Обоснование аппаратного обеспечения проекта

В проектируемой автоматизированной системе бизнес-процессы реализованы программными модулями, каждый из которых имеет возможность выполнения ряда операций, таких как корректировка информации, поиск данных, формирование отчетов. Процессы заполнения, корректировки и поиска данных реализованы однотипным способом во всех модулях. При добавлении и редактировании данных применяется контроль правильности ввода пользователем информации, путем ее сравнения с необходимым типом, диапазоном изменения возможных значений, маской ввода. Для добавления и редактирования данных использованы экранные формы с необходимыми полями ввода, а также пояснениями и управляющими элементами (кнопками), предназначенными для выработки управляющих воздействий (сохранение, отмена изменений) и навигации по базе данных.

Для обеспечения поиска данных использованы экранные формы, позволяющие задавать различные значения (диапазоны значений) интересующей информации, с контролем допустимости значений условий поиска. Поиск информации можно производить, как по отдельным полям таблиц, так и по совокупности полей, на частичное, либо полное совпадение условий поиска, без учета регистра букв для удобства пользователя, для численных полей и полей типа «дата» будет реализована возможность указания диапазонов изменения значений.

В каждом из программных модулей предполагается наличие всех необходимых отчетных форм для формирования и печати документов установленной формы. Все отчеты генерируются автоматически, используя выборки информации из базы данных. Источником оперативной информации для реализации решения поставленных задач являются приходные накладные, расходные накладные, счета на оплату, банковские выписки, данные со склада. Эти данные постоянно изменяются и отличаются большим объемом обрабатываемой информации. Данные вводятся в систему с помощью специальных форм и хранятся в базе данных в виде таблиц.

Постоянная информация хранится в виде таблиц и реализуется с помощью специальных справочников. Эти данные не изменяются, добавляются новые или редактируются старые, а при необходимости удаляются. В АИС такими справочниками являются: Справочник Товары, Справочник Покупатели и Справочник. В первом справочнике содержится информация об основных товарах фирмы, единицах измерения и ценах на них. В Справочнике Покупатели хранится информация о названиях фирм клиентов и их адресе. В Справочнике указано наименование и адрес данного предприятия.

Для расчета итоговой информации будут применяются отчеты. Отчеты формируются в зависимости от заданных параметров. Основными отчетами являются: отчет по приходным и расходным документам, отчет по остаткам товаров и формирование прайс-листа.

Локальная вычислительная сеть — это совместное подключение компьютеров к общему каналу передачи данных, благодаря которому обеспечивается совместное использование ресурсов, таких, как базы данных, оборудование, программы. С помощью локальной сети удаленные рабочие станции объединяются в единую систему, имеющую следующие преимущества: разделение ресурсов; разделение данных: разделение программных средств; разделение ресурсов процессора. Для реализации проекта необходимо провести расчет технических характеристик разрабатываемой сети, определение аппаратных и программных средств, расположение узлов сети, каналов связи, расчет стоимости внедрения сети. В табл. 2. приведены наиболее распространенные технологии современных локальных сетей.

Таблица 2. Технологии локальных сетей.

Для нашей сети выберем стандарт Fast Ethernet. В число преимуществ данного стандарта входит простота подключения и доступная цена компонентов сети. Для каждой из задач определяется эффективный трафик Пэ i как отношение среднего времени занятия задачей сети t_cp.i (табл. 3) к общему времени работы сети t_paб, умноженное в случае полного занятия сети задачей на номинальную пропускную способность сети Пн, или, в случае фиксированного трафика, на его значение.

Таблица 3. Сетевые задачи, используемые в локальной сети.

Полученные значения суммируются для определения общего сетевого трафика ПУ з. Значение ПУ з умножается на коэффициент служебного, широковещательного и неучтенного трафика kс.т. = (0,05ч0,07)· n, где п-количество компьютеров в сети, и коэффициент запаса kз = (1,2ч2,0) для учета будущего развития сети. Выбранная технология ЛВС проектируется таким образом, чтобы коэффициент использования сети kисп.= ПУ / Пном. был не более (0,3ч0,6). Если необходимо, уменьшается среднее время работы одной или нескольких задач, либо выбирается другая сетевая технология.

ЛВС предприятия разделена на логические сегменты с помощью коммутаторов. Деление сети на логические сегменты приводит к тому, что нагрузка, приходящаяся на каждый из вновь образованных сегментов, почти всегда оказывается меньше, чем нагрузка, которую испытывала исходная сеть. Следовательно, уменьшаются вредные эффекты от разделения среды, снижаются время ожидания доступа и частота возникновения коллизий.

Таблица 4. Расчет эффективного трафика для сегментов.

Формула для расчета общего сетевого трафика для сегмента, А выглядит так:

ПУА = (УПэi) *0,05*1,2*19 + Тс_Р сервера * 1*0,05* 1,2 =42,09*0,05*1,2*19+360*1*0,05*1,2=69,58 (Мбит/сек.).

Общий сетевой трафик для сегмента В:

ПУв=42,09*0,05*1,2*20=50,51(Мбит/сек.).

Общий сетевой трафик для сегмента С:

ПУс=42,09*0,05* 1,2*20=50,51 (Мбит/сек.).

Значение общего сетевого трафика равно сумме значений сетевых трафиков по сегментам:

ПУ= ПУА + ПУв + ПУс =69,58+50,51+50₅51=170,60(Мбит/сек.).

Коэффициент использования сети равен:

К_общ=((69,5 8+50,51 +50,51)/100)/3=0,57.

Из полученного результата общего коэффициента использования сети можно сделать вывод о правильности разбития сети на сегменты, так как К_общ. в пределах нормы. Топология сетевых соединений — это способ объединения компьютеров в локальную сеть. Тип топологии определяет стоимость, защищенность, производительность и надежность эксплуатации рабочих станций, для которых имеет значение время обращения к файловому серверу. [4].

В классификации топологий выделяются 2 основных класса — это последовательные и широковещательные. В широковещательной топологии рабочая станция посылает сигналы, которые слышат все станции, находящиеся в сети. Примерами служат такие топологии, как общая шина, дерево, звезда. В последовательной топологии сигналы адресуются только одному компьютеру. Сюда входят: произвольная топология, кольцо, цепочка. Основными топологиями являются: шинная, кольцевая, звездообразная.

Шинная топология — это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции расположены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом. Топология предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети, В этом случае кабель используется всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией. Этот вид топологии достаточно надежен, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети. Шинная топология — это наиболее простая и наиболее распространенная топология сети.

Кольцевая структура используется в основном в сетях Token Ring и мало чем отличается от шинной. Данные в кольцевой топологии передаются по кольцу, от одного компьютера к другому. Основная проблема заключается в том, что в случае неисправности одного из сегментов сети вся сеть выходит из строя. Правда, отпадает необходимость в использовании терминаторов. В сети любой структуры в каждый момент времени обмен данными может происходить только между двумя компьютерами одного сегмента. В случае ЛВС с выделенным файл-сервером — это файл-сервер и произвольная рабочая станция; в случае одноранговой ЛВС — это любые две рабочие станции, одна из которых выполняет функции файл-сервера. Упрощенно диалог между файл-сервером и рабочей станцией выглядит так: открыть файл — подтвердить открытие файла; передать данные файла — пересылка данных; закрыть файл — подтверждение закрытия файла. Управляет диалогом сетевая операционная система, клиентские части которой должны быть установлены на рабочих станциях. Для построения сети со звездообразной архитектурой в центре сети необходимо разместить концентратор (коммутатор). Его основная функцияобеспечение связи между компьютерами, входящими в сеть. То есть все компьютеры, включая файл-сервер, не связываются непосредственно друг с другом, а присоединяются к концентратору. Такая структура надежнее, поскольку в случае выхода из строя одной из рабочих станций все остальные сохраняют работоспособность.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой, невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Для нашего проекта выбираем звездообразную топологию, вследствие того, что этот метод является самым оптимальным. Сетевой адаптер подключается посредством шины PCI на материнскую плату [4]. В качестве сетевых адаптеров выбираются сетевые платы TrendNet ТЕ 100-PCIWN. Концентратор (повторитель), является центральной частью компьютерной сети в случае реализации топологии «звезда». Основная функция концентратора — повторение сигналов, поступающих на его порт. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети узлами [7]. Концентратор является активным оборудованием. Концентратор служит центром (шиной) звездообразной конфигурации сети и обеспечивает подключение сетевых устройств. В концентраторе для каждого узла (ПК, принтеры, серверы доступа, телефоны и пр.) должен быть предусмотрен отдельный порт. Коммутаторы контролируют сетевой трафик и управляют его движением, анализируя адреса назначения каждого пакета. Выбираем коммутаторы D-Link DES-1024D/E, 24-port Switch 10/100Mbps. В большинстве сетей применяется только три основные группы кабелей: коаксиальный кабель (coaxial cable); витая пара (twisted pair); неэкранированная (unshielded); экранированная (shielded); оптоволоконный кабель. Выбрана технология Fast Ethernet 100Base-T, и звездообразная топология предлагается выбрать кабель категории 5 неэкранированная витая пара (UTP). Для нашей сети выберем внутренний модем ZyXEL Omni 56K. V.90 (PCTel) int PCI.

Расчет общей длины кабеля по сегментам, необходимого для построения локальной сети, приведен в таблицах 4,5,6. Кабель прокладывается вдоль стен в специальных коробках. Общая длина кабеля в сегменте С составляет 292 метра. Суммарная длина кабеля всей локальной сети с учетом коэффициента запаса составляет (259+286+292)*1,5=1255,5 м.

Все компьютеры, участвовавшие в обмене данными, должны работать по одному и тому же протоколу, чтобы по завершении передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде. Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является модель OSI, в соответствии с которой протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению — от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (API для передачи информации приложениями) [6].

К наиболее популярным сетевым протоколам относятся: IP (Internet Protocol) — TCP/IP-протокол для передачи пакетов; IPX (Internetwork Packet Exchange) — протокол фирмы NetWare для передачи и маршрутизации пакетов; NWLink — реализация протокола IPX/SPX фирмой Microsoft; NetBEUI — транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений NetBIOS; DDP (Datagram Delivery Protocol) — AppleTalk-протокол транспортировки данных. Для правильной работы сети необходимо определить сетевые адреса рабочих станций и сервера. IP-адреса разделяются на 5 классов. Адреса класса, А предназначены для использования в больших сетях общего пользования. Они допускают большое количество номеров узлов. Адреса класса В используются в сетях среднего размера, например, сетях университетов и крупных компаний. Адреса класса С используются в сетях с небольшим числом компьютеров. Адреса класса D используются при обращениях к группам машин, а адреса класса Е зарезервированы на будущее. Также необходимо определить маску подсети. По умолчанию сети класса С по умолчанию используют маску подсети 255.255.255.0. поэтому у проектируемой сети будет такая же маска.

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 предприятия 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 предприятия. 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. Сетевые ОС отделов обычно более просты в установке и управлении по сравнению с сетевыми ОС предприятия, у них меньше функциональных свойств, они меньше защищают данные и имеют более слабые возможности по взаимодействию с другими типами сетей, а также худшую производительность. Сетевая операционная система масштаба предприятия, прежде всего должна обладать основными свойствами любых корпоративных 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.

В качестве сетевой операционной системы выберем операционную систему Windows Server 2008 R2. В результате пользователь получает инфраструктуру высокой производительности, помогающую превратить сеть в стратегические активы организации. Технология Windows Server 2008 R2 содержит все функции, ожидаемые пользователями от серверной ОС Windows, используемой для выполнения ответственных задач, такие как безопасность, надежность, доступность и масштабируемость. Кроме того, корпорация Microsoft усовершенствовала и расширила серверную ОС Windows для того, чтобы пользователь мог оценить преимущества технологии Microsoft .NET, разработанной для связи людей, систем, устройств и обмена данными.

Сервер — это некоторое обслуживающее устройство, которое в ЛВС выполняет роль управляющего центра и хранителя данных. Под сервером понимается комбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа. Файл-сервер в ЛВС является «выделенным» компьютером, который отвечает за коммуникационные связи всех остальных компьютеров, входящих в данную сеть, а также предоставляет им общий доступ к общим сетевым ресурсам. Сервер должен иметь гораздо большую производительность, чем рабочие станции, поскольку он обеспечивает работу всей сети в целом.

Важным моментом является обеспечение непрерывного питания сервера, заключающегося в использовании минимум двух мощных блоков питания. В случае неисправности одного из блоков начинает работать второй. Обязательным является использование источника бесперебойного питания (ИБП). В нашей сети необходимо установить один выделенный сервер. Требования к аппаратному обеспечению: Процессор: не ниже Intel Pentium G 640; Оперативная память: не менее 2Гб; Видеокарта: достаточно интегрированной; Объем жесткого диска: не менее 500 Гб; Блок питания: не менее 450 Вт; Сетевая карта: интегрированная, от 100Mbps (сто мегабит); Платы расширения: от 2-х COM-портов; Сетевой фильтр: не менее 5-розеток.