Дипломная (вкр): Построение вычислительной локальной сети

Подход хороший: сети, построенные по данной модели, будут достаточно производительны и корректно функционировать. Учтён стоимостной критерий. Но слабо учтены требования к рабочим местам. Если, у заказчика не так много денежных средств, то некоторые подсети могут не потянуть возложенную на них задачу, и придётся проводить повторные исследования.

При оценке сети предлагаются следующие параметры производительности системы, но уже на программном уровне:

-       доступность сервиса - процент времени, которое сетевое приложение готово предоставить соответствующий сервис;

-       реакция - скорость, с которой сетевое приложение выдает соответствующий сервис.

Как видно из приведенных примеров, предметная область дает широкие возможности выбора критериев производительности системы. Проблема проектирования сетей передачи данных является сложной многокритериальной проблемой, на которую до сих пор ищется рациональное решение.

.3 Основные методы проведения диагностики и организационно-технических мероприятий над локальной вычислительной сетью

Диагностика сети - процесс анализа состояния сети. В функционировании корпоративных информационных систем возникают необъяснимые, на первый взгляд, проблемы, которые заметно снижают эффективность работы такой системы, а в некоторых случаях и дезорганизуют работу предприятия. Это означает, что определенная составляющая сети работает некорректно. В процессе диагностики производится поиск этих устройств, фиксируется факт неисправности, определяется ее место и вид. К проблемному участку применяется комплекс организационно-технических мероприятий [37].

В результате работоспособность информационной системы восстанавливается, а в ряде случаев даже повышается по сравнению с первоначальной конфигурацией за счёт применения грамотных решений [30].

Существует группа программных продуктов, предназначенных для диагностики сетей. В качестве примеров можно привести MS Network Monitor, LANalyzer for Windows компании Novell, FTest и SelFTrend компании «ПроЛАН» [48].

Диагностика осуществляется следующим образом. Система, осуществляющая диагностику, способна посредством точек контроля считать значения группы признаков, способных описать текущее состояние сети. В зависимости от совокупности значений признаков происходит идентификация проблемы функционирования сети.

Пусть СР - состояние сети, при котором нарушена работа ее устройств, р - считываемый признак, описывающий состояние сети, Р - диапазон значений соответствующего признака, п - количество считываемых признаков, ш - количество состояний сети. Тогда процесс выявления сбоев в работе сети можно представить в виде таблицы 1:

Таблица 1. Выявление сбоев в работе сети по значениям считываемых признаков

Многие подходы к диагностике используют вероятностную оценку состояния сети.

Для мониторинга состояния сетей и управления некоторыми устройствами применяется модель «менеджер-агент». Менеджер представляет собой программно-аппаратные средства, собирающие информацию от агентов, выполняющие её обработку для предоставления администратору сети. На основании этой информации администратор с помощью менеджера может осуществить некоторые управляющие воздействия на объекты сети. Агенты располагаются в управляемых элементах сети. Они взаимодействуют с устройствами и обслуживают базу данных управляемых параметров (MIB), содержащие списки управляемых параметров и их значения. Менеджер может запросить информацию (агент считывает данные из базы) или выполнить управляющие воздействия на объект (запись в базу параметров) [17].

Управление может быть в той или иной степени автоматизировано, однако полностью автоматизировать процесс возвращения сети в работоспособное состояние при некорректном функционировании невозможно. Для обоснованного выбора комплекса организационно- технических мероприятий, способных вернуть сеть в работоспособное состояние, рационально применить «подсказывающую» систему, то есть систему поддержки принятия решений. Это позволит в полной мере охватить широкий спектр вариантов организационно-технических мероприятий для конкретной проблемной ситуации.

Для диагностики и управления состоянием сети часто используют протокол управления SNMP. Протокол SNMP определяет: механизм взаимодействия агента и менеджера, модели представления параметров сети и механизмы работы с ними. SNMP обладает командами, способными считывать параметры устройств [41].

Этот протокол является удобным средством для предоставления информации о сети системе поддержки принятия решений по модернизации.

Другим способом доступа к параметрам, описывающим текущее состояние сети, является анализ состояния каналов передачи данных посредством анализатора сетевых протоколов [19].

Он должен подключаться к тому домену сети, где наблюдаются сбои, в максимальной близости к наиболее подозрительным станциям или серверу.

Если сеть имеет архитектуру с компактной магистралью и в качестве магистрали используется коммутатор, то анализатор необходимо подключать к тем портам коммутатора, через которые проходит анализируемый трафик. Некоторые программы имеют специальные агенты или зонды (probes), устанавливаемые на компьютерах, подключенных к удаленным портам коммутатора. Обычно агенты (не агенты SNMP) представляют собой сервис или задачу, работающую в фоновом режиме на компьютере пользователя.

Если в коммутаторе специальный порт отсутствует, то анализатор (или агент) следует подключать к портам интересующих доменов сети в максимальной близости к наиболее подозрительным станциям или серверу.

Для автоматизации поддержки процесса обеспечения работоспособности вычислительной сети необходимо разработать удобный для поиска устройств, работа которых нарушена, способ представления вычислительной сети. Рассмотрим существующие подходы к моделированию сетей.

Существуют специальные, ориентированные на моделирование вычислительных сетей программные системы, в которых процесс создания модели упрощен. 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 [53]. Качество результатов моделирования в значительной степени зависит от точности исходных данных о сети, переданных в систему имитационного моделирования.

Примеры существующих систем: COMNET III (CACI Product), NetMaker XA (Make System), Opnet (MIL3) [35].

Основные этапы работы систем:

Сбор данных о существующей сети. Поддерживается группа форматов импорта данных о существующей сети или о предприятии.

Детальное моделирование сети. С помощью графического интерфейса пользователь собирает сеть из предлагаемой группы узлов, определяя её топологию. Возможен импорт существующих топологий.

Оценка производительности сети. После окончания моделирования пользователь может получить следующие характеристики производительности сети:

-       прогнозируемые задержки между конечными и промежуточными узлами сети, пропускные способности каналов, коэффициенты использования сегментов, буферов и процессоров;

-       пики и спады трафика как функцию времени;

-       источники задержек и узких мест сети.

Отчёты представляются в удобной для печати текстовой или графической форме.

Процесс включает в себя ряд этапов, полная автоматизация которых не представляется возможной. Поэтому на схеме указывается область возможной автоматизации процесса анализа сбоев в сети и их устранения.

В результате анализа подходов к диагностике сетей, выявлению неисправностей и анализа возможных организационно-технических мероприятий, было выявлено, что для автоматизации поддержки процесса обеспечения работоспособности вычислительной сети предприятия должны быть решены следующие научно-технические задачи:

Рис. 5. - Методика автоматизации поиска компонентов сети, вызвавших нарушение ее функционирования

Методика автоматизации выбора обоснованного комплекса организационно- технических мероприятий

Анализ последствий

Утверждение принятого решения:

-       построение формализованной модели представления сети для локализации компонентов с нарушенным функционированием на основе структурной декомпозиции, вытекающей из обобщенной структуры;

-       корпоративной сети при условии детализируемости ее компонентов на различных уровнях абстракции;

-       создание методики поиска нарушений функционирования вычислительной сети для локализации компонентов, работа которых нарушена, на основе ситуационного и лингвистического подходов к управлению, использующую модели представления сетей для детализации компонентов сети на различных уровнях ее абстракции;

-       создание методики выбора рекомендаций по устранению нарушений функционирования вычислительной сети для выбора рекомендаций на основе ситуационного и лингвистического подходов к управлению с использованием экспертных оценок, а также данных о нарушениях работы устройств сети, выявленных в результате применения методики поиска нарушений функционирования вычислительной сети.

Выводы по первой главе

Исследование существующих топологий сетей, сетевых технологий, стандартов построения сетей позволило выявить обобщенную структуру корпоративной сети. Это дает основание для разработки, построения и исследования модели представления корпоративной сети предприятия, организации.

Был рассмотрен процесс анализа сбоев в сети и их устранения. Была выявлена область его возможной автоматизации. Эти исследования выявили систему поддержки принятия решений как наиболее рациональный вариант «советующей системы» помогающей выбрать обоснованный комплекс мероприятий, способный вернуть сеть в режим штатного функционирования.

Анализ процесса обеспечения работоспособности вычислительной сети подтолкнул к более подробному исследованию его некоторых составных частей: особенностей модернизации сетей в результате выявленной некорректной работы сети, процесса диагностики сетей, процесса моделирования сетей.

Анализ подходов к построению, моделированию и диагностики сетей выявил отсутствие единого комплекса формализованных методик и инструментальных средств автоматизации поддержки процесса обеспечения работоспособности вычислительной сети.

В связи с этим встал вопрос о разработке группы методик автоматизации поддержки процесса обеспечения работоспособности вычислительной сети предприятия.

В результате анализа подходов к диагностике сетей, выявлению неисправностей и анализа возможных организационно-технических мероприятий, было выявлено, что для автоматизации поддержки процесса обеспечения работоспособности вычислительной сети предприятия должны быть решены в первую очередь научно-технические задачи.

В качестве технических и информационных средств диагностики локальных вычислительных сетей целесообразно использовать все имеющиеся средства. В современных условиях широко используются сетевые анализаторы, кабельные сканеры, тесты кабельных систем, анализаторы протоколов, протоколы мониторинга сети все это позволяет своевременно и без задержек определить слабые места в технической и программной организации ЛВС. Поэтому основным методическим приёмом диагностики сети является комплексная проверка всех составляющих сети. В современных условиях на первом месте стоит упреждающая диагностика, суть которой в непрерывном или длительном по времени наблюдением за работой сети. Только плановая целенаправленная диагностика позволит создать устойчивую и бесперебойную работу ЛВС, что создаст условия и для её безопасности.

На основании описанных выше исследований были определены задачи практической части исследования.

ГЛАВА II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ГУ «УПРАВЛЕНИЕ ПЕНСИОННОГО ФОНДА РФ ПО ГОРОДУ ЛАБЫТНАНГИ ЯНАО»

.1 Техническое задание на построения сети ГУ «Управление Пенсионного фонда РФ по г. Лабытнанги ЯНАО» [15]

Введение

Наименование продукта - Локальная вычислительная сеть ГУ «Управление Пенсионного фонда РФ по г. Лабытнанги ЯНАО».

Условное обозначение системы - ЛВС Управления Пенсионного фонда г. Лабытнинги.

Заказчик - ГУ «Управление Пенсионного фонда по г. Лабытнанги ЯНАО».

Разработчик - ОАО «Ямалтелеком».

Срок начала выполнения работ - январь 2013 г. Срок окончания выполнения работ - май 2013 г.

Основанием для разработки является объявление комиссии по проведению конкурсных торгов на право выполнение работ по проектированию и монтажу локальной вычислительной сети ГУ «Управление Пенсионного фонда РФ по г. Лабытнанги ЯНАО»

Назначение и область применения

Назначением создаваемой локальной вычислительной сети является создание единого информационного пространства ГУ «Управление Пенсионного фонда РФ по г. Лабытнанги ЯНАО» для обеспечения сотрудников надежным и оперативным доступом к информационным ресурсам, а также для обеспечения работы инженерных и телекоммуникационных систем Управления.

Технические характеристики

а) Постановка задачи:

В ходе проектирования и монтажа ЛВС, исполнитель должен решить задачи:

-       она должна быть универсальной средой для передачи: данных, голоса, видео и др. информации;

-       обеспечивать возможность совместимости с имеющимся оборудованием передачи данных со скоростями передачи данных 10/100 Мб/с;

-       обладать модульностью и возможностью внесения изменений и наращивания;

-       допускать одновременное использование любых протоколов передачи данных;

-       использовать стандартные компоненты и материалы;

-       позволять создавать независимые участки в сети;

-       соответствовать существующим стандартам TIA/EIA-568A и ISO 11801;

-       обеспечивать высокую надежность в работе.

b) Описание функционирования локальной вычислительной сети

Общие сведения:

Локальная вычислительная сеть должна обладать высокими показателями качества, в частности, являться системой категории 5е, в соответствии с международными стандартами на кабельные системы EIA/TIA-568A (ISO 11801).

При проектировании соблюдены требования стандарта EIA/TIA-569 и руководства по разработке и проектированию ЛВС The Siemon Company. При использовании секционированного короба и монтаже в этом коробе линий передачи данных и электропитания должны быть выдержаны требования нормативных документов.

Подсистема рабочего места реализуется для подключения оконечного телефонного и компьютерного оборудования, и использует телекоммуникационные разъемы RJ-45 из расчета:

-       для офисных помещений: 2 телекоммуникационных разъема на рабочее место специалиста;

-       для технических и других помещений, в которых могут проводиться работы персоналом по согласованию с Заказчиком;

-       рабочие места руководителей и секретарей оборудовать 3-мя телекоммуникационными разъемами;

-       порты для принтеров и серверов оборудовать 1-м телекоммуникационным разъемом;

Функциональное назначение: Локальная вычислительная сеть предназначена для автоматизации технологических процессов обработки информации функциональных подразделений Управления; организации быстрого и надежного обмена информацией; организации быстрого и надежного механизма документооборота; информационного обеспечения персонала Управления.

Перечень документов, на основании которых разрабатываются технические требования:

Настоящее техническое разработано согласно требованиям следующих нормативно-технических документов: «Правила устройства электроустановок» - ПУЭ (издание 7); ANSI/TIA/EIA-569-А, рассматривающего телекоммуникационные трассы и помещения коммерческих зданий; ANSI/TIA/EIA-606, рассматривающего администрирование телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий; ANSI/TIA/EIA-607, рассматривающего требования к телекоммуникационной системе выравнивания потенциалов и заземления коммерческих зданий; ГОСТ 2.106-96. «Единая система конструкторской документации. Текстовые документы»; ГОСТ 34.602-89. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Технические требования на создание автоматизированной системы»; ГОСТ Р 53245-2008. Информационные технологии. Структурированные кабельные системы. Монтаж основных узлов системы. Методы испытания. ГОСТ Р 53246-2008. Информационные технологии. Структурированные кабельные системы. Проектирование основных узлов системы. Общие требования. РД 50-34.698-90. «Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов»; Стандарта ANSI/TIA/EIA-568-B, рассматривающего требования к ЛВС; Стандарта ISO-11801, рассматривающего универсальные кабельные системы зданий. СН 512-78 (с изм. №1 от 1989 г., №2 от 2000 г.). «Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин» [15, 29].

Порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ

Результатом проектных работ является проектно-сметная документация, выполненная в соответствии с настоящим техническим заданием и ГОСТ на создание проектной документации.

Передаваемая заказчику документация выполняется в 4-х экземплярах.

Создание ЛВС должно позволить в дальнейшем:

-       организовать эффективный обмен информацией между ПК рабочих мест;

- организовать совместный доступ к банкам информации;

-       сократить количество необходимой периферийной техники (печатающие устройства, принтеры и др.) за счет ее совместного использования;

-       создать основу для организации доступа к общим информационным ресурсам;

-       создать основу для внедрения корпоративных информационных систем, корпоративной почтовой системы, а так же обеспечить доступ сотрудников к сервисам Internet.

Требования к ЛВС в целом

К ЛВС предъявляются следующие общие требования:

- ЛВС должна быть выполнена в соответствии с требованиями вышеперечисленных кабельных стандартов, обладать всеми признаками ЛВС: универсальность, структуризация, избыточность;

-       требуется инсталлировать ЛВС с гарантией на пассивные компоненты системы сроком не менее 25 лет;

-       все компоненты ЛВС должны быть от одного производителя, экранированными и соответствовать требованиям категории 6 (класса E);

-       все применяемые материалы и телекоммуникационное оборудование должны соответствовать требованиям кабельных стандартов.

Требования к структуре и функционированию ЛВС

Для использования в качестве пассивного оборудования сети передачи данных должны быть выбраны:

- кабеленесущие элементы ЛВС (лотки, короба, желоба и их аксессуары): известных и признанных фирм производителей;

-       пассивные элементы ЛВС (патч-панели, модульные гнезда, шкафы и аксессуары): известных и признанных фирм производителей;

-       кабель: STP (6 категория, экранированный) имеющий не менее чем 25-летнюю гарантию производителя.

Требования к активному оборудованию сети передачи данных

Информационный обмен между активным сетевым оборудованием должен осуществляться через единое информационное пространство и посредством использования стандартизированных протоколов и форматов обмена данными. В качестве основных протоколов канального уровня по модели OSI должны использоваться следующие протоколы: Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet. В качестве основного протокола сетевого уровня по модели OSI должен использоваться IP-протокол.

В качестве серверов для управления корпоративной базой данных, центрального файлового сервера, файлового сервера рабочих групп, сервера электронной почты, web-сервера и сервера резервного копирования должны быть использованы компьютеры с характеристиками не ниже, чем следующие:

Процессор - Intel Xeon E7-2860 (2.26GHz/10-core/24MB/130W), Количество процессоров - 4 шт, максимальное кол-во процессоров -до 8 шт, тип памяти - DDR3 Registered, максимальное количество накопителей - 8 шт., тип накопителей - SFF (2,5') SAS/SATA/SSD Hot Plug, поддержка RAID, сетевой интерфейс - 4x1GigEth, оптический привод - DVD-RW.

Уточнение марки и производительности серверов должно быть произведено на стадии проектирования ЛВС.

В качестве сетевой операционной системы должны использоваться MS Windows 2007 proffesional.

Система резервного копирования позволяет осуществлять:

-       проведение резервного архивирования серверов и станций с заданными операционными системами;

-       возможность резервного архивирования системных данных для различных операционных систем;

-       возможность резервного архивирования различных баз приложений (таких, как Lotus Notes, MS SQL, 1C предприятие, IBM DB2 и других специализированных программных комплексов) в «горячем» режиме, т.е. без прерывания работы этих приложений;

-       возможность резервного архивирования открытых файлов;

-       поддержание возможности переустановки операционной системы MS Windows 2008 Server (в случае отказа дисковой подсистемы сервера) - без необходимости переустановки операционных систем с дистрибутива;

-       частичную автоматизацию операций с носителями резервных копий;

-       высокую скорость проведения резервного архивирования и восстановления данных;

-       создание полной резервной копии (full backup) данных всех серверов не не более чем за 20 часов.

Требования к программно-аппаратным средствам доступа в Internet.

Программно-аппаратные средства доступа в Internet должны обеспечивать обмен данными по выделенному цифровому каналу со скоростью не менее 10 Мбит/с и с возможностью расширения.

Программно-аппаратные средства доступа в Internet включают в себя:

-       выделенный маршрутизатор или модуль подключения в центральный маршрутизатор;

-       программный или аппаратный межсетевой экран;

-       обмен информацией с сетью Internet по соответствующим протоколам, а также WWW - Cache и Proxy для протоколов HTTP, Telnet, FTP.

Межсетевой экран должен обеспечивать:

-       защиту ЛВС от доступа из сети Internet;

-       подключение информационных серверов через выделенный порт;

настройку алгоритмов передачи данных в зависимости от адресов IP и других характеристик передаваемых пакетов данных.

Требования к рабочему месту

По определению стандартов - это место непосредственного взаимодействия пользователя с телекоммуникационным оборудованием (телефоны, компьютеры, терминалы и прочее). Каждое рабочее место должно быть оснащено телекоммуникационными розетками с двумя экранированными портами категории 6, которые предназначены для ЛВС. Для терминации медного кабеля применяется экранированный восьмиконтактный модульный разъем RJ-45.

Требования к помещению с телекоммуникационным оборудованием

Аппаратная - помещение для размещения телекоммуникационного оборудования, обслуживающего одно или несколько зданий. В аппаратной размещается кроссовое, коммутационное, сетевое оборудование. Условия эксплуатации должны соответствовать «Инструкции по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин» (СН 512-78 с изм. №1 от 1989 г., №2 от 2000 г.). Площадь аппаратной должна быть достаточна для размещения не менее 2 телекоммуникационных шкафов размерами не менее 700х800х1900 мм (ШхГхВ), системы кондиционирования с учетом необходимых проходов и сервисных пространств для обслуживания оборудования. Минимальное расстояние от стен и прочего оборудования до телекоммуникационного шкафа не менее 0,8 метра. Помещения Аппаратных должны быть расположены в стороне от источников электромагнитного излучения.