Проектирование локальной вычислительной сети предприятия, Информатика

Содержание

Введение3

Глава 1. Анализ предприятия «НПО Гидротекс» и существующих методов и способов построения ЛВС5

1.1 Описание предприятия ООО НПО Гидротекс и его деятельности5

1.2 Технические и программные средства предприятия ООО НПО Гидротекс5

1.3 Обоснование потребности проектирования ЛВС6

1.4 Анализ существующих принципов и методов построения ЛВС8

1.5 Обзор коммутационного оборудования ЛВС14

1.6 Требования к ЛВС предприятия «НПО Гидротекс»20

1.7 Выводы к главе21

Глава 2. Проектирование ЛВС предприятия «НПО Гидротекс»23

2.1 Структура сети предприятия «НПО Гидротекс»23

2.2 Топология и сегментирование сети27

Достоинства топологи звезда:28

2.3 Метод доступа и используемые протоколы30

2.4 Обоснование и выбор параметров и компонентов сети33

2.4.1 Кабельная система и сетевое оборудование33

2.4.2 Схема ЛВС предприятия «НПО Гидротекс»44

2.4.3 Структуризация сети и назначение сетевых адресов48

2.5 Реализация сети предприятия «НПО Гидротекс»50

2.5.1 Организация монтажных работ и тестирования сети50

2.5.2 Особенности объединения сетевого оборудования51

2.5.3 Тестирование работоспособности сетевого оборудования53

2.6 Программные средства задачи проектирования ЛВС56

2.6.1 Выбор сетевой ОС56

2.6.2 Программные средства защиты информации в сети62

2.7 Выводы к главе66

Глава 3. Расчет экономической эффективности проекта67

3.1 Обоснование экономической эффективности проекта67

3.2 Выбор и обоснование методики расчета экономической эффективности68

3.3 Расчет показателей экономической эффективности69

3.4 Выводы к главе71

Заключение72

Список использованной литературы73

Выдержка из текста работы

В дипломном проекте в соответствии с техническим заданием модернизирована локальная вычислительная сеть для ГППО «Псковавтотранс». Существовавшая сеть перестала удовлетворять требованиям по производительности и функциональности. Представленный анализ предпроектной ситуации показывает узкие места сети и обосновывает необходимость проведения модернизации. Возникновение новых задач таких как: подключение мобильных пользователей, удаленных объектов, организация внутренней почты, и FTP сервиса усложняют объект разработки, делая его многоуровневым, одновременно с этим требуя пересмотра ключевых параметров сети: технологии, топологии, структуры и архитектуры. В проекте приведен обоснованный выбор данных параметров наряду с выбором оборудования и программного обеспечения серверов по критерию производительность/стоимость. В качестве основного метода разработки ЛВС использовался метод имитационного моделирования, однако, в проекте для подтверждения результатов, представлены математические расчеты (расчет информационного потока от простого обмена файлами и от баз данных). Проведен экономический анализ разработки, который включает расчет затрат на создание и внедрение проекта сети, затрат на эксплуатацию, а также определение экономической эффективности проекта. На основании этих затрат и экономического эффекта рассчитаны: срок окупаемости и интегральный показатель эффективности и качества. Освещены вопросы по охране труда и технике безопасности. Рассмотрены безопасность работы с компьютерами, пожарная и электробезопасность, а также все положения, указанные в санитарных нормах и правилах (организация рабочего места, требования к помещениям и др.).

Введение

На сегодняшний день широкое распространение получили информационные технологии. В частности, применение персональных компьютеров является неотъемлемым условием для нормального функционирования практически любой организации. Как правило, в организациях компьютеры объединены в сеть, что позволяет получить ряд преимуществ по сравнению с локальным использованием. Рабочие места перестают быть изолированными и становятся частью одной системы, что дает возможность разделять аппаратные и программные ресурсы, делая работу пользователей более эффективной.

Развитие информационных технологий открывает качественно новые возможности, которые интенсивно осваиваются бизнес сферой. Это в свою очередь порождает новый класс задач, для решения которых необходимо поддерживать в актуальном состоянии корпоративную сеть, а значит предпринимать меры по ее модернизации. К поводам для модернизации можно добавить расширение организации и как следствие увеличение нагрузки на сеть, желание отойти от использования морально устаревшего оборудования и технологий, которые становится сложно поддерживать в рабочем состоянии.

Несмотря на то, что процесс модернизации подразумевает частичное переоснащение, не редкими являются ситуации, в которых приходится рассматривать вариант полной заменены существующей сети, причиной этому служит неправильный подход при ее первоначальном создании. В большинстве своем, создавая первую сеть, компании не имеют правильно сформулированных задач и исходных требований, не говоря уже о наличии проекта. Построение ЛВС основывается на решении текущих задач путем прямого подбора оборудования.

Это путь «латания дыр» и случайных шагов, который ведет к множеству серьезных ошибок.

В результате сеть получается трудно масштабируемой, возникают проблемы с производительностью и надежностью, удобством администрирования и использования, а также безопасностью.

Как правило, модернизация корпоративных сетей проводится в среднем каждые 3-5 лет, поэтому данная тема является актуальной практически для любого современного предприятия. Применение компьютерных технологий на предприятии Псковавтотранс позволило сократить бумажный документооборот повысить, производительность труда, сделав работу более комфортной и оперативной. До недавнего времени существующая ЛВС полностью удовлетворяла потребности организации, но подключение новых рабочих станций, вызванное расширением отделов, привело к возрастанию интенсивности обмена информацией и как следствие перегрузке активного оборудования и серверов. Также проводимая в области программа компьютеризации автовокзалов и автостанций сделала актуальной задачу подключения к сети удаленных пользователей. В последнее время предприятие активно сотрудничает с частными перевозчиками, которым нередко требуется воспользоваться ресурсами ЛВС, однако отсутствие поддержки беспроводных сетей делают подключение таких пользователей крайне неудобным, а иногда и невозможным. В данном дипломном проекте рассматривается модернизация сети ГППО «Псковавтотранс», которая позволит решить ряд новых задач, и устранить существующие проблемы.

В результате модернизации сеть будет отвечать требованиям по производительности и безопасности, которые предъявляют современные приложения, содержать удобную систему управления ресурсами и правами пользователей, обеспечивать возможность легкого и быстрого подключения мобильных пользователей, соединять ЛВС с удаленными рабочими станциями, иметь внутреннюю электронную почту и FTP сервис, предоставляющий ресурсы пользователям интернета.

1. Постановка задачи дипломного проектирования

1.1 Постановка задачи дипломного проектирования

Целью дипломного проектирования является разработка проекта модернизации ЛВС ГППО «Псковавтотранс». Проект модернизации будет направлен на решение следующих задач:

— Увеличение производительности и надежности ЛВС

— Создание удобной системы управления ресурсами

— Подключение к сети удаленных объектов

— Добавление поддержки беспроводной связи

— Создание внутренней электронной почты

— Добавление FTP сервера

В процессе модернизации необходимо пересмотреть ряд ключевых моментов (архитектура, топология, структура, технология) выявить недостатки и создать проект, который обеспечит хорошую работу сети, сделав ее масштабируемой, защищенной, удобной для администрирования, способной решать все поставленные задачи, при этом необходимо максимально использовать уже имеющиеся ресурсы, что сделает проект экономически более выгодным.

Полученное решение дипломного проекта должно быть совместимо с существующими сетями, международными стандартами и протоколами, учитывать перспективные направления развития сетевых технологий, а также иметь резерв для подключения новых рабочих станций.

1.2 Анализ предпроектной ситуации

Предприятие «Псковавтотранс» создано в целях удовлетворения общественных потребностей в результатах его деятельности и получения прибыли.

Основные виды деятельности предприятия:

· оказание комплекса услуг и работ, связанных с управлением перевозочным процессом пассажиров и грузов предприятиями автотранспорта общего пользования

· координация деятельности автотранспортных предприятий с перевозчиками других ведомств и предпринимателями, участвующими в перевозках грузов и пассажиров

· проведение аналитическо-расчетных работ и экономического регулирования за счет выделяемых дотаций из бюджета по автотранспортным предприятиям общего пользования, корректировка тарифов на пассажирские перевозки

· подготовка проектов распорядительных актов, регламентирующих автотранспортную деятельность в Псковской области.

Предприятие активно взаимодействует с линейными сооружениями и автостанциями области, являясь для них административным центром.

Информационные технологии на предприятии применяются довольно давно, они позволили увеличить производительность труда и сделали работу более комфортной. Интенсивно используется локальная сеть и ресурсы Интернета.

Рассмотрим более подробно предпроектную ситуацию: согласно структурной схеме рис.1.1 предприятие состоит из административного корпуса и линейных сооружений.

Административный корпус, располагается во Пскове и содержит следующие отделы:

— Административный отдел

— Технический отдел

— Транспортный отдел

— Отдел пассажирских перевозок

— Экономическая группа

— Отдел КРО

— Хозяйственный отдел

— Бухгалтерия

В подчинении у административного корпуса находятся линейные сооружения Пскова и области: автовокзалы, автостанции, автопавильоны. В таблице 1.1 содержится информация о количестве рабочих мест в организации.

Таблица 1.1 Количество рабочих мест в организации

Корпус	Общее количество рабочих мест	Оснащенных компьютерами
Административный	58	36
Линейные Сооружения	174	31

Рис. 1.1. Структура предприятия «Псковавтотранс».

Компьютеризированные линейные сооружения, которые необходимо объединить с ЛВС административного корпуса представлены в табл. 1.2:

Таблица 1.2 Компьютеризированные линейные сооружения

Автовокзалы	Автостанции
Псков	Гдов
В. Луки	Дно
Остров	Дедовичи
	Локня
	Себеж
	Опочка
	Новоржев
	Пыталово
	Порхов
	Пуш. Горы
	Невель
	Печоры

Общее количество объектов: 15

Административный корпус занимает 3 — й и 4 — й этажи четырех этажного здания.

До начала модернизации ЛВС административного корпуса предприятия Псковавтотранс была организована следующим образом:

— Активное сетевое оборудование: В качестве устройства для организации сетевого доступа использовались два коммутатора — 3COM SuperStack II Baseline 10/100 Switch 24 ports, которые обеспечивали скорость передачи данных 100Мбит/сек. Соединение с глобальной сетью Интернет осуществлялось посредством ADSL модема на скорости 512 Кбит/с.

— Технология сети: Кабель и коммутационное оборудование соответствовали по техническим параметрам и электрическим характеристикам спецификациям категории 5 стандарта EIA/TIA 568, TSB 40, TSB 36, использовались разъемы и соединительное оборудование стандарта RJ-45.

— Топология сети — «звезда». Центральный узел — коммутатор Периферийные узлы — рабочие станции, сервер, ADSL модем. Количество рабочих мест — 36.

— Структура сети — рабочая группа из 36 рабочих станций и 1 сервера.

— Архитектура сети: клиент — сервер. Сервер баз данных, файл сервер, DHCP сервер размешались на одном компьютере под управлением ОС Windows 2003 Server SP2.

Рис. 1.2. Структурная схема ЛВС до модернизации.

Поэтажный план административного здания (рис. 1.3, 1.4) содержит информацию о размещении рабочих мест.

Рис. 1.3. План 3 — го этажа.

Рис. 1.4. План 4 — го этажа.

На основе паспортов рабочих мест произведем анализ информационных потоков (транзакций) (табл. 1.3.). Детальные характеристики транзакций приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.3 Таблица типовых транзакций используемых рабочими местами

Таблица 1.4 Характеристики типовых транзакций

№	Название транзакции	Размер пакета (байт)	Время между транзакциями (с)
1	CAM/CAD	1400 — 1600	0,1
2	E-mail (POP)	900 — 1100	0,33 — 10
3	Voice over IP P2P	500 — 1500	0,1
4	LAN peer-to-peer traffic	500 — 1500	0,1
5	Digital Telephony (dispatch calls)	500 — 1500	0,1
6	Digital Telephony (conventional calls)	500 — 1500	0,1
7	Small office database server’s client	500 — 1000	0,02
8	File Server’s Client	500 — 1000	0,02
9	FTP Client	500 — 600	10 — 100
10	SQL server’s client	500 — 600	0,05 — 0,1
11	Small Office P2P	500 — 600	0,04
12	Small Office	500 — 600	0,04
13	Small InterLAN traffic	500	0,08
14	ISDN access to a server	500	0,08
15	Dial-up P2P data transfer via ISDN	500	0,08
16	Dial-up P2P data transfer	500	0,08
17	Dial-up access to server	500	0,08
18	InterLAN traffic	500	0,008
19	Videoconferencing call	500	0,003
20	Voice Call	60 — 300	100
21	HTTP-Client	50 — 150	1 — 10
22	Database	90 — 110	0,008
23	E-mail (SMTP)	1 — 1	0,33 — 10

Чтобы отобразить все недостатки и уязвимые места существующей ЛВС построим имитационную модель в профессиональной имитационной среде NetCracker v.4.0 от компании NetCracker Technology. Цель имитационного моделирования — наглядно изобразить все недостатки существующей ЛВС.

Имитационная модель построена на основе таблицы транзакций и использует план помещений (рис. 1.3, 1.4). Рассмотрим небольшой фрагмент имитационной модели от полной схемы проекта, который представлен на рисунках 1.5, 1.6.

Рис. 1.5. Серверный шкаф (4 — й этаж).

Рис. 1.6. Шкаф (3 — й этаж).

Как видно из представленного выше фрагмента имитационной модели коммутатор №1 (рис 1.5) загружен на 74,0%, что является недопустимым показателем загрузки. Вследствие чего происходит частичная потеря пакетов (передаваемых и принимаемых данных). Текущая загрузка коммутатора не должна превышать 50%. В данном же случае мы наблюдаем превышение этого параметра.

Среднестатистическая загрузка коммутаторов при распределении пакетов с постоянным интервалом времени:

Коммутатор №2 (рис.1.6) загружен выше среднего и имеет малый резерв пропускной способности.

Основываясь на анализе полученных данных можно сделать вывод, что существующая ЛВС имеет очень большую загрузку. Сетевое оборудование не справляется с объёмом данных, проходящих через него. Вследствие чего происходит потеря пакетов, скорость передачи данных при этом не превышает 22 Mbit/sec.

Вывод: Анализ предпроектной ситуации показывает, что сеть уже не справляется с объёмом задач, возложенных на неё. Это является основополагающим фактором для модернизации существующей сети. Проведенное имитационное моделирование наглядно демонстрирует сложившуюся ситуацию: активное сетевое оборудование загружено сверх нормы — (Коммутатор №1 74% и Коммутатор №2 49,7%). Вследствие чего возникают сбои в работе сети и потеря информации, что является совершенно недопустимым. Не рекомендуется загружать сетевое оборудование более чем на 50%.

Ситуация усугубляется тем, что большая часть внутреннего трафика направлена на единственный сервер сочетающий в себе многие функции, что существенно снижает безопасность и отказоустойчивость сети. А так, как в основном, персонал работает с программами «1С» и «Гарант», которые взаимодействуют с серверами БД, скорость работы заметно падает. В дополнение к вышесказанному можно добавить, что все работы выполняются на устаревшем по современным меркам оборудовании, конечная информация или вообще не доходит до адресата, или же приходит в искажённом виде, что также отрицательно влияет на производительность всей работы в целом.

Подключения мобильных пользователей и удаленных объектов усилит нагрузку на сеть и снизит ее безопасность.

Сложившаяся ситуация подталкивает нас к созданию вычислительной сети, которая была бы лишена перечисленных недостатков с учётом возможности её дальнейшего расширения.

1.3 Техническое задание

Проект модернизации ЛВС Псковавтотранс предназначен для увеличения производительности труда персонала за счет более эффективного и экономичного использования ресурсов компьютеров и информационного обеспечения. В результате модернизации сеть должна отвечать требованиям по производительности и безопасности, которые предъявляют современные приложения, содержать удобную систему управления ресурсами и правами пользователей, обеспечивать возможность легкого и быстрого подключения мобильных пользователей, соединять ЛВС с удаленными рабочими станциями, иметь внутрикорпоративную почту предоставлять FTP сервис пользователям Интернета и учитывать возможность увеличения рабочих мест. Требования:

1) Функциональные

— объединять 36 стационарных компьютеров, 10 удаленных рабочих станций, 10 мобильных ПК.

— обеспечивать надежную, безопасную работу с сетевыми ресурсами:

— периферийное оборудование (принтеры, сканеры)

— файловый сервер

— сервер баз данных

— внутренний почтовый сервер

— FTP сервер для доступа из сети Интернет

— иметь удобную, централизованную систему администрирования

— предоставлять доступ к ресурсам Интернета (www, ftp,e-mail)

— обеспечивать работу пользователей с программами: Microsoft Office 2007, 1С: Предприятие 7.7 8.0; Правовые системы Гарант и Консультант +; Клиент Банк, Mozilla ThunderBird, FireFox, Internet Explorer, Skype, FineReader, PhotoShop, Coreldraw.

— содержать резерв оборудования для подключения 10 рабочих станций

— быть масштабируемой,

— предоставлять возможность замены узлов без прекращения работы всей сети.

2) Технические

Требования к аппаратным составляющим комплекса в рамках ЛВС (оборудование узлов сети должно удовлетворять следующим требованиям):

· иметь сертификат Минсвязи РФ на использование в сетях передачи данных;

Соответствовать условиям эксплуатации:

· окружающая температура — +5^оС +50^оС;

· влажность — 20% 90%;

· электропитание — 220В 10В, 50 Гц от сети переменного тока.

Сетевое оборудование должно поддерживать следующие международные стандарты:

· IEEE 802.3p (приоритет трафика)

· IEEE 802.3u 100BaseTX (Fast Ethernet)

· 802.3ab 1000BASE-T (Gigabit Ethernet)

· IEEE 802.11bg (Wi — Fi)

Требования к структурированным кабельным системам (СКС)

СКС должна быть выполнена в соответствии с международным стандартом ISO/IEC 11801 на кабельные системы. Кабель должен прокладываться: по коридорам в металлических лотках; внутри комнат — в декоративном пластиковом коробе. Требования к оборудованию и линиям связи представлены в табл. 1.5.

Таблица 1.5 Требования к оборудованию и линиям связи

Параметры	Объекты
	Сервер	Коммутатор	Точка доступа	Линия связи
Средняя загрузка Мбит/с	20	40	1,5	40
Текущая загрузка Мбит/с	35	45	2,5	50
Потерянных пакетов	0	0	0	—
Среднее время ответа мс	2000	—	—	—
Среднее использование %	—	30	18	30
Текущее использование %	—	35	25	35
Средняя задержка мс	—	70	—	—

3) Системные

Операционные системы

Клиентская операционная система — Windows XP Professional

Серверные операционные системы должны:

— предоставлять сервисы: файл сервер, сервер баз данных, Прокси, DHCP, PDC, Принт-сервер, Почтовый сервер, FTP, VPN.

— быть совместимыми с клиентскими ОС и используемым программным обеспечением.

Система управления ЛВС

Должна обеспечить управление всеми информационными ресурсами ЛВС. Система управления ЛВС должна осуществлять:

— инвентаризацию — получение информации о состоянии аппаратных и

программных средств, входящих в сеть;

— возможность настройки параметров сети;

— Изготовителем системы управления ЛВС должна быть компания Microsoft.

4) Пользовательские:

— Обеспечение информационного обмена между рабочими станциями

— Использование серверов файлового, почтового и баз данных

— Использование общего периферийного оборудования (принтеры сканеры)

— Использование ресурсов Интернета

— Предоставление пользователям Интернета FTP сервиса

5) Интерфейсные:

В качестве среды проводной передачи данных внутри административного корпуса используем витую пару. Беспроводная среда использует радиоволны частотного диапазона от 2,4 до 2,4835 ГГц

6)Требования по безопасности:

Сеть должна быть разделена межсетевыми экранами на два сегмента: частный и публичный. Частный сегмент должен содержать ресурсы для использования внутри организации, публичный сегмент предоставляет ресурсы пользователям Интернета. Трафик Интернета должен контролироваться прокси сервером.

7) Требования к программно-аппаратным средствам доступа в Интернет:

Программно-аппаратные средства доступа в Интернет должны обеспечивать, обмен данными используя технологию ADSL со скоростью не менее 512 Кбит/с и с возможностью расширения.

Программно — аппаратные средства доступа в Интернет должны включать в себя:

— Интернет — маршрутизатор со встроенным межсетевым экраном;

— ADSL модем.

8) Требования к связи с удаленными объектами

Связь с удаленными объектами должна осуществляться на скорости не меньшей чем 128 кбит/с.

2. Проектирование объекта

2.1 Анализ вариантов решения поставленной задачи

При разработке ЛВС применяются два типа математических моделей: аналитическая и имитационная.

Рассмотрим их более подробно и выясним возможность применения в проекте модернизации.

В общем случае структура как аналитической, так и имитационной модели системы может быть задана следующим образом:

где — множество входных воздействий; — множество выходных воздействий; — заданное отношение (либо совокупность взаимосвязанных отношений , , полученная при декомпозиции отношения ). Множество представляется декартовым произведением , где — множество контролируемых (наблюдаемых, управляемых) входных воздействий, а — множество входных воздействий, о которых имеется только косвенная информация. Сведения об элементах множества можно задавать по-разному, используя, например, детерминированные, вероятностные, статистические, нечеткие математические структуры либо их комбинацию. В общем случае элементы множеств и являются функциями времени (либо какого-нибудь другого независимого аргумента): , , , , где — множество моментов времени; — алфавит объекта ; — алфавит объекта , , . Тогда модель может быть задана как отношение вида: .

2.1.1 Аналитическое моделирование

В аналитических моделях поведение реальных процессов и систем (РПС) задается в виде явных функциональных зависимостей (уравнений линейных или нелинейных, дифференциальных или интегральных, систем этих уравнений). Однако получить эти зависимости удается только для сравнительно простых РПС. Когда явления сложны и многообразны исследователю приходится идти на упрощенные представления сложных РПС. В результате аналитическая модель становится слишком грубым приближением к действительности. Если все же для сложных РПС удается получить аналитические модели, то зачастую они превращаются в трудно разрешимую проблему.

Аналитическая модель сети представляет собой совокупность математических соотношений, связывающих между собой входные и выходные характеристики сети. При выводе таких соотношений приходится пренебрегать какими-то малосущественными деталями или обстоятельствами. Телекоммуникационная сеть при некотором упрощении может быть представлена в виде совокупности процессоров (узлов), соединенных каналами связи. Сообщение, пришедшее в узел, ждет некоторое время до того, как оно будет обработано. При этом может образоваться очередь таких сообщений, ожидающих обработки. Время передачи или полное время задержки сообщения d равно:

D = Tp + S + W,

где Tp, S и W, соответственно, время распространения, время обслуживания и время ожидания. Одной из задач аналитического моделирование является определение среднего значения D. При больших загрузках основной вклад дает ожидание обслуживания W. Для описания очередей в дальнейшем будет использована нотация Д. Дж. Кенделла:

A/B/C/K/m/z,

где А — процесс прибытия: В — процесс обслуживания; С — число серверов (узлов); К — максимальный размер очереди (по умолчанию — ); m — число клиентов (по умолчанию — ); z — схема работы буфера (по умолчанию FIFO). Буквы А и В представляют процессы прихода и обслуживания и обычно заменяются следующими буквами, характеризующими закон, соответствующий распределения событий.

D-постоянная вероятность; M-марковское экспоненциальное распределение; G-обобщенный закон распределения; Ek-распределение Эрланга порядка k; Hk — гиперэкспоненциальное распределение порядка k;

Наиболее распространенными схемами работы буферов являются FIFO (First-In-First-Out), LIFO (Last-In-First-Out) и FIRO (First-In-Random-Out). Например, запись M/M/2 означает очередь, для которой времена прихода и обслуживания имеют экспоненциальное распределение, имеется два сервера, длина очереди и число клиентов могут быть сколь угодно большими, а буфер работает по схеме FIFO. Среднее значение длины очереди Q при заданной средней входной частоте сообщений l и среднем времени ожидания W определяется на основе теоремы Литла (1961):

Для варианта очереди M/G/1 входной процесс характеризуется распределением Пуассона со скоростью поступления сообщений l. Вероятность поступления k сообщений на вход за время t равно:

Пусть N — число клиентов в системе, Q — число клиентов в очереди и пусть вероятность того, что входящий клиент обнаружит j других клиентов, равна:

Пj = P[n=j], j=0,1,2,… ; П0 = 1- r; r = lt;

Тогда среднее время ожидания w:

(формула Поллажека-Хинчина)

s — среднеквадратичное отклонение для распределения времени обслуживания.

Для варианта очереди M/G/1 H(t) = P[X? t] = 1 — e-mt (H — функция распределения времени обслуживания). Откуда следует .

Для варианта очереди m/d/1 время обслуживания постоянно, а среднее время ожидания составляет:

Аналитическая модель для сетей Ethernet (CSMA-CD) разработана Лэмом. Здесь предполагается, что сеть состоит из бесконечного числа станций, соединенных каналами с доменным доступом. То есть станция может начать передачу только в начале какого-то временного домена. Распределение сообщений подчиняется закону Пуассона с постоянной скоростью следования l. Среднее значение времени ожидания для таких сетей составляет:

где е — основание натурального логарифма, t — задержка распространения сигнала в сети. ,соответственно первый и второй моменты распределения передачи или обслуживания сообщения. f(l) преобразование Лапласа для распределения времени передачи сообщения. Следовательно

а для сообщений постоянной длины f(l)=e-r , где . Для экспоненциального распределения длин сообщений:

Рассмотрим вариант сети Ethernet на основе концентратора-переключателя с числом каналов N. При этом будет предполагаться, что сообщения на входе всех узлов имеют пуассоновское распределение со средней интенсивностью li, распределение сообщений по длине произвольно. Сообщения отправляются в том же порядке, в котором они прибыли. Трафик в сети предполагается симметричным. Очередь имеет модель M/G/1. Среднее время ожидания в этом случае равно:

, а G=1/(N-1) равно вероятности того, что сообщение отправителя i направлено получателю j. Требование стабильности rЈ 1 требует, чтобы Для больших n это приводит к .

Среднее время распространения сообщения в сети равно , где t равно RTT.

2.1.2 Имитационное моделирование

Имитационное моделирование представляет собой численный метод проведения на ЭВМ вычислительных экспериментов с математическими моделями, имитирующими поведение реальных объектов, процессов и систем во времени в течение заданного периода. При этом функционирование РПС разбивается на элементарные явления, подсистемы и модули. Функционирование этих элементарных явлений, подсистем и модулей описывается набором алгоритмов, которые имитируют элементарные явления с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени.

Имитационное моделирование — это совокупность методов алгоритмизации функционирования объектов исследований, программной реализации алгоритмических описаний, организации, планирования и выполнения на ЭВМ вычислительных экспериментов с математическими моделями, имитирующими функционирование РПС в течение заданного периода.

Под алгоритмизацией функционирования РПС понимается пооперационное описание работы всех ее функциональных подсистем отдельных модулей с уровнем детализации, соответствующем комплексу требований к модели.

Основные достоинства ИМ:

1. возможность описания поведения компонент (элементов) процессов или систем на высоком уровне детализации;

2. отсутствие ограничений между параметрами ИМ и состоянием внешней среды РПС;

3. возможность исследования динамики взаимодействия компонент во времени и пространстве параметров системы;

Эти достоинства обеспечивают имитационному методу широкое распространение.

Однако ИМ наряду с достоинствами имеет и недостатки:

1. Разработка хорошей ИМ часто обходится дороже создания аналитической модели и требует больших временных затрат.

2. Может оказаться, что ИМ неточна (что бывает часто), и мы не в состоянии измерить степень этой неточности.

3. Зачастую исследователи обращаются к ИМ, не представляя тех трудностей, с которыми они встретятся и совершают при этом ряд ошибок методологического характера.

Создание модели «с нуля» процесс довольно трудоемкий и дорогой существует довольно большое количество готовых решений реализованных в виде программных средств, в том числе и в области проектирования сетей.

Такие программные системы сами генерируют модель сети на основе исходных данных о ее топологии и используемых протоколах, об интенсивностях потоков запросов между компьютерами сети, протяженности линий связи, о типах используемого оборудования и приложений. Программные системы моделирования могут быть узко специализированными и достаточно универсальными, позволяющие имитировать сети самых различных типов. Качество результатов моделирования в значительной степени зависит от точности исходных данных о сети, переданных в систему имитационного моделирования.

Программы имитационного моделирования сети используют в своей работе информацию о пространственном расположении сети, числе узлов, конфигурации связей, скоростях передачи данных, используемых протоколах и типе оборудования, а также о выполняемых в сети приложениях.

Дополнительным преимуществом является существование готовых имитационных моделей основных элементов сети: наиболее распространенных типов маршрутизаторов, каналов связи, методов доступа, протоколов и т.п. Эти модели отдельных элементов сети создаются на основании различных данных: результатов тестовых испытаний реальных устройств, анализа принципов их работы, аналитических соотношений. В результате создается библиотека типовых элементов сети, которые можно настраивать с помощью заранее предусмотренных в моделях параметров.

Системы имитационного моделирования обычно включают также набор средств для подготовки исходных данных об исследуемой сети — предварительной обработки данных о топологии сети и измеренном трафике. Эти средства могут быть полезны, если моделируемая сеть представляет собой вариант существующей сети и имеется возможность провести в ней измерения трафика и других параметров, нужных для моделирования. Кроме того, система снабжается средствами для статистической обработки полученных результатов моделирования.

Вывод: Специализированные системы имитационного моделирования представляют оптимальный вариант для разработки проекта сети. Продукты данной категории позволяют проверить последствия внедрения тех или иных решений еще до оплаты приобретаемого оборудования. Конечно, большинство из этих программных пакетов стоят достаточно дорого, но и возможная экономия может быть весьма ощутимой.

На сегодняшний день существует довольно большое количество систем имитационного моделирования: Stressmagic, Семейство COMNET, Семейство OPNET, Семейство CANE, Prophesy, NetCracker Pro и т.д.

Имитационное моделирование будет производиться в среде NetCracker Pro, которая позволяет анализировать работу сложных сетей, построенных на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи.

Основные направления:

— сбор данных о работе сети;

— детальное моделирование сети;

— быстрая оценка производительности сети.

NetCracker предоставляет пользователю:

a. обширную базу данных, содержащую информацию о технических характеристиках тысяч реальных устройств;

b. возможность соединения этих устройств (с учетом их типов и совместимости) каналами связи с реальными свойствами;

c. современный графический интерфейс, позволяющий по технологии перетаскивания drag and drop включать в проект необходимые устройства, оснащать их встраиваемыми дополнительными элементами (сетевыми картами), задавать установку математического обеспечения различных видов трафика (отдельно для клиентов и сервера), дополнять проект рисунками и текстом, выполненным как встроенными средствами самой системы, так и внешними (Visio);

d. возможность моделирования функциональных характеристик сети с учетом протоколов передачи данных и с управлением множества факторов: статистическими параметрами потоков заявок и объема сообщений, типом трафика, имитацией отказов и восстановлений устройств и каналов связи с автоматическим перераспределением потоков, отображением результатов моделирования непосредственно в окне проекта;

e. наглядное представление процесса моделирования в форме анимации, показывающей пути и характер передаваемой информации;

f. многоуровневое иерархическое построение проектов, позволяющих исследовать сети от локального до глобального уровня;

g. средства формирования отчетов о составе, стоимости и рабочих характеристиках сети.

Главной проблемой при любом моделировании сети является проблема сбора данных о существующей сети. Этот пакет может работать со многими промышленными системами управления и мониторинга сетей, получая от них собранные данные и обрабатывая их для использования при моделировании, импортировать информацию о топологии сети, просматривать графическое представление межузлового взаимодействия и предоставлять полученную модель трафика.

Система предлагает использовать простой и интуитивно понятный способ конструирования модели сети, основанный на применении готовых базовых блоков, соответствующих таким сетевым устройствам, как компьютеры, маршрутизаторы, коммутаторы, мультиплексоры и каналы связи.

3. Разработка компонентов объекта

3.1 Определение параметров ЛВС

Объект, подлежащий модернизации представлен на рис. 3.1.

Рис 3.1. Схема размещения удаленных объектов.

Рассмотрим функциональную схему предприятия (рис. 1.1.).

Общую структуру можно разделить на два сегмента: административный сегмент и линейные сооружения. Административный сегмент находится в Пскове и занимает 3 — й и 4- й этажи четырехэтажного здания. Линейные сооружения представлены автовокзалами автостанциями и автопавильонами. Часть линейных сооружений оснащена компьютерами, с которыми необходимо

установить связь, создав единую ЛВС предприятия. Для выбора способа объединения необходимо рассмотреть географическое расположение объектов, которое поможет нам сделать вывод относительно среды передачи.

На рис. 3.1 представлено размещение удаленных объектов относительно Административного сегмента находящегося во Пскове. Как видно из схемы расстояние колеблется от 52 км (Печоры) до 256 км (Великие Луки).

Существует два варианта организации связи: прокладка кабеля напрямую к каждому объекту с использованием соответствующей технологии ориентированной на подобные расстояния, например: 1000BASE-LX, IEEE 802.3z или 1000BASE-LH (Long Haul). Либо подключение объектов через глобальную сеть интернет.

Реализация первого способа является очень затратной из — за большого расстояния, такой тип связи применяется, если необходимо получить высокую пропускную способность канала и используется для создания магистральных линий соединяющих города. Второй вариант существенно дешевле, однако и скорость передачи данных в этом случае намного меньше. В городах области провайдеры предоставляют доступ к сети интернет посредством технологии ADSL максимальная скорость 2Мбит/с. Прейдем на уровень города Пскова. Здесь необходимо организовать связь с одним удаленным объектом — автовокзалом. Расстояние до него (10 км) является довольно большим поэтому, он будет присоединен к сети посредством Интернета. Вывод: связь с удаленными объектами области будет осуществляться через глобальную сеть Интернет.

Анализ сред передачи представлен на таблицах 3.1 и 3.2.

Таблица 3.1 Характеристики протоколов Fast Ethernet и Gigabit Ethernet

Протокол	Среда передачи	Скорость Мбит/с	Дальность М
Fast Ethernet
100BASE-TX	Витая пара 5	100	100
100BASE-FX	многомодовое оптоволокно	100	2000
100BASE-LX	одномодовое оптоволокно	100	15000
Gigabit Ethernet
1000BASE-T, IEEE 802.3ab	Витая пара 5e, 6	1000	100
1000BASE-SX, IEEE 802.3z	многомодовое оптоволокно	1000	550
1000BASE-LX, IEEE 802.3z	многомодовое оптоволокно	1000	550
	одномодового оптоволокно	1000	40000
1000BASE-LH (Long Haul)	одномодовое оптоволокно	1000	100000

Таблица 3.2 Характеристики протоколов IEEE 802.11b IEEE 802.11g

Протокол	Скорость передачи данных	Обязательным является поддержка скоростей (Мбит/с)	Число каналов	Расстояние и скорость передачи данных
IEEE 802.11b	11	1; 2; 5,5; 11	3 не перекрывающихся	В закрытых помещениях: 30 м (11 Мбит/с), 91 м (1 Мбит/с) В открытых помещениях в пределах прямой видимости: 120м (11 Мбит/с), 460м (1 Мбит/с)
IEEE 802.11g	54	1; 2; 5,5; 6; 11; 12 и 24	3 не перекрывающихся	В закрытых помещениях: 30 м (54 Мбит/с), 91 м (1 Мбит/с) В открытых помещениях в пределах прямой видимости: 120м (54 Мбит/с), 460м (1 Мбит/с)

Рассмотрим здание административного корпуса на уровне этажей (рис. 1.3, 1.4) и сделаем вывод относительно следующих параметров:

3.1.1 Среда передачи

Габаритные размеры этажей 32,5 х 12,5 (м) что позволяет применять витую пару см. табл. 3.1.

Согласно ТЗ количество рабочих мест административного сегмента, которые должны быть объединены в сеть — 36.

Среда передачи, которая используется организацией, представляет собой неэкранированную витую пару категории 5. Поддерживает технологии FastEthernet (100BASE-TX) и Gigabit Ethernet (1000BASE-T, IEEE 802.3ab)

Таким образом, текущая среда передачи позволяет увеличить скорость обмена данными за счет перехода на использование спецификации Gigabit Ethernet (1000BASE-T, IEEE 802.3ab) поэтому ее следует оставить без изменений.

Подключение мобильных пользователей будет организовано по технологии Wi — Fi (см. табл. 3.2), через точку доступа. В целях совместимости следует использовать два стандарта IEEE 802.11b и IEEE 802.11g максимальная скорость передачи данных соответственно 11Мбит/с и 54 Мбит/с радиус действия в помещении без снижения скорости 30 и 120 м.

Вывод: среду передачи данных для стационарных компьютеров оставляем без изменения (витая пара категории 5), для подключения мобильных пользователей применяем технологию Wi -Fi

3.1.2 Общая структура проектируемой внутренней сети

Согласно требованиям т.з. по безопасности, сеть должна быть разделена межсетевыми экранами на два сегмента: частный и публичный. Частный сегмент должен содержать ресурсы для использования внутри организации, публичный сегмент предоставляет ресурсы пользователям Интернета.

Частный сегмент содержит сервера: файловый (File), баз данных(Database) , PDC, Secondary DC, DHCP, PROXY, 36 рабочих станций, точку доступа Wi — Fi для подключения 10 мобильных пользователей.

Публичный сегмент содержит сервера: E-mail, FTP, VPN.

Межсетевые экраны разделяют сеть на сегменты, образуя демилитаризованную зону. Таким образом, при надлежащей настройке Firewall частный сегмент скрыт от пользователей Интернета за исключением тех, кому разрешен доступ из вне — в данном случае это удаленные пользователи, аутентификация которых происходит на VPN сервере публичного сегмента.

Рис. 3.2. Общая структура проектируемой сети.

3.1.3 Структура сети

Сеть организована в соответствии с доменной структурой, которая характеризуется следующими чертами.

— Иерархическая упорядоченность узлов. На верху иерархии располагается контроллер домена, содержащий доменную базу данных.

— Пользователь имеет лишь одну «доменную» учетную запись, под которой он может регистрироваться на любом компьютере входящим в домен.

— Учетная запись пользователя находится в базе данных домена. Базой данных домена управляет контроллер домена. Если компьютеров выполняющих функции контроллера домена несколько, то они время от времени синхронизируют свои доменные базы данных, на случай если какой — нибудь из них выйдет из строя.

— Доступ к ресурсам других компьютеров в домене управляется через доменную учетную запись, локальные учетные данные в домене не нужны.

— Если пользователь меняет пароль, то изменяется его доменная учетная запись. С новым паролем он может регистрироваться на любом компьютере домена.

— Безопасность можно настроить сразу при помощи групповых политик.

Вывод: Структура сети, основанная на домене, является наиболее удобным средством управления, для сетей больших и средних размеров. Она предоставляет возможности для более эффективного управления, обеспечивает большую безопасность окружения, делая сеть централизованной и масштабируемой.

3.1.4 Топология сети

Общая топология сети представляет собой две соединенных друг с другом звезды (частный и публичный сегменты) в центре каждой располагается коммутационное оборудование (коммутаторы), подобный вид топологии является наиболее приемлемым и обладает следующими характеристиками

Достоинства:

· выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

· хорошая масштабируемость сети;

· лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

· высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

· гибкие возможности администрирования.

Недостатки:

· выход из строя центрального узла обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

· для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

· конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном узле (коммутаторе).

Применение

Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает витая пара UTP категория 3 или 5.

3.1.5 Архитектура сети

Архитектура сети представляет собой сеть на основе сервера (с выделенным сервером).

Подобный выбор обусловлен большим количеством пользователей. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому в нашем случае использование данной архитектуры является единственно возможным вариантом.

Следующие показатели сетей на основе сервера можно отнести к преимуществам этих сетей.

· Централизованное разделение ресурсов.

Предоставляется доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что облегчает их поиск и поддержку.

· Централизованное управление защитой данных.

В сетях UNIX и Windows Server, проблемами безопасности может заниматься один администратор, который формирует политику безопасности (security policy) и применяет ее в отношении каждого пользователя сети.

Централизованное хранение данных позволяет организовать удобную и надежную систему резервного копирования.

Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна — легко воспользоваться резервной копией.

Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговыми, было бы невозможно управлять.

Вывод: выбор архитектуры с выделенным сервером обусловлен следующими параметрами:

· Размер сети ограничен аппаратным обеспечением сервера и сети

· Возможность широкой и комплексной защиты ресурсов и пользователей

· Администрирование осуществляется централизованно. Необходим хотя бы один администратор с соответствующим уровнем знаний.

3.1.6 Выбор операционных систем

В настоящее время существует довольно большое количество операционных систем. Главными критериями выбора является

· способность ОС решать поставленные перед ней задачи.

· стоимость

· надежность

· безопасность

· удобство администрирования

· требовательность к ресурсам

· производительность, возможность оптимизации под конкретные задачи

На сегодняшний день можно выделить два семейства ОС: Windows и Unix. Они сильно различаются архитектурой. Windows первоначально проектировалась как клиентская ОС. Разработчики приложили немало усилий, чтобы сделать ее простой для освоения и удобной в использовании, благодаря чему она завоевала большую популярность в качестве настольной ОС. Появление серверных версий (Windows Server) позволили сохранить первоначальную ориентацию на удобство использования, дополнив ОС поддержкой многочисленных серверных функций и инструментами администрирования.

К недостаткам можно отнести необходимость приобретения лицензий стоимость которых сравнима со стоимостью нового компьютера, довольно высокие требования к аппаратным ресурсам и более низкую защищенность (сложная иерархия разграничения прав пользователей, подверженность вирусным атакам).

Unix архитектура изначально ориентирована на серверные задачи, вопросы безопасности и производительности являются более важными чем удобство управления. Возможность пересборки ядра, оптимизации под конкретные задачи, отсутствие загруженности графическим интерфейсом делают эти ОС менее требовательными к ресурсам. Классический интерфейс командной строки является основным, предоставляя все необходимые функции для настойки параметров. Росту популярности серверных решений на основе Unix систем способствовало воплощение поддержки сетевых стандартов Windows и наличие бесплатных ОС, таких как Linux и FreeBSD.

Управление данными ОС требует высокой квалификации системного администратора.

Согласно тз: Клиентская операционная система — Windows XP Professional

Серверные операционные системы должны предоставлять требуемые сервисы:

— файл сервер, сервер баз данных, Прокси, DNS, DHCP, PDC, Принт сервер, Почтовый сервер, FTP, VPN и быть совместимыми с клиентскими ОС и используемым программным обеспечением.

В соответствии с требованиями к системе управления ЛВС, PDC будет работать под управлением Windows Server 2003 в качестве средств управления сетью будут использованы MMC и Remote Desktop

Все остальные сервисы будут работать под ОС FreeBsd 7.0. для совместимости с Windows стандартами необходимо использовать пакет Samba.

В таблице 3.3 представлено распределение функций компьютеров в сети, что поможет сделать вывод относительно количества необходимых серверов и общем количестве стационарных машин.

Таблица 3.3 Распределения функций компьютеров

ОС	Функция	Количество компьютеров	Сегмент сети
Windows XP	Клиентская Ос	36	частный
Windows Server	PDC	1
FreeBsd 7.0	SDC	1
	DHCP
	DNS
	Proxy
	File	1
	Database	1
	E-mail	1	публичный
	FTP
	VPN	1
Всего		42

Частный сегмент объединит в себе 40 стационарных машин (36 рабочих станций и 4 сервера). Публичный сегмент — 2 сервера.

3.1.7 Выбор активного сетевого оборудования

Подсчитаем количество устройств, которые необходимо объединить

Частный сегмент: 40 машин + 1 Firewall + 1точка доступа Wi-Fi. = 42

Публичный сегмент 2 сервера + 2 Firewall = 4

Самая большая нагрузка ляжет на сервера File и Database, поэтому для двух портов коммутатора необходимо расширить полосу пропускания, перейдя на спецификацию Gigabit Ethernet. При выборе необходимо руководствоваться следующими характеристиками (табл. 3.4)

В таблице 3.5 представлены цены на коммутаторы, которые удовлетворяют характеристикам (табл.3.4).

Таблица 3.4 Необходимые характеристики коммутатора

Стандарты	IEEE 802.3 10Base-T Ethernet IEEE 802.3u 100Base-TX Fast Ethernet IEEE 802.3ab 1000Base-T Gigabit Ethernet Автоопределение скорости Nway ANSI/IEEE 802.3 Управление потоком IEEE 802.3x
Порты	48 портов 10/100Base-TX с автоматическим определением полярности MDI/MDIX 2 гигабитных порта 10/100/1000Base-T с автоматическим определением Полярности MDI/MDIX
Поддержка режима дуплекса/полудуплекса	Ethernet/Fast Ethernet: дуплекс/полудуплекс Gigabit: дуплекс

Таблица 3.5 Цены на коммутаторы

Наименование	Цена (руб.)
Planet FGSW-4840S	11024
DES-1050G	9500
Catalyst WS-C2950T	13720
3COM SuperStack 3 Switch 4500	12000

Выбираем DES-1050G, как наиболее подходящий ценовой вариант.

1) 36 рабочих станций + 2 сервера + 1 Firewall + 1Wi-Fi будут использовать стандарт Fast Ethernet, а наиболее загруженные сервера File и Database — Gigabit Ethernet.

2) Для соединения устройств публичного сегмента будет использован уже имеющийся 24-х портовый коммутатор 3Com SuperStack3 4250T.

3) Беспроводная точка доступа является удобным средством для подключения к сети мобильных пользователей. Рассмотрим необходимые характеристики точки доступа (табл. 3.6).

Таблица 3.6 Необходимые характеристики точки доступа

Стандарты	802.11g 802.11b 802.3/802.3u 10Base-T/100Base-TX Ethernet ANSI/IEEE 802.3 NWay auto-negotiation
Интерфейсы устройства	802.11g беспроводная LAN 1 порт 10/100Base-TX Ethernet LAN

Таблица 3.7 Цены на точки доступа

Наименование	Цена (руб.)
D-Link DWL-2100AP	2089
ZyXEL : B-3000 EE	2210
3com 3CRWE876075	2500
ASUS WL-600G	3350

В табл. 3.7 представлено оборудование, удовлетворяющее характеристикам в табл. 3.6. Выбираем D-Link DWL-2100AP, как наиболее подходящую по цене.

4) Межсетевые экраны

В качестве межсетевых экранов будут использованы компьютеры с двумя сетевыми интерфейсами работающие под ОС FreeBsd 7.0.

3.2 Анализ вычислительной системы

Для расчета процессов, происходящих в ЛВС, существует достаточно много разных методов: аналитические, методы сетей Петри, теории массового обслуживания (теории очередей), методы Эрланга. Для расчета двух режимов (информационного потока от простого обмена файлами и от баз данных) я применил метод, который разработан с использованием вышеперечисленных методов и применяется для расчета отдельных процессов.

3.2.1 Анализ информационных потоков в распределенной системе

Рассмотрим фрагмент сети, состоящий из 61 рабочего места, 1 файлового сервера, 1 сервера баз данных.

1) Расчет информационного потока от БД.

Формат БД_01 — dBase, объём 300 Мб. (на 61 рабочее место).

В БД формата dBase основная нагрузка ложится на рабочие станции пользователей, т.к. наборы данных для обработки передаются с сервера на рабочие станции, что характеризует большое значение информационного потока, при этом сервер используется лишь для хранения информации. Информационных поток определяется на основе размеров файлов необходимых для выполнения этих операций, т.к. при их выполнении происходит копирование файлов данных на локальные машины с сервера, либо обратная операция сброса информации на сервер.

Размеры передаваемой информации и количество обращений к dBase базе были взяты исходя из работы их на локальных компьютерах.

Расчет среднего потока информации dbf базы будем производить по следующей формуле:

где П — поток информации кбит/с;

a — размер передаваемого файла по сети, МБайт;

b — размер индексов передаваемых по сети, Мбайт;

k1 — коэффициент для перевода MБайт в кБит, k1 = 8192

k2 — коэффициент для перевода часов в секунды, k1 = 3600

с — количество раз чтение/записи базы с сервера за 8-ми часовой рабочий день

8 — продолжительность рабочего дня, час

При открытии файла по сети будет передаваться копия в среднем 3Mb, а также индексы размером 0,5Mb, с периодичностью 25 раз в день (рабочий).

При записи на диск файла будет передаваться копия в среднем 4Mb, а также индексы размером 0,7Mb, с периодичностью 25 раз в день (рабочий).

Средний поток при открытии файла будет равен:

Средний поток при сбросе на диск файла будет равен:

Итак, общий средний поток информации между одной рабочей станцией и dbf-базами сервера за 8ми часовой рабочий день будет равен:

24,88кбит/с+33,42кбит/с = 58,31кбит/с

Рассчитаем суммарный средний поток dbf-баз:

где УП1 — суммарный средний поток от dbf-баз, кбит/с;

a — поток от dbf-баз, кбит/с;

b — количество пользователей каждой базы.

2) Расчет среднего потока информации от простого обмена файлами.

a) Страница текста будет занимать в среднем от 30 до 500 кбайт в зависимости от сложности текста и формата передаваемой информации. На сегодняшний момент для передачи текста наиболее распространены такие приложения как Word и Excel. Основываясь на этом, рассчитаем средние потоки информации, по следующей формуле.

где Ппр — простой поток кбит/с;

a — количество страниц, шт;

b — размер страницы, кБайт;

k1 — коэффициент для перевода кБайт в кБит, k1 = 8

k2 — коэффициент для перевода часов в секунды, k2 = 3600

8 — продолжительность рабочего дня, час

Рассчитаем максимальное значение Ппр.max (для 200 стр.) и минимальное значение Ппр.min (для 10 стр.) и определим примерное среднее значение для одной рабочей станции.

Общий средний поток информации запроса от простого обмена страницами будет примерно равен:

б) Поток от обмена двоичными файлами

За 8ми часовой рабочий день каждая рабочая станция обменивается с файловым сервером двоичными файлами размером от 5 Мбайт до 25 Мбайт. Рассчитаем средний поток, приходящийся на одну рабочую станцию по формуле.

где Ппр — простой поток Мбит/с;

b — средний размер файла, МБайт;

k1 — коэффициент для перевода МБайт в МБит, k1 = 1024

k2 — коэффициент для перевода часов в секунды, k2 = 3600

8 — продолжительность рабочего дня, час

Суммарный поток от 61 РС:

Общий поток данных на файловый сервер:

3.2.2 Расчет дальности беспроводной связи СВЧ радиолиний 2.4GHz

Методика расчета дальности «радиолинка» позволяет определить теоретическую дальность работы беспроводного канала связи для стандартов 802.11 B и G. Следует отметить, что дальность, получаемая по формуле — максимально достижимая теоретически, а так как на беспроводную связи влияет множество факторов, получить такую дальность работы, в черте города, практически невозможно.

Для определения дальности связи необходимо рассчитать суммарное усиление тракта и по графику определить соответствующую этому значению дальность. Усиление тракта в дБ определяется по формуле:

вычислительный сеть операционный радиолиния

где: — мощность передатчика;

— коэффициент усиления передающей антенны;

— коэффициент усиления приемной антенны;

— реальная чувствительность приемника;

— потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта; — потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта.

Разберем каждый параметр на примере:

— мощность передатчика — мощность беспроводной точки доступа или адаптера в dBbm.. Для D-Link DWL-2100AP = 15 dBm

— коэффициент усиления передающей антенны = 4 dBi.

— коэффициент усиления приемной антенны — тоже что и но «на другой стороне» радиолинка = 2 dBi.

— чувствительность приемника, чувствительность приемника зависит от скорости, на котором работает оборудование и задается со знаком «минус». Примем эту величину равной -79 dBm при скорости 11Mbps.

, — потери коаксиальном кабеле и разъемах приемного или передающего тракта. Поскольку мы не используем кабельного соединения потери, будут возникать только в разъемах по ~1dB на каждый разъем.

= = 1dB

= 15 dBm ;

= 4 dBi;

= 2 dBi;

= -79 dBm;

= 1 dB;

= 15+4+2-(-79)-1-1=98 dB.

По рис. 3.3 (красная кривая для 2.4 GHz) определяем соответствующую этому значению дальность. Получаем дальность равную ~250 метрам.

Напомню, что мы проводили расчет для скорости 11 Mbps. При скорости 1 Mbps:

= -89 dBm; тогда:

= 15+4+2-(-89)-1-1=108 dB.

По графику (красная кривая для 2.4 GHz) определяем соответствующую этому значению дальность. Получаем дальность равную ~800 метрам.

Рис. 3.3. График зависимости дальности «радиолинка» от суммарного усиления тракта.

3.3 Имитационная модель

Полученные математические расчеты проверим методами имитационного моделирования. Построим имитационную модель проектируемой сети в среде Net Cracker 4.0. Это поможет получить интересующую нас статистику, сделать выводы относительно работоспособности сети в целом, возможности ее расширения и выявить узкие места (если таковые найдутся). Проект состоит из нескольких уровней:

— уровень области

— уровень города

— уровень здания

— уровень этажей

При построении будут использована схема структуры сети (рис. 3.4), параметры ЛВС, рассмотренные в главе 3, таблица типовых транзакций (табл. 3.8), информация о паспортах рабочих мест (табл. 3.9) и серверном оборудовании (табл. 3.10).

Рис. 3.4 Схема структуры модернизированной сети ГППО «Псковавтотранс».

Таблица 3.8 Типовые транзакции, используемые рабочими станциями в модернизированной сети

Имя рабочего места

Номер в проекте

Транзакции

HTTP

Voice over IP

FTP

POP/SMTP

CAM/CAD

Database

LAN peer to peer

Small office

File server

Количество компьютеров

Директор

—

Юрист

—

Специалист по кадрам

—

Секретарь

—

Гл Инженер

Сис Админ

6 — 7

—

Энергетик

Художник

—

Инженер по охране труда

Рук- ль транспортным отделом

—

Рук- ль отдела перевозок

—

Зам рук-ля ОПП

—

Ведущий инженер

Инженер по связи

Рук-ль экономической группы

—

Экономист

—

Рук-ль КРО

—

Старшие контролеры

19 — 21

—

Завхоз

—

Гл. бухгалтер

—

Старшие кассиры

24 — 27

—

Бухгалтера

28 — 34

—

Кассир

35 — 36

—

Всего

Мобильные пользователи

37 — 46

Удаленные пользователи

47 — 61

—

Общее количество по проекту

Таблица 3.9 Паспорта рабочих мест

Наименование рабочего Места	Номер рабочего Места	Приложения и задачи	Конфигурация компьютеров
Директор	1	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp); E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Юрист	2	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http); E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Специалист по кадрам	3	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http) ; E-mail, 1C, Гарант Консультант +	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Секретарь	4	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http ftp) ; E-mail,Гарант Консультант +	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Гл Инженер	5	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, Cad системы, Базы данных	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Сис Админ	6 — 7	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, 1C, Visual Studio	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Энергетик	8	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, Cad системы Базы данных	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Художник	9	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http ftp) ; E-mail ,Photoshop Corel Draw	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Инженер по охране труда	10	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, Cad системы, Базы данных	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Рук- ль транспортным Отделом	11	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Рук- ль отдела перевозок	12	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Зам рук-ля ОПП	13	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Ведущий инженер	14	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, Cad системы, Базы данных	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Инженер по связи	15	Обмен файлами по сети; MS Office Skype, Интернет (http ftp) ; E-mail, Cad системы, Базы данных	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Рук-ль экономической группы	16	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http ftp) ; E-mail,Гарант Консультант +, Skype	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Экономист	17	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http ftp) ; E-mail,Гарант Консультант +	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Рук-ль КРО	18	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http) ; E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Старшие контролеры	19 — 21	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http) ; E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Завхоз	22	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http) ; E-mail, 1C	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Гл. бухгалтер	23	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http ftp) ; E-mail, 1C, Гарант Консультант +, Skype	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Старшие кассиры	24 — 27	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http) ; E-mail, 1C, Гарант Консультант +,	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ
Бухгалтера	28 — 34	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http) ; E-mail, 1C, Гарант Консультант +,	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
Кассир	35 — 36	Обмен файлами по сети; MS Office Интернет (http) ; E-mail, 1C, Гарант Консультант +	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ

Таблица 3.10 Серверное оборудование

Наименование сервера	Функция	Аппаратные характеристики
PDC	Главный контроллер домена	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
SDC DHCP DNS	Вторичный контроллер домена DHCP DNS сервер	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
File Server	Файл сервер	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ, Gigabit Ethernet
Database Server	Сервер баз данных	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ, Gigabit Ethernet
Firewall Private/Public Proxy	Firewall Proxy сервер	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
FireWall LAN/WAN	Firewall	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
E-mail FTP	Почтовый и FTP сервер	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ
VPN	VPN сервер	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ

Рис. 3.5. Уровень области.

На рис. 3.5 отображено взаимодействие удаленных объектов в городах области с городом Псковом. Связь осуществляется посредством сети Интернет.

Рис. 3.6. Уровень города Пскова.

На рис. 3.6 показано взаимодействие административного корпуса с автовокзалом. Объекты соединены через сеть Интернет.

Рис. 3.7. Уровень этажей.

На рис. 3.7 отображена связь между первым и вторым этажом и сетью Интернет.

Рис. 3.8. Третий этаж здания.

Рис. 3.9. Четвертый этаж здания.

На рис. 3.8 , рис. 3.9 изображено размещение рабочих станций на плане этажа, соединение стационарных компьютеров осуществляется кабелем UTP, мобильных — технологией Wi — Fi. Фрагмент ИМ, отражающий состояние активного сетевого оборудования, серверов и линий связи представлен на рис. 3.10 и рис. 3.11.

Рис 3.10. Шкаф третьего этажа.

Рис. 3.11. Шкаф четвертого этажа.

Таблица 3.10 Параметры компьютеров, используемые при имитационном моделировании

Компьютер № / Hardware	2 — 4 8 10 13 18 — 22 28 — 36	1 5 6 7 9 11 12 14 — 17 23 — 27	37 — 46	Database Server File Server	SDC DHCP DNS PDC E-mail FTP,VPN Firewall Private/Public Proxy	Firewall Private/Public Proxy FireWall LAN/WAN
Processor (Процессор)	Celeron	Intel Pentium 4	Intel Dual — Core	Intel Pentium 4	Celeron	Celeron
CPU speed MHz (скорость)	2400	4300	1800	4300	2400	2400
CPU’s (количество)	1	1	2	1	1	1
CPU bit’s (разрядность)	32	32	32	32	32	32
Min memory size Mbytes (минимальный размер памяти)	512	512	1024	256	256	256
Max memory size Mbytes (максимальный размер памяти)	1024	1024	4096	1024	1024	1024
Max disk capasity Gbytes (минимальный размер диска)	200	200	200	200	200	200
Port’s (Порты)	COM Ethernet Fast Ethernet	COM Ethernet Fast Ethernet	COM Wireless Ethernet	COM Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet	COM Ethernet Fast Ethernet	COM Ethernet Fast Ethernet
Bandwidth Mbit/sec (Проускная способность узла)	100	100	10	1000	100	100

В табл. 3.10 отображены аппаратные параметры компьютеров используемых при ИМ.

Рассмотрим параметры работы серверных приложений модели:

Reply Size — равномерный закон распределения, объем ответа 500-10000 байт. Reply Delay — равномерный закон распределения, время задержки 0,01-0,05 сек.

— Параметры для работы Интернет сервера (HTTP server): Reply Size — Uniform, 1000-5000 bytes; Reply Delay — Uniform, 0,02-0,04 s.

— Параметры для работы Интернет сервера (E-mail server): Reply Size — Uniform, 500-5000 bytes; Reply Delay — Constant, 0,01 s.

— Параметры для работы файлового сервера (file server): Reply Size — Uniform, 500-1000 bytes; Reply Delay — Constant, 0,01 s.

— Параметры для работы файлового сервера (database server): Reply Size — Uniform, 500-1000 bytes; Reply Delay — Uniform, 0,01-0,02 s.

— Параметры для работы файлового сервера (ftp server): Reply Size — Uniform, 1000-10000 bytes; Reply Delay — Uniform, 0,01-0,05 s.

Таблица 3.11 Статистические данные линий связи, полученные в ходе моделирования

Линии связи	Среднее использование	Текущее использование	Средняя загрузка Мбит/с	Текущая загрузка Мбит/с
DES — 1050G	4,5	4,5	46,1	45,8
— Рабочие станции	0,5	0,6	0,5	0,6
— Database Server	0,4	0,4	4	4,1
— File Server	3,2	3,5	32,5	35,1
— SDC DHCP DNS	7,6	7,8	7,6	7,8
— PDC	1,2	1,3	1,2	1,3
— Ethernet Access Point	10,4	10,7	1,1	1,1
— Firewall Private/Public Proxy	27,6	27,9	27,6	27,9
— FireWall LAN/WAN	2,2	2,3	2,2	2,3
SuperStack II Baseline 10/100 Switch	27,5	28,3	27,5	28,3
— VPN	1,1	1,2	1,1	1,2
— E-mail FTP	0,1	0,1	0,1	0,1
Ethernet Access Point	10,4	10,7	1,1	1,1
— Мобильные ПК	10,4	10,5	10,4	10,5

Таблица 3.12 Статистические данные серверов и активного сетевого оборудования, полученные в ходе моделирования

В результате имитационного моделирования были получены статистические данные (табл. 3.11, табл. 3.12). Сравним их с аналитическими расчетами.

Аналитические данные:

— Загрузка канала файл сервера: 35,83 Мбит/с

— Загрузка канала сервера баз данных: 3,55 Мбит/с

Данные ИМ:

— Загрузка канала файл сервера: 32,5 Мбит/с

— Загрузка канала сервера баз данных: 4 Мбит/с

Вычислим относительную погрешность загрузки канала файл сервера, и сервера баз данных по формуле: , где a приближение к точному значению A. В нашем случае примем точным значением результаты ИМ. Погрешность загрузки канала файл сервера:

Показатели различаются менее, чем на 10% от рассчитанных математическим методом параметров ЛВС. Отличие показателей объясняется тем, что данный программный пакет учитывает много факторов, влияющих на работу сети: современная производительность сетевого оборудования, современные скорости передачи данных.

Коммутаторы продемонстрировали среднюю загруженность и стабильную работу, сбоев и неполадок не обнаружено. Коммутатор на первом этаже загружен ? на 4,5 %, а на втором этаже ? на 28%, что позволяет немного расширить данную ЛВС административного сегмента без существенного снижения производительности. При возрастании нагрузки возможен переход на более совершенную сетевую технологию Gigabit Ethernet (пропускная способность 1000 Мбит/с).

Итог: Таким образом, результаты моделирования удовлетворяют техническому заданию, что позволяет нам окончательно утвердить выбранные ранее параметры сети и оборудование, оптимизированное по критерию производительность/стоимость.

4. Экономические показатели проекта

Экономическая оценка разработанного проекта модернизации локальной вычислительной сети начинается с определения затрат. Они подразделяются на:

· затраты на создание ЛВС;

· затраты на освоение (внедрение);

· затраты на эксплуатацию (использование).

Кроме этого, затраты группируют по их экономической сущности:

· затраты на оплату труда;

· затраты на основные средства;

· материальные затраты;

· затраты на электроэнергию;

· прочие затраты.

В табл. 4.1 представлены указанные выше затраты.

Таблица 4.1 Затраты на проектирование, освоение и эксплуатацию

4.1 Определение затрат на создание и освоение системы

4.1.1 Затраты на оплату труда

Затраты на оплату труда в совокупности называются фондом оплаты труда и состоят из следующих элементов, показанных на рис. 4.1.

Рис.4.1 Схема образования фонда оплаты труда

Оплата выполненной работы определяется как оплата труда специалистов и руководителей, а также оплата труда рабочих. Оплата труда специалистов и руководителей может быть рассчитана по формуле:

, (4.1)

где О — месячный оклад (или тарифная ставка) исполнителя (руб.),

21 — среднее число рабочих дней в месяце,

Т — число рабочих дней, затраченных исполнителем на выполнение работы,

n — число исполнителей одной квалификации,

m — число групп специалистов.

Месячный оклад (О) берется по данным предприятия. Оклад разработчика проекта составляет 9000 рублей, оклад руководителя дипломного проекта составляет 15000 рублей. Для разработки проекта требуется 50 дней для внедрения 5 дней.

Фонд оплаты труда определяется по следующей зависимости:

, (4.2)

гдеЗр — оплата труда рабочих. Эта составляющая не учитывается, так как рабочие в данной разработке не участвовали.

а — процент доплат к заработной плате, предназначенный на оплату отпусков и других неявок, разрешенных законом. Берется по данным организации, для которой выполняется проект.

В данном случае, принимаем а = 12 % от Зс.

Нс — социальный налог, составляет 26 % от фонда заработной платы.

Подставив данные в формулу (4.2), получим фонд оплаты труда:

Результаты расчетов представлены в таблице 4.2

Таблица 4.2 Затраты на оплату труда

№ п/п	Наименование	Количество участников	Тариф (оклад) руб./месяц	Время работы (месяц)
1	Разработчик	1	10000	2,62
2	Руководитель дипломного проекта	1	15000	0,71
ИТОГО: Зарплата сотрудников: 36 904 руб. Дополнительная оплата труда: 4428 руб. Социальный налог: 10746 руб. Всего: 52 078 руб.

4.1.2 Материальные затраты

Признаком материальных затрат является их расход на выпускаемую продукцию или услуги. В проекте это затраты на покупку оборудования и сетевого кабеля, а так же программного обеспечения и подключение к сети Интернет.

ОС FreeBSD 7.0 установлена на всех новых серверах модернизированной сети. Распространяется по BSD лицензии, которая предусматривает свободное использование данного программного продукта. Соответственно затраты на лицензионное ПО отсутствуют. Материальные затраты представлены в табл. 4.3.

Таблица 4.3 Материальные затраты

Код	Наименование	Ед. измер.	Количество	Цена руб.	Итого руб.
Коммутатор	DES-1050G	шт.	1	9500	9500
Точка доступа	D-Link DWL-2100AP	шт.	1	2090	2090
Сервер1	ЦПУ: Intel Pentium 4 3ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ,Gigabit Ethernet	шт.	1	5000	5000
Сервер2	ЦПУ: Intel Celeron 2.4ГГц, ОЗУ (DDR): 512МБ, НЖМД: 80ГБ	шт.	6	2500	15000
Ноутбук	BenQ Joybook A52 ЦПУ: Intel Pentium Dual Core 1,8 ГГц, ОЗУ (DDR): 1024МБ, НЖМД: 120ГБ, Fast Ethernet, Wi-Fi	шт.	10	15000	150000
ИБП	Источник бесперебойного питания APC Back UPS 650VA	шт.	4	3300	13200
Затраты на активное сетевое оборудование, сервера и ноутбуки	194 790
Витая пара	Кабель Nexans UTP 5Ecat., м	м.	300	12	3600
Подключение к Интернет	Оформление подключения к Интернет	шт.	15	500	7500
ИТОГО	205890

4.1.3 Затраты на основные средства

К основным средствам относятся: оборудование, устройства, приборы и другие технические средства, с помощью которых создается продукция. Главный признак основных средств — возвращение их стоимости пользователю в течение нескольких лет (срока полезного использования).

В случае проектирование это затраты на аренду компьютера.

, (4.3)

гдеСб — балансовая стоимость основных средств = 20000 руб.

а — срок полезного использования = 5 лет

Зо — годовые затраты на обслуживание = 200 руб.

Т — время разработки программы = 400 час.

Ки — коэффициент использования = 0.8

Fд — действительный годовой фонд времени 1987 час.

За = 676,4 руб.

4.1.4 Затраты на электроэнергию

Затраты на электроэнергию определяются по формуле:

, (4.4)

где Р — установленная мощность компьютеров, устройств, множительной техники (ватт);

n — число одноименных средств (шт.);

F_д — действительный фонд времени использования (час.);

К_и — коэффициент использования времени;

b — тарифная ставка (руб./кВт·час);

— перевод Ватт в килоВатты;

m — число групп средств.

В процессе разработки дипломного проекта использовался 1 персональный компьютер мощностью 350 Ватт. Действительный фонд времени использования = 50 дней по 8 часов. Подставив в формулу (4.4), получим:

З_э = 350 * 1 * 50 * 8 * 0,8 * 2,36 / 1000 = 264,3 руб.

4.4.5 Прочие затраты

Прочие затраты будет складываться из расходов на литературу — 1000 руб., бумаги для принтера — 200 руб., картриджа-тонера для принтера — 3000 руб. Итого 4200 руб. Полученные расчетом затраты сведем в единую таблицу 4.4 и определим общие затраты на разработку и внедрение.

Таблица 4.4 Смета затрат на создание и внедрение проекта сети

№ п/п	Наименование статей	Сумма в руб.	% к итогу
1. 2. 3. 4. 5.	Затраты на оплату труда Затраты на материалы Затраты на основные средства Затраты на электроэнергию Прочие затраты	52 078 205 890 676,4 264,3 4200	19,79 78,25 0,26 0,11 1,59
	Итого	263 109	100

4.2 Определение затрат на эксплуатацию системы

К эксплуатационным затратам относятся затраты, обеспечивающие поддержание рабочей среды в рабочем состоянии. В общем случае могут состоять из элементов:

(4.5)

Сто — затраты на техническое обслуживание,

Си — затраты на Интернет,

Сэ — затраты на электроэнергию,

Затраты на ТО = 200 руб/год на один компьютер

Сто = 18 * 200 = 3600 руб/год.

Си = 12 мес 8000 руб./мес. 15 = 1 440 000 руб/год. (Для 15 удаленных объектов).

Мощность 1 компьютера — 350 Вт, режим работы 8 часов 252 дня в году.

Для мобильных пользователей режим работы 4 часа 252 дня в году

Всего работает 44 стационарных и 10 мобильных компьютера.

= 350 * 252 * (8 * 8 + 104) 1 * 2,36 / 1000 = 21 647 руб.

Подставив в формулу (4.4), получим:

З_э = 3 600 руб. + 1 440 000 руб. + 21 647 руб. = 745 247 руб.

Расчеты сведем в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 Затраты на эксплуатацию

№ п/п	Наименование статей	Сумма руб/год	% к итогу
1.	Затраты на обслуживание	3 600	0,26
2.	Затраты на услуги Интернета	1 440 000	98,27
3.	Затраты на электроэнергию	21 647	1,47
	Итого	1 465 247	100

4.3 Определение экономической эффективности проекта

Экономический эффект проекта представляет из себя сумму средств, которую удалось сэкономить или дополнительно получить в результате разработанных проектных решений в расчете на год, достигаемых в результате изменения каждого фактора.

Существует два метода оценки экономической эффективности проектов:

по факторам — применяется для небольших проектов и разработок, не требующих значительных капитальных затрат и инвестиций;

оценки эффективности капитальных вложений — применяется для проектов, требующих значительных капиталовложений (инвестиций).

При внедрении локальной вычислительной сети будут повышаться текущие эксплуатационные расходы, но, так как производительность труда служащих возрастет, то будет происходить экономия фонда оплаты труда.

Эот — годовая экономия оплаты труда,

Годовая экономия от внедрения проекта определяется по формуле:

Эот = N * H, где (4.6)

N — количество станций, подключенных к сети;

H — экономия при подключени одной станции.

Ежегодная экономия при подключении одной рабочей станции определяется по формуле:

, (4.7)

где Х — число служащих, пользующихся одной рабочей станцией;

К — средневзвешенное число смен (1 — 2,5);

С — средние ежегодные затраты на одного сотрудника;

Р — относительная средняя производительность сотрудника, пользующегося рабочей станцией (140 — 350%).

В результате модернизации к сети были подключены удаленные и мобильные пользователи в количестве 15 и 10 соответственно. Время работы удаленных пользователей — 8 часов/день, мобильных — 4 часа/день.

Примем общими для двух групп Х = 1, К = 1, Р = 170%.

Примем среднюю зарплату 11 250 руб/мес. Тогда годовые расходы составят:

Судал = 135 000 руб.,

Смоб = 0,5*Судал = 67 500 руб

Тогда годовая экономия составит:

Hудал = 11135 000*(170 — 100)/100 = 94 500 руб/год

Нмоб = 1167 500*(170 — 100)/100 = 47 250 руб/год

Таким образом, годовая экономия оплаты труда составляет

Эот = 15 * 94 500 + 10* 47 250 = 1 890 000 руб/год.

Рассчитаем экономию фонда оплаты труда (учтем социальный налог 26%):

Эфот = Эот * 1,26 = 1 890 000 *1,26 = 2 381 400 руб/год.

В итоге предприятие имеет экономический эффект в виде экономии фондов оплаты труда равный 2 381 400 руб/год.

4.4 Основные технико-экономические показатели проекта

Цель технико-экономических показателей — выявить, насколько эффективно использованы затраченные ресурсы, а также насколько соответствует им предложенная экономическая эффективность. Основные технико-экономические показатели спроектированной сети приведены в таблице 4.6. Срок окупаемости затрат определяется:

, (4.8)

где — затраты на создание (руб.);

— затраты на эксплуатацию (табл. 4.5);

— годовой экономический эффект (руб.).

Ток = 263 109/(2 381 400 — 1 465 247) = 0,29 лет = 3,44 мес.

Интегральный показатель эффективности и качества определяется:

(лет). (4.9)

J = 2 381 400 / (263 109 + 1 465 247) = 1,38

Таблица 4.6 Технико — экономические показатели проекта

Наименование	ед. изм.	значение
Затраты на создание и внедрение проекта	тыс. руб.	263
Годовые эксплуатационные затраты	тыс. руб.	1 465
Годовой экономический эффект	тыс. руб.	2 381
Интегральный показатель эффективности и качества		1,38
Срок окупаемости затрат	лет	~ 0,29 (или 3,44 мес.)

Таким образом, предприятие, модернизировав сеть, будет иметь прибыль за счет экономии фонда оплаты труда и окупит затраты на модернизацию сети ~ за 3,44 месяцев.

Рис. 4.2 Затраты на разработку и внедрение.

Рис. 4.3 Годовые эксплуатационные затраты.

5. Вопросы охраны труда и техники безопасности

Разработанный проект модернизации локальной вычислительной сети содержит оборудование, представляющее потенциальную опасность для здоровья человека.

В состав оборудования проекта входят: источники бесперебойного питания (ИБП); активное сетевое оборудование и кабели; рабочие станции и сервера; оптоволоконный модем.

Электронный документооборот подразумевает работу с ЭВМ и периферийными устройствами. При длительной работе за экраном и при неправильном расположении рабочего места возникает напряжение зрительного аппарата, мышц шеи и поясницы, другие нагрузки. Поэтому должны быть обеспечены микроклиматические параметры, уровни освещения, шума и состояние воздушной среды, определенные действующими санитарными правилами и нормами. Необходимо соблюдение правил электро- и пожаробезопасности при работе с персональным компьютером.

5.1 Особенности работы с компьютерами

При выполнении работ, связанных с ПЭВМ, на людей могут воздействовать вредные и опасные производственные факторы. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы [16] (введены в действие с 30 июня 2003 г. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 3 июня 2003 г. N 118) являются на сегодняшний день основным нормативным документом по безопасной работе на компьютере.

Работа с компьютером связана с восприятием изображения на экране и с одновременным различением текста рукописных или печатных материалов, с выполнением машинописных графических работ, что способствует зрительному утомлению, которое усиливается из-за бликов, мерцаний и других отклонений визуальных параметров экрана и световой среды помещения [9].

Эта работа характеризуется повышенным уровнем психоэмоционального напряжения, что связано с высокой концентрацией внимания, с определенным визуальным дискомфортом, с ответственностью за качество выполняемого задания. Переработка большого объема информации, решение сложных задач, нередко в условиях дефицита времени, требуют повышенных умственных усилий и нервного напряжения. Длительная работа в неизменной статической позе приводит к перенапряжению разных групп мышц, а однотипные движения на клавиатуре развивают воспалительные процессы в суставах и мышцах рук.

Особенности работы с видеотерминалами, а именно: высокие требования к органу зрения, нервные напряжения, монотонный характер труда, вынужденная рабочая поза, а также вредные производственные факторы, в первую очередь электромагнитные излучения от дисплеев с электронно-лучевыми трубками, способствуют формированию различного рода заболеваний.

5.2 Основные вредные и опасные факторы при работе с компьютером

Можно выделить следующие вредные и опасные факторы при работе с ПК, отрицательно влияющие на организм человека:

5.2.1 Повышенное зрительное напряжение

Повышенная нагрузка на зрение способствует возникновению близорукости, приводит к переутомлению глаз, к мигрени и головной боли, повышает раздражительность, нервное напряжение, может вызвать стресс.

Пользователь ВДТ утомляется из-за постоянного мелькания, неустойчивости и нечеткости изображения на экране, из-за необходимости частой переналадки глаз к освещенности дисплея и к общей освещенности помещения. Неблагоприятно влияют на зрение разноудаленность объектов различения, недостаточная контрастность изображения, плохое качество исходного документа, используемого при работе в режиме ввода данных. Зрительное напряжение усугубляется неравномерностью освещения рабочей поверхности и ее окружения, появлением ярких пятен за счет отражения светового потока на клавиатуре и экране [9].

Технические характеристики дисплеев (разрешающая способность, яркость, контрастность, частота мелькания) сильно влияют на зрительную работу и могут крайне негативно сказаться на зрении, если их не учитывать при выборе устройства или при его установке.

Важным фактором, определяющим степень зрительного утомления, является освещение рабочих мест и помещений, где расположены компьютеры.

Одной из важных мер профилактики ухудшения зрения должна быть защита от избыточных потоков сине-фиолетового света в сочетании с повышением четкости изображения на сетчатке глаз.

5.2.2 Нервное напряжение

Необходимость активного внимания в процессе работы, высокая ответственность за ее результаты, особенно при управлении сложными техническими системами, при решении серьезных научных задач или выполнении финансовых операций, вызывают у операторов ЭВМ реакцию в виде психического напряжения, чаще называемую стрессом.

5.2.3 Костно-мышечные напряжения

Выполнение многих операций вынуждает оператора (в меньшей степени программистов и наладчиков) пребывать в позах, требующих длительного статического напряжения мышц спины шеи, рук, ног, что приводит к их утомлению и появлению специфических жалоб.

Причинами заболеваний, возникающих при длительном сидячем положении работающего с видеотерминалами, многие исследователи считают несоответствие параметров мебели антропометрическим характеристикам человека. Имеются в виду нерациональная высота рабочей поверхности стола и сидения, отсутствие опорной спинки и подлокотников, неудачное размещение дисплея и клавиатуры, неправильный угол наклона экрана.

5.2.4 Электромагнитные поля и последствия их воздействия

Особое внимание при анализе безопасности работы на компьютере следует уделять потенциальному воздействию электромагнитных полей, возникающих в видеодисплейных терминалах во время эксплуатации, так как они могут быть причиной возникновения нарушений здоровья [9].

Видеотерминалы являются источником широкого спектра электромагнитных излучений: рентгеновского, ультрафиолетового (УФ), видимого спектра, инфракрасного (ИК), радиочастот, очень низких частот, включая промышленную. Кроме того, они создают аэроионные потоки и электростатическое поле.

Источниками ЭМП являются силовые трансформаторы (50 Гц), система горизонтального отклонения луча электроннолучевой трубки (ЭЛТ) дисплея, работающего на частотах 15-53 кГц, блок модуляции луча ЭЛТ — 50-81 Гц, экран монитора (ИК и УФ излучения), высоковольтные кенотроны и кинескопы (рентгеновское излучение).

Наиболее сильно действие ЭМП проявляется на расстоянии до 30 см от экрана. Но вредное излучение не меньшей интенсивности имеют боковые и задняя поверхность ВТ (источник — строчный трансформатор).

Серьезная опасность исходит от низкочастотных магнитных полей промышленной частоты. Это подтверждается рядом исследований, которые свидетельствуют, что магнитные поля с частотой 50 Гц даже с интенсивностью всего 0,2-0,3 А/м, которая наблюдается вблизи компьютера в радиусе 30-50 см, могут явиться причиной возникновения злокачественных заболеваний, в частности крови и мозга.

5.2.5 Шум, выделение вредных веществ, тепловыделения, опасность поражения электрическим током, риск возгорания

Неблагоприятное влияние на пользователя также могут оказывать шум от работы самой ЭВМ и оборудования в помещении, тепловыделения и выделение вредных веществ в воздух рабочей зоны при эксплуатации ЭВМ.

Шум негативно воздействует на нервную и сердечно-сосудистую системы, а также на органы пищеварения. Шум в помещениях с ВДТ и ПЭВМ снижают с помощью звукопоглощения и звукоизоляции. В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень шума не должен превышать 65 дБА. На рабочих местах в помещениях, где размещены шумные агрегаты вычислительных машин (АЦПУ, принтеры), уровень шума, согласно [16], не должен превышать 75 дБА.

Всегда имеется потенциальная опасность поражения электрическим током при пользовании устройством, питаемым электрической энергией, если не соблюдаются правила техники безопасности. При неправильной эксплуатации и подключении нескольких электроприборов к источнику питания существует опасность возгорания вследствие перегрузки. Для обеспечения безопасных условий труда следует учесть, что ПЭВМ, периферийные устройства и другие виды оборудования, используемые в зоне работы пользователя, требуют, как правило, питания от сети 220 В 50 Гц.

Согласно [16], содержание вредных химических веществ в воздухе производственных помещений, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является вспомогательной, не должно превышать значений, указанных в СН «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (№ 4617-88 с изменениями и дополнениями).

5.3 Санитарно-гигиенические, организационно-технические, эргономические и профилактические меры безопасности при работе с ПЭВМ

Для уменьшения опасных и вредных воздействий на человека в процессе работы с ПЭВМ Всемирная организация здравоохранения разработала рекомендации, которые включают ограничения по медицинским показателям, требования к техническим характеристикам дисплея, требования к рабочему месту оператора, рекомендации по организации деятельности.

При работе на правильно выбранном компьютере, т. е. удовлетворяющем требованиям шведского стандарта MPR II и имеющем сертификат, для сохранения здоровья пользователя следует придерживаться правил:

рабочее место должно быть удобным и обеспечивать нормальное функционирование опорно-двигательного аппарата и кровообращения;

суммарное время работы за видеотерминалом в течение рабочего дня не должно превышать 4 часов, а продолжительность непрерывной работы с ВДТ не должна быть более 1,5-2 часов; после каждого часа работы следует делать перерыв на 10-15 минут, во время которого необходимо встать и выполнить ряд упражнений для глаз, поясницы, рук и ног;

следует располагать глаза от экрана на расстоянии вытянутой руки (не ближе 60-70 см) и не реже одного раза в год проверять зрение у врача;

не делать более 10 тысяч нажатий на клавиши в течение часа;

не допускать бликов на экране монитора.

5.3.1 Требования к параметрам излучений ВДТ

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений следующие:

электростатический потенциал экрана дисплея не должен быть > 500В;

напряженность электрического поля Е на расстоянии 50 см вокруг ВДТ не должна превышать:

25 В/м — в диапазоне частот 5 Гц — 2 кГц;

2,5 В/м — в диапазоне частот 2 — 400 кГц;

плотность магнитного потока (магнитная индукция В) на расстоянии 50 см вокруг дисплея не должна превышать:

250 нТл — в диапазоне частот 5 Гц — 2 кГц;

25 нТл — в диапазоне частот 2 — 400 кГц.

Мощность дозы рентгеновского излучения на расстоянии 5 см от экрана и от других поверхностей корпуса ВДТ не должна быть > 100 мкР/ч.

5.3.2 Требования к цветовым параметрам дисплеев

Количество цветов, воспроизводимых на экране дисплея (включая цвет невозбужденного экрана), должно быть не менее:

для монохромных дисплеев — 2;

для многоцветных графических дисплеев — 16.

Значения координат цветности для белого цвета и основных цветов (красного, зеленого, синего) устанавливают в нормативных документах на многоцветный дисплей. Для монохромных дисплеев рекомендуемые цвета свечения экрана — желтый, зеленый, оранжевый, ахроматический (белый, серый). Для многоцветных дисплеев рекомендуется для знаков и фона выбирать цвета с наиболее удаленными координатами цветности.

5.3.3 Основные принципы уменьшения ЭМИ на рабочем месте

Вне зависимости от качества монитора для уменьшения уровня электромагнитного излучения на рабочем месте необходимо находиться на таком расстоянии от него, чтобы интенсивность поля была минимальной. Для этого достаточно располагаться от экрана на расстоянии вытянутой руки, т. е. 70-80 см.

5.3.4 Жидкокристаллические мониторы

В настоящее время ЖК-дисплеи являются составной частью портативных компьютеров, хотя они стали применяться и в настольных ПК. Потребляя значительно меньше энергии, ЖК-мониторы имеют и гораздо меньший по мощности и спектру букет излучений, причем основная его часть приходится на видимый свет. У компьютеров с ЖК-дисплеями есть и другие преимущества: плоская поверхность дисплея позволяет избежать искривления линий, мерцание ЖК-дисплея значительно меньше, чем у электронно-лучевой трубки, поэтому нагрузка на зрение пользователя тоже ниже [9].

5.3.5 Оптимизация визуальных характеристик дисплеев

Качественный монитор должен обладать следующими свойствами: четкостью и резкостью изображения, отсутствием мерцания изображения, оптимальной яркостью монитора, отсутствием бликов на экране дисплея. Чем выше разрешающая способность, тем точнее и четче изображение на экране, тем легче для восприятия, тем меньше утомляет зрительную систему.

Для делового применения в большинстве приложений, использующих режим разрешения 1024×768 или ниже, достаточно зерна 0,27 или 0,28 мм. Для интенсивных графических работ, при разрешении выше 1024×768, предпочтительнее зерно 0,25 или 0,26 мм.

Критическая частота, при которой изображение воспринимается как неизменное для 95 % операторов при средней яркости монитора, равна 75 Гц. Увеличение частоты вертикальной развертки — один из способов повышения качества монитора. Чем выше частота кадров, тем устойчивее изображение.

5.3.6 Рациональное освещение помещений и рабочих мест, организация рабочего места

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа, согласно [16], должна быть 300-500 лк. Площадь на одно рабочее место пользователей ПЭВМ с ВДТ на базе электроннолучевой трубки (ЭЛТ) должна составлять не менее 6 м², на базе плоских дискретных экранов (жидкокристаллические, плазменные) — 4,5 м².

С позиций гигиены зрения компьютер предлагают устанавливать так, чтобы, подняв глаза от экрана, можно было увидеть самый удаленный предмет в комнате. Возможность перевести взгляд на дальнее расстояние — один из эффективных способов разгрузки зрительной системы во время работы с компьютером. Избегают расположение рабочего места в углах комнаты или лицом к стене (расстояние от компьютера до стены должно быть не менее 1 м), экраном к окну, а также лицом к окну, так как свет из окна является нежелательной нагрузкой на глаза.

5.3.7 Режим труда и отдыха

Для создания благоприятных условий зрительной работы большое значение имеет рациональный режим труда и отдыха.

Оптимальным установлено наблюдение до 2 часов в смену, допустимым — до 3 часов. Свыше 3 часов — это напряженность первой степени, а свыше 4 часов — напряженность второй степени. Зрительная нагрузка больше этого времени не допускается, что на практике очень часто нарушается.

5.3.8 Меры по уменьшению воздействия на костно-мышечную систему оператора при работе на компьютере

Для профилактики синдрома длительных статических нагрузок (СДСН) и существенного уменьшения его последствий, а также для обеспечения стабильной работоспособности оператора необходимо правильно организовать рабочее место пользователя, которое должно соответствовать его антропометрическим и психофизиологическим возможностям.

5.3.9 Электробезопасность при работе с ПЭВМ

Исключительно важное значение для предотвращения электрического травматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электрических установок, установленная «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ) и «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). Помещения, где находятся рабочие места операторов, относятся к категории помещений без повышенной опасности, оборудование относится к классу до 1000 В.

Опасность поражения электрическим током существует всегда, если имеется контакт с устройством, питаемым напряжением 36 В и выше, тем более от электрической сети 220 В. Это может произойти по оплошности в случае прикосновения к открытым токоведущим частям, но чаще всего по различным причинам (перегрузки, не совсем качественная изоляция, механические повреждения). В процессе эксплуатации может ухудшиться изоляция токоведущих частей, в том числе шнуров питания, в результате чего они могут оказаться под напряжением, и случайное прикосновение к ним чревато электротравмой, а в тяжелых случаях — и гибелью человека. Зоной повышенной электроопасности являются места подключения электроприборов и установок.

Для предотвращения поражений электрическим током при работе с компьютером следует установить дополнительные оградительные устройства, обеспечивающие недоступность токоведущих частей для прикосновения; с целью уменьшения опасности можно использовать разделительный трансформатор для развязки с основной сетью, и обязательным во всех случаях является наличие защитного заземления или зануления (защитного отключения) электрооборудования. Для качественной работы компьютеров создается отдельный заземляющий контур [9].

Для защиты компьютеров от некачественного электропитания (повышенного или пониженного напряжения, провалов и бросков напряжения), являющегося основной причиной сбоев электроники во время работы (зависания, ошибки при записи или чтении диска), в настоящее время применяют источники бесперебойного питания (ИБП).

5.3.10 Пожарная безопасность

При эксплуатации ЭВМ не исключена опасность возгорания. В современных компьютерах очень высока плотность размещения элементов электронных систем, в непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, коммуникационные кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры отдельных узлов до 80-100 ⁰С. Для отвода избыточного тепла от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Но эти системы также представляют дополнительную пожарную опасность для машинного зала и других помещений.

В соответствии с «Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий» залы PC, помещения для внешних запоминающих устройств, подготовки данных, сервисной аппаратуры, архивов необходимо оборудовать дымовыми пожарными извещателями.

Для предупреждения возгорания все виды кабелей следует прокладывать в металлических газонаполненных трубах. В машинных залах кабельные линии прокладывают под технологическими съемными полами, которые выполняют из негорючих или трудно горючих материалов с пределом огнестойкости не менее 0,5 ч.

В помещениях вычислительного центра пожарные краны устанавливают в коридорах, на площадках лестничных клеток, у входов. Ручные углекислотные огнетушители устанавливают в помещениях из расчета один огнетушитель на 40-50 м².

В здании на случай возникновения пожара предусматривается не менее двух эвакуационных выходов. На эвакуационных путях устанавливают как естественное, так и искусственное аварийное освещение [9].

Для хранения носителей информации используются несгораемые металлические шкафы, двери в хранилище также должны быть несгораемыми.

Комплекс организационных и технических мероприятий пожарной профилактики позволяет предотвратить пожар, а в случае его возникновения обеспечить безопасность людей, ограничить распространение огня, а также создать условия для успешного тушения пожара.

Заключение

В дипломном проекте в соответствии с техническим заданием модернизирована локальная вычислительная сеть для ГППО «Псковавтотранс».

Существовавшая сеть перестала удовлетворять требованиям по производительности и функциональности. Проведенное ИМ предпроектной сети выявило высокую загрузку сетевого оборудования, что стало следствием плотного потока трафика на единственный сервер.

Спроектированная сеть учитывает недостатки предшествующей и расширяет ее возможности, становясь способной решать новые задачи: подключение мобильных пользователей, удаленных объектов, организация внутренней почты и FTP сервиса.

Уделено внимание безопасности, в результате чего структура сети состоит из сегментов: частный сегмент предоставляет ресурсы пользователям организации, публичный сегмент ориентирован на интернет пользователей.

В проекте приведен обоснованный выбор основных параметров сети: технологии, топологии, структуры и архитектуры, а также выбор оборудования и программного обеспечения серверов по критерию производительность/стоимость.

В качестве метода разработки ЛВС использовался метод имитационного моделирования, однако, в проекте для его подтверждения представлены математические расчеты (расчет информационного потока от простого обмена файлами и от баз данных). Результаты ИМ удовлетворяют техническому заданию. ИМ сети продемонстрировала устойчивую работу, загрузку активного оборудования менее 30 %, что позволяет производить расширение сети без потери производительности.

Проведен экономический анализ разработки. Он включает расчет затрат на создание и внедрение проекта сети, затрат на эксплуатацию, а также определение экономической эффективности проекта. На основании этих затрат и экономического эффекта рассчитаны: срок окупаемости и интегральный показатель эффективности и качества.

Освещены вопросы по охране труда и технике безопасности. Рассмотрены безопасность работы с компьютерами, пожарная и электробезопасность, а также все положения, указанные в санитарных нормах и правилах (организация рабочего места, требования к помещениям и др.).

Список литературы

1. Борщев А.В. Применение имитационного моделирования в России — состояние на 2007 г.

2. Бурлак Г.Н. Безопасность работы на компьютере; организация труда на предприятиях информационного обслуживания. — М.: Финансы и статистика, 1998. 141 с.

3. Гуткин В.И., Масальский Е.И. Безопасность жизнедеятельности специалистов, работающих с ПЭВМ: Учеб. пособие / СЗПИ. — СПб., 1995. 93 с.

4. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. — М.: Радио и связь, 1982. — 208с.: ил.

5. Камалян А.К., Кулев С.А., Назаренко К.Н. Компьютерные сети и средства защиты информации: Учебное пособие. — Воронеж: ВГАУ, 2003. — 119с.

6. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. — М.: Мир, 1979. — 598 с.

7. Кобелев Н.Б. Введение в общую теорию имитационного моделирования. — М.: ООО Принт-сервис, 2007.

8. Кутузов О.И., Задорожный В.Н., Олзоева С.И. Имитационное моделирование сетей массового обслуживания: Учеб. пособие. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2001.

9. Малаян К.Р. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность при работе с компьютером: Учеб. пособие. — СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. 124 с.

10. Малышев Р.А. Локальные вычислительные сети: Учебное пособие. — Рыбинск, 2005. — 83 с.

11. Нардюжев В.И., Нардюжев И.В. Модели и алгоритмы информационно-вычислительной системы компьютерного тестирования. Монография. — М.: Прометей, 2000. — 148 с.

12. Новиков Ю.А., Кондратенко С.В. Локальные сети: архитектура, проектирование. — М.: изд-во ЭКОМ, 2001. — 312 с.

13. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. — СПб.: Питер, 2002. — 672 с.: ил.

14. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. — СПб.: Питер, 2002. — 544 с.: ил.

15. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии. — СПб.: КОРОНА принт; М.: Альтекс-А, 2004. — 384 с.: ил.

16. СанПин 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.

17. Савин Г.И. Системное моделирование сложных процессов. — М.: Фазис, 2000.

18. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. — М.: Физматлит, 2001. — 320 с.

19. Тейман, Брайан. FreeBSD 6. Полное руководство. : Пер. с англ. — М. : ООО «И.Д. Вильямс», 2007.

20. Фленов М.Е. Linux глазами хакера. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

21. Шаповаленко С. Динамическое моделирование и анализ корпоративных вычислительных систем. Сетевой журнал № 6, 2001.

22. Экономика предприятия (учебник для ВУЗов) / под ред. Горфинкаля В.Я, Швандара В.А. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.

23. Экономика предприятия (учебник для ВУЗов) / под ред. Карлика А.Е, Шхгальтер М.Л. — М.: ИНФРА-М, 2004.

24. Янбых Г.Ф., Эттингер Б.Я. Методы анализа и синтеза сетей ЭВМ. — Л.: Энергия, Ленинградское отделение, 1980. — 96 с.: ил.

Размещено на

Содержание

Выдержка из текста работы

Введение

1. Постановка задачи дипломного проектирования

Таблица 1.2 Компьютеризированные линейные сооружения

Таблица 1.5 Требования к оборудованию и линиям связи

2. Проектирование объекта

2.1.1 Аналитическое моделирование

A/B/C/K/m/z,

3. Разработка компонентов объекта

Таблица 3.2 Характеристики протоколов IEEE 802.11b IEEE 802.11g

3.1.7 Выбор активного сетевого оборудования

2) Расчет среднего потока информации от простого обмена файлами.

б) Поток от обмена двоичными файлами

Суммарный поток от 61 РС:

Общий поток данных на файловый сервер:

3.2.2 Расчет дальности беспроводной связи СВЧ радиолиний 2.4GHz

вычислительный сеть операционный радиолиния

где: — мощность передатчика;

— коэффициент усиления передающей антенны;

— коэффициент усиления приемной антенны;

— реальная чувствительность приемника;

Разберем каждый параметр на примере:

— коэффициент усиления передающей антенны = 4 dBi.

— коэффициент усиления приемной антенны — тоже что и но «на другой стороне» радиолинка = 2 dBi.

= = 1dB

= 15 dBm ;

= 4 dBi;

= 2 dBi;

= -79 dBm;

= 1 dB;

= 1 dB;

= 15+4+2-(-79)-1-1=98 dB.

Напомню, что мы проводили расчет для скорости 11 Mbps. При скорости 1 Mbps:

= -89 dBm; тогда:

= 15+4+2-(-89)-1-1=108 dB.

Рис. 3.3. График зависимости дальности «радиолинка» от суммарного усиления тракта.

3.3 Имитационная модель

— уровень области

— уровень города

— уровень здания

— уровень этажей

Рис. 3.4 Схема структуры модернизированной сети ГППО «Псковавтотранс».

Таблица 3.8 Типовые транзакции, используемые рабочими станциями в модернизированной сети

Таблица 3.9 Паспорта рабочих мест

Таблица 3.10 Серверное оборудование

Рис. 3.5. Уровень области.

Рис. 3.6. Уровень города Пскова.

Рис. 3.7. Уровень этажей.

На рис. 3.7 отображена связь между первым и вторым этажом и сетью Интернет.

Рис. 3.8. Третий этаж здания.

Рис. 3.9. Четвертый этаж здания.

Рис 3.10. Шкаф третьего этажа.

Рис. 3.11. Шкаф четвертого этажа.

Таблица 3.10 Параметры компьютеров, используемые при имитационном моделировании

2 — 4 8 10 13

18 — 22

1 5 6 7 9 11 12

14 — 17

В табл. 3.10 отображены аппаратные параметры компьютеров используемых при ИМ.

Рассмотрим параметры работы серверных приложений модели:

Таблица 3.11 Статистические данные линий связи, полученные в ходе моделирования

Аналитические данные:

— Загрузка канала файл сервера: 35,83 Мбит/с

— Загрузка канала сервера баз данных: 3,55 Мбит/с

Данные ИМ:

— Загрузка канала файл сервера: 32,5 Мбит/с

— Загрузка канала сервера баз данных: 4 Мбит/с

4. Экономические показатели проекта

· затраты на создание ЛВС;

· затраты на освоение (внедрение);

· затраты на эксплуатацию (использование).

Кроме этого, затраты группируют по их экономической сущности:

· затраты на оплату труда;

· затраты на основные средства;

· материальные затраты;

· затраты на электроэнергию;

· прочие затраты.

В табл. 4.1 представлены указанные выше затраты.

Таблица 4.1 Затраты на проектирование, освоение и эксплуатацию

F_д — действительный фонд времени использования (час.);

К_и — коэффициент использования времени;

З_э = 350 * 1 * 50 * 8 * 0,8 * 2,36 / 1000 = 264,3 руб.