Проектирование локальной информационной системы образовательного центра

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Волжский государственный инженерно-педагогический университет»

Институт  дизайна

Кафедра «Математика и информатика»

 

 

 

КУРСОВая  работа

по дисциплине «Локальные информационные системы»

на тему:

«Проектирование локальной информационной системы 

образовательного  центра»

 

 

 

Выполнила: Точилова Екатерина Михайловна 

(Фамилия  И.О.)

студент __2___ курса _________ спец.  

 (срок обучения)                             (номер)

Группа:___ИВ-09__ № зачетной книжки 132 

Подпись: 

 

Преподаватель:   Костылёв Д.С. 

(Фамилия  И.О.)

Должность: 

(уч. степень, уч. звание)

Оценка: __________ Дата:  

Подпись: 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород

2011 г.

 

АННОТАЦИЯ

 

В курсовой работе разрабатывается проект локальной информационной системы образовательного центра согласно заданию варианта № 1. В проекте представлено подробное описание составляющих компьютеров, серверов и оборудования, необходимого для полноценной работы организации. Локальная сеть проектируется в программном комплексе NetCracker Professional 4.1.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. История развития локальных вычислительных сетей………….5
2. Определение локальной сети…………………………………….5
3. Топология локальных сетей……………………………….……13
1. Топология шина…………………………………………..16
2. Топология звезда……………………………………….…19
3. Топология кольцо………………………………………...23
4. Другие топологии………………………………………...25
4. Типы линий связи локальных сетей……………………………28
1. Кабели на основе витых пар…………………….……….32
2. Коаксиальные кабели………………………………...…..36
3. Оптоволоконные кабели………………………………….39
4. Бескабельные каналы связи……………………...………43
5. Компоненты локальных сетей……………………………….....46
1. Сетевой адаптер…………………………………….…….46
2. Маршрутизатор……………………………………...……48
3. Коммутатор……………………..…………………………50

Глава 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Проектирование локальной сети…………….…………………53
2. Комплектующие для компьютеров……………...……………..55
3. Периферийные устройства…………………………...…………59
4. Программное обеспечение………………………...……………59
5. Сетевое оборудование……………..……………………………60

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………….………..62

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……...……………………...……………….63

 

ВВЕДЕНИЕ

Вхождение России в мировое информационное пространство влечет за собой широчайшее использование  новейших информационных технологий, и в первую очередь, компьютерных сетей. При этом резко возрастают и качественно видоизменяются возможности пользователя как в деле оказания услуг своим клиентам, так и при решении собственных организационно-экономических задач.

Уместно отметить, что современные компьютерные сети являются системой, возможности и характеристики которой в целом существенно превышают соответствующие показатели простой суммы составляющих элементов сети персональных компьютеров при отсутствии взаимодействия между ними.

Достоинства компьютерных сетей обусловили их широкое распространение в информационных системах кредитно-финансовой сферы, органов государственного управления и местного самоуправления, предприятий и организаций. Поэтому целью данной курсовой работы является знакомство с основами построения и функционирования компьютерных сетей.

 

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Работы по созданию ЛВС начались еще в 60-х годах  с попытки внести новую технологию в телефонную связь. Эти работы не имели серьезных результатов  вследствие дороговизны и низкой надежности электроники. В начале 70-х годов в исследовательском центре компании "Xerox", лабораториях при Кембриджском университете и ряде других организаций было предложено использовать единую цифровую сеть для связи мини-ЭВМ. Использовалась шинная и кольцевая магистрали, данные передавались пакетами со скоростью более 2 Мбит/с.

В конце 70-х годов  появились первые коммерческие реализации ЛВС: компания "Prime" представила  ЛВС "RingNet", компания "Datapoint" - ЛВС "Attached Resourse Computer" (ARC) с высокоскоростным коаксиальным кабелем. В 1980 году в институте инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Eleсtrical and Eleсtronic Engeneers) организован комитет "802" по стандартизации ЛВС. В дальнейшем темпы развития ускорились, и на сегодняшний день имеется большое количество коммерческих реализаций ЛВС.

 

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

Способов и  средств обмена информацией за последнее  время предложено множество: от простейшего  переноса файлов с помощью дискеты  до всемирной компьютерной сети Интернет, способной объединить все компьютеры мира. Какое же место в этой иерархии отводится локальным сетям?

Чаще всего  термин "локальные сети" или "локальные  вычислительные сети" (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть это такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых современных локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивают связь на расстоянии нескольких десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, даже целого города. С другой стороны, по глобальной сети (WAN, Wide Area Network или GAN, Global Area Network) вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто не называет локальной сетью. Близко расположенные компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов (RS232-C, Centronics) или даже без кабеля по инфракрасному каналу (IrDA). Но такая связь тоже почему-то не называется локальной.

Неверно и довольно часто встречающееся определение  локальной сети как малой сети, которая объединяет небольшое количество компьютеров. Действительно, как правило, локальная сеть связывает от двух до нескольких десятков компьютеров. Но предельные возможности современных локальных сетей гораздо выше: максимальное число абонентов может достигать тысячи. Называть такую сеть малой неправильно.

Некоторые авторы определяют локальную сеть как "систему  для непосредственного соединения многих компьютеров". При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без каких-либо посредников  и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов (витая пара, коаксиальный кабель), так и оптоволоконные кабели. Определение передачи "без посредников" также не корректно, ведь в современных локальных сетях используются репитеры, трансиверы, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, можно ли считать их посредниками или нет, можно ли считать подобную сеть локальной.

Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную  такую сеть, которая позволяет  пользователям не замечать связи. Еще  можно сказать, что локальная сеть должна обеспечивать прозрачную связь. По сути, компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в данном случае понимается высокая реальная скорость доступа, скорость обмена информацией между приложениями, практически незаметная для пользователя. При таком определении становится понятно, что ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не попадают под понятие локальной сети.

Из данного  определения следует, что скорость передачи по локальной сети обязательно  должна расти по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. Именно это и наблюдается: если еще десять лет назад вполне приемлемой считалась скорость обмена в 10 Мбит/с, то сейчас уже среднескоростной считается сеть, имеющая пропускную способность 100 Мбит/с, активно разрабатываются, а кое-где используются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. Без этого уже нельзя, иначе связь станет слишком узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера, снижать удобство доступа к сетевым ресурсам.

Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой — высокая скорость передачи информации по сети. Но это  еще не все, не менее важны и  другие факторы.

В частности, принципиально  необходим низкий уровень ошибок передачи, вызванных как внутренними, так и внешними факторами. Ведь даже очень быстро переданная информация, которая искажена ошибками, просто не имеет смысла, ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые высококачественные и хорошо защищенные от помех линии связи.

Особое значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с  большими нагрузками, то есть с высокой  интенсивностью обмена (или, как еще  говорят, с большим трафиком). Ведь если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут подолгу ждать своей очереди на передачу. И даже если эта передача будет производиться затем на высочайшей скорости и безошибочно, для пользователя сети такая задержка доступа ко всем сетевым ресурсам неприемлема. Ему ведь не важно, почему приходится ждать.

Механизм управления обменом может гарантированно успешно  работать только в том случае, когда  заранее известно, сколько компьютеров (или, как еще говорят, абонентов, узлов) допустимо подключить к сети. Иначе всегда можно включить столько абонентов, что вследствие перегрузки забуксует любой механизм управления. Наконец, сетью можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты.

Таким образом, сформулировать отличительные признаки локальной сети можно следующим  образом:

• Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность сети. Приемлемая скорость сейчас — не менее 10 Мбит/с.
• Низкий уровень ошибок передачи (или, что тоже самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10-8 — 10-12.
• Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети.
• Заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.

При таком определении  понятно, что глобальные сети отличаются от локальных прежде всего тем, что  они рассчитаны на неограниченное число  абонентов. Кроме того, они используют (или могут использовать) не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи. А механизм управления обменом в них не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.

Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей  — городские, региональные сети (MAN, Metropolitan Area Network), которые обычно по своим  характеристикам ближе к глобальным сетям, хотя иногда все-таки имеют некоторые  черты локальных сетей, например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. В принципе городская сеть может быть локальной со всеми ее преимуществами.

Правда, сейчас уже нельзя провести четкую границу  между локальными и глобальными  сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную. Но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети.

По локальной  сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Полноценными абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например, принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают также возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что многократно ускоряет решение сложных математических задач. С их помощью, как уже упоминалось, можно управлять работой технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.