Модернизация локальной вычислительной сети ООО «Комсэл»

ОГЛАВЛЕНИЕ АННОТАЦИЯ ВВЕДЕНИЕ

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 Анализ предпроектной ситуации

1.2 Техническое задание

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Аналитическая часть

2.2 Метод математического моделирования

2.3 Метод имитационного моделирования

2.4 Выбор системы моделирования

3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Паспорта рабочих мест

3.2 Проектная часть

4. ВЫБОР СЕТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Обоснование и выбор компонентов

4.2 Модернизированная структура организации

4.3 Схематичное представление модернизированной ЛВС

4.4 Математическая модель модернизированной сети

4.5 Имитационная модель модернизированной сети

5. ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ТРУДА И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 Требования к помещениям с сетевым оборудованием

5.2 Требования к монтажу сетевого оборудования и кабельной системы внутри помещений

5.3 Требования к организации труда обслуживающего персонала

6. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА

6.1 Определение затрат на создание и освоение системы

6.2 Определение затрат на эксплуатацию

6.3 Определение экономической эффективности проекта

6.4 Основные технико-экономические показатели проекта ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ Графический материал к пояснительной записке

АННОТАЦИЯ В дипломном проекте рассматривается проблема модернизации локальной вычислительной сети ООО «Комсэл» г. Пскова.

Основными задачами разработанной локальной вычислительной сети являются организация информационного обмена данными между рабочими станциями, организация доступа пользователей к ресурсам ЛВС: базам данных, файловому серверу, сетевым принтерам, взаимодействие системных приложений в различных узлах, и доступ к ним сотрудников, а также обеспечение должного уровня защиты информации, недопускающего её искажения, или утечки.

В ходе разработки дипломного проекта решены следующие задачи:

В первой главе определяются цели и задачи разрабатываемой корпоративной сети, производится анализ существующей системы, происходит анализ требований и формируется техническое задание.

Во второй главе проанализированы возможные варианты проектирования сети, сделаны расчёты допроектной ситуации.

В третьей главе создаются паспорта рабочих мест, производится выбор архитектуры и топологии сети, технологии и среды передачи данных.

В четвертой главе проводится выбор сетевого оборудования. Так же на основании паспорта рабочих мест и требований технического задания создается проект сети в имитационном пакете. С помощью статистики определяется пригодность созданного проекта .

В пятой главе рассматривается техника безопасности при эксплуатации электронного оборудования, а также проработан вопрос обеспечения безопасных условий труда.

В шестой главе при разработке проекта сети были учтены экономические показатели, рассчитана стоимость проекта.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время эффективное управление фирмой невозможно без непрерывного отслеживания состояний коммерческого и финансового рынков, без оперативной координации деятельности всех филиалов и сотрудников. Реализация названных задач требует совместного участия большого числа различных специалистов, часто территориально удаленных друг от друга. В такой ситуации для организации эффективного взаимодействия этих специалистов служат системы распределенной обработки данных.

Локальная вычислительная сеть предприятия — это нечто большее, чем просто сумма объединяемых ею компонентов. На подключенных к сети компьютерах можно совместно использовать общее подключение Интернета, общий принтер и другое оборудование, а также общие файлы.

Соединение компьютеров в сеть значительно увеличивает их возможности и позволяет сэкономить деньги. Соединив компьютеры в сеть, можно получить следующие возможности:

· общий доступ к подключению Интернета;

· общий доступ к принтеру, сканеру и другому оборудованию;

· общий доступ к файлам и папкам;

· экономия дискового пространства, т. е. не обязательно хранить одинаковые программы на каждой машине.

В настоящее время любое предприятие, имеющее в своем распоряжении более одного компьютера, стремится объединить их в локальную сеть. Проектирование локальной вычислительной сети — процесс сложный, длительный, требующий особого внимания и хороших знаний в области сетевых технологий.

Но одного желания для создания локальной сети недостаточно. Нужно еще и специальное оборудование. В общем случае оно включает основные типы коммуникационного оборудования, применяемого сегодня для образования локальных сетей и соединения их через глобальные связи друг с другом. Для построения локальных связей между компьютерами используются различные виды кабельных систем, сетевые адаптеры, концентраторы, повторители, мосты, коммутаторы и маршрутизаторы.

Основная цель локальной вычислительной сети — обеспечить пользователям потенциальную возможность совместного использования информационных ресурсов.

Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети: разделение ресурсов, разделение данных, разделение программных средств, многопользовательский режим.

Компания «Комсэл» основана в 1998 году. Основной деятельностью является продажа компьютеров, компьютерных комплектующих, расходных материалов, сетевого оборудования, программного обеспечения фирмы «1С». За 11 лет накоплен большой опыт работы, как с частными, так и корпоративными клиентами.

Для развития и совершенствования компании применяются современные компьютерные технологии, позволяющие поддерживать степень информационно-технического обеспечения на высоком уровне.

С помощью предложенной системы связи и передачи данных будет возможным удовлетворять всем возложенным на неё задачам. А именно: обеспечению безошибочного информационного обмена данными между рабочими станциями, снижению нагрузки на сетевое оборудование, исключению ошибок возникающих при работе с БД. Наряду с этими требованиями система связи и передачи данных будет обеспечивать должный уровень защиты информации, не допускающий её искажения, или утечки.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 Анализ предпроектной ситуации Основным направлением деятельности компании ООО «Комсэл» является продажа компьютеров, компьютерных комплектующих, расходных материалов, сетевого оборудования, программного обеспечения таких фирм, как: «1С» .

В компании «Комсэл» выделен специализированный отдел для работы именно с корпоративными клиентами. Он был создан для обслуживания постоянных клиентов из числа юридических лиц. Задача отдела — создать такие условия, чтобы максимально удовлетворить потребности клиентов.

Компания состоит из 4 отделов:

— Корпоративный отдел

— Сервисный (технический) отдел

— Отдел продаж (торговый зал)

— Отдел обеспечения

— Бухгалтерия

— Склад Существующая до начала модернизации ЛВС в магазине была организована следующим образом: Рабочие станции одной конфигурации общим количеством 15 штук были объединены в локальную сеть, используя топологию звезда. В качестве среды передачи данных использовалась технология Fast Ethernet, которая обеспечивала скорость передачи данных 100Мбит/сек.

Конфигурация рабочих станций:

· процессор — Intel Pentium IV 3GHz;

· ОЗУ — DIMM DDR PC3200 1024Mb;

· жесткий диск — Samsung 120Gb;

· ОС — Microsoft Windows XP Professional.

В качестве устройства для организации сетевого доступа использовался коммутатор D-Link DES-1026G 24port 19` rack-mount [DES-1026G]. Организация имеет в наличии четыре сервера. Основные функции, которые должны реализовывать серверы:

· Один из серверов DataBase — сервер, хранит базу данных о сотрудниках организации и рабочие БД, также федерального и местного бюджета были организованы на платформе Windows 2003 Server SP2.

· Другой сервер FileServer — используемый для хранения файлов, был организован на платформе Novell NetWare v.4.0.

· Третий сервер BackupServer — используется для резервных копий первых двух серверов.

· Четвертый сервер ProxyServer — является посредником («proxy» — посредник) между рабочими станциями и интернетом.

Соединение «Комсэл» с «Псковлайн» было реализовано через ADSL модем, и обеспечивало скорость около 500Кбит/сек. Также использовались 3 сетевых принтера HP-1010.

Среди задач, стоящих перед работниками отделения можно отметить такие, как составление бухгалтерской отчётности, формирование рейсов с платёжными поручениями в банк. С информационной точки зрения все перечисленные задачи представлялись как работа на специальном программном обеспечении, в основе которого лежит принцип использования баз данных.

Без применения средств вычислительной техники, работа такой финансовой организации казалась бы просто немыслимой. Поэтому вычислительная техника является основным инструментом для реализации поставленных перед отделением задач.

До настоящего момента существующая ССПД (систем связи и передачи данных) полностью справлялась с поставленными перед ней задачами, а именно с объёмом передаваемой информации, коммутационное оборудование позволяло подключать к ЛВС новых пользователей, что говорило о возможности её наращивания. Сеть обеспечивала безошибочную и безостановочную работу наряду с высоким уровнем безопасности.

Ситуация изменилась коренным образом, когда на существующую ССПД возложили ряд новых задач. В связи расширения магазина, а именно с появлением новых рабочих мест, возросла нагрузка на сеть. Коммутационное оборудование, рассчитанное на ограниченное количество подключений к ЛВС сотрудников уже не справлялось с поставленной перед ним задачей. Вследствие чего резко возросла нагрузка на сетевое оборудование и превысила, в конце концов, все допустимые нормы. Скорость передачи данных существенно снизилась. Исходя из всего этого, при передаче данных стали возникать ошибки, которые замедляли работу отделов.

Необходимость модернизации заключается в том, что существующая ЛВС OOO «Комсэл» не устраивает, т.к. она уже не справляется с потоком задач, возложенных на неё. Из-за высокой загрузки сетевого оборудования (загрузка коммутатора 86%) всё чаще происходит потеря части передаваемой информации, из-за низкой скорости пропускного канала (ниже 10Мбит/сек) замедляется взаимодействие с серверами БД и файловыми серверами. В дополнение к вышесказанному можно добавить, что все работы выполняются на устаревшем по современным меркам оборудовании, конечная информация или вообще не доходит до адресата, или же приходит в искажённом виде, что также недопустимо и влияет на производительность всей работы в целом.

Анализ предпроектной ситуации показывает, что сеть уже не справляется с объёмом задач, возложенных на неё. Что является основополагающим фактором для модернизации существующей сети и разработки новой. Не рекомендуется загружать сетевое оборудование более чем на 50ч70. Сложившаяся ситуация подталкивает нас к созданию вычислительной сети, которая была бы лишена перечисленных недостатков с учётом возможности её дальнейшего расширения.

Структура организации Для того чтобы построить качественную и производительную ЛВС требуется знать, как устроена организация и какие его отделы и ведомства должны взаимодействовать между собой. Произведён анализ структуры организации с точки зрения рабочих мест на рис. 1.1.

Общее количество рабочих мест — 15 шт.

Рис. 1.1 Организационная структура предприятия ООО «Комсэл»

Во главе отделения находится Директор. В его непосредственном подчинении находятся начальники всех отделов и их подчиненные. Компания состоит из 4 отделов:

— Корпоративный отдел Корпоративный отдел компании — это мощный инструмент, созданный для удобства клиентов. Клиенту не надо будет обзванивать фирмы, думать что купить — все эти вопросы профессионально осветят менеджеры, которые предложат наиболее подходящую конфигурацию любой сложности, оговорят все возможные вопросы. Компания готова взять на себя решение проблем, связанных с работой компьютерной техники, независимо от их сложности и трудоемкости. Ключевым моментом работы отдела является индивидуальный подход к каждому клиенту. Большой опыт работы на рынке компьютерной техники позволяет предоставлять высокий уровень сервиса и предлагать оптимальные варианты решения поставленных задач Основные направления деятельности отдела:

— консультации в области современных технологий;

— поставки компьютерного, сетевого и офисного оборудования ведущих мировых производителей;

— техническая поддержка, гарантийное и пост гарантийное обслуживание поставляемого оборудования;

— участие в тендерах и конкурсах на поставку оборудования и информационных решений в государственные и коммерческие предприятия в любых регионах России.

— Сервисный (технический) отдел В сервисном отделе предоставляется следующее обслуживание компьютерной техники:

— Диагностика комплектующих на работоспособность.

— Исправление неустойчивой работы компьютера.

— Модернизация Вашего компьютера.

— Установка, настройка и оптимизация ПО.

— Заправка расходных материалов для принтеров и копировальной техники.

— Ремонт принтеров, оргтехники, CD-ROM'ов, и других комплектующих.

— Отдел продаж (торговый зал)

— Отдел обеспечения

— Бухгалтерия

— Склад Схематичное представление существующей ЛВС Представим общее представление сети в виде логической схемы на рис. 1.2.

Рис. 1.2 ЛВС до модернизации, структурная схема Временные диаграммы

CommView — это программа для перехвата и анализа трафика Интернета и локальной сети. Она собирает информацию о данных, проходящих через модем (dial-up) или сетевую карту и декодирует анализируемые данные. С помощью CommView можем видеть список сетевых соединений, IP-статистику и исследовать отдельные пакеты. IP-пакеты декодируются вплоть до самого низкого уровня с полным анализом распространенных протоколов.

Далее, используя возможности имитационного анализатора пакета CommView, представим фрагменты загрузки 5-ти рабочих станций существующей сети:

1) Рабочая станция «Директор»

2) Рабочая станция «Главный бухгалтер»

3) Рабочая станция «Заместитель главного бухгалтера»

4) Рабочая станция «Бухгалтер»

5) Рабочая станция «Начальник корпоративного отдела»

Используя анализатор трафика, получена текущая статистка основных элементов ЛВС на предмет скорости передачи пакетов в существующей ЛВС в обычном рабочем режиме. А именно: в данной ситуации идёт офисная работа с использованием транзакций, перечисленных в паспортах рабочих мест. Полученные данные свидетельствуют, что существующая ЛВС находится в режиме близкой к максимальной нагрузки, что позволяет сделать вывод, что в пиковом режиме сеть не будет справляться с поставленной задачей. В планах работы отделения предвидится увеличение количества пользователей сети, а это ещё раз доказывает необходимость модернизации существующей сети.

1.2 Техническое задание Цель: Целью дипломного проекта является модернизация локальной вычислительной сети для ООО «Комсэл» г. Пскова, включающая в себя 30 рабочих мест.

Назначение проекта:

Модернизация локальной вычислительной сети ООО «Комсэл» предназначена для обеспечения, хранения и коллективного использования информации 30-ью пользователями сети. Предусматривается возможность печати различных документов и доступа в Интернет. ЛВС должна обеспечить доступ пользователей к базе данных, базе внутренних руководящих документов (приказы, инструкции), работу с пакетами коммуникационных программ (для выхода в сеть Internet, работы с электронной почтой). Так же для повышения оперативности оформления документации по финансовой деятельности организации и увеличения производительности труда персонала за счет более эффективного и экономичного использования ресурсов компьютеров и информационного обеспечения.

Требования к ЛВС:

Функциональные требования к разрабатываемой сети ЛВС должна объединять в своем составе рабочие места сотрудников, серверы и коммуникационное оборудование;

· Сервера должны иметь максимальную загрузку не более 65 — 75%.

· Активное оборудование сети должно иметь максимальную загрузку до 65% .

· Скорость передачи основных каналов связи не хуже 100 Мбитс.

ЛВС должна обеспечивать возможность подключение пользователей сети при помощи беспроводной связи (wi-fi).

Технические требования к разрабатываемой сети ЛВС должна обеспечивать доступ к сетевым ресурсам с задержкой менее 2 секунд.

Пропускная способность сети должна быть высокой и иметь запас, чтобы не перегрузить каналы связи. Ориентировочная максимальная пропускная способность должна быть 100мБит/сек. Сетевая технология — Fast Ethernet. Сеть должна обеспечивать возможность подключения пол Активное сетевое оборудование должно:

§ иметь максимальную загрузку до 60%.

§ иметь скорость передачи основных каналов связи не менее 10 Мбит/с;

Соответствовать условиям эксплуатации:

§ окружающая температура — +5оС +50оС;

§ влажность — 20% 90%;

§ электропитание — 220 В 10 В, 50 Гц от сети переменного тока. Требования к системе резервного копирования Система резервного копирования должна удовлетворять следующим требованиям:

· проведение резервного архивирования данных с серверов и станций;

Пользовательские требования к разрабатываемой сети Должен быть обеспечен доступ к БД, Интернету, электронной почте и файловому серверу, а так же должна быть обеспечена информационная безопасность и производительность. Рабочие станции оснащены операционной системой Windows XP.

Информационные требования к разрабатываемой сети Информация внутри ЛВС должна быть безопасной, доставляться абоненту без потери количества и качества.

Требования по безопасности к разрабатываемой сети Должна осуществляться проверка антивирусными программами электронной почты и Интернет взаимодействия, контроль доступа к ЛВС из вне.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Аналитическая часть Анализ существующих методов проектирования ЛВС Для построения новых и оптимизации существующих локальных сетей могут быть использованы следующие методы:

· метод теории массового обслуживания В основу метода положены идентичность формы уравнений и однозначность соотношений между переменными в уравнениях, описывающих оригинал и модель. Поскольку события, происходящие в локальных вычислительных сетях, носят случайный характер, то для их изучения наиболее подходящими являются вероятностные математические модели теории массового обслуживания. Объектами исследования в теории массового обслуживания являются системы массового обслуживания (СМО) и сети массового обслуживания (СеМО) .

Системы массового обслуживания классифицируются по следующим признакам: — закону распределения входного потока заявок; - числу обслуживающих приборов; - закону распределения времени обслуживания в обслуживающих приборах; - числу мест в очереди; - дисциплине обслуживания.

Для моделирования ЛВС наиболее часто используются следующие типы СМО:

1) одноканальные СМО с ожиданием представляют собой один обслуживающий прибор с бесконечной очередью. Данная СМО является наиболее распространенной при моделировании. С той или иной долей приближения с ее помощью можно моделировать практически любой узел ЛВС;

2) одноканальные СМО с потерями — представляют собой один обслуживающий прибор с конечным числом мест в очереди. Если число заявок превышает число мест в очереди, то лишние заявки теряются.

Этот тип СМО может быть использован при моделировании каналов передачи в ЛВС;

3) многоканальные СМО с ожиданием представляют собой несколько параллельно работающих обслуживающих приборов с общей бесконечной очередью. Данный тип СМО часто используется при моделировании групп абонентских терминалов ЛВС, работающих в диалоговом режиме;

4) многоканальные СМО с потерями — представляют собой несколько параллельно работающих обслуживающих приборов с общей очередью, число мест в которой ограничено. Эти СМО, как и одноканальные с потерями, часто используются для моделирования каналов связи в ЛВС;

5) одноканальные СМО с групповым поступлением заявок представляют собой один обслуживающий прибор с бесконечной очередью. Перед обслуживанием заявки группируются в пакеты по определенному правилу;

6) одноканальные СМО с групповым обслуживанием заявок представляют собой один обслуживающий прибор с бесконечной очередью.

Заявки обслуживаются пакетами, составляемыми по определенному правилу. Последние два типа СМО могут использоваться для моделирования таких узлов ЛВС, как центры (узлы) коммутации.

· метод Петри Сети Петри — наиболее удачный из существующих математический аппарат для моделирования, анализа, синтеза и проектирования самых разных дискретных систем с параллельно протекающими процессами.

Определение. Сетью Петри называется четвёрка элементов

C = (P, T, I, O), (2.1)

где

P = { p1, p2,…, pn }, n > 0 (2.2)

множество позиций (конечное),

T = { t1, t2,…, tm }, m > 0 (2.3)

множество переходов (конечное),

I: T > P (2.4)

функция входов (отображение множества переходов во входные позиции),

O: T > P (2.5)

функция выходов (отображение множества переходов в выходные позиции).

Если pi I (tj), то pi — входная позиция j — го перехода, если pi I (tj), то pi — выходная позиция j — го перехода.

Для наглядного представления сетей Петри используются графы.

Граф сети Петри есть двудольный ориентированный мультиграф

G = (V,), (2.6)

где V = P U T, причём P? T = Ш.

Исходя из графического представления сети Петри, её можно определить и так:

C = (P, T, A), (2.7)

где, А — матрица инцидентности графа сети.

Определим понятие маркированной сети Петри — оно является ключевым для любой сети.

Маркировка м сети Петри C = (P, T, I, O) есть функция:

N = м (P), N N, (2.8)

отображающая множество позиций на множество натуральных чисел. Маркировку можно также определить как вектор:

м = {м1, м2,…, мn}, (2.9)

где n = ¦P ¦, а мi N. Между этими определениями есть связь:

мi = м (pi) (2.10)

На графе маркировка отображается соответствующим числом точек в каждой позиции. Точки называются маркерами или фишками. Если фишек много (больше трёх), то их количество отображается числом.

Таким образом, маркированная сеть Петри представляет собой пятёрку элементов:

M = (P, T, I, O, м). (2.11)

Пример простейшей сети Петри представлен на рис. 2.1.:

Рис. 2.1 Пример сети Петри Свойства сети Петри:

· Достижимость данной маркировки. Пусть имеется некоторая маркировка м, отличная от начальной. Тогда возникает вопрос достижимости: можно ли путём запуска определённой последовательности переходов перейти из начальной в заданную маркировку.

· Ограниченность. Сеть Петри называется kограниченной, если при любой маркировке количество фишек в любой из позиций не превышает k. В частности, сеть называется безопасной, если k равно 1. Кроме того, сеть называется однородной, если в ней отсутствуют петли и одинарной (простой), если в ней нет кратных дуг.

· Активность. Сеть Петри называется активной, если независимо от достигнутой из м0 маркировки существует последовательность запусков, приводящая к запуску этого перехода.

Реально вводят понятия нескольких уровней активности для конкретных переходов. Переход tj T называется:

а) пассивным (L0- активным), если он никогда не может быть запущен;

б) L1- активным, если он может быть запущен последовательностью переходов из м0 хотя бы один раз;

в) L2- активным, если для любого числа K существует последовательность запусков переходов из м0, при которой данный переход может сработать K и более раз;

г) L3- активным, если он является L2- активным при K > ?.

· Обратимость. Сеть Петри обратима, если для любой маркировки м R (C, м0) маркировка м0 достижима из м.

· Покрываемость. Маркировка м покрываема, если существует другая маркировка м' R (C, м0) такая, что в каждой позиции м' фишек не меньше, чем в позициях маркировки м.

· Устойчивость. Сеть Петри называется устойчивой, если для любых двух разрешённых переходов срабатывание одного из них не приводит к запрещению срабатывания другого.

2.2 Метод математического моделирования Использование математических методов моделирования связано с необходимостью построения математических моделей ЛВС в строгих математических терминах. Математические модели ВС носят обычно вероятностный характер и строятся на основе понятий аппарата теорий массового обслуживания, вероятностей и марковских процессов, а также методов диффузной аппроксимации. Могут также применяться дифференциальные и алгебраические уравнения.

Математические методы имеют самостоятельное значение лишь при исследовании процессов функционирования ЛВС в первом приближении и в частных, достаточно специфичных задачах.

Преимущества математического моделирования:

· Позволяет получать зависимость результатов моделирования от совокупности исходных данных;

Недостатки математического моделирования:

· Не может оперировать всеми необходимыми параметрами сетевого оборудования, которые позволят с максимальной достоверностью и точностью смоделировать ЛВС;

· Сложность математического описания вычислительных процессов ЛВС;

· Громоздкость вычислений для сложных моделей;

Произведём анализ существующей сети методом математического моделирования.

Анализ существующей до модернизации ЛВС методом математического моделирования.

Расчет информационного потока dBase базы.

Существующая до модернизации ЛВС отделения, включала в себя 15 рабочих мест, 1 сервер БД, 1 файл-сервер, 1 BackupServer, 1 ProxyServer и 3 сетевых принтера. Для расширения сети до 30 рабочих мест (из которых новые 15), с целью предупреждения возникновения «узких» мест, и дальнейшей перспективой развития принято добавить сервера БД и FILE-сервер. Что касается BackupServer: используется для резервных копий первых двух серверов.

Перед расчетом представим особенности определения информационных потоков для многопользовательских БД формата dBase. В БД формата dBase основная нагрузка ложится на рабочие станции пользователей, т.к. наборы данных для обработки передаются с сервера на рабочие станции, что характеризует большое значение информационного потока, при этом сервер используется лишь для хранения информации. Информационный поток определяется на основе размеров файлов необходимых для выполнения этих операций, т.к. при их выполнении происходит копирование файлов данных на локальные машины с сервера, либо обратная операция сброса информации на сервер.

Размеры передаваемой информации и количество обращений к dBase базы были взяты исходя из работы их на локальных компьютерах.

Чтобы сравнить разные методы моделирования был произведен математический расчет некоторых параметров сети.

1. Расчет среднего потока информации dbf базы объёмом 180 Мб, на 15 рабочих мест.

Расчет сети производен по следующей формуле:

где П — поток информации кбит/с;

a — размер передаваемого файла по сети, МБайт;

b — размер индексов передаваемых по сети, Мбайт;

k1 — коэффициент для перевода MБайт в кБит, k1 = 8192

k2 — коэффициент для перевода часов в секунды, k1 = 3600

с — количество раз чтение/записи базы с сервера в 8-ми часовой рабочий день

8 — продолжительность рабочего дня, час При открытии файла по сети будет передаваться копия в среднем 6 Mb, а также индексы размером 1 Mb, с периодичностью 16 раз в день.

При записи на диск файла будет передаваться копия в среднем 8 Mb, а также индексы размером 1 Mb, с периодичностью 16 раза в день.

Средний поток при открытии файла будет равен:

кБит/сек Средний поток при сбросе на диск файла будет равен:

кБит/сек Итак, общий средний поток информации между одной рабочей станцией и dbf-базой сервера за 8ми часовой рабочий день будет равен:

27,3 кбит/с+36,4 кбит/с = 63,7 кбит/с Рассчитаем суммарный средний поток dbf-баз:

где УП1 — суммарный средний поток от dbf-баз, кбит/с;

a — поток от dbf-базы, кбит/с;

b — количество пользователей базы.

(63,7 кбит/с*15)=955,8 кбит/с

2. Расчет среднего потока информации от простого обмена файлами.

Страница текста будет занимать в среднем от 15 до 800 кбайт в зависимости от сложности текста и формата передаваемой информации. На сегодняшний момент для передачи текста наиболее распространены такие приложения как Word и Excel. Основываясь на эти приложения, средние потоки информации, рассчитаны по следующей формуле.

где Ппр — простой поток кбит/с;

a — количество страниц, шт;

b — размер страницы, кБайт;

k1 — коэффициент для перевода кБайт в кБит, k1 = 8

k2 — коэффициент для перевода часов в секунды, k1 = 3600

8 — продолжительность рабочего дня, час Рассчитаем максимальное значение Ппр. max (для 300 стр.) и минимальное значение Ппр. min (для 10 стр.) и определим примерное среднее значение для одной рабочей станции.

кбит/с

кбит/с

кбит/с Общий средний поток информации запроса от простого обмена страницами будет примерно равен:

У Ппр = 172,2*15 = 2583,3кбит/с

Итак, суммарный средний информационный поток всей сети будет равен:

УП=УП1+УП2=955,8 кбит/с+2583,3 кБит/с =3539,1 кБит/с Анализ существующей сети методом математического моделирования показал, что средний информационный поток равен 3539,1 кБит/с, что является критическим значением для существующей сети, т.к. информационный поток в ЛВС, работающей в режиме Fast Ethernet 100Мбит/с не должен превышать допустимую норму в 4050 Мбайт/час. Во время пиковой нагрузки значение информационного потока превышает допустимую норму, сетевое оборудование не справляется с возложенной на него нагрузкой и это является причиной возникновения ошибок при передаче данных.

Ранее упоминалось, что с введением дополнительных функций в систему увеличился объём передаваемой информации, возросла нагрузка на сетевое оборудование. При передаче данных стали возникать ошибки. В связи с увеличением числа сотрудников и как следствие подключением их к ЛВС при автоматическом согласовании настроек подключения сетевого оборудования был установлен скоростной режим Fast Ethernet 100Мбит/с, при том, что активное сетевое оборудование поддерживает стандарт Fast Ethernet 100BaseTХ.

В будущем, при увеличении числа сотрудников использующих ЛВС, значение среднего информационного потока будет расти и сетевое оборудование, работающее в режиме Fast Ethernet 100Мбит/с будет не способно выдержать возросшую нагрузку.

2.3 Метод имитационного моделирования Особым классом математических моделей являются имитационные модели. Такие модели представляют собой компьютерную программу, которая шаг за шагом воспроизводит события, происходящие в реальной системе. Применительно к вычислительным сетям их имитационные модели воспроизводят процессы генерации сообщений приложениями, разбиение сообщений на пакеты и кадры определенных протоколов, задержки, связанные с обработкой сообщений, пакетов и кадров внутри операционной системы, процесс получения доступа компьютером к разделяемой сетевой среде, процесс обработки поступающих пакетов маршрутизатором и т. д.

При имитационном моделировании сети не требуется приобретать дорогостоящее оборудование — его работы имитируется программами, достаточно точно воспроизводящими все основные особенности и параметры такого оборудования. Результатом работы имитационной модели являются собранные в ходе наблюдения за протекающими событиями статистические данные о наиболее важных характеристиках сети: временах реакции, коэффициентах использования каналов и узлов, вероятности потерь пакетов и т. п. Существуют специальные, ориентированные на моделирование вычислительных сетей программные системы, в которых процесс создания модели упрощен. Такие программные системы сами генерируют модель сети на основе исходных данных о ее топологии и используемых протоколах, об интенсивностях потоков запросов между компьютерами сети, протяженности линий связи, о типах используемого оборудования и приложений.

Системы имитационного моделирования обычно включают также набор средств для подготовки исходных данных об исследуемой сети — предварительной обработки данных о топологии сети и измеренном трафике. Эти средства могут быть полезны, если моделируемая сеть представляет собой вариант существующей сети и имеется возможность провести в ней измерения трафика и других параметров, нужных для моделирования.

Имитационное моделирование позволяет производить комплексную оценку оборудования и процессов (технологий, программного обеспечения), используемых в ЛВС. При этом воспроизводятся реальные процессы в обследуемом объекте, исследуются особые случаи, воспроизводятся реальные и гипотетические критические ситуации. Основным достоинством имитационного моделирования является реальная возможность проведения экспериментов с исследуемым объектом, не прибегая к физической реализации, что позволяет предсказать и предотвратить большое число неожиданных ситуаций в процессе эксплуатации, которые могли бы привести к неоправданным затратам при их устранении.

Преимущества имитационного моделирования:

· Оно помогает получить ответ на вопрос «что, если…»

· Возможность подмены процесса смены событий в исследуемой системе в реальном масштабе времени на ускоренный процесс смены событий в темпе работы программы. В результате за несколько минут можно воспроизвести работу сети в течение нескольких дней, что дает возможность оценить работу сети в широком диапазоне варьируемых параметров.

· Учитывает большое количество реальных деталей функционирования моделируемого объекта.

Недостатки имитационного моделирования:

· Сложность проведения экспериментов.

· Данный подход требует многократного повторения имитируемого процесса при изменяющихся значениях случайных факторов с последующим статистическим усреднением (обработкой) результатов отдельных однократных расчетов. Применение статистических методов, неизбежное при имитационном моделировании, требует больших затрат машинного времени и вычислительных ресурсов.

2.4 Выбор системы моделирования Существует достаточное множество систем моделирования. Отражены основные характеристики наиболее популярных систем имитационного моделирования.

Netmaker (фирмы OPNET Technologies) — проектирование топологии, средства планирования и анализа сетей широкого класса. Состоит из различных модулей для расчета, анализа, проектирования, визуализации, планирования и анализа результатов.

NetCracker — система имитационного моделирования (фирмы NetCracker Technology). Позволяет анализировать работу сложных сетей, работающих на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи.

Система имитационного моделирования NetCracker используется для разработки и исследования вычислительных сетей и сетей связи, позволяет анализировать работу сложных сетей, работающих на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи.

Основные направления — это сбор данных о работе сети; детальное моделирование сети; быстрая оценка производительности сети.

NetCracker предоставляет пользователю:

· обширную базу данных, содержащую информацию о технических характеристиках тысяч реальных устройств;

· возможность соединения этих устройств (с учетом их типов и совместимости) каналами связи с реальными свойствами;

· современный графический интерфейс, позволяющий по технологии втаскивания drag and drop включать в проект необходимые устройства, оснащать их встраиваемыми дополнительными элементами (сетевыми картами), задавать установку математического обеспечения различных видов трафика (отдельно для клиентов и сервера), дополнять проект рисунками и текстом, выполненным как встроенными средствами самой системы, так и внешними (Visio);

· наглядное представление процесса моделирования в форме анимации, показывающей пути и характер передаваемой информации;

· многоуровневое иерархическое построение проектов, позволяющих исследовать сети от локального до глобального уровня;

· средства формирования отчетов о составе, стоимости и рабочих характеристиках сети.

Чтобы отобразить все недостатки и уязвимые места существующей ЛВС построим имитационную модель в профессиональной имитационной среде NetCracker v.4.0 от компании NetCracker Technology. Цель имитационного моделирования — наглядно изобразить все недостатки существующей ЛВС.

Рассмотрим небольшой фрагмент имитационной модели, который представлен на рисунке 2.2.

Рис. 2.2 Серверный шкаф Как видно из представленного выше фрагмента имитационной модели коммутатор загружен на 86,3%, что является недопустимым показателем загрузки. Вследствие чего происходит частичная потеря пакетов (передаваемых и принимаемых данных). Текущая загрузка коммутатора не должна превышать 50%. В данном же случае мы наблюдаем превышение этого параметра.

3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Паспорта рабочих мест Необходимо составить паспорта рабочих мест, которые включают в себя наименование рабочего места, выполняемые задачи, конфигурацию компьютера, транзакции. Паспорта рабочих мест для данного проекта представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Паспорта рабочих мест.

Продолжение табл. 3.1.

Далее отразим данные используемых типовых транзакций, которые содержатся в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Типовые транзакции.

3.2 Проектная часть Любая локальная вычислительная сеть (ЛВС) характеризуется такими параметрами как: архитектура, топология, технология, структура.

Выбор физической топологии сети Выбор используемой топологии зависит от условий, задач и возможностей используемой сети. Основными факторами, влияющими на выбор топологии для построения сети, являются:

среда передачи информации (тип кабеля);

метод доступа к среде;

максимальная протяженность сети;

пропускная способность сети;

метод передачи и др.

Основные преимущества и недостатки топологии приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3. Топологии

Исходя из всего вышеперечисленного, оптимальным видом топологии для проекта является звездная топология стандарта 100Base-TX с методом доступа CSMA/CD, так как она имеет широкое применение в наши дни, её легко модифицировать и у нее имеется высокая отказоустойчивость.

Выбор сетевой технологии Сетевая технология — это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств (сетевых адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточный для построения вычислительной сети. Это некие правила работы, определяемые конкретным производителем.

Самыми популярными базовыми сетевыми технологиями являются:

1) Token Ring. Отрезки кабеля, соединяющие соседние станции, образуют кольцо. Для доступа станций к физической среде используется кадр специального формата и назначения. Максимальная битовая скорость 16Мбит/c, максимальный диаметр сети 4000 метров.

2) Ethernet. Основной принцип, положенный в основу Ethernet, — случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. Для различных спецификаций Ethernet максимальная битовая скорость не менее 10 Мбит/с, максимальный диаметр сети — не менее 200 метров.

3) FDDI (оптоволоконный интерфейс распределенных данных). Во многом основывается на технологии Token Ring. Строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец — основной способ повышения отказоустойчивости сети. Максимальная длина сети 200 км. Максимальная пропускная способность 100 Мбит/с. Для создания небольшой сети предприятия эта технология слишком дорога.

4) Архитектура ARCnet (Attached Resource Computer Network) старше других локальных сетевых технологий (ее сетевые компоненты сложно достать). В ней используется специальный метод доступа с передачей маркера в звездообразной топологии.

При выборе технологии передачи данных в данной сети следует учесть общемировые тенденции и ситуацию на рынке сетевого оборудования.

Рассмотрим таблицы сравнения сетевых технологий.

Табл. 3.4. Сводные характеристики физических архитектур сети.

На сегодняшний день актуальна, широко используется технология Fast Ethernet. Данная сетевая технология наиболее применима для предприятия из-за оптимального соотношения цена/качество. Стандарт рассчитан на применение сетевой топологии типа звезда. Выбор технологии Fast Ethernet позволит обеспечить высокое быстродействие. Оптимальной сетевой технологией будет 100Base-TX. Она обладает большой пропускной способностью, дешева в построении.

Выбор архитектуры системы Выбор архитектуры сети зависит от назначения сети, количества рабочих станций и от выполняемых на ней действий.

Архитектура сети представлена в трех видах: терминал-сервер, одноранговая, клиент-сервер. Основные преимущества и недостатки архитектуры сети приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5. Архитектура сети

Согласно техническому заданию необходимо обеспечить работу с базами данных, правовыми системами. Данные приложения работают в режиме клиент-сервер (есть сторона, запрашивающая функции обслуживания и сервер — сторона, предоставляющая функции обслуживания).

Выбор структуры сети С программной точки зрения возможны две структуры: доменная структура и структура рабочих групп. Основные описания структуры сети приведены в таблице 3.6.

Таблицы 3.6. Структура сети

Выбрана доменную структура как наиболее удобный вариант администрирования.

4. ВЫБОР СЕТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Обоснование и выбор компонентов Выбор коммутатора До модернизации ЛВС в ООО «КОМСЭЛ» использовался один коммутатор. Как показал анализ предпроектной ситуации в связи с введением дополнительных функций в отделении существенно возросла нагрузка на сетевое оборудование, а конкретно на коммутатор. Кроме того, все порты коммутатора заняты. Для того чтобы снизить нагрузку на единственный коммутатор, а также учесть возможность увеличения числа сотрудников отделения было принято решение об установке нового коммутатора. Будем производить выбор коммутатора фирмы D-Link, для обеспечения лучшей совместимости оборудования.

Сравнительные характеристики коммутаторов D-Link. уровня доступа проведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Сравнительная характеристика коммутатор В качестве основного коммутатора, после сравнительной характеристики, использовано D-Link DES-3526. DES-3526 — неуправляемый коммутатор 10/100 Мбит/с, разработанный для повышения производительности рабочей группы, обеспечивает высокий уровень гибкости сети. Наличие 24-х портов 10/100 Мбит/с для подключения рабочих станций и двух медных гигабитных портов для подключения серверов позволяют удовлетворить потребности в большой пропускной способности сети и снизить время отклика.

Коммутатор оснащен 24 портами 10/100 Мбит/с и может использоваться для подключения к сети небольшой рабочей группы. Эти порты поддерживают автосогласование скоростей 10BASE-T и автоопределение режимов полного и полудуплекса.