47146 (Информационная система для школы)

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Кафедра САПР

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

По дисциплине:

"Компьютерные сети"

На тему:

"Информационная система для школы"

Караганда 2009

Задание

1. Специализация и назначение системы

Информационная система представляет собой локальную вычислительную сеть (ЛВС) для школы. Основное ее назначение – связь компьютеров школы между собой в локальную сеть с последующим доступом в Интернет.

Локальная сеть будет создана для совместного использования периферийного оборудования, информационных ресурсов и устройств хранения информации. Доступ в Интернет необходим для связи школы с другими организациями (например, ГорУО), а также для доступа школьников и учителей к информационным ресурсам сети Интернет.

2. Исходные данные

Необходимо создать локальную вычислительную сеть для школы с доступом в Интернет. Данная система должна обеспечивать функционирование оборудования локальной вычислительной сети и телефонной сети школы. Необходимо обеспечить высокую пропускную способность, значительно превышающую потребности школы на сегодняшний день.

ЛВС должна быть установлена в 3-этажном здании школы, отдельные этажи, которого имеют идентичную планировку. На втором этаже находятся два компьютерных класса, в которых находятся 12 компьютеров, а также имеется учительская, в которой расположены 3 компьютера. На первом этаже расположены: кабинет директора, в котором 2 компьютера – у директора и секретаря; кабинет бухгалтерии, где находится 1 компьютер; кабинет завхоза с 1-м компьютером и библиотека с 1-м компьютером. Высота этажа между перекрытиями составляет 3,5 метра, общая толщина междуэтажных перекрытий равна 50 см. В здании имеется 3 лестницы с 1 по 3 этажи.

Локальная сети должна иметь возможности для расширения, например, для открытия нового компьютерного класса.

Распределение компьютеров между этажами:

Первый этаж:

Директор – 1 компьютер;

Секретарь – 1 компьютер;

Отдел бухгалтерии – 2 компьютера;

Завхоз – 1 компьютер;

Библиотека – 1 компьютер.

Второй этаж:

Компьютерный класс – 12 компьютеров;

Компьютерный класс – 12 компьютеров;

Учительская – 3 компьютера.

3. Задачи разработки

Основные задачи данной практической работы:

– провести технико-экономическое обоснование;

– разработать возможные варианты конфигурации сети;

– спроектировать архитектуру сети;

– произвести расчет длины кабеля и стоимости данной разработки.

– оформить пояснительную записку согласно стандартам.

4. Требования, предъявляемые к комплексу технических средств

При организации и эксплуатации сети необходимо учитывать следующие требования:

– высокая производительность;

– надежность и безопасность;

– возможность расширения;

– помехозащищенность;

– совместимость.

Проектируемая локальная сеть (ЛВС) должна отвечать самым современным требованиям к сетям учебных заведений, обеспечивать надежное централизованное хранение и защиту данных, передавать данные с высокой скоростью и связываться с другими учебными заведениями. Кроме того, дальнейшее расширение сети не должно быть связано с высокими затратами. При дальнейшем приобретении школой ПЭВМ сеть должна позволить простое расширение. Также необходимо максимально использовать имеющееся программное и аппаратное обеспечение и ранее проложенные коммуникации.

Введение

За последние несколько лет, развитие информационных технологий достигло такого уровня, что уже трудно себе представить, как можно работать или учиться без качественного и недорогого выхода в Интернет. Кроме того, с каждым днем Интернет становится все более доступным финансово и технически, и вот уже выгода и удобство использования Всемирной паутины полностью окупают затраты на ее подключение.

Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами.

Локальная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близко расположенными зданиями.

В состав сети в общем случае включается следующие элементы:

− сетевые ЭВМ (оснащенные сетевым адаптером);

− каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые, волоконно-оптические, радиоканалы и др.);

− различного рода преобразователи сигналов;

− сетевое оборудование.

Под информационной системой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информация. В состав информационной системы входят: ЭВМ, программы, пользователи и другие

составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных.

Целью данной практической работы является получение навыков по проектированию локальной вычислительной сети на примере школы.

Задачей практической работы является проектирование локальной сети для школы с удаленным участком и с доступом в Интернет.

Актуальной данная разработка является потому, что все современные школы нуждаются в доступе к Интернету. При этом процесс создания локальной вычислительной сети должен быть максимально экономичным, что также является одной из задач нашей работы. Поэтому необходимо провести тщательный анализ и сделать необходимые расчеты перед непосредственным созданием сети.

1. Выбор конфигурации оборудования

1.1 Выбор топологии

При проектировании будет применяться топология «звезда». Иерархическая звезда состоит из главного коммутатора, к которому подсоединены коммутаторы этажей. К ним подсоединяются рабочие станции.

Топология «звезда» имеет ряд преимуществ:

– недорогой кабель и быстрая установка.

– легкое объединение рабочих групп.

– простое расширение сети.

Преимуществом такой топологии является также возможность простого исключения неисправного узла. Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. Если кабель рабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всего сегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к коммутатору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля, который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормально работать.

1.2 Выбор архитектуры

Для школы выбрана клиент-серверная архитектура. При этом я руководствовалась следующими причинами:

– количество пользователей превышает десяти;

– требуется централизованное управление ресурсами или резервное копирование;

– необходим специализированный сервер;

– нужен доступ к глобальной сети;

– требуется разделять ресурсы на уровне пользователей.

– обеспечивает централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование.

Архитектура клиент – сервер – это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов. Данная архитектура определяет два типа компонентов: серверы и клиенты.

Сервер – это объект, предоставляющий сервис другим объектам сети по их запросам. Сервис – это процесс обслуживания клиентов. Сервер работает по заданиям клиентов и управляет выполнением их заданий. После выполнения каждого задания сервер посылает полученные результаты клиенту, предоставившему это задание.

Процесс, который вызывает сервисную функцию с помощью определенных операций, называется клиентом. Им может быть программа или пользователь.

Клиенты – это рабочие станции, которые используют ресурсы сервера и предоставляют удобные интерфейсы пользователя.

Сети клиент – серверной архитектуры имеют следующие преимущества:

− обеспечивают централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование;

− позволяют организовывать сети с большим количеством рабочих станций;

− обеспечивают эффективный доступ к сетевым ресурсам;

− предоставляют доступ ко всем сетевым ресурсам, на основе учетной записи пользователя.

1.3 Выбор программного обеспечения

В качестве операционной системы сервера выбрана Windows Server 2003 Standart. Эта операционная система является самой распространенной и имеет ряд преимуществ.

Microsoft Windows Server 2003 – самая мощная ОС для ПК. В ней реализованы совершенно новые средства управления системой и администрирования, впервые появившиеся в Windows 2000.

Windows Server 2003 обладает преимуществами в следующих областях:

• Надежность. Windows Server 2003 – самая быстрая, самая надежная и наиболее защищенная из всех серверных ОС Windows, когда-либо выпущенных Microsoft. Windows Server 2003 предоставляет интегрированную инфраструктуру, помогающую гарантировать безопасность вашей информации. Надежность, готовность и масштабируемость этой ОС позволяют вам реализовать сетевую инфраструктуру, соответствующую потребностям ваших пользователей.

• Продуктивность. Windows Server 2003 предоставляет инструменты для развертывания, управления и использования сетевой инфраструктуры предприятия. Они позволяют спроектировать и развернуть сеть, соответствующую требованиям вашей организации. ОС предоставляет средства реализации административной политики, автоматизации задач и упрощения процесса модернизации, которые помогут вам в администрировании сети. Кроме того, средства ОС помогают снизить расходы на сопровождение, позволяя пользователям выполнять большее число задач самостоятельно.

• Взаимодействие. Windows Server 2003 поможет организовать инфраструктуру прикладных задач, обеспечив лучшее взаимодействие между сотрудниками, партнерами, системами и клиентами. Для этого ОС предоставляет интегрированные Web-сервер и сервер медийных потоков, которые позволяют легко, быстро и безопасно создавать динамичные Web-сайты для интрасети и Интернета. ОС также включает интегрированный сервер приложений, обеспечивающий легкость разработки, развертывания и управления Web-сервисами XML.

• Экономическая выгода. Windows Server 2003 в сочетании с продуктами и услугами, предоставляемыми партнерами Microsoft в области аппаратных и программных средств, обеспечивает повышение эффективности вложений в инфраструктуру. Для оптимизации конфигурации серверов новая ОС поможет консолидировать их с возможностями нового оборудования, программ и методологий.

1.4 Выбор оборудования

При выполнении данной практической работы необходимо приобрести следующее оборудование:

• сервер;

• модем;

• 2 коммутатора c 24-мя портами для второго этажа и 2 коммутатора 8-ми портовых для первого этажа и для объединения двух этажей;

• сетевые карты для рабочих станций;

• кабель, розетки, коннекторы и кабель-каналы.

Тип сети кабельный, так это наиболее дешевый и приемлемый вид среды передачи данных и наиболее часто использующийся в компьютерных сетях.

При выборе кабеля должны учитываться следующие требования:

– пропускная способность сети;

– возможность расширения сети в будущем;

– продолжительность жизни сети;

– категория кабеля (для витой пары);

– максимальная длина кабельной линии;

– условия прокладки кабеля (особенности кабельных трасс, климатические условия);

– защищенность передаваемых данных;

– электромагнитная совместимость;

– выбор типа экрана (для экранированной витой пары) и его заземление;

– противопожарная безопасность;

– стоимость кабеля.

Для выбора кабельной системы проанализируем, какие расстояния между рабочими станциями и сервером.

Максимальное расстояние между станциями не превышает 90 м, что дает нам право использовать тип кабеля «витая пара категории 5е». Неэкранированная (UTP) будет использоваться на этажах, а экранированная (FTP) между этажами.

UTP-кабели обладают следующими преимуществами:

– кабель достаточно гибкий, что упростит прокладку кабеля по стенам здания;

– меньшая стоимость;

– меньшая трудоемкость монтажа и эксплуатации;

– отсутствие повышенных требований к внутреннему заземляющему контуру здания;

– лучшие массогабаритные показатели;

– меньший радиус изгиба.

– обеспечивает большую скорость передачи данных (до 100 Мбит/с);

Основными преимуществами экранированных конструкций являются потенциально лучшая защита от внешних электромагнитных наводок, повышенная механическая прочность в случаях применения оплеточных экранов и более эффективная защита от несанкционированного доступа к передаваемой информации. Высокая теплопроводность экранов обеспечивает эффективный отвод тепла, которое возникает в проводниках в процессе передачи информации из-за протекания электрического тока. На основании этого некоторые производители гарантируют для производимых ими экранированных конструкций меньшее затухание по сравнению с неэкранированными.

Прокладку кабелей горизонтальной подсистемы на этажах планируется осуществлять в кабель-каналах.

Основная цель кабель канала – прокладка силовой и информационной проводки. Благодаря кабель-каналам, проводка может чувствовать себя хорошо защищенной от механического воздействия или от вредного влияния внешней среды. Современные кабель каналы обеспечивают высокий уровень защиты от повреждений, огня, химических воздействий и кислот. Таким образом, используя при монтаже структурированных кабельных систем кабель-каналы, можно значительно повысить безопасность проводки. Учитывая то, что повреждение проводки наносит вред всей кабельной системе, можно сказать, что их использование является особенно необходимым.

Все оборудование будет приобретаться в компании «Белый ветер». Выбор фирмы-производителя обусловлен оптимальным соотношением цена / качество. При этом нужно обязательно учитывать совместимость покупаемого оборудования.

Перед выбором севера нам необходимо произвести расчет максимальной пропускной способности сети. При этом нужно учитывать, какой объем информации будет передаваться при работе всех компьютеров.

Также нужно учесть, данные какого типа будут передаваться, а также какой должна быть скорость чтения жесткого диска.

На сервере будут храниться следующие данные: