СОДЕРЖАНИЕ:
1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Построение и анализ информационной модели объекта. Анализ требований, предъявляемых к хранению, передаче и использованию данных . 5
3. Выбор и обоснование структуры ЛВС, тип сети . . . . . . . . . . . . . . 7
4. Выбор и обоснование элементов ЛВС: выбор аппаратных элементов, выбор методов маршрутизации информации в сети, методов построения и использования адресного пространства ЛВС . . . . . . . . . . . . . . . 13
5. Примерная смета затрат на реализацию разработанной ЛВС . . 18
6. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.
ВВЕДЕНИЕ.
В современном мире практически всегда при организации какого-либо масштабного мероприятия, связанного с получением, обработкой и передачей информации используются различного типа вычислительные сети. Их создание и внедрение позволяет увеличить производительность труда обслуживающего персонала, скорость выполнения необходимой работы, снизить трудоёмкость.
В изготовленной и представленной мною курсовой работе будут рассмотрены важнейшие аспекты создания локальной вычислительной сети, служащей для обслуживания системы учёта и работы политических выборов.
2.
ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННОЙ
МОДЕЛИ ОБЪЕКТА.
АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К ХРАНЕНИЮ, ПЕРЕДАЧЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ДАННЫХ.
Схема проведения политических выборов такова: в каждом местном избирательном участке после проведения голосования проводится подсчёт количества голосов, проголосовавших за каждого из кандидатов. Эта информация передаётся в Центральную избирательную комиссию, расположенную, как правило, в административном центре (столице) страны или республики (в зависимости от того, на каком административном уровне проводятся выборы), где полученная информация суммируется и обрабатывается. С помощью графической схемы эту систему можно представить в таком виде:
Населённый пункт 1
|
|||||
|
|
|
Населённый пункт 2 Административный центр (столица)
Рис. 1. Схема информационной модели
При этом надо учитывать, что каждый из местных избирательных участков должен иметь двустороннюю связь с Центральной избирательной комиссией, для того, чтобы имелась возможность проверить работоспособность построенной локальной вычислительной сети, а также возможность выполнять непосредственную задачу данной сети – собственно отправлять в Центральную избирательную комиссию данные о результатах подсчёта голосов.
Однако при этом в целях повышения уровня безопасности проведения политических выборов (а безопасность при проведении подобных мероприятий необходима) отдельные местные избирательные участки следует подвергнуть информационной изоляции друг от друга, то есть лишить местные избирательные участки возможности обмена данными друг с другом.
3.
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЛВС, ТИП СЕТИ.
Из представленной выше информационной модели ясно следует, какой должна быть структура требуемой локальной вычислительной сети.
На каждом местном избирательном участке должно быть установлено устройство ввода и хранения полученной информации о результатах подсчёта голосов. В качестве такого устройства хорошо подойдёт стандартный стационарный компьютер (для надёжности его желательно продублировать, то есть установить на каждом местном избирательном участке два или три стационарных компьютера вместо одного). В Центральной избирательной комиссии целесообразно установить также сервер, специально предназначенный для получения, сбора и обработки информации со всех местных избирательных участков.
Внутри каждого местного избирательного участка персональные компьютеры будут объединены локальную вычислительную сеть с топологией класса, который называется в обиходе «звезда». Сеть с такой топологией выглядит следующим образом: конечные сетевые устройства (в данном случае стандартные стационарные компьютеры) подсоединяются к коммутирующему устройству (на сегодняшний день в качестве коммутирующего устройства используют чаще всего аппарат «SWITCH» (устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (а также возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались) (так же будет и в данном случае), пришедшую на смену морально устаревшим устройствам «HUB»), посредством какого-либо соответствующего кабеля (чаще всего используют кабель «медная витая пара» (так же будет и в данном случае)). Локальная вычислительная сеть с топологией класса «звезда» обладает высокой пропускной способностью и надежностью (при приведении по тем или иным причинам одного узла сети либо одного соединяющего два узла кабеля в частично или полностью непригодное для нормальной работы состояние остальные узлы сети сохраняют полностью работоспособное состояние).
В каждом населённом пункте (селении, городе) местные избирательные участки будут посредством подключения коммутатора каждого из них к модему кабелем «медная витая пара», который (речь идёт о модеме) будет модулировать сигналы и передавать их через телефонный кабель внешнему провайдеру уровня «WAN-сетей» (например телефонному оператору), который после приёма и демодуляции (обратной модуляции) сигнала передаст их на следующий коммутатор, который будет объединять все избирательные участки одного населённого пункта в одну сеть с топологией «звезда». Этот коммутатор будет подсоединён к маршрутизатору (как правило, для этой цели служит «ROUTER» (устройство сетевого уровня эталонной модели OSI, использующее одну или более метрик для определения оптимального пути передачи сетевого трафика на основании информации сетевого уровня. Маршрутизатор, прежде всего, необходим для определения дальнейшего пути данных, посланных в большую и сложную сеть. Пользователь такой сети отправляет свои данные в сеть и указывает адрес своего абонента. Данные проходят по сети и в точках с разветвлением маршрутов поступают на маршрутизаторы, которые как раз и устанавливаются в таких точках. Маршрутизатор выбирает дальнейший наилучший путь. То, какой путь лучше, определяется количественными показателями, которые называются «метриками». Лучший путь – это путь с наименьшей метрикой. В метрике может учитываться несколько показателей (в зависимости от поднятого (используемого) протокола маршрутизации это могут быть метрика числа переходов (прыжков (промежуточных роутеров)) (такая метрика используется у протокола «RIP») или метрика стоимости (состояния) канала (такая метрика используется у протокола «OSPF»)). Подключение к внешнему провайдеру через телефонный кабель – наиболее лёгкий и экономичный в финансовом плане способ обойти проблему ограничения по расстоянию, на которое можно напрямую подключать узлы сети дуг к другу кабелем класса «витая пара» (ограничение – максимальная длина кабеля не более 100 метров).
Маршрутизаторы каждого населённого пункта будут соединяться друг с другом кабелем «SERIAL». Хотя информация передаётся от местных избирательных участков лишь в центральную избирательную комиссию, маршрутизаторы будут помимо маршрутизатора в административном центре подключаться ещё и к маршрутизаторам в соседних населённых пунктах. Это повысит надёжность сети, так как кроме прямого пути передачи информации в центральную избирательную комиссию от местных избирательных участков будет иметься обходной, по которому будет происходить передача информации в случае выхода из строя прямого пути. В предыдущем разделе данной курсовой указывалась необходимость информационной изоляции местных избирательных участков друг от друга. Это будет достигнуто за счёт представления местных избирательных участков как отдельных виртуальных сетей и использования «ACCESS-листов». Это осуществлено следующим образом (см. таблицы 1 и 2).
Таблица 1.
IP
-адреса узлов и виртуальные сети, которым принадлежат узлы
| Населённый пункт
|
Избирательный участок
|
Узлы
|
IP-
|
Номер виртуальной сети
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
| 1
|
1
|
компьютеры
|
192.168.9.4
192.168.9.5
|
По умолчанию
|
| 2
|
компьютеры
|
192.168.16.2
192.168.16.3
|
16
|
|
| 2
|
3
|
компьютеры
|
192.168.14.2
192.168.14.3
|
14
|
| 4
|
компьютеры
|
192.168.1.4
192.168.1.5
|
По умолчанию
|
|
| Административный центр (столица)
|
5
|
компьютеры
|
192.168.8.4
192.168.8.5
|
По умолчанию
|
| 6
|
компьютеры
|
192.168.11.2
192.168.11.3
|
11
|
|
| Центральная избирательная комиссия
|
компьютеры
|
192.168.10.2
192.168.10.3
|
По умолчанию
|
|
| сервер
|
192.168.10.4
|
По умолчанию
|
Таблица 2.
«
ACCESS-
листы»
| Сеть (физическая или виртуальная)
|
«АС
|
Порт маршрутизатора (физический или виртуальный)
|
| 1
|
2
|
3
|
| 192.168.9.
|
Standard IP access list 1
deny 192.168.11.0 0.0.0.255
deny 192.168.14.0 0.0.0.255
deny 192.168.1.0 0.0.0.255
deny 192.168.16.0 0.0.0.255
deny 192.168.8.0 0.0.0.255
permit any
|
0/0
|
| 192.168.
|
Standard IP access list 2
deny 192.168.8.0 0.0.0.255
deny 192.168.9.0 0.0.0.255
deny 192.168.11.0 0.0.0.255
deny 192.168.14.0 0.0.0.255
deny 192.168.1.0 0.0.0.255
permit any
|
0/0.4
|
| 192.168.
|
Standard IP access list 1
deny 192.168.9.0 0.0.0.255
deny 192.168.16.0 0.0.0.255
deny 192.168.8.0 0.0.0.255
deny 192.168.11.0 0.0.0.255
deny 192.168.14.0 0.0.0.255
permit any
|
0/0
|
| 192.168.
|
Standard IP access list 2
deny 192.168.11.0 0.0.0.255
deny 192.168.8.0 0.0.0.255
deny 192.168.9.0 0.0.0.255
deny 192.168.16.0 0.0.0.255
deny 192.168.1.0 0.0.0.255
permit any
|
0/0.1
|
| 192.168.
|
Standard IP access list 1
deny 192.168.11.0 0.0.0.255
deny 192.168.16.0 0.0.0.255
deny 192.168.14.0 0.0.0.255
deny 192.168.1.0 0.0.0.255
deny 192.168.9.0 0.0.0.255
permit any
|
0/0
|
| 192.168.
|
Standard IP access list 2
deny 192.168.9.0 0.0.0.255
deny 192.168.1.0 0.0.0.255
deny 192.168.16.0 0.0.0.255
deny 192.168.14.0 0.0.0.255
deny 192.168.8.0 0.0.0.255
permit any
|
0/0.1
|
Рис. 2. Структура ЛВС для обслуживания системы учёта и работы политических выборов
4.
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЛВС: ВЫБОР АППАРАТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ВЫБОР МЕТОДОВ МАРШРУТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ В СЕТИ, МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА ЛВС.
Для построения вычислительной сети, служащей для обслуживания системы учёта и работы политических выборов будет использоваться представленное ниже оборудование (cм. таблицы 3, 4).
На стационарных компьютерах будет установлена операционная система Windows XP Service Pack 3. На сервере будет установлена операционная система Windows Server Standard 2003 — это операционная система семейства Windows NT от компании Microsoft, предназначенная для работы на серверах. На сегодняшний день Windows Server Standard 2003 является основной серверной операционной системой Microsoft.
Таблица
3
.
Комплектация стационарных компьютеров
| Оборудование
|
Наименование
|
Количество
|
Цена (1 шт. – руб.)
|
Стоимость, руб.
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
| Материнская плата
|
ASRock 4CORE1600-GLAN (RTL) LGA775 <G31> PCI-E+GbLAN SATA ATX 4DDR-II<PC2-6400>
|
1
|
1 950
|
2
|
| процессор
|
|
1
|
2445
|
3
|
| Оперативная память
|
1024Mb PC2-6400 800MHz DDR2 DIMM Hynix
|
1
|
635
|
8
|
| винчестер
|
320 Gb 7200rpm 16Mb cache Western Digital 3200AAKS
|
1
|
1 655
|
2
|
| Дисковод
|
Optiarc DVD RW AD-7243S
|
1
|
780
|
10
|
| видеокарта
|
NVIDIA
|
1
|
2
|
3
|
| монитор
|
Samsung 943N 19”
|
1
|
5
|
7882
|
| корпус
|
|
1
|
1
|
1
|
| Мышь, клавиатура
|
OKLICK 880L KEY+/MOUSE,OPTICAL,CORDLESS,PS/2
|
14
|
420
|
5880
|
| итого
|
240170
|
Таблица
4
.
Комплектация сервера
| Оборудование
|
Наименование
|
Цена 1 шт. - руб.
|
| 1
|
2
|
3
|
| Материнская плата
|
S5500WB SERVER MB S1366 DDR-3
|
6 290
|
| процессор
|
Intel Xeon 5100 3000 MHz |
7 420
|
| Оперативная память
|
Память 2x2GB SD PC2-5300
|
2 420
|
| винчестер
|
HDD Ret 500 GB SATAII 7.2K HS 2xPort DS3000/BCS (39M4558)
|
2 395
|
| Дисковод
|
Optiarc DVD RW AD-7243S
|
780
|
| видеокарта
|
NVIDIA
|
2350
|
| монитор
|
Samsung 943N 19”
|
563
|
| корпус
|
Корпус
|
1 670
|
| Мышь
клавиатура
|
OKLICK 880L KEY+/MOUSE,OPTICAL,CORDLESS,PS/2
|
420
|
| Итого
|
29375
|
Для маршрутизации в данной локальной вычислительной сети будет использоваться протокол «RIP», простой в конфигурировании, надёжный протокол. Он отвечает всем необходимым требованиям для маршрутизации в данной локальной вычислительной сети (по рис. 2 очевидно что наилучшие пути маршрутизации по метрикам числа переходов и метрике стоимости (состояния) канала совпадают, поэтому нет никакой нужды в задействовании более сложных протоколов, таких, например, как «OSPF»).
Относительно небольшое количество элементов в сети позволяет использовать классовую адресацию и статические маски.
Таблица
5
.
Настройка
RIP-
протокола
| Местоположение маршрутизатора
|
Подсоединённые к маршрутизатору сети (физические и виртуальные)
|
| 1
|
2
|
| Населённый пункт 1
|
192.168.16.0, 192.168.9.0, 192.168.5.0, 192.168.4.0
|
| Населённый пункт 2
|
192.168.1.0, 192.168.14.0, 192.168.3.0, 192.168.4.0
|
| Административный центр (столица)
|
192.168.11.0, 192.168.10.0, 192.168.3.0, 192.168.5.0, 192.168.8.0
|
5. ПРИМЕРНАЯ СМЕТА ЗАТРАТ НА РЕАЛИЗАЦИЮ РАЗРАБОТАННОЙ ЛВС.
Если предположить, что создаётся локальная вычислительная сеть для обслуживания выборов в республике небольших размеров, то приблизительное расстояние, на которое придётся протянуть кабель «SERIAL», чтобы соединить два стоящих в разных населённых пунктах маршрутизатора, составит около пятидесяти километров. Расстояние между избирательным участком и внешним провайдером уровня «WAN-сетей», на которое будет протянут телефонный кабель – около одного километра. Необходимая суммарная длина кабеля «медная витая пара», проложенного внутри каждого местного избирательного участка – около двадцати метров. Умножим цену одного метра каждого класса кабелей на суммарное нужное расстояние – получим стоимость необходимых для создания нашей локальной вычислительной сети кабелей. Сведём данные по этим затратам, данные по затратам на всё вышеперечисленное оборудование и все прочие необходимые затраты в одну таблицу (см. таблицу 5).
Таблица 6.
Примерная смета затрат на создание локальной вычислительной сети для обслуживания системы учёта и работы политических выборов
| Наименование
|
Цена - руб.
|
| 1
|
2
|
| Стационарные компьютеры
|
2
|
| Сервер
|
29375
|
| Коммутаторы (10 шт.)
|
93
|
| «
|
1
|
| Кабель «медная витая пара»
|
3000
|
| Кабель телефонный
|
100000
|
| Маршрутизаторы (3 штуки)
|
96
|
| Кабель «
|
4500000
|
| Затраты на прокладку и настройку сети
|
30000
|
| итого
|
4729000
|
То есть на реализацию нужной локальной вычислительной сети придётся затратить около 4729000 рублей.
Приобретая всё оборудование в одной торговой точке, можно рассчитывать на определённую скидку.
6.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В данной курсовой работе были рассмотрены ключевые вопросы, которые связанные с организацией локальной вычислительной сети, обслуживающей систему учёта и работы политических выборов. Важно отметить, что на сегодняшний день разработка и внедрение локальных информационных сетей является одной из самых интересных, перспективных и важных задач в области информационных технологий. Появляется потребность в использовании новейших технологий передачи информации. Интенсивное использование информационных технологий уже сейчас является сильнейшим аргументом при выборе направления развития любой сферы деятельности, связанной с получением, обработкой и передачей информации.
7.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. – СПб.: Питер, 2007.: - 958 с.