Проектирование локальной вычислительной сети больничного городка

Введение

Главной задачей данного курсового проекта состоит в проектировании локальной вычислительной сети больничного городка. Все здания новые и поэтому процедура установки оборудования и прокладки различных кабелей облегчены, что сказывается на стоимости работ. Данный больничный городок состоит из четырех зданий: два административных и два корпуса, в которых находятся отделения. В главном административном здании находится регистратура. Функции другого здания второстепенны по отношению к непосредственной деятельности больницы. Причина, по которой требуется спроектировать локальную вычислительную сеть проста и заключается в построении общей базы данных на своих пациентов для больничного комплекса, к тому же результаты лабораторных исследований проводимых в больнице должны быть так же сохранены и упорядочены и быть доступными для персонала имеющего доступ к данной информации. Локальная же сеть позволит корректировать и использовать данную базу на полную мощность.

В качестве оборудования, используемого в больничном комплексе выступают машины, построенные на базе процессоров AMD, которые обеспечивают надлежащее качество вычислительных мощностей.

Задание Спроектировать ЛВС больничного городка, состоящего из административных зданий и отдельно стоящих корпусов, в которых расположены отделения, при следующих исходных данных:

количество административных зданий -2

количество компьютеров в каждом здании N1−10

количество компьютеров в каждом здании N2−4

количество компьютеров в каждом отделении J1- 3

количество компьютеров в каждом отделении J2−2

количество компьютеров в каждом отделении J3−2

количество отделений — 3

максимальное расстояние по кабелю:

между корпусами … 200

между комнатами в административном здании… 40

стоимость оборудования сети (без стоимости компьютеров) должна быть минимально возможной при условии обеспечения её корректности и масштабируемости.

Упр.здан-1

VLAN-1

1. Требования к сети Все отделения будут подсоединены к сети для передачи данных о больных (регистрационных больничных карт, направлений, рентгеновских снимков и т. п.), возможна также передача сообщений административного характера (об участии в семинарах и конференциях, переназначении на другую должность и т. п.), бухгалтерских сообщений (о поставке оборудования или медикаментов, например) и прочих видов сообщений, возможна видеотрансляция. Обобщенная организационная структура больничного городка состоит из: Глав. врач, бухгалтерия, зав. отделениями, лаборатории, операционные, приемные, стационары, терапевтическое отделение, кардиологическое отделение, травматология.

Рисунок 1. Схема передачи информации по каналам сети.

2. Проектирование сети

2.1 Выбор технологии сети Если не вдаваться в тонкости сетевых технологий, то связь можно разделить на два класса: проводную и беспроводную.

К проводной связи можно отнести следующие технологии:

1. Ethernet;

2. Gigabit Ethernet;

3. HomePNA;

4. FDDI;

5. PLC.

К беспроводной можно отнести следующие:

1. 802.11b;

2. 802.11a;

3. 802.11g;

4. IMT-MC-450 (cdma2000) передача данных.

Рассмотрим каждую технологию в отдельности.

Ethernet

Сетевая технология Ethernet в настоящее время является самым популярным решением для небольших домашних и офисных сетей. При использовании кабеля Cat5 или Cat5e такая сеть очень незначительно реагирует на увеличение длины кабеля более 90 м (скорость передачи данных лишь немного снижается). При скорости передачи 100 мегабит в секунду (Мбит/с) технология Ethernet является достаточно высокоскоростной для одновременного использования широкополосного подключения к Интернет.

Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet — высокоскоростная технология. При скорости 1 гигабит в секунду эта технология приблизительно в десять раз быстрее Ethernet. Стоимость концентраторов и коммутаторов, а также кабеля Cat6 для Gigabit Ethernet пока высока, но тенденция к снижению цены уже начинает прослеживаться. Такая технология, как правило, применяется в промышленных сетях, где трафик огромен. Также данная технология отлично подходит для кроссирования концентраторов и коммутаторов. Для домашних же сетей подобная технология пока является не рациональной при ее нынешней стоимости.

HomePNA

Это простая в установке и не самая дорогая технология на рынке. Технология HomePNA (HPNA) использует имеющиеся телефонные линии для передачи данных. Она обычно не создает помех для подключения к Интернет с помощью DSL, разговоров по телефону и других действий даже при одновременном использовании одной линии.

Преимуществом HomePNA также является совместимость. Даже если компьютеры в одном помещении соединены кабелями Ethernet, их можно подключить к компьютерам в другом помещении с помощью моста HomePNA. Эта технология стоит не так дорого, как Gigabit Ethernet, но в то же время является не самой дешевой, поэтому ее использование лишь в части сети станет оправданным. Стандарт HomePNA 2.0, к сожалению, не является высокоскоростным и на практике не дотягивает до 10Мбит/с. Также вероятность присутствия прямой телефонной линии между зданиями в обход АТС очень и очень небольшая.

FDDI

Технология Fiber Distributed Data Interface — первая технология локальных сетей, которая использовала в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель.

Имеет ряд недостатков:

? сложность развертывания сети;

? очень высокая стоимость кабеля и оборудования;

? при использовании топологии «двойное кольцо деревьев» имеет не самую приемлемую отказоустойчивость;

? низкая скорость — на данный момент клиентское оборудование (сетевые карты) класса SOHO не способно загрузить канал связи даже на треть его возможностей, а использовать одномодовый тип оптического волокна и соответствующее оборудование в таких сетях просто глупо.

Вывод напрашивается сам собой: с появлением Gigabit Ethernet данная технология пока не представляет коммерческого интереса для SOHO сегмента даже при кратном удешевлении последней (к примеру, стоимость сетевого адаптера для такой сети начинается от 600 $).

PLC

Технология Power Line Communication (PLC) разработана для силовых электросетей низкого (180−400В) и среднего (4−60кВ) напряжения и по скорости пересылки данных может служить альтернативой Ethernet и xDSL.

Сама по себе возможность передавать данные по существующей электропроводке представляет большой практический интерес.

При нынешнем уровне развития технологии PLC протяженность абонентской линии не может превышать 0,5 км.

Доступная полоса пропускания в сети PLC позволяет передавать и принимать не только компьютерные данные, но и голосовую и видеоинформацию. С использованием специальных адаптеров можно строить локальные сети в пределах офиса. При этом какого-либо инженерного опыта настройки локальных сетей не требуется, а установка оборудования осуществляется за несколько минут.

На практике вся сеть упирается в разводку электросетей. Как и в телефонных сетях [HomePNA] электросети имеют централизованный распределитель (подстанцию). В случаях, когда требуется организовать связь между зданиями возникает необходимость в установке специального маршрутизатора на централизованном распределителе в результате чего стоимость развертывания такой сети резко возрастает.

802.11b

Эта технология для создания домашней беспроводной сети существует давно и имеет высокую надежность. Именно эту технологию подразумевают многие люди, когда говорят о «беспроводной» сети или сети «Wi-Fi». Технология 802.11 обычно проще в установке, чем Ethernet, однако настройка оборудования может занять немного больше времени.

Несмотря на заявленную скорость 11 Мбит/с, в реальности скорость передачи данных в такой сети составляет 2,5−4 Мбит/с. Обычно эта скорость превышает скорость широкополосного подключения, однако может быть слишком низкой для просмотра фильмов DVD из другого помещения. Кроме того, при повышении безопасности сети 802.11b обычно немного снижается скорость передачи, но такая сеть все же подходит для совместного использования принтеров и подключений к Интернет, и передача файлов в ней выполняется достаточно быстро. Также следует отметить, что сеть 802.11b работает на частоте 2,4ГГц и поэтому создает помехи для многих беспроводных телефонов, использующих такую же частоту.

802.11a

802.11a — это модернизированная технология 802.11b, однако эти технологии нельзя использовать в одной сети. При замене сети 802.11b на 802.11a, потребуется приобрести новое оборудование, потому что эти технологии схожи только в некоторых аспектах. Технология 802.11a работает на частоте 5ГГц, поэтому обычно не создает помех для беспроводных телефонов. Однако для большинства людей решающим фактором при выборе этой технологии является пропускная способность 54 Мбит/с — скорость передачи данных в пять раз больше, чем у технологии 802.11b.

802.11g

Производительность технологий беспроводных сетей «a», «b» и «g» не соответствуют алфавитному порядку этих букв. Технология «b» появилась раньше всех, «a» имеет самую высокую скорость, а «g» находится между ними. 802.11g передает данные со скоростью 54Мбит/с; это значительно быстрее, чем 802.11b. Технологии 802.11g и 802.11b используют частоту 2,4ГГц.

Тема преимущества в скорости и совместимости между технологиями «b» и «g» является очень интересной. В большинстве сетей 802.11 данные перемещаются через устройство, которое называется точкой доступа (а также концентратором, маршрутизатором или базовой станцией). Существует несколько типов точек доступа. Если в сети применяется оборудование 802.11b и 802.11g, необходимо использовать точку доступа 802.11g, чтобы сеть могла работать с такой скоростью, которую обеспечивает технология 802.11g. Точка доступа предоставляет канал для передачи данных между компьютерами, поэтому для использования всего потенциала скорости она должна быть столь же быстродействующей, как и самый высокоскоростной компьютер в сети.

IMT-MC-450 (cdma2000) передача данных:

На данный момент сети IMT-MC-450 поддерживают такую услугу как «передача данных». Очень часто такой тип связи применяется в автономных устройствах (например, банкоматах). Весь трафик передается через сеть оператора без выхода в Интернет.

Достоинством данного решения является высокая мобильность. Недостатком является зависимость от оператора и его ценовой политики.

Ниже приводится сводная таблица рассмотренных ранее технологий. В ней консолидированы оценки значений значимых критериев.

Вывод: Определимся с выбором сетевых технологий для разрабатываемой нами локальной сети. Для использования сети внутри здания воспользуемся широко распространенной, на сегодняшний день Fast Ethernet на витой паре.

Из-за того, что расстояния между зданиями у нас велики (200 метров) мы не можем воспользоваться Fast Ethernet на витой паре т.к. максимальная длинна линии должна быть не более 100 метров. Но прокладка витой пары между зданиями целесообразна в случае применения нами одной из семейства технологий xDSL. Семейство xDSL — это технологии уплотнения абонентских линий, обозначаемые следующими аббревиатурами: HDSL, ADSL, RADSL, SDSL, IDSL. Все они представляют собой разные способы передачи цифровых потоков, совместно с голосовыми сигналами, по обычной абонентской линии (Subscriber Line — SL). Система уплотнения HDSL обеспечивает режим передачи со скоростью около 2 Мбит/с в обе стороны, по одной или двум парам проводов на расстояние до 10 км. Оборудование ADSL, наоборот, предназначено для асимметричной передачи со скоростями 6−8 Мбит/с — в сторону абонента, и до 1 Мбит/с — в сторону узла связи. RADSL отличается от упомянутых выше технологий тем, что поддерживает либо симметричный режим со скоростью около 1 Мбит/с, либо асимметричный — скорость к абоненту до 8 Мбит/с. SDSL обозначает, как правило, симметричную передачу по одной паре; IDSL — модификация ISDN (цифровая сеть с интеграцией служб).

Также для соединений между зданиями корпусов можно воспользоваться другими сетевыми технологиями, более «дальнобойными» нежели Fast Ethernet на витой паре. Это — использование радиоканала (Radio Ethernet), или использование оптоволоконного кабеля (Fast Ethernet на оптоволокне).

Из рассмотренного семейства xDSL нам могут подойти 2 технологии — это HDSL (высокоскоростная абонентская линия) и ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия). Т.к. у HDSL скорость передачи в оба направления 2Мбит/с, но нам выгоднее использовать технологию ADSL т.к. трафик от серверов к рабочим станциям, как показывает практика, значительно выше, чем в обратную сторону, а у ADSL в сторону рабочих станций пропускная способность в 3−4 раза больше нежели у НDSL, хотя скорость в обратную сторону в 2 раза меньше.

На сегодняшний день, на рынке xDSL имеется оборудование, которое способно работать на более высоких скоростях, нежели рассмотренное выше. На базе НDSL появилась новая технология это SНDSL, которая позволяет достичь скорость передачи до 4,6 МБит/с в обе стороны. А оборудование ADSL способно достичь скорости до 12 МБит/с в сторону абонента, и до 1 Мбит/с — в сторону узла связи.

По стоимости оборудование для SНDSL и ADSL примерно одинаково. И какую технологию предпочесть зависит только от характера сетевого трафика в сети. Как показывает практика (при использовании технологии клиент-сервер), трафик от серверов к рабочим станциям, значительно выше, чем в обратную сторону, то в этом случае выгоднее использовать технологию ADSL. Если же трафик в обе стороны примерно одинаков то используем технологию SНDSL.

2.2 Выбор топологии Ниже приводится сводная таблица рассмотренных топологий. В ней консолидированы оценки значений значимых критериев.

При объединении всех 4-х корпусов в единую сеть, у нас получится тип топологии «звезда».Будем использовать топологию «звезда», как самой защищенную от сбоев и полного выхода сети из работы и имеющую максимальную пропускную способность. Для соединения корпусов есть варианты осуществлять соединения либо с помощью установки радиомостов, или с помощью прокладки оптоволоконной линии, а также для технологии АDSL нужно будет проложить кабель с витой парой, специального, уличного исполнения.

Для соединения компьютеров внутри зданий, а также их присоединения к общей сети предприятия будем использовать коммутаторы (устройства с функциями концентраторов, дополнительно выполняющие коммутацию (соединение) между станцией-источником и станцией-приемником для увеличения эффективной пропускной способности сети). Таким образом, сеть разбивается на отдельные логические сегменты. В принципе, в корпусах отделений из-за малого числа компьютеров можно использовать и простейшие концентраторы, но из-за невысокой, на сегодняшний день, цены на коммутаторы мы не будем использовать морально устаревшие концентраторы. Так как, в дальнейшем, число компьютеров может возрасти, что неизбежно приведет к увеличению трафика внутри здания и разбиение сети на отдельные логические сегменты принесет ощутимый рост скорости обмена информацией в сети.

3.Определение перечня необходимого сетевого оборудования и типа кабельной системы Первая проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети — организация каналов связи. Каналы связи — создаются по линиям связи при помощи сложной электронной аппаратуры и кабелей связи.

Кабель связи — это длинномерное изделие электротехнической промышленности. Существуют множество различных модификаций кабелей для ЛВС:

тонкие коаксиальные кабели;

толстые коаксиальные кабели;

экранированные витые пары, которые выглядят как электрическая проводка;

неэкранированные витые пары;

оптоволоконные кабели, которые могут работать на больших расстояниях и с большей скоростью, чем другие типы кабелей. Однако их прокладка и сетевые адаптеры для них довольно дороги.

Из кабелей связи (и массы других вещей) строят линии связи. Длина линий связи колеблется от десятков метров до десятков тысяч километров. В любую более-менее серьезную линию связи, кроме кабелей, входят: траншеи, колодцы, муфты, переходы через реки, море и океаны, а также грозозащита (равно как и другие виды защиты) линий.

По уже построенным линиям связи организуют каналы связи. При этом каналы по характеру передаваемых сигналов могут быть аналоговыми или цифровыми. На одной линии связи одновременно можно создать как аналоговые, так и цифровые каналы, функционирующие раздельно. Причем если линию, как правило, строят и сдают сразу всю, то каналы вводят постепенно. Уже по линии можно дать связь, но такое использование крайне дорогостоящих сооружений очень неэффективно. Поэтому применяют аппаратуру каналообразования. Число каналов увеличивают постепенно, устанавливая все более мощную аппаратуру каналообразования (иногда говорят — мультиплексирования).

На данном этапе развития сетевых технологий самой приемлемой физической средой для передачи данных можно считать 100Base-TX на витой паре 5 категории. Данный вид соединения обеспечивает скорость передачи данных до 100 Мбит/с.

3.1 Соединение по витой паре Витая пара — это два изолированных провода, скрученных между собой. Для Ethernet используется 8-жильный кабель, четырехпарный неэкранированный кабель из неэкранированных витых пар — так называемый UTP-кабель. Он выпускается для низкоскоростных приложений (Категории 3) и высокоскоростных (Категории 5); это на кабеле маркируется. Для защиты от воздействия окружающей среды кабель имеет внешнее изолирующее покрытие. Этот кабель выпускается в бухтах по 300 метров. Также есть UTP кабель внешнего исполнения, в широкой продаже он встречается в бухтах по 500 метров.

Каждый компьютер должен быть подключен к коммутатору с помощью своего сегмента кабеля. Длина каждого сегмента не должна превышать 100 м. На концах кабельных сегментов устанавливаются разъемы RJ-45. Одним разъемом кабель подключается к коммутатору, другим — к сетевой плате. Разъемы RJ-45 очень компактны, имеют пластмассовый корпус и восемь миниатюрных площадок.

Располагать коммутатор надо в легкодоступном месте, чтобы можно было легко подключать кабель и следить за индикацией портов. Для расширения сети на базе коммутаторов их организуют в стек, через специальный, скоростной интерфейс.

В конструктивном отношении коммутаторы делятся на:

автономные коммутаторы с фиксированным количеством портов;

модульные коммутаторы на основе шасси;

коммутаторы с фиксированным количеством портов, собираемые в стек.

Первый тип коммутаторов обычно предназначен для организации небольших рабочих групп.

Модульные коммутаторы на основе шасси чаще всего предназначены для применения на магистрали сети. Поэтому они выполняются на основе какой-либо комбинированной схемы, в которой взаимодействие модулей организуется по быстродействующей. Модули такого коммутатора выполняются на основе технологии «hot swap», то есть допускают замену на ходу, без выключения коммутатора, так как центральное коммуникационное устройство сети не должно иметь перерывов в работе. В целом такие коммутаторы напоминают маршрутизаторы высшего класса или корпоративные многофункциональные концентраторы, поэтому иногда они включают помимо модулей коммутации и модули повторителей или маршрутизаторов.

С технической точки зрения определенный интерес представляют стековые коммутаторы. Эти устройства представляют собой коммутаторы, которые могут работать автономно, так как выполнены в отдельном корпусе, но имеют специальные интерфейсы, которые позволяют их объединять в общую систему, которая работает как единый коммутатор. Говорят, что в этом случае отдельные коммутаторы образуют стек.

Обычно такой специальный интерфейс представляет собой высокоскоростную шину, которая позволяет объединить отдельные корпуса подобно модулям в коммутаторе на основе шасси. Так как расстояния между корпусами больше, чем между модулями на шасси, скорость обмена по шине обычно ниже, чем у модульных коммутаторов: 200 — 400 Мб/c. Не очень высокие скорости обмена между коммутаторами стека обусловлены также тем, что стековые коммутаторы обычно занимают промежуточное положение между коммутаторами с фиксированным количеством портов и коммутаторами на основе шасси. Стековые коммутаторы применяются для создания сетей рабочих групп и отделов, поэтому сверхвысокие скорости шин обмена им не очень нужны и не соответствуют их ценовому диапазону.

Также коммутаторы допустимо каскадировать обычным сетевым кабелем, или специально перекрученным кабелем (такой кабель называют кроссоверным). Для смены режима работы порта может служить специальная кнопка на правой части передней панели коммутатора или наличие дополнительного гнезда с пометкой uplink.

Спецификация на выбранные типы кабелей:

Кабель Nexans UTP, 4 пары, кат 5e, PVC, 305 м Цена: 4600 руб для внешней Кабель UTP4 TOPLAN Cat 5e внутренний (305м) Цена:2300руб Розетка RJ-45 кат.5(e) Цена: 45 руб.

Рисунок 2. Розетка RJ-45

RJ-45 Коннектор Кат.5 Цена:6 руб.

Рисунок 3. RJ-45 Коннектор Внешний UTP кабель мы можем использовать для прокладки линий соединений по витой паре между зданиями, в случае если мы будем использовать одну из технологий семейства xDSL.

Для прокладки линии совсем необязательно использовать относительно дорогой кабель UTP на 4 пары. xDSL соединение можно осуществить, используя всего от 1-ой до 2-х пар жил. Поэтому можно использовать недорогой телефонный кабель на 2 пары, тем более в больничном городке уже имеется телефонная сеть.

Также хочу отметить, что кабель необязательно покупать в бухтах определенной длины. Можно заказать кабель любой длины (вплоть до нескольких километров).

3.2 Соединение по оптоволокну Волоконно-оптические линии связи — это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием «оптическое волокно» .

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам.

ВОЛС между зданиями строится с прокладкой ВОК либо по колодцам кабельных коммуникаций, либо путем подвеса ВОК между опорами. В этом случае необходимо обеспечить сопряжение толстого многоволоконного кабеля с оптическими трансиверами. Для этого используют кабельные муфты, в которых производится разделка концов ВОК, идентификация волокон и оконцевание волокон коннекторами, соответствующими выбранным трансиверам.

Спецификация на выбранный тип кабеля и коннекторов:

Кабель ВО, PANDUIT внешний, 4*62.5/125

цена (за 1 метр.) 70 руб.

NikoMax 95−100-LC-2.0-SP-R Коннектор оптический Цена: 150 руб.

Рисунок 4. Коннектор оптический

3.3 Соединение по радиоканалу Сегодня беспроводные сети используются для передачи голосовых сообщений (сотовая связь), при организации дистанционного доступа к ЛВС, а также для объединения нескольких вычислительных сетей в том случае, когда применение проводных каналов неприемлемо из-за их низкого качества передачи или высокой стоимости арендной платы.

Для организации радиоканалов между зданиями нужно использовать радиомосты, одного из разрешенных в России, для передачи данных диапазона частот. Также нам потребуются антенны для закрепления на крышах зданий, для организации радиоканалов. Для главного административного корпуса желательно использовать всенаправленную антенну т.к. именно с этим корпусом будут связанны радиоканалами все остальные корпуса. А на остальные корпуса мы установим секторные антенны, направленные на антенну главного корпуса.

3.4 Оборудование Проектируемая сеть должна базироваться на передовых технологиях, быть гибкой, легко управляться и конфигурироваться, иметь модульное построение, а ее эксплуатация не должна быть связана со значительными затратами. Создаваемая сеть должна в максимальном объеме использовать уже имеющиеся программные, аппаратные и системные средства, предусматривать поэтапное наращивание из мощности и подключение новых пользователей. Кроме того, применяемые аппаратные средства и технологии должны быть сертифицированы в России, и легко интегрироваться с ее телекоммуникационными сетями.

При выборе оборудования мы должны учесть, что часть оборудования размещена внутри помещений, а другая часть проходит или находится на открытом воздухе. И поэтому задачу выбора оборудования можно разбить на 2 подзадачи:

1) оборудование расположенное внутри корпусов,

2) оборудование для связи между корпусами.

3.4.1 Оборудование расположенное внутри корпусов Сервера По определению, сервер — это некоторое обслуживающее устройство, которое в ЛВС выполняет, например, роль управляющего центра и концентратора данных. Под сервером, вообще говоря, 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: дисковому пространству, принтеру (принтерам), межсетевому интерфейсу и т. д.

В ЛВС может использоваться несколько выделенных серверов. Например, сервер приложений (программы типа «клиент-сервер»), являясь, так же как и файл-сервер, «выделенным» компьютером, выполняет одну или несколько прикладных задач, которые запускаются пользователями со своих терминалов, включенных в данную сеть.

На файл-сервере должна работать специальная сетевая операционная система. Обычно это мультизадачная ОС, использующая защищенный режим работы процессора.

Остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции имеют доступ к дискам файл-сервера и совместно используемому принтеру (принтерам).

В нашей сети необходимо установить один выделенный сервер, который будет выполнять функции файл-сервера, централизованную обработку запросов других пользователей, хранения информации, сервер должен решать вопросы маршрутизации и транспортировки информации, администрирования сети, централизованного управления сетевыми ресурсами, централизованного обеспечения безопасности и управления доступом. Сервера в других зданиях будут решать вопросы маршрутизации и транспортировки информации внутри этих зданий, а также выполнять ряд других функций.

При выборе сервера примем, что объем системного и прикладного программного обеспечения на сервере не менее 100 Гбайт, а объем, резервируемый для данных каждого пользователя, составляет не менее 1 Гбайт.

Спецификация на выбранный тип сервера:

Team Server 2612A цена: 134 665 руб Характеристики:

3.4.2 Оборудование рабочих мест пользователей Для создания сети нам в первую очередь необходимы рабочие компьютеры пользователей. По условию технического задания в количестве 21. При выборе рабочих станций мы должны руководствоваться следующими критериями: быстродействие, надежность, совместимость с серверами и другими станциями, стоимость, возможность дальнейшего улучшения и др. Быстродействие компьютера в первую очередь зависит от того, какое прикладное и системное программное обеспечение на нем будет использовано. Так как в работе больничного городка не требуется особая производительность, то рабочие станции мы выберем одинаковые для всех. Так же определимся с типом системного программного обеспечения, здесь мы будем ориентироваться на программные продукты фирмы Microsoft. В частности на операционную систему Windows 7. А к прикладному программному обеспечению будем предъявлять не слишком большие требования, обычные для большинства офисных машин.

Спецификация на выбранный тип рабочей станции:

системный блок:

HP 6200 Pro SFF Pentium G620, 2GB PC3−10 600, 500GB SATA HDD, DVD+ / -RW, Win7Pro 32bit Цена: 18 281 руб.

монитор:

P TFT LA2006x WLED

HP TFT LA2006x WLED LCD Monitor 20″ (250cd / m, 1000:1, 5ms, 170° / 160°, VGA, DVI-D, DisplayPort, HDCP support, USB, 1600×900, LED backlight, port. orientation) Цена: 7 206 руб.

Мышь и клавиатура:

HP DD440B HP PS / 2 2-Button Optical Scroll Mouse (Carbonite / Silver) (new, replaceace DD440B) цена: 640 руб.

Клавиатура HP SKR/E-527A HP PS / 2 2004 Standard Keyboard (вместо DC167B) цена: 640 руб.

Принтер лазерный для персонального пользования:

HP DeskJet 2000 J210a (A4, 20 стр/мин, USB2.0)

Цена: 1561 руб.

Принтер лазерный для обслуживания нескольких пользователей:

HP LaserJet Pro P1566 (A4, 1200dpi, 22ppm, 8Mb, 2 trays 250+10, USB, Cartridge 1000pages in box, replace CB412A) Цена: 5 372 руб.

Для подключения принтера к локальнойсети напрямую желательно использовать специальные устройства принт-серверы:

HP JetDirect 620n Internal Print Server RJ-45 for 10/100Base-TX

Цена: 10 500 руб.

3.4.3 Коммуникационное оборудование Для объединения компьютеров в сеть внутри зданий, а также их присоединения к общей сети предприятия будем использовать коммутаторы (устройства с функциями концентраторов, дополнительно выполняющие соединение между станцией-источником и станцией-приемником для увеличения эффективной пропускной способности сети). Таким образом, сеть разбивается на отдельные логические сегменты. Так как в дальнейшем число рабочих мест может возрасти, что неизбежно приведет к увеличению трафика внутри здания, разбиение сети на отдельные логические сегменты принесет ощутимый рост скорости обмена информацией в сети.

Воспользуемся продуктом фирмы D-Link среди линейки коммутаторов, обратим внимание на модель D-Link Switch 24port (24UTP 10/100Mbps + 2Combo 1000BASE-T/SFP) она представляет из себя 24 портовый коммутатор с 2-мя SFP портами для соединения с оптиковолоконной сетью. Наличие 24 портов дает нам большой потенциал для развития сети.

Рисунок 5. D-Link .

Спецификация на коммуникационное оборудование:

D-Link Switch 24port (24UTP 10/100Mbps + 2Combo 1000BASE-T/SFP)

Цена: 1300 руб

3.4.4 Оборудование для связи между корпусами

3.4.4.1 Вариант использования ADSL технологии Так как, нами был выбрана технология ADSL, то для организации линии связи нам потребуются ADSL модемы с обоих концов линии.

Со стороны сервера нам надо использовать модемные концентратор ADSL т.к. нам необходимо создать связь с 4 зданиями. Концентратор доступа D-Link ADSL, AnnexA, USB External Modem содержит в себе 8 ADSL модемов и также сменный интерфейс Backbone, к которому подключается модуль для связи с сетью Fast Ethernet. Этот концентратор обеспечивает скорость до 12Мбит/с от себя и до 1Мбит/с обратно на каждый модем, на расстоянии до 10 км. Его установим в серверную стойку в главном административном корпусе.

Рисунок 6. D-Link ADSL, AnnexA, USB External Modem

В остальных корпусах используем обычные ADSL модемы той же фирмы D-Link ADSL2/2+ Ethernet Router (1UTP, USB, 10/100Mbps).

Рисунок 7. D-Link

Средой связи ADSL модемов является специализированный кабель витой пары также можно использовать и обычный UTP кабель. Т.к. предполагается прокладка кабеля по улице то используем кабель для внешней прокладки.

Спецификация на ADSL оборудование:

Модемные концентратор доступа: D-Link ADSL, AnnexA, USB External Modem

Цена: 40 000 руб.

ADSL модем: D-Link ADSL2/2+ Ethernet Router (1UTP, USB, 10/100Mbps)

Цена: 4500 руб.

Кабель Кабель Nexans UTP, 4 пары, кат 5e, PVC, 305 м для внешней прокладки Цена: 4600 руб.

3.4.4.2 Вариант использования радиоканала В последнее время объединение территориально-распределенных компьютеров в единую радиосеть с целью решения коммерческих задач стало не только технически целесообразным, но и экономически выгодным. Всплеск спроса на сетевое радиооборудование — это не временное явление, поскольку современные хозяйственные механизмы нуждаются в эффективной и мобильной связи для большого числа пользователей, а эту возможность предоставляет только радио.

Обширная номенклатура радиооборудования, предлагаемого различными компаниями, может быть разделена на следующие категории.

Компактные радиорелейные системы с пропускной способностью 2−20 Мбит/с. Дальность связи более 100 км обеспечивается за счет сегментирования линии по 15−30 км. Полный комплект оборудования для одного сегмента стоит не менее 900 тыс. руб.

Радиомодемы производительностью 0,1−2 Мбит/с используются для быстрого построения персональных линий связи длиной до 100 км. Могут применяться в режиме радиорелейных линий. Пара модемов и сопутствующее оборудование стоят около 300−600 тыс. руб.

Сетевое радиооборудование предназначено для беспроводного объединения множества пользователей, которые распределены на площади до 1 км², в общую сеть, подобную кабельной. Это оборудование также позволяет объединять ЛС, разнесенные на расстояния до 15 км. Пропускная способность — до 10 Мбит/с. Стоимость пары мостов, необходимых для связи двух сетей, составляет приблизительно 150 тыс. руб.

Конструктивное исполнение радиомоста может сильно меняться в зависимости от предполагаемой конфигурации сети. Так, мосты, предназначенные для внутриофисной связи, чаще всего размещаются в одном корпусе с плоской антенной и питаются от компьютера. Оборудование для линий связи, прокладываемых на большие расстояния, выполняется в отдельном корпусе с собственным источником питания и предполагает применение направленных антенн, размещаемых на наружных радиомачтах.

Все корпуса больничного городка находятся в зоне прямой видимости. Для организации радиоканалов между зданиями будем использовать оборудование фирмы Nexus, хорошо зарекомендовавшей себя в России. В частности радиомосты серии airClient Nexus PRO TOTAL, работающее в диапазоне 5,1−5,8 Ггц который обеспечивает передачу данных со скоростью до 54Мбит/с на расстояния до десятков километров при использовании узконаправленных антенн и специальных усилителей. Также нам потребуются антенны для закрепления их на крышах зданий. Для главного административного корпуса мы используем всенаправленную антенну, т.к. именно с этим корпусом будут связанны радиоканалами все остальные корпуса. А на остальные корпуса мы установим секторные антенны, направленные на антенну главного корпуса. Радиомосты состоят из 2-х блоков: внешнего и внутреннего. Внутренний ставится в непосредственной близости от коммутатора и соединяется с внешним блоком витой парой внешнего исполнения. Внешний же блок ставится на антенной мачте и соединяется с антенной ВЧ кабелем. Длина кабеля минимальна, стандартно внешние блоки стоят в непосредственной близости от антенны и соединяются с ней кабелем длинной 1 м.

Спецификация оборудования:

Оборудование airClient Nexus PRO TOTAL — это всепогодные двухдиапазонные абонентские устройства, предназначенные для работы с точками доступа в диапазоне 2.4 ГГц или 5.1−5.8 ГГц. Построенное на проверенной и отлично себя зарекомендовавшей платформе Nexus, оборудование airClient Nexus PRO TOTAL обеспечивает эффективную скорость передачи данных до 6-ти Мбит/с и дальность связи до 16-ти км от базовой станции. Используемые надежные технологии защиты передаваемой информации полностью удовлетворяют самым высоким запросам. Эффективные механизмы QoS делают устройства airClient Nexus PRO TOTAL идеальным решением для применения в качестве стационарного клиентского оборудования.

Рисунок 8. airClient Nexus PRO TOTAL

Цена:13 500 руб.

3.4.4.3 Вариант использования линии оптоволоконной связи Для объединения сетей корпусов с сетью главного корпуса, где будет располагаться главный сервер, используется многомодовый волоконно-оптический кабель уличного исполнения, содержащий четыре жилы. Для создания одного канала необходимо две жилы (RX-прием, TX-передача). Проложить кабель можно под землей или использовать так называемую «воздушку». У коммутаторов ближайших корпусов жилы, предназначенные для соединения с этим корпусом, разрываются, и подключаются к коммутатору через специальный порт оптиковолоконного трансивера 100FX, а 2 другие жилы оставляем целыми. Далее кабель идет к следующему зданию. Если на коммутаторе нет такого порта, то можно использовать специальные оптические конверторы, которые преобразуют сигнал из 10/100Base-TX в 100Base-FX. Стоимость таких устройств порядка 2800 руб.

Использование четырехжильного кабеля позволит нам создать до двух параллельных каналов на одном отрезке кабеля. Также корпуса можно соединить и последовательно на одном отрезке кабеля.

Используя продукты фирмы D-Link имеем возможность подключить к коммутатор D-Link Switch 24port до двух кабелей с типом разъема SFP, для соединения с оптиковолоконной сетью. Оптоволоконный кабель оконцовывается коннекторами типа LS.

3.5 Выбор шкафа Настенные 19 дюймовые телекоммуникационные шкафы предназначены для монтажа и установки серверного и сетевого оборудования в помещениях, где необходимо ограничить доступ посторонних к аппаратуре. Шкафы измеряются в юнитах (U), которые соответствуют размеру стандартной единицы телекоммуникационного оборудования.

Рисунок 11. Разборный шкаф 19, 9U (ШхГхВ) 600×350×500, Compact

Цена: 4861.00 руб.

Рисунок12.Модуль вентиляторный на крышу, Air Power

Цена: 5377 руб.

Рисунок.13Кабельный органайзер, 1U, 19 дюймов, с крышкой (метал) Цена:300 руб.

Рисунок14.Патч-панель 19, дюймов, 24 порта RJ-45, кат 5e, Dual IDC

Цена:782 руб.

Рисунок15. Ippon Back Power Pro 600

Цена:2000 руб.

4. Разработка схем кабельной разводки и размещения рабочих станций и серверов в помещениях СКС должна быть выполнена в соответствии с международным стандартом ISO/IEC 11 801 на кабельные системы и состоять из горизонтальной подсистемы:

Горизонтальная подсистема должна быть организована на основе 4-парного медного кабеля неэкранированная витая пара категории 5е (проводка для ЛВС и телефонной системы).

Кабель должен прокладываться: по коридорам — в металлических лотках за фальшпотолком; внутри комнат — в декоративном пластиковом коробе сечением 200×100 мм.

На рабочем месте необходимо установить информационную розетку с двумя модулями RJ45 для подключения компьютера, телефонного аппарата, факсимильного аппарата или модема, две силовые розетки, подключенные к сети гарантированного электроснабжения и одну силовую розетку, подключенная к сети бытового электроснабжения.

Коммутационное оборудование должно устанавливаться в 19-дюймовые монтажные шкафы глубиной не менее 60 см.

Полный расчет сделаем на примере 1го административного здания. Высота этажа здания составляет 3.5 м, общая толщина перекрытий равна 50 см. На этаже использована однотипная коридорная планировка рабочих помещений, которые имеют одинаковые размеры 8×6 м. Коридор шириной 2 метра проходит по всей длине продольной оси этажа.

В коридоре и всех помещениях имеется подвесной потолок с высотой свободного пространства 35 см. Стены помещений изготовлены из обычного кирпича и покрыты штукатуркой, толщина которой составляет 1 см. Каких-либо дополнительных каналов в полу и стенах, которые могут быть использованы для прокладки кабелей, строительным проектом здания не предусмотрено. Техническое помещение, выделенное под кроссовую и аппаратную. Кроссы, УАТС, сервер и центральное оборудование ЛВС будут размещены в помещении серверной, то есть используется принцип одноточечного администрирования.

Создаваемая СКС должна обеспечить функционирование ЛВС и телефонной сети, то есть на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с двумя розеточными модулями. Внутренняя сеть телефонизации и внутренняя компьютерная сеть проектируется как единое целое, как часть СКС.

На этаже, согласно плану имеется 11 помещений площадью по 48 м², то есть общая рабочая площадь равна 528 м². Общее число рабочих мест, определяется из расчета 4,3 м² на одно рабочее место — итого 123 возможных рабочих мест (соответственно 123 блоков розеток). В каждом помещении согласно указанной выше норме монтируется по 12 розеточных блоков. Два розеточных блока монтируются в коридоре. Обычно в проект закладывают большую цифру, которая получается расчетом из общей площади этажа. Дополнительные розетки устанавливаются в коридоре, техническом помещении и в некоторых рабочих помещениях и используются, например, для подключения активных сетевых устройств коллективного пользования типа принтеров и факсов, телефонных постов охраны и т. д.

Для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы вдоль коридора за подвесным потолком устанавливаются лотки. Расстояние от верхней кромки лотка до капитального потолка равно 25 см. Серверная располагается в центре этажа, и поэтому на каждую половину лотка укладываются кабели, обслуживающие 264 м² рабочей площади. Площадь поперечного сечения лотка с учетом наличия на каждом рабочем месте двух розеток вычисляется по формуле Sсеч. лотка=650*((Sэтажа/2) / 10)* 2/3 и соответственно составляет 650*(264 / 10)* 2/3= 9800 мм. Такой площадью обладает стандартный кабельный лоток размером 200×100 мм. По мере удаления от серверной могут быть использованы лотки меньшего сечения.

В рабочих помещениях прокладка кабеля будет выполняться в декоративных коробах (располагаются на высоте 1 м. от пола). Для перехода от лотков к коробам в стенках рабочих помещений сверлятся отверстия, в которые устанавливаются закладные трубы. Согласно приведенным выше расчетам, в каждой комнате устанавливается по 12 блоков розеток — по четыре с двух сторон и по три с одной.

Горизонтальная подсистема СКС строится на основе неэкранированных 4-х парных кабелей UTP категории 5e, проложенных по два к каждому блоку розеток. Все кабельное и кроссовое оборудование, применяемое в проекте, удовлетворяет требованиям категории 5e международного стандарта EIA/TIA-568A, а также требованиям Underwriters Laboratories (UL) США по электробезопасности и техническим характеристикам.

Требуемая среднее длина кабеля (Lcp) рассчитывается с использованием эмпирической формулы, исходя из предположения, что рабочие места распределены по обслуживаемой площади равномерно:

Lcp =(Lmax+Lmin)/2

где Lmin и Lmax — соответственно длины кабельной трассы от точки размещения кроссового оборудования до информационного разъема самого близкого и самого далекого рабочего места, посчитанные с учетом технологии прокладки кабеля, всех спусков, подъемов, поворотов и особенностей здания. При определении длины трасс необходимо добавить технологический запас величиной 10% от Lcp и запас Х для процедур разводки кабеля в распределительном узле и информационном разъеме; так что длина трасс L составит:

L= (1,1*Lcp+X)*N, где N — количество розеток.

Рассчитаем необходимое количество кабеля. Дробные значения округляем до целых.

Для 1-го административного здания Lmin и Lmax равны соответственно 30 и 40 метров.

Lcp = (30+40)/2 = 35 м.

L = (1,1*35+2)*123= 4982 метров кабеля.

Для 2-го административного здания Lmin и Lmax равны соответственно 20 и 30 метров.

Lcp = (20+30)/2 = 25 м.

L = (1,1*25+2)*123= 3629 метров кабеля.

Для 1-го, 2-го Lmin и Lmax равны соответственно 10 и 30 метров.

Lcp = (10+30)/2 = 20 м.

L = (1,1*20+2)*123= 2952 метров кабеля.

В проектируемой ЛВС количество модулей информационных розеток, которые предполагается использовать для обеспечения функционирования телефонной системы, совпадает с количеством розеточных модулей для подключения ЛВС.

Рисунок 16.1-й административный корпус. схема разводки кабелей по помещениям.

оборудование корпуса:

1 сервер

10 рабочих станций

2 коммутатора, объединенных в стек по средствам высокоскоростного интерфейса

2 принтера

120 розеток RJ-45

расчетная длина кабеля 4982 м

Рисунок 17. 2-й административный корпус. Схема разводки кабелей по помещениям.

оборудование корпуса:

1 сервер

4 рабочих станций

1 коммутатор

2 принтера

48 розеток RJ-45

расчетная длина кабеля 3629 м

Рисунок 18. схема разводки кабелей по помещениям. 1-й и 2-й корпуса отделений.

В данной работе основное количество компьютеров размещено в 2-х административных корпусах, и с этими корпусами связана основная нагрузка на сеть. В остальных двух корпусах компьютеризированные рабочие места необходимы очень малому количеству сотрудников, но есть возможность нарастить пользовательскую базу и в этих корпусах, т.к. сеть спроектирована с большим запасом на развитие компьютерной инфраструктуры.

На приведенных выше схемах разводки кабелей по помещениям линиями схематично обозначены проложенные UTP кабели 5-й категории, причем каждый кабель начинается в серверной (подключен к коммутатору), а заканчивается розеткой RJ-45. В эти розетки и подключаются рабочие станции. Так же в эти розетки включаются специальные устройства принт-серверы,

Условные обозначения, приведенные на схемах:

5.Разработка связей между корпусами

5.1 ADSL

Первая технология, которую мы рассматривали соединения в сеть зданий, это использование ADSL модемов. ADSL технология подразумевает под собой прокладку кабеля между корпусами. Используем 4-парный UTP кабель 5е категории, внешнего исполнения. Его можно проложить либо используя подземные кабельные коммуникации, либо путем подвеса между опорами. На приведенной ниже схеме обозначены все 3 отрезка кабелей, которые мы будем использовать для обеспечения связи. Там же даны скорости передачи информации в обе стороны и указанна примерная длина кабеля. Длина указанна с тем расчетом, что кабель к зданиям 1го, 2го отделения будет прокладываться напрямик.

Рисунок 19. ADSL связи между корпусами Отрезки кабеля соединяют ADSL концентратор D-Link ADSL со стороны здания 1го административного и ADSL модемы D-Link ADSL2/2+ Ethernet Router со стороны остальных зданий. Скорость потока данных от концентратора равна 12 Мбит/с, а скорость к нему 1Мбит/с. Общая протяженность кабеля 600 м, учитывая, что этот кабель находится в продаже в бухтах по 305 метров, то нужно приобрести 2 бухты и тогда общая длинна кабеля будет 610 м. Все ADSL оборудование включается непосредственно в коммуникатор через разъем под коннектор RJ-45.

5.2Radio

Для организации радиоканалов между зданиями в первую очередь надо правильно разместить антенны. Все направленную антенну лучше всего разместить на крыше здания и ориентировать ее так чтоб в ее зоне видимости оказались все другие антенны. На других корпусах секторные антенны можно разместить либо на крышах, либо на стенах, главное чтобы они были ориентированы на антенну 1-го административного корпуса. Специальным кабелем антенна соединяется с радиомостом airClient Nexus PRO TOTAL. От радиомоста до маршрутизатора протягивается обычный патч-корд, который и соединяет сеть корпуса с внешним миром.

Радиомосты серии airClient Nexus PRO TOTAL, работающее в диапазоне 5,1−5,8 Ггц, обеспечивают передачу данных со скоростью до 54Мбит/с на расстояния до десятков километров при использовании узконаправленных антенн и специальных усилителей. Т.к. у нас все расстояния не превышают километра, то никакое дополнительное оборудование, кроме радиомоста и антенн не нужно. На следующей странице приведена схема организации радиоканалов.

Рисунок 20. Radio связи между корпусами

5.3Оптоволокно Для создания оптоволоконной связи нам нужно оснастить наши коммутаторы D-Link Switch модулями расширения, которые представляют собой трансиверы стандарта 1000BASE-SX с разъемами SFP, для соединения с оптико-волоконной сетью. Наличие 24 коммутируемых портов полностью обеспечивает работу сети внутри здания, наличие в слотах расширения до 2-х полностью обеспечивает нам возможность соединения корпусов посредствам волоконно-оптического кабеля (ВОК).

Для объединения сетей корпусов с сетью главного административного корпуса, используется многомодовый волоконно-оптический кабель уличного исполнения, содержащий четыре жилы. Такое количество жил обусловлено тем, что для создания одного канала необходимо две жилы (RX-прием, TX-передача). Наличие четырех жил в кабеле позволит нам создать два физических канала. Проложить кабель можно под землей или использовать так называемую «воздушку». В месте подхода кабеля в здание 2 жилы перерубаются и отводятся на коммутатор, а две другие остаются целыми, и идут к коммутатору в следующем здании в цепочке.

Всего понадобилось 2 отрезка кабеля:

Первый отрезок, длиной около 200 м соединяет последовательно 1-й административный корпус со 2-ым административным корпусом, где жилы подключаются к трансиверу коммутатора.

Второй отрезок, длиной около 1200 м соединяет последовательно 1-й административный корпус с 1-ым отделением (где перерубаются 2 жилы и сигнал отводится на трансивер), а затем идет во 2-й корпус (где перерубаются 2 жилы, которые уже были перерублены в 1-м корпусе, и сигнал с них отводится на трансивер коммутатора).

Рисунок 21. Схема разводки кабелей ВОК по зданиям.

Логическая схема соединений корпусов приведена на следующем ниже рисунке.

Рисунок 17. Логическая схема соединений корпусов .

Как видим из схемы, 1-й коммуникатор 1-го административного корпуса соединен 2-мя оптоволоконными каналами с 2-м административным и 1-м отделением.

Коммуникаторы 1-го административного корпуса через высокоскоростной интерфейс объединены в стек. Если нет в наличии специального интерфейсного кабеля, по объединение можно провести обычным сетевым кабелем (патч-кордом) через специальный вход uplink.

Приведем схему топологии всех трех вариантов:

Рисунок 22. Топология сетевых подключений.

Как видно из приведенных выше схем внутри всех зданий топология сети «звезда». В 3-х технологиях топология соединений зданий так же «звезда».

6. Конфигурирование сети и безопасность

6.1 Выбор ОС Устанавливаемая на компьютерах ОС должна естественно уметь работать с сетями Ethernet. Кроме того, важен дружественный интерфейс т.к. ни один из врачей, продавцов или мастеров не станет бороться с компьютером. Важен высокий уровень защищённости информации, т.к. доступ кого-то постороннего к конфиденциальной медицинской или бухгалтерской информации может привести к неприятным последствиям. ОС не должна мешать работе с БД.

Ввиду отсутствия нужного для работы больничного городка и документооборота прикладного программного обеспечения под ОС UNIX и повышенных требований к компьютерной образованности от этой системы, остановим свой выбор на продуктах семейства ОС Microsoft Windows. Сервера нашей сети будут работать под управлением сетевой операционной системы Microsoft Windows 2008 Server. А клиентские машины под управлением операционной Microsoft Windows 7.