Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Описание существующей компьютерной системы

Содержание:

Введение

Современная эпоха характеризуется стремительным процессом информатизации общества. Это сильней всего проявляется в росте пропускной способности и гибкости информационных сетей. Использование локальных вычислительных сетей в различных сферах человеческой деятельности становится повсеместным. Благодаря сервису, предоставляемому современными ЛВС, в организациях появилась уникальная возможность упорядочить и эффективно организовать собственный документооборот, повышая тем самым общую эффективность труда.

Как известно, все параметры, влияющие на работу организации, взаимосвязаны. Применение ЭВМ может привести к изменению структуры организации. Динамика развития компьютерной индустрии очень высока.

В связи с этим возникла необходимость в создании и развитии сетей для соединения компьютеров и обмена информацией между ними. Таким образом, вычислительные сети явились результатом эволюции компьютерных технологий. Они стали представлять собой совокупность компьютеров, соединенных линиями связи. Линии связи образованы кабелями, сетевыми адаптерами и другими коммуникационными устройствами. При этом всё сетевое оборудование работает под управлением системного и прикладного программного обеспечения.

Объектом исследования является компьютерная сеть адвокатской конторы.

Предметом исследования является применение концепции аппаратных решений.

Цель работы – применить концепцию аппаратных решений для адвокатской конторы.

Для выполнения работы следует выполнить следующие задачи:

дать характеристику концепций аппаратных решений;
дать характеристику объекта исследования, его организационной структуры;
выбрать оборудование для проектирования сети: точки доступа, коммутаторы, маршрутизаторы, сервера и т.д.

Методами исследований являются методы проектирования сети, методы моделирования сетей, сравнительный метод.

Общее описание концепций

Несмотря на то, что все распределенные системы содержат по нескольку процессоров, существуют различные способы их организации в систему. В особенности это относится к вариантам их соединения и организации взаимного обмена. Рассмотрим аппаратное обеспечение распределенных систем, в частности варианты соединения машин между собой.

Будем рассматривать системы, построенные из набора независимых компьютеров. На рис. 1 все компьютеры разделены на две группы. Системы, в которых компьютеры используют память совместно, обычно называются мультипроцессорами (multiprocessors), а работающие каждый со своей памятью — мультикомпьютерами (mullicomputers). Основная разница между ними состоит в том, что мультипроцессоры имеют единое адресное пространство, совместно используемое всеми процессорами. Если один из процессоров записывает, например, значение 44 по адресу 1000, любой другой процессор, который после этого прочтет значение, лежащее по адресу 1000, получит 44. Все машины задействуют одну и ту же память.

В отличие от таких машин в мультикомпыотерах каждая машина использует свою собственную память. После того как один процессор запишет значение 44 по адресу 1000, другой процессор, прочитав значение, лежащее по адресу 1000, получит то значение, которое хранилось там раньше. Запись по этому адресу значения 44 другим процессором никак не скажется на содержимом его памяти. Типичный пример мультикомпьютера — несколько персональных компьютеров, объединенных в сеть.

Каждая из этих категорий может быть подразделена на дополнительные категории на основе архитектуры соединяющей их сети. На рис. 1 эти две архитектуры обозначены как шинная (bus) и коммутируемая (switched). Под шиной понимается одиночная сеть, плата, шина, кабель или другая среда, соединяющая ее машины между собой. Подобную схему использует кабельное телевидение: кабельная компания протягивает вдоль улицы кабель, а всем подписчикам делаются отводки от основного кабеля к их телевизорам.

Рис. 1. Различные базовые архитектуры процессоров и памяти распределенных компьютерных систем

Коммутируемые системы, в отличие от шинных, не имеют единой магистрали, такой как у кабельного телевидения. Вместо нее от машины к машине тянутся отдельные каналы, выполненные с применением различных технологий связи. Сообщения передаются по каналам с принятием явного решения о коммутации с конкретным выходным каналом для каждого из них. Так организована глобальная телефонная сеть.

Мы проведем также разделение распределенных компьютерных систем на гомогенные (homogeneous) и гетерогенные {heterogeneous). Это разделение применяется исключительно к мультикомпьютерным системам. Для гомогенных мультикомпьютерных систем характерна одна соединяющая компьютеры сеть, использующая единую технологию. Одинаковы также и все процессоры, которые в основном имеют доступ к одинаковым объемам собственной памяти. Гомогенные мультикомпьютерные системы нередко используются в качестве параллельных (работающих с одной задачей), в точности как мультипроцессорные.

В отличие от них гетерогенные мультикомпьютерные системы могут содержать целую гамму независимых компьютеров, соединенных разнообразными сетями. Так, например, распределенная компьютерная система может быть построена из нескольких локальных компьютерных сетей, соединенных коммутируемой магистралью FDDI или ATM.

В следующих трех пунктах рассмотрим мультипроцессорные, а также гомогенные и гетерогенные мультикомпьютерные системы. Эти вопросы не связаны напрямую с распределенными системами, однако они помогают лучше их понять, поскольку организация распределенных систем часто зависит от входящей с их состав аппаратуры.

Мультипроцессоры

Мультипроцессорные системы обладают характерной особенностью: все процессоры имеют прямой доступ к общей памяти. Мультипроцессорные системы шинной архитектуры состоят из некоторого количества процессоров, подсоединенных к общей шине, а через нее — к модулям памяти. Простейшая конфигурация содержит плату с шиной или материнскую плату, в которую вставляются процессоры и модули памяти.

Поскольку используется единая память, когда процессор А записывает слово в память, а процессор В микросекундой позже считывает слово из памяти, процессор В получает информацию, записанную в память процессором А. Память, обладающая таким поведением, называется согласованной (coherent). Проблема данной схемы состоит в том, что в случае 4 или 5 процессоров шина оказывается стабильно перегруженной и производительность резко падает. Решение состоит в размещении между процессором и шиной высокоскоростной кэш-памяти (cache memory), как показано на рис. 2. В кэше сохраняются данные, обращение к которым происходит наиболее часто. Все запросы к памяти происходят через кэш. Если запрошенные данные находятся в кэш-памяти, то на запрос процессора реагирует она и обращения к шине не выполняются. Если размер кэш-памяти достаточно велик, вероятность успеха, называемая также коэффициентом кэш-попаданий (hit rate), велика и шинный трафик в расчете на один процессор резко уменьшается, позволяя включить в систему значительно больше процессоров. Общепринятыми являются размеры кэша от 512 Кбайт до 1 Мбайт, коэффициент кэш-попаданий при этом обычно составляет 90 % и более.

Рис. 2. Мультипроцессорная система с шинной архитектурой

Однако введение кэша создает серьезные проблемы само по себе. Пусть два процессора, А и В, читают одно и то же слово в свой внутренний кэш. Затем А перезаписывает это слово. Когда процессор В захочет воспользоваться этим словом, он считает старое значение из своего кэша, а не новое значение, записанное процессором А. Память стала несогласованной, и программирование системы осложнилось. Кэширование тем не менее активно используется в распределенных системах, здесь также сталкиваются с проблемами несогласованной памяти

Проблема мультипроцессорных систем шинной архитектуры состоит в их ограниченной масштабируемости, даже в случае использования кэша. Для построения мультипроцессорной системы с более чем 256 процессорами для соединения процессоров с памятью необходимы другие методы. Один из вариантов - разделить общую память на модули и связать их с процессорами через коммутирующую решетку (crossbar switch), как показано на рис. 3, а. Как видно из рисунка, с ее помощью каждый процессор может быть связан с любым модулем памяти. Каждое пересечение представляет собой маленький электронный узловой коммутатор (crosspoint switch), который может открываться и закрываться аппаратно. Когда процессор желает получить доступ к конкретному модулю памяти, соединяющие их узловые коммутаторы открываются, организуя запрошенный доступ. Достоинство узловых коммутаторов в том, что к памяти могут одновременно обращаться несколько процессоров, хотя если два процессора одновременно хотят получить доступ к одному и тому же участку памяти, то одному из них придется подождать.

Рис. 3. Коммутирующая решетка (а). Коммутирующая омега-сеть (б)

Недостатком коммутирующей решетки является то, что при наличии п процессоров и п модулей памяти потребуется п2 узловых коммутаторов. Для больших значений п это число может превысить возможности. Поэтому были найдены альтернативные коммутирующие сети, требующие меньшего количества коммутаторов. Один из примеров таких сетей — омега-сеть (omega network), представленная на рис. 3, б. Эта сеть содержит четыре коммутатора 2x2, то есть каждый из них имеет по два входа и два выхода. Каждый коммутатор может соединять любой вход с любым выходом. Если внимательно изучить возможные положения коммутаторов, становится ясно, что любой процессор может получить доступ к любому блоку памяти. Недостаток коммутирующих сетей состоит в том, что сигнал, идущий от процессора к памяти или обратно, вынужден проходить через несколько коммутаторов. Поэтому, чтобы снизить задержки между процессором и памятью, коммутаторы должны иметь очень высокое быстродействие.

Пытаются уменьшить затраты на коммутацию путем перехода к иерархическим системам. В этом случае с каждым процессором ассоциируется некоторая область памяти. Каждый процессор может быстро получить доступ к своей области памяти. Доступ к другой области памяти происходит значительно медленнее. Эта идея была реализована в машине с неунифицировапиым доступом к памяти (NonUniform Memory Access, NUMA). Хотя машины NUMA имеют лучшее среднее время доступа к памяти, чем машины на базе омега-сетей, у них есть свои проблемы, связанные с тем, что размещение программ и данных необходимо производить так, чтобы большая часть обращений шла к локальной памяти.

Гомогенные мультикомпьютерные системы

В отличие от мультипроцессоров построить мультикомпыотерную систему относительно несложно. Каждый процессор напрямую связан со своей локальной памятью. Единственная оставшаяся проблема — это общение процессоров между собой. Необходима схема соединения, но поскольку интересна только связь между процессорами, объем трафика будет на несколько порядков ниже, чем при использовании сети для поддержания трафика между процессорами и памятью.

Рассмотрим гомогенные мультикомпьютерные системы. В этих системах, известных под названием системных сетей (System Area Networks, SAN), узлы монтируются в большой стойке и соединяются единой, обычно высокоскоростной сетью. Как и в предыдущем случае, необходимо выбирать между системами на основе шинной архитектуры и системами на основе коммутации.

В мультикомпьютерных системах с шинной архитектурой процессоры соединяются при помощи разделяемой сети множественного доступа, например Fast Ethernet. Скорость передачи данных в сети обычно равна 100 Мбит/с. Как и в случае мультипроцессоров с шинной архитектурой, мультикомпьютерные системы с шинной архитектурой имеют ограниченную масштабируемость. В зависимости от того, сколько узлов в действительности нуждаются в обмене данными, обычно не следует ожидать высокой производительности при превышении системой предела в 25-100 узлов.

В коммутируемых мультикомпьютерных системах сообщения, передаваемые от процессора к процессору, маршрутизируются в соединительной сети в отличие от принятых в шинной архитектуре широковещательных рассылок. Было предложено и построено множество различных топологий. Две популярные топологии — квадратные решетки и гиперкубы — представлены на рис. 4. Решетки просты для понимания и удобны для разработки на их основе печатных плат. Они прекрасно подходят для решения двухмерных задач, например задач теории графов или компьютерного зрения (глаза робота, анализ фотографий).

Рис. 4. Решетка (а). Гиперкуб (б)

Гиперкуб (hypercube) представляет собой куб размерности п. Гиперкуб, показанный на рис. 4, б, четырехмерен. Его можно представить в виде двух обычных кубов, с 8 вершинами и 12 ребрами каждый. Каждая вершина — это процессор. Каждое ребро — это связь между двумя процессорами. Соответствующие вершины обоих кубов соединены между собой. Для расширения гиперкуба в пятое измерение мы должны добавить к этой фигуре еще один комплект из двух связанных кубов, соединив соответствующие вершины двух половинок фигуры. Таким же образом можно создать шестимерный куб, семимерный и т. д.

Коммутируемые мультикомпьютерные системы могут быть очень разнообразны. На одном конце спектра лежат процессоры с массовым параллелизмом (Massively Parallel Processors, МРР), гигантские суперкомпьютеры стоимостью во много миллионов долларов, содержащие тысячи процессоров. Нередко они собираются из тех же процессоров, которые используются в рабочих станциях или персональных компьютерах. От других мультикомпьютерных систем их отличает наличие патентованных высокоскоростных соединительных сетей. Эти сети проектируются в расчете на малое время задержки и высокую пропускную способность. Кроме того, предпринимаются специальные меры для защиты системы от сбоев. При наличии тысяч процессоров каждую неделю несколько будут выходить из строя. Нельзя допустить, чтобы поломка одного из них приводила к выводу из строя всей машины.

На другом конце спектра мы обнаруживаем популярный тип коммутируемых микрокомпьютеров, известных как кластеры рабочих станций (Clusters Of Work-Nations, COW), основу которых составляют стандартные персональные компьютеры или рабочие станции, соединенные посредством коммерческих коммуникационных компонентов. Соединительные сети это то, что отличает COW от МРР. Кроме того, обычно не предпринимается никаких особых мер для повышения скорости ввода-вывода или защиты от сбоев в системе. Подобный подход делает COW проще и дешевле.

Гетерогенные мультикомпьютерные системы

Наибольшее число существующих в настоящее время распределенных систем построено по схеме гетерогенных мультикомпьютерных. Это означает, что компьютеры, являющиеся частями этой системы, могут быть очень разнообразны, например, по типу процессора, размеру памяти и производительности каналов ввода-вывода. На практике роль некоторых из этих компьютеров могут исполнять высокопроизводительные параллельные системы, например мультипроцессорные или гомогенные мультикомпьютерные. Соединяющая их сеть также может быть очень неоднородной.

Другим примером гетерогенности является создание крупных мультикомпьютерных систем с использованием существующих сетей и каналов. Так, например, не является чем-то необычным существование кампусных университетских распределенных систем, состоящих из локальных сетей различных факультетов, соединенных между собой высокоскоростными каналами. В глобальных системах различные станции могут, в свою очередь, соединяться общедоступными сетями, например сетевыми службами, предлагаемыми коммерческими операторами связи, например SMDS или Frame relay.

В отличие от систем, обсуждавшихся в предыдущих пунктах, многие крупномасштабные гетерогенные мультикомпьютерные системы нуждаются в глобальном подходе. Это означает, что приложение не может предполагать, что ему постоянно будет доступна определенная производительность или определенные службы.

Переходя к вопросам масштабирования, присущим гетерогенным системам, и учитывая необходимость глобального подхода, присущую большинству из них, следует заметить, что создание приложений для гетерогенных мультикомпьютерных систем требует специализированного программного обеспечения.

Анализ предметной области

Характеристика компании

Адвокатская контора «Юрконсалтинг» образована в 2002 году и оказывает услуги в сфере уголовно-правовой защиты в вопросах, имеющих экономическую, предпринимательскую и налоговую специфику. Представляет интересы в органах власти и управления, местного управления, правоохранительных и налоговых органах.

Рассмотрим организационную структуру компании ООО «Юрконсалтинг». Схематично она представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Организационная структура компании

Опишем функции сотрудников.

Руководство компании представлено генеральным директором, осуществляющим управление компанией. Функции генерального директора носят организационно-распорядительный характер, в задачи его входит управлять текущей деятельностью организации, а также строить планы дальнейшего развития.

Генеральный директор также ведет особо важные переговоры, ведет наиболее сложные дела в своей области, являясь также юристом.

В отделе адвокатов работают 12 адвокатов. Он является основным в компании, поэтому рассмотрим его подробнее.

Адвокаты представляют интересы клиентов в уголовных и гражданских судебных процессах и других юридических слушаниях, составляет юридические документы и консультирует клиента по юридическим вопросам и сделкам. Некоторые из адвокатов специализируются в отдельной области, некоторые работают одновременно в нескольких областях.

Основные функции:

Консультирует клиентов по юридическим вопросам.
Анализирует информацию для обнаружения фактов дела, доказательства и факты, юридические вопросы.
Применяет судебные правила и стратегии.
Собирает доказательства и другую информацию для предоставления в суде.
Участвует в судебных слушаниях.
Проводит юридические расследования.
Определяет основания для судебного иска.
Определяет весомость и достаточность доказательств для инициации судебного иска.
Руководит сбором и подготовкой доказательств, изучает их, чтобы понять, поддержат ли они дело.
Составляет договоры и соглашения в соответствии с законом.
Изучает документы для предотвращения юридических пробелов в них.
Разъясняет и интерпретирует государственные законы и инструкции.
Участвует в слушаниях.
Дает рекомендации по инициированию исков.
Пишет юридические документы.

В своей деятельности адвокаты используют:

административное право.
технологии разрешения конфликтов.
процедуры проведения интервью.
знания связанных с делом законов и инструкций.
технологии расследования.
знания судебной системы.
библиотеку или технологии поиска информации в Интернет.
технику общения с публикой.

Бухгалтерия состоит на сегодняшний момент из двух бухгалтеров, один состоит в должности главного бухгалтера. Они ведут финансово-хозяйственную деятельность компании:

осуществляют сбор и учет первичных документов,
проводят расчеты с клиентами компании;
формируют и сдают бухгалтерскую отчетность;
осуществляют перечисления в государственные органы (Фонд социального страхования, Пенсионный Фонд и т.д.).

Бухгалтера также выступает в роли сотрудников кадровой службы:

рассчитывают заработную плату,
ведут личные карточки сотрудников,
оформляют командировочные, отпускные документы,
выдают необходимые справки сотрудникам и т. д.

В компании работает также секретарь. Секретарь относится к категории технических исполнителей, назначается на должность и освобождается от нее приказом генерального директора компании и ему же и подчиняется. Руководствуется в своей деятельности: законодательными актами РФ; Уставом компании, Правилами внутреннего трудового распорядка, другими нормативными актами компании: приказами и распоряжениями руководства; должностной инструкцией.

В функции ИТ-специалиста входит:

техническая поддержка пользователей-сотрудников компании;
защита сети компании от внешних угроз (обновление антивируса);
мониторинг работы компьютеров, выявление и устранение неполадок;
замена и ремонт вышедшего из строя оборудования или узлов компьютера;
установка, настройка и обновление программного обеспечения;
обеспечение работы офисной техники (сканеры, принтеры, факсы и т.п.).

В «Юрконсалтинг» все документы – входящие и исходящие письма, приказы, факсы – хранятся в канцелярии.

Программное обеспечение, которое используется для организации документооборота:

1. Пакет Microsoft Office 2003/2007/2010

Microsoft Office 2003/2007/2010 представляет собой набор прикладных программ, необходимых для автоматизации работы современного офиса, объединенных в один пакет и работающих как единое целое.

2.Система управления документами DOCS OPEN.

Программный продукт DOCS OPEN, разработанный компанией PC DOCS Inc., позволяет организовать на предприятии электронный архив. Система предназначается для хранения, обработки и поиска информации, что хранится на накопителях различной природы в распределенной гетерогенной среде.

Построена система по современной архитектуре «клиент-сервер». DOCS Open имеет минимум 2 сервера: сервер библиотеки, хранящий карточки документов, и сервер документов, который хранит сами документы; с успехом оба сервера на одной машине могут функционировать. Дополнительным в системе является сервер полнотекстового индекса. Любой промышленный SQL Server может использоваться в качестве сервера библиотек. Система управления базами данных (СУБД) должна отвечать 2 требованиям: иметь ODBC-драйвер и уметь работать с ANSI SQL.

3. Для обмена информацией между сотрудниками в компании создана внутренняя сеть.

Аппаратная защита сети представлена слабо. Всю сеть защищает один сервер на базе ОС Linux Redhat 6.

Защита персональных компьютеров также представлена плохо. Не на всех ПК стоят персональные фаерволы и антивирусы. Отсутствует централизованное обновление баз антивирусов.

Отсутствует политика безопасности предприятия.

Описание существующей компьютерной системы

Программная и техническая архитектура компании ООО «Юрконсалтинг» не отличается какой бы то ни было сложностью в силу небольших размеров организации. Схематично техническая архитектура представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Техническая архитектура ИС

Опишем программную и техническую архитектуру подробнее.

Техническое обеспечение.
Рабочие станции
1. Системные блокиXTEND-11417 Intel Celeron Dual Core E3200 2,4 GHz / 1024 / 250 / Intel X3100 256 Mb [50114174111]. Процессор: Intel Celeron Dual Core E3200 ( 2400 МГц ) / Операт. память: 1024 Мб / Жесткий диск: 250 Гб / Видеокарта: Intel X3100 256 Мб
2. МониторыTFT 20 LG Flatron W2043S-PF Glossy Black DFC 30000:1 300cd/m2 5ms 16:9 Wide
3. Мышь и клавиатура (комплекты) Logitech Wireless Desktop MK320
4. Ноутбуки Asus K50IP ( K50 ) T4500 2.3 ГГц / 2048 / 320 / GF G205M / DVD RW / 15,6 / Wi-Fi / Cam / Win7st ( 90N0CA110W2A54OC13AY )
Серверы

Fujitsu Siemens PRIMERGY RX330AMD Opteron 2216 HE 2.4 ГГц 300 ГБ 10000 об./мин., Вр.доступа 4.5 мс, Внешняя скорость передачи данных 320 Мб/сек

Сетевое оборудование
1. Кабель FTP 5cat 4х2х0.52 (витая пара с оплеткой)
2. Коммутатор (switch) ASUSGX-D1081, Uplink 1 xEthernet 10/100/1000 Мбит/сек, Количество портов коммутатора 7 x Ethernet 10/100/1000 Мбит/сек
Периферийный устройства
1. ПринтерHP Color LaserJet Pro CP1525n Сканер Canon LIDE 110 <1200x2400dpi, 48bit, USB, A4>
2. Сканер HP ScanJet G4010 A4, 4800x9600dpi, 96 bit, slide-adapter ( 5 (35 мм) слайдовили 6 (35 мм) негативов), Hi-Speed USB 2.0
3. Факс Panasonic KX-FL423RUB, лазерный 33600 бит/с , АОН, 10 л./мин., лоток 250 листов, автоподатчик 15 л. (чёрный)

Рассмотрим теперь программную архитектуру, схема которой представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Программная архитектура ИС

На рабочих станциях стоит следующее программное обеспечение:

Операционная система рабочих станций и ноутбуковMS Windows 7
Пакет прикладных программ MSOffice 2007
Антивирусное программное обеспечение Kaspersky Enterprise Space Security.
На серверах установлена операционная система MSWindowsServer 2008. Кроме этого на файловом сервере установлена правовая система «Консультант», которая обеспечивает доступ сотрудников компании ко всей правовой информации (законам, актам, распоряжениям, постановлениям и т. д.). На сервере базы данных установлена серверная часть системы «1С: Предприятие 8.0», то есть там располагаются сами данные. Для доступа к данным на рабочем компьютере бухгалтера установлено клиентское приложение.

Мероприятия по совершенствованию аппаратных решений

Требования к разрабатываемой системе

Характеристики разрабатываемой сети следующие:

Офис предприятия расположен на втором этаже двухэтажного панельного здания. Кабинеты адвокатов занимают 10 рабочих мест, генерального директора – 1 рабочее место, отдел бухгалтерии – 2 рабочих места, ИТ-отдел – 1 рабочее место, секретарь – 1 рабочее место.
Количество сотрудников предприятия – 15;
В сети имеется несколько корпоративных серверов – файловый сервер, почтовый, proxy, WWW;
В сети может наблюдаться высокая загруженность активного сетевого оборудования, сетевых соединений, начиная от серверных сегментов и заканчивая пользовательскими подсетями.

Кроме того, для удовлетворения возрастающих требований приложений к пропускной способности сетевых систем необходим некоторый запас быстродействия, который обеспечил бы нормальное функционирование системы в течение нескольких лет. А также необходимо обеспечить возможность эффективного роста сетевой системы при минимальном вложении средств в оборудование и каналы связи

Перечень помещений, которые будут подключены к ЛВС, приведен в табл. 1.

Таблица 1

Перечень помещений, которые будут подключены к ЛВС

Номер помещения	Наименование	Площадь, м²	Кол-во рабочих мест
102	Генеральный директор	25	1
104	Секретарь	20	1
103	ИТ-специалист	18	1
105	Бухгалтерия	30	2
106-112	Адвокаты	200	10

Таким образом, в проектируемой ЛВС должна обеспечиваться возможность подключения 15 рабочих мест.

Локальная вычислительная сеть должна позволять эффективно организовать автоматизированный управленческий, финансовый, складской и производственный учет; обеспечить электронный документооборот в рамках единого информационного пространства. Для этого пользователям сети требуется сервер домена, веб-сервер, беспроводной доступ, скорость и безопасность, протокол ААА, протоколы Radius, freeRadius, Diametr.

ЛВС должна давать возможность адаптировать ее практически для любой модели деятельности и развивать в дальнейшем. ЛВС предприятия включает в себя автоматизированные рабочие места специалистов производственно-технического отдела, менеджеров, бухгалтеров, складских работников и администрации предприятия.

Внедрение ЛВС на предприятии позволит:

сократить сроки доставки информации, в том числе приказов, распоряжений, поручений и т.д.;
сократить время поиска документов и их прохождения по структурным подразделениям;
исключить утерю документов и сокращение числа ошибок при обработке больших потоков документов;
сократить время исполнения контрольных функций;
повысить надежность принятия решений за счет полноты предоставляемой информации;
улучшить систему администрирования, контроля и управляемость предприятия;
разграничить доступ к документам, базируясь на основе организационной структуры предприятия;
предоставить единый поиск по корпоративному хранилищу документов.

Выбор аппаратных решений

В качестве технологии передачи данных между центральным устройством и оборудованием доступа, а также для магистралей удобно использовать технологию Ethernet. Выбор технологии Ethernet обусловлен ее простотой, низкой стоимостью, технической зрелостью и состоятельностью решений, проверенных временем.

На сетевом уровне предполагается использовать протокол IP, что определяется назначением сети, а также - тем, что протокол IP является основным протоколом для сетей передачи данных, независимым от технологий канального уровня. Популярность протокола IP продолжает расти в связи с практически полным вытеснением других сетевых протоколов и успешного решения задачи конвергенции данных, голоса и видео на базе IP.[20]

Трафик сети предприятия может быть достаточно интенсивным за счет использования мультимедийных данных (графической либо голосовой информации), а также за счет присутствия большого количества клиентов сети. Для обеспечения полноценного функционирования целесообразно обеспечить пропускную способность не менее 100 Мбит/с. В качестве среды передачи уровня доступа целесообразно использовать 100Base-T Ethernet (Fast Ethernet) со скоростью передачи до 100 Мбит/с.

Производительность беспроводных локальных сетей определяется тем, какой стандарт Wi-Fi они поддерживают. Максимальную пропускную способность могут предложить сети, поддерживающие стандарт 802.11b – 11 Мбит/сек – и 802.11g – до 54 Мбит/сек.

Таблица 2

Протоколы стандарта Wi-Fi

Протокол	Используемая частота	Максимальная теоретическая скорость	Типичная скорость на практике	Дальность связи в помещении	Дальность связи на открытой местности
802.11b	2.4ГГц	11Мбит/cек	0.4Мбайт/cек	38	140
802.11a	5ГГц	54Мбит/cек	2.3Мбайт/cек	35	120
802.11g	2.4ГГц	54Мбит/cек	1.9Мбайт/сек	38	140
802.11n	2.4ГГц, 5ГГц	600Мбит/cек	7.4Мбайт/cек	70	250

Ряд производителей выпустили устройства, с поддержкой фирменных расширений протоколов 802.11b и 802.11g, с теоретической максимальной скоростью работы 22 Мбит/сек и 108 Мбит/сек соответственно, однако радикальной прибавки в скорости по сравнению с работой на стандартных протоколах в данный момент от них не наблюдается.

В качестве среды передачи уровня доступа была выбрана беспроводная сеть стандарта IEEE 802.11g. Скорость передачи, обеспечиваемая в данной сети – до 54 Мбит/с. Использование стандарта IEEE 802.11n на данный момент затруднено официальной поддержки стандарта производителями оборудования. Данное обстоятельство снижает надежность проектируемой ЛВС.

В серверной устанавливаются коммутаторы, которые соединяют компьютеры с одного или нескольких помещений. Кабель от каждой коммуникационной розетки заводится в серверную и кроссируется на патч-панель. Подключение к коммутатору происходит при помощи патч-кордов.

Этажный коммутатор устанавливается в техническом помещении этажа. Главный коммутатор и серверное оборудование устанавливаются в серверной.

В связи с тем, что предприятие имеет разные отделы, целесообразно при построении сети использовать технологию VLAN.

Маршрутизатор

Файловый сервер

Главный коммутатор

…

Точки доступа

Этажный коммутатор 1

Этажный коммутатор N

Этажный коммутатор 1

Этажный коммутатор N

СУБД

Рисунок 7 – Логическая структура сети

В качестве протокола маршрутизации выбран протокол OSPF. Выбор обусловлен тем, что данный протокол является стандартом и поддерживается серверными операционными системами.

Для построения корпоративной сети на уровне доступа необходимы сетевые контроллеры стандарта IEEE 802.11g, обеспечивающие пропускную способность не менее 54 Мбит/с. Среди адаптеров, представленных на рынке, наилучшие результаты принадлежат сетевым контроллерам Dlink и 3Com. Они используют так называемые «адаптивные технологии», позволяющие регулировать объем передаваемой в сети информации и величину задержки с тем, чтобы максимально полно использовать возможности конкретного окружения и достигать наибольшей общей пропускной способности сети.

Исходя из вышесказанного, можно остановиться на контроллерах фирмы ZyXEL.

ZyXEL 802.11g Wireless PCI Adapter обеспечивает высокую производительность беспроводного подключения для настольного компьютера. Благодаря высокой скорости беспроводного Интернет-соединения этот адаптер позволяет эффективно работать приложениям, требовательным к полосе пропускания, таким как IP-телефония, сетевые игры, загрузка и потоковое видео. Данный адаптер имеет сертифицированную поддержку стандарта 802.11n, что в дальнейшем можно использовать для расширения и повышения производительности ЛВС.

Выбор именно этой модели аргументирован следующими факторами:

увеличенный коэффициент усиления антенны (предназначен специально для высокой скорости связи на больших расстояниях или в многокомнатных помещениях).
применение протоколов защиты беспроводного подключения WPA и WPA2 делает работу в беспроводной сети максимально безопасной.

Для соединения портативных устройств с беспроводной точкой доступа необходимо использовать клиентские адаптеры Cisco Aironet для беспроводной локальной сети. Эти адаптеры обеспечивают быстрое подключение настольных и мобильных вычислительных устройств к беспроводным локальным сетям, поддерживающим стандарт 802.11a/b/g. Стремясь обеспечить поддержку различных форм-факторов и операционных систем, Cisco объединила свои усилия с ведущими компаниями отрасли в ходе разработки решения Cisco Compatible Extensions.[2]

Поскольку требуется разработать сеть, которая будет иметь возможности дополнительной наращиваемости, масштабируемости и надёжности, то в качестве активного сетевого оборудования решение будет базироваться на основе оборудования Cisco Systems – мирового лидера в области решений для операторов связи.

Беспроводное решение на базе оборудования компании D-Link

Компания D-Link представляет новое решение для построения беспроводных сетей компаний малого и среднего бизнеса. Решение построено на использовании новой точки доступа DWL-3140AP, которая разработана специально для работы с коммутатором DES-1228P (рисунок 8).

Точки доступа DWL-3200AP поддерживают питание по стандарту РОЕ IEEE 802.3af (Power over Ethernet) и могут подключаться к коммутатору РОЕ DES-1228P напрямую или через существующую проводную сеть, получая питание от DES-1228P или с помощью адаптеров РОЕ.

Рисунок 8 – Беспроводное решение компании D-Link

Точка доступа DWL-3200AP выполнена в компактном корпусе с форм-фактором детектора дыма и может устанавливаться на стене или потолке помещения.

Беспроводное решение на базе оборудования компании Cisco Systems

Сегодня, когда пользователи становятся все более мобильными, а бизнес-приложения – более интерактивными, инновационные беспроводные сервисы и приложения помогают компаниям обеспечить высокую динамику бизнеса и выгодно позиционировать себя на рынке. Для организации подключений к беспроводной сети в масштабе предприятия Cisco Systems® предлагает воспользоваться решением Cisco® Unified Wireless Network (унифицированная беспроводная сеть Cisco, рисунок 9). Это унифицированное решение, которое объединяет в себе проводные и беспроводные компоненты, обеспечивает защиту локальной сети на наивысшем уровне, предлагает инновационные технологии и гарантирует защиту инвестиций.

Рисунок 9 – Беспроводное решение компании Cisco Unified Wireless Network

Решение Cisco Unified Wireless Network позволяет компаниям с уверенностью внедрять беспроводные сети. Решение Cisco Unified Wireless Network обещает бизнесу реальные и ощутимые преимущества. Эти преимущества объединяются с применением методик защиты сети, которые позволяют обеспечить безопасность корпоративного класса. К преимуществам Cisco Unified Wireless Network относятся:

а) снижение совокупной стоимости владения;

б) улучшенные видимость и контроль WLAN;

в) динамическое управление радиочастотами;

г) мощный механизм обеспечения безопасности WLAN и защиты сети;

д) унификация проводных и беспроводных сетей;

е) мобильность для предприятия [10].

В таблице 4 рассмотрены сравнительные характеристики в баллах для конкурирующих компаний в технологической сфере.

Таблица 4

Сравнительные характеристики продуктов D-Link и Cisco

	Качество	Надежность	Цена	Стабильность	Адапти-руемость	Общ. оценка
D-Link	4	3	5	4	4	4
Cisco	5	5	3	5	5	5

С самого начала своей организации инженеры Cisco стали лидерами по разработке сетевых технологий. Cisco была инициатором многих исторических изменений в сфере технологий и сегодня она продолжает эту традицию. Cisco сохраняет лидерство в самых разных сегментах, таких как маршрутизация, коммутация, унифицированные коммуникации, беспроводная связь и безопасность.

Точка доступа Cisco Aironet 1240AG представлена на рисунке 2.6, поддерживает стандарты 802.11a/b/g и является универсальным решением для сетей данного класса.

Они специально разработаны для сложных радиочастотных сред, к которым относятся, например, производственные предприятия, склады или большие центры розничной торговли, которые предъявляют особые требования к универсальности антенных устройств.

Точка доступа второго поколения Cisco Aironet серии 1240AG поддерживает стандарт питания устройств по витой паре IEEE 802.3af (PОЕ). В комплект поставки продукта входят все компоненты, необходимые для надежной установки устройства с повышенной степенью защиты.

Специальная монтажная скоба надежно фиксирует точку доступа, кабель Ethernet и консольный кабель и предотвращает таким способом их кражу или порчу.

Точка обеспечивает до 108 Mbps пропускной способности в едином устройстве и совместимость с более старыми 802.11b клиентами.

Соединители антенн поддерживают разнообразие 2.4-ГГц Cisco и 5-ГГц антенн, обеспечивая ряд и многосторонность охвата.

Внешние антенны точек доступа представлены антенной AIR-ANT2485P. Антенна внешнего/внутреннего применения, для настенного монтажа, частота 2,4-2,5 ГГц; оснащена разъемами RP-TNC, комплектуется кабелем. Усиление 8,5 dbi (рисунок 10).

Эти антенны отличаются тремя основными характеристиками – типом монтажа, направленностью и коэффициентом усиления. Для работы в качестве точки доступа, как правило, используются антенны с круговой диаграммой направленности (360°).

Рисунок 10 – Внешняя антенна AIR-ANT2485P

Коммутаторы

Для объединения точек в единую сеть выбран коммутатор WS-C2960S-24TS-L.

Основные особенности:

4 порта 1000Base-X(SFP).
Cisco FlexStack модуль с пропускной способностью 20G(опционально).
Организация контроля сети и оптимизация ширины канала с использованием QoS, дифференцированного ограничения скорости и ACL.
Поддержка USB накопителей, для быстрого бэкапа, дистрибуции и упрощения управления.
Коммутаторы просты в управлении и конфигурировании.

Внешний вид коммутатора представлен на рисунке 11.

Рисунок 11 – Внешний вид коммутатора

Технические характеристики представлены в таблице 4.

Таблица 4

Технические характеристики коммутатора

Пропускная способность, Гбит/с	41.7
Объем ОЗУ, Мб	128 MB
Объем flash-памяти, Мб	64 MB
Таблица MAC адресов	8000
Максимальное количество VLAN	255
Максимальное количество номеров VLAN	4000
IGMP Snooping	255
QoS	Auto/Per Port
Коммутирующая матрица	88 Gbps
Переменые(АС): входное напряжение(В) и ток (А)	100-240В AC (autoranging), 1,3-0.8A
Постоянные(DC): входное напряжение (В) и ток (А)	+12В, 5А
Время наработки на отказ (MTBF), ч	243 595
Максимальная потребляемая мощность, Вт	45
Уровень шума, дБа	40
Размеры (В x Ш x Г), см	4,4 х 44,5 x 23,6
Вес, кг	3,6

Для организации внешней связи используются маршрутизаторы, которые представлены маршрутизаторами серии Cisco 2800 (рисунок 12).

Маршрутизатор Cisco 2821 2800 Series 2-slot 2 GE Multiservice Router 64F/256D. В стандартную комплектацию входит: шасси Cisco 2821, 256Mb Dram, 64Mb Compact Flash, 1 блок питания.

Маршрутизатор Cisco 2851 2800 Series 2-slot Dual GE Multiservice Router 64F/256D. В стандартную комплектацию входит: шасси Cisco 285,1 256Mb Dram, 64Mb Compact Flash, 1 блок питания.

Рисунок 12 – Маршрутизаторы серии Cisco 2800

Серия маршрутизаторов Cisco 2800 предназначена для отдаленных офисов, которые требуют высокого уровня интеграции сервисов.

Основные особенности Cisco 2800 серии:

а) универсальность и защита инвестиций;

1) Модульные маршрутизаторы серии Cisco 2800 используют интерфейсные карты, совместимые с сериями Cisco 1600, 1700, 2600, 3600, 3700; поддерживается возможность восстановления сетевых модулей;

2) Интегрированная поддержка LAN/WAN, большое количество слотов для установки NM и HDSM модулей, а также присутствие AIM и WIC/HWIC слотов расширения позволяют гибко менять аппаратную конфигурацию в зависимости от требований заказчика;

3) Операционная система Cisco IOS, применяемая в маршрутизаторах серии 2800, по своим возможностям близка к установленной в сериях 2600, 3600 и 3700.

б) масштабируемость;

1) в маршрутизаторах серии Cisco 2800 увеличенное количество AIM и WIC/HWIC слотов;

2) увеличенное количество памяти, до 64 Мб Compact Flash и 256 Мб DRAM;

3) поддержка модулей High Density Service Modules (HDSM) позволяет разворачивать высокопроизводительные сервисы;

в) отказоустойчивость;

1) поддержка дополнительного источника питания – уменьшает время нестабильной работы;

2) режим горячей замены – NM/NME модули, RPS, вентилятор могут быть заменены при работающем маршрутизаторе;

г) простота управления;

д) модельный ряд Cisco 2800 состоит из 4-х модульных маршрутизаторов – Cisco 2801, 2811, 2821 и 2851, что отличаются между собой производительностью, наличием доступных NM слотов и возможностями восстановления после сбоев. Кроме двух фиксированных Gigabitethernet интерфейсов, каждая модель содержит четыре слота для WAN интерфейсных модулей (WIC/HWIC), 0 (2801) или один слот для сетевых модулей (NM, NME – 2811, NM, NME, NME-X – 2821, NM, NME, NME-X, NME-XD - 2851) и два внутренних слота для установки сервисных модулей (AIM).

Заключение

В данной работе рассмотрены различные концепции аппаратных решений – мультипроцессоры, гомогенные и гетерогенные компьютерные системы, их различия и особенности.

Компьютерная сеть была рассмотрена на примере адвокатской конторы. Была обоснована необходимость проектирования компьютерной системы. Так необходимо объединить в сеть различные компьютеры и устройства, необходимо спроектировать гетерогенную компьютерную систему.

Гомогенные мультикомпьютерные системы нередко используются в качестве параллельных (работающих с одной задачей), в точности как мультипроцессорные. В отличие от них гетерогенные мультикомпьютерные системы могут содержать целую гамму независимых компьютеров, соединенных разнообразными сетями. Так, например, распределенная компьютерная система может быть построена из нескольких локальных компьютерных сетей, соединенных коммутируемой магистралью FDDI или ATM.

Список использованной литературы

Астахов А. Анализ защищенности корпоративных автоматизированных систем [Текст]/ А. Астахов, Москва, -2010. - 490с.
Биячуев Т.А. Безопасность корпоративных сетей. [Текст]/ Л.Г.Осовецкого – СПб: СПб ГУ ИТМО, 2010.- 161с.
Бройдо В.П. Вычислительные машины, сети и телекоммуникации.-СПб.: Питер, 2013.-688с.
Бутаев М.М. Моделирование сетей ЭВМ: учеб.-метод. Пособие/ М.М.Бутаев. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007. - 56 с.
Гайкович, В.Ю., Ершов, Д.В. Основы безопасности информационных технологий [Текст]/ В.Ю. Гайкович, Д.В. Ершов, - М. МИФИ, 2009. – 669 с.
Гук М. Аппаратные средства локальных сетей: Энциклопедия.-Спб.: Питер, 2012- 576с.
Домарев В. Безопасность информационных технологий. Методология создания систем защиты, ТИД "ДС", 2010.-688с.
Зима, В. Молдовян, А. Молдовян, Н. Безопасность глобальных сетевых технологий [Текст] / В. Зима, А. Молдовян, Н. Молдовян, БХВ-Санкт-Петербург, 2009. - 368с.
Косарев В.П., Еремин Л.В. Компьютерные системы и сети.[Текст] / В.П. Косарев, Л.В. Еремин - М., 2010. – 733 с.
Кульгин М. Технология корпоративных сетей. [Текст]/ М. Кульгин, Энциклопедия. СПб.: Питер, 2010.- 704с.
Куприянов А. И. Основы защиты информации: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений [Текст]/ А.И.Куприянов, А.В.Сахаров, В. А. Шевцов. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 256с.
Ларионов А.М. Вычислительные комплексы, системы и сети. [Текст] / А.М. Ларионов, – Л.: Энергоатомиздат, 2010. – 364 с.
Лукацкий А.В. Как работает сканер безопасности. [Текст] / А.В. Лукацкий, Hackzone, 2009. - 323 с.
Максимов Н.В.,Попов И.И. Компьютерные сети: Учебное пособие.-М.:ФОРУМ: ИНФРА-М, 2014.-336с.
Новиков Ю. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. [Текст]/ Ю. Новиков, - М.: изд-во ЭКОМ, 2006. - 568 с.
Норенков И.П., Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети. [Текст] / И.П. Норенков, В.А. Трудоношин - М., 2010. – 434 с.
Олгтрит Модернизация и ремонт сетей.- М.-СПб.»Вильямс», 2011
Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для вузов. [Текст] / В. Г.Олифер, Н. А. Олифер, 2-е изд - СПб.: Питерпресс, 2012. - 864с.
Олифер В.Г.,Олифер Н.А. Компьютерные сети: Учебник.- СПб «Питер», 2012.- 672с.
Основы компьютерных сетей/под ред.Л.Г.Гагариной.- М.: ФОРУМ, 2010.-271с.
Партыка Т.Л.,Попов И.И. Периферийные устройства вычислительной техники.-М.: ИНФРА-М, 2013- 428с.
Партыка Т.П. ,Попов И.И. Вычислительная техника.- М.: ФОРУМ, 2013.-607с.
Платонов Ю.М., Уткин Ю.Г. Диагностика зависания и неисправностей компьютера.-Ростов-на-Дону: Феникс, 2011.- 320с.
Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник.-М.: Финансы и статистика, 2013.-512с.
Соколов А.В, Шаньгин В.Ф. Защита информации в распределенных корпоративных сетях и системах. – М.: ДМК Пресс, 2009. – 656с.
Стерн Монти. Сети предприятий на основе Windows NT для профессионалов [Текст]/ Стерн, Монти. Перев. с англ. - СПб.: Питер, 2011. – 643с.
Таненбаум Э. Компьютерные сети [Текст] / Э. Таненбаум, - СПб.: Питер, 2009. – 343 с.
Фейт, Сидни. TCP/IP. Архитектура, протоколы, реализация. [Текст] / Фейт, Сидни. - М.: Лори, 2009. – 565 с.
Хант, Крейг. Персональные компьютеры в сетях TCP/IP [Текст] / Хант, Крейг Перев. с англ. - BHV-Киев, 2009. – 232 с.
Ховард, М., Лебланк, Д. Защищенный код [Текст]/ М. Ховард, Д. Лебланк, Пер. с англ. – М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2007. – 704с.
Челли, Дж. Перкиис, Ч., Стриб, М. Основы построения сетей. Учебное руководство для специалистов MCSE [Текст]/ Дж. Челли, Перкиис, Ч., Стриб, М. Перевод с англ. - Лори, 2008. – 343 с.