Курсовая (1). Курсовая работа по мдк. 01. 01 Организация, принципы построения и функционирования компьютерных сетей Пояснительная записка

• Название: Курсовая работа по мдк. 01. 01 Организация, принципы построения и функционирования компьютерных сетей Пояснительная записка
• Дата: 04.03.2023
• Размер: 1.51 Mb.
• Имя файла: Курсовая (1).doc
• Тип: Курсовая; #967481
• страница: 2 из 9

1. 
   Теоретическая часть
   

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.

1.1 Выделение отделов в учреждении и анализ их функций

Директор (1 рабочая станция).

Центральным звеном в школе является директор, поэтому целесообразно более подробно остановиться на его задачах и функциях:

• 
  руководство учебно-воспитательной и научной работой в школе;
  
• 
  составление учебных планов и программ;
  
• 
  проведение учебной и летней практики учеников;
  
• 
  контроль проведения экзаменов и государственной аттестации;
  
• 
  перевод учеников из класса в класс;
  
• 
  прием на работу сотрудников школы;
  
• 
  оформление приема в первый класс;
  
• 
  регулирование культурно-массовых мероприятий в школе;
  
• 
  отслеживание последних новостей в мире обучения;
  
• 
  связь с филиалами школы.
  

2. 
   Завуч по учебной и воспитательной работе (1 рабочая станция).
   

Оказывать помощь директору должен завуч по учебной и воспитательной работе, который выполняют следующие функции:

• 
  отслеживание успеваемости учеников;
  
• 
  составление школьного расписания;
  
• 
  составление плана учебной работы школы;
  
• 
  организация предметных олимпиад;
  
• 
  анализ необходимой учебной литературы для учеников;
  
• 
  составление плана работы школы по воспитательной работе учеников;
  
• 
  организация культурно - массовых мероприятий в школе, проведение вечеров, праздников, конкурсов;
  
• 
  руководство по проведению кружков, групп интересов;
  
• 
  отслеживание прохождения летней практики;
  
• 
  реализация участия школьников в спортивных соревнованиях.
  

3. 
   Заведующий хозяйством (завхоз) (1 рабочая станция ).
   

Для помощи директору в каждой школе имеется заведующий хозяйством, который следит за порядком в школе и собирает информацию о материальных нуждах школы. Завхоз должен иметь связь с бухгалтерией, которой обязан предоставлять сметы на материальные расходы.

4. 
   Пост охраны (2 рабочие станции).
   

Пост охраны необходим для обеспечения безопасности учеников, целостности оборудования и материальных ресурсов учебного заведения, а также для контроля дисциплины. К данному посту будут приходить данные с камер видеонаблюдения, а также требования от завуча и директора об исполнении тех или иных обязательств или предоставлении тех или иных форм отчетности.

5. 
   Отдел кадров (5 рабочих станций).
   

Отдел кадров занимается подбором кадрового состава для школы. Отдел необходимо связать с директором, так как директор занимается вопросами утверждения выбранного педагога или специалиста на должности. Кроме того отдел кадров занимается вопросами повышения по должности, если есть соответствующее разрешение, а также вопросами увольнения, отправки на пенсию. Назначения также должны быть согласованы с бухгалтерией (по поводу зарплат, премиальных специалиста и т.д.). Также в отдел кадров посылаются запросы от филиалов.

6. 
   Бухгалтерия (5 рабочих станций).
   

Функции бухгалтерии:

• 
  выдача зарплат педагогам и специалистам, работающим в учебном заведении и филиалах (отправка квитанций, например);
  
• 
  выделение денег на проведение культурно-массовых и образовательных мероприятий;
  
• 
  спонсирование закупки учебных пособий, учебной литературы;
  
• 
  осуществляет выплаты завхозу на материальные нужды учебного заведения;
  
• 
  контролирует расходы филиалов.
  

7. 
   Конференц-зал (10 рабочих станций).
   

Данный отдел предназначен для проведения видеоконференций и совещаний, также из данного отдела будет предоставляться выход в глобальную сеть Internet. Одел необходимо оснастить веб-камерой. Конференции при необходимости будут транслироваться на директора, завуча и компьютерные классы (позволяет увеличить количество привлеченной общественности – участников видеоконференций).

8. 
   Компьютерный класс №1 (справочно-информационный отдел библиотеки) (25 рабочих станций).
   

Важное место в образовательном процессе занимает библиотека. Справочно-информационный отдел библиотеки предназначен для организации подготовки учеников в учебных вопросах. Данный отдел содержит справочно – информационные материалы, с которыми может ознакомиться любой ученик по мере необходимости. Кроме того, на рабочих станциях ведется учет книг (электронный каталог), который обновляется по сети.

9. 
   Компьютерный класс №2 (25 рабочих станций)
   

Предназначен для проведения открытых уроков, уроков информатики, а также используются в качестве «зрительного зала» для открытых видеоконференций.

10. 
    Компьютерный класс №3 (25 рабочих станций).
    

Предназначен для проведения открытых уроков, уроков информатики, образовательных занятий по компьютерной грамотности, программированию, а также используются в качестве «зрительного зала» для открытых видеоконференций.

11. 
    Филиал городской: центр творчества (виден как 1 рабочая станция) – для внеучебных занятий школьников. Данный центр работает независимо от собственно школы, однако имеет связь с директором, отделом кадров и бухгалтерией.
    

Филиал загородный: санаторий-профилакторий (виден как 1 рабочая станция) – для мониторинга и профилактики заболеваний школьников. Для попадания школьника в данный центр ему необходимо взять справку о необходимости лечения своего заболевания в поликлинике и подписать ее у директора учебного заведения. Данный центр работает независимо от собственно школы, однако имеет связь с директором, отделом кадров и бухгалтерией.

Отметим также, что между всеми выделенными отделами, а также с филиалами должна быть установлена IP – телефония.

Проанализируем информационные потоки в образовательном учреждении (рис. 1.1). Как видно из рисунка 1.1 все отделы имеют связь с директором и завучем по учебно-воспитательной работе.




Данные отделы - являются центральными в образовательном учреждении. Отделы посылают к директору и завучу информацию отчетного характера. Также довольно загруженными являются отдел кадров и бухгалтерия, которые предоставляют другим отделам сведения о сотрудниках и финансовые данные соответственно. Информация, передающаяся между отделами, представляет из себя по большей части текстовые (запросы в БД, документы, в которых могут размещаться графики, диаграммы и т.д.) и голосовые данные (IP – телефония).

Особые случаи – конференц-зал и пост охраны, информация данных отделов представляется из себя тип видеоданных (в режиме реального и нереального времени).

Таким образом, в проектируемой ЛВС образовательного учреждения будет осуществляться передача преимущественно трех типов информационных потоков:

• 
  текстовых (кругооборот документации, актов, запросы в существующие базы данных (архивы, БД_справочных материалов, БД_сотрудников и служебной информации, БД_учеников, БД_бухгалтерии);
  
• 
  видеоинформация (с камер наблюдения и в процессе трансляции видеоконференций);
  
• 
  IP – телефония (аудиоинформация – голосовая).
  

Таким образом, по выбранным информационным потокам необходимо в дальнейшем организовать приоритеты обслуживания очередей 3 выбранных типов.

На основании проведенного анализа функций выделенных отделов образовательного учреждения составим схему информационных потоков школы (рис. 1.1):


Рисунок 1.1. Схема информационных потоков образовательного учреждения - школы

1.2 Объём потоков данных между отделами

Распределение трафика между отделами учебного учреждения трудно проанализировать. Для получения правдоподобного результата необходимо проводить глубокий анализ плотности информационных потоков и загруженности каналов передачи и серверов на практике. В нашем случае предположим, что трафик между отделами выглядит, как в таблице 1.1. Необходимо также отметить, что числовые данные, представленные в таблице 1.1, измеряются в Мбайт/час, и представляют объём потоков данных между отделами и филиалами за самый загруженный в течение дня час (пиковая часовая нагрузка рабочего дня).


Объём информационных потоков между отделами, Мбайт/час

	Директор	Завуч	Завхоз	Пост охраны (видеокамеры)	Отдел кадров	Бухгалтерия	Конференц-зал	Класс №1 (СИО библиотеки)	Класс №2	Класс № 3	Филиал город Филиал городской	Филиал иногородний	∑вых. инф.
Обознач.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Ф1	Ф2	-
Директор	332	20	7	60	9	9	10	2	2	2	5	5	113
Завуч	15	259	5	55	12	12	6	4	4	4	0	0	117
Завхоз	20	10	122	50	0	15	0	0	0	0	0	0	95
Пост охраны	4	2	0	621	0	0	0	0	0	0	0	0	6
Отдел кадров	20	10	0	50	201	30	0	0	0	0	10	10	130
Бухгал-терия	15	10	15	50	20	236	0	0	0	0	15	15	140
Конференц-зал	75	75	0	50	0	0	456	75	75	75	0	0	425
Класс №1 (СИО)	10	5	0	100	0	0	5	281	20	20	0	0	160
Класс№2	10	5	0	100	0	0	5	20	281	20	0	0	160
Класс №3	10	5	0	100	0	0	5	20	20	281	0	0	160
Филиал городской	20	0	0	0	15	15	0	0	0	0	80	0	50
Филиал иногород.	20	0	0	0	15	15	0	0	0	0	0	80	50
∑вх. инф.	219	142	27	615	71	96	31	121	121	121	30	30	3230

В таблице в объемах потоков учтены размеры информации, передаваемые посредством IP – телефонии, также предусмотрена частота обращения к тем либо иным отделам.

Здесь ∑вх. инф. и ∑вых. инф – сумма информации, поступающей в отдел учебного учреждения и выходящей из него соответственно.

В целях упрощения проектирования сети не рассматриваются связи внутри отделов. На диагонали таблицы 1.1 (выделено желтым цветом) рассчитан суммарный входящий/выходящий трафик по выбранному отделу. Отсутствие связей в таблице обозначено как «0».

Пост охраны имеет связь с директором учебного заведения. Все входящие на пост потоки видеоинформации – от камер видеонаблюдения (50 Мбайт/ч). Пост охраны не наблюдает за порядком и безопасностью филиалов. Потоки видеоинформации с трансляции конференций – 75 Мбайт/ч.

Необходимо заметить, что трафик складывается из собственно рабочей информации плюс 10% служебной информации, а также учитываем, что при передаче по сети информации она увеличивается в 1.7 раза за счет помехоустойчивого кодирования. Таким образом, установим, что размеры передаваемой информации, приведенные в таблице 1.1 - это объем реально передаваемой информации, то есть информации с учётом служебной информации и помехоустойчивого кодирования.

Суммарная часовая информационная нагрузка всех организационных связей предприятия может быть рассчитана, как (из таблицы 1.2):

. ИНS=3230 МБайт/ч= 0.897 Мбайт/с

Общая пропускная способность Ср сети определяется по формуле:


(1.2.1)

где

k1=(1,1¸1,5) – коэффициент учета протокольной избыточности стека протоколов, измеренного в практикуемой сети; для стека TCP/IP k1»1.3;

k2 – коэффициент запаса производительности для будущего расширения сети, обычно k2»2.

Ср=1.3*2*0.897 Мбайт/с = 18.66 Мбит/с (2.33 Мбайт/с)

Выберем следующую технологию сети с учетом найденной выше пропускной способности – Fast Ethernet.

Определим коэффициент нагрузки неструктурированной локальной вычислительной сети:


(1.2.2)


где

Смакс = 100 Мбит/с – максимальная пропускная способность базовой технологии сети.

Тогда получим _н = 18.66 / 100 = 0.187.

Проверим выполнение условия допустимой нагрузки ЛВС (домена коллизий):

0.187=_{н ≤} _доп = 0.35

Условие выполняется, локальная вычислительная сеть, спроектированная на основе технологии Fast Ethernet, обладает хорошим ресурсом для будущего расширения или увеличения плотности и объема информационных потоков.



На гистограмме, рис 1.2, для каждого рабочего часа показывается значение ИНS, и выбирается максимальное значение ИНS_макс для рабочего часа школы, которое является исходным для определения потребной полезной пропускной способности базовой технологии проектируемой сети.

Отметим, что в предобеденное и обеденное время нагрузка сети является наименьшей (на обед уходят директор, завуч, отдел кадров, завхоз). Всплеск обращений к сети относится к интервалам времени утром – с 9:00 до 10:00 и вечером с 16:00 до 17:00 (соответственно подводятся итоги по первой и второй смене, вечером – обработка пришедших писем, актов и т.д.).

В моменты с 10:00 по 12:00 и с 14:00 до 16:00 не учитывается в гистограмме нагрузки деятельность завуча, так как предполагается, что завуч проводит в данный момент времени занятия. Занятия может проводить также и директор школы (в эти же часы).

Бухгалтерия в часы до и после обеда, как и отдел кадров, могут работать наполовину от заявленного максимального объема информации, так как могут находиться в это время за пределами учебного заведения, значит, их рабочие станции могут быть недоступны.

Для упрощения расчетов учтем, что во время ухода тех или иных сотрудников отделов предполагается, что оставшиеся отделы работают с максимальным объемом отправляемой информации.

Предполагается, что образовательный процесс в школе идет параллельно с филиалами и заканчивается в 17:00 (начинается в 9:00 – примерно в это время работать начинают абсолютно все вместе взятые отделы). В таблице 1.1 представлен расчет для максимальной нагрузки ЛВС – утром в период времени с 9:00 – до 10:00. Данные значения будем использовать в дальнейших расчетах.

По рис.1.2 сделаем вывод, что самая высокая загруженность сети приходится на начало рабочего дня, максимальное значение суммарной часовой нагрузки:

ИН_Σmax=2120,5Мбайт/час.

2. Схема информационных потоков с учетом серверов
2.1 Сервера, типы сетей

Сервера – компьютеры, предоставляющие ресурсы сетевым пользователям.

Клиенты – компьютеры, использующие общие сетевые ресурсы, предоставляемые серверами.

В настоящее время известно несколько типов сетей:

Сети на основе серверов (server-based) – сети, в которых большинство компьютеров являются клиентами, а лишь немногие серверами. Сервер специально оптимизирован для быстрой обработки запросов. С увеличением объема трафика необходимо увеличивать число серверов и разделять их по функциональным признакам.

Преимущества сети на основе серверов: разделение ресурсов (централизовано), защита, избыточность (redundancy), большое количество пользователей, резервное копирование.

Сеть с равноправными узлами (peer-to-peer) – сети, в которых все компьютеры равноправны и являются как серверами, так и клиентами. Нет назначенных серверов. Пользователь компьютера решает сам, какие данные можно сделать общими. Нет выраженного администратора сети.

Преимущества сети с равноправными узлами: не требуется дополнительное обучение персонала, безопасность определяется в основном паролем на ресурс – отсутствие централизованного административного контроля, каждая рабочая станция должна иметь дополнительные ресурсы для поддержки удаленных пользователей.