Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра компьютерных технологий

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Методические указания к выполнению курсовой работы
для студентов специальности 5В070400 – Вычислительная техника и программное обеспечение, 5В070300 – Информационные системы

Алматы 2011

СОСТАВИТЕЛЬ: Тойгожинова А.Ж. Компьютерные сети. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 5В070400 – Вычислительная техника и программное обеспечение, 5В070300 – Информационные системы. – Алматы: АУЭС, 2011. – 36 с.

В данной работе рассмотрены вопросы проектирования компьютерно-коммуникационных систем, сформулированы цели и задачи курсовой работы, рекомендован примерный перечень заданий, приведены сведения о последовательности выполнения курсовой работы, требования к ее содержанию, оформлению пояснительной записки и иллюстративно-графического материала. В приложениях даны примеры компьютерно-коммуникационных систем.

Методические указания предназначены для студентов специальности 5В070400 – Вычислительная техника и программное обеспечение,
5В070300 – Информационные системы.

Табл. 7, библиогр. 29 назв.

Рецензент: канд. ф-м. наук, доцент Шайхин Б.М.

Печатается по плану издания НАО «Алматинский университет энергетики и связи» на 2011 г.

Содержание

Введение 4

1 Задание на курсовую работу5

2 Методические указания к выполнению курсовой работы 8

2.1 Обследование предприятия и решаемые предприятием задачи и его информационные запросы 9

2.3 Создание логической структуры сети. разработка информационной структуры предприятия 11

2.4 Сыбор топологии сети и методов доступа. составление иерархической структуры сети 12

2.5 Проектирование локальных сетей предприятия 12

2.6 Планирование IP-адресаций 13

2.7 Выбор технологии глобальной сети 14

2.8 Выбор сетевых технологий и сетевых протоколов 17

2.9 Выбор сетевой операционной системы. выбор программного обеспечения для защиты информации 17

2.10 Планирование информационной безопасности18

2.11 Разработка структурированной кабельной системы (СКС) 22

2.12 Выбор сетевого оборудования. определение физической структуры сети. разработка спецификации на сеть 22

3 Требования к графическим материалам и схемам 24

Введение

Компьютерные сети появились сравнительно недавно, в конце 60-х годов. Естественно, что компьютерные сети унаследовали много полезных свойств от старых телекоммуникационных сетей, а именно телефонных. Компьютерные сети привнесли в телекоммуникационный мир нечто совершено новое – неисчерпаемые запасы информации. Этот эффект особенно проявился в середине 90-х, во время интернет – революции, когда стало ясно, что возможности свободного и анонимного доступа к информации.

Задачей дисциплины «Компьютерные сети» является подготовка студентов к решению задач, связанных с рациональным выбором технологии, структуры и компонентов компьютерных и инфокоммуникационных систем, квалифицированное построение структуры таких систем.

Дисциплина «Компьютерные сети» базируется в первую очередь на курсе «ОВСиС», а также на соответствующих разделах курсов Информатика, Проектирование баз данных, Инструментальные средства разработки программ.

Цель курсовой работы заключается в приобретении общих знаний по построению локальных компьютерных сетей, технологии Ethernet, коммутационного оборудования. Так же целью курсовой работы состоит в разработке структурной схемы ЛВС здания, включающую общий выход в Интернет, разработка логической схемы и распределения адресного пространства внутренней ЛВС предприятий. Для создания сети ЛВС здания необходимо в первую очередь подробно исследовать план здания и сделать выводы о возможностях прокладки сети. При анализе важно обращать внимание на размеры помещений, особенностей здания. С учетом этих условий, а также исходя из предъявляемых к сети требований, складывается представление о топологии будущей сети.

1 Задание на курсовую работу

В курсовой работе по данной дисциплине разрабатывается проект компьютерно-коммуникационной системы той организации, в которой работает студент. Альтернативным вариантом задания может быть модернизация компьютерно-коммуникационной системы (ККС) предприятия студента или разработка проекта под предполагаемого заказчика. Если студент затрудняется в выборе задания, то выбор задания осуществляется согласно таблице 1.

В задании на курсовую работу указываются конкретный тип предприятия и примерное количество узлов (компьютеров) в сети и используемая технология магистральной передачи информации. Требуется выбрать технологию локальной компьютерной сети (топология, методы доступа, протокол канального уровня и др.) и описать взаимодействие его основных функциональных узлов при передаче и приеме данных.

В целом курсовой проект должен включает следующие разделы:

1 Задание.

2 Введение.

3 Основная часть.

4 Графическая часть.

5 Заключение.

6 Список литературы.

7 Приложение (если есть).

Рекомендуемый объем курсового проекта 25-30 страниц.

Задание

на курсовую работу по дисциплине «Компьютерные сети»:
Спроектировать компьютерно-коммуникационную систему предприятия, структура которой выбирается
согласно первой букве фамилии студента по таблице 1[1].

Таблица 1

Первая буква фамилии	Профиль предприятия	Кол. раб. станций	Особенность здания			Примечание
Первая буква фамилии	Профиль предприятия	Кол. раб. станций	Головной офис	Филиал 1	Филиал 2	Примечание
А	Компьютерная фирма (Логиком)	100	Алматы, 2 этажа	Алматы, магазин №1, 1 этаж	Алматы, магазин №2, 1 этаж
Б	Инфокоммуникационная компания (Казахтелеком)	300	Алматы, 3 этажа	Алматытелеком, 2-этажа	Астана, 2 этажа
В	Банк (ЦАБ)	50	Алматы, 5 этажей	Бишкек, 2 этажа	Ташкент, 2 этажа
Г	Учебный университет (АУЭС)	100	Алматы, 5 этажей	Усть-Камено-горск, 1 этаж	Астана, 2 этажа
Д	Компьютерная фирма (АЛСИ)	100	Алматы, 5 этажей	Астана, 1 этаж	Алматы, магазин, 1 этаж
Е	Провайдер Интернет (НУРСАТ)	200	Алматы, 4 этажа	Алматы, 2 этажа	Астана, 2 этажа
Ж	Учебный институт (КазНТУ)	300	Алматы, 9 этажей	Атырау, 1 этаж	Астана, 2 этажа
З	Провайдер Интернет (ASTEL)	50	Алматы, 2 этажа	Астана, 2 этажа	Семей, 2 этажа
И	Торговая компания (прототип «Сулпак»)	50	Алматы, 2 этажа	Алматы, 2 этажа	Астана, 2 этажа
К	Энергетическая компания (KEGOC)	300	Алматы, 5 этажей	Астана, 2 этажа	РЭК, Кокшетау, 3 этажа

Окончание таблицы 1

Л	Компьютерная фирма (Глотур)	100	Алматы, 1 этаж	Алматы, магазин №1, 1 этаж	Алматы, магазин №2, 1 этаж
М	Инфокоммуникационная фирма (Алматытелеком)	300	Алматы,5 этажей	Северный узел, 2-этажа	Южный узел, 2 этажа
Н	ЗАО «НИТ»	50	Астана, 2 этажа	Алматы, 5 этажей	Областные центры связаны по Megaline
О	Провайдер Интернет (DUСАТ)	200	Алматы, 2 этажа	Алматы, 2 этажа	Астана, 2 этажа
П	ВУЗ (КазГУ)	300	Алматы, 11 этажей	Атырау, 1 этаж	Астана, 2 этажа
Р	Провайдер сотовой связи (K-CELL)	50	Алматы, 7 этажей	Астана, 2 этажа	Алматы, 2 этажа
С	Корпорация «Казахмыс»	50	Алматы, 2 этажа	Жезказган, 2 этажа	Сатпаев, 2 этажа
Т	Учебный институт (КазГАСА)	100	Алматы, 7 этажей	Атырау, 1 этаж	Астана, 2 этажа
У	Компьютерная фирма (Алсер)	100	Алматы, 1 этаж	Астана, 1 этаж	Атырау, 1 этаж
Ф, Х	НЦ РЭС	200	Алматы, 4 этажа	Приозерск, 4 этажа	Астана, 2 этажа
Ц	Образовательная система РК	300	Алматы, 4 этажей	Школы Алматы	Астана, 2 этажа
Ч	Карметкомбинат	50	Караганда, 4 этажа	Караганда, 4 этажа	Караганда, 2 этажа	Оптоволокно
Ш,Щ	Провайдер сотовой связи (K-Mobile)	50	Алматы, 3 этажа	Астана, 2 этажа	Алматы, 2 этажа
Э, Ю	Завод (прототип «АЗТМ»)	50	Алматы, 2 этажа	Алматы, 2 этажа	Алматы, 2 этажа
Я	Энергетическая компания (АПК)	300	Алматы, 3 этажа	Астана, 2 этажа	РЭК, Кокшетау, 3 этажа

Выбор вариантов программного обеспечения коллективной работы и коммуникационной технологии осуществляется согласно шифру (последняя цифра номера зачетной книжки) по таблице 2 [2].

Таблица 2

Варианты		ПО эл. почты и коллективной работы	Используемая технология коммуникации	Примечание
Последняя цифра номера зачетной книжки студента	1	Lotus Notes	xDSL
	2		Frame Relay
	3		Gigabit Ethernet
	4	MS Exchange	MetroEthernet, выделенная линия
	5		NGN
	6		Gigabit Ethernet
	7	Share Point Team Services	HPNA
	8		ATM
	9		ISDN BRI
	10		Модемная (пул модемов)

В результате проведенного расчета должны быть определены:

1) Выбор топологии компьютерной сети предприятия. Схематическое расположение всех компьютеров, включая расположение серверов, коммуникационного оборудования и др.

2) Выбор необходимого сетевого оборудования и компьютеров системы.

3) Пути прокладывания кабелей (используется структурированная кабельная система).

4) Используемый тип протокола, в том числе, по защите информации.

5) Используемое программное обеспечение, в первую очередь, сетевая операционная система, а также ПО для обеспечению защиты информации в инфокоммуникационной системе.

2 Методические указания к выполнению курсовой работы

Выполнение работы следует разбить на несколько этапов:

1) Обследование предприятия и решаемые предприятием задачи и его информационные запросы.

2) Определение структуры потоков данных.

3) Создание логической структуры сети. Разработка информационной структуры предприятия.

4) Выбор топологии сети и методов доступа. Составление иерархической структуры сети

5) Проектирование локальных компьютерных сетей (ЛКС) предприятия

6) Планирование IP-адресаций

7) Выбор технологии глобальной сети.

8) Выбор сетевых технологий и сетевых протоколов.

9) Выбор сетевой операционной системы. Выбор программного обеспечения для защиты информации.

10) Планирование мер по обеспечению информационной безопасности.

11) Разработка структурированной кабельной системы (СКС).

12) Выбор сетевого и телекоммуникационного оборудования. Определение физической структуры сети. Разработка спецификации на сеть (перечень аппаратного и программного обеспечения с указанием количества и фирм производителей).

При выполнении курсовой работы необходимо ответить на выше перечисленные вопросы. Рассмотрим их.

2.1 Обследование предприятия и решаемые предприятием задачи и его информационные запросы

На этом этапе выясняется, для каких задач будет использоваться сеть.

Основными задачами являются следующие:

- сетевое хранение файлов и сетевая печать;

- электронная почта и связь;

- коллективная работа и совместная обработка информации;

- высокопроизводительная система обмена информацией (База данных);

- централизованное управление компьютерами и обработки информации;

- контроль за доступом к важным данным;

- централизованное резервное копирование всех данных;

- публикация документов во внутренней сети и/или в Интернет (WWW сервер).

При этом основными требованиями, предъявляемыми к сетям являются следующие:

- она должна обладать достаточной производительностью;

- она должна быть легко управляемой, что позволяет без особых усилий подстраивать ее под меняющиеся потребности организации;

- сеть должна быть масштабируемой, т.е. позволять легко увеличивать количество пользователей и используемых прикладных программ;

- сеть должна обладать необходимой надежностью и безопасностью.

При обосновании выбора любых средств или решений необходимым условием является рассмотрение нескольких альтернативных вариантов. При этом следует дать ответы на некоторые вопросы:

1) Коммерческие цели.

- чем занимается организация?

- для чего, по мнению руководящего персонала, будет использоваться данная сеть?

2) Стратегия расширения организации.

- насколько быстро расширяется организация?

- планируется ли в ближайшее время создание новых подразделений или отделов?

- какой видит компанию через один год или пять лет ее руководство?

3) Требования пользователей и групп.

- как разработанная сеть повлияет на производительность работы пользователей?

- какой тип и объем ресурсов должен быть доступен для каждой конкретной группы? Целесообразна ли совместная работа пользователей и разработчиков? При этом пользователи определяют требования к приложениям, а значит к задержкам, надежности передачи, безопасности сети.

4) Безопасность.

- каковы уровни защиты данных в организации?

- следует ли устанавливать различные уровни защиты при работе с внешними источниками информации?

- каков уровень физической защиты организации?

5) Отказоустойчивость.

- значительно ли повлияет на работу организации сбой всей системы?

- каково максимальное время восстановления работоспособности сети в случае отказа?

- насколько важны аспекты отказоустойчивости и резервирования?

6) Существующая сетевая архитектура.

- развернута ли в данной организации сеть?

- возможна ли дальнейшая модернизация развернутой сети?

7) Управление.

- сколько времени и усилий необходимо для поддержания работоспособности сети?

- каким образом организация собирается управлять работой сети?

2.2 Определение структуры потоков данных

Необходимо составить схему взаимодействия отделов организации на каждой ЛКС и, в корпоративной сети в целом. Это необходимо для правильной разбивки на логические сегменты, на расположение серверов внутри сегментов или непосредственное подключение их к магистралям локальных сетей. Обоснование необходимости выделение IP подсетей внутри ЛКС, выделение внешних маршрутов между ЛКС.

2.3 Создание логической структуры сети . Разработка информационной структуры предприятия

При разработке инфраструктуры предприятия необходимо учесть логическую и физическую структуру предприятия.

Построение логической схемы ЛКС

После информации о потоках данных в сети выполняется сегментирование сети и строится ее логическая схема.

Рекомендуется для каждого представительства организации создавать отдельную ЛКС. Все внешние соединения рассматриваются как соединения с глобальной сетью, а внутренние соединения – с локальной.

Логическую схему необходимо сначала набросать в общем, а затем каждый ее узел описать более детально.

На рисунке 1 представлен пример логические схемы:

Рис%201

А = Критически важное соединение.

В = Обычное соединение.

С = Необязательное соединение.

1 = Соединения с высокой производительностью.

2 = Соединения со стандартной производительностью.

3 = Соединения с низкой производительностью.

Рисунок 1

2.4 Выбор топологии сети и методов доступа. Составление иерархической структуры сети

При выборе топологии сети необходимо учитывать стоимость сетевого оборудования и его производительность, а также требования предприятия к скорости работы сети.

Если к сети предъявляются серьезные требования по производительности и надежности, лучше всего обратить внимание на технологию Ethernet с методом доступа CSMA/CD или Fast Ethernet и выбрать топологию «звезда», осуществляемую с помощью концентраторов (HUB). Эти концентраторы могут обеспечить скорость передачи данных от 10 до 100 Мбит в секунду. При проектировании сети, работающей в условиях высоких уровней электрических и электромагнитных помех, имеет смысл выбрать технологию FDDI на оптоволоконном кабеле. При необходимости обеспечения очень высоких скоростей (например, обмен мультимедийной информацией между серверами) можно использовать Gigabit Ethernet.

При конкретных расчетах рекомендуется ограничиться методом доступа CSMA/CD технологией Ethernet или Fast Ethernet.

2.5 Проектирование локальных сетей предприятия

Сетевую архитектуру можно понимать как поддерживающую конструкцию или инфраструктуру, лежащую в основе функционирования сети. Данная инфраструктура состоит из нескольких главных составляющих, в частности, компоновка или топология сети, кабельная проводка и соединительные устройства – мосты, маршрутизаторы и коммутаторы. Проектируя сеть, необходимо принимать во внимание каждый из этих сетевых ресурсов и определить, какие конкретно средства следует выбрать и как их надо распределить по сети, чтобы оптимизировать производительность, упростить управление оборудованием и оставить возможности для последующего роста.

Таблица 3

Компонент/характеристика	Реализация
Топология	Звезда-шина
Линия связи	Неэкранированная витая пара категории 5
Сетевые адаптеры	Ethernet 10BaseT
Ретрансляторы (повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы)	Концентратор Ethernet 10BaseT

Окончание таблицы 3

Управление совместным использованием ресурсов	Сеть на основе сервера с компьютерами – клиентами. Ресурсы, требующие централизованного управления.
Совместное использование периферийных устройств	Подключение сетевого принтера непосредственно к сетевому кабелю через сетевую плату, управление очередями к принтеру с помощью программного обеспечения сервера
Поддерживаемые приложения	Электронная почта, обработка факсимильных сообщений, организация коллективных работ в среде электронного документооборота, работа с базами данных с использованием специализированных серверов

Например, возможна следующая постановка задачи оптимизации: обеспечить минимальную задержку передачи сообщений в сети при выполнении установленных ограничений на значения показателей надежности сети, стоимости сети и достаточную качественную оценку информационной безопасности сети. Можно качественно определить степень предпочтений пользователя при оценке качества и важности услуг ЛКС, используя для этого общее описание переменных, приведенных в таблице 4.

Таблица 4

Переменная	Описание
Отлично	требуемые функции выполняются безупречно
Очень хорошо	соответствует всем основным требованиям и обеспечивает существенные преимущества
Хорошо	соответствует основным требованиям и имеет дополнительные возможности
Удовлетворительно	соответствует основным требованиям
Плохо	имеет ограниченные возможности
Неприемлемо	не соответствует минимальным требованиям или не обеспечивает данной возможности

2.6 Планирование IP-адресаций

Еще одной новой проблемой, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема их адресации. К адресу узла сети и схеме его назначения можно предъявить несколько требований.

- Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба.

- Схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов.

- Адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей. В больших сетях, состоящих из многих тысяч узлов, отсутствие иерархии адреса может привести к большим издержкам - конечным узлам и коммуникационному оборудованию придется оперировать с таблицами адресов, состоящими из тысяч записей.

- Адрес должен быть удобен для пользователей сети, а это значит, что он должен иметь символьное представление, например, Servers или www.cisco.com.

- Адрес должен иметь по возможности компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры - сетевых адаптеров, маршрутизаторов и т. п.

Так как все перечисленные требования трудно совместить в рамках какой-либо одной схемы адресации, то на практике обычно используется сразу несколько схем, так что компьютер одновременно имеет несколько адресов-имен. Каждый адрес используется в той ситуации, когда соответствующий вид адресации наиболее удобен. А чтобы не возникало путаницы и компьютер всегда однозначно определялся своим адресом, используются специальные вспомогательные протоколы, которые по адресу одного типа могут определить адреса других типов.

2.7 Выбор технологии глобальной сети

Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь.

По заданию к курсовому проекту указана технология глобальной сети: X.25, Frame Relay, ATM и др. Однако при необходимости и достаточной обоснованности студент может выбрать любую более соответствующую для данного предприятия технологию, в том числе, и модемную или другую технологию коммутации каналов. Если модемная технология может быть применена при очень низких требованиях к скорости передачи (несколько десятков Кбит/с, то технология коммутации каналов ISDN, хотя и позволяет получить высокие скорости, но является достаточно дорогой. Высоконадежная технология X.25 имеет высокие скорости, но сейчас настойчиво вытесняется технологией Frame Relay. Технология коммутации ячеек ATM является дорогостоящей технологией и используется в исключительных случаях для получения очень высоких скоростей (несколько сотен Мбит/с) передачи.

Некоторые характеристики указанных технологий приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Сравнение глобальных (WAN) технологий

Технологии
Х.25	Frame Relay	ISDN	ATM	TCP/IP
Скорость используемых каналов
12-64 кб/с ,до 2мб/с	64 кб/с – 2 Мб/с, до 44,736мб/с	128кб/с, 1.544 (2,048) Мб/с	25Мб/с –622,08 Мб/с	1.2 Мб/с – 2.048 Мб/с
Тип трафика
Терминальный, компьютерный	Компьютерный, сжатый голос и видео	Компьютерный, голос, видео	Компьютерный, голос, видео	Компьютерный терминальный
Надежность доставки и организация повторной передачи данных
Гарантирует	Доставку не гарантирует	Не гарантирует	С протоколом SSCOP	Доставку не гарантирует
Наличие в технологии механизмов контроля перегрузок коммутирующих устройств
Есть	Есть	Нет	Есть	Нет
Возможность групповой доставки (доставки к группе адресов)
Не обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает
Эффективность передачи полезных данных
	Около 100%	Менее 80%	Зависит от типа услуг 77-90 %
Обеспечения качества обслуживания
Не обеспечивает	Не гарантирует задержку передачи данных	Классы доступа	Обеспечивает полностью	С протоколом RSVP

Некоторыми критериями выбора технологии являются:

1) Обеспечение качества обслуживания.

2) Популярность технологии в обозримом будущем. От этого зависит расширяемость сети и возможность обновления оборудования.

3) Расширяемость.

- масштабируемость влияет на легкость модернизации при возрастании потребностей организации;

- поддержка существующей кабельной системы;

- совместимость с установленным оборудованием.

4) Стоимость. Соотношение цена-производительность.

При выборе технологии следуют обратить внимание на следующие характеристики трафика:

1) Степень пульсации – отношение максимально возможного объема передачи данных в сети к среднему объему.

2) Допустимость задержек передачи и времени ответа. Пути задержек при передаче и приеме сигнала указаны на следующем рисунке 2 [19].

shtanko_3_1

A, B, C, E, F, G - время передачи по сети.
D - время на обработку запроса.
Время ответа = A + B + C + E + F + G + D.

Рисунок 2

Трафик реального времени.

К данному виду трафика относится аудио-, видео информация в реальном масштабе времени. Время задержки меньше 0,1 секунды, включая время обработки на рабочей станции. Кроме задержки есть вариация задержки (джиттер – разброс задержки), который приводит к эффекту дрожания.

- Можно бороться с помощью сжатия информации. Но сжатый трафик очень чувствителен к ошибкам передачи из-за требований к малой задержки. Возникающие ошибки не могут быть исправлены с помощью повторной пересылки.

- Применение буферной памяти на приемной стороне, но если буфер достигает больших размеров, то это приводит к удорожанию аппаратуры. Возрастание задержки за счет накладных расходов при обработке информации в большем буфере. Пример трафика – видеоконференция.

- При передаче аудио информации не очень высокого качества и задержке 50 микросекунд искажений нет, а при задержке 100 – 150 микросекунд – искажения почти незаметны.

Для видео информации задержка не должна превышать 30 микросекунд.

Трафик транзакций.

Задержка до 1 сек. Увеличение времени задержки приводит к снижению эффективности работы (ожидание) и к дискомфорту. В некоторых случаях превышение допустимого времени задержки приводит к сбою допустимой работы сессии и пользовательским приложениям надо начинать ее заново.

Пример трафика – финансовые транзакции в режиме реального времени.

Трафик данных.

Допускает практически любую задержку (несколько секунд и больше). Особенностью данного трафика является чувствительность к доступной полосе пропускания. Чем больше полоса пропускания, тем быстрее пересылка, независимо от задержки (электронная почта, пересылка файлов).

Проектирование внешних связей в корпоративной сети.

Чтобы подключиться к серверам Internet, ваш компьютер должен быть подключен к этой глобальной сети через поставщика услуг Internet

Для подключения компьютера к Internet потребуется, по меньшей мере, поддержка протокола TCP/IP, сконфигурированного так, чтобы компьютер был узлом Internet. Другими словами, компьютер должен иметь Internet-адрес, достижимый для предполагаемых пользователей сервера.

В Республике Казахстан действует примерно двадцать общедоступных компьютерных сетей, предоставляющих возможность IP соединения с Internet, в том числе, ASTEL, Golden Telecom, DUCAT, Казахтелеком, NURSAT и др. Некоторую сравнительную характеристику фирм, действующих в Казахстане, можно найти в [15].

Для выбора поставщика услуг компьютерных сетей нужно составить аналогичную таблицу, поместив 3 – 4 поставщиков услуг компьютерных сетей в Республике Казахстан.

2.8 Выбор сетевых технологий и сетевых протоколов

Внутри ЛКС целесообразно использовать технологию Ethernet с коммутаторами и концентраторами. Рекомендуется на расстоянии менее 100 м выбирать спецификацию на витой паре категории 5 или 5e (100base-TX-обеспечивает более высокую надежность по сравнению с 100base-T4), если длина связи более 100 м – то спецификацию на оптоволоконном кабеле (100base-FX). Помимо дальности соединения эта спецификация обеспечивает защиту от электромагнитных полей и усложняет возможность несанкционированного подключения к кабелю. Для повышения производительности сети рекомендуется использовать дуплексные связи к серверам и между коммутаторами.

При выборе коммуникационных протоколов следует руководствоваться принципом «чем меньше, тем лучше», поскольку каждый из них создает дополнительный трафик в сети. С помощью общего протокола, который бы подходил для всех служб сети оптимальной конфигурации можно достичь значительного повышения скорости передачи данных. В настоящее время наиболее часто используемым самыми различными службами и платформами стеком протоколов является TCP/IP.

2.9 Выбор сетевой операционной системы. Выбор программного обеспечения для защиты информации

Необходимо иметь в виду, что нижеследующие рекомендации актуальны для данного периода времени. В любом случае выбираемое программное обеспечение должно быть самым современным. К примеру, если мы говорим, что сейчас (2003-2004 г.) рекомендуется Windows XP, то может оказаться, что в 2011 году необходимо выбирать будущую операционную систему на базе Longhorn, или какая версия появиться к тому времени. Любой выбор в обратную сторону, когда будет выбрана устаревшая или даже текущая версия, без учета развития техники и технологии, будет оценено более низким баллом при оценке курсового проекта.

После того как вы определитесь с решаемыми в сети задачами, следует выбрать сетевую операционную систему. Она будет определенным образом влиять на производительность вашей сети, и ее защищенность от несанкционированного доступа. Выбор сетевой операционной системы влияет также и на стоимость сети.

Если предприятие собирается использовать сеть для совместной печати на одном принтере или хранить всю документацию на одной машине не стоит закладывать в проект сложные операционные системы (Novell NetWare, Windows Vista/07 или Linux и UNIX).

Если предполагается использовать файл-сервер с операционной системой Windows 2008 Server или Linux, то необходимо будет позаботиться о совместимости программного обеспечения на рабочих станциях с сетевой операционной системой. Поскольку на рабочих станциях в основном используется операционная система Windows, то можно ограничиться программным обеспечением фирмы Microsoft.

В любом случае выбираемый программный продукт должен соответствовать, как было уже выше отмечено, современному уровню развития техники и технологий. Рекомендуемый список следует принимать как рекомендации только к сегодняшнему дню. В любом случае студент должен знать, что применение новой техники и новых версии ПО, будет поощряться при оценке и защите курсового проекта.

2.10 Планирование информационной безопасности

Защита информации включает в себя комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности. На практике под этим понимается поддержание целостности, доступности и, если нужно, конфиденциальности информации и ресурсов, используемых для ввода, хранения, обработки и передачи данных.

Информационная безопасность – это защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, чреватых нанесением ущерба владельцам или пользователям информации и поддерживающей инфраструктуры.

Из закона РК: Информационная безопасность – состояние защищенности государственных информационных ресурсов, а также прав личности и интересов общества в информационной сфере.

Основной критерий для выбора уровня защиты – важность информации. Если в проектируемой компьютерной сети будут обрабатываться конфиденциальные данные, следует выбрать централизованную защиту на основе сервера (независимо от количества обслуживаемых пользователей).

Всем защитным мерам должен предшествовать анализ угроз. К числу угроз можно отнести все, что влечет за собой потерю данных в сети, в том числе:

- воровство или вандализм;

- пожар;

- отказы источников питания и скачки напряжения;

- отказы компонентов;

- природные явления (молния, наводнения, бури и землетрясения).

Существуют методы и системы, предотвращающие катастрофическую потерю данных:

- резервное копирование на магнитную ленту;

- источники бесперебойного питания;

- отказоустойчивые системы;

- предупреждение кражи данных;

- пароли и шифрование;

- аудит;

- бездисковые компьютеры;

- обучение пользователей;

- физическая защита оборудования;

- защита от вирусов

Аудит – это запись определенных событий в журнал безопасности сервера.

В проекте нужно выбрать методы и системы для предотвращения потери данных, соответствующие перечню наиболее реальных угроз безопасности в заданной предметной области, приводящих к наиболее тяжелым последствиям для компьютерной сети.

Необходимо также заметить, что вирусная атака – только один из возможных вариантов НСД. Необходимо построение комплексной системы защиты информационных ресурсов, в противном случае возможны повторения НСД, приводящие к потере информации, либо рабочего времени пользователей корпоративной сети, в том числе и руководства.

Схема размещения компонентов системы антивирусной защиты в корпоративной сети показана на приложениях В и Г.

Необходимо отметить, что эффективная защита от вирусов может быть обеспечена только после развертывания всех компонентов комплексной системы антивирусной защиты.

Необходимой функцией средств обеспечения безопасности является регистрация деятельности пользователей. Для каждой базы данных, отдельного документа и даже отдельного поля записи в файле базы данных могут быть установлены:

- список пользователей, имеющих право доступа;

- функции, которые может выполнять пользователь;

- привилегии для доступа к выбранной информации.

В проектируемой компьютерной сети нужно выборочно наделить пользователей правами доступа к каталогам и создать группы для предоставления доступа к общим сетевым ресурсам. Пример определения прав доступа для групп пользователей показан в таблице 6.

При выбор ПО для защиты информации следует обратить внимание в первую очередь на следующий список технологий и продуктов: IPSec, Kerberos, PGP, Norton Internet Security, Zone Alarm, AAA, NAC и др., а также IRM (Information Right Management) от Microsoft.

Таблица 6

Название группы	Внутренние ресурсы	Уровни доступа к внутренним ресурсам	Доступ к Internet и электронная почта
Администраторы	Все сетевые ресурсы	Права администратора в каталогах, в том числе изменение уровня и прав доступа	Все сетевые ресурсы
Разработчики	Базы данных разрабатываемых документов	Создание, чтение файлов, запись в файл, создание подкаталогов и файлов, удаление каталогов, поиск файлов, изменение каталогов	Все сетевые ресурсы
Сотрудники в офисе	Вся информация предприятия (учреждения)	Ограничение доступа к папкам (по необходимости)	Ограничение по IP- адресу (адресата и источника), ограничение по содержанию (входящей и исходящей корреспонденции)
Сотрудники вне офиса	Вся информация предприятия (учреждения)	Ограничение доступа к папкам (по необходимости)	Ограничение по IP- адресу (адресата и источника), ограничение по содержанию (входящей и исходящей корреспонденции), аутентификация удаленного пользователя перед осуществлением доступа
Поставщики, деловые партнеры, клиенты	Специальные каталоги и папки для производителей, партнеров и клиентов	Доступ только к специально отведенным областям	Ограничение по IP- адресу (адресата и источника). Идентификация и аутентификация удаленного пользователя
Потенциальные клиенты	Специальные каталоги и папки для клиентов	Просмотр объектов (чтение и поиск файлов)	При открытом доступе Интрасеть должна быть изолирована; идентификация пользователя не требуется

2.11 Разработка структурированной кабельной системы (СКС)

Кабельная система предприятия должна быть построена на базе структурированной кабельной системы (СКС). При этом следует ответить на следующие вопросы.

1 Необходимый тип кабеля для связи между коммуникационными
узлами.

2 Необходимый тип кабеля для связи между серверами.

3 Необходимый тип кабеля для связи между рабочими станциями.

4 Необходимое число портов на каждом рабочем месте.

5 Параметры кабельной системы:

- Среднее расстояние от коммуникационного центра до рабочего
места.

- Среднее расстояние между главным и этажным коммуникационными центрами.

2.12 Выбор сетевого оборудования. Определение физической структуры сети. Разработка спецификации на сеть

После того, как вы определились с задачами, решаемыми в сети, и выбрали сетевую операционную систему, можно приступить к выбору сетевого аппаратного обеспечения.

Вам предстоит определить количество и конфигурацию компьютеров, которые будут использоваться в качестве файл-серверов и рабочих станций, тип сетевых адаптеров, сетевого кабеля и другой сетевой аппаратуры как повторители, маршрутизаторы, концентраторы и мосты. Ведущими фирмами здесь являются HP, Intel и Cisco.

Для файл-серверов лучше всего планировать использование специализированных компьютеров, например, серверов компании Hewlett-Packard (Compaq) или IBM. Но можно предусмотреть и более дешевые варианты, базирующиеся на персональных компьютерах производства отечественных фирм, например, АЛСИ или Logycom и др.

При проведении расчетов следует ответить на следующие вопросы.

1 Количество центральных серверов.

2 Необходимая конфигурация серверов:

- Тип процессора.

- Количество процессоров в сервере.

- Объем оперативной памяти (ОЗУ) сервера.

- Необходимый объем дискового пространства (Гб).

- Желаемый тип корпуса.

- Необходимость отказоустойчивого дискового массива (RAID).

- Необходимость источника бесперебойного электропитания.

Аналогичным образом определяется необходимая конфигурация рабочих станций.

Выбранное программное обеспечение определяет требования к аппаратному обеспечению. Требования к аппаратным средствам сети можно условно разделить на три основных типа:

- Требования к аппаратным средствам сервера.

- Требования к аппаратным средствам рабочей станции.

- Требования к периферийным устройствам (принтеры, модемы, сканеры и т.д.).

Выбор аппаратных средств сервера практически полностью определяется используемой сетевой операционной системой, а оборудование рабочих станций определяется приложениями, которые планируется на них запускать. Оборудование пользователей желательно разделить на несколько категорий. Например, для разработчиков ПО, САПР, художников аналитиков фирмы рекомендуются старшие модели РС, для помощников администраторов, агентов по сбыту, секретарей и т.д. – стандартные модели РС, для руководителей, менеджеров – старшие модели РС или, если они часто перемещаются, то мощные портативные РС.

Последним пунктом рассмотрения являются периферийные устройства. Как правило, их выбор определяется коммерческими требованиями каждого отдела. Например, есть ли необходимость в высококачественной печати графики? Требуется ли высокая скорость печати? Нужен ли для работы цветной принтер?

Располагать периферийные устройства целесообразно в тех местах, где они будут доступны максимальному количеству пользователей.

При оформлении итоговой документации на аппаратные средства сети необходимо составить следующие основные спецификации:

1) Аппаратные средства настольных систем:

- производитель и модель системы (указать отдельно для разных категорий пользователей);

- процессор;

- память;

- жесткие диски;

- монитор;

- \сетевые адаптеры;

2) Аппаратные средства серверов:

- производитель и модель системы;

- процессор;

- память;

- жесткие диски (указать все способы резервирования: зеркальное отображение, дублирование, использование массивов RAID);

- сетевые адаптеры

3) Дополнительные периферийные устройства:

- изготовитель и модель периферийных систем;

- используемые интерфейсы (последовательный, параллельный или другой).

При создании физической структуры сети, в отличие от логической структуры, связанной с трафиком данных, описывается физическое расположение компьютеров, серверов, коммутационного оборудования, линий связи, с учетом планировки помещений и возможных перемещений пользователей.

Перечисленные вопросы являются наиболее критичными при создании физической структуры:

- Сколько пользователей подключено к каждому узлу? Каким образом?

- Занимает ли каждый узел несколько этажей?

- Где будет расположено центральное оборудование каждого сетевого узла?

- Какие требования предъявляются к источникам питания каждого узла?

- Нужно ли использовать бесперебойные источники питания и резервные генераторы?

- Где будут расположены рабочие станции пользователей и коммутирующие устройства?

- Какой вид доступа к внешним устройствам (принтерам, модемам, сканерам) необходим пользователям?

Для каждого этажа здания организации желательно отыскать план-схему, которая поможет не только при разработке физической структуры, но и при размещении оборудования и определении рабочих мест пользователей. Иногда физическая структурная схема представляется аналогично логической только показывает соединения конкретного типа между реальными физическими устройствами этажей и зданий.

Данный раздел завершается составлением полной спецификации сети, где указываются полный перечень аппаратных средств.

3 Требования к графическим материал ам и схемам

При разработке курсового проекта некоторые иллюстрационные чертежи: схемы, таблицы, диаграммы, графики, должны быть выполнены в виде демонстрационных плакатов. Они должны выполняться согласно стандарту института: «Работы учебные. Фирменный стандарт ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. Общие требование к построению, изложению, оформлению и содержанию» [20].

Чертежи допускаются выполнять в электронном виде, но требования стандарта должна быть соблюдено в полной мере.

Правила выполнения и оформления схем регламентируют стандарты ЕСКД (конструкторской документации) и ЕСПД (программной документации). Виды и типы схем, общие требования к их выполнению должны соответствовать ГОСТ 2.701-84 «ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению», правила выполнения всех типов электрических схем – ГОСТ 2.702-75 «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем». При выполнении электрических схем цифровой компьютерной техники руководствуются правилами ГОСТ 2.708-81 «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники». Обозначение цепей в электрических схемах – по ГОСТ 2.710-81 «ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах».

Электрические элементы на схеме изображают условными графическими обозначениями, начертание и размеры которых установлены в стандартах ЕСКД (ГОСТ 2.701-74 – 2.765-87).

Основные правила выполнения схем алгоритмов и программ устанавливает Межгосударственный Стандарт. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем [21], ГОСТ 19.002-80, а отдельные их функции отображаются в виде условных графических обозначений – символов по ГОСТ 19.003-80. Записи внутри символа или рядом с ним должны выполняться чертежным шрифтом по ГОСТ 2.304-81.

Список литературы

1 Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник. – СПб: Изд-во «Питер», 2010. – 672 c.

2 Башлы П. Современные сетевые технологии. – М., 2006.

3 Столингс В. Современные компьютерные сети. – СПб., 2003.

4 Росляков А.В. Виртуальные частные сети. – М, 2006.

5 Дейтел Х.М. Операционные системы. Т.1. Т.2. –М., 2006.

6 Леммл Д. CCNP Настройка коммутаторов Cisco. –М., 2001, 2002.

7 Ватаманюк А. Беспроводная сеть своими руками. – СПб., 2006.

8 Гордейчик С.В. Безопасность беспроводных сетей. –М., 2008.

9 М. А. Ташимов. Компьютерные сети и системы (учебное пособие) Изд. АИЭС, Алматы, 2006, с.98.

10 М. А. Ташимов. Технологии коммуникационных компьютерных сетей. Изд. «ТОО Print-S», Алматы, 2008, с. 414.

11 Столлингс В. Современные компьютерные сети. 2-е изд. – СПб: Изд-во «Питер», 2003. – 783 c.

12 Закер К.. Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей: Пер. с англ. – СПб.: БХИ-Петербург, 2001. – 1008 с.

13 Андерсон К., Минаси М. Локальные сети. Полное руководство. –СПб.: Корона, 1999. – 624 с.

14 Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия. – СПб: Изд-во «Питер», 1999. – 704 с.

15 Компьютерные сети. Книга 1: High-Performance Networking. Энциклопедия пользователя: Пер. с англ./Марк А. Спортак и др. – К.: Изд-во «ДиаСофт», 1999. – 432 с.

16 Компьютерные сети. Книга 2: Networking Essentials. Энциклопедия пользователя: Пер. С англ./Марк А. Спортак и др. – К.: Изд-во «ДиаСофт», 1999. – 432 с.

17 Кулаков Ю.А., Омелянский С.В. Компьютерные сети. Выбор, установка, использование и администрирование. – К.: Изд-во «Юниор», 1999. – 544 с

18 Высокоскопроизводительные сети. Энциклопедия пользователя: Пер. с англ./Марк А. Спортак и др. – К.: Изд-во «ДиаСофт», 1998.
– 432 с.

19 Стерн М., Монти Г., Бэчманн В. Сети приложений на основе Windows NT для профессионалов. – «Питер Ком», 1999. – 448 с.

20 Кулаков Ю. А., Луцкий Г.М. Локальные сети. Учебное пособие.
– Киев: Юниор, 1998. – 336 с.

21 Новиков Ю. В., Карпенко Д.Г. Аппаратура локальных сетей. Функции, выбор, разработка. – М.: ЭКОМ, 1998 – 288 с.

22 Сводная таблица провайдеров./Журнал Интернет и Я, № 10 (63) 2003, с. 38-39.

23 Титтел Э., Хадсон К., Стюарт Дж. М. Networking Essentials. Сертификационный экзамен – экстерном (экзамен 70-058). – СПб: Питер Ком, 1999.

24 Новиков Ю. В., Кондратенко С.В. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. – М.: ЭКОМ, 2001 – 312 с.

25 Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. – СПб: Изд-во «Питер», 2000. – 576 с.

26 Георгизова-Гай В. Ш. Методический материал по курсу "Проектирование компьютерных сетей и систем", сайт кафедры САПР, КПИ.

27 Работы учебные. Фирменный стандарт ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. Общие требование к построению, изложению, оформлению и содержанию. – Алматы, АИЭС, 2002. – 31 с.

28 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем.

29 Ахметов К.С. Знакомство с Microsoft Windows XP. – М.: Издательский дом «Русская редакция». – 2001. – 224 c.

30 Руководство по технологиям объединенных сетей. 3-е издание.: Пер. с англ. – М.: Вильямс. 2002. – 1040 с.

31 Амито В. Основы организации сетей Cisco. Том 1. Пер. с англ. Авторизованное учебное пособие сети, Cisco Press. – М.: Вильямс, 2002. – 512 с.

32 Амито В. Основы организации сетей Cisco. Том 2. Пер. с англ. Авторизованное учебное пособие сети, Cisco Press, М.: Вильямс, 2002. – 464 с.

33 Леинванд А., Пински Б., Конфигурирование маршрутизаторов, 2‑е изд.: Пер. с англ. Авторизованное учебное пособие. Cisco Press, М.: Вильямс,2001. – 368 с.

34 Галатенко В.А., Основы информационной безопасности. Курс лекции. – М.: ИНТУИТ, 2003. – 280 с.

35 Чекмарев А., Вишневский А., Кокорева О., Microsoft Windows Server 2003 в подлиннике. Наиболее полное руководство. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 1184 с.

36 Коцюбинский А.О., Грошев С.В. Windows XP: Новейшие версии программ. – М.: Издательство «Триумф, 2001. – 432 с.

Приложение А

Приложение Б

Подпись:

Приложение В

Прил%20Г

Приложение Г

Рис%203

Приложение Д

Приложение Е

СПЕЦИФИКАЦИЯ
оборудования и работ для построения кабельной системы лаборатории сетевых технологии Алматинского университета энергетики и связи

Спецификация оборудования
код	Наименование	Ед. изм.	Цена за ед., у.е.	Кол-во	Цена общая	Сумма у.е.
Пассивное оборудование кабельной системы						452,35
Подсистема рабочего места
РС55-20-02	Коммутационный шнур категории 5е разъемами RJ45-RJ45, 2.0 м	шт.	5,32	14	74,48
Горизонтальная подсистема
	Кабель UTP, категории 5е, 4-парный, PVC	м	0,30	170	51,00
Розетки серии MAX
МХ-F-С5-02-IT	Розеточный модуль категории 5е. 1-портовый Т568А/В, плоский	шт.	5,43	13	70,59
МХ-ВL-02-IT	Заглушка МАХ module, (упаковка 10 шт)	шт.	3,78	2	7,56
МХ-45-82-IT	Адаптер 45 х 45 мм (для установки двух розеток серии МАХ в рамки Mosaic компании Legrand)	шт.	1,30	13	16,90
Оборудование кроссовых
Медная часть
WM-143-5-IT	Горизонтальный организатор, 1 U	шт.	47,00	1	47,00
HD-16A4-IT	Коммутационная панель 19’’, 16 портовая	шт.	127,00	1	127,00
Коммутационные шнуры
РС 55-10-02	Коммутационный шнур категории 5е разъемами RJ45-RJ45, 1.0 м	шт.	4,13	14	57,82
19’’ монтажные кабинеты для установки оборудования							520,00
14975	Шкаф «Atrack» SX 15U, 600 мм		490,00	1	490,00
Asar	Силовые розетки для шкафов, горизонтальные 19’’, 5 розеток	шт.	30,00	1	30,00
Декоративные короба фирмы Legrand (Франция)							606,80
L/30305	Уплотнительная деталь	шт.	0,50	16	8,00
L/30301	Угол внутренний	шт.	4,00	9	36,00
L/30303	Угол плоский	шт.	6,00	4	24,00
L/30302	Угол внешний	шт.	4,50	4	18,00
L/30919	Угол внутренний	шт.	9,00	2	18,00
L/30030	Заглушка	шт.	1,40	2	2,80
L/30378	Рамка Mosaic в профиль 75х20 (1П)	шт.	4,00	48	192,00
L/30033	Кабельный канал 75х20 (за 1 м) с перегородками	шт.	7,00	44	308,00
Силовая кабельная система							314,70
Подсистема рабочего места
L/74130	Розетка 2Р+Т Mosaic, европейский стандарт	шт.	4,50	35	157,50
Силовой кабель и провод
	Кабель силовой 3х1.5mm2	м	0,50	70	35,00
	Кабель силовой 3x2.5mm2	м	1,30	30	39,00
	Автовыключатель 3 полюсный 220/380 63A	шт.	15,00	1	15,00
	Автовыключатель 1 полюсный 220/380 16A	шт.	4,00	9	36,00
	Клеммные колодки	шт.	0,30	24	7,20
	Щиток электрический настенный	шт.	25,00	1	25,00
Вспомогательные материалы и оборудование							34,00
	Шуруп 4,5х60, 100 шт.	шт.	22,00	1	22,00
	Дюбель 6х50, 100 шт.	уп.	12,00	1	12,00
	Общая стоимость оборудования с учетом НДС						1927,85
	Стоимость монтажных работ						192,79
	Общая стоимость предложения с учетом НДС						2120,64

Сводный план 2011 г, поз. 246