Построение сетевой инфраструктуры МАОУ СОШ №4 г. Тамбов

 

Администрация МАОУ СОШ №4 г. Тамбов занимает один этаж. Схема размещения кабинетов изображена на рис. 1.

Рисунок 1 – Схема размещения кабинетов администрации СОШ №4

 

Где:

1. Кабинет охраны.

2. Серверная.

3. Учительская №1.

4. Приемная.

5. Кабинет директора.

6. Бухгалтерия.

7. Учительская №2.

8. Коридор.

Произведем размещение оборудования, согласно количества сотрудников. Результат отображен в таб. 1.

Таблица 1 – Размещение оборудования согласно количества сотрудников

№ каб. Название отдела Кол. Чел. Оборудование
Наименование Кол-во
Кабинет охраны Компьютер Принтер Телевизор
Серверная - Компьютер Сервер Роутер
Учительская №1 Компьютер Принтер
Приемная Компьютер Принтер Телевизор
Кабинет директора Компьютер Принтер Телевизор
Бухгалтерия Компьютер Принтер
Учительская №2 Компьютер Принтер
  Итого Компьютер Принтер Телевизор Сервер Роутер

 

Состав необходимого программного обеспечения представлен в табл. 2.

№ п/п Должность Необходимое программное обеспечение
Директор Секретарь Преподаватель Охранник OS MS Windows 7 Home
MS Office 2007 Professional
Бухгалтер OS MS Windows 7 Home
MS Office 2007 Professional
1С Предприятие 8.1
Системный администратор OS MS Windows 7 Ultimate
MS Office 2010 Professional
MS Visual Studio 2010 Professional

 

 

Минимальные требования к оборудованию представлены в табл. 3.

Таблица 3 - Минимальные требования к оборудованию

№ п/п Должность Необходимое программное обеспечение
Директор Секретарь Преподаватель Охранник Бухгалтер Intel Core 2 Duo 1.2 МГц или выше, RAM 2 Гб, свободные 256 Гб на жестком диске, монитор и видеокарта с поддержкой режима XGA (1024 x 768)
Системный администратор Intel Quadro с тактовой частотой 2.8 МГц; оперативная память 4 Гб; графический адаптер SVGA с видеопамятью 1 Гб; свободное пространство на жестком диске не менее 1 Тб;

 

Согласно заданию вычислительная сеть Школы состоит из 16 компьютеров, 1 сервера, периферийного оборудования. Отделы Школы расположены на 1 этаже здания администрации. Согласно требований курсового проекта произведено размещение кабинетов по помещениям. Размещение оборудования и сетевых устройств изображено на рис. 2.

Рисунок 2 - Размещение оборудования и сетевых устройств

Согласно требований Школы в вычислительных ресурсах принимаем:

Рабочие станции:

- Для сотрудников 1 группы (табл. 3): ПК Lenovo IDEA Q190 Intel Cel017U 500GB 2GB DVD-RW WF стоимостью 15120,00 руб./шт.

- Для сотрудников 2 группы (табл. 3): Неттоп INTEL NUC i5-4250U 2xSO-DIMM G-LAN 4xUSB3 2xUSB2 mSATA mPCIe 3.5audio mDP-mHDMI стоимостью 21900.00 руб./шт.

- Принтеры: Принтер А4 Samsung ML-3750ND стоимостью 19788,00 руб./шт.

- Сервер: Сервер DELL PowerEdge T110 II Xeon E3-1240v2 3.4GHz 8GB (2x4GB LV UDIMMs 1600MHz) RAM no FDD DVD+/-RW 4x 3.5" 2x1ТБ SATA 7.2k RAID H200 Embedded BMC 1x PSU Wrt 3Yr NBD стоимостью 48314,00 руб./шт.

- Маршрутизатор: Cisco 1941 Security Bundle w / SEC license PAK стоимостью 87556,80 руб./шт.

- Сетевой кабель: Патч-корд Gembird PP12-3M/BK стоимостью 54,40 руб./шт.

- Сетевой кабель: Кабель UTP витая пара кат. ПВХ (PBX, V.11, X.21, ISDN, Ethernet (10Base-T), ATM-25/52/155 Мбит/с, 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet (100BASE-TX), Token Ring 16/100 Мбит/с, Gigabit Ethernet (1000BASE-T), Firewire 100 Мбит/с) стоимостью 3,47 руб./м.

- Розетка сетевая: Розетка 1-портовая RJ45 UTP, белая, 5E категория, MB-UTP1, NETS-MB-UTP1 стоимостью 49,64 руб./шт.

Для достижения поставленных целей сеть должна иметь следующие характеристики:

- Наличие доступа в Internet.

- Высокая пропускная способность (100 – 1000 Мбит/с)

- Высокая производительность сервера.

- Высокая отказоустойчивость всех компонентов сети.

- Возможность расширения.

В соответствии с представленной инфологической моделью Школы, заметно, что разрабатываемая сеть имеет небольшой размер, так как покрывает площадь, ограниченную одним этажом здания. При разработке структуры вычислительной сети нужно учесть возможность ее расширения. Анализ возможностей расширения Школы дает возможность сделать предположение, что проектируемая сеть может быть значительно увеличена путем добавления нового сегмента сети, располагающегося на других этажах или в других помещениях.

Организация сети произведена с использованием топологии «Звезда» (рис. 3). При такой топологии все рабочие станции с помощью сегментов кабеля присоединяются к центральному компоненту, который называется концентратором (или hub). Сигнал от передающего компьютера поступает через концентратор всем остальным. Рабочая станция-передатчик, посылающая данные, передает их на концентратор, а тот, в свою очередь, определяет адресата и передает ему нужную информацию. В единичный момент времени лишь одна станция в сети может пересылать данные, если же на концентратор единовременно поступают два пакета - оба пакета не принимаются и отправителям необходимо будет подождать некоторый промежуток времени, для возобновления передачи данных.

Достоинства топологии «звезда»:

- при отказе одной рабочей станции не останавливается работа всей сети в целом;

- хорошая масштабируемость вычислительной сети;

- легкое определение неисправностей и обрывов в сети;

- высокая производительность вычислительной сети;

- широкие возможности администрирования.

Недостатки топологии «звезда»:

- отказ центрального концентратора оборачивается неработоспособностью всей сети в целом;

- для прокладки сети требуется гораздо больше кабеля, чем для других топологий;

- число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

 

Рисунок 3 - Топология «Звезда»

 

Вся сеть школы разделяется на две подсети. Каждая подсеть в свою очередь может состоять из нескольких сегментов.

Первая подсеть сети – это группа компьютеров, расположенных в левом крыле здания. Она состоит из 14 рабочих станций, сервера. Все хосты этой подсети объединены коммутатором, который соединен с маршрутизатором сети. Вторая подсеть – это группа рабочих станций, расположенных в правом крыле (кабинет охраны). Структура этой подсети аналогична предыдущей.

Такая структура сети легко может быть расширена. Для этого достаточно подключить новую подсеть к маршрутизатору и настроить сетевые адреса для нее.

После разработки структуры сети необходимо выбрать тип кабельной системы, используемой в сети.

Сеть строится на основе стандарта 100BASE-TX. Стандарт 100BASE-TX определяет сегмент Ethernet на основе неэкранированных витых пар (UTP) категории 5 с топологией пассивная звезда (Twisted-Pair Ethernet). Данный тип сегмента Ethernet имеет все преимущества и недостатки пассивной звезды. Суммарное количество кабеля, необходимого для объединения такого же количества компьютеров, оказывается гораздо больше, чем в случае шины. С другой стороны, обрыв кабеля не приводит к отказу всей сети, монтаж, а также диагностика неисправности сети проще. В сегменте 100BASE-TX передача сигналов осуществляется по двум витым парам проводов, каждая из которых передает только в одну сторону (одна пара – передающая, другая – принимающая). Кабелем, содержащим такие двойные витые пары, каждый из абонентов сети присоединяется к концентратору (хабу). Концентратор производит смешение сигналов от абонентов для реализации метода доступа CSMA/CD, то есть в данном случае реализуется топология пассивная звезда.

Так как характеристики сети удовлетворяют требованиям для использования витой пары в качестве сетевой среды, то выбран был кабель UTP витая пара категории ПВХ. Кабели имеют стандартные разъемы RJ-45.

Выбор сетевой операционной системы.

Большое разнообразие типов компьютеров, используемых в вычислительных сетях, влечет за собой разнообразие операционных систем: для рабочих станций, для серверов сетей уровня отдела и серверов уровня школы в целом. К ним могут предъявляться различные требования по производительности и функциональным возможностям, желательно, чтобы они обладали свойством совместимости, которое позволило бы обеспечить совместную работу различных ОС.

Сетевые ОС могут быть разделены на две группы: масштаба отдела и масштаба школы. ОС для отделов или рабочих групп обеспечивают набор сетевых сервисов, включая разделение файлов, приложений и принтеров. Они также должны обеспечивать свойства отказоустойчивости, например, работать с RAID-массивами, поддерживать кластерные архитектуры.

Сетевая операционная система масштаба школы прежде всего должна обладать основными свойствами любых продуктов, в том числе:

- масштабируемостью, то есть способностью одинаково хорошо работать в широком диапазоне различных количественных характеристик сети;

- совместимостью с другими продуктами, то есть способностью работать в сложной гетерогенной среде интерсети в режиме plug-and-play.

Сетевая ОС должна поддерживать более сложные сервисы. Подобно сетевой ОС рабочих групп, сетевая ОС масштаба школы должна позволять пользователям разделять файлы, приложения и принтеры, причем делать это для большего количества пользователей и объема данных и с более высокой производительностью. Кроме того, сетевая ОС масштаба школы обеспечивает возможность соединения разнородных систем - как рабочих станций, так и серверов. Например, даже если ОС работает на платформе Intel, она должна поддерживать рабочие станции UNIX, работающие на RISC-платформах. Аналогично, серверная ОС, работающая на RISC-компьютере, должна поддерживать DOS, Windows и OS/2. Сетевая ОС масштаба школы должна поддерживать несколько стеков протоколов (таких как TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, DECnet и OSI), обеспечивая простой доступ к удаленным ресурсам, удобные процедуры управления сервисами, включая агентов для систем управления сетью.

Важным элементом сетевой ОС масштаба школы является централизованная справочная служба, в которой хранятся данные о пользователях и разделяемых ресурсах сети. Такая служба, называемая также службой каталогов, обеспечивает единый логический вход пользователя в сеть и предоставляет ему удобные средства просмотра всех доступных ему ресурсов. Администратор, при наличии в сети централизованной справочной службы, избавлен от необходимости заводить на каждом сервере повторяющийся список пользователей, а значит избавлен от большого количества рутинной работы и от потенциальных ошибок при определении состава пользователей и их прав на каждом сервере.

Важным свойством справочной службы является ее масштабируемость, обеспечиваемая распределенностью базы данных о пользователях и ресурсах.

Такие сетевые ОС, как Banyan Vines, Novell NetWare 4.x, IBM LAN Server, Sun NFS, Microsoft LAN Manager и Windows NT Server, могут служить в качестве операционной системы школы, в то время как ОС NetWare 3.x, Personal Ware, Artisoft LANtastic больше подходят для небольших рабочих групп.

Критериями для выбора ОС масштаба школы являются следующие характеристики:

1) Органичная поддержка многосерверной сети;

2) Высокая эффективность файловых операций;

3) Возможность эффективной интеграции с другими ОС;

4) Наличие централизованной масштабируемой справочной службы;

5) Хорошие перспективы развития;

6) Эффективная работа удаленных пользователей.

Разнообразные сервисы: файл-сервис, принт-сервис, безопасность данных и отказоустойчивость, архивирование данных, служба обмена сообщениями, разнообразные базы данных и другие.

Разнообразные программно-аппаратные хост-платформы: IBM SNA, DEC NSA, UNIX; разнообразные транспортные протоколы: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, AppleTalk; поддержка многообразных операционных систем конечных пользователей: DOS, UNIX, OS/2, Mac; поддержка сетевого оборудования стандартов Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet; наличие популярных прикладных интерфейсов и механизмов вызова удаленных процедур RPC; возможность взаимодействия с системой контроля и управления сетью, поддержка стандартов управления сетью SNMP.

Учитывая выше описанные критерии и доводы, для использования в сети школы была выбрана ОС Microsoft Windows Server 2003.

Итак, организация сети для школы произведена с использованием топологии «Звезда».

Сеть школы разделяется на две подсети. Каждая подсеть в свою очередь может состоять из нескольких сегментов. Такая структура сети легко может быть расширена. Для этого достаточно подключить новую подсеть к маршрутизатору и настроить сетевые адреса для нее. Сеть строится на основе стандарта 100BASE-TX. Так как характеристики сети удовлетворяют требованиям для использования витой пары в качестве сетевой среды, то выбран был кабель UTP витая пара категории ПВХ. Кабели имеют стандартные разъемы RJ-45.

Сетевая операционная система масштаба школы прежде всего должна обладать основными свойствами любых продуктов, в том числе:

- масштабируемостью, то есть способностью одинаково хорошо работать в широком диапазоне различных количественных характеристик сети;

- совместимостью с другими продуктами, то есть способностью работать в сложной гетерогенной среде интерсети в режиме plug-and-play. Важным элементом сетевой ОС масштаба школы является централизованная справочная служба, в которой хранятся данные о пользователях и разделяемых ресурсах сети.

Для использования в сети школы была выбрана ОС Microsoft Windows Server 2003.