Московский Ордена Ленина, Ордена Трудового Красного Знамени, Ордена Великой
Октябрьской Революции Государственный Технический Университет имени Н.Э.Баумана

Курсовая работа по дисциплине

ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ и УПРАВЛЕНИЯ

Расчетно-пояснительная записка

(вид документа)

писчая бумага

(вид носителя)

8

(количество листов)

ИСПОЛНИТЕЛЬ:
студент группы ИУ5-93	_____________________
АникановА.Г.	"__"_____________2011 г.

Р еферат

Данный документ представляет собой расчетно-пояснительную записку к курсовой работе по курсу «Эксплуатация АСОИиУ».

Целью курсовой работы является разработка проектного решения на распределенную систему обработки данных (РСОД), объединяющую центральный офис и два удаленных филиала фирмы.

В процессе выполнения курсовой работы предстоит решить следующие задачи:

• Выбор сетевого, телекоммуникационного оборудования и программного обеспечения для РСОД.

• Настройка рабочих параметров сетевой ОС и СУБД.

• Распределение предметных баз данных (ПБД) по узлам сети.

• Предложены возможные варианты для модернизации и реорганизации корпоративной сети фирмы.

• Аналитическое и имитационное моделирование РСОД.

Графическая часть содержит следующие материалы:

• Структурные схемы ЛВС центрального и удаленных филиалов фирмыи организации их удаленной связи (лист 1).

• Исходные данные и окончательные варианты распределения предметных баз данных по узлам сети (лист 2).

• Структурная схема моделируемой сети, исходные данные и результаты моделирования (лист3).

Листы выполнены в виде плакатов.

СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание 6

1. Архитектура объединенной сети фирмы 7

1.1. Укрупненная схема сети 7

1.2. Схема сети центрального отделения фирмы 8

1.3. Схема сети филиала 1 9

1.4. Схема сети филиала 2 9

1.5. Правила построения сетей центрального отделения и филиалов фирмы 10

1.5.1. Правила построения сети 10 BASE-T 10

1.5.2. Правила построения сети 10 BASE-F 10

1.5.3. Правила построения сети 100 BASE-FX 10

1.5.4. Правила построения сети Token Ring 11

2. Принципы построения производительных и отказоустойчивых сетей 12

2.1. Принципы построения производительных сетей 12

2.2. Принципы построения отказоустойчивых сетей 13

2.3. Расчет вероятности безотказной работы дисковой подсистемы сервера 13

2.3.1.Схема дисковой подсистемы 13

2.3.2.Интрефейсыдисковыхнакопителей 14

2.4. Выбор дискового массива 15

2.5.Рекомендации по модернизации сети фирмы 16

2.6. Рекомендации по реорганизации сети 17

3.Организация удаленной связи 19

3.1.Выбор типа сети связи 19

3.2.Технология X.25 19

3.3.Технология Frame relay 19

3.4.Технология ADSL 20

3.5.Выбор модема 22

4.Выбор оборудования сети 23

4.1.Выбор дисков 23

4.2.Выбор сервера. 24

4.2.1.Выбор сервера методом взвешенных сумм 24

4.2.2.Выбор сервера методом анализа иерархий 25

4.3.Выбор источников бесперебойного питания 28

4.3.1.Причины необходимости установки ИБП 28

4.3.2.Способы подключения источников бесперебойного питания 28

4.3.2.1.Через COM - порт 28

4.3.2.2.Через специальную плату производителя источников бесперебойного питания 29

4.3.3.Сравнительный анализ источников бесперебойного питания 29

4.4.Выбор маршрутизатора 31

5.Настройка рабочих параметров сетевой ОС Windows NT 33

5.1.Реестр Windows NT 33

5.2.Средства администрирования Windows NT 34

5.3.Конфигурирование сервисов и драйверов 36

5.4.Централизованное управление сервисами и драйверами с помощью Server Manager 36

5.5.Профили пользователей 36

5.6.Аппаратные профили 37

5.7.Конфигурирование пользователей для работы в системе 38

6.Настройка рабочих параметров СУБД 39

6.1.Network packet size (размер сетевого пакета) 39

6.2.Min memory per query (минимум памяти, гарантированно выделяемой каждому запросу) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….41

7.Распределение предметных БД по узлам сети 44

7.1.Распределение баз данных по узлам сети без учета репликаций 44

7.1.1.Задание 44

7.1.2.Исходные данные 44

7.1.3.Решение 45

7.2.Распределение баз данных по узлам сети с учетом репликаций 46

7.2.1.Задание 46

7.2.2.Исходные данные 46

7.2.3.Решение задачи 47

7.2.4.Варианты оптимального размещения баз данных и реплик в сети 49

7.2.4.1.Вариант размещения БД и одной реплики по узлам сети 49

7.2.4.2.Вариант размещения БД и трех реплик по узлам сети 49

7.2.4.3.Вариант размещения БД и одной их реплики по узлам сети 50

8.Аналитическое моделирование сети. 51

8.1.Формализованная схема и исходные данные. 51

8.2.Порядок расчета рассматриваемой системы методом фонового потока 52

8.3.Текст программы на языке Delphi 53

8.4.Результаты аналитического эксперимента 56

9.Имитационное моделирование сети. 57

9.1.Формализованная схема . 57

9.2.Листинг программы. 57

9.3.Отчет о работе программы 58

9.4.Результаты имитационного эксперимента. 60

10.Сравнительный анализ результатов моделирования. 61

Выводы 62

Литература 63

Приложение 1. Обобщенная схема РСОД, схемы сетей центрального офиса и филиалов 64

Приложение 2. Распределение предметных баз данных по узлам сети 68

Приложение 3. Моделирование работы системы, содержащей ПЭВМ, канал и сервер. 69

Техническое задание

Разработать проектное решение на распределенную АСОИиУ фирмы, объединенную все ее подразделения. Фирма включает центральный офис и два удаленных филиала.

В центральном офисе фирмы расположены ЛВС 100 BaseFX, содержащая один концентратор, и ЛВС10 BaseF, содержащая три сегмента. Обе сети подключены к коммутатору, к нему также подключен удаленный маршрутизатор с двумя модемами.

В первом филиале фирмы расположены ЛВС 10 Base-T, содержащая три концентратора и ЛВС 10 Base-Т, содержащая три сегмента. Обе сети подключены к коммутатору, к нему также подключен удаленный маршрутизатор с одним модемом.

Во втором филиале фирмы расположена ЛВС TokenRing на комбинированной среде (ЭВП и ВОЛС).

ЛВС в центральном офисе фирмыи ее удаленных филиалов работают под управлением сетевой ОС WindowsNT. В сети установлена СУБДSQLServer.

В каждой ЛВС установлен двухядерныйсервер с дисковой подсистемой уровня RAID-6. Определить вероятность безотказной работы дисковой подсистемы сервера, построенной на базе RAID-6, содержащей три базовых диска (без учета уровня RAID), при условии, что вероятность безотказной работы одного диска равна 0,8 и все диски одинаковые.

Необходимо провести сравнительный анализ серверов на базе двухъядерных процессоров и выбрать наилучший. Подробно описать особенности эксплуатации блока питания и ИБП.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо решить следующие задачи:

• разработать блок-схему распределенной АСОИиУ фирмы и структурные схемы ЛВС центрального и удаленных офисов фирмы;

• описать правила построения всех сетей фирмы;

• выбрать и обосновать вариант удаленной связи отдельных ЛВС фирмы;

• выбрать требуемое оборудование для ЛВС фирмы;

• описать настройку рабочих параметров сетевой ОС, под управлением которой работают ЛВС фирмы;

• описать настройку рабочих параметров СУБД, которая установлена в ЛВС фирмы;

• провести распределение предметных баз данных по узлам сети;

• выполнить аналитическое и имитационное моделирование ЛВС фирмы и провести сравнительный анализ результатов моделирования;

• разработать и представить рекомендации по модернизации и реорганизации распределенной АСОИиУ фирмы

1. Архитектура объединенной сети фирмы

   1. Укрупненная схема сети

Согласно техническому заданию,

• В центральном офисе фирмы расположены ЛВС 100 BaseFX, содержащая один концентратор, и ЛВС10 BaseF, содержащая три сегмента. Обе сети подключены к коммутатору, к нему также подключен удаленный маршрутизатор с двумя модемами.

• В первом филиале фирмы расположены 2 ЛВС 10 Base-T, содержащиепо три концентратора каждая. Обе сети подключены к коммутатору, к нему также подключен удаленный маршрутизатор с одним модемом.

• Во втором филиале фирмы расположена ЛВС TokenRing на комбинированной среде (ЭВП и ВОЛС).

Укрупненная схема сети, составленная с учетом данных требований, представлена наРис. 1.

Рис. 1. Укрупнённая схема РСОД фирмы

Рис. 2. Укрупнённая схема РСОД фирмы в графических обозначениях

1. Схема сети центрального отделения фирмы

Согласно техническому заданию, в центральном офисе фирмы расположены ЛВС 100 BaseFX, содержащая один концентратор, и ЛВС10 BaseF, содержащая три сегмента. Обе сети подключены к коммутатору, к нему также подключен удаленный маршрутизатор с модемом.

Схема сети центрального отделения фирмы представлена на Рис. 3.

Рис. 3.Структурная схема РСОД центрального офиса фирмы

1. Схема сети филиала 1

В первом филиале фирмы расположены ЛВС 10 Base-T, содержащая три концентратора и ЛВС 10 Base-2, содержащая три сегмента. Обе сети подключены к коммутатору, к нему также подключен удаленный маршрутизатор с одним модемом.;

Схема сети первого филиала фирмы представлена на Рис. 4.

Рис. 4. СхемаРСОД первого удаленного филиала фирмы

1. Схема сети филиала 2

Согласно техническому заданию, во втором филиале фирмы расположена ЛВС TokenRing на комбинированной среде (ЭВП и ВОЛС).

Схема сети второго филиала фирмы представлена на Рис. 5.

Рис. 5.СхемаРСОДвторого удаленного филиала фирмы

1. Правила построения сетей центрального отделения и филиалов фирмы

   1. Правила построения сети 10 BASE-T

Таблица 1. Основные правила построения сетей 10Base-T

Тип кабеля	UTP3, UTP4, UTP5
Топология	звезда
Максимальное число узлов на сегменте	1024
Максимальное количество сегментов	5 (последовательно)
Максимальная длина сегмента	100 м
Максимальная длина сети	500 м
Способ подсоединения узла	RJ-45
Количество используемых пар кабеля	2
Ограничение	Между 2мя узлами не более 4 концентраторов и 5 лучей.

1. Правила построения сети 10 BASE-F

Таблица 2. Основные правила построения сетей 10Base-F

Тип кабеля	одномодовый и многомодовый оптический кабель
Топология	звезда
Максимальное число узлов на сегменте	1024
Максимальная длина сегмента	для одномодового - 5 км
	для многомодовго - 1 км
Способ подсоединения узла -	ST-коннектор
Ограничение	Между 2мя узлами не более 4 концентраторов и 5 лучей.

1. Правила построения сети 100 BASE-FX

Таблица 3. Основные правила построения сетей 100Base-FX

Тип кабеля	одномодовый оптический кабель с длиной волны 1310 нм
Топология	звезда
Максимальное число узлов на сегменте	1024
Максимальная длина сегмента	fullduplex - 2 км
	halfduplex - 412 м
Максимальная длина сети	325-25(n-2), где n-число концентраторов
Способ подсоединения узла	ST-коннектор

1. Правила построения сети TokenRing

Таблица 4. Основы построения TokenRingна базе ВОЛС и ЭВП

Тип кабеля	одномодовый оптический кабель с длиной волны 1310 нм, ЭВП
Топология	Кольцо
Максимальное число узлов на сегменте	255
Максимальная длина сегмента	ВОЛС - 3 км
	ЭВП - 350 м
Максимальное количество MAU	12

1. Принципы построения производительных и отказоустойчивых сетей

   1. Принципы построения производительных сетей

Поскольку плата сетевого адаптера оказывает существенное влияние на передачу данных, естественно, она влияет и на производительность всей сети. Если плата медленная, то и скорость передачи данных по сети не будет высокой. В сети с топологией шина, где нельзя начать передачу, пока кабель занят, медленная сетевая плата увеличивает время ожидания для всех пользователей.

После определения физических требований к плате сетевого адаптера - типа разъема и типа сети, в которой она будет использоваться, необходимо рассмотреть ряд факторов, влияющих на возможности платы. Хотя все платы сетевого адаптера удовлетворяют определенным минимальным стандартам и спецификациям, некоторые из плат имеют дополнительные возможности, повышающие производительность сервера, клиента и всей сети.

Итак, к факторам, от которых зависит скорость передачи данных, относятся следующие.

• Прямой доступ к памяти.

Данные напрямую передаются из буфера платы сетевого адаптера в память компьютера, не затрагивая при этом центральный процессор.

• Разделяемая память адаптера (sharedmemory).

Плата сетевого адаптера имеет собственную оперативную память, которую она использует совместно с компьютером. Компьютер воспринимает эту память как часть собственной.

• Разделяемая системная память

Процессор платы сетевого адаптера использует для обработки данных часть памяти компьютера.

• Управление шиной

К плате сетевого адаптера временно переходит управление шиной компьютера. Без использования ЦПУ плата передает данные непосредственно в системную память компьютера. При этом повышается производительность компьютера, поскольку его процессор в это время может решать другие задачи. Подобные платы достаточно дороги, но они способны повысить производительность сети на 20..70 %. Архитектуры EISA, MCA и PCI поддерживают этот метод.

• Буферизация.

Для большинства плат сетевого адаптера современные скорости передачи данных по сети слишком высоки. Поэтому на плате сетевого адаптера устанавливается буфер с помошьм микросхем памяти. В случае, когда плата принимает данных больше, чем способна обработать, буфер сохраняет данные до тех пор, пока они не будут обработаны адаптером. Буфер повышает производительность платы, не давая ей стать узким местом системы. Размер буфера существенно варьируется от одного производителя сетевых адаптеров к другому. Обычно сетевые платы имеют буфер, вмещающий один или несколько полных кадров. В этом случае сетевая плата не прерывает работу процессора в момент, когда она может начать передачу.

• Встроенный микропроцессор.

С таким микропроцессором плате сетевого адаптера для обработки данных не требуется помощь компьютера. Большинство сетевых плат имеет свои микропроцессоры, которые увеличивают скорость сетевых операций освободив ЦПУ от выполнения функций по поддержке протоколов канального уровня. Мощный микропроцессор может обеспечить функции по установлению соединений и безошибочной передаче данных, существенно разгрузив ЦПУ сервера. В PCI системах это не дает заметного выигрыша в производительности, поскольку они не ориентированы на параллельную обработку данных несколькими быстрыми контроллерами шины, которыми являются ЦПУ, дисковая и видео подсистемы.

1. Принципы построения отказоустойчивыхсетей

Отказоустойчивость – это один из основных факторов, который надо учитывать при построении современных сетей IP. Многие корпоративные пользователи переносят в свои сети IP критичные к качеству и надежности приложения, такие как телефония, видеоконференции, финансы, электронную коммерцию и т.д. И для обеспечения надежной работы этих приложений надежность сети должна быть не меньше, чем "пять девяток" (99.999%).

Уровень надежности сети зависит от уровня и типа отказоустойчивых решений, примененных в сети.