Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Модернизация локально-вычислительной сети МБУЗ Детской городской больницы г. Шахты

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 6
РАЗДЕЛ1. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ПОСТРОЕНИЯ И МОДЕРНИЗАЦИИ СОВРЕМЕННЫХ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ 8
1.1 Основные типы современных локальных вычислительных сетей 8
1.2 Анализ особенностей построения, преимуществ и недостатков топологий локальных вычислительных сетей 10
1.3 Исследование основных стандартов локальных вычислительных сетей 11
1.4 Анализ технических средств, необходимых для построения локальных вычислительных сетей 15
1.5 Особенности организации информационных структур для медицинских организаций 17
Выводы по первому разделу 18
РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ МБУЗ «ДЕТСКАЯ ГОРОДСКАЯ БОЛЬНИЦА» И ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 19
2.1 Анализ общей характеристики и организационной структуры МБУЗ «Детская городская больница» 19
2.2 Исследование организованной локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская городская больница» и оценка эффективности ее функционирования 21
2.3 Постановка задачи формирование требований к модернизированной локально-вычислительной сети 28
Выводы по второму разделу 36
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА МОДЕРНИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ МБУЗ «ДЕТСКАЯ ГОРОДСКАЯ БОЛЬНИЦА» Г. ШАХТЫ. 37
3.1 Разработка направлений модернизации локально-вычислительной сети. 37
 
3.2 Разработка решений по модернизации аппаратной части локально-вычислительной сети 40
3.3 Разработка решений по модернизации программной части локально-вычислительной сети 46
3.4 Выбор и внедрение средств защиты информации в локально-вычислительной сети 50
Выводы по третьему разделу 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 60
ПРИЛОЖЕНИЕ А Настройка резервирования ЛВС по протоколу STP
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Структурная схема ЛВС
ПРИЛОЖЕНИЕ В Схема трехуровневой модели проектирумой ЛВС
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Схема подключения оборудования

Введение:

Современные сетевые технологии позволяют максимально использовать ресурсы сети, необходимые для совместного использования данных, программ-ного обеспечения, компьютерной периферии.
Относительно несложная локальная сеть, использующая в основном пер-сональные компьютеры, обеспечивает свое широкое применение в автоматиза-ции коммерческой, образовательной и другой деятельности. Именно поэтому вопрос организации и модернизации вычислительных сетей является в высшей степени актуальным [4].
Степень разработанности темы ВКР.
В современных условиях развития информационно-вычислительной тех-ники информация является одним из важнейших товаров. Торговая и предпри-нимательская деятельность тесно связана с банковскими, муниципальными, про-изводственными информационными системами, работа которых базируется на локально-вычислительных сетях (ЛВС) [1].
Первоначально, для создания проводных локальных сетей, использова-лись различные виды коаксиального кабеля, соединяющие серверы с настоль-ными терминалами, использующихся для работы исключительно с текстовой информацией, которая отображалась на монохромных мониторах с низкой раз-решающей способностью [8].
Тема настоящей выпускной квалификационной работы – «Модернизация локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты».
Объект исследования работы – локальная вычислительная сеть МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты.
Предмет исследования работы – подходы в области построения, проекти-рования и модернизации локальных вычислительных сетей.
Цель выпускной квалификационной работы – разработка проектных ре-шений по модернизации локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская город-ская больница» г. Шахты.
Исходя из поставленной цели работы, в процессе ее выполнения необхо-димо решить следующие задачи:
— исследовать теоретические аспекты модернизации современных ЛВС;
— исследовать организованную локально-вычислительную сеть МБУЗ «Детская городская больница»;
— разработать направления модернизации локально-вычислительной сети;
— разработать решения по модернизации аппаратной и программной части локально-вычислительной сети;
— разработать рекомендации по организации защиты информации в ло-кально-вычислительной сети.
Основные положения, выносимые на защиту:
– результаты анализа теоретических аспектов исследуемой тематики;
– результаты анализа общей характеристики МБУЗ «Детская городская больница» и обоснование необходимости модернизации ЛВС;
– результаты разработки проекта модернизации локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты.
Практическая значимость работы – состоит в разработанных обоснован-ных проектных решений по модернизации локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты, которые позволят оптимизировать ее работу.
Основные методы исследования.
Среди теоретических методов, используемых при разработке, отмечу ана-лиз, применяемый к исследованию МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты и метод классификации. Практические методы, используемые в работе – наблюдение, сравнение, которые использовались, в частности, при оценке эф-фективности разработанных предложений.
Информационная база исследования включает научную литературу отече-ственных и зарубежных авторов, таких как Педжман Рошан, Джонатан Лиэри, П.Б. Хорев, В. Г. Олифер, Н. А. Олифер, В.А. Каймин, В.М. Яшин и других.
Структура работы включает ведение, три основных раздела, заключение, список используемых источников, графическую часть.

Текст работы:

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы исследованы теоретические аспекты построения и модернизации современных локальных вы-числительных сетей. Произведена классификация локальных вычислительных сетей относительно территориального признака, а так же по протяженности и архитектуре построения. Произведен анализ особенностей построения, преиму-ществ и недостатков топологий локальных вычислительных сетей, таких как звезда, шина, кольцо, а так же комбинаций этих топологий. Исследованы основ-ные стандарты и протоколы локальных сетей. Модернизируемая сеть исследуе-мого объекта будет функционировать на основе технологии Fast Ethernet. Один из наиболее часто-применяемых протоколов при построении ЛВС – протокол Spanning Tree Protocol (STP). В модернизируемой сети будет использоваться именно этот протокол.
Локально – вычислительная сеть МБУЗ ДГБ г. Шахты представляет собой 92 фактических автоматизированных рабочих места (АРМ). В сети используется программный комплекс РС ЕГИСЗ. Сеть в исходном варианте была построена на базе головного коммутатора «Quidway S2300» и концентраторов фирм D-Link DES-1008 и TP-Link TL-SF1005D. Соединения в ЛВС осуществлялось ка-белем UTP Cat 5e (4-пары) в большей степени с открытой прокладкой. Интернет — канал состоял из двух подключений пропускной способностью 100 Мбит/с. и 10 Мбит/с. через маршрутизатор Huawei Quidway S2300.
В процессе выполнения проекта разработаны решения по модернизации аппаратной и программной частей локально-вычислительной сети. Подсистему уровня доступа решено организовать на базе головных коммутаторов Cisco Me-raki MS225-24 и Cisco Meraki MS225-48. Подсистема состоит из двух модуль-ных коммутаторов 3-го уровня (L3) на базе Cisco Catalyst WS-C6506-E с 6 сло-тами. Подсистема уровня агрегации состоит из 4-х маршрутизирующих комму-таторов Cisco Catalyst 3750G-24PS, имеющих по 24 порта интерфейсов 1000Mб/с и 4 интерфейса 10 Gigabit Ethernet SFP+. В модернизируемой локаль-ной сети предполагается использовать прикладные сервера фирмы HPE, выпол-няющие функции файлового сервера. Модель серверов — ProLiant DL360 Gen9. Применяемые ИБП – APC Smart-UPS RT 8000VA RM 230V и APC Symmetra RM 2kVA 220-240V SYH2K6RMI. Для соединений клиент-коммутатор выбор сделан в пользу кабеля типа витая пара категории 5е со скоростью передачи данных до 1000 Мбит/с. Прокладка кабеля UTP осуществлена в лотках за под-весным потолком. Отводы кабеля в помещения с лотков закреплены к потолку с применением площадок под винт НС-2 и стяжек нейлоновых L=100мм. Кабель со стороны помещений терминированы розеткой компьютерной RJ45 категории 5е SB2-1-8P8C-C5e-WH, со стороны серверной – патч-панелью PP2-19-24-8P8C-C5e-110D.
Так же произведена настройка сети, которая включает конфигурирование сети, добавление VLAN интерфейсов, установка DHCP, DNS серверов.
Так же произведен выбор и внедрение средств защиты информации в ло-кально-вычислительной сети, которое включает САВЗ Dr.Web Enterprise Security Suite 10, МСЭ Cisco ASA 5506-X.
Разработанные технические решения в полном объёме применены для со-здания локальной вычислительной сети исследуемого объекта.

Заключение:

Современные сетевые технологии позволяют максимально использовать ресурсы сети, необходимые для совместного использования данных, программ-ного обеспечения, компьютерной периферии.
Относительно несложная локальная сеть, использующая в основном пер-сональные компьютеры, обеспечивает свое широкое применение в автоматиза-ции коммерческой, образовательной и другой деятельности. Именно поэтому вопрос организации и модернизации вычислительных сетей является в высшей степени актуальным [4].
Степень разработанности темы ВКР.
В современных условиях развития информационно-вычислительной тех-ники информация является одним из важнейших товаров. Торговая и предпри-нимательская деятельность тесно связана с банковскими, муниципальными, про-изводственными информационными системами, работа которых базируется на локально-вычислительных сетях (ЛВС) [1].
Первоначально, для создания проводных локальных сетей, использова-лись различные виды коаксиального кабеля, соединяющие серверы с настоль-ными терминалами, использующихся для работы исключительно с текстовой информацией, которая отображалась на монохромных мониторах с низкой раз-решающей способностью [8].
Тема настоящей выпускной квалификационной работы – «Модернизация локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты».
Объект исследования работы – локальная вычислительная сеть МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты.
Предмет исследования работы – подходы в области построения, проекти-рования и модернизации локальных вычислительных сетей.
Цель выпускной квалификационной работы – разработка проектных ре-шений по модернизации локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская город-ская больница» г. Шахты.
Исходя из поставленной цели работы, в процессе ее выполнения необхо-димо решить следующие задачи:
— исследовать теоретические аспекты модернизации современных ЛВС;
— исследовать организованную локально-вычислительную сеть МБУЗ «Детская городская больница»;
— разработать направления модернизации локально-вычислительной сети;
— разработать решения по модернизации аппаратной и программной части локально-вычислительной сети;
— разработать рекомендации по организации защиты информации в ло-кально-вычислительной сети.
Основные положения, выносимые на защиту:
– результаты анализа теоретических аспектов исследуемой тематики;
– результаты анализа общей характеристики МБУЗ «Детская городская больница» и обоснование необходимости модернизации ЛВС;
– результаты разработки проекта модернизации локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты.
Практическая значимость работы – состоит в разработанных обоснован-ных проектных решений по модернизации локально-вычислительной сети МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты, которые позволят оптимизировать ее работу.
Основные методы исследования.
Среди теоретических методов, используемых при разработке, отмечу ана-лиз, применяемый к исследованию МБУЗ «Детская городская больница» г. Шахты и метод классификации. Практические методы, используемые в работе – наблюдение, сравнение, которые использовались, в частности, при оценке эф-фективности разработанных предложений.
Информационная база исследования включает научную литературу отече-ственных и зарубежных авторов, таких как Педжман Рошан, Джонатан Лиэри, П.Б. Хорев, В. Г. Олифер, Н. А. Олифер, В.А. Каймин, В.М. Яшин и других.
Структура работы включает ведение, три основных раздела, заключение, список используемых источников, графическую часть.

Список литературы:

Раздел 1. Исследование теоретических аспектов построения и модерни-зации современных локальных вычислительных сетей

1.1 Основные типы современных локальных вычислительных сетей
Компьютерные сети совмещают все лучшее, что когда-либо было создано в области информационных технологий, информатики, средств передачи дан-ных. Инженеры-разработчики сегодня обладают очень широкими возможно-стями в области развития сетей в целом и отдельных систем и звеньев сетей [1].
Совершенствование и развитие сетей в последние 30 лет обусловлены их значимой ролью во многих сферах науки и техники, в разрешении задачи ин-форматизации общества, а так же обеспечении трансформации индустриального общества в информационное [2].
Развитие компьютерных сетей вследствие их расширения, роста популяр-ности, численности аудитории пользователей, а так же технических и технологи-ческих требований различных сфер человеческой деятельности будет происхо-дить как на физическом, так на программном уровнях. На физическом уровне развитие сетей заключается в модернизации и применении новых топологий се-тей, модернизация существующих и разработка новых средств передачи дан-ных, усовершенствование их характеристик. На программном уровне перспек-тивы развития сетей состоят в модернизации и создании новых протоколов об-мена информацией, разработка новейшего программного сетевого обеспечения, совершенствование методов обеспечения безопасности сетей.
На сегодняшний день имеет место значительное количество вариантов классификации компьютерных сетей. Классификация производится по различ-ным признакам:
1. По территориальному признаку:
— глобальные (всемирные);
— локальные;
— муниципальные (городские, областные).
2. Относительно архитектуры сети:
— одноранговые сети;
— сети на основе сервера.
Разница между вышеуказанными сетями обусловлена разными возможно-стями данных типов сетей.
В одноранговой сети отсутствует иерархия среди ПК и нет выделенного сервера, т.е. все ПК равноправны. Как правило, каждый ПК работает и как кли-ент, и как сервер; другими словами, нет выделенного компьютера, отвечающего за всю сеть. Пользователи сами определяют, какие файлы на своём ПК опреде-лить как доступные по сети. Одноранговые сети, как правило, объединяют груп-пу компьютеров, не превышающую 10 штук. Отсюда вытекает их другое наиме-нование – рабочая группа [3].
Одноранговые сети достаточно просты. Этим можно объяснить меньшую стоимость одноранговых сетей в сравнении со стоимостью сетей на основе сер-вера.
При условии подключения к одноранговой сети более 10 ПК, когда они выступают и в роли клиентов, и в роли серверов, производительность сети не справится с возложенными на неё задачами. Ввиду этого основная масса сетей работает по другой конфигурации – с применением выделенного сервера. Вы-деленный сервер — сервер, функционирующий исключительно как сервер и не использующийся как клиент или рабочая станция. Он предназначен для мгно-венной обработки запросов от пользователей и для увеличения степени защиты данных. Сети, в основе которых лежит сервер, стали промышленным стандар-том [5].
При разрастании сети и увеличении сетевого трафика нужно увеличивать число серверов. Перераспределение задач среди серверов говорит о том, что каждая задача станет выполняться с большей эффективностью.
Исследуемая локальная вычислительная сеть является сетью на основе сер-вера.
3. Относительно среды передачи данных:
— проводные (медный кабель, волокно);
— беспроводные.
Беспроводной сегмент отсутствует в исследуемой ЛВС.
1.2 Анализ особенностей построения, преимуществ и недостатков то-пологий локальных вычислительных сетей
Понятие «топология» определяет физическое нахождение компьютеров се-ти, кабелей и остальных ее составляющих.
Топология сети определяет её свойства. Так, выбор той или иной тополо-гии влияет:
— на перечень необходимого оборудования;
— свойства сетевого оборудования;
— возможности роста сети;
— способ управлять сетью.
В основе всех сетей лежат три базовые топологии:
— шина;
— звезда;
— кольцо.
Данные топологии относятся к неполносвязному виду.
В случае подключения ПК вдоль одного кабеля, топология именуется ши-ной.
Топологию «шина», как правило, называют «линейной». Этот вид тополо-гий можно отнести к более простым и получившим массовое распространение топологиям. В ней применяется один кабель, получивший название магистрали или сегмента, вдоль которого осуществлено подключение всех сетевых ПК.
Информация в данном случае направляется всем персональным компью-терам, включенным в сеть, однако при этом может принять её тот персональный компьютер, адрес которого совпадает с адресатом получателя, который зако-дирован в данном сигнале [12].
Важным аспектом является то, что в момент передачи данных только один персональный компьютер имеет возможность осуществлять передачу информа-ции.
При топологии «звезда» подключение ПК к центральному компоненту осуществляется с применением сегментов кабеля. Сигналы от передающего ком-пьютера направляются через концентратор к другим ПК.