Разработка сети учреждения посредством использования кабеля UTP

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день компьютерные сети прочно вошли в современную жизнь. Давно миновали времена, когда компьютер понимался исключительно как автономное вычислительное устройство – ЭВМ. Компьютеры и другие цифровые устройства практически всегда подключаются в сеть, что позволяет обмениваться информацией, получать доступ к цифровым ресурсам, совместно использовать периферийные устройства и др. Компьютерные сети обеспечивают и новый уровень вычислений – за счет распределения нагрузки между многими машинами создаются высокопроизводительные вычислительные сети.

Идея объединения компьютеров в сеть потребовала решения многих задач – разработки принципов совместного использования сетевых ресурсов, сетевых стандартов и протоколов, технологий защиты данных и др. Для практической реализации компьютерных сетей было создано разнообразное аппаратное обеспечение, сетевые операционные системы, а также многочисленные сетевые приложения, используемые как на серверах, так и на рабочих станциях сети.

Объектом для монтажа сети выбрано учреждение МАОУ «Центр образования №159».

Целью проекта является разработка сети учреждения посредством использования кабеля UTP

Для выполнение поставленной задачи необходимо выполнить следующее:

1. провести исследование и анализ предметной области;
2. ознакомиться с топологиями сети;
3. спроектировать логическую схему сети;
4. спроектировать физическую схему сети;
5. выбрать активное и пассивное оборудование;
6. выбрать серверное оборудование и программное обеспечение.

1 Общая часть

1.1 Базовые понятия сетевых технологий

Компьютерная сеть – это объединение нескольких компьютеров для совместного решения информационных и вычислительных задач.

Ключевое понятие сетевых технологий – это сетевой ресурс, под которым можно понимать аппаратные и программные компоненты, участвующие в процессе совместного использования – в процессе сетевого взаимодействия. Доступ к сетевым ресурсам обеспечивают сетевые службы (или, как их еще называют, сетевые сервисы).

К базовым понятиям сетевых технологий можно также отнести такие понятия, как сервер, клиент, канал связи, протокол и многие другие. Однако понятия сетевого ресурса и сетевой службы (сервиса) являются основополагающими, так как необходимость организации работы на основе совместного использования компьютерных ресурсов, а значит, создания сетевых ресурсов и соответствующих сетевых служб, является первопричиной создания и самих компьютерных сетей.

Выделяют пять видов сетевых служб: файловая, печати, сообщений, баз данных, приложений.

Файловая служба реализует централизованное хранение и совместное использование файлов. Это одна из важнейших сетевых служб, она предполагает наличие некоторого сетевого хранилища файлов (файловый сервер локальной сети, ftp-сервер или др.), а также использование различных механизмов обеспечения безопасности (разграничение доступа, контроль версий файлов, резервирование информации и др.)

Служба печати обеспечивает возможности централизованного использования принтеров и иных печатающих устройств. Эта служба принимает задания на печать, управляет очередью заданий, организует взаимодействие пользователей с сетевыми принтерами. Технология сетевой печати очень удобна в самых разнообразных компьютерных сетях, так как дает возможность уменьшить количество требуемых принтеров, что в итоге позволяет снизить затраты или использовать более качественное оборудование.

Служба сообщений позволяет организовать информационный обмен между пользователями компьютерной сети. В качестве сообщений в данном случае следует рассматривать как текстовые сообщения (электронная почта, сообщения сетевых мессенджеров, различных средств текстового коллективного общения и др.), так и медиа сообщения различных систем голосовой и видеосвязи.

Служба баз данных предназначена для организации централизованного хранения, поиска, обработки и обеспечения защиты данных различных информационных систем. В отличие от простого хранения и совместного использования файлов, служба баз данных обеспечивает и управление, что включает в себя создание, изменение, удаление данных, обеспечение их целостности и защиты. Служба приложений обеспечивает способ работы, при котором приложение запускается на компьютере пользователя не из локального источника, а из компьютерной сети. Такие приложения могут использовать ресурсы сервера для хранения данных и вычислений. Преимуществом использования сетевых приложений являются возможность их использования из любой точки подключения к компьютерной сети без необходимости установки приложения на локальный компьютер, возможность совместной работы нескольких пользователей, «прозрачное» обновление программного обеспечения, возможность использования коммерческого программного обеспечения на основе подписки.

1.2 Потребности проектирования ЛВС

ЛВС - набор аппаратных средств и алгоритмов, которые обеспечивают соединение компьютеров и других периферийных устройств, расположенных на сравнительно небольшой территории одной организации, офиса и позволяющих совместно использовать информационные ресурсы, периферийные устройства, а также обмениваться данными.

Отсутствие локально-вычислительной сети в проектной организации сделает невозможным его эффективное функционирование и кроме того повлечёт за собой многочисленные убытки, а также снизит эффективность работы.

В отсутствие ЛВС невозможно быстро обмениваться данными между различными филиалами центра, а также между различными ПК в пределах одного здания. Этот недостаток вызовет затраты времени на перенос информации с одного компьютера на другой с помощью внешних носителей.

Без ЛВС невозможно будет быстро связаться с организациями, взаимодействующими с проектным бюро. Это также значительно снизит

эффективность работы организации.

Отсутствие сети повлечёт за собой значительные затраты на приобретение различных устройств, для каждого компьютера (жесткий диск, принтер, CD-ROM, модем) и дорогостоящего программного обеспечения.

Без ЛВС невозможно эффективно осуществлять доступ к глобальным ресурсам всемирной сети «internet» и использовать средства электронной почты (E-mail), которые значительно повысят эффективность работы компании.

Задачи, которые позволяет выполнять ЛВС:

1. совместная работа с документами;
2. упрощение документооборота: имеется возможность просматривать, корректировать и комментировать документы, не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний, отнимающих много времени;
3. сохранение и архивирование своей работы на сервере, чтобы не использовать ценное пространство на жестком диске ПК;
4. простой доступ к приложениям на сервере.

Отталкиваясь от всех многочисленных возможностей, которые открывает пользователям ЛВС, а также особенностей информации, используемой в работе проектной организации, можно выявить потребности проектирования ЛВС в данной организации.

Проектирование ЛВС для проектной организации обусловлено следующими причинами:

1. в рамках работы проектной организации необходимо включить компьютеры различных видов: ПК, концентрирующие ресурсы – серверы;
2. ЛВС в данной организации поможет избежать многочисленных затрат (времени, денежных ресурсов, информации), проявляющихся в отсутствие сети;
3. для улучшения качества потребления информации в рамках работы проектной организации возможно применение технологии FastEthernet, которая основана на организации ЛВС.

Основные преимущества, обеспечиваемые локальной сетью – возможность

совместной работы и быстрого обмена данными, централизованное хранение данных, разделяемый доступ к общим ресурсам, таким как принтеры, сеть Internet и другие.

ЛВС должна быть:

1. эффективной – это сочетание минимальных затрат на её построение и эксплуатацию при высоком качестве работы;
2. длительный срок эксплуатации, оправдывающий капиталовложения;
3. модульность и масштабируемости, возможность изменения конфигурации и наращивания без замены всей существующей сети;
4. открытость сети, возможность подключать дополнительное оборудование при необходимости, не меняя технические и программные параметры сети;
5. гибкость сети, при неисправностях того или иного компьютера или прочего оборудования, сеть продолжает функционировать.

ЛВС применяются для решения таких проблем как:

1. распределение данных. Данные в локальной сети хранятся на центральном ПК и могут быть доступны на рабочих станциях. В связи с этим не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации;
2. распределение ресурсов. Периферийные устройства могут быть доступны для всех пользователей ЛВС. Такими устройствами могут быть, например, сканер или лазерный принтер;
3. распределение программ. Все пользователи ЛВС могут совместно иметь доступ к программам, которые были централизованно установлены на одном из компьютеров.

Построение надежной ЛВС, соответствующей предъявляемым требованиям по производительности и обладающей наименьшей стоимостью, требуется начинать с составления плана. В плане сеть разделяется на сегменты, подбирается подходящая топология и аппаратное обеспечение.

Конечной целью создания локальной сети в организации является повышение эффективности работы вычислительной системы в целом, а также увеличение качества и скорости работы.

1.3 Анализ сетевого оборудования

Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др. Можно выделить активное и пассивное сетевое оборудование.

Активное сетевое оборудование - под этим названием подразумевается оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. То есть маршрутизатор, коммутатор и т.д. являются активным сетевым оборудованием.

Пассивное оборудование отличается от активного в первую очередь тем, что не питается непосредственно от электросети и передает сигнал без его усиления. Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например - кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель, патч-панель, концентратор, и т.д. Также, к пассивному оборудованию можно отнести монтажные шкафы и стойки, телекоммуникационные шкафы.

1.4 Многообразие компьютерных сетей

В зависимости от тех или иных особенностей построения, сети могут различаться по видам, топологии, физической среде передачи, моделям сетевого взаимодействия и др.

Так, в зависимости от территориального расположения выделяют виды компьютерных сетей – глобальные, городские, локальные и персональные сети.

Глобальные сети (WAN, Wide area network) – это сети, которые охватывают большие географические регионы (города, страны, континенты). Они характеризуются большой протяженностью каналов связи, большим количеством узлов, использованием разнородных сред передачи, сравнительно высокой стоимостью и низкой скоростью передачи данных, наличием достаточно сложных средств для обеспечения работоспособности сети в условиях низкого качества каналов связи. Чаще всего глобальные сети являются объединением компьютерных сетей меньшего масштаба, принадлежащих разным потребителям и поставщикам услуг. Самым ярким представителем глобальных компьютерных сетей является Интернет. Физическую основу соединения узлов глобальной сети составляют, как правило, оптоволоконные и спутниковые каналы связи. Городские сети (MAN, Metropolitan area network) объединяют различные узлы в рамках города или региона. В качестве примеров городских сетей можно назвать сети крупных провайдеров, предоставляющие услуги доступа к Интернету, цифровому телевидению и телефонии для самых разнообразных потребителей какого-то города или региона. Если сравнивать с глобальными, то городские сети имеют меньший размер, более высокую скорость и низкую стоимость передачи данных. Как правило, телекоммуникационная инфраструктура городских сетей (кабельная система, соединительное оборудование) принадлежат одному владельцу – поставщику услуг. Такие сети обеспечивают качественный доступ к Интернету и городским цифровым ресурсам, а также соединение территориально разделенных локальных сетей различных организаций. На физическом уровне городские сети основываются, как правило, на оптоволоконных линиях связи и системах беспроводной пакетной передачи данных, таких как 3G, LTE, WiMAX.

Локальные сети (LAN, Local area network) – обычно понимается, что это сети, которые объединяют компьютеры и различные сетевые устройства в рамках одного здания или группы рядом стоящих зданий. Отличительной особенностью данных сетей является низкая удельная стоимость и высокая скорость передачи информации. В силу указанных причин в локальных сетях имеется большой запас пропускной способности, что позволяет использовать простые решения планирования сетевого трафика и загрузки узлов. Локальные сети обычно также имеют единую систему управления, а все ее компоненты, такие как компьютеры, сетевое оборудование, кабельные системы, принадлежат одному владельцу (человеку или организации), для обслуживания потребностей которого локальные сети и создаются. Общепризнанным стандартом построения локальных сетей являются технологии Ethernet (локальные сети на основе витой пары и оптоволокна) и Wi-Fi (беспроводная передача).

Персональные сети (PAN, Personal area network) – это сети, которые объединяют персональные электронные устройства пользователя, такие как ноутбуки, смартфоны, телефоны, звуковые гарнитуры и др. Отличительной особенностью таких сетей является небольшой радиус действия, низкая скорость передачи, малое количество узлов, простота подключения и настройки устройств. Персональные сети, как правило, создаются на основе беспроводных технологий. Самым популярным стандартом персональных сетей стал стандарт Bluetooth.

Корпоративная сеть – это сеть некоторой организации, которая создается для обеспечения работы корпоративных информационных систем. Корпоративные сети обычно имеют строгую систему администрирования, правила доступа к сети, использования корпоративных информационных ресурсов. При этом технологически корпоративная сеть может включать в себя множество территориально обособленных локальных сетей, объединенных между собой при помощи городской или глобальной сети.

1.5 Сетевые топологии

Сетевая топология – это способ соединения компьютеров в сеть. Выделяют три базовых сетевых топологии: шина, кольцо, звезда.

Шина – это топология, согласно которой все компьютеры подсоединяются к некоторому общему кабелю (шине, магистрали) (рисунок 1.1). Шина является одной из старейших топологий, достоинства которой заключаются в простоте и невысокой стоимости сети, а недостатки – в наличии проблем совместного доступа к единой разделяемой среде и низкой надежности.

Рисунок 1.1 – Топология «шина»

Кольцо – это топология, при которой каждый компьютер соединен с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает (рисунок 1.2). Достоинствами кольцевой топологии являются простота и невысокая стоимость, отсутствие проблем доступа к разделяемой среде, а основным недостатком – невысокая надежность (поломка любого компьютера приводит к выходу из строя всей сети).

Рисунок 1.2 – Топология «кольцо»

Модификацией топологии «кольцо» является топология «двойное кольцо» (рисунок 1.3), которая предполагает наличие двух линий связи – основной и резервной. В случае выхода из строя любого узла компьютерной сети или любого кабельного сегмента основная линия связи объединяется с резервной, в результате чего сеть продолжает функционировать.

Сети на основе двойного кольца оказываются более надежными, чем сети, построенные в соответствии с топологией «звезда». Сети с топологией «звезда» также отличаются высокой надежностью, но поломка центрального узла (концентратора, коммутатора или др.) все же может привести к выходу из строя всей сети.

Рисунок 1.3 – Топология «двойное кольцо» в нормальном режиме работы, также при повреждении кабельного сегмента между парой компьютеров

Топология «звезда», в отличие от предыдущих, предполагает наличие дополнительного связывающего устройства (концентратора, коммутатора или др.), к которому присоединены все компьютеры (рисунок 1.4).

Сети на основе «звездной» топологии отличаются высокой отказоустойчивостью и производительностью. Благодаря возможности централизованного управления можно обеспечить разграничение доступа и высокий уровень безопасности. Эти сети легко расширяются за счет независимости подключения пользовательских устройств и возможности соединения нескольких связывающих устройств.

В качестве недостатков можно указать более высокую стоимость (приобретение дополнительного оборудования, высокий расход кабеля), а также уязвимость сети в части выхода из строя связывающего устройства.

Рисунок 1.4 – Топология «звезда»

Как сказано выше, существует возможность соединения нескольких связывающих устройств, а значит, и компьютерных сетей, имеющих «звездную» топологию. Если при таком соединении не образуется кольцо, то получается топология, которая называется «дерево».

Как правило, современные локальные сети, построенные более чем на одном коммутаторе, имеют древовидную топологию. В редких случаях такие сети могут включать в себя старые сегменты сетей, имеющих топологию «шина», либо фрагменты, где используются специальные решения для резервирования линий связи. В этом случае получается сеть гибридной (смешанной) топологии (рисунок 1.5).

Существует также полносвязная топология, которая предполагает, что каждый узел компьютерной сети подключен ко всем остальным. Достоинствами такой сети являются высокая надежность, скорость и безопасность передачи данных между узлами, а недостатком – высокая сложность реализации, которая экспоненциально увеличивается с ростом количества узлов.

Рисунок 1.5 – Пример структуры сети гибридной (смешанной) топологии

1.6 Классификация по среде передачи

По физической среде передачи компьютерные сети можно разделить на кабельные и беспроводные.

Кабельные сети, как следует из названия, используют в качестве среды передачи кабель, соединяющий в соответствии с выбранной топологией компьютеры и другие узлы компьютерной сети. Как правило, используется кабель с медными жилами для передачи электрических сигналов или кабель на основе оптоволокна.

В зависимости от вида и поколения сети, протяженности линий связи, места прокладки и др. могут выбираться кабели достаточно разнообразных характеристик. Как правило, в локальных сетях используется кабель «витая пара». Если этим кабелем надо соединить сети соседних зданий, то его следует использовать в экранированном варианте. При построении протяженных локальных сетей, в городских, а также в глобальных сетях будет использоваться оптоволоконный кабель, который обеспечивает высокое качество и скорость передачи данных на большие расстояния, а также слабо подвержен влиянию извне. Следует также отметить, что компьютерные сети могут создаваться и на основе телефонной инфраструктуры, использовать ту же кабельную систему, что и стационарная телефонная связь. В настоящее время такое решение не обеспечивает существующих потребностей скорости и качества передачи информации, однако во времена становления глобальных сетей именно телефонная инфраструктура позволила быстро создать сети, объединяющие города, страны и континенты, а также обеспечить подключение к этим сетям конечных пользователей.

Беспроводные сети используют в качестве среды передачи радиоэфир либо другие решения, не требующие использования кабельной проводки. Беспроводные технологии используются для всех видов компьютерных сетей. Так, в глобальных сетях используется спутниковая передача, на городском уровне – беспроводные сети сотовых операторов (3G, LTE, WiMAX и др.), в локальных сетях широко применяется технология Wi-Fi, а в персональных – Bluetooth.

Надо учитывать, что радиоэфир – это не единственная возможность построения беспроводных сетей. Свое применение нашли сети и на основе инфракрасного излучения. Это различные решения, позволяющие соединить фрагменты локальных сетей рядом стоящих зданий (там, где в силу тех или иных причин невозможно использовать кабель или радиоэфир), а также технология соединения мобильных устройств пользователя через инфракрасный порт.

2 Специальная часть

2.1 Алгоритм проектирования ЛВС

Рисунок 2.1– План помещений

В выпускной квалификационной работе были выполнены следующие шаги:

• анализ расположения и количества кабинетов;
• выявление потребности в компьютерах;
• проектирование логической и физической составляющей сети;
• проектирование схемы кабинетов;
• подбор кабеля для структурированной кабельной системы (далее – СКС);
• монтаж СКС;
• инсталляция и настройка серверного оборудования.

В результате изучения расположения кабинетов, построен план (рисунок 2.1). Для отображения использовано программное обеспечение – Компас 3Д.

2.1.1 Список сотрудников и потребности в компьютерной технике

Для разработки логической схемы будущей ЛВС необходимо изучить категории сотрудников, использующих вычислительную технику в своей деятельности:

1. руководитель образовательного учреждения: для организации трудовой деятельности необходим ноутбук, многоцветное многофункциональное устройство (далее – МФУ);
2. заместитель руководителя: для организации трудовой деятельности необходим стационарный компьютер, многоцветное МФУ;
3. заведующий учебной частью: для организации трудовой деятельности необходим стационарный компьютер и монохромное МФУ;
4. для организации учебной деятельности в кабинете физики, необходимо наличие 15 стационарных компьютеров;
5. для организации учебной деятельности в кабинете химии, необходимо наличие 15 стационарных компьютеров;
6. для организации учебной деятельности в кабинете математики, необходимо наличие 15 стационарных компьютеров;
7. для организации учебной деятельности в кабинете русского языка, необходимо наличие 15 стационарных компьютеров.

Перечисленным сотрудникам необходим доступ к сети Интернет, общим файлом и печатающим устройствам.

2.1.2 План работы построения сети

Для отладки продуктивной работы сотрудников необходимо:

1. выделить кабинет под серверную – источник бесперебойного питания, 1 сервер, маршрутизатор, коммутатор, серверную консоль;
2. проложить витую пару в отдельных коробах от электросети по всем необходимым кабинетам, коммутировать розетки RJ-45 и патч-панель;
3. продумать возможность масштабируемости сети, запас портов в активном и пассивном сетевом оборудовании.

Рисунок 2.2 – Логическая схема объединения компьютеров в сеть («Звезда»)

Учитывая потребности сотрудников в компьютерной технике (рисунок 2.2) продемонстрирована логическая схема ЛВС. Все компьютеры и печатающая сетевая техника объедены в одну подсеть с помощью коммутатора. Для проектирования была выбрана топология – «Звезда». Преимущество данной топологии – высокая производительность и легкий поиск неисправностей и обрывов сети.

На основе логической сети была построена физическая схема (рисунок 2.3).

В качестве серверной было использовано подсобное помещение.

Рисунок 2.3 – Физическая схема организации сети

2.2 Оборудование для монтажа компьютерной сети организации

2.2.1 Выбор кабеля

Для монтажа сети была использована витая пара категории САТ 5e (рисунок 2.4). Выбор которой обусловлен требованием заказчика.

Витая пара в настоящее время является самой распространённой средой передачи и представляет собой пару свитых проводов. Кабель, составленный из нескольких витых пар, как правило, покрыт жёсткой пластиковой оболочкой, предохраняющей его от воздействия внешней среды и механических повреждений.

Рисунок 2.4 – Витая пара категории 5e

САТ 5 (полоса частот 100 МГц) – 4-х парный кабель, это и есть то, что обычно называют кабель «витая пара», благодаря высокой скорости передачи, до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар и до 1000 Мбит/с, при использовании 4-х пар, является самым распространённым сетевым носителем, использующимся в компьютерных сетях до сих пор. При прокладке новых сетей используют несколько усовершенствованный кабель CAT5e (полоса частот 125 МГц), который лучше пропускает высокочастотные сигналы. Преимущества:

• хороший радиус изгиба;
• максимальная длина 100 метров без потери сигнала;
• медные жилы;
• доступная цена.

2.2.2 Выбор компьютерного оборудования

1. так как используется один сервер, необходимо подобрать производительное, современное оборудование которое обеспечит режим многозадачности;

Таблица 2.1 – Технические характеристики сервера

Продолжение таблицы 2.1

2. мобильная рабочая станция – ноутбук, предназначен для руководящего состава, руководители часто находятся в командировках или на деловых встречах;

Таблица 2.2 – Технические характеристики ноутбука

3. стационарная рабочая станция – компьютер, предназначен для работы учеников, расположены во всех классах;

Таблица 2.3 – Технические характеристики стационарного компьютера

4. маршрутизатор – предназначен для установки интернет-шлюза. 

Таблица 2.4 – Технические характеристики маршрутизатора

3 Экспериментальная часть

3.1 Требования к проектируемой сети

В данном дипломном проекте, необходимо спроектировать локальную сеть в МАОУ «Центр образования №159».

Необходимо расположить:

• в кабинете физики 15 мест для учеников;
• в кабинете химии 15 мест для учеников;
• в кабинете математики 15 мест для учеников;
• в кабинете русского языка 15 мест для учеников;
• в кабинете директора 1 рабочее место;
• в кабинете завуча 1 рабочее место;
• в кабинете заместителя директора 1 рабочее место.

План-схема представлена в виде схемы в приложении Б.

3.2 Монтаж ЛВС

Кабель проложен в коробе. Предпочтительнее прокладывать кабель в коробах и снабжать их розетками, нежели тянуть кабель непосредственно в сетевую карту компьютера. Отсутствие коробов грозит повреждением кабеля в процессе эксплуатации, а отсутствие розеток чревато тем, что в случае повреждения придется заменить не полутораметровый отрезок, а несколько метров дорогостоящего кабеля.

Короб защищает кабель от механических повреждений, перепадов температур, пыли и влаги, что благотворно влияет на срок службы кабеля.

Для монтажа СКС используется, витая пара CAT-5E. Коммутация, витой пары осуществлялась по стандарту EIA/TIA-568B. Данный стандарт выбран в связи с пропускной способностью обмена данными 100 Мбит/c.

Структурированная кабельная система монтировалось согласно физической схеме сети, представленной ранее (см. рисунок 2.3).

3.3 Настройка работы ЛВС

На сервере организации будет развернута ОС – Microsoft Windows Server 2019, на рабочих станциях – Microsoft Windows 10.

Рисунок 3.1 – Программные продукты Microsoft

3.3.1 Конфигурация Microsoft Windows Server 2019

1) после развертывания Windows Server 2019, необходимо установить последнее актуальное обновление, задать имя и настроить статический IP-адрес;

Рисунок 3.2– Настройка Hostname и Network settings

2. установка служб Active Directory (AD) и Domain Name System (DNS) необходимо для разграничения прав доступа сотрудников к информации;

Рисунок 3.3 – Добавление роли Active Directory

3. служба Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) необходима для раздачи сетевых адресов клиентским устройствам;

Рисунок 3.4– Добавление роли DHCP

4) сервер сконфигурирован, далее необходимо настроить клиентские компьютеры.

Рисунок 3.5 – Добавленные роли на сервер

3.3.2 Конфигурация клиентских компьютеров Microsoft Windows 10 

Рисунок 3.6 – Подключение к домену

Для подключения компьютеров к корпоративному домену требуется настроить:

• указать имя компьютера (hostname);
• указать домен;
• иметь соответствующий доступ;
• перезагрузить компьютер;
• авторизоваться под доменной учетной записью.

3.4 Установка и настройка службы DHCP на сервере

Перед настройкой службы DHCP необходимо установить ее на сервер.

Для того, чтобы установить DHCP на существующий сервер, необходимо выполнить следующие шаги:

1. нажать кнопку «Начните», указать панель управления и нажать кнопку «Добавить или Удалить программы».
2. в диалоговом окне «Добавить или Удалить программы» щелкните «Добавить или Удалить Windows компоненты».
3. в мастере Windows компонентов нажмите кнопку «Networking Services» в списке компонентов, а затем щелкните «Подробные сведения».
4. в диалоговом окне "Сетевые службы" нажмите кнопку "Динамический протокол конфигурации хост" (DHCP), а затем нажмите кнопку ОК.
5. в мастере Windows компонентов нажмите кнопку Далее, чтобы начать настройку. Вставьте Windows Server 2003 CD-ROM в диск CD-ROM компьютера или DVD-ROM, если ему будет предложено это сделать. Настройка копирует сервер DHCP и файлы инструментов на компьютер.
6. после завершения установки нажмите кнопку Готово.

3.5 Возможности масштабирования ЛВС

Преимуществом выбора гибкой топологии ЛВС – «Звезда», является установка коммутатора, патч-панели с запасными портами и монтаж увеличенных размеров кабель-каналов. Позволяет увеличить или оптимизировать локальную вычислительную сеть без проблем.

3.6 Меры защиты информации

Способы защиты информации в ЛВС включают в себя следующие элементы:

• препятствие - физически преграждает злоумышленнику путь к защищаемой информации (на территорию и в помещения с аппаратурой, носителям информации);
• управление доступом - способ защиты информации регулированием использования всех ресурсов системы (технических, программных средств, элементов данных).

Управление доступом включает следующие функции защиты:

• идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы, причем под идентификацией понимается присвоение каждому названному выше объекту персонального имени, кода, пароля и опознание субъекта или объекта по предъявленному им идентификатору;
• проверку полномочий, заключающуюся в проверке соответствия дня недели, времени суток, а также запрашиваемых ресурсов и процедур установленному регламенту;
• разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;
• регистрацию обращений к защищаемым ресурсам;
• реагирование (задержка работ, отказ, отключение, сигнализация) при попытках несанкционированных действий.

Маскировка — способ защиты информации в ЛВС путем ее криптографического преобразования. При передаче информации по линиям связи большой протяженности криптографическое закрытие является единственным способом надежной ее защиты.

1. регламентация — заключается в разработке и реализации в процессе функционирования ЛВС комплексов мероприятий, создающих такие условия автоматизированной обработки и хранения в ЛВС защищаемой информации, при которых возможности несанкционированного доступа к ней сводились бы к минимуму. Для эффективной защиты необходимо строго регламентировать структурное построение ЛВС (архитектура зданий, оборудование помещений, размещение аппаратуры), организацию и обеспечение работы всего персонала, занятого обработкой информации;
2. принуждение — пользователи и персонал ЛВС вынуждены соблюдать правила обработки и использования защищаемой информации под угрозой материальной, административной или уголовной ответственности.

Рассмотренные способы защиты информации реализуются применением различных средств защиты, причем различают технические, программные, организационные, законодательные и морально-этические средства.

Организационными средствами защиты называются организационно-правовые мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации ЛВС для обеспечения защиты информации. Организационные мероприятия охватывают все структурные элементы ЛВС на всех этапах: строительство помещений, проектирование системы, монтаж и наладка оборудования, испытания и проверки, эксплуатация.

К законодательным средствам защиты относятся законодательные акты страны, которыми регламентируются правила использования и обработки информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

К морально-этическим средствам защиты относятся всевозможные нормы, которые сложились традиционно или складываются по мере распространения вычислительных средств в данной стране или обществе. Эти нормы большей частью не являются обязательными, как законодательные меры, однако несоблюдение их ведет обычно к потере авторитета, престижа человека или группы лиц.

Рассмотренные выше средства защиты подразделяются на:

• формальные - выполняющие защитные функции строго по заранее предусмотренной процедуре и без непосредственного участия человека;
• неформальные - такие средства, которые либо определяются целенаправленной деятельностью людей, либо регламентируют эту деятельность.

4 Экономическая часть

4.1 Целесообразность создания ЛВС

На современном этапе формирования и использования ЛВС наиболее актуальное значение приобрели такие вопросы, как оценка производительности и качества ЛВС и их компонентов, оптимизация уже существующих или планируемых к созданию ЛВС. Сейчас, когда локальные вычислительные сети стали важной частью в информационной стратегии множества предприятий, недостаточное внимание к оценке мощности ЛВС и ее планированию привело к тому, что сегодня для поддержки современных приложений в архитектуре клиент- сервер многие сети необходимо проектировать с основы, а во многих случаях и заменять.

Производительность и пропускная способность ЛВС определяется рядом факторов:

• кабельная система;
• сервер и его конфигурация, рабочие станции;
• каналы связи, сетевое оборудование;
• сетевые операционные системы и операционные системы рабочих станций;
• организация распределенного вычислительного процесса;
• защита поддержания и восстановления работоспособности в ситуациях сбоев и отказов.

Реализация данного проекта, произведенная с учетом всех вышеперечисленных факторов, позволила сократить бумажный документооборот внутри отдела управления организации, повысить производительность труда, сократить время на получение и обработку информации, выполнять точный и полный анализ данных, обеспечивать получение любых форм отчетов по итогам работы. Как следствие, образуются дополнительные временные ресурсы для разработки и реализации новых проектов.

4.2 Организационная часть

Для работ, связанных с проектированием и монтажом ЛВС, необходима бригада монтажников и других рабочих.

4.2.1 Состав конструкторской группы и должностные оклады

Для выполнения поставленной задачи необходимо определить уровень новизны и сложности проекта и составить штатное расписание проектной группы.

Исходя из справочно-нормативной литературы, разработку ЛВС можно отнести к 3 категории сложности и к группе новизны «Б» – конструирование, требующее экспериментальной проверки всех составных частей или технических решений и их взаимодействия в заданных параметрах.

Для выполнения полного объема работ необходима проектная группа, представленная в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Штатный план

4.2.2 Перечень основных этапов конструкторской работы локальной вычислительной сети

Проектирование происходит в несколько этапов, в которых принимает участие не только состав конструкторской группы, но и монтажники, обеспечивающие монтаж витой пары.

Таблица 4.2 – Перечень основных этапов

4.2.3 Сумма затрат на конструкторскую работу ЛВС

Расчет затрат на заработную плату представлен в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Расчет затрат

Полученные данные сводятся в итоговую таблицу 4.4.

Таблица 4.4 – Итоговая таблица

Продолжение таблицы 4.4

Таким образом на выполнение дипломного проекта было затрачено 204550 рублей.

4.2.4 Затраты на комплектующие изделия

Затраты на комплектующие для ЛВС представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Затраты на комплектующие ЛВС

Продолжение таблицы 4.5

4.2.5 Технико-экономические показатели

Технико-экономические показатели представлены в таблице 4.6.

Таблица 4.6 – Технико-экономические показатели

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы в форме дипломного проекта подробно изучена деятельность учебного центра МАОУ «Центр образования №159», проведен анализ теоретических аспектов проектирования и разработки компьютерных сетей. Были решены следующие задачи:

1. проведено исследование и анализ предметной области;
2. выбрана топология сети «звезда»;
3. проведен анализ оборудования, необходимого для построения локальных сетей;
4. проанализированы основные среды передачи данных в компьютерных сетях;
5. исследованы виды и технологии витой пары;
6. отображен алгоритм компьютерной сети;
7. произведен выбор оборудования для локальной сети организации;
8. применена технология монтажа компьютерной сети;
9. раскрыт процесс установки программного обеспечения и его настройка;
10. отражены особенности модернизации разработанной локальной сети;
11. рассчитана экономическая целесообразность работы;
12. рассчитано обеспечение безопасности труда и жизнедеятельности.

Таким образом, все поставленные задачи были выполнены и цель работы «Проектирование вычислительной сети учебного центра» в МАОУ «Центр образования №159» была достигнута.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Администрирование сети на основе Microsoft Windows 2015: учебный курс MCSE / – М.: Русская редакция, 2018. – 420 с.
2. Биячуев, Т.А. «Безопасность корпоративных сетей»/ Т. А. Биячуев – М.: 2017. – 481 с.
3. Волков, И. О., Экономика предприятия: учебник / И.О. Волков. – М.: ИНФРАМ, 2018. – 416 с.
4. Гигиенические требования к персональным электронно – вычислительным машинам и организации работы: Санитарно – эпидемиологические правила и нормативы.—М : Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2019.— 54 с.
5. Дансмор, Б. Справочник по телекоммуникационным технологиям. Полный справочник по международным телекоммуникационным стандартам. пер. с англ/ Б. Дансмор – М.: Вильямс, 2019. – 640 с.
6. Дятибратов, А.П.; Гудыно, Л.П.; Кириченко, А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации; М.: Финансы и статистика; Издание 2-е, перераб. и доп. - Москва, 2019. - 512 c.
7. Кузин, А.В. Компьютерные сети / А. В. Кузин – М.: 2019. – 256 с.
8. Кузьменко, Н.Г. Компьютерные сети и сетевые технологии / Н.Г. Кузьменко. - СПб.: Наука и техника, 2017. - 368 c.
9. Кульгин, М. Технология корпоративных сетей. Энциклопедия/ М. Кульгин – СПб.: Питер, 2017. – 541 с.
10. Куроуз, Д. Компьютерные сети. Нисходящий подход / Д. Куроуз, К. Росс. - М.: Эксмо, 2018. - 912 c.
11. Луганцев, Л.Д. Компьютерные сети / Л.Д. Луганцев. - М.: МГУИЭ, 2020. - 452 c.
12. Методические рекомендации по подготовке и оформлению выпускной квалификационной работы (проекта) для технических направлений подготовки

1. технология транспортных процессов / сост. Л.Н.Буйлушкина. - Нижневартовск, 2017. - 35с.

13. Олифер, В. Г., Сетевые операционные системы/ В. Г. Олифер – СПб.: Питер, 2018. – 544 с.
14. Прончев, Г.Б. Компьютерные коммуникации. Простейшие вычислительные сети: Учебное пособие / Г.Б. Прончев. - М.: КДУ, 2018. - 64 c.
15. Семенов, А. Б. Волоконная оптика в локальных и корпоративных сетях/А.Б. Семенов – М.: АйТи-Пресс, 2017. – 327 с.
16. Семенов, А. Б. Структурированные Кабельные Системы АйТи-СКС./ А. Б. Семенов – М.: АйТи-Пресс, 2018. – 269 с.
17. Семенов, М. И., Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник / М.И. Семёнов. - М.: Финансы и статистика, 2018. – 476 с.
18. Соколов, А.В. Защита от компьютерного терроризма / А.В. Соколов – СБП.: 2018. – 380 с.
19. Титаренко, Г. А., Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник / Г.А. Титаренко, – М.: Компьютер ЮНИТИ, 2018. – 400с.
20. Шиндер, Л.Д. Основы компьютерных сетей / Л.Д. Шиндер – М.: 2019. – 152 с.