Беспроводная территориально-распределенная компьютерная сеть строительной компании ООО «Спецтехмонтаж»

Содержание Введение

• 1. Предпроектное обследование
• 1.1 Обзор предприятия и его деятельности
• 1.2 Планы зданий и сооружений
• 1.3 Территориальное размещение подразделений предприятия
• 1.4 Организационная структура предприятия
• 1.5 Структура проводной локальной вычислительной сети установленной в главном офисе
• 1.6 Выбор типа сетевой технологии на основе проведенного обследования и требований, предъявляемых заказчиком
• 1.7 Описание беспроводных сетевых технологий
• 1.7.1 Сектор локальных домашних и офисных сетей
• 1.7.2 Сектор региональных городских сетей
• 1.8 Выводы
• 2. Моделирование информационных потоков на предприятии
• 2.1 Обзор сравнение и выбор CASE — средств
• 2.1.1 Rational Rose
• 2.1.2 BPWin
• 2.1.3 ARIS Toolset
• 2.2 Анализ нагрузки на проектируемую вычислительную сеть
• 3. Проектирование беспроводной локальной вычислительной сети
• 3.1 Проектирование сети внутри здания главного офиса
• 3.1.1 Постановка задачи
• 3.1.2 Выбор топологии беспроводной сети
• 3.1.3 Выбор активного сетевого оборудования
• 3.1.4 Размещение сетевого оборудования
• 3.1.5 Выбор и оценка количества пассивного оборудования
• 3.1.6 Монтаж и настройка сетевого оборудования
• 3.1.7 Итог проектирования беспроводной сети внутри здания главного офиса
• 3.2 Проектирование беспроводной сети между главным офисом и территорией удаленного производственного цеха
• 3.2.1 Постановка задачи
• 3.2.2 Выбор топологии беспроводной сети
• 3.2.3 Выбор активного сетевого оборудования
• 3.2.4 Размещение сетевого оборудования
• 3.2.5 Итог проектирования беспроводной сети между главным офисом и территорией удаленного производственного цеха
• 3.3 Проектирование беспроводной сети между главным офисом и зданием склада временного хранения
• 3.3.1 Постановка задачи
• 3.3.2 Выбор топологии беспроводной сети
• 3.3.3 Выбор активного сетевого оборудования
• 3.3.4 Размещение сетевого оборудования
• 3.3.5 Выбор и оценка количества пассивного оборудования
• 3.3.6 Монтаж и настройка сетевого оборудования
• 3.3.7 Итог проектирования беспроводной сети между главным офисом и зданием склада временного хранения
• 3.4 Архитектура управления локально вычислительной сетью
• 3.5 Общее тестирование локально вычислительной сети предприятия
• 4. Социальная значимость проекта
• 5. Технико-экономическое обоснование проекта
• 6. Безопасность и экологичность
• 6.1 Характеристика возможных опасных и вредных производственных факторов.
• 6.2 Технические средства защиты, обеспечивающие безопасность работ; оценка их эффективности.
• Заключение
• Список используемой литературы
• Введение
• Сегодня, в условиях современной рыночной экономики информация и грамотно организованное информационное сообщение предприятия является стратегически важным ресурсом. Успех деятельности любой коммерческой организации напрямую зависит от своевременного обмена важной информацией между ее подразделениями. В свою очередь накладные расходы на передачу информации должны быть минимальными.
• В данной работе будет рассматриваться предприятие ООО «Спецтехмонтаж» находящееся в городе Ставрополе, как объект модернизации информационного сообщения. Ввиду специфики функционирования данного предприятия, активное взаимодействие его отделов необходимо. Проблема, с которой столкнулись сотрудники предприятия — это отсутствие возможности организации оперативного обмена данными как внутри офисных зданий, так и за их пределами. В настоящее время данные от отдела к отделу передаются с использованием съемных носителей информации (дискеты, диски CD-R, DVD, флешь накопитель и т. п.), что весьма неудобно, так как предприятие имеет территориально разрозненную структуру, а максимальное расстояние между подразделениями достигает 15 км. Все это осложняется растущими в городе пробками, так как Ставрополь является краевым центром. В качестве мер модернизации информационного сообщения рассматривается создание локальной вычислительной сети масштаба предприятия.
• В данное время наиболее массовыми средствами телекоммуникаций позволяющих решить вышеуказанные проблемы являются технологии семейства Ethernet и xDSL. При использовании технологии xDSL, скорость передачи информации во многом зависит от протяженности и зашумленности телефонной линии и находится в диапазоне от 64 кбит/c до 24 Мбит/с. На скорости 64 кбит/с пользоваться мультимедийными ресурсами практически невозможно — IP-телефонии, видео-конференциям, потоковому видео и другим аналогичным сервисам для нормальной работы требуются более высокие скорости, начиная от 1 — 2 Мбит/с.
• ЛВС, построенная на технологии Ethernet, имеет большое преимущество над xDSL соединением по скорости, но у нее существуют жесткие ограничения по протяженности кабельной магистрали, которая не должна превышать 100 метров, поэтому она не подходит для организации каналов связи с удаленными офисами. Существуют технологии, способные увеличить скорость подключения и дальность, это так называемые волоконно-оптические соединения, но пока они дорогие, и не каждая организация может себе позволить построить такой канал связи. Один из возможных вариантов бюджетного решения — беспроводная технология. Благодаря которой, появляется возможность значительно сократить финансовые затраты на построение ЛВС. Хотя такие технологии уже несколько лет практикуются в России, пока еще не выработаны жесткие стандарты, позволяющие обеспечить грамотную организацию каналов связи, как с удаленными офисами так и внутри помещения.
• Целью данной дипломной работы является разработка ЛВС на базе беспроводной технологии для строительной организации с удаленным цехом, СВХ (склад временного хранения) и административным зданием.
• Для обеспечения стабильного функционирования ЛВС, сеть должна обладать надёжностью передачи данных, правильной топологией, грамотным выбором мест расположения оборудования и конечно безопасностью. При этом важно обеспечить низкий бюджет проекта. В ходе выполнения работы были проработаны все аспекты для создания качественной, современной и надежной беспроводной локальной вычислительной сети коммерческого предприятия, занимающегося строительством и мелко серийным производством деревянных изделий на территории Ставропольского края Российской Федерации.

1. Предпроектное обследование

При проектировании любой вычислительной сети этап предварительного анализа объекта, является одной из важнейших задач, так как именно на этом этапе собирается информация, которая дает возможность получить общее представление о предприятии, его организационной структуре, выполняемым функциям, а так же определиться с технологиями которые будут использоваться при построении сети.

1.1 Обзор предприятия и его деятельности

Предприятие ООО «Спецтехмонтаж» специализируется на строительстве и производстве деревянных изделий. Место нахождения этого предприятия — город Ставрополь. Располагается предприятие в недавно построенном двух этажном здании на 2-й Железнодорожной петле, имеет накопительную площадку для контейнеровозов и тягачей площадью 2000 м², склады временного хранения (СВХ) и удаленный производственный цех находящиеся в пригородной части города.

В виду специфики функционирования данного предприятия, является необходимым постоянное информационное взаимодействие удаленного цеха и складов временного хранения с головным офисом, в котором, в свою очередь, располагаются 12 различных отделов, взаимодействие которых так же необходимо.

Исходя из полученных сведений, о деятельности предприятия можно сделать вывод о том, что для здания главного офиса, складов временного хранения и терминальных площадок требуется создание единого информационного пространства. Поэтому, необходимо провести рассмотрение планов зданий и сооружений, а так же особенности их территориального расположения.

1.2 Планы зданий и сооружений

План первого и второго этажа головного офиса предприятия изображены на приложение 1,2 соответственно. Детально анализируя их с нанесенными обозначениями телекоммуникационного оборудования можно сделать следующие выводы:

· Толщина несущих стен не менее 500 мм

· Толщина меж этажных перекрытий не менее 250 мм

· Толщина внутренних стен здания не менее 250 мм

· В здании уже имеется локальная вычислительная сеть, организованная с возможностью использовать технологии Ethernet на скоростях 100Мб/с и 1000Мб/с.

· Все стационарные компьютерные устройства и сетевые принтеры имеют подключение к существующей ЛВС

· Максимальная длина здания равна 5200 мм

· Максимальная ширина здания равна 1800 мм

Отделы предприятия разделены по этажам следующим образом, первый этаж размещает в себе:

· Администрация

· Коммерческий отдел

· Бухгалтерия

· Отдел администрирования, обработки информации и связи

· Отдел телекоммуникаций и связи

· Автотранспортный отдел

· Общее количество рабочих мест равно 25 шт.

Второй этаж разместил в себе следующие отделы:

· Отдел логистики и экспедирования

· Юридический отдел

· Отдел обработки информации

· Отдел погрузочно-разгрузочных работ на терминале

· Хозяйственный отдел

· Отдел режима безопасности

· Общее количество рабочих мест 18 шт.

Рассмотрим план склада временного хранения представленный на рисунке 1.

Рис. 1. План здания СВХ

При рассмотрении плана склада временного хранения можно выявить лишь одну важную деталь с точки зрения построения вычислительной сети: на складе уже имеется одно автоматизированное рабочее место, которое выполняет определенные функции и обозначено пиктограммой (рисунок 1).

Рассмотрим план удаленного производственного цеха, представленный на рисунке 2.

Рис. 2. Схематичный план контейнерного терминала

Из плана видно, что территория удаленного цеха имеет протяженность в 320 метров и ширину около 90, на которой располагаются:

· Место для временного размещения контейнеров;

· Место перегрузки груза;

· Стоянка грузового автотранспорта;

· Стоянка легковых автомобилей;

· Два вагончика отделанных под офис, для размещения контрольно управленческого персонала состоящего из 4 человек (рисунок 1.4 цифра 1).

· Цифрой 2 обозначено подсобное помещение, в котором располагаются дизель генератор и прочее электрооборудование.

1.3 Территориальное размещение подразделений предприятия

Главной особенностью территориального размещения зданий предприятий можно считать большое расстояние между ними. Удаленный цех находится на расстоянии 15 километров от главного офиса, а склады временного — 1,5 километра. Так же важной особенностью является тот факт, что город Ставрополь находится в гористой местности, главный офис находится на возвышенности, а склад временного хранения и контейнерный терминал в низине, что оказывает существенное влияния на выбор сетевой технологии, которая будет использоваться для организации каналов связи.

1.4 Организационная структура предприятия

Предприятие ООО «Спецтехмонтаж» в общей сложности состоит из 12 отделов и имеет штат в 147 сотрудников. Обобщенно организационную структуру предприятия можно представить следующим образом: на предприятии существует директор, у которого есть заместители. Каждый отдел имеет начальника, у которого в свою очередь есть заместитель. Последнее звено в этой структуре занимают менеджеры отделов и рядовые сотрудники (рисунок 3).

Рис. 3. Организационная структура предприятия

Основные потоки информации циркулируют между сотрудниками отделов, начальники же получают лишь сводные таблицы и отчеты. Для того чтобы понять как на функциональном уровне взаимодействуют отделы между собой построим функциональную модель предприятия с помощью CASE-средства BPWin, почему было выбрано именно это средство будет подробно пояснено в разделе 2 данной дипломной работы. Итак, как известно из теоретических основ моделирования систем, первое, что рекомендуется сделать, это представить моделируемый объект в виде черного ящика. Данный шаг проиллюстрирован на рисунке 4.

Рис. 4. Контекстная диаграмма организационной структуры предприятия

Затем необходимо его декомпозировать, то есть перейти к более глубокому уровню рассмотрения, как показано на рисунке 5.

Рис. 5. Диаграмма функционального взаимодействия отделов

На рисунке 4 показана деятельность предприятия в общем виде. Входными данными для предприятия является информация из внешней среды — это заказы, данные по объектам, расписание железно дорожных и автотранспортных перевозок, сводки Гидрометцентра, предложения поставщиков и т. д.; выходные данные — информация во внешнюю среду: данные об отгруженном товаре покупателю, заключенные договора, время и дата прибытия груза и т. п. Из декомпозиции, приведенной на рисунке 5 видно, что каждый отдел выполняет свои функции.

Вывод: Очевидно, что наиболее загруженными отделами на предприятии являются: коммерческий отдел, отдел логистики и экспедирования, автотранспортный отдел и отдел погрузо-разгрузочных работ на терминале, для которых будет производиться моделирование потоков данных.

1.5 Структура проводной локальной вычислительной сети установленной в главном офисе

В ходе предпроектного обследования было выявлено, что центром размещения коммуникационного оборудования является серверная комната, расположенная на 1 этаже главного офиса (см. приложение 1). Все телекоммуникации выходят в центральной жиле из серверной, находящейся в отделе обработки информации и связи, затем в коридорах здания проходят в кабель каналах под фальшь потолком, в кабинет спускаются с потолка по стене, разделяясь на телефон и локальную сеть. К оконечным сетевым устройствам проходят в отдельном канале с 1 розеткой RJ-45.

При обследовании серверной комнаты было выявлено наличие следующего оборудования:

· 2 сервера хранения и обработки данныхCluster HP 380DL / 4CPU, 8Gb Dimm, 2×72.8 Gb

· 1 сервер управления сетью HP netserver LP 2000 /2CPU, 4Gb Dimm, 4×36Gb/2 Eth. port

· Три 24 портовых коммутатора Cisco Catalist 2950 (имеется 20 Свободных портов)

· 2 маршрутизатора Cisco 1841

· Интернет шлюз Cisco DSLmodem-1CFE

От администратора сети была получена информация об используемой в ней адресации, а так же о её логической и физической структуре.

Для удобства восприятия полученная информация была сведена в таблицу 1.1.

Таб. 1.1 Информация о существующей проводной ЛВС

Выводы: На основе проведенного анализа можно сделать вывод о том, что для подключения дополнительного сетевого оборудования можно использовать свободные порты (от 6 до 24) коммутатора № 3 находящегося в 19-дьюмовой телекоммуникационной стойке № 1, в серверной комнате (см. приложение 1).

1.6 Выбор типа сетевой технологии на основе проведенного обследования и требований, предъявляемых заказчиком

Так как «Заказчик — всегда прав», при построении сети, в первую очередь, должны учитываться его пожелания. В нашем случае они заключались в следующем:

· ЛВС должна обеспечивать эффективный и своевременный обмен информацией между территориально разрозненными частями предприятия

· Сеть внутри главного офиса должна сохранить имеющуюся производительность и приобрести возможность быстрой реконфигурации и расширения

· Обеспечить безопасность и целостность данных передающихся по беспроводной сети

· Стоимость сети должна находиться в разумных пределах

· Беспроводная сеть должна покрывать все этажи здания

· Осуществить поддержку роуминга между точками доступа (пользователи могут продолжать работать с ресурсами сети даже во время перемещения).

Исходя из факторов, выявленных в ходе предпроектного обследования, а именно большого расстояния между подразделениями предприятия и пожеланий заказчика принято решение об использовании беспроводных сетевых технологий при построении ЛВС ООО «Спецтехмонтаж».

1.7 Описание беспроводных сетевых технологий

Беспроводные сети — это довольно быстро развивающееся направление вычислительных сетей. Можно выделить следующие сферы применения данного вида сетей:

· Складские помещения и фабрики

· Больницы

· Выставочные комплексы и конференц-залы

· Доступ к глобальной сети Интернет в гостиницах, кафе, библиотеках, студенческих городках и т. д.

· «Гостевой» доступ к корпоративной сети для клиентов и партнеров

· Учебные классы

Беспроводные технологии классифицируются по «дальнобойности» на следующие сектора:

1. Сектор локальных интерфейсов (короткодействующие технологии беспроводной передачи данных (Bluetooth),

2. Сектор локальных домашних и офисных сетей (среднедействующие технологии беспроводной передачи данных (Wi-Fi),

3. Сектор региональных городских сетей (среднедействующие технологии беспроводной передачи данных (WiMAX, Mobile Broadband Wi-Fi Access),

4. Сектор глобальных сетей (дальнедействующие технологии беспроводной передачи данных на базе радиорелейных, сотовых и спутниковых технологий).

В данной работе можно сузить круг рассматриваемых секторов до сектора «локальных домашних и офисных сетей» и сектора «региональных городских сетей» по следующим причинам:

· Сектор глобальных сетей рассматривать не целесообразно так как максимальное расстояние между объектами, требующими организации канала связи не превышает 15 километров с чем вполне может справиться сектор региональных городских сетей.

· Сектор локальных интерфейсов, а в частности технология Bluetooth предназначена для устранения кабельных соединений между компьютерами, периферийными устройствами, имеет маленький радиус действия и не поддерживает сетевые протоколы TCP/IP.

Вывод: В данном проекте целесообразно рассматривать:

· Сектор локальных домашних и офисных сетей (среднедействующие технологии беспроводной передачи данных Wi-Fi);

· Сектор региональных городских сетей (среднедействующие технологии беспроводной передачи данных (WiMAX, Mobile Broadband Wi-Fi Access)).

Выбор данного решении был обоснован и согласован с заказчиком.

1.7.1 Сектор локальных домашних и офисных сетей В период с 1990 по 1997 годы в результате работы одной из рабочих групп Institute Electrical Equipment Engineering (IEEE) была создана первая спецификация стандарта беспроводных локальных соединений 802.11. IEEE 802.11 стал группой стандартов, определившей основные протоколы, необходимые для организации беспроводных локальных сетей (Wi-Fi Local Area Network — WLAN). На сегодняшний день основными стандартами являются 802.11a, 802.11b и 802.11g.

В 1999 году был принят стандарт IEEE 802.11а. Он ориентирован на работу в диапазоне 5 ГГц и способен обеспечить скорость передачи данных до 54 Мбит/с. Диапазон состоит из двух частотных полос общей шириной 300 МГц. Первая полоса 5,15−5,35 ГГц, вторая — 5,725−5,825 ГГц. При этом первая полоса разделена на две полосы по 100 МГц. Таким образом, для передачи используется три не перекрывающихся частотных канала по 100 МГц, каждый из которых имеет ограничения по мощности сигнала — 50 мВт в «нижнем» диапазоне, 250 мВт в «среднем» и до 1 Вт в «верхнем». Стандарт 802.11а использует метод кодированного ортогонального частотного мультиплексирования (COFDM, Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Разделение передачи информации по нескольким «несущим» частотам приводит к возможности снижения скорости передачи на каждой из них, что в свою очередь обеспечивает большую помехозащищенность связи при достижении общей высокой пропускной способности.

IEEE 802.11b. Данный стандарт известен по наименованию — Wi-Fi (Wi-Fi Fidelity) — присвоенному ему Ассоциацией WECA. Он также принят в 1999 году, и именно его появление привело к нынешнему широкому распространению WLAN для организации локальных сетей и доступа в Интернет и собственно названию Wi-Fi. Стандартом предусмотрено применение. технологии широкополосной модуляции с расширением спектра методом прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum — DSSS), как обеспечивающей более устойчивую работу сети в условиях многократного отражения радиосигналов со скоростью до 11 Мбит/с. При этом используется способ расширения спектра на основе кодирования с использованием комплементарных кодов (Complementary Code Keying, CCK), что позволяет кодировать 8 бит на один символ при скорости 11 Мбит/с.

IEEE 802.11g. Этот стандарт принят в середине 2003 года, как развитие стандарта 802.11b. В нем используется тот же частотный диапазон 2,4 ГГц, но вместе с технологией мультиплексирования (OFDM) и алгоритмом псевдослучайной скачкообразной перестройки рабочей частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum — FHSS), что обеспечивает достижение скорости передачи данных до 54 Мбит/с. При этом оборудование стандарта 802.11g совместимо с оборудованием 802.11b, что обеспечивает одновременное подключение к сети устройств стандартов IEEE 802.11g и IEEE 802.11b. Мощность устройств составляет 10−100 мВт.

Сведем основные технические характеристики перечисленных выше стандартов беспроводных региональных сетей в комплексную таблицу 1.2 для проведения сравнительного анализа.

Таб. 1.2 Сравнительный анализ стандартов локальных беспроводных сетей

Вывод: После проведенного сравнительного анализа можно сделать вывод о том, что:

· IEEE 802.11b — тупиковая ветвь, и она развиваться дальше не будет по причине небольшой скорости передачи, маленького радиуса действия, слабой безопасности.

· IEEE 802.11a — Запрещена к эксплуатации в России, по причине того, что используемая ею частотная полоса выделена для спецслужб.

· IEEE 802.11g вне конкуренции, наряду со всеми преимуществами стандарта 802.11b она реализует семи кратное увеличение скорости. При всем этом данный стандарт поддерживает такие протоколы защиты как: WPA, WPA2.0 и WEP с длиной ключа до 256 бит. Так же стоит отметить, что данная технология не требует сертификации и разрешений для использования.

1.7.2 Сектор региональных городских сетей Основанная на стандарте беспроводной связи IEEE 802.16−2004 технология WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) на сегодняшний день развивается стремительными темпами и, вероятно, будет играть ключевую роль в создании региональных (городских) сетей (Metropolitan Area Networks — MAN) в ближайшем будущем. WiMAX стандартизирован институтом IEEE технология как широкополосная беспроводная связь, дополняющая линии DSL и кабельные технологии в качестве альтернативного решения проблемы «последней мили» на больших расстояниях. Стимулом для развития сетей WiMAX нового поколения также принятие индустриальным Форумом WiMAX в декабре 2005 года, финальных спецификаций стандарта IEEE 802.16e-2005 WiMAX Mobile System Profile, описывающих требования к мобильным WiMAX-устройствам.

Базовые характеристики стандарта 802.16 предусматривают дальность действия радиосвязи до 50 километров, покрытие с возможностью работы вне прямой зоны видимости и пиковую скорость обмена данными до 100 Мбит/с на сектор одной базовой станции.

Интерфейс мобильной беспроводной связи WiMAX основывается на использовании модуляции OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), либо масштабируемой модуляции SOFDMA (стандарт 802.16e) для поддержки динамически изменяемой ширины канала — от 1.25 до 20 МГц. Фактически оборудование сетей WiMAX функционирует в нескольких частотных каналах шириной по 10 МГц в пределах лицензируемого диапазона 2 ГГц — 11 ГГц. Широкий разброс диапазонов выбран для учета специфики разных стран мира. Так, в Северной Америке для WiMAX используются участки в диапазонах 2,5 и 5 ГГц, в Центральной и Южной Америке — 2,5, 3,5 и 5 ГГц, на Ближнем Востоке, в Африке, Западной и Восточной Европе — 3,5 и 5 ГГц, в Азиатско-Тихоокеанском регионе — 2,3, 3,5 и 5 ГГц. В частности, к мобильной версии стандарта Mobile WiMAX передача данных идет с использованием каналов пропускной способностью 5, 7, 8.75 и 10 МГц на частотах 2.3, 2.5 и 3.5 ГГц.

Использование антенных технологий, гибкой схемы работы с каналами, а также метода расширенного кодирования и модуляции (Advanced Coding and Modulation — ACM) позволяет добиться скорости приема данных 63 Мбит/c, а передачи — 28 Мбит/c на сектор в канале шириной 10 МГц.

Фундаментальной особенностью архитектуры канального МАС-уровня технологии является понятие «качества услуг» (Quality of Service — QoS), что ориентировано на соединение или на сервис.

Вывод: В отличие от рассмотренных выше методик организации беспроводных сетей, зона охвата которых в лучшем случае составляет сотни метров относительно точки доступа, WiMAX позволяет значительно увеличить расстояние между передатчиками и повысить мобильность соединения.

1.8 Выводы В ходе выполнения предпроектного обследования было собранно достаточное количество данных, для того чтобы перейти к следующим этапам построения вычислительной сети. Учитывая сделанные выводы в каждом из разделов, мы подошли к тому, что для решения поставленной задачи будет использоваться два стандарта беспроводных сетей:

· IEEE 802.11g (Wi-Fi) — в качестве стандарта на основе которого будет построена локальная сеть внутри главного офиса и сеть связывающая во едино главный офис и склад временного хранения;

· IEEE 802.16 (WiMAX) — в качестве стандарта, для организации каналов связи между разрозненными подразделениями, а именно между главным офисом и контейнерным терминалом как показано на рисунке 6.

Следующим этапом проектирования вычислительной сети будет являться этап моделирование информационных потоков предприятия с целью определения объема трафика на каждое рабочее место.

Рис. 6. Организация каналов связи с использованием беспроводных сетевых технологий

2. Моделирование информационных потоков на предприятии

Процесс моделирования информационных потоков на предприятии, позволяет заранее вычислить так называемые «узкие» места сети и заложить в них повышенную надежность и пропускную способность. В то же время места сети, в которых не требуется большая пропускная способность, помогут сэкономить дополнительные средства на телекоммуникационном оборудовании. На сегодняшний день существует множество CASE — средств призванных помочь специалистам на данном этапе построения сети.

2.1 Обзор сравнение и выбор CASE — средств

SADT-технологии обеспечивают формирование и анализ модельных представлений предметных задач в виде спецификаций, которые описывают информационную и функциональную составляющие этих представлений, а также их увязку в единую модель.

Рассмотрим наиболее известные и используемые CASE-средства, выявим их достоинства и недостатки, с целью определения возможности их применения для моделирования нашей системы.

Существует более 20 технологий проектирования организационно-технических систем и несколько сотен инструментов, предназначенных для автоматизации этого процесса. Поэтому, с учетом временного фактора, сравнительный анализ был ограничен тремя наиболее популярными на российском рынке продуктами: Bpwin/Erwin (Platinum Technology), Rational Rose (Rational Software Corporation) и ARIS (Scheer AG).

Функциональные возможности инструментальных средств моделирования Rational Rose, ARIS Toolset и BPWin можно корректно сравнивать только по отношению к определенному кругу задач. В данном исследовании рассматривается задача формирования моделей (описания) бизнес-процессов предприятия. Каждая из рассматриваемых систем имеет свои преимуществ и недостатки. В зависимости от решаемых задач эти преимущества могут как усиливаться, так и наоборот.

2.1.1 Rational Rose

Программный продукт Rational Rose — CASE-средства визуального проектирования информационных систем, позволяющего моделировать как бизнес-процессы, так и компоненты программного обеспечения.

Этот программный продукт реализует принципы структурного анализа, когда предприятие представляется в виде сложной системы, состоящей из различных компонент, имеющих различного рода взаимосвязи друг с другом. Инструментальные средства позволяют определить и отразить в моделях основные компоненты предприятия, протекающих процессов, используемой информации, а также представить взаимосвязи между этими составляющими компонентами.

Методика построения так называемых «бизнес-моделей», содержащаяся в дополнительном наборе рекомендаций или методике RUP, которая сопровождает пакет Rational Rose, предлагает диаграммы Use Case и Activity для описания бизнес-процессов. Дуги Use Case и Activity диаграмм не имеют смысловых типов, а образно показывают логическую связь. Синтаксические соглашения, диктуемые системой при разработке Use Case и Activity-диаграмм, имеют наборы перечисленных функций, которые дают информацию о происходящих на предприятии процессах. По этой причине пользователям Rational Rose при разработке Use Case и Activity-диаграмм приходится придумывать свои оригинальные синтаксические соглашения и давать свою интерпретацию, чтобы отразить всю существенную для анализируемого процесса информацию. Диаграммы не объединены в законченную и понятную систему; этим диаграммам (что, наверное, главное) не дается никакой интерпретации, объясняющей, как их применять при моделировании. Это означает, что два процесса соединены стрелкой — просто последовательность их исполнения или, например, то, что второй процесс обрабатывает некоторые результаты деятельности первого, а может быть, наоборот, для работы первого процесса необходима некая информация, которую подготавливает второй? Поэтому пользователю Rational Rose необходимо разрабатывать свои формализмы для получения методики построения моделей и анализа бизнес-процессов. Rational Rose основан на стандартах UML, но не поддерживает ни одну из известных методологий моделирования и анализа бизнес-процессов.

2.1.2 BPWin

Анализа и реорганизации бизнес-процессов, компания Logic Works, предлагает проводить с применением CASE — средства верхнего уровня — BPwin, поддерживающее методологии IDEF0 (функциональная модель), IDEF3 (WorkFlow Diagram) и DFD (DataFlow Diagram). Функциональная модель предназначена для описания существующих бизнес-процессов на предприятии (так называемая модель AS-IS) и идеального положения вещей — того, к чему нужно стремиться (модель TO-BE).

Основной из трех методологий, является IDEF0. IDEF0, относится к семейству IDEF, которое появилось в конце шестидесятых годов под названием SADT (Structured Analysis and Design Technique). IDEF0 может быть использована для моделирования широкого класса систем. Для новых систем применение IDEF0 имеет своей целью определение требований и указание функций для последующей разработки системы, отвечающей поставленным требованиям и реализующей выделенные функции. Применительно к уже существующим системам IDEF0 может быть использована для анализа функций, выполняемых системой и отображения механизмов, посредством которых эти функции выполняются. Результатом применения IDEF0 к некоторой системе является модель этой системы, состоящая из иерархически упорядоченного набора диаграмм, текста документации и словарей, связанных друг с другом с помощью перекрестных ссылок. Двумя наиболее важными компонентами, из которых строятся диаграммы IDEF0, являются работы (представленные на диаграммах в виде прямоугольников), данные и объекты (изображаемые в виде стрелок), связывающие между собой работы. При этом стрелки, в зависимости от того в какую грань прямоугольника работы они входят или из какой грани выходят, делятся на пять видов (см. контекстную диаграмму в Приложении № 1):

· стрелки входа (входят в левую грань работы) — изображают данные или объекты, изменяемые в ходе выполнения работы;

· стрелки управления (входят в верхнюю грань работы) — изображают правила и ограничения, согласно которым выполняется работа;

· стрелки выхода (выходят из правой грани работы) — изображают данные или объекты, появляющиеся в результате выполнения работы;

· стрелки механизма (входят в нижнюю грань работы) — изображают ресурсы, необходимые для выполнения работы, но не изменяющиеся в процессе работы (например, оборудование, людские ресурсы);

· стрелки вызова (выходят из нижней грани работы) — изображают связи между разными диаграммами или моделями, указывая на некоторую диаграмму, где данная работа рассмотрена более подробно.

Все работы и стрелки поименованы. Первая диаграмма в иерархии диаграмм IDEF0 всегда изображает функционирование системы в целом.

Такая диаграмма называется контекстной. В контекст входит описание цели моделирования, области (описания того, что будет рассматриваться как компонент системы, а что как внешнее воздействие) и точки зрения (позиции, с которой будет строиться модель). Обычно в качестве точки зрения выбирается точка зрения лица или объекта, ответственного за работу моделируемой системы в целом. Недостатком Bpwin, является недостаточная проработка интерфейса пользователя, что может осложнять работу проектировщика.

Одним из недостатков BPWin называют ограничение по количеству объектов на диаграмме. Однако опыт реальных проектов показывает, что для проекта, результаты которого можно реально использовать (критерий — обозримость), количество объектов в модели BPWin составляет 150−300. Это означает, что при 8 объектах на одной диаграмме, общее количество диаграмм (листов) в модели составит 20−40. Модели BPWin, содержащие более 500 объектов, фактически невозможно использовать. Следует подчеркнуть, что модель создается для выделения и анализа проблем, т. е. требуется детальное описание наиболее сложных, проблемных областей деятельности, а не тотальное описание всех процессов.

2.1.3 ARIS Toolset

Создаваемые в среде ARIS Toolset (IDS Scheer AG) модели представляют собой документированную совокупность знаний о системе управления на предприятии — организационная структура предприятия, взаимодействия между предприятием и прочими субъектами рынка, состав и структура документов, последовательности шагов процессов, должностные инструкции отделов и их сотрудников. ARIS хранит всю информацию в едином репозитории, что обеспечивает целостность и непротиворечивость процесса моделирования и анализа.

Достоинством данного средства является то, что оно обеспечивает интегрированный подход к анализу и проектированию систем. ARIS Toolset поддерживает три основных взгляда на систему управления:

· взгляд на организационную структуру, представляющий пользователей системы — иерархию организационных подразделений, должностей и конкретных лиц, многообразие связей между ними, а также территориальную привязку структурных подразделений;

· взгляд на функции, содержащий иерархию целей, стоящих перед аппаратом управления, с совокупностью деревьев функций, необходимых для достижения поставленных целей;

· взгляд на данные, необходимые для реализации всей совокупности функций.

В рамках каждого из перечисленных взглядов создаются свои модели, отражающие соответствующие стороны разрабатываемой системы.

ARIS способен визуально показать оптимизацию бизнес-процессов и отдельных операций и провести глубокий анализ работы предприятия. В результате будут получены несколько вариантов моделей развития организации. ARIS позволяет сравнивать модели «как есть» и «как будет» друг с другом и регулярно определять имеются ли расхождения и насколько они велики. Методология ARIS реализует принципы структурного анализа и позволяет определить и отразить в моделях основные компоненты организации, протекающие процессы, производимую и потребляемую продукцию, используемую информацию, а также выявить взаимосвязи между ними. ARIS генерирует подробные отчеты по любым аспектам деятельности в удобной для руководителя форме.

Стоимость ARIS существенно превышает совокупную стоимость продуктов Platinum. Однако, реальная стоимость ARIS может оказаться многократно большей. Это связано с тем, что полнофункциональный вариант ARIS возможно реализовать только после закупки специальных интерфесов с модулями, которые не являются продуктами Sheer AG. Например, для реализации функций продуктов Platinum в части формирования логической структуры БД и кодов приложений необходимо докупать интерфейс с ERwin стоимостью $ 2500. Стоимость этих интерфейсов в смету не вошла, т.к. сейчас затруднительно точно определить их необходимый перечень. Да и консультанты этому не способствуют. Возможно, боятся спугнуть клиента. Более того, предлагается покупать лицензии на количество рабочих мест, детализированные до отдельных модулей ARIS. В результате набегает очень приличная сумма. Напротив, использование модулей продуктов Platinum никак не лицензируется в зависимости от количества рабочих мест. Например, BPwin/ERwin могут быть установлены на неограниченное количество рабочих мест. Исключением является модуль ModelMart, обеспечивающий коллективную работу над проектом. При этом рост стоимости подключения новых пользователей к ModelMart несоизмеримо мал в сравнении с подключением новых пользователей к каждому из модулей ARIS.

Существенным недостатком этой методологии является отсутствие поддержки стандартов проектирования.

Отрицательные факторы

ARIS

Невозможность генерации каких-либо кодов или баз данных. Потребует очень большого времени (возможно до 5 мес.) на обучение персонала («смотреть на мир сквозь очки проф. Шеера). Авторитет разработчика ПО ничем пока не подтвержден.

ERwin/BPwin

Репрезентативные свойства низки. Отсутствие стандартных объектов для описания бизнес процессов. Довольно узкие возможности для проведения экономического анализа.

Rational Rose

Цена. Политика разработчика непрозрачна. Отсутствие стандартных объектов для описания бизнес процессов. Очень противоречивые отзывы пользователей. Вывод — цена не соответствует потенциальному риску.

Положительные факторы

ARIS

" Могучая" репрезентативная графика. Наличие большого числа стандартных объектов для описания бизнес процессов. Наличие инструмента имитационного моделирования. Наличие внутреннего языка управления ARIS-Basic. Возможность тестирования проекта на соответствие требования стандарта качества ISO 9000.

ERwin/BPwin

Авторитетность (множество положительных отзывов). «Изобразительные» средства системы соответствуют федеральному стандарту США IDEF на моделирование организационных процессов. Распространенность (99,9% проектов организационного реинжиниринга исполняются с использованием стандарта IDEF). Возможность генерации исполняемого кода по разработанной модели информационной системы. Пожалуй одно из лучших средств проектирования баз данных. Интегрируется с многочисленным ПО компании CA-Platinum.

В настоящее время код «сломан», а сам продукт может за 100 руб. быть приобретенным на рынке (!). Относительно низкая стоимость, вероятно, связана с тем, что основные затраты на разработку требований к системе несет департамент правительства США.

Rational Rose

В наибольшей степени подходит для разработки крупных информационных систем. Реализует большую часть функций ARIS и ERwin/BPwin. Мощные функциональные возможности по генерации исполняемых кодов. В настоящее время код «сломан», а сам продукт может за 100 руб. быть приобретенным на рынке (!).

Таблица 2.1 — Сравнительный функциональный анализ

Вывод: Обзор и анализ CASE-средств позволяет сделать вывод, что рекомендуется использование продуктов Platinum, как более привлекательных по критерию «стоимость-риск-технологичность». Продукты Rational Software существенно уступают альтернативам по показателю «стоимость». Сравнение продуктов Platinum и Scheer AG приведены выше. BPWin это то, инструментальное средство, которое позволит реализовать построение нашей модели в полном объеме. В BPWin данные модели хранятся в файле, что существенно упрощает работу по созданию модели. BPWin отличается простотой в использовании, и достаточной строгой регламентацией при создании диаграмм (стандарт IDEF и рекомендации по его применению, бланк IDEF для создания диаграммы, ограниченное количество обязательно заполняемых полей, ограничение количества объектов на одной диаграмме и т. д.).

2.2 Анализ нагрузки на проектируемую вычислительную сеть Для проведения анализа нагрузки на вычислительную сеть в первую очередь необходимо определится с объектами, деятельность которых следует моделировать. Исходя из выводов, сделанных в разделе 1.4 можно сузить круг рассматриваемых объектов до 4 отделов: коммерческий отдел, отдел логистики и экспедирования, автотранспортный отдел и отдел погрузо-разгрузочных работ на терминале. На основе данных полученных при выполнении предпроектного обследования предприятия, в частности данных об организационной структуре предприятия (Раздел 1.4) была построена диаграмма функционального взаимодействия отделов (нотация IDEF0), которые рассматриваются в данной работе — рисунок 2.1.

Рис. 2.1 Функциональное взаимодействие рассматриваемых отделов предприятия ООО «Спецтехмонтаж»

Главным критерием, по которому можно определить необходимую пропускную способность сети, является объем трафика приходящегося на каждого абонента сети. Примерный трафик можно подсчитать, зная с какими документами приходиться работать тому или иному абоненту. Для этого проведем декомпозицию интересующих нас отделов в нотации Гейна-Сарсона (DFD), которая позволяет отобразить циркулирующие потоки данных. Так как в разделе 1.5 был сделан вывод об использовании беспроводных технологий построения сети целесообразно рассматривать, потоки данных только в тех отделах, в которых, сотрудники либо территориально удалены от здания главного офиса, либо постоянно перемещаются внутри него. Помимо построения диаграмм была проведена личная беседа с сотрудниками отделов (один из методов обследования предприятия), с целью выявления их территориального размещения и количества потребляемого ими трафика.

На основе полученной информации построены диаграммы потоков данных для каждого из отделов и составлена сводная таблица, в которой отражается:

· должность сотрудника;

· наименования отдела;

· типы документов, с которыми ему приходится работать;

· физическое место его работы (территориальное расположение);

· программные средства, которые он использует в своей работе;

· примерный объем потребляемого трафика (расчеты приведены в приложении 2);

Рассмотрим коммерческий отдел, декомпозиция которого представлена на рисунке 2.2. Из диаграммы видно, что в отделе используются следующие типы документов:

· текстовые файлы;

· электронные таблицы;

· файлы электронной почты

· интернет файлы

· видео файлы

· фото файлы Рис. 2.2 Коммерческий отдел Для контроля трафика на компьютер каждого сотрудника отделов было поставлено специализированное ПО «Net Limiter» и проводилось наблюдение в течение двух недель, было выведено среднее количество трафика, потребляемое каждым из сотрудников отдела, значения приведены в таблице 2.1.

Рассмотрим автотранспортный отдел, потоки данных которого представлены на рисунке 2.3.

Рис. 2.3 Автотранспортный отдел Из диаграммы видно, что автотранспортный отдел работает со следующими типами документов:

· электронные таблицы;

· файлы электронной почты

· интернет файлы

· фото файлы

· SQL-запросы

· электронные книги формата PDF

Процедура оценки среднего потребляемого трафика аналогична с процедурой проведенной в коммерческом отделе, полученные данные внесены в таблицу 2.1.

Последний интересующий нас отдел погрузочно-разгрузочных работ представлен на рисунке 2.4.

Рис. 2.4 Отдел погрузочно-разгрузочных работ Из диаграммы видно, что отдел погрузочно-разгрузочных работ на терминале работает с документами следующих типов:

· электронные таблицы;

· файлы электронной почты

· SQL-запросы

· электронные книги формата PDF

Расчет среднего потребления трафика был проведен аналогично расчету трафика в предыдущих отделах, результаты занесены в таблицу 2.1.

С целью исключения избыточности информации в сводную таблицу (см. таблица 2.1) были включены только те сотрудники предприятия, подключение к вычислительной сети которых планируется организовать средствами беспроводных технологий.

Примем следующие условные обозначения типов файлов:

· Т — текстовые файлы;

· ЭТ — электронные таблицы;

· ЭП — файлы электронной почты

· ИФ — интернет файлы

· ВФ — видео файлы

· ФФ — фото файлы

· СЗ — SQL-запросы

· ЭК — электронные книги формата PDF

Таб. 2.1 Сводная таблица по сотрудникам выбранных отделов

Из таблицы видно, что объем трафика между частями предприятия распределился следующим образом:

· Здание главного офиса 4000 Мб/день

· Удаленный офис 1890 Мб/день

· Склады временного хранения 1400 Мб/день Вывод: Используя схему, представленную на рисунке 1.8, которая наглядно отображает, в каких местах предприятия будет реализовываться беспроводная локальная вычислительная сеть, и анализирую данные полученные в ходе моделирования информационных потоков предприятия можно сделать вывод о необходимой минимальной пропускной способности для каждого из выделенных мест:

· Сеть внутри главного офиса: P=V/t=4000/28 800 = 0,13 Мб/с

· Сеть между главным офисом и территорией удаленного цеха: P=V/t=1890/28 000 = 0,06 Мб/c

· Сеть между главным офисом и складами временного хранения: P=V/t=1400/28 800 = 0,04 Мб/с.

Обладая данными о необходимой минимальной пропускной способности на конкретных участках сети, и зная, какие именно беспроводные технологии следует использовать при построении беспроводной локальной вычислительной сети рассматриваемого предприятия можно приступать непосредственно к этапу проектирования.

3. Проектирование беспроводной локальной вычислительной сети Проектирование — пожалуй, наиболее важный этап в процессе построения вычислительных сетей. От того на сколько квалифицированно будет выполнен данный этап непосредственно зависят такие факторы как: производительность сети, надежность, безопасность и конечно же стоимость. Именно поэтому к выполнению данного этапа следует подходить с особой тщательностью и ответственностью, так как ошибки, допущенные на данном этапе, в 90 процентах случаях выявляются только на этапе пуско-наладки. А их исправление влечет за собой высокие экономические затраты.

Для достижения более качественного выходного результата на данном этапе воспользуемся основным принципом проектирования любых систем: «Разделяй и властвуй!».

3.1 Проектирование сети внутри здания главного офиса

3.1.1 Постановка задачи Сеть главного офиса должна быть спроектирована в соответствии следующим условиям:

· Пропускная способность сети должна быть не менее 0,13 Мб/с (данные получены на этапе моделирования информационных потоков — раздел 2);

· Сеть должна соответствовать современным стандартам безопасности (требования заказчика);

· Пользователи сети должны иметь возможность свободного перемещения по территории всего здания (требования заказчика);

· Сеть должна быть построена в соответствии со стандартом IEEE 802.11g (Wi-Fi) (выводы — раздел 1.7).

3.1.2 Выбор топологии беспроводной сети