Проектирование компьютерной сети в МОУ СОШ №1 г.Абинска

Коммутатор при работе выполняет следующие действия:

• «слушает» весь трафик;
• проверяет адреса источника и получателя пакетов Ethernet;
• строит таблицу маршрутизации, состоящую из MAС адресов;
• передает пакеты Ethernet.

Можно сказать, что коммутаторы  обладают некоторым «интеллектом», поскольку изучают, куда следует направлять данные. В начале работы таблица маршрутизации пуста, но затем она наполняется и концентратор изучая эти данные знает расположение компьютеров в сети. На сегодняшний день использование коммутаторов самый перспективный способ построения компьютерных сетей.

Маршрутизатор - это элемент компьютерной сети объединяющей несколько сетевых сегментов с различными протоколами и архитектурами. Маршрутизаторы могут выполнять следующие функции:

• фильтровать и изолировать трафик;
• соединять сегменты сети;

На основании этих данных маршрутизатор выбирает наилучший маршрут для данных, сравнивая стоимость и доступность различных вариантов.

Маршрутизаторы объединяют сети и обеспечивают фильтрацию пакетов. Они также определяют наилучший маршрут для передачи данных. Использование маршрутизаторов оправдано, если сеть имеет выход в глобальные сети или при использовании в качестве узлового элемента сети, уровня корпорации. 

4. Типовые требования предъявляемые к оснащению и модернизации типовых локальных узлов — объектов

4.1. Общие положения

Размещение и монтаж оборудования должны быть выполнены  в соответствии с:

• "Временными санитарными нормами и правилами для работников вычислительных центров" (в том числе: 6 кв.м. на одного человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену);
• СНиП 2-09-04-87;
• Административные и бытовые здания и помещения производственных предприятий";
• "Правилами устройства электроустановок";
• "Инструкцией по проектированию зданий и помещений для ЭВМ";
• ГОСТ 11326.2-79, ГОСТ 11326.16-79;
• структурной схемой ЛВС;

4.2. Требования к средствам вычислительной техники

Стандартными средствами при оснащении объектов являются ПЭВМ. ПЭВМ монтируется в стандартном системном блоке с дисководами для гибких магнитных дисков и лазерных компакт дисков СD-ROM. Оснащается манипуляторами типа мышь и клавиатурой. Вычислительные ресурсы ПЭВМ должны обеспечивать надежное функционирование аппаратно - программных средств и гарантийный срок эксплуатации не мнение 3 (трех) лет. После чего подвергать модернизации или капитальному ремонту с прохождением СП и СИ. Частота кадровой развертки для монитора должна составлять не менее 75 Гц.

4.3. Требования к коммуникационному (сетевому) оборудованию

Аппаратный комплекс средств коммуникационного оборудования должен обеспечивать обмен информацией, как закрытого так и открытого характера. Базироваться на современных технологиях передачи информации.

Для выхода в федеральные  сети передачи данных должны использовать специализированные терминальные устройства поддерживающие протокол связи Х.25, как по выделенным так и по коммутируемым каналам связи.

С целью защиты от несанкционированного доступа из глобальных сетей федерального масштаба должны использоваться межсетевые экраны

(FIREWALL) соответствующего класса.

4.4. Требования к системе электропитания

Система электропитания объекта  должна быть выполнена в  соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ), предъявляемых к электроустановкам до 1 кВ.

Электрические установки  и кабели, предназначенные для  электропитания объектов должны размещаться в пределах контролируемой зоны. Способы и средства заземления электроустановок оговариваются отдельно.

Рекомендуется применить  на объектах двух проводные или четырех  проводные сетевые помехоподавляющие  фильтры, рассчитанные на номинальные напряжения и токи в электроцепях, с полосой подавления помех в диапазоне частот 0,02 - 1000МГц и с вносимым затуханием в указанной полосе частот не менее 60 дБ.

Для особо важных частей объекта рекомендуемся использование  агрегатов бесперебойного питания, рассчитанных на соответствующую потребляемую мощность.

4.5. Требования к общесистемному программному обеспечению

Используемые программное  обеспечение должно быть лицензионно  чистым, содержать встроенные возможности  обеспечения безопасности и надежности хранения данных. Вход в систему пользователя должен проходить через регистрацию и ввод пароля. Операционная система должна соответствовать современным требованиям с программным продуктам и поддерживать наиболее популярные программные продукты. Иметь лицензированное средство защиты от вирусов.  

5. Предлагаемое решение по реализации компьютерной сети

 

В МОУ СОШ №1 г.Абинска  в общей сложности 2 этажа. Школа в среднем рассчитана на 350-400 обучаемых. Ниже представлены планы этажей школы:

 

План 1-го этажа школы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План 2-го этажа школы:

 

 

 

Самой оптимальной топологией для данной сети будет топология Fast Ethernet 100-TX. Все сетевые устройства соединяются по архитектуре «иерархическая звезда». Кабель, используемый для соединения, имеет стандарт 100BASE-TX и 1000BASE-T (для соединения серверной машины с общей сетью). 

5.1. Структурная схема сети.

5.2. Функциональная схема сети.

5.3. Состав и задачи сети.

1-й Этаж:

Первый этаж состоит  из 9 помещений общей площадью 616 м² . В каждом из помещений находится по одной рабочей станции подключенных к общей сети, в общей сложности 9 станций. Также на этаже подключены 2 IP камеры, D-Link DCS-6511, которые также подключены к общей сети. Камеры обеспечивают наблюдение за происходящим в стенах школы. Также на этаже, в кабинете секретаря директора, установлен 4-х портовый коммутатор D-Link DES-1005D, который обеспечивает связь компьютера директора, секретаря, принтера. Данный коммутатор также подключён к общей сети. На рабочих станциях установлена ОС           Windows 7.Также установлены приложения: MS Office 2007/2010, Internet Explorer,учебные материалы компании 1C. Антивирусная программа, которая поможет избежать заражения рабочей станции вредоносными программами, ESET NOD 32:Smart Security 5. На каждой из станции должны быть установлены встроенные в материнскую плату сетевые адаптеры для обеспечения связи в сети.

Рабочие станции операторов предлагаются на основе системы Intel i3. Обладающей следующими характеристиками:

 

Процессор	Процессор Intel Core i3-2100 3.1GHz или лучше;
Оперативная память	4 Гб или больше (DIMM DDR3);
Дисковая память	120 Гб или больше;
Видео подсистема	Встроена в процессор IntelHD3000
Резервное копирование	Использование МО дисков;

 

 

 

 

2-й Этаж:

Второй этаж состоит  из 11 помещений общей площадью 616 м². На этаже расположено 26 рабочих станций и один сервер. От сервера к рабочим станциям подключен 48-и портовый коммутатор D-Link DES-3250TG 2-го уровня. В кабинете № 16 также установлен 16-ти портовый коммутатор       D-Link DGS-1016D,к которому подключены 15 компьютеров, площадь кабинета позволяет нам установить такое количество рабочих станций.  В учительской установлен 8-ми портовый коммутатор D-Link DGS-1008D,для соединения 4 рабочих станций и принтера. На этаже также имеются 3 IP камеры D-Link DCS-6511. На рабочих станциях установлены такие же приложения, как и на станциях с первого этажа. На сервере установлена Windows Server 2008 R2, приложения MS Office, антивирусная программа  ESET NOD 32:Smart Security 5, Internet Explorer, программы для серверных станций. С помощью сервера можно просматривать IP камеры. IP камеры установлены в коридорах 1-2 этажей. В целях предотвращения сгорания блоков питания из-за скачков электричества установлены розетки с предохранителями. К рабочей станции подключён высокоскоростной интернет 16 Мбит/сек. Рабочая станция подаёт интернет на 48 портовый коммутатор, который обеспечивает интернетом все рабочие станции школы и сервер в том числе. Тарифы провайдера предоставляющие интернет соединение школе указаны ниже:

Доступ на скорости до, кбит/с	Turbo New (ETTH) (руб.)
1024	550
1536	650
2048	800
4096	950
8192	1100
16384	1550

 

 С помощью сервера  можно обеспечить контроль успеваемости  обучаемых, для этого можно  использовать приложение из пакета  программ MS Office: Excel. C помощью этой программы в таблицах можно вести контроль. В дальнейшем располагать их на школьном web-сайте. На программируемом коммутаторе D-Link DES-3250TG заданы IP и DNS адреса для стабильной работы сети. Это нам дает преимущества:

- Распределённость администрирования.

- Распределённость хранения информации.

- Кеширование информации.

- Иерархическая структура.

- Резервирование.

 

Для коммутатора (D-Link DGS-1016D) находящегося в кабинете №16 задан диапазон IP:

192.168.1.51 - 192.168.1.75

Для коммутатора (D-Link DGS-1008D) находящегося в Учительской задан диапазон IP:

192.168.1.76 - 192.168.1.100

Для коммутатора (D-Link DES-1005D) находящегося в кабинете Директора задан диапазон IP:

192.168.1.101 - 192.168.1.110

Для коммутатора (D-Link DES-3250TG) находящегося в серверной задан диапазон IP:

192.168.1.1 - 192.168.1.50

Маска подсети будет  иметь вид:

255.255.255.0

 

 

 

 

Рабочие станции такие же как и описывались ранее:

Процессор	Процессор Intel Core i3-2100 3.1GHz или лучше;
Оперативная память	4 Гб или больше (DIMM DDR3);
Дисковая память	120 Гб или больше;
Видео подсистема	Встроена в процессор IntelHD3000
Резервное копирование	Использование МО дисков;

 

Серверная станция:

Процессор	Intel Core i7-2600 3.4GHz;
Оперативная память	8 ГБ или больше(DIMM DDR3);
Дисковая память	1Tb*2 Ultra DMA или больше;
Резервное копирование	Использование МО  дисков;
Видео подсистема	GeForce GTX 570 Sonic Platinum 1280MB 320bit или лучше.

 

6. Таблица расстояний.

 

Таблица 1. 1-ый Этаж

Кабинет	Расстояние  до коммутатора,м
Кабинет №1	89.0
Кабинет №2	81.5
Кабинет №3	74.5
Кабинет №4	58.5
Кабинеты директора  и секретаря	54.0
Кабинет №5	41.0
Кабинет №6	34.0
Кабинет №7	5.0

 

Таблица 2. 2-ой Этаж

Имя станции	Расстояние  до коммутатора, м
Кабинет №8	87.0
Кабинет №9	78.5
Кабинет №10	71.5
Кабинет №11	56.5
Кабинет №12	50.0
Кабинет №13	42.0
Кабинет №14	34.0
Кабинет №15	27.0
Кабинет №16	6.0
Учительская	21.0

 

7. Расчет времени двойного оборота сигнала (PDV).

Для надежного распознавания коллизий должно выполнятся следующее соотношение: Tmin ³ PDV, где

T_min- время передачи кадра минимальной длины,

PDV- время, за которое сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего узла сети. Т.к. в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удаленными друг от друга станциями сети (в одну сторону проходит не искаженный сигнал, а на обратном пути распространяется уже искаженный сигнал), то это время называют временем двойного оборота (Path Delay Value).

При выполнении этого условия передающая станция должна успевать обнаружить коллизию, которую вызвал переданный ее кадр, еще до того, как она закончит передачу этого кадра.

Выполнение этого условия  зависит, с одной стороны от длины  минимального кадра и пропускной способности сети, а с другой стороны от длины кабельной системы сети и скорости распространения сигнала в кабеле.

Для сети Fast Ethernet комитет IEEE установил значение, для сравнения эффективности работы сети, равную в 575 bt (битовый интервал).

Максимальное удаление рабочей станции от сервера в здании составляет 89.0 (м).

• Задержка коммутатора 1-го Этажа – 42 bt
• Задержка коммутатора 2-го Этажа – 42 bt
• Удвоенная задержка UTP Cat 5 - 0,113 bt (на 1метр)
• 3 сетевых адаптера – 126 bt