроля и управления такой системы выступают: - технологическое оборудования; - датчики; - исполнительные устройства и механизмы.

- малым временным интервалом обработки данных (т.е. интервалом времени между получением данных о текущем состоянии объекта управления и выдачей управляющего воздействия на него);

- слабой (несущественной) временной зависимостью (корреляцией) между динамически изменяющимися состояниями объектов управления и системы (подсистемы) управления.

В качестве классических примеров систем класса A можно считать:

- SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерский контроль и накопление данных);

- DCS - Distributed Control Systems (распределенные системы управления);

- Batch Control - системы последовательного управления;

- АСУ ТП - Автоматизированные Системы Управления Технологическими Процессами.

Системы класса B - это системы (подсистемы) подготовки и учета производственной деятельности предприятия. Системы класса B предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия оперативных (тактических) решений, оказывающих влияние на ограниченный круг видов деятельности или небольшой период работы предприятия. В некотором смысле к таким системам принято относить те, которые находятся на уровне технологического процесса, но с технологией напрямую не связаны. В перечень основных функций систем (подсистем) данного класса можно включить:

- выполнение учетных задач, возникающих в деятельности предприятия;

- сбор, предварительную подготовку данных, поступающих в КИС из систем класса A, и их передачу в системы класса C;

- подготовку данных и заданий для автоматического исполнения задач системами класса A.

С учетом прикладных функций этот список можно продолжить следующими пунктами:

- управление производственными и человеческими ресурсами в рамках принятого технологического процесса;

- планирование и контроль последовательности операций единого технологического процесса;

- управление качеством продукции;

- управление хранением исходных материалов и произведенной продукции по технологическим подразделениям;

- управление техническим обслуживанием и ремонтом.

Эти системы, как правило, имеют следующие характерные признаки и свойства:

- наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;

- интерактивность обработки информации;

- небольшой длительностью обработки данных, колеблющейся от нескольких минут до несколько часов или суток;

- наличием существенных временной и параметрической зависимостей (корреляций) между обрабатываемыми данными;

- система оказывает влияние на ограниченный круг работ и видов деятельности предприятия;

- система оказывает влияние на небольшой период работы предприятия (в пределах от месяца до полугода);

- наличием сопряжения с системами класса A и/или C.

Классическими примерами систем класса B можно считать:

- MES - Manufacturing Execution Systems (системы управления производством);

- MRP - Material Requirements Planning (системы планирования потребностей в материалах);

- MRP II - Manufacturing Resource Planning (системы планирования ресурсов производства);

- CRP - C Resource Planning (система планирования производственных мощностей);

- CAD - Computing Aided Design (автоматизированные системы проектирования - САПР);

- CAM - Computing Aided Manufacturing (автоматизированные системы поддержки производства);

- CAE - Computing Aided Engineering (автоматизированные системы инженерного проектирования - САПР);

- PDM - Product Data Management (автоматизированные системы управления данными);

- SRM - Customer Relationship Management (системы управления взаимоотношениями с клиентами);

- всевозможные учетные системы и т.п.

Одна из причин возникновения подобных систем - необходимость выделить отдельные задачи управления на уровне технологического подразделения предприятия.

Системы класса C - это системы (подсистемы) планирования и анализа производственной деятельности предприятия. Системы класса C предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия стратегических решений, оказывающих влияние на деятельность предприятия в целом. В круг задач решаемых системами (подсистемами) данного класса можно включить:

- анализ деятельности предприятия на основе данных и информации, поступающей из систем класса B;

- планирование деятельности предприятия;

- регулирование глобальных параметров работы предприятия;

- планирование и распределение ресурсов предприятия;

- подготовку производственных заданий и контроль их исполнения.

- наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;

- интерактивность обработки информации;

- повышенной длительностью обработки данных, колеблющейся от нескольких минут до несколько часов или суток;

- длительным периодом принятия управляющего решения;

- наличием существенных временной и параметрической зависимостей (корреляций) между обрабатываемыми данными;

- система оказывает влияние на деятельность предприятия в целом;

- система оказывает влияние на значительный период работы предприятия (от полугода до нескольких лет);

- наличием непосредственного сопряжения с системами класса B.

Классическими названиями системы класса B можно считать:

- ERP - Enterprise Resource Planning (Планирование Ресурсов Предприятия);

- IRP - Intelligent Resource Planning (системами интеллектуального планирования);

- АСУП;

- EIS.

В данной работе будет рассматриваться КИС предназначенная для работы (в перспективе) всех классов АИС, в частности «1С: Предприятие», САПР, системы управления проектами «Primavera» и др.

Рассмотрим подробнее структуру интегрированной финансовой системы, так как именно этот класс программ является сегодня одним из наиболее распространенных:

ИФС - это совокупность модулей:

- главная книга

- основные средства

- управление запасами

- расчеты с поставщиками и заказчиками

- касса и банк

- зарплата

- кадры и т.д.

Каждый модуль выполняет определенные функции учета, например:

модуль кадры:

- ведение табеля рабочего времени

- ведение штатного расписания и т.п.

модуль расчеты с поставщиками и заказчиками:

- список контрагентов

- система договоров и заказов

- система скидок

- система налогов

- заполнение счетов-фактур

- учет взаимозачетов и т.п.

Между всеми модулями системы существует двухсторонняя связь, т.е. соблюдается принцип интегрированности. Именно благодаря этому принципу удается избежать проблем, связанных с двойным вводом документов при их обработке.

Каждая интегрированная система обладает общефункциональными свойствами, такими как:

- система документированного учета (позволяет на основании документов, введенных операторами, автоматически формировать бухгалтерские проводки);

- степень интеграции (позволяет переносить данные из одного модуля в другой, а также обеспечивает связь с другими программными продуктами);

- интерфейс - лицо программного продукта, характеризующее удобство работы с системой;

- мультивалютность - способность системы правильно вести учет в нескольких валютах;

Современные интегрированные системы предлагают огромное множество стандартных решений управленческих задач на уровне пользователя. Все это позволяет руководителю предприятия уменьшить затраты по ее обслуживанию. Средний срок окупаемости таких систем 1-2 года.

Помимо готового пакета программы, необходимо приобрести специальное программное обеспечение (ОС, СУБД), позволяющее установить ИФС, также вложить денежные средства на внедрение программы (полностью настроить ее на учет конкретного предприятия) и обучение рабочего персонала. Немногие фирмы сегодня готовы осуществить такие денежные вложения.

Большинство предприятий предпочитают воспользоваться услугами разработчиков более дешевого класса программ, так называемого, бухгалтерского конструктора. Среди данного класса программ самыми распространенными является семейство программ «1С».

Программы семейства «1С».

Программа «1С: Бухгалтерия» построена на основных принципах бухгалтерского учета, общих для всех его разделов. Бухгалтер сам может настроить практически все - план счетов, виды первичных и отчетных документов, схемы проводок. Программа помогает бухгалтеру быстро найти нужные записи, сформировать необходимую отчетность. Специальные режимы позволяют использовать программу на отдельных рабочих местах, где формируются первичные документы. Можно использовать ее для предоставления отчетности руководителю. Кроме того, в программе предусмотрена возможность ведения сложного аналитического учета.

Универсальность программ семейства 1С заключается в том, что мы приобретаем некий бухгалтерский конструктор, т.е. систему с расширенными инструментальными возможностям.

Первичные возможности данного программного продукта достаточно ограничены. Например, выполнение в рамках бухгалтерского конструктора таких операций, как расчет износа основных средств, расчет заработной платы и т.п., практически невозможно осуществить без соответствующих настроек. Однако, овладев специальным языком, пользователь может самостоятельно научить программу выполнять любые расчеты, создавать отчеты и т.п.

Этот класс систем ориентирован на массовый тираж. В одной программе трудно учесть специфику учета нескольких бухгалтерий. Поэтому и применяются некие универсальные заготовки, из которых с помощью настроек создается программный продукт, подходящий для учета в любой фирме.

Универсальность программ семейства «1С» позволяет им лучше адаптироваться к быстроменяющемуся законодательству в нашей стране. Однако она не спасает систему от недостатков.

Программы семейства «1С» выходят на рынок достаточно сырыми. Т.к. производитель хочет успеть завоевать рынок, опередив своих конкурентов. А их сегодня достаточно. В настоящее время фирма «1С» предлагает более совершенный инструмент «1С: Предприятие» позволяющее автоматизировать работу персонала не только бухгалтерии, но и отдела кадров, менеджеров по продажам, вести складской учёт и планирование расходов, и многое другое.

Сама программа протестирована и не содержит грубых ошибок, но иногда небольшие недочеты влекут за собой, к сожалению, целый список нежелательных последствий. Для конкретной реализации идеи автоматизации мы выбрали систему «1С: Предприятие».

4.2 Выбор аппаратной платформы и операционной среды серверов

4.2.1 Аппаратная платформа серверов

Проанализировав потребности организации и задачи, решаемые в среде КИС определим минимальное количество серверов.

Несомненно, требуется организация централизованного управления компьютерной сетью и всеми сетевыми процессами это вызывает необходимость в выделенном сервере управления правами доступа.