Какие спецификации входят в состав проекта компьютерной сети

Обновлено: 02.07.2024

Крупные компании имеют в обороте большой объем данных разного характера:

текстовые файлы;
графические;
изображения;
таблицы;
схемы.

Для руководства важно, чтобы вся информация имела удобный формат, легко конвертировалась и передавалась на любом носителе в нужные руки. Но бумажные документы давно начали сменяться оцифрованными, так как компьютер может содержать множество данных, с которыми намного удобнее работать с помощью автоматизации процессов. Также этому способствует перемещение сведений, отчетов и договоров партнерам или проверяющим компаниям без длительных переездов.

Так появилась необходимость повсеместного снабжения отделов фирм электронно-вычислительными устройствами. Вместе с этим встал вопрос о соединении этих приборов в единый комплекс для защиты, сохранности и удобства перемещения файлов.

В этой статье мы расскажем, как облегчить проектирование локальной вычислительной (компьютерной) сети на предприятии.

Что такое ЛВС, ее функции

Это связующее подключение ряда компьютеров в одно замкнутое пространство. Часто такой метод используется в крупных компаниях, на производстве. Также можно самостоятельно создать небольшую связь из 2 – 3 приборов даже в домашних условиях. Чем больше включений в структуру, тем она становится сложнее.

Виды составления сетей

Бывает два типа подключения, они различаются по сложности и наличию руководящего, центрального звена:

Равнозначные, они же одноранговые, характеризуются схожестью по техническим характеристикам. На них идет одинаковое распределение функций – каждый пользователь может получить доступ во все общие документы, совершить одинаковые операции. Такая схема легка в управлении, для ее создания не требуется множественных усилий. Минусом является ее ограниченность – не более 10 членов может вступить в этот круг, в ином случае нарушается общая эффективность работы, скорость.

Серверное проектирование локальной сети компании более трудоемкое, однако, у такой системы выше уровень защиты информации, а также есть четкое распределение обязанностей внутри паутины. Самый лучший по техническим характеристикам (мощный, надежный, с большей оперативной памятью) компьютер назначается сервером. Это центр всей ЛВС, здесь хранятся все данные, с этой же точки можно открывать или прекращать доступ к документам другим пользователям.

Стандартная локальная сеть в её нынешнем (усреднённо) виде окончательно сформировалась много лет назад, на чём её развитие и остановилось.

С одной стороны, лучшее – враг хорошего, с другой – стагнация тоже не слишком хорошо. Тем более, что при ближайшем рассмотрении современная офисная сеть, позволяющая выполнять почти все задачи обычного офиса, может быть построена дешевле и быстрее, чем это принято считать, а ее архитектура при этом станет проще и масштабируемее. Не верите? А давайте попробуем разобраться. И начнём с того, что считается правильной прокладкой сети.

Что такое СКС?

Любая структурированная кабельная система (СКС) как конечный элемент инженерной инфраструктуры реализуется в несколько этапов:

проектирование;
собственно, монтаж кабельной инфраструктуры;
монтаж точек доступа;
монтаж точек коммутации;
пусконаладочные работы.

Проектирование

Кабельная инфраструктура

На данном этапе прокладываются все кабельные магистрали, обеспечивающие передачу данных по локальной сети. Километры медного кабеля симметричной парной скрутки. Сотни килограммов меди. Необходимость монтажа кабельных коробов и лотков – без них строительство структурированной кабельной системы невозможно.

Точки доступа

Для обеспечения рабочих мест выходом в сеть, закладываются точки доступа. Руководствуясь принципом избыточности (один из важнейших при строительстве СКС), такие точки закладываются в количестве, превышающем минимально необходимое количество. По аналогии с электрической сетью: чем больше розеток — тем более гибко можно использовать пространство, на территории которого расположена такая сеть.

Точки коммутации, ПНР

Далее монтируются основные и, как вариант исполнения, промежуточные точки коммутации. Размещаются стойки/телеком-шкафы, маркируются кабели и порты, происходит подключение внутри точек консолидации и в кроссовом узле. Составляется журнал коммутации, который в дальнейшем актуализируется на протяжении всего срока жизни кабельной системы.

Когда все этапы монтажа завершены, производится тестирования всей системы. Кабели подключаются к активному сетевому оборудованию, поднимается сеть. Проверяется соответствие заявленной для данной СКС частотной полосы пропускания (скорости передачи), прозваниваются запроектированные точки доступа и проверяются все прочие, важные для работы СКС, параметры. Все выявленные недостатки устраняются. Только после этого, сеть передаётся заказчику.

Физическая среда для передачи информации готова. А что дальше?

Что «живёт» в СКС?

Раньше по кабельной инфраструктуре локальной сети передавались данные самых разных систем, замкнутые на свои технологии и протоколы. Но зоопарк технологий давно помножен на ноль. И сейчас в «локалке» остался, пожалуй, только Ethernet. Телефония, видео с камер наблюдения, пожарная сигнализация, охранные системы, данные счётчиков ресурсов коммунальных услуг, СКУД и «умный домофон», в конце концов – всё это теперь идёт поверх Ethernet.

«Умный» домофон, СКУД и устройство удалённого контроля SNR-ERD-PROject-2

Оптимизируем инфраструктуру

И возникает вопрос: при непрерывном развитии технологий, все ли части традиционной СКС нам по-прежнему нужны?

Коммутация аппаратная и программная

Пора признать очевидную, в общем-то, вещь: аппаратная коммутация на уровне кроссов и патчкордов изжила себя. Все давно делается VLAN-портами, и админы, перебирающие провода в шкафах при любом изменении в структуре сети – это атавизм. Пора сделать следующий шаг и просто отказаться от кроссов и патчкордов.

И вроде бы мелочь, но если вдуматься, пользы от этого шага будет больше, чем от перехода на кабель следующей категории. Судите сами:

Вырастет качество физической среды передачи сигнала.
Увеличится надёжность, ведь мы убираем из системы два механических контакта из трех (!).
Как следствие, увеличится дальность передачи сигнала. Не принципиально, но всё-же.
В шкафах внезапно освободится место. И порядка там, кстати, будет намного больше. А это уже экономия средств.
Стоимость убираемого оборудования невелика, но если учесть весь масштаб оптимизации, может тоже набраться неплохая сэкономленная сумма.
Если коммутации с кроссовой разбивкой не будет, можно обжимать клиентские линии сразу под RJ-45.

А может быть, тогда, ещё что-нибудь выбросить? :)

Оптоволокно вместо медной жилы

При этом, убирается не только масса медного кабеля в красивых решётчатых лотках, но и экономятся те средства, которые необходимы на прокладку всего этого, традиционного для СКС, великолепия.

Правда, такая схема несколько противоречит представлению о «правильном» размещении оборудования в одном месте, а экономия на кабеле и многопортовых коммутаторах с медными портами уйдёт на закупку небольших коммутаторов с PoE и оптикой.

На клиентской стороне

Кабель на стороне клиента появился ещё в те времена, когда беспроводные технологии выглядели скорее игрушкой, чем реальным рабочим инструментом. Современная «беспроводка» легко даст скорости не меньше, чем обеспечивает сейчас кабель, но позволит отвязать компьютер от фиксированного соединения. Да, эфир не резиновый, и бесконечно забивать его каналами не получится, но, во-первых, расстояние от клиента до точки доступа может быть совсем небольшим (офисные потребности это позволяют), а во-вторых, существуют уже технологии нового типа, использующие, например, оптическое излучение (например, так называемый Li-Fi).

При требованиях по дальности в пределах 5-10 метров, чтобы хватало для подключения 2-5 пользователей, точка доступа может вполне поддерживать гигабитный канал, стоить при этом совсем недорого и быть абсолютно надёжной. Это позволит избавить конечного пользователя от проводов.

Оптический коммутатор SNR-S2995G-48FX и гигабитный беспроводной роутер, соединенные оптическим патчкордом

В недалеком будущем такую возможность обеспечат устройства, работающие в миллиметровом диапазоне ( 802.11ad/ay), ну а пока, пусть и с меньшими, но все же избыточными для офисных сотрудников, скоростями, это реально сделать на базе стандарта 802.11ac.

Правда, в этом случае изменяется подход к подключению устройств вроде IP-телефонов или видеокамер. Во-первых, им придётся предоставлять отдельное питание через БП. Во-вторых, эти устройства должны поддерживать работу с Wi-Fi. Впрочем, никто не запрещает на первое время оставлять в точке доступа некоторое количество медных портов. Хотя бы, для обратной совместимости или непредвиденных нужд.

Как пример, беспроводной маршрутизатор SNR-CPE-ME2-SFP, 802.11a/b/g/n, 802.11ac Wave 2, 4xGE RJ45, 1xSFP

Следующий шаг логичен, правда?

Не будем останавливаться на достигнутом. Подключим точки доступа оптоволоконным кабелем с полосой пропускания, скажем, 10 гигабит. И забудем про традиционные СКС, как про дурной сон.

Схема становится простой и изящной.

Вместо нагромождений шкафов, и лотков, забитых медным кабелем, ставим маленький шкаф, в котором «живёт» коммутатор с оптическими «десятками» на каждые 4-8 пользователей, и тянем оптоволокно до точек доступа. Если надо, для старого оборудования здесь же можно разместить какие-то дополнительные «медные» порты – они никак основной инфраструктуре мешать не будут.

Спецификация оборудования, которое необходимо приобрести для построения данной локальной сети, подключения ее к глобальной, подключения графопостроителей и защиты данных представлена в виде таблицы 4.2

Расположение техники по помещениям представлено в таблице 4.3

AMD Atlon-1000, Ram 128 Мб,

HDD 30 Гб, CD-ROM 52-x (5шт)

(3шт), графопостроитель (1шт)

Аналогичная конфигурация ПК

Pentium III-1000, Ram 256 Мб,

HDD 60 Гб, CD-ROM 52-x (8шт)

Аналогичная конфигурация ПК

Pentium III-850, Ram 64 Мб,

HDD 20 Гб, CD-ROM 42-x (3шт)

Аналогичная конфигурация ПК

AMD Atlon-1000, Ram 256 Мб,

HDD 30 Гб, CD-ROM 52-x (8шт)

Аналогичная конфигурация ПК

(7шт), Файл сервер.

Аналогичная конфигурация ПК

Раздел 5 РАСЧЕТ СТОИМОСТИ РАЗРАБОТКИ

Определяем общие затраты на оборудование для реализации сети. Подсчет затрат на оборудование производится по спецификации (табл.7), результат расчета представлен в таблице 5.1

Раздел 6 СОСТАВЛЕНИЕ КРАТКОГО ПЛАНА СЕТИ

В результате проведенного анализа составляем краткий план сети, который отражает все выбранные компоненты и характеристики планируемой сети. Краткий план сети представлен в таблице 6.1

- настенные розетки RJ-45

-концентратор Compex TP1024C

-сетевые карты 3C905-TX 10/100 PCI

- Факс-модем US Robotics Courier

- источник бесперебойного питания

Back-UPS BK650MI APC

Раздел 7 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ РАБОТЕ НА ПЭВМ

Важнейшая проблема современного общества - безопасность работы с компьютерами. При работе с компьютерами наблюдается заболевание глаз, появляются головные боли, ухудшается осанка.

Санитарные нормы и правила содержат требования к проектированию, изготовлению и эксплуатации отечественных и импортных дисплеев и ПК, к проектированию, строительству и реконструкции помещений, предназначенных для эксплуатации всех типов ЭВМ и ПК, производственного оборудования и игровых комплексов на основе ПК. Визуальные эргономические параметры дисплеев и ПК являются параметрами безопасности, неправильный выбор которых приводит к ухудшению здоровья пользователей.

При проектировании и разработке дисплеев сочетания визуальных эргономических параметров и их значения, соответствующие оптимальным и допустимым диапазонам, полученные в результате испытаний в аккредитованных Госстандартом России лабораториях, должны вноситься в техническую документацию на дисплеи, без чего их эксплуатация не допускается.

Для того, чтобы снизить риск вышеуказанных заболеваний при работе с компьютерами необходимо соблюдать следующие условия:

1) Каждый компьютер должен иметь дисплей, соответствующий нормам безопасности, утвержденных Госстандартом России.

2) При работе с дисплеями старых выпусков желательно, чтобы они имели защитный экран, лучше, если он уже установлен изготовителем.

3) Лицо, работающего должно находиться как минимум на расстоянии 20-30 см, желательно на большем расстоянии.

4) Голова должна находиться на одном уровне с верхней точкой монитора или на 5 см. ниже.

5) Рекомендуется использовать стул с высокой функциональной спинкой.

6) После 40 минут непрерывной работы рекомендуется делать 15-ти минутный перерыв, полностью отходя от экрана на достаточно большое расстояние.

7) Необходимо правильно выбрать режим монитора (отрегулировать яркость и контрастность изображения При цветном мониторе также необходимо отрегулировать насыщенность изображения.

8) Регулярно проветривать помещение.

9) В помещении, где стоит компьютер должно быть больше комнатных растений.

10) На один компьютер должно приходиться 5-7 квадратных метров площади помещения.

В данном курсовом проекте была разработана ЛВС помещения, расположенного в 3-х этажном здании, имеющая выход на глобальную сеть. Был сделан обоснованный выбор типа сети на основе рассмотрения множества вариантов. Предусмотрено расширение сети для ее дальнейшего роста. В пункте расчета необходимого количества оборудования приведены данные и расчеты используемого оборудования, стоимость разработки составляет 20085 у.е. что является достаточно недорогой стоимостью с учетом экономии кабеля и прочих компонентов. Составлен краткий план сети, где указаны все характеристики используемых компонентов. В разделе "Охрана труда и техника безопасности" рассмотрена тема "Профессиональные заболевания при работе на ЭВМ и их профилактика", где рассмотрены и даны профилактические меры для предотвращения этих заболеваний.

В целом курсовой проект содержит все необходимые данные для построения ЛВС.

Процесс проектирования представляет собой значительно упрощенное моделирование еще не наступившей действительности [1] . В связи с этим предусмотреть все возможные факторы, учесть все потребности, которые могут возникнуть в будущем, не представляется возможным. Однако общие подходы к проектированию локальных компьютерных сетей сформулированы, некоторые полезные принципы такого проектирования предлагаются и с успехом применяются.

Исходные данные

Важность этого пункта связана с необходимостью упорядочивания требований к создаваемой ЛС и ее отдельным элементам для обеспечения возможности принятия в будущем конкретных решений. При создании новой сети для какого-нибудь предприятия необходимо учитывать:

- требуемый размер локальной сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу);

- структуру, иерархию и основные части локальной сети (по подразделениям предприятия, комнатам, этажам и зданиям);

- интенсивность и основные направления информационных потоков в сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и в перспективе);

- особенности передаваемой по сети информации (данные, оцифрованная речь, изображения), которые сказывается на требуемой скорости передачи;

- технические характеристики аппаратного обеспечения (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов) и его стоимость;

- возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения ее целостности;

- способы обслуживания сети и контроля ее безотказности и безопасности;

- требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и др.;

- необходимость подключения к другим сетям, глобальным или к локальным.

Вероятно, что после изучения всех этих вопросов выяснится, что можно обойтись без локальной сети, избежав тем самым затрат на аппаратуру и программное обеспечение, установку, эксплуатацию, поддержку и ремонт сети, зарплату обслуживающему персоналу, и др.

Сеть по сравнению с автономными, локальными компьютерами порождает множество дополнительных проблем. Это и простейшие механические (компьютеры, подключенные к сети, труднее перемещать внутри помещения), и сложные информационные (необходимость контролировать совместно используемые ресурсы, предотвращать заражение сети вирусами). Кроме того, пользователи локальной сети уже не столь независимы, как пользователи автономных компьютеров, им необходимо соблюдать определенные правила, подчиняться установленным требованиям, которым их нужно научить. Сетевое взаимодействие ставит вопрос о безопасности информации, защите от несанкционированного доступа, ведь с любого компьютера сети можно использовать данные с общих сетевых дисков. Защитить один или несколько одиночных компьютеров гораздо проще, чем локальную сеть. Поэтому приступать к установке сети целесообразно только тогда, когда без сети работа становится непроизводительной или вовсе невозможной.

В начале проектирования сети необходимо выполнить инвентаризацию имеющегося аппаратно-программного комплекса, а также внешних периферийных устройств (принтеров, сканеров и т.д.). Это позволит при создании сети исключить ненужное дублирование (аппаратное и программное обеспечение возможно использовать как разделяемые ресурсы), а также поставить задачи модернизации (апгрейда) как аппаратных, так и программных средств. Для более точного определения характеристик компьютеров целесообразно использовать специальные диагностические программы.

Выбор размера и структуры сети

Под размером сети случае понимается как количество объединяемых в сеть компьютеров, так и расстояния между ними. Нужно заранее определить, сколько компьютеров (минимально и максимально) необходимо объединить в сеть. При этом необходимо оставлять возможность для дальнейшего увеличения их количества в сети на 20–50 процентов.

Определение требуемой длины линий связи сети играет важную роль при проектировании сети. Например, если расстояния между абонентами очень большие, может понадобиться применения дорогого оборудования. К тому же с увеличением длины линий связи резко возрастает значимость их защиты от внешних электромагнитных помех. От расстояния зависит и скорость передачи информации по сети (выбор между Ethernet и Fast Ethernet). При выборе расстояний целесообразно увеличивать их на 10 процентов для учета непредвиденных обстоятельств. Преодолеть ограничения по длине можно путем выбора структуры сети и разбиения ее на отдельные части. Локальная сеть предприятия может объединять рабочие группы компьютеров, сети подразделений, опорные сети, средства связи с другими сетями. Для объединения частей сети может использоваться различное сетевое оборудование (репитеры, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы). Выбор структуры сети очень важен, так как в ряде случаев стоимость этого объединительного оборудования может существенно превысить стоимость компьютеров, сетевых адаптеров и кабеля. В идеале структура сети должна соответствовать структуре здания (его поэтажной планировке) и всего комплекса зданий предприятия. Рабочие места группы сотрудников, занимающихся сходными задачами (бухгалтерия, отдел продаж, инженерная группа), должны размещаться в одном или рядом расположенных помещениях. Тогда компьютеры этих сотрудников можно объединить в один сетевой сегмент и установить около этих помещений сервер, с которым они будут работать, а также концентратор или коммутатор, объединяющий эти абоненты. Рабочие места работников отдела, занимающихся комплексом аналогичных задач, лучше расположить на одном этаже здания, что значительно упростит их объединение в сегмент и процесс администрирования. На этом же этаже логично разместить коммутаторы, маршрутизаторы и серверы, с которыми работает данное подразделение.

Выбор оборудования

При выборе сетевого оборудования необходимо учитывать:

- уровень унификации оборудования и его совместимость с наиболее распространенным программным обеспечением;

- скорость передачи информации и перспективы ее дальнейшего увеличения;

- топологии сети и их возможные комбинации;

- метод управления обменом данными в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод);

- типы кабеля сети и его основные характеристики;

- технические характеристики и стоимость аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов).

В настоящее время для оборудования локальных сетей чаще всего используется неэкранированная витая пара UTP. Другие, более затратные варианты на основе экранированной витой пары, оптоволоконного кабеля или беспроводных соединений используются в случаях, когда в этом действительно существует необходимость. Например, оптоволокно может использоваться для объединения удаленных сегментов сети без потери скорости.

Не менее важная задача - это выбор компьютеров. Если для рабочих станций или невыделенных серверов обычно используют те компьютеры, которые уже имеются в наличии, то выделенный сервер желательно приобретать специально для сети. Лучше, если это будет быстродействующий специализированный компьютер-сервер, спроектированный с учетом специфических нужд сети (такие серверы выпускаются всеми крупнейшими производителями компьютеров). Требования к серверу:

- максимально быстрый процессор. Типичная величина тактовой частоты процессора для сервера сейчас составляет 2 -4 ГГц. Для больших сетей применяют многопроцессорные серверы (от 8 процессоров);

- большой объем оперативной памяти. Типичный объем оперативной памяти сервера сейчас составляет 32-256 Гбайт. Большой объем оперативной памяти (RAM) сервера важнее быстродействия микропроцессора, так как позволяет эффективно использовать кэширование дисковой информации, храня в памяти копии тех областей диска, с которыми производится интенсивный обмен;

- быстрые жесткие диски большого объема. Типичная величина диска современного сервера составляет 10-50 Тбайт. Дисководы должны быть совместимы с сетевой операционной системой (драйверы должны входить в набор драйверов, поставляемый с ОС). В серверах предусматривается возможность замены дисков без выключения питания сервера («горячая замена»);

- специализированные серверы уже имеют в своем составе сетевые адаптеры с оптимальными характеристиками. Если в качестве сервера используется обычный персональный компьютер, то сетевой адаптер для него необходимо выбирать наиболее быстродействующий;

- мыши, клавиатуры и видеомониторы не являются обязательными принадлежностями сервера, так как он, как правило, не работает как обычный ПК.

Если есть возможность выбора компьютеров для рабочих станций, то стоит изучить вопрос целесообразности использования бездисковых рабочих станций (с загрузкой операционной системы через сеть). Это значительно снизит стоимость сети в целом или позволит при тех же затратах приобрести рабочие станции с лучшими характеристиками.

Для любой сети крайне критична ситуация перебоев ее электропитания. Несмотря на то, что многие сетевые программные средства применяют специальные меры против этого, как и против других отказов аппаратуры (дублирование дисков, автосохранение), проблема достаточно серьезная. Отключение питания может полностью и надолго вывести компьютерную сеть из строя. Защищенными от отключения питания должны быть все серверы сети а в идеале и рабочие станции.

Перечислена лишь часть проблем, кроме которых проектировщику сети приходится решать задачи, связанные с выбором сетевых адаптеров, репитеров, концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов и другого оборудования. Стоит отметить, что производительность сети и ее надежность определяются компонентом с самым низким качеством, желательно, чтобы все они в максимальной степени соответствовали друг другу.

Выбор сетевых программных средств

При выборе сетевого программного обеспечения (ПО) надо учитывать следующие факторы:

- какую сеть поддерживает приобретаемое программное обеспечение: одноранговую, сеть на основе сервера или оба этих типа;

- максимальное количество абонентов (с запасом не менее 20%);

- типы и количество серверов;

- совместимость с разными аппаратно-программными платформами, а также с другими сетевыми средствами;

- оптимальный уровень производительности ПО в различных режимах работы;

- надежность работы, режимы доступа и степень защиты данных;

- стоимость программного обеспечения, его эксплуатации, обслуживания и модернизации.

Еще до установки сети необходимо решить вопрос об ее управлении. Даже в случае одноранговой сети лучше выделить для этого отдельного специалиста (администратора), который будет иметь исчерпывающую информацию о конфигурации сети и распределении ресурсов, а также следить за корректным ее использованием всеми пользователями. Если сеть большая, то для обеспечения ее функционирования кроме сетевого администратора нужна группа высокопрофессиональных специалистов.

[1] Кондратенко С., Новиков Ю. Основы локальных сетей [Электронный ресурс]

Читайте также: