Geum.ru

Рабочая программа и задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов IV курса

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Перечень тем лекционных занятий
Задание на курсовую работу
3. Методические указания к выполнению курсовой работы
3.2. Выбор и обоснование программного обеспечения КИС
3.3. Выбор типов серверов и мест их расположения
Серверы DNS и электронной почты.
Административный сервер.
Библиотечный сервер.
Сервер приложений.
Другие серверы.
3.4. Выбор типа каналов связи
Подобный материал:
1   2   3   4
^




Перечень тем лекционных занятий





№

п/п
Наименование темы
Кол-во часов

1
Классификация КИС, состав и назначение компонентов КИС
2

2
Информационные технологии, используемые в КИС
2

3
Принципы построения виртуальных локальных сетей
2

4
Алгоритмы и протоколы маршрутизации
2

5
Создание локальных и глобальных связей с использованием маршрутизаторов. Межсетевая операционная система Cisco IOS. Конфигурирование маршрутизаторов
4



ЛИТЕРАТУРА


Основная
  1. Хилл Б. Полный справочник по Cisco. М.: Издательский дом “Вильямс”, 2004. – 1088 с.
  2. Яковлев В.В., Корниенко А.А. Информационная безопасность и защита информации в корпоративных сетях железнодорожного транспорта. Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ Под ред. В.В.Яковлева. – М.: УМК МПС Росси, 2002. – 328 с.
  3. Амато, Вито. Основы организации сетей Cisco, том 1.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом ”Вильямс“, 2002. – 512 с.
  4. Амато, Вито. Основы организации сетей Cisco, том 2.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом ”Вильямс“, 2002. – 464 с.
  5. Хьюкаби Д., Мак-Квери С. Руководство Cisco по конфигурированию коммутаторов Catalyst. М.: Издательский дом “Вильямс”, 2004. – 560 с.
  6. Ирвин Дж., Харль Д. Передача данных в сетях: инженерный подход. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 448 с.
  7. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. / В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. – СПб.: Питер, 2006. – 958 с.


Дополнительная

  1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Новые технологии и оборудование IP-сетей. – СПб.: Издательство “Питер”, 2000. – 672 с.
  2. CCNA: Cisco Certified Network Associate. Учебное руководство. / Т.Лэммл, Д.Портер, Д.Челлис. – М.: Издательство “Лори”, 2000. – 614 с.
  3. Вендров А. Проблемы выбора аппаратно-программной платформы, соответствующей потребностям прикладной области. – http//www.citforum.ru./hardware/app_kis/

Задание на курсовую работу


1. Общие требования к выполнению курсовой работы


Курсовая работа выполняется на листах формата А4. На титульном листе должны быть указаны данные студента и его учебный шифр. Вариант задания определяется по двум последним цифрам учебного шифра в соответствии с табл. 1. В курсовой работе должны быть выполнены все пункты задания, которое приводится в начале работы. Курсовые работы, не соответствующие указанным требованиям, возвращаются студенту без рецензии.

  1. ^ Задание на курсовую работу


Разработать корпоративную информационную систему фирмы, центральный офис которой расположен в г. Москва. В состав фирмы входит 4 филиала, которые расположены в следующих городах: Воронеже, Нижнем Новгороде, Саратове и Смоленске. В каждом филиале имеются удаленные офисы. Исходные данные о составе корпорации приведены в табл. 1.

Табл.1. Варианты задания на курсовую работу


Цифра

шифра
Центральный офис
Филиалы

Корпуса
Отделы
Компьютеры
Учетные записи
Удаленный офис
Отделы
Компьютеры

0
1
10
500
15000
2
4
150

1
2
9
450
20000
3
3
160

2
3
8
400
25000
4
4
170

3
4
7
350
30000
3
3
180

4
3
8
400
25000
2
4
190

5
2
9
450
20000
1
3
200

6
1
10
500
15000
2
4
190

7
2
9
450
20000
3
3
180

8
3
8
400
25000
4
4
170

9
4
7
350
30000
3
3
160


Примечание. По последней цифре шифра определяется количество корпусов и компьютеров в центральном офисе, число удаленных офисов и отделов в филиалах. Количество отделов в центральном офисе и учетных записей в базе данных, а также количество компьютеров в филиалах выбирается по предпоследней цифре шифра. Предполагается, что число компьютеров, используемых в удаленных офисах, не превышает 10 и выбирается студентом самостоятельно. Кроме этого, студент самостоятельно определяет количество этажей в корпусах (не менее 2 этажей), распределяет компьютеры по отделам.

Замечание. До 40% компьютеров в центральном офисе и филиалах могут использоваться для целей обучения.

В процессе выполнения курсовой работы студенты должны решить следующие задачи:
  1. Распределить все компьютеры фирмы, в том числе и в филиалах, на две группы: административную и общего пользования;
  2. Разработать общую схему IP-адресации фирмы. В административных сетях все компьютеры должны иметь статические адреса, а в сетях общего пользования – динамические. Для этих целей рекомендуется использовать протокол динамического конфигурирования хостов (DHCP);
  3. Выбрать и обосновать операционную систему, используемую в КИС, сетевую операционную систему, СУБД, бухгалтерские программы, программное обеспечение управления КИС и т.д. При выборе СУБД считать, что каждая учетная запись занимает 10 Мбайт, а их количество увеличивается каждый год на 30%;
  4. Определить число и типы серверов, используемых в КИС, а также места их расположения;
  5. Выбрать и обосновать типы каналов связи между корпусами центрального офиса, между центральным офисом и филиалами и между филиалами и удаленными офисами;
  6. Провести выбор активного коммуникационного оборудования, такого как маршрутизаторы, коммутаторы, модемы и определить места их расположения;
  7. Разработать списки управления доступом к сетевым ресурсам и Internet, принимая во внимание тот факт, что доступ к компьютерам административной группы должен быть ограничен, а некоторым из них должен быть ограничен доступ в Internet;
  8. Разработать структурную схему корпоративной сети.

Предполагается, что данная реализация сети будет функционировать как минимум 7-10 лет. Поэтому необходимо принять во внимание возможность 100% роста локальных сетей. Полоса пропускания канала к каждому хосту должна составлять не менее 1 Мбит/с, а к каждому серверу не менее 100 Мбит/с в пределах локальной сети.

Допускается использовать в сети только два маршрутизируемых протокола: TCP/IP и Novell IPX.

Также необходимо предусмотреть обеспечение доступа к Internet с любого ком­пьютера КИС, кроме компьютеров бухгалтерии и экономического отдела.

Все проектные решения должны быть оптимизированы по критерию качество – цена.


^ 3. Методические указания к выполнению курсовой работы


3.1. Разработка общей схемы IP-адресации фирмы


При выполнении этой части курсовой работы предполагается, что студенты знакомы с такими вопросами как: классы IP-адресов, адресация подсетей, маски подсетей, планирование подсетей, которые изучались в рамках дисциплины ”Информационные сети“. Подробно эти вопросы освещены в [3] с. 83 – 99, [7] с. 367 – 383, [9] с. 99 – 121. Рекомендуется хостам присваивать адреса из зарезервированных для локальных целей диапазонов адресов: для класса А – это сеть 10.0.0.0, в классе В – это диапазон из 16 номеров сетей 172.16.0.0 – 172.31.0.0, в классе С – это диапазон из 255 сетей – 192.168.0.0 – 192.168.255.0. Для подключения компьютеров к сети Internet необходимо предусмотреть прокси-сервер.

^ 3.2. Выбор и обоснование программного обеспечения КИС


В соответствии с [2] любая КИС может быть представлена в виде пятиуровневой иерархической модели. Верхний уровень образует прикладное программное обеспечение (ПО), следующий – платформенное ПО, третий – операционные системы (ОС), четвертый и пятый – аппаратные средства и корпоративная сеть.

В прикладной уровень входят системы управления ресурсами предприятия, поддержки принятия решений, автоматизации проектно-конструкторской деятельности, управления производственным процессом и высокоуровневые средства разработки приложений. Под приложением понимается программное обеспечение, которое непосредственно требуется пользователю, например базы данных, электронная почта, электронный документооборот и т.д.

Основу платформенного ПО составляют системы управления базой данных (СУБД) – Data Base Management System и ориентированные на определенную архитектуру инструментальные средства разработки приложений.

Наиболее распространенными являются следующие СУБД: Oracle, Informix, DB2 (компания IBM), SQL-сервер (компания Microsoft), Sybase, Ingress (компания Computer Associates), Teradata (компания NCR) и ADABAS (компания SAS Institute). Диапазон возможных решений при выборе той или иной СУБД, как правило, ограничен принятой в качестве прототипа прикладной системой управления, а критерием предпочтения является соответствие возможностей аппаратной и системной (ОС+СУБД) платформ по обеспечению требуемого уровня производительности, надежности и масштабируемости. Информационные системы корпораций предъявляют очень высокие требования к этим системным характеристикам. В настоящее время наиболее полно данным требованиям отвечают высокопроизводительные серверы и рабочие станции под управлением различных вариантов ОС UNIX (Sun OS, Solaris, HP-UX, IRIX, AIX, SCO), далее следуют OS/390 и Windows NT.

Важной характеристикой программно-аппаратной платформы КИС является ее способность эффективно наращивать производительность, пропускную способность, объемы хранимых и обрабатываемых данных посредством увеличения числа и мощности процессоров, объемов внеш­ней и оперативной памяти и других ресурсов вычислительной систе­мы. Это свойство платформы обычно называют масштабируемостью. Масштабируемость обеспечивается архитектурой и конструкцией ком­пьютера, а также программными средствами ОС и СУБД.

Сер­веры компаний HP и Sun Microsystems, работающие под управлением ОС UNIX, наилучшим образом подходят для баз данных с объемом свыше 100 Гбайт. Что же касается Windows NT, то наиболее перспективным представ­ляется использование этой ОС для настольных систем и серверов ра­бочих групп. Обусловлено это тем, что она пока не обеспечивает тре­буемого для критичных с точки зрения производственного процесса приложений уровня производительности, надежности и масштабиру­емости.

В 90-е гг. во всем мире получили широкое распространение компь­ютерные системы, работающие под управлением ОС S/390. Компа­ния IBM поддерживает три основные ОС этого семейства: VM/ESA, VSA/ESA и OS/390. Каждая из них имеет свои особенности, подхо­дящие для конкретных задач:
  • VM/ESA (Virtual Machine /Enterprise Systems Architecture) — операционная система, представляющая собой гибкую сетевую плат­форму для открытых распределенных вычислений, например это эко­номичное решение для конфигураций, требующих обработки большо­го объема транзакций;
  • VSE /ESA (Virtual Storage Extended/Enterprise Systems Architec­ture) — ОС, ориентированная для систем обработки транзакций;
  • OS/390 — универсальная операционная система, совместимая с большим числом приложений и платформ. На ней работают многие приложения UNIX и Windows NT.

Семейство компьютеров IBM S/390 включает в себя большое чис­ло моделей, перекрывающих широкий диапазон производительности и масштабируемости – от систем IBM S/390 Multiprise 2000, предназначенных для ма­лых предприятий, до IBM S/390 Parallel Enterprise Servers-Generation 4, используемых в больших корпорациях. В 1999 г. компания IBM анонсировала вы­пуск серверов Generation 6, в которых впервые применены микропро­цессоры с медными проводниками. На этой базе развивается новая 12-процессорная система G6 с производительностью 1600 MIPS.

На сегодняшний день все больше утверждается мнение о том, что мейнфрейм – идеальная компьютерная платформа для организации сервера баз данных. Кроме СУБД DB2 производства IBM на мейнфрейме могут работать такие СУБД, как ADABAS, Oracle и др. Напри­мер, система управления производством SAP R/3 может использо­вать любую из перечисленных СУБД.

Над разработкой новых приложений для OS/390 и обеспечением поддержки в ней старых приложений, кроме IBM, работают такие фирмы, как Lotus, Tivoli, Software AG, Oracle, SAP, Computer Associates и др. Создаваемые ими приложения ориентируют мейнф­рейм как базу для создания централизованной структуры управления предприятием. Например, система управления производством BAAN содержит на мейнфрейме не только сервер СУБД DB2, но и сервер приложений.


^ 3.3. Выбор типов серверов и мест их расположения


В основе выбора типов серверов и мест их расположения лежит предположение, что разрабатываемая корпоративная сеть будет обслуживать различные рабочие группы: административную, экономическую, бухгалтерскую, статистическую, общего пользования и т.п.

Одним из ключевых моментов успешного проектирования корпоративной сети является правиль­ное понимание функций серверов и особенностей их размещения. Серверы предоставляют доступ к файлам, печать, связь и службы приложений, таких как обработка текстов, базы данных. Серверы чаще используются не в качестве рабочих станций, а работают под управлением специализированных операционных систем, таких как NetWare, Windows NT, UNIX и Linux. В настоящее время каждый сервер обычно выделяется для выполнения одной функции, например, функции почтового или файлового сервера.

Серверы можно разделить на два отдельных класса: серверы предприятия (enterprise servers) и серверы рабочих групп (workgroup servers). Сервер предприятия поддерживает всех пользователей сети, предоставляя им различные службы, такие как электронная почта или служба доменных имен (DNS). Поскольку серве­ры электронной почты и DNS выполняют централизованные функции, они могут по­надобиться каждому члену организации. С другой стороны, сервер рабочей группы обслуживает определенную группу пользователей и предлагает им такие службы, как обработка текстов или со­вместный доступ к файлам, то есть функции, которые могут понадобиться только не­которым группам пользователей.

Серверы предприятия должны размещаться в главной распределительной станции (main distribution facility, MDF). В этом случае поток данных на серверы предприятия будет идти только к MDF, не проходя через остальные сети. В идеальном случае сер­веры рабочих групп следует размешать в промежуточных распределительных станция (intermediate distribution facilities, IDF), no возможности ближе к пользователям, ис­пользующим приложения этих серверов. Для этого необходимо непосредственно со­единить серверы с MDF или IDF. Если расположить серверы рабочих групп близко к пользователям, то поток данных будет проходить по инфраструктуре сети прямо к IDF, не затрагивая других пользователей в этом сегменте. Внутри MDF и IDF комму­таторы второго уровня должны иметь для этих серверов ширину полосы пропускания не менее 100 Мбит/с.

Следует разделить файловые серверы проекта на серверы предприятия и серверы рабочих групп, а затем разместить их в сети согласно ожидаемому характеру потока данных пользователей и исполняемым функциям.

^ Серверы DNS и электронной почты. В каждом офисе должен находиться DNS-сервер и служб электронной почты (так называемый локальный почтовый офис), обслуживающий всех сотрудников этого офиса. В удаленных офисах DNS-сервер может отсутствовать.

^ Административный сервер. В каждом офисе должен быть административный сервер для выполнения административных функций. Этот сервер должен использовать семейство протоколов TCP/IP и быть доступным только административному персоналу.

^ Библиотечный сервер. В фирме реализуются автоматизированная система библиотечной информации и поисковая система для интерактивного обучения и для исследовательских целей. Этот сервер должен использовать TCP/IP в качестве протокола третьего и четвертого уровня эталонной модели OSI. Сервер предназначен для всех сотрудников фирмы.

^ Сервер приложений. Все компьютерные приложения, такие как СУБД, бухгалтерские программы, текстовые редакторы и т.п., должны размещаться на центральном сервере каждого офиса.

^ Другие серверы. Любые другие серверы, установленные в фирме, должны рассматриваться как серверы отделов (рабочих групп) и размещаться в соответствии с потребностями доступа к ним групп пользователей. В качестве примера можно привести сервер с обучающим приложением для определенной группы.

В разрабатываемой корпоративной системе должна быть реализована сеть Intranet, которая представляет собой одну из типичных конфигураций локальных сетей. Web-серверы в сети Intranet отличаются от публичных Web-серверов тем, что без соответствующего разрешения и пароля получить доступ к сети Intranet какой-либо организации невозможно. Сети Intranet спроектированы таким образом, что доступ к ним имеют только пользователи, имеющие право доступа к внутренней сети организации. Внутри Intranet устанавливаются Web-серверы, а броузеры используются в качестве общего средства доступа к информации, например, к финансовым, графическим и текстовым данным, хранящимся на этих серверах.

На выбор серверной платформы КИС влияют такие факторы как: назначение сервера, количество пользователей, которые будут обращаться к серверу, объем информации, которая будет на них храниться, ее важность и ценность, финансовые возможности фирмы и т.д. Поэтому технические характеристики серверов, используемые в КИС, могут существенно разниться. Так, например, в качестве сервера баз данных, как правило, используются многопроцессорные UNIX-серверы компаний HP и Sun Microsystems, а в некоторых случаях – мейнфреймы компании IBM. В тоже время сервер печати может быть реализован на PC со средними характеристиками.


^ 3.4. Выбор типа каналов связи


В корпоративных сетях используется два типа каналов: выделенные линии и коммутируемые соединения. Структура этих каналов показана на рис. 1.

3
.4.1. Выделенные линии


Выделенные линии (leased lines) обес­печивают постоянное пользование службой. Они обычно используются для передачи цифровых данных, голосовых данных и, иногда, видеоданных. При проектировании сети передачи данных выделенные линии обычно обеспечивают базовое или магист­ральное соединение между центральным офисом корпорации и его филиалами, а также связь между локальными сетями.

Использование выделенных линий считается основным вариантом при проектиро­вании корпоративных сетей. Для осуществле­ния связи по выделенной линии с каждым удаленным филиалом необходимы порт маршрутизатора, адаптер CSU/DSU и реальная линия от провайдера. Однако стоимость поддержки выделенных линий может стать достаточно большой, если они используются для соединения между собой большого количества участков.

Связь по выделенной линии с постоянным доступом осуществляется по последова­тельным каналам типа ”точка-точка”. Соединения обычно осуществляются с исполь­зованием синхронных последовательных портов маршрутизаторов. При этом скорость передачи данных может достигать 2 Мбит/с (Е1). Различные методы инкапсуляции на канальном уровне обеспечивают гибкость и надежность при передаче данных пользователя. Выделенные линии такого типа являются идеальным решением для сред с передачей большого и стабильного количества данных. Однако использование выделенной линии может оказаться неэффективным в финансовом отношении, поскольку за нее приходится платить и в том случае, когда данные не передаются.

Поэтому выделенные линии следует использовать для создания яд­ра распределенной сети. В процессе проектирования необходимо определить тре­буемое количество таких линий и оборудование, которое необходимо для них приоб­рести (такое, как CSU/DSU).