При создании виртуальных сетей на основе одного коммутатора обычно используется механизм группирования в сети портов коммутатора. Это логично, так как виртуальных сетей, построенных на основе одного коммутатора, не может быть больше, чем портов. Если к одному порту подключен сегмент, построенный на основе повторителя, то узлы такого сегмента не имеет смысла включать в разные виртуальные сети - все равно трафик этих узлов будет общим.

Создание виртуальных сетей на основе группирования портов не требует от администратора большого объема ручной работы - достаточно каждый порт приписать к нескольким заранее поименованным виртуальным сетям. Обычно такая операция выполняется путем перетаскивания мышью графических символов портов на графические символы сетей.

На основании вышесказанного выбираем коммутатор HP ProCurve Switch 1600M в качестве коммутатора для ОДКВ (Рис. 4.2). Для подключения к коммутатору сегментов предприятия используем модуль HP ProCurve Switch 100Base-FX Module (4 порта) (Рис. 4.3).

Рисунок 4.3 - Модуль HP ProCurve Switch 100Base-FX Module (4 порта) (J4112A).

Концентраторы для сегментов здания. Для подключения сегментов берем концентраторы HP AdvanceStack 100Base-T Hub-12TXM (HP J3234A) и коммутирующие модули к ним HP AdvanceStack 100Base-FX Switch Port Module (J3248A).

Сетевой адаптер для сервера. Сегодня все чаще и чаще возникают повышенные требование к пропускной способности каналов между клиентами сети и серверами. Это происходит по разным причинам:

повышение производительности клиентских компьютеров;

увеличение числа пользователей в сети;

появление приложений, работающих с мультимедийной информацией, которая хранится в файлах очень больших размеров;

увеличение числа сервисов, работающих в реальном масштабе времени.

Следовательно, имеется потребность в экономичном решении, предоставляющем нужную пропускную способность во всех перечисленных случаях. Ситуация усложняется еще и тем, что нужны различные технологические решения - для организации магистралей сети и подключения серверов одни, а для подключения настольных клиентов - другие.

В проектируемой сети предполагается установить один сервер. В основном все рабочие станции будут работать с ресурсами сервера, следовательно, в этом случае появляется потенциальное узкое место в сети, а конкретно - порт коммутатора для подключения сервера. Так как все сегменты новых рабочих групп будут подключаться на скорости 100 Мбит/сек, и сервера подключаются тоже на этой скорости, то все рабочие группы будут делить между собой полосу пропускания в 100 Мбит/сек. В зависимости от создаваемого ими трафика, время ожидания отклика серверов может варьироваться в значительных пределах. Расширить полосу пропускания между сервером и коммутатором, можно несколькими способами: либо используя коммутатор с одним высокоскоростным гигабитным портом для подключения сервера и несколькими портами на 100 Мбит/сек для подключения рабочих станций и групп, либо используя для подключения сервера специальных двухканальных полнодуплексных сетевых карт. Второе решение представляется более экономичным. Альтернативным решением данной проблемы может являться установка еще одного сервера, но данное решение я рассматривать не буду.

Компания SMC предлагает комплекс «TigerArray2» на базе двухканального сетевого адаптера EtherPower 10/100 (SMC9334BDT/SC).

TigerArray2 является мощной комбинацией аппаратного и програмного обеспечения, созданной специально для решения проблем, связанных с высоким уровнем сетевого трафика на серверах, повышает устойчивость и надежность сети. Аппаратная часть комплекта TigerArray2 содержит двухканальную сетевую плату EtherPower 10/100 PCI. Данный адаптер сочетает в себе функциональность двух отдельных плат, занимая всего один слот. Однако настоящим преимуществом этого комплекта является програмный TigerArray2 драйвер для распределения нагрузки. Этот промежуточный NT драйвер объединяет оба канала в единую «виртуальную» плату. Програмное обеспечение в этом случае распределяет общую нагрузку на оба канала, эффективно удваивая пропускную способность сетевого подключения на сервере.

Свойства/преимущества

Высокая производительность

Распределение нагрузки сетевого трафика

Двухканальный режим удваивает пропускную способность сети, используя один слот PCI

Низкий коэфицент использования ЦП

Дуплексный режим на обеих скоростях передачи данных

32-битный режим bus-master

Высокая пропускная способность

Дуплексное 200 Мбит/с соединение сервера с коммутатором исключает «узкие места» и максимизирует производительность

Отказоустойчивость

Динамичное восстановление после сбоя на обеих каналах для исключения потери данных

Автоматическое определение и оповещение по SNMP об ошибках в каналах связи, платах и кабельной проводке

Резервирование тракта данных и сетевых портов

Простота установки и использования

Auto Negotiation

Утилита диагностики сетевых плат EZDiag упрощает мониторинг и отладку

Универсальность

Позволяет исползовать несколько TigerArray2 в одном сервере

Регилирует трафик IP, IPX, NetBEUI

Экономия одного слота расширения

Надежность

Пожизненная гарантия

Бесплатная техническая поддержка

Оценим, хватит ли пропускной способности данного решения для обеспечения высокой производительности работы сети. Итак, в сети имеется 1 сервер и 3 рабочих группы, каждая из которых подключена к коммутатору по полнодуплексному соединению 100 Мбит/сек. Если на сервер поставить TigerArray2, то пропускная способность тракта «коммутатор - сервер» будет составлять 200 Мбит/сек при полнодуплексном соединении. А все три сегмента рабочих групп могут создать общий трафик тоже соответственно 200 Мбит/сек при полнодуплексном соединении. Но учитывая то, что вероятность одновременного обращения клиентов разных рабочих групп к серверу не очень велика, данного решения вполне достаточно для обеспечения высокой пропускной способности сети.

На основании вышесказанного выбираем для сервера сетевой адаптер SMC TigerArray2.

Сетевые адаптеры для рабочих станций. Основные требования к сетевым адаптерам рабочих станций:

Высокая производительность

Универсальность

Гибкость конфигурации

Дополнительные возможности

Адаптеры Fast Ethernet обеспечивают различным приложениям (графика, multimedia, Windows-программы) высокую производительность сети при малой загрузке процессора. Адаптеры для шины PCI поддерживают полнодуплексный режим (Full Duplex Fast Ethernet - FDFE), позволяющий вдвое повысить производительность сети. FDFE управляется программными средствами и не требует установки каких-либо переключателей или перемычек. Комбинированные адаптеры TX и T4 обеспечивают возможность подключения к сети через разъем BNC (10 Мбит/сек) или RJ-45. Вы можете включить сегодня адаптер в старую сеть на базе коаксиального кабеля с тем, чтобы завтра перейти к использованию технологии Fast Ethernet. Режим AutoSense во всех адаптерах 10/100 Mbps позволяет автоматически устанавливать максимальную для используемого оборудования скорость обмена. Вам не потребуется конфигурировать адаптер вручную, адаптеры автоматически установят скорость и режим даже при работе с устройствами, не поддерживающими спецификации о согласование скорости. Независимо от выбранной Вами модели инсталляция адаптера не составит труда. Все адаптеры PCI поддерживают автоматическую установку параметров с помощью PCI BIOS. Адаптеры EISA поставляются с конфигурационными файлами и поддерживают конфигурационные утилиты EISA. Модели с шиной ISA поддерживают технологию Plug-and-Play.

Для рабочих станций выбираем адаптер HP 100TX NightDIRECTOR/100 Ethernet Card (D3999A) который имеет следующие технические характеристики:

вставляется в стандартный PCI слот;

имеет один порт 10/100TX, поддерживающий удаленное включение и активизацию компьютера после засыпания (Remote Power On (RPO), Remote Wake Up (RWU));

имеет один разъем для Flash-памяти, которая обеспечивает проверку на вирусы;

режим Full-Duplex;

чипсет AMD PCnet-FAST Chip.

4.3 Выбор кабельной системы для проектируемой компьютерной сети

Чтобы построить любую сеть, необходимо знать ограничения и возможности каждого типа кабелей, применяющихся в сетевой инфраструктуре [7]. На тип применяемого кабеля существенное влияние оказывает характеристики передаваемой информации, важнейшей из которых является скорость передачи.

Так для 100Base-TX сетей, нужно использовать кабель 5 Категории или лучший. Длина сегмента от конечного устройства до концентратора - 100 метров для витой пары. При выборе кабельной инфраструктуры могут возникнуть особые ситуации:

требуется большие длины непрерывного кабеля

необходима защита от помех

необходима внешняя прокладка кабеля

Большие длины. Номинальная максимальная длина кабеля витой пары - 100 метров. Номинал указывает, что фактическая, максимальная длина может изменяться от изготовителя к изготовителю. Можно узнать характеристики у вашего кабельного поставщика, чтобы найти фактическую максимальную длину для кабеля. Если нужно более длинный кабель, чем 100 метров, есть два решения: одно, использующее кабель витую пару и одно использующее волоконно-оптический кабель. Можно получить кабельные длины вплоть до 225 метров с витой парой, и вплоть до 2000 метров с волоконно-оптическим кабелем. Для того, чтобы увеличить максимальную длину витой пары, применяются трансиверы, которые имеют функцию удлинения номинальной длины (Рис. 4.4)

Рисунок 4.4 - Использование трансиверов для витой пары

При использовании волоконно-оптического кабеля необходимы оптоволоконные трансиверы. Если кабель подключен между устройствами, которые формируют границы LAN (мосты, коммутаторы, маршрутизаторы), то расстояние в 2000 метров соответствует стандарту Fast Ethernet на задержку. В принципе можно подключить даже небольшую рабочую группу к другому концу кабеля, при условии, что один из концив является устройством, формирующим границу сети (мосты, коммутаторы, маршрутизаторы) - то есть коллизионный домен (Рис. 4.5).

Рисунок 4.5 - Использование коммутатора для удлинения ВОК

Защита от помех. Поскольку волоконно-оптический кабель использует оптический, а не электрический сигналы, волоконно-оптический кабель устойчив от воздействия электромагнитных помех. Если нужно сделать сеть, в которой будут присутствовать соединения через области высоких электромагнитных помех, то рекомендуется использование волоконно-оптической направляющей системы, которая обеспечит устойчивость против помех.

Кабель для внешней прокладки. Для прокладки кабеля на открытом воздухе между строениями единственный кабель, который рекомендуется использовать - волоконно-оптический. Поскольку у волоконно-оптического кабеля - оптическая, а не электрическая середина, он устойчив от ударов молний. Внешний волоконно-оптический кабель должен прокладываться так, чтобы предохранить его от физического повреждения.

Выбор кабельных компонентов. В нашем случае для соединения ОДКВ с цехами требуется оптический кабель. Выбираем ОКП - 62,5-02-0,7-4. Это кабель оптический подвесной, укомплектованый оптическими волокнами компании Corning. Кабель имеет 4 многомодовых 62,5/125 волокна, предназначенный для наружной прокладки. Для каждого соединения нам требуется два волокна, - следовательно, остальные два могут быть использованы в качестве резерва на случай расширения сети или при повреждении других волокон.

Для организации ввода оптического кабеля в сегменты необходимы оптические распределительные коробки. Выбираем для ОДКВ коробку, рассчитанную на 16 SC портов (по числу входящих оптических волокон) фирмы FOCI, имеющую сплайс-пластину и дверь с замком. Для сегментов выбираем распределительные коробки расчитанные на 4 SC портов, предлагаемые фирмой Vimcom-Optic. Для соединения активного оборудования с оптическими коробками необходимы сдвоенные соединительные оптические шнуры с SC коннекторами. Выбираем предлагаемый фирмой Vimcom-Optic DPC-M-3-SC/SC сдвоенный патч-корд SC, рассчитанный на мнгогомодовое волокно, длиной 1 метра.

Для подключения рабочих станций к концентраторам используем кабель категории 5 компании AMP. Кабель содержит 4 экранированых витых пары, заключенных в поливинилхлоридную оболочку и упакован в коробку (305 метров). одножильный, 4-парный, 100 0 м, диаметр проводника -0,51 мм (0,0201» или 24 AWG). Общий экран является дополнением к основной конструкции. Внешний диаметр кабеля не более 6,35 мм (0,25»). Имеет 15-летнюю гарантию производителя.

Активное оборудование должно быть защищено от внешнего воздействия, для чего необходимы телекоммуникационные шкафы. Выберем настенный шкаф компании Rittal серии EL2243.600 - 3ВЕ с габаритами 600*212*415 миллиметров, со стеклянной дверцей, 2-секционный.

В коммуникационных центрах формируется коммутационное поле из двухрядных панелей. К портам нижнего ряда задней стороны панелей подключается коммуникационное оборудование активное сетевое оборудование. К портам верхнего ряда задней стороны панелей подключается система кабелей горизонтальной разводки. Соединение конкретной розетки с конкретным портом оборудования осуществляется на «чистом» коммутационном поле на фронтальной стороне панели коммутационными перемычками. Применение двухрядной панели вызвано:

необходимостью защиты оборудования и горизонтальной кабельной системы от действий персонала, работающего в коммуникационном центре;

удобством проведения перекоммутаций только на легкодоступной лицевой поверхности панелей;

удобством работы не с жесткими горизонтальными кабелями, а с гибкими коммутационными перемычками.

Заделка кабелей на тыльной части панели производится в жесткое соединение типа «110» или «Krone», что увеличивает его надежность. В подобной схеме легко осуществляема реализация соединения любого порта оборудования с любой розеткой. Выбираем патч-панель компании Siemon: HD5-16T4-CK Патч-панель 16-ти портовая (T568A) 5-й категории.

В табл. 4.5 приведем всё необходимое оборудование:

Таблица 4.5 - Список необходимого оборудования

Код	Название	Кол-во
J4120A	HP ProCurve Switch 1600M (16 ports/1slot)	1
J4112A	HP ProCurve Switch 100Base-FX Module (4 ports)	1
J3233B	HP AdvanceStack 100Base-T Hub-12TXM	3
J3248A	HP AdvanceStack 100Base-FX Switch Port Module	3
SMC9334BDT/SC	TigerArray, 1 card, 2*RJ-45, Software	1
D6692A	HP 10/100Base-TX NightDirector/100 card	14
ОКП - 62,5-02-0,7-4	Кабель оптический подвесной mm 4х62,5/125	300
PT-M-1-SC/NC	Pig Tail SC mm, 1m	42
DPC-M-3-SC/SC	Dual Patch-cord SC mm, 1 м	10
EL2243.600	Rittal Шкаф 2ВЕ-600*212*415 стекл. дв., 2-секц.	3
0-0057819-2	FTP, Cat. 5, 4 pair, solid, 100MHz, PVC, for 15-years AMP Warr., box (305m)	100
MMT0	(MINI TRUNKING) Короб 16 x 10mm (1 м) Стандартная длина - 2,92 м	100
MMT2	(MINI TRUNKING) Короб 25 x 16mm (1 м) Стандартная длина - 2,92 м	100
CT-5F-T4 - (XX)	Розетка CT-серии 5-й категории RJ45 (T568A) белый, в полной комп. (шт.)	20
MB5004SC	Распределительная коробка Vimcom-Optic. до 4 портов SC	3
D-WP-B-016	Распределительная коробка FOCI, 16 портов ST/FC/SC сплайс, дверь с замком	1

4.4 Методика прокладки и монтажа кабеля, используемого в проектируемой сети

В данной работе проектируется распределенная сеть, связывающая несколько сегментов здания предприятия. Строительство подвесных волоконно-оптических линий связи - современная альтернатива коллекторным, траншейным и прочим «подземным» оптическим трактам.

Основные отличия от традиционных (коллекторных):

минимум в 1.5 раза более низкая стоимость;

низкая стоимость обслуживания (в разы);

высокая скорость восстановления серьезных разрушений;

Для правильной прокладки оптического кабеля необходимо выполнить ряд действий:

Разработка подготовительных мероприятий. В процессе подготовки к строительству изучается проектная документация и трасса линии в натуре. При этом особое внимание обращают на места ввода кабеля в здание, прокладку кабеля по воздушным опорам и стенам зданий.

Проект производства работ. По результатам изучения проектной документации и ознакомлением с трассой линии составляется проект производства работ, который содержит сетевой график с указанием сроков и последовательности выполнения отдельных видов работ.

Подготовка кабеля к прокладке и испытания. Все строительные длины кабеля перед прокладкой подвергаются полной или частичной проверке [7]. Кабели, поступившие к месту прокладки с внешними дефектами, такими как: вмятины, пережимы, обломанные концы, - подвергаются полной проверке. При полной проверке производится: внешний осмотр барабанов, проверка целостности оптических волокон путем просветки электрическим фонарем, испытания на герметичность оболочки, измерение затухания оптических волокон. Изготавливаемые в настоящее время оптические кабели имеют на длинах волн 1,3 и 1,55 мкм средние значения затухания 0,3…1 дБ/км и дисперсии 0,1…0,3 нс/км*нм для градиентных волокон. В реальных оптических волокнах отклонения этих параметров увеличиваются из-за воздействия множества случайных факторов, к которым относятся: неоднородности в конструкции волокна; сторонние примеси в материале сердцевины и оболочки; отклонение профиля показателя преломления от оптимального; флуктуации микроизгибов волокон в процессе их укладки в оптический кабель и прокладки; неоднородности, возникающие в местах соединения волокон. В результате параметры передачи реальных волокон содержат случайные составляющие, абсолютные значения которых обычно невелики, но их относительные отклонения от средних значений ввиду малости последних могут иметь большие значения. Большие относительные колебания дисперсии градиентных волокон обусловлены в основном отклонениями профиля показателя преломления от оптимального. Случайные относительные колебания затухания от средних значений на строительных длинах составляют 30…50%. Отклонения дисперсии могут достигать 50…80%.

Прокладка кабеля по стенам зданий и подвеска на опорах. При монтаже территориально распределенных сетей, связывающих несколько зданий, приходится прокладывать кабель по стенам зданий - следовательно необходимо защитить кабель от механических повреждений стальным угловым профилем или желобом на высоте до 3 метров от поверхности земли. Если кабель прокладывается по стенам зданий, имеющих карнизы или другие выступающие части, стараются проложить кабель под ними, чтобы защитить его от механических повреждений, возможных при сбрасывании с крыши льда и снега.

Особенности прокладки ОК обусловлены меньшими допустимыми значениями тяговых усилий, радиусов изгибов ОК, снижением габаритных размеров и массы ОК по сравнению с аналогичными значениями этих величин для обычных электрических кабелей (табл. 4.6).

Таблица 4.6 - Сравнение монтажных параметров кабелей

Параметр	Значение параметра кабеля
	оптического	электрического
Допустимое тяговое усилие, Н	600…1200	500…30000
Минимально допустимый радиус изгиба, см	20…30	10…80
Диаметр кабеля, мм	10…15	10…80
Масса кабеля, кг/км	80…160	95…6400
Строительная длина кабеля, м	500…2000	260…500

Монтаж оптических кабелей. Монтаж ОК является наиболее ответственной операцией, предопределяющей качество и дальность связи по оптическим кабельным линиям. Соединение волокон производится как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий. При монтаже ОК должны быть обеспечены: высокая влагоустойчивость сростка, надежные механические характеристики на разрыв и смятие, и стабильность характеристик сростка при длительной эксплуатации.

Соединение волокон механическим сплайсом (МС). МС - это прецизионное, простое в использовании, недорогое устройство для быстрой стыковки обнаженных многомодовых и одномодовых волокон в покрытии с диаметром 250 мкм - 1 мм посредством специальных механических зажимов. Стеклянный капилляр, заполненный иммерсионным гелем, обеспечивает вносимые потери < 0,2 дБ и обратные потери <-50 дБ. По надежности и вносимым потерям МС уступает сварному соединению.

Сварное соединение волокон. Сварка оптических волокон основана на их точном центрировании, после чего волокна свариваются друг с другом при помощи дугового разряда между электродами. Центрирование волокон представляет из себя либо автоматическое центрирование, либо центрирование в V-образном пазу. Наиболее распространенный метод автоматического центрирования основан на так называемой системе PAS, когда место сращивания волокон освещается сбоку при помощи зеркал с двух сторон. При этом на экране, находящемся на противоположной стороне от места сращивания, появляется изображение, определяемое профилем показателя преломления оптического волокна, по которому можно определить положение сердцевины. Более простой в использовании метод центрирования в V-образном пазу (V-groove) требует высокого качества геометрии волокна для обеспечения приемлемых характеристик сварного соединения.

Три геометрические характеристики волокна влияют на качество сварки методом V-groove:

разброс значений диаметров оболочки волокна;

концентричность сердцевина / оболочка;

неоднородности оболочки волокна - утолщения или полости.

Неоднородность оболочки обычно проявляется реже и только на определенных участках волокна. Влияние этого фактора меньше, чем для двух предыдущих, для волокон ведущих фирм-производителей.

После сварки оголенное волокно должно быть механически защищено, для чего чаще всего используют термоусаживающиеся защитные гильзы. Термоусадка этих гильз происходит в предназначенной для этой цели специальной печи, которая, как правило, является одним из узлов сварочного аппарата. Сварка создает неразрывное соединение и поэтому обеспечивает наилучшие характеристики по вносимым обратным потерям по сравнению с разъемным соединением или механическим сплайсом.

Преимущества сварного соединения:

непрерывное соединение

меньшие вносимые потери

меньшие обратные потери

легче достигается герметичность

менее дорогое в расчете на одно соединение

более компактное в расчете на одно соединение

Терминирование ОК. Терминированием называется оконцовывание волокон ОК оптическими коннекторами и последующее подключение оконцованных волокон к переходным розеткам, закрепленным на оптической распределительной коробке / панели, для обеспечения дальнейшей связи с сетевым оборудованием через оптические соединительные шнуры. В здание может заходить несколько линейных ОК. Оптический узел является тем центром, где осуществляется сопряжение волокон внешних и внутренних ОК. Основные требования, которые предъявляются к оптическому узлу - его надежность и гибкость. В данной сети рекомендуется использовать оптические распределительные коробки (ОРК). ОРК предназначены для крепления на стену и выполняют функцию терминирования волокон внешнего ОК требуемым типом оптических соединительных розеток, рис. 4.8. Они могут устанавливаться в тех случаях, когда не требуется сложная коммутация, например, на удаленном сетевом узле или в центральном узле с небольшой концентрацией волокон. Как правило, ОРК используются при построении волоконно-оптических магистралей локальных сетей предприятий. По способу терминирования волокон ОРК относятся к терминированию через сварку с pig-tail-ами. При монтаже ОРК происходит сварка оптических волокон предварительно разделанного внешнего кабеля с волокнами pig-tail-ов. Места сварки защищаются термоусаживающимися защитными гильзами, которые крепятся в специальное гнездо. Pig-tail с внутренней стороны подключается к переходной розетке, установленной в боковой панели ОРК. Излишки волокон внешнего кабеля и pig-tail-ов укладываются в сплайс-пластины. Запас волокон в пластине должен составлять 0,8…1 м с каждой стороны кабеля. Pig-tail-ы заготавливаются заранее с типом коннектора, соответствующим типу переходных розеток. Оптические распределительные шнуры подключаются к соединительным розеткам с наружной стороны коробок.

В данном разделе была выбрана топология проектируемой компьютерной сети на основе технологии Fast Ethernet. Выбрали оборудования для проекта. Коммутатор для ОДКВ - HP ProCurve Switch 1600M (16 ports/1slot). Концентраторы для сегментов здания - HP AdvanceStack 100Base-T Hub-12TXM. И соответствующие к ним модули HP ProCurve Switch 100Base-FX Module (4 ports) и HP AdvanceStack 100Base-FX Switch Port Module. Выбрано. сетевой адаптер для сервера - TigerArray, 1 card, 2*RJ-45, Software и сетевые адаптеры для рабочих станций HP 10/100Base-TX NightDirector/100 card. Выбрали кабель - оптический подвесной 4х62,5/125 и кабельные компоненты. Проанализировали методики прокладки и монтажа кабеля, используемого в проектируемой КС. Было спроектирована схема компьютерной сети предприятия ЧПКФ «Издательство «ПолиграфПлюс», что показано в приложении Д. В приложении Е показан математический расчет основных параметров оптического кабеля.

5. Выбор аппаратных и программных средств реализации компьютерной сети ЧПКФ «Издательство «ПолиграфПлюс»

Не секрет, что в производстве важную роль играет не только сам сотрудник конкретного предприятия, а и оборудование или установка, за которой он работает. В нашем случае - это персональный компьютер, или как уже было сказано - рабочая станция. Качество выполнимой работы сотрудником на 80% процентов состоит от такой станции, на которой он работает [8]. И чтобы предприятие могло получить хорошие результаты, нужно выбрать хорошее аппаратное и программное обеспечение сервера и рабочих станций.

Данный раздел посвящен выбору аппаратных и программных средств реализации компьютерной сети ЧПКФ «Издательство «ПолиграфПлюс».

5.1 Выбор аппаратного обеспечения сервера и рабочих станций

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При выборе аппаратного обеспечения сервера я остановлюсь на процессоре от INTEL, обладающим высокой производительностью на основе 4-ядерных технологий CPU Intel Quad-Core Xeon.

При выборе аппаратного обеспечения рабочих станций, я остановлюсь на процессоры от INTEL Core 2 Duo со средним значением производительности и не высокой ценой.

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

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

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

При выборе оперативной памяти для сервера я остановлюсь на двух комплектах Kingston (2 планки по 2 Гбайт) Установка памяти из комплектов позволит наиболее эффективно использовать двухканальный режим её работы.

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

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

Минимальное количество используемых дисков равно трём, поэтому для организации RAID были выбраны именно три диска от надежного производителя Segate, емкостью в 1000 Gb каждый.

Для рабочих станций были выбраны по одному винчестеру Segate, емкостью в 1000 Gb каждый. Данный объем вполне достаточен для установки различных профессиональных приложений и офисных программ. А размер кэш-памяти в 32Мб и интерфейс SATA3 позволят организовать работу без задержек.

Выбор устройства считывания и записи оптических носителей информации. При выборе устройств считывания и записи оптических носителей информации для сервера и рабочих станций было отдано предпочтение DVD±RW ASUS DRW-2014L1T - позволяющим надежно записывать все распространенные форматы дисков в данный момент.

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

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

5.2 Выбор сетевого программного обеспечения

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

Версия 2.0 Advanced NetWare была выпущена в 1986-м году и предоставляла ЛВС улучшенные характеристики, лучшую производительность и возможности организации межсетевого обмена. Одной из выдающихся особенностей данной версии была способность соединять до четырех различных сетей с одним файловым сервером [8].

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Эта система также выпущена в двух вариантах Windows 2000 Server - для сервера и Windows 2000 Professional - для рабочих станций.

Выбор операционной системы. При выборе операционной системы следует остановиться на Windows Server 2003. Windows Server 2003 (кодовое название при разработке - Whistler Server, внутренняя версия - Windows NT 5.2) - операционная система семейства Windows NT от компании Microsoft, предназначенная для работы на серверах. Она была выпущена 24 апреля 2003 года.

Windows Server 2003 является развитием Windows 2000 Server и серверным вариантом операционной системы Windows XP. Изначально Microsoft планировала назвать этот продукт «Windows.NET Server» с целью продвижения своей новой платформы Microsoft.NET. Однако впоследствии это название было отброшено, чтобы не вызвать неправильное представление о.NET на рынке программного обеспечения.

Windows Server 2008 - следующая серверная версия Windows NT, которая должна будет заменить Windows Server 2003.

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

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

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

Организация безопасной работы компьютерной сети. Организация безопасной работы компьютерной сети не возможна без применения антивирусного программного обеспечения. Поэтому в качестве антивирусной защиты был выбран Kaspersky Anti-Virus Internet Security 2009 - надежная, и относительно дешевая система.

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

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

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

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

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

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

5.3 Планирование информационной безопасности

Защита информации включает в себя комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности [8]. На практике под этим понимается поддержание целостности, доступности и если необходимо конфиденциальности информации и ресурсов, используемых для ввода, хранения, обработки и передачи данных. Информационная безопасность - это защищенность данных и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, чреватых нанесению ущерба владельцам или пользователям.

Оценка вероятности реализации угрозы. Проведем анализ угроз и их оценку с точки зрения вероятности реализации и ущерба от реализации угрозы (табл. 5.1).

Оценка вероятности реализации угрозы:

очень вероятна - 9-10 баллов,

вероятна - 5-8 баллов,

маловероятна -3-5 баллов.

практически невероятна 1-2 балла.

Оценка степени ущерба от реализации угрозы:

полная потеря данных - 9-10 баллов,

частичная потеря данных - 3-8 балла,

возможная потеря данных - 1-2 балла.

Таблица 5.1 - Оценка вероятности реализации угрозы

Угрозы	Вероятность реализации	Ущерб	Общая оценка угрозы
Угрозы из внешней среды: отказы источников питания и скачки напряжения,	9	2	18
Природные явления (молния, бури и т.д.),	5	6	30
Пожары.	3	3	9
Ошибки пользователей, операторов	5	5	25
Воровство или вандализм	3	8	24
Несанкционированный доступ к ресурсам	4	4	16
Компьютерные вирусы	8	6	48
Сбои программного обеспечения	3	9	27
Сбои аппаратного обеспечения	4	9	36
Механические повреждения кабеля	2	10	20

Обеспечения информационной безопасности. Для обеспечения информационной безопасности будем использовать следующие методы:

источники бесперебойного питания,

пароли и шифрование,

защиту от вирусов с помощью специальных программных средств,

предупреждение кражи данных.

Также для обеспечения безопасности установим для пользователей определенные права доступа к каталогам и создадим группы для предоставления доступа к общим сетевым ресурсам (табл. 5.2).

Таблица 5.2 - Права доступа для групп пользователей

Название группы	Внутренние ресурсы	Уровни доступа к внутренним ресурсам	Доступ в Internet и электронная почта
Администратор	Все сетевые ресурсы	Права администратора в каталогах, в том числе изменения уровня и прав доступа	Все сетевые ресурсы
Директор	Все сетевые ресурсы	Пользование базой данных без изменения, добавления, удаления, ограничение доступа к папкам (по необходимости).	Все сетевые ресурсы
Сотрудники осуществляющие приём заявлений от клиентов центра, а также ответственные за обратную связь с клиентами	Базы данных используемых документов	Создание, чтение запись файлов, создание подкаталогов, удаление каталогов.	Все сетевые ресурсы
Сотрудники	Базы данных используемых документов	Пользование базой данных без изменения, добавления, удаления, ограничение доступа к папкам (по необходимости).	Все сетевые ресурсы
Бухгалтер	Вся информация организации	Ограничение доступа к папкам (по необходимости).	Все сетевые ресурсы -
Клиенты, партнеры,	Специальные каталоги и папки	Доступ только к специальным файлам и объектам	Ограничение по IP-адресу (адресата и источника)
Потенциальные клиенты	Специальные каталоги для клиентов	Просмотр объектов (чтение и поиск файлов)	При открытом доступе Интранет должна быть изолирована; идентификация пользователя не требуется

В данном разделе было проанализировано и выбрано технические средств реализации компьютерной сети ЧПКФ «Издательство «ПолиграфПлюс». Выбрано такое аппаратное обеспечение сервера и рабочих станций как процессор, системная плата, жесткий диск и прочее. При выборе программного обеспечения остановились на операционной системе Windows Server 2003 для сервера, и Windows XP Pro - для рабочих станций. При выборе антивируса отдали предпочтение Kaspersky Anti-Virus Internet Security 2009. Было оценено вероятности реализации угроз и обеспечено информационную безопасность. Спецификации аппаратных и программных средств представлена в приложении Ж и И, соответственно.

6. Создание АСУ ТП предприятия путем внедрения технологии «Computer-to-Plate»

В последнее время во всем мире наблюдается широкое распространение устройств «прямого экспонирования пластин» и вытеснение ими традиционных пленочных процессов. Технология прямого экспонирования пластин получила название CtP (сокращение от англоязычного Computer-to-Plate, дословно - «с компьютера на пластины»). В ее основе лежит принцип получения готовых печатных пластин без промежуточного этапа изготовления фотоформ. Впервые технологии CtP были широко представлены на выставке Drupa-95, проходившей в Дюссельдорфе. На сегодня почти все производители фотовыводной техники в своем ассортименте имеют CtP-устройства.

Прежде, чем перейти к описанию особенностей технологии, рассмотрим области применения CtP и их преимущества. Традиционно различают два основных направления использования CtP: печать коммерческой продукции и печать газет [9].

6.1 Использование CtP в газетном производстве

С точки зрения читателя, газета качественна, если редакция обеспечивает интересную содержательную часть, а производство - своевременную печать (газета оказывается в киоске именно тогда, когда ее там ждут). По этой причине имеет смысл разделить редакционную и производственную части газетного комплекса. Это особенно важно, если производство удалено от редакции, что бывает довольно часто. При использовании традиционной технологии такое разделение практически невозможно. Вывод пленок должен располагаться в редакции (происходит ручной монтаж и / или подстановка рекламы в виде пленок; требуется визуальный контроль за правильностью монтажа страниц), но тогда пленки необходимокаким-то образом пересылать в производство, что отнимает время (все это невозможно в случае, если газета ежедневная). Кроме того, пленки могут быть перепутаны, испорчены, не говоря уже о невозможности оперативного исправления ошибок в пленках.

Можно, конечно, передавать на производство PostScript-файлы, но это потребует дополнительного времени на изготовление фотоформ, а его может не оказаться. Если говорить о CtP, то логичный технологический процесс выстраивается сам собой. В редакции используется оборудование для подготовки данных для печати. Эти же данные могут быть использованы для пробной печати на предмет проверки правильности содержания. В производственном отделе изготавливают спусковой макет. Растровый процессор создает битовые / растровые данные, которые и выводят на CtP-устройство. Могут также использоваться средства для получения пробных оттисков и средства создания дополнительных данных, например, данных CIP3 для автоматизированной настройки печатной машины (рис. 6.1).

Рисунок 6.1 - Построение газетного комплекса с использованием CtP

Технологический процесс. Немаловажным аспектом газетного производства является производительность допечатного комплекса. Если газета - многополосная, ежедневная, а печатная машина небольшого формата, производительность всего технологического процесса должна быть очень высокой. Используя CtP, можно получить как минимум двойной выигрыш в производительности по сравнению с традиционной технологией.

Один CtP хорошо, а два - лучше! В газетном производстве не может быть остановки процесса. По этой причине никто никогда не использует только один выводной аппарат. Используют, как минимум, два (один основной и один резервный), а в некоторых случаях - и больше.

CtP-устройства, предназначенные для газетного производства, имеют ряд особенностей. Прежде всего, это скорость экспонирования и общая производительность (включающая загрузку, выгрузку, гибку и перфорацию пластин). Последняя, как правило, составляет 120 пластин в час. Формат устройства обычно должен соответствовать формату печатной машины, а они бывают самые разные (от 420і600 до 1300і850 и более). Хотя наиболее типичный формат газетной печатной машины - 650і850. Газетные CtP не требуют высокого разрешения. Вывод осуществляют обычно на 1200-1800 dpi. Самое важное для таких устройств - скорость изготовления пластин.