Дипломная работа: Совершенствование существующей локальной вычислительной сети Солнечногорского филиала Современной Гуманитарной Академии
Дипломная работа: Совершенствование существующей локальной вычислительной сети Солнечногорского филиала Современной Гуманитарной Академии
Введение
Сегодня, для эффективного решения ряда производственных и иных задач, уже не достаточно просто иметь большой парк компьютеров, необходимо создавать на их базе целостную структуру, обеспечивающую взаимодействие вычислительных систем, и их отдельных компонентов. Организации всего мира, от крупнейших корпораций до небольших компаний, постоянно развивают и совершенствуют свои вычислительные сети, внедряют новые достижения в области информационных технологий в производственные и иные процессы.
Системы поддержки принятия решений, системы документооборота, системы управления базами данных – все это технологии на порядок увеличивающие эффективность работы любой организации, однако все они практически бесполезны, если вычислительные ресурсы компании не объединены в единую офисную сеть. Именно поэтому ежегодно на развитие корпоративных сетей и систем связи во всем мире выделяются колоссальные деньги.
Целью данной дипломной работы является совершенствование существующей локальной вычислительной сети Солнечногорского филиала Современной Гуманитарной Академии.
Солнечногорский филиал Негосударственного Образовательного Учреждения Современный Гуманитарный Институт существует на рынке образовательных учреждений более шести лет и занимается обучением и подготовкой бакалавров с применением технологий «дистанционного обучения».
Трудно переоценить значимость информационных технологий и для таких областей как наука и образование. Сегодня компьютер является уже не предметом изучения, а средством, способствующим учебному процессу.
Последнее время стали активно развиваться такие проекты как «дистанционное обучение». «Дистанционное обучение» предполагает наличие множество электронных библиотек, банков данных, специализированных электронных учебников. Офисные сети позволяют совместно использовать имеющиеся вычислительные мощности для распределенного решения сложных задач.
Локально вычислительная сеть Солнечногорского филиала имеет одноранговый тип и охватывает сервисную ремонтную службу два компьютерных класса под управлением Windows 98 SE.
Совершенствование образовательных программ, проведение всех видов учебных занятий с применением компьютерных технологий существующая локальная сеть не может удовлетворить качественно учебному процессу. В связи с этим тема данной работы является актуальной для более эффективного обеспечения учебного процесса в Солнечногорском филиале. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выбор и обоснование типа сети позволяющего более эффективно реализовать учебный процесс.
2. Выбор сетевой архитектуры для компьютерной сети, топология, метод доступа, тип кабельной системы;
3. Конфигурация сетевого оборудования – количество серверов, концентраторов, сетевых принтеров;
4. Выбор операционной системы;
5. Переход на доменную систему администрирования сети;
6. Обеспечение безопасности сети;
Реализация предложенной работы необходима для обеспечения учебного процесса в Солнечногорском филиале по учебным и нормативным стандартам базового ВУЗа Современной Гуманитарной Академии. В локальную сеть предложено включить все административные отделы филиала. Это позволит сократить бумажный документооборот внутри института, повысить производительность труда, сократить время на обработку и передачу информации. Как следствие, образуются дополнительные временные ресурсы для реализации новых учебных проектов.
Для учебного заведения крайне необходимо внедрение данного проекта с подключением к сети Internet, что дает оперативное получение руководящих документов из базового ВУЗа для директора филиала и так же обеспечивает учебный процесс в системе IP-helping. Суть системы IP-helping заключается в том, что студент отправляет через сеть Internet возникший вопрос в процессе изучения дисциплины преподавателю в базовый ВУЗ и получает ответ через пару дней.
При объединение компьютеров в локальную сеть появляются новые трудности. Ввиду того, что учебное заведение работает с закрытой информацией, доступ к которой посторонним лицам строго запрещен, то возникает проблема защиты информации в локальной вычислительной сети.
Офисная сеть должна быть реализована таким образом, чтобы обеспечить надлежащую степень защищенности данных и от этого не должно страдать удобство пользователей и администраторов сети.
В качестве основного средства учета студенческой документации в ВУЗе используется база данных «ЛУЧ», прекрасно зарекомендовавшие себя по всем характеристикам. Программа поддерживается операционной системой Windows 2000 и прекрасно работает в локальной сети. Так же в Солнечногорском филиале используются сетевые обучающие программы: Электронная библиотека, Цифровая библиотека, Лабораторные компьютерные занятия, Обучающие программы по Delphi и Java, Слайд-Лекции и многое другое.
1. Обзор существующих принципов построения сетей
1.1 Понятие локальной вычислительной сети
Локальная сеть (Local Area Network – LAN) позволяет совместно использовать файлы, приложения, программное обеспечение типа клиент / сервер, пересылать электронную почту, разделять (выделять для совместного использования) принтеры, дисковое пространство, модемы, факсы, накопители CD-ROM, т.е. объединять разрозненные компьютеры в работоспособный «коллектив». [32]
Существует множество способов построения локальных сетей. Самый простой – соединение двух компьютеров через их параллельные или последовательные порты. Однако под термином сеть подразумевается нечто иное, чем кабельное соединение.
В большинстве случаев компьютеры соединяются в сеть с помощью сетевого адаптера, который представляет собой отдельную плату, помещаемую в разъем системной платы. Иногда сетевой адаптер интегрирован в системную плату. Все сетевые адаптеры компьютеров соединены кабелем. [25]
Для построения сети необходимы следующие элементы:
■ физическое соединение компьютеров;
■ общий набор правил соединения, называемый протоколом;
■ программное обеспечение, с помощью которого можно распределять ресурсы между другими компьютерами, называемое сетевой операционной системой;
■ совместно используемые ресурсы, такие как принтеры, жесткие диски;
■ программное обеспечение, с помощью которого можно получить доступ к совместно используемым ресурсам, называемое клиентским.
1.2 Классификация локальных сетей по топологии
Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей, не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по своему собственному пути. [22]
Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится нечасто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках, наверное, надо всем.
Существует три основных топологии сети:
Шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Сетевая топология «шина»
При использовании топологии «звезда», каждый компьютер подключается к специальному концентратору (хабу). Преимуществом этой топологии является ее устойчивость к повреждениям кабеля – при обрыве перестает работать только один из узлов сети и поиск повреждения значительно упрощается. Недостатком является более высокая стоимость (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Сетевая топология «звезда»
Кольцо (ring), при которой каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута в «кольцо» (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Сетевая топология «кольцо»
Иерархическая – каждое устройство обеспечивает непосредственное управление устройствами, находящимися ниже в иерархии (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Иерархическая сетевая топология
1.3 Два типа сетей
Существует два основных типа локальных сетей, основанных на схеме соединения компьютеров, – клиент / сервер и одноранговая (peer – to – peer – равный-с-равным) сеть.
В одноранговой сети каждый компьютер может соединиться с любым другим компьютером, к которому он подключен (рис. 1.6). Фактически, каждый компьютер может работать и как клиент, и как сервер.
Для небольшой группы пользователей подобные сети легко обеспечивают разделение данных и периферийных устройств. Вместе с тем, поскольку администрирование в одноранговых сетях нецентрализованное, обеспечить развитую защиту данных трудно. [15]
Сети на основе сервера наиболее эффективны только в том случае, когда совместно используется огромное количество ресурсов и данных. Администратор может управлять защитой данных, наблюдая за функционированием сети. В таких сетях может быть один или несколько серверов, в зависимости от объема сетевого трафика, количества периферийных устройств и т.п. Например, в одной сети могут присутствовать принт-сервер, коммуникационный сервер и сервер баз данных. [16] Сервер предназначен для предоставления своих ресурсов всем клиентским компьютерам в сети. Чаще всего сервер расположен в отдельной охраняемой комнате, поскольку именно на нем хранится наиболее важная информация. Остальные компьютеры сети выступают в роли клиентов.
В компьютере, представляющем сервер, установлено больше оперативной памяти, более емкий жесткий диск, более быстрый процессор, чем в клиентском компьютере. Такое требование к ресурсам обусловлено тем, что сервер должен одновременно обрабатывать запросы от нескольких клиентов. На сервере устанавливается специальная сетевая операционная система например Windows NT Server или Windows 2000 Server. Чаще всего сервер предназначен для выполнения определенных задач, например файловый сервер, сервер печати, почтовый сервер и т.д.
Рис. 1.5. Компоненты сети клиент / сервер
Рис. 1.6. Логическая архитектура типичной одноранговой сети
Компьютер – клиент – это обычный персональные компьютеры с установленной операционной системой Windows, который соединяется с сервером, или с другими компьютерами локальной сети.
Существуют также и комбинированные сети, объединяющие свойства обоих типов сетей. Такие сети довольно популярны, хотя для эффективной работы они требуют более тщательного планирования, в связи с этим и подготовка пользователей должна быть выше. [11]
Таблица 1. Характеристика двух основных типов сетей
| Параметры | Одноранговые сети | Сети на основе сервера |
| Размер | Не более 10 компьютеров | Ограничены аппаратным обеспечением сервера и сети |
| Защита | Вопросы защиты решаются каждым пользователем самостоятельно | Широкая комплексная защита ресурсов и пользователей |
| Администрирование | Вопросы администрирования своего компьютера занимается каждый пользователь. Нет необходимости в отдельном администраторе | Администрирование осуществляется централизованно. Необходим хотя бы один администратор с соответствующим уровнем знаний |
1.4 Сетевые архитектуры
1.4.1 Сетевая архитектура Ethernet
Днем рождения Ethernet можно считать 22 мая 1973 г., когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) и Дэвид Боггс (David Boggs) опубликовали докладную записку, в которой описывалась экспериментальная сеть, построенная ими в Исследовательском центре фирмы Xerox в Пало-Альто. При рождении сеть получила имя Ethernet, базировалась на толстом коаксиальном кабеле и обеспечивала скорость передачи данных 2,94 Мбит/с.
Ключевой фигурой в судьбе Ethernet становится Роберт Меткалф, который в 1979 г. для воплощения своих идей в жизнь создает собственную компанию 3Com, одновременно начиная работать консультантом в Digital Equipment Corporation (DEC). В DEC Меткалф получает задание на разработку сети, спецификации на которую не затрагивали бы патентов Xerox. Создается совместный проект Digital, Intel и Xerox, известный под названием DIX. Задачей консорциума DIX был перевод Ethernet из лабораторно-экспериментального состояния в технологию для построения новых систем, работающих с немалой на то время скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Таким образом, Ethernet превращался из разработки Xerox в открытую и доступную всем технологию, что оказалось решающим в становлении его как мирового сетевого стандарта. [18]
В феврале 1980 г. результаты деятельности DIX были представлены в IEEE, где вскоре была сформирована группа 802 для работы над проектом. Ethernet закреплял свои позиции в качестве стандарта. Для успешного внедрения технологии важное значение сыграли дальнейшие шаги «родителей» Ethernet по взаимодействию с другими производителями чипов и аппаратного обеспечения – так, например, группа разработчиков Digital представила чип Ethernet и исходные тексты его программного обеспечения компаниям Advanced Micro Devices (AMD) и Mostek. В результате возможность производить совместимые чипсеты Ethernet получили и другие компании, что сказалось на качестве «железа» и снижении его стоимости. В марте 1981 г. 3Com представила 10 Мбит/с Ethernet-трансивер, а в сентябре 1982 г. – первый Ethernet-адаптер для ПК.
