Модернизация локально вычислительной сети Администрации города Вологды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Анализ сети, постановка задачи

1.1 Классификации локально вычислительных сетей

1.2 Разновидности сетевых топологий

1.3 Среда передачи данных

1.4 Устройства приема/передачи данных

1.5 Современные технологии высокоскоростной передачи данных в локальных сетях

1.6 Анализ существующей сети

1.7 Постановка задачи

2. Расчет информационных потоков

2.1 Расчет информационных потоков по департаментам

2.2 Выбор сетевых стандартов

3. Разработка моделируемой сети

3.1 Разработка структуры сети

3.2 Разработка схемы прокладки кабелей

3.3 Обзор и выбор аппаратного обеспечения

3.4 Обзор и выбор програмного обеспечения

3.5 Разработка системы защиты информации

4. Моделирование сети

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Техника безопасности при прокладке сетевых кабельных трасс

5.2 Заземление кабельной системы

5.3 Использование стандартов ТСО

6. Экономическая часть

6.1 График проектирования и внедрения решения

6.2 Разработка сметы затрат на проектирование и создание системы, совокупная стоимость владения системой

6.3 Разработка инструкции системному администратору сети

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Данная дипломная работа решает задачу модернизации корпоративной сети предприятия, переходом на новое сетевое оборудование, и прокладкой новых сегментов сети в связи с расширением парка рабочих станций.

В настоящее время число пользователей сетей постоянно растет, существующие сети расширяются, постоянно растет количество сетей. Также постоянно растут и требования предъявляемые к этим сетям: требования к пропускной способности сетей, защите передаваемых по ней данных , стоимости разработки и построения сети.

Администрация города Вологды решает множество проблем во всех областях жизни города. Этот административный орган насчитывает в себе порядка 11 департаментов отвечающих за различные стороны городского управления находящихся в 4х зданиях.

Наш город постоянно растет и развивается, повышается и количество задач выполняемых Администрацией города, она постоянно совершенствуется, вводятся новые технологии для более быстрого решения вопросов граждан и общегородских вопросов. Постоянно увеличивается или улучшается и парк компьютерной техники.

Со временем было принято решение объединения зданий в единую сеть посредствам существующих оптоволоконных каналов связи взятых в аренду, и уйти от бумажного документооборота в сторону электронного, добавить внутреннюю корпоративную электронную почту для более быстрого сообщения между работниками, совместное использование сетевых ресурсов (справочно-правовые системы).

Вышеперечисленные возможности во многом упрощают внутренние процессы организации.

В целях экономии муниципального бюджета было принято решение использовать удаленные средства печати, предоставление услуг гражданам в электронном виде.

Начиная с 2007 года парк компьютеров во всех департаментах был увеличен до 334 рабочих мест.

В данном дипломном проекте будет выполнена работа по модернизации локально вычислительной сети Администрации города Вологды. Произведен расчет информационных потоков, разработана структура сети, подобрано аппаратное и программное обеспечение, разработана система защиты информации.

сеть кабель информация

1. Анализ сети, постановка задачи

1.1 Классификации локальной вычислительный сетей

На сегодняшний день в мире насчитывается огромное количество различных ЛВС чтобы их рассмотреть и сравнить, нужна система классификации. Пока не существует установившейся окончательной системы классификации ЛВС. Выявим признаки для классификации ЛВС:

1. По назначению:

- вычислительные сети, предназначенные для расчетных работ;

- информационно-вычислительные сети, которые предназначены, как для ведения расчетных работ, так и для предоставления информационных ресурсов;

- информационно-советующие, которые на основе обработки данных вырабатывают информацию для поддержки принятия решений;

- информационно-управляющие сети, которые предназначены для управления объектов на основе обработки информации.

2. По типам используемый ЭВМ:

- однородные сети, которые содержат однотипные компьютеры и

системное программное обеспечение;

- неоднородные сети, которые содержат разнотипные компьютеры и системное программное.

3. По способам управления:

- локальные сети с централизованным управлением. Управление осуществляется централизованным образом. Управление всеми узлами сети происходит с помощью выделенных серверов, которые составляют центральный узел сети;

- одноранговые сети. Существует совмещение функций - так как каждый из узлов локальной вычислительной сети одновременно может выполнять функции сервера и клиентского узла;

- терминальные сети. Функции каждого узла ЛВС ограничены. Каждый из узлов выполняет только взаимодействие с пользователем. Информация хранится на основном узле локальной вычислительной сети - сервере терминалов.

4. По типам используемый рабочих станций:

- однородные сети, которые содержат однотипные компьютеры и

системное программное обеспечение;

- неоднородные сети, которые содержат разнотипные компьютеры и

системное программное.

5. По топологическим признакам (архитектуре сети) ЛВС делятся на сети построенные по физической топологии:

- физическая шина;

- физическая звезда;

- физическое кольцо;

- совмещённые физическая звезда и логическое кольцо.

И сети построенные по логической топологии ( определяет направление потоков между узлами и способы передачи данных):

- логическая шина;

- логическая звезда;

- логическое кольцо.

6. По среде передачи данных (по какому кабелю передается информация) ЛВС делят на:

- коаксиальный кабель;

- витая пара;

- оптоволоконный кабель.

1.2 Разновидности сетевых топологий

Сетевая топология - возможные конфигурации компьютерных сетей.

Специфика сетевых технологий состоит в необходимости строгого согласования всех характеристик аппаратных и программных сетевых средств для успешного обмена данными. При этом существующие аппаратные средства способны обеспечивать различные возможности (скорость, надежность и т.п.) по передаче данных в зависимости от способа использования этих устройств. Для учета всех этих особенностей режимов работы оборудования и было введено понятие "сетевая топология" В настоящее время для описания конфигурации сети используют два вида топологий: физическую и логическую.

Разновидности сетевых топологий. Физическая топология описывает реально использующиеся способы организации физических соединений различного сетевого оборудования (использующиеся кабели, разъемы и способы подключения сетевого оборудования). Физические топологии различаются по стоимости и функциональности. Приведем описание трех наиболее часто использующихся физических топологий с указанием их преимуществ и недостатков.

1. Шинная топология.

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал (коаксиальный кабель) передачи данных, на концах которого устанавливаются оконечные сопротивления (терминаторы). Каждый компьютер подключается к коаксиальному кабелю с помощью Т-разъема (Т - коннектор). Данные от передающего узла сети передаются по шине в обе стороны, отражаясь от оконечных терминаторов. Терминаторы предотвращают отражение сигналов, т.е. используются для гашения сигналов, которые достигают концов канала передачи данных. Таким образом, информация поступает на все узлы, но принимается только тем узлом, которому она предназначается. В топологии логическая шина среда передачи данных используются совместно и одновременно всеми ПК сети, а сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления по среде передачи. Так как передача сигналов в топологии физическая шина является широковещательной, т.е. сигналы распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Рисунок 1.1 - Шинная топология

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой Ethernet (классы 10Base-5 и 10Base-2 для толстого и тонкого коаксиального кабеля соответственно).

Преимущества сетей шинной топологии:

- отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

- сеть легко настраивать и конфигурировать;

- сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

- разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

- ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

- трудно определить дефекты соединений

2. Топология типа “звезда”.

В сети, построенной по топологии типа “звезда” каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, т.е. сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Рисунок 1.2 - Топология типа “звезда”

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

- легко подключить новый ПК;

- имеется возможность централизованного управления;

- сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения

отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

- отказ хаба влияет на работу всей сети;

- большой расход кабеля;

3. Топология “кольцо”.

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется с входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.



Рисунок 1.3 - Топология “кольцо”

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети - логическое кольцо.

Данную сеть очень легко создавать и настраивать. К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Как правило, в чистом виде топология “кольцо” не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

4. Топология Token Ring.

Эта топология основана на топологии "физическое кольцо с подключением типа звезда". В данной топологии все рабочие станции подключаются к центральному концентратору (Token Ring) как в топологии физическая звезда. Центральный концентратор - это интеллектуальное устройство, которое с помощью перемычек обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции.

Другими словами с помощью концентратора каждая станция соединяется только с двумя другими станциями (предыдущей и последующей станциями). Таким образом, рабочие станции связаны петлей кабеля, по которой пакеты данных передаются от одной станции к другой и каждая станция ретранслирует эти посланные пакеты. В каждой рабочей станции имеется для этого приемо-передающее устройство, которое позволяет управлять прохождением данных в сети. Физически такая сеть построена по типу топологии “звезда”.

Концентратор создаёт первичное (основное) и резервное кольца. Если в основном кольце произойдёт обрыв, то его можно обойти, воспользовавшись резервным кольцом, так как используется четырёхжильный кабель. Отказ станции или обрыв линии связи рабочей станции не влечет за собой отказ сети как в топологии кольцо, потому что концентратор отключит неисправную станцию и замкнет кольцо передачи данных.

В архитектуре Token Ring маркер передаётся от узла к узлу по логическому кольцу, созданному центральным концентратором. Такая маркерная передача осуществляется в фиксированном направлении (направление движения маркера и пакетов данных представлено на рисунке стрелками синего цвета). Станция, обладающая маркером, может отправить данные другой станции.

Рисунок 1.4 - Топология Token Ring

Для передачи данных рабочие станции должны сначала дождаться прихода свободного маркера. В маркере содержится адрес станции, пославшей этот маркер, а также адрес той станции, которой он предназначается. После этого отправитель передает маркер следующей в сети станции для того, чтобы и та могла отправить свои данные.

Один из узлов сети (обычно для этого используется файл-сервер) создаёт маркер, который отправляется в кольцо сети. Такой узел выступает в качестве активного монитора, который следит за тем, чтобы маркер не был утерян или разрушен.

Преимущества сетей топологии Token Ring:

- топология обеспечивает равный доступ ко всем рабочим станциям;

- высокая надежность, так как сеть устойчива к неисправностям отдельных станций и к разрывам соединения отдельных станций.

Недостатки сетей топологии Token Ring:

- большой расход кабеля и соответственно дорогостоящая разводка линий связи.

Логические топологии. Логическая топология определяет реальные пути движения сигналов при передаче данных по используемой физической топологии. Таким образом, логическая топология описывает пути передачи потоков данных между сетевыми устройствами. Она определяет правила передачи данных в существующей среде передачи с гарантированием отсутствия помех, влияющих на корректность передачи данных.

Поскольку логическая топология описывает путь и направление передачи данных, то она тесно связана с уровнем MAC (Media Access Control) модели OSI (подуровень канального уровня). Для каждой из существующих логических топологий существуют методы контроля доступа к среде передачи данных (MAC), позволяющие осуществлять мониторинг и контроль процесса передачи данных.

В настоящее время существует три базовые логические топологии: "логическая шина", "логическое кольцо" и "логическая звезда" (коммутация). Каждая из этих топологий обеспечивает преимущества в зависимости от способов использования. Используя рассмотренные ранее рисунки, посвященные физическим топологиям, необходимо помнить, что логическая топология определяет направление и способ передачи, а не схему соединения физических проводников и устройств.

1.3 Среда передачи данных

Средой передачи данных называются те линии связи (или каналы связи), по которым производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются проводные или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроводные сети, которые сейчас находят все более широкое применение, особенно в портативных компьютерах.

Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при выборе надо учитывать как особенности решаемой задачи, так и особенности конкретной сети, в том числе и используемую топологию.

Кабельные среды передачи данных передаются с таким расчетом, чтобы обеспечивать передачу сигнала по строго определенному пути. Наиболее широко используемые в настоящее время кабельные среды передачи данных представлены кабелями: витая пара, коаксиальный кабель и оптический кабель.

1. Витая пара.

Витые пары проводов используются в дешевых и сегодня, пожалуй, самых популярных кабелях. Кабель на основе витых пар представляет собой несколько пар скрученных попарно изолированных медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке. Он довольно гибкий и удобный для прокладки. Скручивание проводов позволяет свести к минимуму индуктивные наводки кабелей друг на друга и снизить влияние переходных процессов. Обычно в кабель входит две или четыре витые пары.



Рисунок 1.5 - Кабель с витыми парами

Неэкранированные витые пары характеризуются слабой защищенностью от внешних электромагнитных помех, а также от подслушивания, которое может осуществляться с целью, например, промышленного шпионажа. Причем действие помех и величина излучения вовне увеличивается с ростом длины кабеля. Для устранения этих недостатков применяется экранирование кабелей.

В случае экранированной витой пары каждая из витых пар помещается в металлическую оплетку-экран для уменьшения излучений кабеля, защиты от внешних электромагнитных помех и снижения взаимного влияния пар проводов друг на друга. Для того чтобы экран защищал от помех, он должен быть обязательно заземлен. Естественно, экранированная витая пара заметно дороже, чем неэкранированная. Ее использование требует специальных экранированных разъемов. Поэтому встречается она значительно реже, чем неэкранированная витая пара.

2. Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального медного провода и металлической оплетки (экрана), разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку (в соответствии с рисунком 1.6).

Рисунок 1.6 - Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель до недавнего времени был очень популярен, что связано с его высокой помехозащищенностью (благодаря металлической оплетке), более широкими, чем в случае витой пары, полосами пропускания (свыше 1ГГц), а также большими допустимыми расстояниями передачи (до километра). К нему труднее механически подключиться для несанкционированного прослушивания сети, он дает также заметно меньше электромагнитных излучений вовне. Однако монтаж и ремонт коаксиального кабеля существенно сложнее, чем витой пары, а стоимость его выше (он дороже примерно в 1,5 - 3 раза). Сложнее и установка разъемов на концах кабеля.

Основное применение коаксиальный кабель находит в сетях с топологией типа шина. При этом на концах кабеля обязательно должны устанавливаться терминаторы для предотвращения внутренних отражений сигнала, причем один (и только один) из терминаторов должен быть заземлен.

В настоящее время считается, что коаксиальный кабель устарел, в большинстве случаев его вполне может заменить витая пара или оптоволоконный кабель. И новые стандарты на кабельные системы уже не включают его в перечень типов кабелей.

3. Оптический кабель.

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель - это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля. Только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром около 1 - 10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае речь идет о режиме так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется. Однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Рисунок 1.7 - Структура оптоволоконного кабеля

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам сигнал не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как при этом нарушается целостность кабеля. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля.

Беспроводные среды передачи данных являются частью нашего мира, существующим окружением планеты Земля. Атмосфера является одним из примеров таких сред передачи. В беспроводных средах передачи сигналы могут передаваться с использованием различного рода излучений, например, радиоволны, микроволновое излучение, инфракрасное излучение и т.п.

В сети полезный сигнал всегда передается в виде волн с использованием той или иной среды передачи. При проектировании компьютерной сети очень важным является правильность выбора среды или нескольких сред передачи для обмена данными между всеми устройствами сети. Выбор среды передачи, как правило, определяется структурой будущей сети - наличием компьютеров располагающихся в одной комнате, этаже, здании, различных районах города или нескольких различных городах, регионах или даже странах. Правильный выбор среды передачи обеспечивает одну из составляющих успешного построения сети, что в дальнейшем приводит к минимизации стоимости владения сетью и обеспечения ее необходимой производительности.

1.4 Устройства приема/передачи данных

После того, как выбрана среда передачи данных для проектируемой сети, необходимо задуматься об устройствах приема/передачи сигнала. Эти устройства подключаются к среде передачи, (формируют сигнал в среде при его передаче отправляющим компьютером и принимают его из среды передачи на принимающей стороне. Все устройства приема/передачи характеризуются по типу используемой среды передачи и отличаются скоростью передачи данных и выполняемыми ими дополнительными функциями. Примерами таких устройств могут служить: сетевые карты, повторители, концентраторы, коммутаторы, радиоприемники/передатчики, приемники/передатчики инфракрасного излучения и т.п.

1. Сетевые карты (Network Adapters).

Сетевая карта - это устройство, устанавливаемое в компьютер и предоставляющее ему возможность взаимодействия с сетью. В настоящее время выпускается большое количество разнообразных сетевых карт. Наиболее часто встречающиеся карты имеют вид печатной платы, устанавливаемой в разъем расширения материнской платы компьютера. Многие производители сейчас встраивают сетевые карты прямо в материнские платы. Еще один вид сетевых карт существует для переносных компьютеров (notebook). Эти карты подключаются к специальным внешним разъемам компьютеры при необходимости подключения к сети.

В настоящее время производителями выпускается огромное количество сетевых карт различных типов позволяющих использовать любые из существующих сред передачи: витая пара, коаксиальный или оптический кабели, радиоволны или инфракрасное излучение.

Для соединения сетевой карты и среды передачи данных применяются разъемы, зависящие от используемой среды передачи данных. Например, для тонкого коаксиального кабеля используются разъемы BNC, для витой пары пятой категории - разъемы RJ-45.

2. Повторители.

Повторители используются для увеличения расстояния, на которое может передаваться сигнал в используемой среде передачи данных.

Реальность физических процессов такова, что передающийся в той или иной среде полезный сигнал при прохождении от передатчика к приемнику постепенно. Это затухание сигнала происходит из-за возникающих в процессе передачи помех (сопротивление среды передачи, интерференция сигналов от разных источников и т.п.). Для того чтобы гарантировать успешное прохождение сигнала при больших расстояниях между передатчиком и приемником необходимо использование повторителей.

Повторитель подключается к среде передачи между передатчиком и приемником, играя роль посредника при передаче сигнала. Полезный сигнал, отправленный передатчиком, движется по среде передачи, постепенно затухая. Достигнув повторителя, сигнал "подпитывается" (усиливается) повторителем до прежнего уровня и отправляется дальше по среде передачи. Таким образом, с применением повторителей можно обеспечить прохождение сигнала на расстояния в несколько раз больше, чем при использовании только передатчика и приемника подключенных к среде передачи.

В настоящее время в сетях достаточно редко используются повторители, сделанные в виде отдельных устройств. Как правило, функции повторителя (функции усиления сигнала) просто реализуются во всех более сложных устройствах сети. Например, фактически все сетевые карты, концентраторы, коммутаторы реализуют в себе возможности повторителей.

3. Концентраторы и коммутаторы (Concentrators and Switches).

Концентраторы и коммутаторы предоставляют возможность физического соединения в единую среду передачи всех кабелей, используемых для подключения сетевых карт компьютеров.

4. Модемы (Modems).

Модемы используются для преобразования цифровых сигналов (используемых компьютером) в аналоговые (как правило, звуковых частот) и обратно - из аналоговых в цифровые. Термин "модем" происходит от объединения двух терминов, описывающих процессы преобразования сигнала из цифрового вида в аналоговый - "модуляция", и обратно - "демодуляция". Преобразование в аналоговый сигнал позволяет передавать его по аналоговым линиям передачи данных, например, телефонным линиям.

Модем преобразует (модулирует) цифровой сигнал в звуковой (аналоговый) и передает его по телефонной линии. Получающий сигнал модем на принимающей стороне выполняет обратное преобразование аналогового сигнала в цифровой, (демодулирует) и передает его компьютеру для обработки. Модемы часто используются для организации недорогих относительно медленных каналов передачи данных между компьютерами, удаленными на большие расстояния друг от друга.

1.5 Современные технологии высокоскоростной передачи данных в

локальных сетях

Fast Ethernet "100Base-T" - другое, часто встречающееся название технологии Fast Ethernet - это высокоскоростная технология передачи данных в локальных сетях. Правила передачи данных с использованием этой технологии определяются стандартом IEEE 802.3u. Этот стандарт описывает правила работы протоколов второго уровня модели OSI (канальный уровень) и предоставляет возможность передачи данных со скоростью 100 Мегабит в секунду (l00MBps).

Характеристики:

Как и 10Base-T Ethernet, 100Base-T использует метод CSMA/CD в качестве протокола контроля доступа к среде передачи. 100Base-T базируется на возможностях масштабирования обеспечиваемых методом CSMA/CD. Масштабирование подразумевает возможность простого увеличения или уменьшения размеров сети без значительного снижения ее производительности, надежности и управляемости.

Технология 100Base-T использует кабель UTP5 (неэкранированная витая пара 5 категории). При передаче данных в кабеле используется две пары из четырех существующих.

Преимущества:

Кабель UTP5 и сетевые карты 100Base-T в настоящее время выпускаются огромным количеством производителей.

Применение технологии 100Base-T является недорогим путем увеличения производительности Вашей сети. Современные сетевые карты 100Base-T имеют цену, сравнимую с картами, поддерживающими технологию 10Base-T Ethernet. В дополнение к этому, стоимость кабеля UTP5 в настоящее время является одной из наименьших в области кабельных систем.

Недостатки:

Использование технологии 100Base-T имеет существенно большие ограничения на длину кабельных сегментов, чем в технологии 10Base-T Ethernet. В сравнении с технологией 10Base-T Ethernet, позволяющей организовывать сети максимального диаметра размером в 500 метров, технология 100Base-T ограничивает этот диаметр 205 метров. Для существующих сетей, превышающих этот лимит, потребуется установка дополнительных маршрутизаторов.

Текущие разработанные технологии. Высокоскоростные стандарты передачи данных разрабатывались всегда, и Ethernet не является исключением. Gigabit Ethernet (также известный как 1000Base-T или IEEE 802.3z). Этот стандарт увеличивает скорость передачи данных в сети до 1000 Mbps, что в десять раз быстрее передачи данных по технологии 100Base-T. Стандарт разрабатывается с учетом возможности использования существующих кабельных систем на базе UTP5. Таким образом, перевод сети на новую технологию должен быть относительно простым и недорогим.

В дополнение к Gigabit Ethernet, существует еще один стандарт, в настоящее время находящийся в стадии тестирования. Известен он под названием 10 Gigabit Ethernet или IEЕ 802.3 Higher Speed Study Group (HSSG). Базируясь на предшествующих стандартах, эта технология передачи данных будет использовать кабельную систему на базе оптического волокна, обладающую более высокой пропускной способностью, чем витая пара или коаксиальный кабель. Технология 10 Gigabit Ethernet будет поддерживать скорости передачи данных до 10000 Mbps.

1.5 Анализ существующей сети

Администрация города Вологды важный административный орган обеспечивающий управление во всех областях жизни город, однако информационные технологии внедряются только начиная с 2006 года. Сегменты сети существуют отдельно друг от друга, отсутствует централизованное управление. Сети в основном построены по физической топологии - физическая шина, среда передачи данных витая пара 5 категории.

В связи с нарастающими потоками информации и потребностями пользователей, выявлены следующие недостатки.

1. Множественные коллизии в сетях.

2. Неработоспособные участки сети на физическом уровне.

3. Отсутствие централизованного управления.

4. Отсутствие единой системы защиты информации от несанкционированного доступа и антивирусной защиты.

5. Переноска бумажных документов значительно увеличивает время принятия решений.

6. Сегменты сети выполнены некачественно (кабеля пущены по полу и через окна).

1.6 Постановка задачи

Основными задачами которые выполняет современная корпоративная сеть является взаимодействие приложений, находящихся на территориальном удалении от конечного пользователя. Как правило корпоративная сеть предназначена для объединения отделов предприятия решающих одни и те же задачи, или работающих вместе, и при это находящихся на значительном удалении друг от друга. Корпоративная сеть предназначена для решения следующих рабочих задач:

1. Замена существующих подключений к сетям операторов связи и сети Интернет на единое централизованное подключение;

2. Распределение выделенного интернет канала между всеми пользователями сети;

3. Единый электронный документооборот;

4. Обмен данными между пользователями сети;

5. Удаленный доступ к средствам печати, базам данных бухгалтерии, справочно-правовым системам;

6. Единый сервер электронной почты;

7. Возможность совместно использовать сетевые ресурсы;

8. Проведение аудио и видео конференций;

Решение вышеперечисленных задач упрощает работу организации.

При постановке задачи был проведен анализ существующей сети. Поставлены задачи выбора архитектуры модернизируемой сети, выбора сетевого оборудования (активного и пассивного). Выбрать программное обеспечение. Разработать структуру сети и схему прокладки кабелей. Произвести моделирование локальной вычислительной сети. Разработать систему защиты информации. Произвести расчет затрат на создание сети.

сеть кабель информация

2. Расчет информационных потоков

2.1 Расчет информационных потоков по департаментам

Для расчета схемы информационных потоков выделим основные департаменты и отделы содержащиеся в Администрации города Вологды. Администрация города Вологды делится на следующие департаменты и отделы:

1) Департамент финансов;

2) Департамент градостроительства и инфраструктуры;

3) Департамент гуманитарной полититки;

4) Департамент имущественных отношений;

5) Департамент экономического развития;

6) Административный департамент;

7) Правовое управление;

8) Управление делами;

9) Управление информации и общественных связей;

10) Управление информационных технологий и защиты информации;

11) Отдел бюджетного учёта.

Выделим на информационной схеме преимущественные объемы связей между департаментами. И отобразим их в структурно-организационной схеме предприятия (Рисунок 2.1).

Определим, как идёт распределение трафика между департаментами в сети. В таблице 2.1 показан средний объём информации за один рабочий день (8 часов) в Мбайт, отправляемы и принимаемый департаментами организацчии. Трафик складывается из собственной рабочей информации плюс 10 % служебной информации также учитываем (условно), что при передаче по сети информации она увеличивается в 1,7 раза за счет помехоустойчивого трафика кодирования.



Рисунок 2.1 - Структурно-организационная схема предприятия

Информационная нагрузка одной информационной связи определяется по результатам анализа документооборота в обоих направлениях между данным подразделением и каждым подразделением, непосредственно с ним связанным. Исходным носителям информации считается стандартный лист формата А4, содержащий 2000 алфавитно-цифровых знаков и пробелов. При 8-битном кодировании информационная емкость такого листа составляет Е=200*8=16000 бит.

Таблица 2.1 - Распределение между декартаментами.

	Отделы получают информацию
отделы отсылают информацию		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	УИСХ. ИНФ.
	1	40	25	-	48	30	-	33	42	-	-	43	261
	2	20	180	-	-	-	-	-	-	-	-	25	225
	3	-	-	87	-	-	43	38	50	-	-	20	238
	4	54	-	-	86	95	-	-	-	-	-	33	268
	5	30	-	-	80	110	-	-	44	-	-	28	292
	6	-	-	35	-	-	70	-	30	40	-	20	195
	7	33	-	35	-	-	-	65	31	-	-	15	179
	8	55	-	40	-	36	26	37	24	40	32	32	322
	9	-	-	-	-	-	40	-	32	70	-	20	162
	10	-	-	-	-	-	-	-	22	-	140	45	207
	11	36	25	23	50	18	17	26	20	35	32	25	307
	УВХОД. ИНФ.	268	230	220	264	289	196	199	295	185	204	306

Информационная часовая нагрузка одной организационной связи равна и рассчитывается по формуле (2.1):

(2.1)

где Е - информационная емкость стандартного листа документа;

n1 - число листов, поступающих в данное подразделение за час;

n2 - число листов, отправляемых данными подразделениями в час.

Рассчитаем и запишем данные в таблицу.

Информационная часовая нагрузка организационных связей определятся по для всех подразделений предприятия. При этом не учитываются информационные связи с теми подразделениями, для которых расчет уже производился.

Суммарная часовая информационная нагрузка всех организационных связей предприятия равна и рассчитывается по формуле (2.2):

(2.2)

Где N - число организационных связей в схеме предприятия.

Рассчитаем и запишем полученные данные в таблицу (Таблица 2.2).

Таблица 2.2 - Информационная нагрузка и суммарная информационная нагрузка по департаментами.

	ИНсв	ИНсумм
1	146944 bit/s	3673611 bit/s
2	126388 bit/s	3159722 bit/s
3	127222 bit/s	3180555 bit/s
4	147777 bit/s	3694444 bit/s
5	161388 bit/s	4034722 bit/s
6	108611 bit/s	2715277 bit/s
7	105000 bit/s	2625000 bit/s
8	171388 bit/s	4284722 bit/s
9	96388 bit/s	2409722 bit/s
10	114166 bit/s	2854166 bit/s
11	170277 bit/s	4256944 bit/s

Выбирается максимальное значение ИН_сумм, макс для рабочего дня (цикла) предприятия, которое является исходным для определения потребной полезной пропускной способности базовой технологии проектируемой сети.

Общая пропускная способность Ср сети определяется по формуле (2.3):

(2.3)

Где k1=(1,11,5) - коэффициент учета протокольной избыточности стека протоколов, измеренного в практикуемой сети; для стека TCP/IP k11,3;

k2 - коэффициент запаса производительности для будущего расширения сети, обычно k22.

Общая пропускная способность сети при максимальной нагрузке равняется 11140277 bit/s, что равно 11,14 Mbit/s. Интерфейс соединения рабочих станций с коммутатором IEEE 802.3u равный 100 Mbit/s.

2.2 Выбор сетевых стандартов

Выберем сетевые стандарты. Для серверов подойдёт стандарт IEEE 802.3z в дальнейшем будет выбрано соответствующее оборудование удовлетворяющее требованиям этого стандарта. Рабочие станции, максимально использующие ресурсы ЛВС используют стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet (10/100 Мбит/с), для полноценной работы этих рабочих станций в сети этого стандарта будет достаточно, рабочие станции минимально использующие ресурсы ЛВС, так же будут использовать этот стандарт. Учитывая выбранные стандарты в дальнейшем будет выбрано оборудование и програмногое обеспечение удовлетворяющее требованиям ЛВС.

3. Разработка моделируемой сети

3.1 Разработка структуры сети

Для построения структурной схемы ЛВС «АДМГОР» имеются следующие исходные данные:

Количество зданий - 4 здания:

- 3х этажное здание по адресу: г. Вологда, ул. Каменный мост д.4;

- 3х этажное здание по адресу: г. Вологда, ул. Ленина д.2;

- 3х этажное здание по адресу: г. Вологда, ул. Марии Ульяновой д.15;

- 1, 2, 3 и 5 этажи в 5ти этажном здании по адресу: г. Вологда, ул. Козленская д.6.

Потолки в зданиях по адресам Каменный мост д. 4 и Ленина д.2 высотой 4 м. (в дальнейшем здания 1 и 2);

Потолки в здании по адресу Козленская д.6 высотой 3,5 м. (в дальнейшем здание 3);

Потолки в здании по адресу Марии Ульяновой д.15 высотой 3 м. (в дальнейшем здание 4);

Расстояние между зданиями:

- расстояние между зданиями 1 и 2 - 200 м.;

- расстояние между зданиями 1 и 3 - 450 м.;

- расстояние между зданиями 1 и 4 - 300 м..

ЛВС «АДМГОР» имеет следующие характеристики приведены в таблице 3.1:

Таблица 3.1 - Характеристики ЛВС Администрации города Вологды.

Характеристика	Значение
Сетевая физическая топология	звезда
Сетевая логическая топология	логическая звезда
Среды передачи данных	витая пара 5 категории, оптоволокно
Устройства передачи данных	сетевые карты 10/100 Мбит/с Fast Ethernet, сетевые карты Gigabit Ethernet 10/100/1000 Мбит/с, коммутаторы 10/100 Мбит/с, коммутаторы 10/100/1000Мбит/с, маршрутизаторы
Используемые сетевые стандарты	IEEE 802.3u - Fast Ethernet (10/100 Мбит/с) , IEEE 802.3z - Gigabit Ethernet (10/100/1000 Мбит/с)

3.2 Разработка схемы прокладки кабелей

В зданиях монтаж информационного канала на основе кабеля «витая пара» 5той категории представляет собой закрепленный кабель длиной до 90 метров с нормируемыми характеристиками, на конце кабеля со стороны рвспределительной панели в распределительном шкафу установлены оконечники с ножевой системой RJ-45 и различные розеточные модули установленные со стороны компьютера.

Кабеля монтируются в закрытых коробах для прокладки в пределах офисных помещений, используются так же монтажные лотки и другие крепежные принадлежности.

От распределительного шкафа до помещения кабеля горизонтальной подсистемы прокладываются до помещения в закрытых закладных трубах надо подвесным потолком, а в пределах комнаты спускаются в декоративных коробах со съёмной передней крышкой до рабочих мест. Сечение короба выбирается исходя из числа рабочих мест в месте спуска короба, кабель не должен пережиматся, скручиваться и перегибаться. Необходимо избегать и переполнение короба, потому как сдавливание кабеля увеличивает уровень перекрестных наводок. Короба спускаются до установленных розеточных модулей которые необходимо установить на расстоянии 0,3 м от уровня пола.

В информационной розетке предполагается установка одинарных и сдвоенных розеточных модулей (в зависимости от количества рабочих станций в месте установки розеточного модуля). Каждый розеточный модуль отдельным кабелем категории 5 соединяется с распределительной панелью шкафа.

Для надежности функционирования ЛВС необходимо соблюдать следующие правила:

кабельная система проектируется и выполняется с дальнейшей возможностью расширения ЛВС и ограничиваются размещением новых рабочих станций и количеством информационных розеток;

вся кабельная система должна быть реализована максимально скрыто. Закладка кабелей в помещениях общего пользования (коридорах, пролетах, холлах, залах для презентаций) производится преимущественно над подвесным потолком. В помещениях, где размещаются пользователи и рабочие станций, предусматривается разводка кабелей над фальшполотками с дальнейшим спуском кабеля в декоратиных кабелях или за фальш стенами выполнеными из гипсополокнистых плит или плит ОСБ, стараясь не нарушать интерьера помещений;

пассивное сетевое оборудование начиная от рабоей станции до распределительного шкафа по своим электрическим характеристикам должно соответствовать категории 5.

между конечными точками проложенного кабеля в горизонтальной кабельной разводке нет промежуточных соедний скруток и спаек, при этом длина любого кабельного соединения на витой паре категории 5 не превышает 90 м.

вся кабельная разводка внутни здания выполняется неэкранированной витой парой категории 5;

все оборудование кабельной подсистемы категории 5 в соответствии со спецификациями стандартов ЕІА/ТIА 568B и ISO/EC 11801 это информационые розетки, комутационые панели, кабеля категории 5 и т.д.;

все кабели и розетки маркируются согласно стандарту EN50173;

кабельные трассы не проходят вблизи от сильноточной кабельной разводки, в местах непосредственной близости это расстояние не превышает 10 см в соответствии со стандартом ЕІА/ТІА568B, при этом допускается пересечение слабо и сильноточных кабелей под прямым углом.

Информационные каналы для обмена данными между всеми четырьмя зданиями а это: ул. Каменный мост д.4 , ул. Ленина д.2 , ул. Марии Ульяновой д.15 , ул. Козленская д.6. Выполнены с применением оптоволоконного кабеля и дополнительного сетевого оборудования. Оптоволоконный кабель проложен под землей в трубопроводах и надземным способом, по крышам близнаходящихся зданий. Всё эти кабельные трассы пронадлежат компаниям ОАО «Комстар» и ОАО «Ростелеком», с ними заключен договор на аренду оптоволоконного канала, следовательно нет необходимости в прокладке каналов связи между зданиями.

3.3 Обзор и выбор аппаратного обеспечения

3.3.1 Принципы построения локально вычислительных сетей

При выборе активного и пассивного сетевого оборудования будем руководствоваться следующими принципами предусмотренными проектом модернизации сети Администрации города Вологды.

В состав технического обеспечения входит структурированная кабельная сеть состоящая из:

1. Активного оборудования. К активному оборудованию относятся этажные коммутаторы, центральные маршрутизирующие коммутаторы, точки доступа беспроводного оборудования, повторители для увеличения длинны кабеля между сегментами сети.

2. Пассивного оборудования. К пассивному оборудованию относятся соединительные UTP кабеля 5той категории, волоконно-оптические кабели, коммутационные розетки для подключения конечные рабочие станции к сети, органайзеры и коммутационные панели для упрощения разводки в коммутационных шкафах.

В состав технического обеспечения также входят сервера которые в свою очередь делятся на:

1. Общесистемные сервера. Сервера для обслуживания общесистемных сервисов таких как контроллер домена, система доменных имён DNS, сервер электронной почты, сервер предоставления полномочий, сервер межсетевого экрана для защиты сети от внешних угроз, сервера сопровождения справочно-правовых систем, сервера баз данных единого электронного документооборота, а так же сервер антивирусной защиты компьютеров сети и электронной почты.

2. Файловые сервера для хранения информации пользователей и для обмена данными друг с другом.

3. Сервер сети интернет для распределения интернет канала между пользователями сети, фильтров доступа на внешние ресурсы.

Источники бесперебойного электропитания являются неотъемлемой частью технического обеспечения локально вычислительно сети. Все сервера и центральные маршрутизирующие коммутаторы запитываются от центрального источника бесперебойного питания, сетевые шкафы с этажными коммутаторами и остальное оборудование локально вычислительно сети запитывается от локальных источников бесперебойного питания.

Принтеры, сканеры, мультифункциональные устройства, копировальная техника, плоттеры и другие устройства с высоким уровнем энергопотребления не запитываются от источников бесперебойного питания.

Структурированная кабельная система соответствует архитектуре здания и содержит этажные сегменты кабельной проводки, этажные кроссы, межэтажные соединения, и центральный кросс.

Этажные сегменты сети удовлетворяют требованиям стандартов категории 5 с пропускной способностью не ниже 100 Мбит/с IEEE 802.3u Fast Ethernet (10/100 Мбит/с) и реализованы кабелем типа «витая пара».

В свою очередь межэтажные сегменты так же удовлетворяют требованиям стандартов категории 5 с пропускной способностью не ниже 1 Гбит/с IEEE 802.3z Gigabit Ethernet (10/100/1000 Мбит/с) и реализованы кабелем типа «витая пара».

Этажные сегменты сети реализованы на основе активного сетевого оборудования, коммутаторов. Оно должно обеспечивать коммутируемый порт Fast Ethernet для рабочей станции, обеспечивать возможность создания виртуальных частных сетей VPN, давать возможность маршрутизации трафика между виртуальными сетями и поддерживать протоколы SNMP/SNMP2 для дистанционного управления коммутаторами. Активное сетевое оборудование в этажных сегментах должно иметь 19 дюймовый форм-фактор с возможностью установки в навесные и стоечные серверные шкафы.

Сетевое оборудование центрального кросса имеет порты для подключения серверов, порты для объединения коммутаторов для наращивания и резервирования поддерживать протоколы SNMP/SNMP2 для дистанционного управления коммутаторами. Активное сетевое оборудование в этажных сегментах должно иметь 19 дюймовый форм-фактор с возможностью установки в навесные и стоечные серверные шкафы.

Локальная вычислительная сеть построена с возможностью расширения парка рабочих станций, серверов, сетевых принтеров, коммутаторов и других устройств. Активное сетевое оборудование в свою очередь после всех подключений должно иметь резерв по свободным портам, не менее 10% от общего числа портов.

3.3.2 Выбор активного сетевого оборудования

1. Общесистемный сервер «DS» - для этого сервера будем использовать сервер фирмы IBM System x3550 M4 - 1 шт.

Характеристики сервера:

Cервер - IBM System x3550 M4 (7914EFG / 7914-EFG) Express

Процессоры - 2 Intel® Xeon® E5-2630 v2 (Ivy Bridge) 3.10GHz, 6-Core, HyperThreading, 7.2GT/s QPI, 15MB L3 cache

Чипсет - Intel® C604 (Patsburg) PCH

Память - 64GB (4 DIMM x 16GB) DDR-III PC3-14900 ECC Registered Dual Rank x4

RAID-контроллер - IBM ServeRAID M5110 8-internal channel SAS 6G RAID (0,1,10,5,50) controller 512MB Flash Backed Write Cache (upgreadable to RAID 6,60 with 1GB

Дисковая подсистема - up to 8TB (8 x 1TB) hot-swap SATA/SAS SFF 2.5" HDD System

Жесткие диски - 4 x 2.5" hot-swap SFF SATA/SAS HDD

Сетевой адаптер - 4-channel Intel® i350 PCI-E Gigabit LAN Network Interface Controller with VMDq, SR-IOV

Оптический привод - optional DVD Multi-Burner

Блоки питания - 750W Hot Plug

Корпус - 1U Rackmount, depth - 734mm

Управление - IBM Integrated Management Module II Standard

Сервер IBM System x3550 M4 - отличный выбор в условиях, когда компромисс недопустим. IBM x3550 предоставляет исключительное время бесперебойной работы, производительность и гибкость ввода-вывода для обеспечения эффективности затрат и высочайшей надежности. Этот компактный, устанавливаемый в стойку сервер представляет собой энергоэффективное, доступное по цене и простое в эксплуатации решение, отличающееся конструкцией, которая позволяет инвестировать средства по мере роста. Это помогает снизить затраты и управлять уровнем риска. Благодаря большей вычислительной мощности на ватт энергии, поддержке новейших процессоров Intel® Xeon® E5-2600 и улучшенной поддержке памяти сервер x3550 M4 обеспечивает сбалансированную производительность и плотность размещения.

Сервер x3550 M4, отличающийся компактной конструкцией и функциями обеспечения высокой производительности, предоставляет большую емкость оперативной памяти и системы хранения для важнейших приложений. Высота в стойке - 1U.

Процессор шестиядерный или четырехъядерный Intel® Xeon® серии E5-26xx с частотой до 2,3ГГц. Возможность установить до 2-х процессоров.

До 768 ГБ оперативной памяти 1333 МГц LRDIMM или до 384 ГБ UDIMM или 64 ГБ UDIMM, 12 разъемов.

До 3 отсеков 3,5" для жестких дисков SAS/ SATA с возможностью «горячей» замены или до 8 отсеков 2,5" для жестких дисков SAS/ SATA с возможностью «горячей» замены.

2. Сервер электронной почты «Email» - для сервера электронной почты так же используем сервер фирмы IBM System x3550 M4 но с меньшими характеристиками - 1 шт.

Характеристики сервера:

Cервер - IBM System x3550 M4 (7914EFG / 7914-EFG) Express

Процессоры - 2 Intel® Xeon® E5-2630 v2 (Ivy Bridge) 2.10GHz, 6-Core, HyperThreading, 7.2GT/s QPI, 15MB L3 cache

Чипсет - Intel® C604 (Patsburg) PCH

Память - 32GB (4 DIMM x 16GB) DDR-III PC3-14900 ECC Registered Dual Rank x4

RAID-контроллер - IBM ServeRAID M5110 8-internal channel SAS 6G RAID (0,1,10,5,50) controller 512MB Flash Backed Write Cache (upgreadable to RAID 6,60 with 1GB

Дисковая подсистема - up to 8TB (8 x 1TB) hot-swap SATA/SAS SFF 2.5" HDD System

Жесткие диски - 2 x 2.5" hot-swap SFF SATA/SAS HDD

Сетевой адаптер - 4-channel Intel® i350 PCI-E Gigabit LAN Network Interface Controller with VMDq, SR-IOV

Оптический привод - optional DVD Multi-Burner

Блоки питания - 550W Hot Plug

Корпус - 1U Rackmount, depth - 734mm

Управление - IBM Integrated Management Module II Standard

3. Файловый сервер «FS» - для файлового сервера используем готовый сервер фирмы HP Proliant DL360 G7 - 1 шт.

Характеристики сервера:

Cервер - HP Proliant DL360 G7 E5650 579239-421

Процессоры - 2 Intel® Xeon® 6С E5650 (Ivy Bridge) 2.66GHz, 6-Core, HyperThreading, 7.2GT/s QPI, 12MB L3 cache

Чипсет - Intel® C604 (Patsburg) PCH

Память - 32GB (4 DIMM x 16GB) DDR-III PC3-14900 ECC Registered Dual Rank x4

RAID-контроллер - ServerRAID 8-internal channel SAS 6G RAID (0,1,10,5,50) controller 512MB Flash Backed Write Cache (upgreadable to RAID 6,60 with 1GB FBWC)

Дисковая подсистема - Smart Array P410i SAS RAID

Жесткие диски - 8 x 2.5" hot-swap SFF SATA/SAS HDD

Сетевой адаптер - 4-channel PCI-E Gigabit LAN Network Interface Controller

Оптический привод - optional DVD Multi-Burner

Блоки питания - 550W Hot Plug

Корпус - 1U Rackmount, depth - 734mm

Управление - IBM Integrated Management Module II Standard

Mодель в семействе серверов ProLiant, которая заново определяет технологию серверов для монтажа в стойку оптимизированной, масштабируемости и возможностей расширения. Благодаря поддержке новых экономичных процессоров высокой плотности Intel Xeon C6- E5650, DL360 Gen7 идеально подходит для виртуализации, базы данных, бизнес-процессов с интенсивным обменом данными, когда оптимизация пространства для центра обработки данных и идеальное соотношение цена/производительность являются первостепенными. Сервер оснащен новейшим инновационным оборудованием и ПО от HP.

Средства повышения надежности, включающие в себя наличие резервных вентиляторов с возможностью «горячей» замены, «горячее» резервирование модулей памяти, интегрированный RAID, а также возможность «горячей» замены дисков и РСІ-плат дают возможность использования этого сервера на самых критических участках работы организации.

4. Интернет сервер «Proxy» - в качестве интернет сервера используем HP Proliant DL360 G7 - 1 шт.

Характеристики сервера:

Cервер - HP Proliant DL360 G7 E5650 579239-421

Процессоры - 2 Intel® Xeon® 6С E5650 (Ivy Bridge) 2.66GHz, 6-Core, HyperThreading, 7.2GT/s QPI, 12MB L3 cache