Дипломная работа (ВКР) — колледж, техникум на тему Модернизация Локальной компьютерной сети школы МБОУ АСШ№2

Содержание:

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.. 4

ВВЕДЕНИЕ. 5

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ИССЛЕДУЕМОЙ
ТЕМАТИКИ.. 6

1.1 Основные типы современных локальных компьютерных сетей. 7

1.2 Анализ топологий локальных компьютерных сетей. 13

1.3 Анализ технических средств, необходимых для построения
и модернизации локальной компьютерной сети. 17

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО
МОДЕРНИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ ШКОЛЫ МБОУ «АСШ №2». 19

2.1 Общая характеристика МБОУ «АСШ №2». 19

2.2 Исследование организованной локальной компьютерной
сети МБОУ «АСШ №2» и оценка эффективности ее функционирования. 25

2.3 Постановка задачи формирование требований к
модернизированной локальной компьютерной сети. 30

2.4 Разработка направлений модернизации
структурированной  кабельной сети  36

2.5 Разработка решений по модернизации программной и
аппаратной части локальной компьютерной сети. 39

2.6 Выбор и внедрение средств защиты информации в
локальной компьютерной сети. 50

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 57

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 58

Введение:

Современные сетевые
технологии позволяют максимально использовать ресурсы сети, необходимые для
совместного использования данных, программного обеспечения, компьютерной
периферии.

Относительно несложная
локальная сеть, использующая в основном персональные компьютеры, обеспечивает
свое широкое применение в автоматизации коммерческой, образовательной и другой
деятельности. Именно поэтому вопрос организации и модернизации компьютерных
сетей является в высшей степени актуальным [4].

В современных условиях
развития информационно-компьютерной техники информация является одним из
важнейших товаров. Торговая и предпринимательская деятельность тесно связана с
банковскими, муниципальными, производственными информационными системами,
работа которых базируется на локально-компьютерных сетях [1].

Первоначально, для
создания проводных локальных сетей, использовались различные виды коаксиального
кабеля, соединяющие серверы с настольными терминалами, использующихся для
работы исключительно с текстовой информацией, которая отображалась на
монохромных мониторах с низкой разрешающей способностью [8].

Тема настоящей выпускной
квалификационной работы – «Модернизация локальной компьютерной сети школы МБОУ
«АСШ №2».

Объект исследования
работы – локальная компьютерная сеть МБОУ «АСШ №2».

Предмет исследования
работы – подходы в области построения, проектирования и модернизации локальных компьютерных
сетей.

Цель выпускной
квалификационной работы – разработка проектных решений по модернизации
локально-компьютерной сети МБОУ «АСШ №2».

Исходя из поставленной
цели работы, в процессе ее выполнения необходимо решить следующие задачи:

— исследовать
теоретические аспекты модернизации современных ЛВС;

— исследовать
организованную ЛВС МБОУ «АСШ №2»;

— разработать направления
модернизации ЛВС МБОУ «АСШ №2»;

— разработать решения по
модернизации аппаратной и программной части локально-компьютерной сети;

— разработать
рекомендации по организации защиты информации в локально-компьютерной сети.

Основные положения,
выносимые на защиту:

– результаты анализа
теоретических аспектов исследуемой тематики;

– результаты анализа
общей характеристики МБОУ «АСШ №2» и обоснование необходимости модернизации
ЛВС;

– результаты разработки
проекта модернизации локально-компьютерной сети МБОУ «АСШ №2».

Практическая значимость
работы – состоит в разработанных обоснованных проектных решений по модернизации
локально-компьютерной сети МБОУ «АСШ №2», которые позволят оптимизировать ее
работу.

Среди теоретических
методов, используемых при разработке, отмечу анализ, применяемый к исследованию
МБОУ «АСШ №2» и метод классификации. Практические методы, используемые в работе
– наблюдение, сравнение, которые использовались, в частности, при оценке
эффективности разработанных предложений.

Информационная база
исследования включает научную литературу отечественных 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.

Заключение:

В ходе выполнения
выпускной квалификационной работы исследованы теоретические аспекты построения
и модернизации современных локальных компьютерных сетей. Произведен подробный
теоретический обзор основных типов современных локальных компьютерных сетей.
Произведена классификация локальных компьютерных сетей относительно
территориального признака, а так же по протяженности и архитектуре
построения.  Произведен анализ
особенностей построения, преимуществ и недостатков  топологий локальных компьютерных сетей, таких
как звезда, шина, кольцо, а так же комбинаций этих топологий. Исследованы
основные протоколы локальных компьютерных сетей, а так же технические средства,
необходимые для построения ЛВС.

Произведено
подробное исследование действующей ЛВС. К недостаткам рассматриваемой сети
можно отнести не удачную топологию сети. Применяемая топология помимо
относительно низкой производительности, характеризуется и низкой устойчивостью
к сбоям, которые могут возникать из-за неполадок на отдельных элементах сети
или в связи с повреждением сетевого кабеля. 
В ходе модернизации продумана работа сети с точки зрения обеспечения информационной
безопасности, так как в исследуемой сети происходит обработка персональных
данных.

Произведена
разработка проекта модернизации локально-компьютерной сети МБОУ «АСШ №2».
Разработаны направления модернизации компьютерной компьютерной сети, а так же
решения по модернизации аппаратной и программной частей локально-компьютерной
сети.

Так
же произведен выбор и внедрение средств защиты информации в локально-компьютерной
сети.

Разработанные технические
решения в полном объёме применены для создания локальной компьютерной сети
исследуемого объекта.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ИССЛЕДУЕМОЙ
ТЕМАТИКИ

1.1 Основные типы современных локальных компьютерных
сетей История
доказывает – развитие компьютерных сетей прошло семимильными шагами. Век назад
Никола Тесла предсказал появление глобальных общедоступных источников
информации, сто лет спустя его потомки увидели Internet [3].

Компьютерная
сеть – объединение компьютерных машин, обменивающихся информационными пакетами.

Появление
компьютерных технологий обусловлено течением Второй мировой войны. Как это
произошло с транзистором и микроволновой печью, техника военного назначения
породила новые концепции, изменившие жизнь мирного населения. Уровень
автоматизации позволил поручить сложные вычисления машинам. Исторически первые
компьютеры-оружейные комплексы наведения первыми были объединены сетью.

Первая
цифровая техника имела тенденцию к глобализации: свои правила диктовал принцип
Гроша. Рост производительности равен квадрату стоимости, ПК вдвое дороже даёт
вчетверо выше скорость выполнения математических операций. Большие вычислители,
более выгодные экономически, обладали неимоверными возможностями,
перекрывающими способность одного оператора загрузить мощности полностью [2].

Поэтому
компьютерный зал снабжался рядом рабочих мест-терминалов, содержащих устройства
ввода (клавиатуры) и мониторы. Операторы решали служебные задачи параллельно,
автоматически получая время центрального вычислительного блока. Многие
откровенно полагали, что математические действия выполняют стоящие повсеместно
мониторы.

В начале
80-х годов XX века компьютерные сети еще не были столь распространены. Середину
90-х принято считать временем вступления технологии в жизнь миллионов, даже
миллиардов. Сегодня Интернет стал неотъемлемой частью существования доброй
половины населения планеты.

Эволюционно
господствующей технологией передачи информации стал Ethernet, локальные сети
объединены всемирной паутиной. Сказанное стало возможным благодаря двум
неоспоримым преимуществам:

— низкая
стоимость оборудования;

—
возможность гибкой подстройки скорости передачи информации целям построения
системы.

Сказанное
объясняет постоянные поправки, вносимые в классификацию вопроса авторами и
разработчиками.

На
сегодняшний день имеет место значительное количество вариантов классификации
компьютерных сетей. Классификация производистя по различным признакам [6]:

1. По
территориальному признаку:

—
глобальные (всемирные);

— локальные;

—
муниципальные (городские, областные).

2.
Относительно протяженности:

—
нательная — составлена, например, носимыми гаджетами;

—
персональная — объединяет устройства одного владельца;

—
локальная — ограничена пределами офиса, завода;

—
кампусная — охватывает несколько близлежащих зданий;

— городская — связывает абонентов населённого пункта;

— глобальная — помогает общаться населению планеты.

3. Относительно архитектуры сети:

— одноранговые сети;

— сети на основе сервера.

Разница между вышеуказанными сетями обусловлена разными
возможностями 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 клиент, и как сервер; другими словами, нет выделенного
компьютера, отвечающего за всю сеть. Пользователи сами определяют, какие файлы
на своём ПК определить как  доступные по
сети. Одноранговые сети, как правило, объединяют группу компьютеров, не
превышающую 10 штук. Отсюда вытекает их другое наименование – рабочая группа
[4].

Одноранговые
сети достаточно просты. Этим можно объяснить меньшую стоимость одноранговых
сетей в сравнении со стоимостью сетей на основе сервера.

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. Выделенный
сервер  — сервер, функционирующий
исключительно как сервер и не использующийся как клиента или рабочая станция.
Он предназначен для мгновенной обработки запросов от пользователей  и для увеличения степени защиты данных. Сети,
в основе которых лежит сервер, стали промышленным стандартом [5].

При
разрастании сети и увеличении сетевого графика нужно увеличивать число
серверов. Перераспределение задач среди серверов говорит о том, что каждая
задача станет выполняться с большей эффективностью.

4.
Относительно среды передачи данных:

—
проводные (медный кабель, волокно).

Настоящая
выпускная квалификационная работы посвящена построению
территориально-распределенных сетей передачи данных, поэтому исследуем более
подробно классификацию сетей относительно возможного радиуса их действия.

Классификация
компьютерных сетей в зависимости от радиуса их действия определяет следующие
типы сетей [7]:

— BAN;

— PAN;

— LAN;

— CAN;

— MAN;

— WAN.

Рассмотрим
их боле подробно.

1. BAN.

Термин
BAN появился относительно недавно. Сети BAN или body area network представляют
собой набор взаимодействующих устройств, которые могут быть закреплены на
поверхности тела человека. Эти устройства отличаются небольшими размерами и
небольшой потребляемой мощностью. Устройства класса BAN должны получить широкое
распространение в медицине: небольшие датчики имплантируются в человеческое
тело и передают информацию на смартфон или любое другое устройство, имеющее
достаточный объем памяти и возможность выхода в сеть Интернет.

Как
понятно из описания, радиус сети BAN ограничивается 1-2 метрами. Сенсоры,
снимающие показания в терминологии BAN называются BSU, эти сенсоры контролирует
специальное устройство BCU, которое может взаимодействовать со смартфоном или
ноутбуком пользователя.

Коротко
выделим особенности Body Area Network:

— малый
радиус действия;

— малое
энергопотребление;

—
продолжительная независимость от источника питания.

2. PAN.

Эти
компьютерные сети обладают чуть большим масштабом, нежели BAN сети. Сети класса
PAN предназначены для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному
владельцу. Типичным примером такого взаимодействия является взаимодействие
между ПК и беспроводной мышкой или клавиатурой. Раньше, когда Интернет не был
так широко доступен, PAN-сети использовались для передачи данных между
телефонами, при встрече люди легко могли обменяться аудио, видео или картинками
благодаря таким технологиям как IrDa или Bluetooth (немного о видах сетевого
взаимодействия написано здесь), которые лежат в основе Personal Area Network
[8].

Но не
стоит считать, что сети PAN сплошь беспроводные, такие технологии как USB или
FireWire лежат в основе проводных PAN сетей. Радиус действия PAN сетей может
быть ограничен несколькими сантиметрами, а может достигать примерно 30 метров.
Еще одной отличительной особенностью персональных сетей является малое число
участников: до 8 устройств. Также стоит упомянуть, что в PAN сетях необязательно
должен быть механизм арбитража и контроля среды передачи данных, это можно
охарактеризовать принципом: кто первый встал, того и тапки. Топология
компьютерной сети типа PAN обычно представляет собой разновидность mesh
topology.

3. LAN.

В
качестве локальной сети можно рассматривать домашнюю сеть, в центре которой
находится роутер, один порт которого ориентирован на провайдера, а другие
интерфейсы (в том числе и радио интерфейсы, к которым подключаются по Wi-Fi)
ориентированы на домашние устройства. 
Термином Local Area Network можно назвать офисную сеть, где есть 3-4
отдела и 30-40 человек. LAN-сети могут иметь радиус действия до 1 километра, а
также эти самые LAN-сети включают в себя устройства различного класса: конечные
узлы в виде ПК, смартфонов, принтеров и других генераторов трафика и
промежуточные узлы, задача которых состоит в том, чтобы доставить в целости и
сохранности данные из пункта А в пункт Б, сюда могут входить: коммутаторы,
роутеры, межсетевые экраны, хабы, хотя последние здесь упомянуты для истории,
на реальных сетях вы уже их скорее всего не встретите (здесь можете более
подробно почитать о разнице между хабами, коммутаторами и роутерами).

Физической
основной для локальных сетей служат медные линии связи, чаще всего это витая
пара, а также направленные Wi-Fi антенны, радиус действия которых достигает как
раз примерно одного километра, если эта антенна диапазона 2,4 ГГц.

4. CAN.

Сети
типа CAN объединяют несколько локальных сетей в одну. Например, институт, у
которого есть общежития и корпуса. Каждое отдельное общежитие или корпус – это
локальная сеть, в которой устройства физически, чаще всего, соединены витой
парой, а каждый корпус соединяется уже оптической линией связи.

Важно
понимать, что в каждом отдельно взятом кампусе довольно-таки много генераторов
и получателей трафика, которые начинают передачу данных тогда, когда им
вздумается, поэтому пропускная способность линий между кампуса должна быть
значительно выше, чем пропускная способность линии внутри кампуса. Радиус
действия Campus Area Network можно обозначить так: от 1 до 5 километров [10].

5. MAN.

MAN-сети
– это сети в масштабах города. Понятно, что в физической основе таких сетей
должно лежать что-то быстрое и позволяющее передавать данные на большие
расстояния без потерь, из того, что на слуху в данный момент можно опять же
выделить оптические линии связи, а также такую технологию как Wi-Max.

Провайдеры
бывают разного уровня, если говорить про запад, то там можно выделить три
уровня провайдеров, в зависимости от масштаба: континентального, национального
и регионального масштаба. Кстати сказать, взаимодействие между уровнями и
внутри уровней очень прозрачные и понятные. К сожалению, про ситуацию у нас так
сказать нельзя.

К MAN
сетям также можно отнести городские телевизионные и телефонные сети. Радиус
таких сетей достигает 10-15 километров.

6. WAN .

Самые
большие сети, которые представлены в данной классификации – это WAN или
глобальные сети, за редким исключением, такие сети не принадлежат отдельному
лицу или компании. Типичным примером такой сети является Интернет, в который
входят сети всех без исключения провайдеров, сервера и сети крупных компаний,
услуги которых тесно связаны с Интернет, например, Google, Яндекс, Microsoft
или хостинг провайдер [9].