Мережа філії професійно-технічного училища №77

Мiністерство освiти та науки України

Нацiональний унiверситет "Львiвська політехніка"

Кафедра ІСМ

 

 

 

Курсова робота

 з курсу  "Комп’ютерні мережі"

Мережа  філії професійно-технічного училища  №77

 

 

 

 

Керiвник:                                                                                         Виконав:                                        

Захарія Л.М.

                                                                                          студент 

"Допущено  до захисту"                                                  група 

      

__________2012  р.                                                       залiкова книжка №

                                                                                         Оцiнка:              

                                                                                                         _______________

пiдпис  ___________                                                      Пiдпис      

                                                                                                         _______________

 

 

Львів – 2012

Завдання

Спроектувати внутрішню мережу  та забезпечити доступ до Інтернет Безької філії професійно-технічного училища №77. Спроектувати серверне та клієнтське рішення, програмні та апаратні рішення. Провести розрахунок коштів для вирішення даного завдання.

 

 

 

 

Анотація.

 

Метою виконання  роботи є закріплення головних положень курсу “Комп’ютерні мережі” в  ході вирішення конкретної практичної задачі з проектування комплексу  апаратно-програмних вирішень інформаційної  системи. В ході розв’язання завдання проектується інформаційна система  для Безької філії професійно-технічного училища №77, що може бути універсальною для будь якого іншого училища з аналогічними задачами. В ході роботи проектується серверне та клієнтське апаратні рішення, мережеве рішення та програмне. Також приводиться вартісний розрахунок для мережі інформаційної системи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Аналіз задачі, яка  вирішується з

використанням комп’ютерної мережі

Оскільки  метою курсового проекту є  проектування комп’ютерної мережі зв’язку  між навчальними аудиторіями  та кабінетами необхідно визначити  основні задачі, що будуть вирішуватись цією системою.

Проаналізувавши всі можливі потреби працівників  у навчальному закладі я сформував  декілька основних задач, що буде вирішувати насупна інформаційна система:

1. Автоматизація документообігу;

• включає в себе передачу по мережі електронних документів: наказів, даних про працівників і студентів, оцифрованої літератури і т.п.

2. Обмін інформацією між навчальними  аудиторіями і кабінетами

• швидкий та доступний засіб обміну інформацією в межах мережі училища, який буде базуватись на спеціальному програмному забезпеченні, яке в свою чергу буде обиратись в залежності від операційної системи користувачів.

3. Централізація та фільтрування  даних

• збір та розбиття даних по категоріям, та зберігання їх в базі даних

4. Ведення архіву інформації

• База даних всіх студентів – зберігання всіх даних про них, про їх успішність тощо. Організація швидкого та зручного пошуку по базі даних (архіву).

5. Доступ до Інтернет.

• Надання працівникам доступу до глобальної мережі Інтернет

6. Захист інформації.

• Організація багаторівневого доступу до інформації. Розбиття користувачів на певні категорії за рівнями доступу.

Для вирішення  вищеописаних задач потрібно розглянути план приміщення, де буде проектуватись  мережа.

 

рис 1.1 Схема приміщення ПТУ№77

 

 

Рис 1.2 Use-Case діаграма

 

 

Вибір компонент комп’ютерної мережі

В цьому  розділі ми будемо вибирати оптимальну конфігурацію серверної, клієнтської  та мережевої частини виходячи з  потреб філії ПТУ та вище наведеного просторового плану приміщень

1.1 Вибір серверного вирішення

 

На даному етапі основним завданням  є визначення типу серверного вирішення, вибір та розташування серверних  компонентів в приміщенні дослідної  частини.

Основні завдання що повинен вирішувати сервер:

• Обслуговування бази даних клієнтів
• Файл-сервіс для зберігання фінансових документів.
• Збір та розбиття даних по категоріям, та зберігання їх в базі даних
• Комунікаційний сервіс для зв’язку комп’ютерів у мережі
• Сервіс доступу до мережі Інтернет

Оскільки об’єм інформації для обробки може виявитися дуже великим, ми використаємо сервер Dell PowerEdge T300 . Він має процесор Intel Xeon QC X3323 з частотою 2,50 ГГц.

Для зберігання інформації на серверній машині потрібно 750Gb вільного інформаційного простору. Тому буде обрано 2 жорстких диски (вінчестер) по 500 Gb кожен. Треба передбачити варіант відновлення інформації з такого вінчестера у випадку його несправності. Тому варіантом вирішення такого питання буде придбання вінчестера виробника Samsung, так як на даний момент часу саме цей виробник пропонує найбільш якісну продукцію.

Для швидкодії  нашого сервера потрібно обрати великий  об’єм оперативної пам’яті, а  також прослідкувати щоб пам’ять  була не тільки великого об’єму але  достатньо швидка по доступу до комірок  пам’яті.

Пропоную 4Gb пам’яті в двох планках по 2Gb типу DDR3, так як процесор є    4-х ядерний.

Враховуючи  нестабільну ситуацію в електромережі  потрібно забезпечити безперебійне живлення нашого сервера. Це потрібно для того, щоб забезпечити надійне  збереження інформації та захистити  від втрат   на сервері та коректного завершення роботи сервера.

Для даного комп’ютера оберемо монітор LG Flatron L1719S-BF TFT.

 Цей монітор  має наступні  технічні характеристики:

17" діагональ  монітора; Розширені екрану 1280x1024 pixels; Контрасність: 1400:1; Кут огляду: 160V/160H; Час реакції матриці: 8ms.

Отже, комп’ютер буде мати наступні пристрої та вартість табл1. 

Таблиця1

Назва (призначення) пристрою	Марка	Технічні характеристики	Кількість	Вартість одного	Сумарна вартість
Сервер	Dell PowerEdge T300	Intel Xeon QC X3323  2,50 ГГц, 2 х 2 ГБ DDR2 Registered DIMM ECC 667 МГц DualRank	1	1304	1304 $
Картрідер	Mitsumi	S-DR, nimi S-DR, mikro	1	10 $	10 $
Вінчестер	Samsung	500,0 Gb 7200  SATA	1	60$	60 $
Привід DVD-RW	DVD±RW ASUS	DRW-1814BL Black Box	1	33 $	33 $
Блок безпербійного живлення	APC	RS 500VA	1	68 $	68 $
Клавіатура	PS~2		1	7 $	7 $
Миша	Mitsumi		1	3 $	3 $
Moнітор	17" LG Flatron	L1719S-BF TFT	1	70 $	70 $
Відео карта	ASUS EN8400GS	256Mb	1	53 $	53  $
Корпус	Deluxe	ATX 400W	1	20 $	20 $
Загальна вартість     1633   $  (ціни взяті з сайту гуртівні «Неосервіс»)

 

Розглянемо  операційну систему (ОС), яка буде встановлена  на сервері. В нашому випадку для  кращої захищеності сервера від  несанкціонованого доступу будемо використовувати ОС Unix. ОС Unix зарекомендувала себе як дуже надійна ОС, тобто система, яка найменш схильна до збоїв.

 Операційна система Unix має такі переваги:

Перед створенням об’єктів виділений для них простір  очищується.

Визначено або розділено повноваження ядра та підсистем. Повноваження ядра керують  процесами, а підсистеми працюють з  користувачами. При цьому підсистемою  вважається набір файлів, пристроїв, інших ресурсів, які використовуються з однією метою.

Краще захищено файл паролів  і введені додаткові  обмеження на пароль.

Визначено декілька адміністративних ролей, які  можуть використовуватись різними  особами.

Розроблена  система аудиту, який записує повідомлення у файли аудиту, слідкує за розміром цих файлів і спеціалізує драйвера, що записують дані в окремий розділ диску в нестандартному форматі.

1.2 Вибір клієнтської частини

 

При виборі клієнтської частини потрібно враховувати  те, що саме на клієнтських машинах  буде виконуватись значна частина робота яка не є складною і не потребує потужного «заліза». Можна зробити  висновок, що машини не повинні бути надзвичайно складними. Такий підхід допоможе заощадити кошти.

Легко бачити, що робочі станції призначені переважно  для роботи з офісними програмами та роботі у  глобальній мережі Internet.

Отже, враховуючи потреби користувачів ми можемо обрати конфігурації комп’ютерів.

Оскільки  на робочих станціях не буде здійснюватись  складна обробка цифрової інформації то для таких станцій для основи ми оберемо центральні процесори  більш дешевого виробника, а саме фірми AMD.

Процесорами для клієнтів оберемо AMD Athlon 64 3200+. Процесори AMD Athlon 64  постачаються з гніздом класу Socket AM2.

Для комп’ютерів  касирів і представників достатньо  буде монітора з діагоналлю 17”.  Таким чином в клієнтів будуть стояти монітори такі ж, як і на сервері, а саме LG Flatron L1719S-BF TFT з наступними технічними характеристиками:

• 17" діагональ монітора;
• Розширені екрану 1280x1024pixels;
• Контрастність: 1400:1;
• Кут огляду: 160V/160H;
• Час відгуку: 8ms.

Для робочої  станції, що розміщена в кабінеті адміністратора  ми поставимо 20” монітор фірми-виробника Samsung 206BW. Адміністратору мережі такий монітор потрібен для більш ефективної роботи з багатьма відкритими вікнами на робочому столі, що дозволить якісніше проводити моніторинг мережі.

Sамsung 206BW має такі технічні характеристики:

• Діагональ 20"
• Роздільна здатність 1680х1050
• Динамічна контрастність 800:1
• Час відгуку 2 мс (GTG)
• Яскравість 300 кд/кв.м
• Кут огляду 160°/160°
• Регулювання висоти, нахил, поворот і обертання екрану

В навчальних лабораторіях, лаборантській,викладацькій кабінетах директора і його заступника поставимо TFT монітори з діагоналлю 17” дюймів. Також, у викладацькій поставимо  мережний мульти-функціональний пристрій, який поєднав в собі принтер, сканер, ксерокс, і доступ до якого будуть мати всі користувачі робочих станцій. Розміщення МП пов’язане з тим, що найчастіше принтер використовують саме викладачі. Виберемо МП фірми Cannon, так як МП цього виробника є дешевими в експлуатації і надійними.

Cannon MP220 має наступні характеристики:

Формат: А4;

Швидкість: 22 стор/хв.;

Пристрій  подачі: 150 листків;

Друк з  карт пам’яті: усі класи;

Планшетний  кольоровий сканер: 1200*2400 точок на дюйм;

Ксерокс: 22 копій/хв.. чорні,

      17 копій/хв.. кольорові; 

USB 2.0-port;

Отже, можна  скласти таблицю робочих станцій  однієї філії табл2. 

Таблиця2

Назва пристрою	Марка	Технічні характеристики	Кількість	Вартість одного	Сумарна вартість
Процесор	AMD	Athlon 64 3200+	41	54 $	2214$
Материнська плата	AsRock ALIVENF6G-DVI	AM2, nForce 6100-430,DDR2-800, 2*SATAII, GF6100+PCIex16, mATX, 8ch sound, Lan	41	74 $	3034$
Пам’ять	PQI	DDR2 2048Mb	41	12 $	492$
Вінчестер	Seagate Baracuda	80 Gb, 8Mb, SataII	41	54 $	2214$
Клавіатура	PS~2		41	3.20 $	131.2$
Миша	Mitsumi		41	2 $	82$
Moнітор	17" LG Flatron	L1719S-BF TFT	40	105 $	14700$
Moнітор	Samsung	20” 206BW	1	303 $	303$
Привід DVD-RW	LG	SuperM	7	20 $	140$
Корпус	Codegen	300W +USB	40	25 $	1000$
MP	Cannon	MP 220	1	126 $	126$
Загальна вартість                                                                                                             24436.6 $ ціни взяті з сайту гуртівні «НЕОСЕРВІС». Адреса сайту є у списку використаних джерел

 

Вибір операційних систем для клієнтських робочих станцій

На сьогоднішній день на ринку ІТ є багато операційних  систем, які пропонують широкий спектр різноманітних можливостей. Одні з  них є безкоштовними (Linux), інші комерційними (Windows). Свій вибір ми будемо здійснювати серед двох операційних систем Windows та Linux, так як вони є найбільш популярними, розповсюдженими та конкурують одна з одною. Linux – це безкоштовна операційна система. Вона створювалась перш за все для забезпечення надійності, а вже потім розроблялись засоби для малокваліфікованих користувачів. Windows – комерційна операційна система. Її розробники намагалися створити зручну, інтуїтивно зрозумілу, багатофункціональну, мультимедійну операційну систему якою могла б користуватись людина без особливих знань та навичок у сфері ІТ.

Враховуючи  вище сказане я вважаю, що клієнтська частина мережі ПТУ має використовувати ОС Windows XP так як:

• вона оптимально підходить для апаратних засобів
• не потрібно витрачати кошти на вивчення персоналом ОС Linux і всіх її можливостей
• не потрібно буде конвертувати різні типи файлів, які підтримує Windows а не підтримує Linux
• продуктивність праці в ОС Windows набагато вища ніж в Linux

 

1.3 Вибір мережевого вирішення

 

Вибір мережевого обладнання для задачі, що стоїть перед  нами можна і потрібно розділити  на два етапи. В першому потрібно розглянути внутрішню мережу філії . На другому етапі потрібно розглянути зовнішню мережу – тобто підключення  до всесвітньої мережі Internet та передачу даних у головну базу даних.

Отже, для  проектування мережі нам потрібно обрати технологію на якій будуть побудовані всі подальші наші дії. Нехай такою  технологією буде технологія  Fast Ethernet. Мережа побудована на такій технології працює зі швидкістю 100 Мб за секунду (Mbps). Технологія 100Base-T використовує кадри такого ж формату, та довжини, що і Ethernet. Технологія Fast Ethernet використовує протокол СSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) підрівня МАС для забезпечення доступу до середовища передачі. Більшість сучасних мереж побудовані на топології “зірка”, де комутатор є центром мережі, а кабелі від комутатора тягнуться до комп’ютера і концентраторів. Саме за таким зразком будемо будувати внутрішню мережу.

  Стандарт ІЕЕЕ-802.3u визначає два класи комутаторів – І та ІІ. Комутатори-повторювачі приймають сигнал на одному з портів та ретранслюють його в усі інші порти. Повторювачі класу І повністю декодують аналоговий сигнал, перетворюючи його у цифрову форму. Комутатори класу ІІ просто ретранслюють аналоговий сигнал на вихідні порти, крім порту, з якого він надійшов. В якості комутатора виберемо Asus EP-816VXM 8-port, також використаємо концентратор фірми D-link DES 105 10/100Mbps Ethernet, для з’єднання між собою комп’ютерів в різних аудиторіях дослідної частини.

  Такий комутатор має 8 портів за допомогою яких можна одночасно зєднати до 8 пристроїв.

Для фізичного  з’єднання комп’ютерів внутрішньої  мережі ми будемо використовувати кабель Odeskabel 2003 UTP CAT5E, що не є екранований і відповідно дешевий. Сам кабель складається з чотирьох пар дротів, які попарно виті один навколо одного. Такий кабель відноситься до 5-ої категорії. Кабелі категорії 5 сертифіковані для смуги пропускання 100МГц. Довжина кабелів в структурованих системах категорії 5 описана в специфікації ANSI/EIA/TIA – 586 – А не може перевищувати 100 м. Коаксіальні кабелі специфікація не підтримує. Це ідеально підходить нам, оскільки приміщення відповідає вимогам, що стоять перед кабелем 5-ої категорії. Центральним пристроєм мереж Fast Ethetnet є комутатор.

Для фізичного  під’єднання кабелю до мережевого адаптера та концентратора і комутатора ми будемо використовувати конектори типу  RJ45.

Загальна  схема мережі:

Для підключення  внутрішньої мережі ПТУ до мережі Internet ми скористаємось обладнанням фірми RadioLAN, і провайдером “Укртелеком ”, так як в цьому регіоні він запропонував користувачам найбільш вигідні тарифи, і створює якісний зв’язок по радіоканалу. Враховуючи розміщення навчального закладу та передавальних станцій Internet провайдерів можна сказати, що такий спосіб доступу до всесвітньої мережі є оптимальним.

Вартісні  показники мережі табл3

Таблиця 3

Назва пристрою	Марка	Технічні характеристики	Кількість	Вартість одного	Сумарна вартість
Концентратор	Asus	16-port 10/100M	5	13 $	65 $
Комутатор	Asus	8x ports	1	90 $	90 $
Кабель ВП	Odeskabel	CAT 5e UTP	200	0.25 $	50 $
Конектор		RJ45	82	0.15 $	12.3 $
Виділена лінія	RadioLAN	1,2 gbit/s			70 $
Укртелеком	Оплата місяць	64/128		15 у. о	15 у. о
Загальна вартість                                                                                                                           302.3. $ ціни взяті з сайту гуртівні «НЕОСЕРВІС». Адреса сайту є у списку використаних джерел

 

 

1.4 Вибір системного програмного  забезпечення

 

Як вже  вище було зазначено, клієнтська частина  буде працювати під операційною  системою Windows XP Professional. Такий вибір  пов’язано із зручністю та безпекою цієї ОС.

Як вже  відомо сервер нашої інформаційної  системи поєднує в собі функції  сервера баз даних, файлового  та комунікаційного серверів, а також  серверу доступу до Інтернет.

Крім  операційної системи Windows XP Professional на сервер встановлюємо таке програмне  забезпечення:

1. Microsoft Exchange Server 2003 – серверне програмне забезпечення для роботи з електронною поштою та групами новин;
2. Microsoft ISA Server – серверне програмне забезпечення, необхідне для контролю за доступом в мережу Інтернет

Нехай рішенням для клієнтських комп’ютерів  буде Windows XP.

Перевагами цієї ОС є:

• Простота в керуванні (з нею можуть працювати малокваліфіковані користувачі);
• Зручність підтримки пристроїв;
• Єдиний користувацький інтерфейс;
• Підтримка мультимедіа;
• Має вбудовану електронну пошту та інші засоби колективної роботи і вихід у глобальні мережі;
• Підтримує віддалений доступ до мобільних користувачів.

Таблиця 4

Назва програмного продукту	Версія	Фірма-виробник	К-сть ліцензій	Сумарна вартість
Windows XP PRO	RUS	Microsoft	40	250 $
ISA Server		Microsoft	1	25  $
Exchange Server 2003		Microsoft	1	40 $
Загальна вартість                                                                                                                    315  $ ціни взяті з сайту гуртівні «НЕОСЕРВІС». Адреса сайту є у списку використаних джерел

 

1.5 Вибір прикладного  програмного забезпечення

Вибір прикладного  програмного забезпечення повинен  здійснюватись із використанням  профілю діяльності підприємства.

Для роботи з документами та електронною  поштою встановимо на робочих станціях студентів, лаборантів, викладачів та директора програмний пакет Microsoft Office 2007, що містить наступні програмні пакети:

• Microsoft Word 2007;
• Microsoft Exel 2007;
• Microsoft InfoPath 2007;
• Microsoft Publisher 2007;
• Microsoft Outlook 2007;
• Microsoft Access 2007;
• Microsoft Power Point 2007;
• Microsoft Visio 2007.

Total commander – файлменеджер в якому міститься програма перегляду графічних зображень.

ABBY FineReader v.9.0 Professional – програма оптичного розпізнавання тексту, 40 мов розпізнавання, 3 мови інтерфейсу та перевірка орфографії для 10 мов.

Таблиця 4

Назва програмного продукту	Версія	Фірма-виробник	К-сть ліцензій	Сумарна вартість
Microsoft Office 2007 Professional Edition	RUS	Microsoft	40	250 $
ABBY FineReader Professional	v.8.0	ABBY	7	45 $
Загальна вартість:                                                                                                                 295$ Ціни взято з офіційних  сайтів розробників програмного  забезпечення. Адреси сайтів наведені в списку використаних джерел.

 

Отже, за результатах вибору системного та прикладного  програмного забезпечення побудуємо  діаграму розміщення (Deployment diagram).  В цій діаграмі зобразимо на яких серверах та клієнтських комп’ютерах розміщується програмне забезпечення, також ж визначимо проміжні програмні продукти,  які використовуються.

Deployment diagram для профтех училища зображена нижче на малюнку 2.5.1.

 

Deployment diagram

мал. 2.5.1

 

2. Розробка систем діагностики,  керування і безпеки даних

Цей розділ передбачає вибір програмного  та апаратного забезпечення для діагностики, керування та безпеки даних.

Для діагностики  інформаційної системи встановимо пакет Norton Utilites 2007. Утиліти пакету допомагають захистити дані, відновити інформацію, що була втрачена при збоях, збільшують швидкість доступу до диску, допомагають підтримувати дані, що знаходяться на комп’ютері.

Також для  більш надійного захисту встановимо на комп’ютери Outpost Firewall Pro для захисту мережі від несанкціонованого доступу

Якісною системою діагностики, керування та безпеки даних є Антивірус  Avast

 Інтегрований  в антивірус  ревізор - Inspector відстежує всі зміни, що відбуваються на вашому комп'ютері. При виявленні вірусної активності (несанкціонованих змін в файлах або системному реєстрі) програма дозволяє відновити оригінальний вміст диска і видалити шкідливі коди.

Таблиця 5

Назва програмного продукту	Версія	Фірма-виробник	К-сть ліцензій	Сумарна вартість
Avast   Norton Utilites 2007 Outpost Firewall Pro	2011   2007 2011	Avast Security Norton Agnitum	41   8 8	0 $   534 у.о 375 $
Загальна вартість:                                                                                                                 909 $ Ціну взято з офіційних  сайтів розробника

 

 

 

3. Спеціальна частина

Організація відеозв’язку (IPTV).

 

Технологія IPTV, IP-TV, IP-телебачення (англ. Internet Protocol Television) — цифрове інтерактивне телебачення в мережах передачі даних за протоколом IP, нове покоління телебачення.

Архітектура комплексу IPTV як правило включає  в себе такі компоненти:

• Підсистема управління комплексом та послугами, яку ще називають «Проміжне програмне забезпечення» або «IPTV Middleware»
• Підсистема прийому та обробки контенту
• Підсистема захисту контенту
• Підсистема відео серверів
• Підсистема моніторингу якості потоків та клієнтського обладнання.

Доставка  контенту до клієнтського обладнання здійснюється поверх IP-мережі оператора.

Головними перевагами IPTV є інтерактивність відеопослуг і наявність широкого набору додаткових сервісів (Video on Demand (VoD), TVoIP, Time Shifted TV, Network Personal Video Recorder , Electronic Program Guide, Near Video on Demand). Можливості протоколу IP дозволяють надавати не тільки відеопослуги, але й набагато ширший пакет послуг, в тому числі інтерактивних та інтегрованих.