Проектування мережі у головному офісі філії

3.1.1 Проектування СКС

Стандарти СКС. Кабельна система є фундаментом будь-якої мережі. Як при будівництві не можна створити гарний будинок на погано побудованому фундаменті, так і мережа, що відмінно працює на поганій кабельній системі — це явище з області ненаукової фантастики.

СКС- це комунікаційна систем, яка призначена для поєднання різних типів устаткування від різних виробників, яка дозволяє передавати інформацію від різних додатків з необхідною швидкістю та мінімальною імовірністю помилки, яка створена за певними принципами. Офіційного визначення терміну СКС не існує, тому зазначене використовується лише тільки для конкретизації об’єкта проектування.

СКС будується відповідно то трьох базових принципів:

- Структуризація – даний принцип передбачає розділ системи на низку умовно незалежних підсистем, кожна з яких призначена для виконання певних чітко визначених функцій та має стандартний інтерфейс для об’єднання у єдину систему. Цей принцип дозволяє підвищити надійність системи – вихід з ладу однієї підсистеми практично не впливає на роботу інших підсистем;

- Універсальність – СКС створюється за принципами відкритої архітектури, на базі зазначених у стандарті технічних характеристик, при цьому вона не є орієнтована на будь-яку мережну технологію або сервіс. Даний принцип забезпечує гарантію того, що на протязі усього строку роботи СКС, вона буде відповідати вимогам будь-яких технологій;

- Надлишковість – розрахунок числа точок підключення до СКС (кількість інформаційних розеток) залежить від площини та розташування робочих приміщень. Цей принцип дозволяє забезпечити можливість швидкого розвитку СКС при збільшенні числа співробітників.

Базовими стандартами, які описують структуру та параметри СКС є:

- Американський стандарт ANSI/TIA/EIA-568-С – стандарт телекомунікаційних кабельних систем комерційних будинків;

- Міжнародний стандарт ISO/IEC 11801 – Інформаційні технології, структурована кабельна система для приміщень замовника;

- Європейський стандарт EN 50173 – Інформаційні технології, структуровані кабельні системи.

В основу будь-якої повномасштабної структурованої кабельної системи покладена деревоподібна топологія, що іноді називають також структурою ієрархічної зірки. Функції вузлів структури виконує комутаційне встаткування різного виду, що може мати два основні різновиди: індивідуальні інформаційні розетки, які експлуатуються користувачами кабельної системи, і панелі різних видів, що утворять групове комутаційне поле, з яким працює обслуговуючий персонал. Комутаційне встаткування з'єднується між собою мідними або оптичними кабелями різного виду. Класична топологія СКС – це ієрархічне дерево. Більшість СКС створюються саме за такою топологією. На рисунку 3.1 наведена топологія СКС типа ієрархічне дерево. Альтернативною топологією є коміркова топологія – дана топологія має більш високу надійність, але разом з тим вона є дуже надмірною, і як наслідок більш дорогою.

Рисунок 3.1 – Ієрархічна топологія СКС

На території України офіційним стандартом вважається міжнародний стандарт ISO/IEC 11801, це пов’язано з тим, що наша країна входить до складу міжнародної організації стандартизації тому ми користуємося цим стандартом. Також вже існує два національних стандарти на СКС, однак вони нажаль поки що присвячені лише термінології та умовним позначкам елементів СКС.

У загальному випадку СКС відповідно до міжнародного стандарту ISO/IEC 11801 містить у собі три підсистеми [1]:

1. Підсистема зовнішніх магістралей - дана підсистема складається із зовнішніх магістральних кабелів між кросовою зовнішніх магістралей КЗМ і кросовою будинку КБ, комутаційного встаткування у КЗМ і КБ, до якого підключаються зовнішні магістральні кабелі, і комутаційних шнурів або перемичок у КЗМ;

2. Підсистема внутрішніх магістралей – інколи її називають вертикальною або вторинною підсистемою. Містить прокладені між КБ і кросовою поверху КП внутрішні магістральні кабелі, підключене до них комутаційне встаткування в КБ і КП, а також частина комутаційних шнурів або перемичок у КБ. Кабелі розглянутої підсистеми фактично зв'язують між собою окремі поверхи будинку або просторово рознесені приміщення в межах одного будинку;

3. Горизонтальна підсистема - утворена горизонтальними кабелями між КП та розеточними модулями інформаційних розеток робочих місць, самими інформаційними розетками, а також комутаційним устаткуванням у КП, до якого підключаються горизонтальні кабелі. До складу горизонтальної підсистеми входять також більша частина комутаційних шнурів або перемичок у КП.

У СКС відповідно до міжнародного стандарту ISO/IEC 11801 допускається використання таких типів кабелів [1]:

- Симетричних мідних кабелів на основі витої пари з хвильовим опором 100, 120, 150 Ом в екранованому й неекранованому виконанні;

- Одномодових і багатомодових оптичних кабелів.

Мідні кабелі з витої пари використаються в першу чергу для створення горизонтальної проводки. По них передаються як телефонні сигнали й низко швидкісна дискретна інформація, так і дані високошвидкісних додатків.

Екранований симетричний кабель потенційно має кращі електричні й міцні характеристики в порівнянні з неекранованим кабелем. Однак і в екранованого кабелю є недоліки - кабельні тракти на його основі є критичними до якості виконання монтажу, а самі кабелі мають більше високу вартість.

Для створення магістральних підсистем рекомендується використати волоконно-оптичні кабелі, які забезпечують передачу цифрової інформації високошвидкісних додатків. При проектуванні підсистеми внутрішніх магістралей в основному використаються багатомодові волоконно-оптичні кабелі, а для побудови підсистеми зовнішніх магістралей - одномодові волоконно-оптичні кабелі.

Проектування технічних приміщень. При виборі місця розташування апаратної в проектованому будинку ми керувалися наступними рекомендаціями:

- Апаратна повинна бути сполучена або максимально наближена до кросової для мінімізації витрат на з'єднуючий їхній кабель;

- Приміщення апаратної не повинне бути прохідним, щоб воно не мало вікон і, бажано, не примикало до зовнішніх стін будинку;

- Для полегшення контролю доступу апаратна розташовується недалеко від служби безпеки будинку;

- Небажане розташування апаратної поруч із тими конструкціями будинку, які можуть перешкодити її подальшому розширенню в перспективі, такими як: сходові марші, ліфтові шахти й вентиляційні камери;

- Переважно розташовувати апаратну поблизу від вантажних ліфтів, використовуваних для транспортування важкого встаткування.

У відповідність до вимог стандарту на дане технічне приміщення виділяється 0,7% від всієї робочої площі будинку, а також необхідно враховувати той факт, що площа апаратної не повинна бути менше 14 м². Додатково ми враховуємо, що апаратна буде сполучена із кросовою будинку [2].

Відповідно до вище перерахованих умов, обчислимо площу апаратної, котра буде дорівнює: 680*0,007 = 5,712 м².

Площа кросової поверху відповідно до рекомендацій стандарту визначається з розрахунку 0,07 м². на одне робоче місце, при цьому вона не повинна бути менш 6 м²[2,5]. З огляду на вище перераховані умови й кількість ІР, що обслуговуються визначаємо, що площа кросової поверху становить 5,95 м². Отже таким розрахована площина технічних приміщень становить менше ніж визначена стандартом, тому для організації апаратної будемо використовувати 14 м², а для кросової 6 м². Таким чином для організації технічних приміщень нам необхідно 20 м². З урахуванням вимог до площини приміщення та до місця розташування приміщення кросова буде сполучена з апаратної й розмістимо ми її в приміщенні 16, відповідно до плану, представленому на рисунку 1.2.

Планування робочих місць. Згідно до вимог замовника та прийнятих у другому розділі рішень повноцінна СКС буде охоплювати адміністративно-офісний сегмент. У офісному сегменті філії є 23 робочих приміщень, призначених для розміщення робочих місць користувачів. Але за умовами замовника ми не будемо брати при розрахунку СКС кабінети дирекції та служби безпеки (1, 2, 3, 4, 23), де будуть організовуватись мобільні робочі місця за допомогою безпроводової технології. Також СКС не будуть розраховані для 5, 6, 7, 8, 9, 10 кабінетах, так як в них будуть розташовані підрозділи, яки не потребують комп’ютеризованих робочих місць, кабінет 16, являє собою технічним приміщенням. В інших 11 кабінетах спроектуємо СКС для розміщення робочих місць 76 користувачів та один порт в кабінеті 19 сплануємо на під’єднання крапки доступу для мобільного сегменту мережі (дирекції). Для проектування СКС скористуємося міжнародним стандартом ISO/IEC 11801.

Згідно до міжнародного стандарту на одно робоче місце необхідно встановити мінімум одну двох портову інформаційну розетку, при чому площина робочого місця не повинна перевищувати 10 м². При визначенні площини робочого місця стандарт рекомендує користуватися національними нормами та рекомендаціями. В Україні площина робочого місця визначається санітарно-гігієнічними нормами України. Відповідно до санітарно-гігієнічних норм України на одне робоче місце виділяється 4 м². Отже на одне робоче місце буде встановлена одна двох портова інформаційна розетка, а площина одного робочого місця дорівнює 4 м². [1, 5].

У таблиці 3.1 зведені дані по площі приміщень та кількості інформаційних розеток, які встановлюються у цих приміщеннях.

Таблиця 3.1 - Розрахунок числа робочих місць для першого поверху

№ приміщення	Площа приміщення, м2	Кількість ІР
Разом:

Проектування підсистеми робочого місця. При проектуванні підсистеми робочого місця ми вирішуємо ряд таких завдань:

- Розробляємо план розподілу інформаційних і силових розеток кабельної системи на робочих місцях користувачів у приміщеннях будинку;

- Визначаємо тип ІР і категорію розеточних модулів;

- Задаємо конфігурацію ІР, установлюваних на робочих місцях користувачів;

- Вибираємо тип і визначаємо кількість кінцевих шнурів (патчкордів).

У нашому проекті ми будемо розподіляти ІР рівномірно по площі робочих приміщень, тобто скористаємося першим із запропонованих варіантів.

Відповідно до рекомендацій BICSI висота установки розетки, обумовлена як відстань від основної підлоги до центра лицьової пластини повинна становити від 375 до 1220 мм [3]. ІР будуть розміщатися на одній висоті із силовим розетками, причому відстань між ними не повинне перевищувати 1 м.

Кінцеві шнури (патчкорди) призначаються для підключення до розеточних модулів ІР різноманітного мережного встаткування. При розрахунку будемо враховувати те, що кінцеві шнури, використовувані для підключення телефонних апаратів (ТА) до розеточних модулів ІР, що входять у комплект поставки даного виду апаратури будуть замінені на патчкорди в яких з однієї сторони встановлений конектор RJ-11, а з інший RJ-45. Для розрахунку патчкордов будемо використовувати статистичний метод, що заснований на оцінці частки робочих місць від їхньої загальної кількості. Визначення кількості кінцевих шнурів будемо робити виходячи з розрахунку 100% від загальної кількості ІР. Виходячи з даних таблиці 3.1 загальна кількість ІР дорівнює 77, тоді кількість патчкордів Nп = 77*2 = 154.

Вибір типу й категорії горизонтального кабелю. Відповідно до стандарту ISO/IEC 11801 для організації горизонтальної підсистеми СКС у нашому проекті ми будемо використати симетричний електричний кабель із кручений парою категорії 5е для забезпечення роботи ЛОМ і телефонної мережі. Горизонтальний кабель призначений для використання в горизонтальній підсистемі на ділянці від комутаційного встаткування в кросовій поверху до ІР у робочих приміщеннях. При проектуванні горизонтальної підсистеми для нашого об'єкта ми будемо використати не екранований горизонтальний кабель. У даному проекті згідно з вимогами замовника будемо використовувати екранований кабель типу F/UTP. Кабель протестована на частоті 125 МГц. Складається із чотирьох скручених пар з розміром кожного проводовика 0,5мм (AWG24).

При розрахунку довжини горизонтального кабелю ми виходимо з того, що кожний розеточний модуль ІР зв'язується з комутаційним устаткуванням у кросовій поверху одним кабелем. При розрахунку можна використати два методи обчислення кількості кабелю, затрачуваного на реалізацію горизонтальної підсистеми: метод підсумовування й емпіричний метод [5].

Емпіричний метод реалізується на положеннях центральної граничної теореми теорії імовірності. Сутність його полягає у використанні оцінки середньої довжини окремого пробросу для підрахунку загальної довжини горизонтального кабелю, затрачуваного на реалізацію тієї частини СКС, що обслуговується окремою кросовою. Точності розрахунків відповідно до емпіричного методу сприяє те, що у відповідності зі стандартом ISO/IEC 11801 довжина кабелів горизонтальної підсистеми не повинна перевищувати 90 м.

На підставі вище описаного розрахуємо середню довжину L_кп кабельної траси горизонтального розведення, формула 3.1:

, (3.1)

де L_мах - довжина кабельної траси від крапки уведення кабельних каналів у кросову до ІР самого віддаленого робочого місця.

L_міn - довжина кабельної траси від крапки уведення кабельних каналів у кросову до ІР найближчого робочого місця.

K_s - коефіцієнт технологічного запасу, рівний 1,1 (10%).

Х - запас для виконання оброблення кабелю, величина якого враховується для обох сторін пробросу й відповідно до рекомендацій BICSI установлюється в ІР рівної 30 см.

Для зручності розрахунку заповнимо таблицю, у яку внесемо всі необхідні нам величини, що враховують при визначенні витрати горизонтального кабелю (таблиця 3.2).

Таблиця 3.2 - Визначення довжини горизонтального кабелю

Ділянка кабельної траси	Мак. довжина, м.	Мін. довжина, м.
Підйом у монтажній шафі
Ділянка «шафа-стіна» у ТП
Підйом до кабельного лотка в ТП
Відстань від лотка в ТП до ІР	35,5
Уведення в кімнату	0,15	0,15
Величина спуска в кімнаті

На підставі наведеної таблиці та ескізу плану проектованого нами будинку визначимо L_мах і L_міn.

L_мах = 3+1+3+2+0,15+35,5 = 44,65 м.

L_міn = 3+1+3+2+0,15+9 = 18,15 м.

Тоді середня довжина кабельної траси горизонтального розведення буде дорівнює:

L_КП = ((44,65+18,15)/2)*1,1+0,3= 34,84

Розрахуємо загальну довжину кабельної траси горизонтальної підсистеми для першого поверху, формула 3.2:

L_общ = L_КП * N_ІР*2, (3.2)

де N_ІР - кількість ІР, до кожної розетки підходить по два кабелі F/UTP.

L_общ = 34,84*2*77 = 5365,36 м.

Проектування підсистеми зовнішніх магістралей. Згідно із завданням проекту кабелі зовнішньої магістралі поза будинком вже існують і прокладені в міській телефонній каналізації.

У кабельній каналізації прокладається оптичний кабель. Відповідно до завдання, кабельне уведення в будинок розташовується таким чином, що відстань від нього до апаратної становить 14 м з урахуванням підйому з підвалу. Для організації траси прокладки усередині будинку від крапки кабельного уведення до апаратної будемо застосовувати трубне розведення, що забезпечить виконання норм протипожежної безпеки й захист кабелю від механічних впливів у процесі експлуатації. Зважаючи на те, що довжина кабелю, що прокладає усередині будинку, не перевищує 15 м, ухвалено рішення використати не дорогу конструкцію кабелю з оболонкою з поліетилену, без захисної броні.

Розрахуємо ємність кабелів для організації підсистеми зовнішніх магістралей. Для підсистеми зовнішніх магістралей необхідно мінімум два волокна на кожну кросову, тобто 2 оптичних волокна.

Розрахунок монтажних конструктивів. Мережне встаткування з'єднується з комутаційним устаткування в технічних приміщеннях за допомогою кабелів і розводиться за допомогою монтажних шнурів на розеточних частинах рознімань комутаційної панелі. В якості комутаційного встаткування в технічних приміщеннях будемо використати:

- для підключення кабелів горизонтальної підсистеми - 19 дюймові панелі з модульними розніманням;

- для підключення оптичних кабелів підсистеми зовнішніх магістралей - комутаційні оптичні полки з розетками одномодового рознімання типу SC.

Розрахунок комутаційних панелей будемо робити в такий спосіб. Загальне число трактів, які створюються розділимо на номінальну кількість трактів, підтримуваних даним типом устаткування.

Для підключення горизонтальних кабелів будемо використати 48-портові панелі з модульними розніманнями, ємність тракту передачі яких становить 48 пар. Таким чином, нам знадобиться: 2*77/48=4 панелі висотою 3 U з 48 портами.

В апаратну вводяться один 4- волоконний одномодовий оптичний кабель підсистеми зовнішніх магістралей (2 волокна основні та 2 – резерв). Для їх підключення буде встановлена одна полиця висотою 1U з 12 одномодовими розетками з розніманнями типу SC.

При будівництві кабельної системи будемо використати горизонтальні організатори, установлювані в монтажних конструктивах. Для панелей з модульними роз’ємами та висотою 1U будемо встановлювати один організатор через кожні 48 портів. Для оптичних полок висотою 1U з 12 або 24 портами, нам буде досить установити по одному організаторі під кожною оптичною полицею. На кожні два поверхових комутатори буде встановлюватися один організатор висотою 1U.

При проектуванні, устаткування СКС і активні пристрої ЛОМ будуть розміщатися в монтажних конструктивах. Висоту монтажних конструктивів прийнято вимірювати в умовних одиницях - юнитах (U). Серійно випускаються конструктиви з максимальною ємністю 42U. Відповідно до вище зазначеного устаткування, яке розташовується у кросовій займе 18U. Крім того нам необхідно розташувати офісну міні АТС та її крос, які в сумі займають також 18 U и додатково нам необхідно врахувати місце яке будуть займати комутатори рівня доступу, ядра та корпоративні сервера. Таким чином, ми можемо зробити висновок, що для розміщення встаткування в технічному приміщенні нашого об'єкта, нам знадобиться два монтажних конструктива висотою 42 U. Приклад розташування встаткування у монтажних конструктивах наведено на рисунку 3.2.

Рисунок 3.2 – Розташування устаткування у кросовій та апаратній

Розрахунок параметрів кабель каналів горизонтальної підсистеми. При проектуванні СКС для нашого об'єкта в якості настінних кабельних каналів ми будемо використати декоративні кабельні короби. Як уже обмовлялося вище, ми будемо використати установку розетки поруч із коробом, на висоті 1 м над рівнем підлоги. Для розрахунку габаритів коробів нам необхідно знати діаметр кабелю горизонтальної підсистеми. У попередніх розділах ми визначили, що в якості кабелю горизонтальної підсистеми будемо використовувати кабель категорії 5е F/UTP який має діаметр 5,4 мм. Розрахуємо площу поперечного перерізу кабелю за формулі 3.3:

, (3.3)

де D - діаметр горизонтального кабелю;

S₁ = 3.14*5.4²/4 = 22.8 мм²

Ємність прямого декоративного короба перебуває по формулі 3.4:

, (3.4)

де - Ki і Kz - коефіцієнти використання й заповнення;

S1- площа поперечного перерізу кабелю, що прокладає;

S - ефективна площа поперечного перерізу короба.

Кожний розеточний модуль з'єднується з комутаційним устаткуванням одним кабелем, тобто до кожної ІР прокладається по два горизонтальних кабелі. Беручи до уваги те, що окремі сегменти декоративних коробів використовуються в даному проекті для прокладки кабелів до двох, трьох, п'яти, восьми ІР, робимо висновок, що в одному сегменті кабельного настінного каналу може бути прокладений максимум 16 горизонтальних кабелів.

Ми будемо використовувати короби зі знімними кришками, вибираємо номінальне значення коефіцієнта використання, рівним 0,5; коефіцієнт заповнення Kz=1 забезпечує максимальну ємність каналу. У відповідності з рекомендаціями стандарту, значення коефіцієнту заповнення слід брати у межах 30-60% від максимальної, вибираємо значення коефіцієнта заповнення, рівним 0,6.

Площа поперечного перерізу коробів розраховується по формулі 3.5:

(3.5)

Відповідно до рекомендацій при проектуванні будемо використати стандартні 2-метрові декоративні короби. Уважаємо, що в кожному робочому приміщенні короб має не більше двох вертикальних спусків. Горизонтальна ділянка визначається розмірами робочого приміщення. При висоті поверху у світлі 3,5 м та висоті фальш стелі 0,5 м вертикальна ділянка короба буде пройдений однією двометровою секцією. Результати розрахунків зведемо в таблицю 3.3.

Таблиця 3.3 - Розрахунок декоративних коробів

№ п/п	20*12,5	32*16	40*20
	Дов-жина короба	Внут-рішній кут	Плос-кий кут	Дов-жина короба	Внут-рішній кут	Пло-ский кут	Дов-жина короба	Внут-рішній кут	Плос-кий кут
	-	-	-				-	-	-
	8,5			-	-	-	-	-	-
	13,5					-	-	-	-
				-	-	-	-	-	-
	Апара-тна	-	-	-	-	-	-	-	-
				-	-	-
	-	-	-				-	-	-
	-	-	-				-	-	-
	-	-	-				-	-	-
Разом

Схема розведення коробів по приміщеннях показана на рисунку 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема розведення коробів в головному офісі філії

3.1.2 Вибір постачальників мережного устаткування

На сьогоднішній день існує декілька десятків компаній які займаються розробкою та продажем активного мережного устаткування. Де які з цих компанії пропонують повний спектр обладнання – від рівня мережі провайдера і до рівня мереж малих офісів, деякі пропонують обладнання тільки для якогось одного сегменту. Серед найбільш відомих компаній які займаються розробкою та продажем устаткування слід зазначити наступні:

– Cisco Systems;

– D-Link Corporation;

– ZyXEL Keenetic;

– TP-Link;

– Hewlett Packard;

– Planet Technologies.

Обладнання усіх цих компаній дуже розповсюджено на ринку. Слід зазначити, що обладнання компаній Cisco Systems та ZyXEL Keenetic порівняно з іншими має більш високу надійність, але й значно більшу ціну. Крім того основний напрямок діяльності цих компаній – це в першу чергу мережі провайдерів. Тому вибір обладнання для створення корпоративних мереж у них відносно не великий [2].

Компанія Hewlett Packard в більшому ступеню приділяє увагу виробництву серверів, тому вибір обладнання для побудови корпоративної мережі у них також відносно не великий та й по функціоналу він програє іншим компаніям.

Компанії D-Link Corporation, TP-Link та Planet Technologies в першу чергу більш орієнтовані саме на розробку обладнання для корпоративних мереж. Але слід зазначити, що обладнання компанії Planet Technologies є менш надійним ніж обладнання компанії D-Link Corporation чи TP-Link, однак разом з цим має і меншу вартість.

Отже можна зробити висновок, що в даному випадку використання більш функціонального та надійного устаткування компаній Cisco Systems, Nortel Technologies, яке має більшу вартість не доцільно. Враховуючи це, а також приймаючи до уваги вимоги замовника (нам необхідно забезпечити найкраще співвідношення ціна/якість) найбільш ефективним рішенням буде застосування в якості активного обладнання мережі устаткування компанії TP-Link [6]. Обране устаткування буде використовуватися на всіх рівнях ієрархії.

В якості постачальника устаткування для структурованої кабельної системи будемо використовувати устаткування компанії R&M. Безумовно це устаткування має великий ступень надійності та якості, однак воно має і велику ціну. Однак в більшості випадків основні проблеми при експлуатації корпоративної мережі виникає саме через неполадки у кабельних трасах. Беручи до уваги цей факт можна зробити висновок, що економити в даному випадку не доцільно, тому ми будемо використовувати для створення СКС устаткування саме компанії R&M.

3.1.3 Проект інформаційної мережі

Відповідно до вимого замовника корпоративна мережа у головному офісі філії повинна забезпечити можливість підключення 83 автоматизованих робочих місць зі швидкістю 100 МБіт/с. Крім того нам необхідно спланувати систему відеоспостереження та забезпечити можливість функціонування системи 1С.

Рівень доступу. Рівень доступу призначений для підключення користувачів до корпоративної мережі, відповідно до вимог замовника на даному рівні будемо використовувати технологію Fast Ethernet. На даному рівні нам необхідно підключити 77 робочих місця проводовим способом та 6 безпроводовим (ще передбачити можливість використовувати Інтернет іншими працівниками).

Для підключення устаткування будемо використовувати 24 портові комутатори, тоді загальна кількість комутаторів буде становити 4 одиниці. В якості постачальника активного мережного устаткування ми обрали компанію TP-Link, отже в якості комутатора рівня доступу обираємо комутатор TP-Link TL-SL2428WEB який має 24 порти 10/100 Base T та два порти 1000 Base T, комутатор підтримує різноманітні функції канального рівня, такі як організація віртуальних мереж, фільтрація МАС-адрес і т. д. Також на цьому рівні встановимо безпроводовий маршрутизатор TP-Link WR1043ND та налаштує мого в якості моста для забезпечення дирекції, секретаркам та іншим працівникам використовувати використовувати Інтернет та інші ресурси корпоративної мережі.

Адресація та розподіл мережі на VLAN. Для забезпечення роботи корпоративної мережі слід передбачити призначення робочим станціям адресів мережного рівня. Зазвичай для корпоративних мереж передбачена спеціальна адресація – так звана приватна. Для приватної адресації визначено діапазон адрес 192.168.х.х.[1,5]. Призначення ІР-адресів найбільш зручно здійснювати за допомогою протоколу автоматичного призначення адрес – DHCP. За допомогою даного протоколу можна підключати робочу станцію до корпоративної мережі та забезпечити призначення їй адреси у автоматичному режимі. Також для підвищення безпеки мережі та гнучкості керування нею у нашій мережі необхідно передбачити розподіл її на віртуальні сегменти – VLAN. Комутатор TL-SL2428WEB, обраний нами в якості комутатору рівня доступу дозволяє організувати до 4096 віртуальних мереж VLAN за допомогою протоколу протоколом 802.1 Q/P (розподіл по віртуальним мережам за допомогою міток). В межах нашої мережі доцільно забезпечити організацію чотирьох віртуальних мереж VLAN:

- Віртуальна мережа № 1 (офісний сегмент) – призначена для підключення звичайних користувачів до корпоративної мережі. Для цієї мережі нами буде використовуватися наступна адресація – 192.168.29.х;

- Віртуальна мережа №2 (серверний сегмент) – призначена для підключення до мережі корпоративних серверів, адресація сегмента – 192.168.27.х;

- Віртуальна мережа №3 (бухгалтерський сегмент) – призначена для підключення до мережі бухгалтерії, адресація сегмента – 192.168.28.х;

- Віртуальна мережа №4 (сегмент моніторингу) – призначена для працівників, які обслуговують клієнтські охоронні сигналізації складу, адресація сегмента – 192.168.26.х.

Рівень розподілу та ядра. Як ми вже зазначали в даному випадку доцільно поєднати функції цих рівнів. В загальному випадку рівень розподілу призначений для об’єднання комутаторів рівня доступу. Тобто комутатор рівня розподілу забезпечує можливість взаємодії користувачів підключених до різних комутаторів рівня доступу.

Рівень ядра призначений для забезпечення доступу користувачів до корпоративних серверів, доступу до зовнішніх мереж та зв’язку між користувачами підключеними до різних комутаторів рівня розподілу. Також на даному рівні забезпечується (у разі потреби) взаємодія між користувачами різних віртуальних сегментів. В загальному вигляді до складу ядра входить комутатор рівня ядра, маршрутизатор та корпоративні сервери.

Корпоративні сервера – це сервера які забезпечують виконання додатків у рамка підприємства. В даній мережі присутні наступні види корпоративних серверів:

- Сервер електронної пошти;

- Сервер доступу – виконує функції DNS і DHCP, а також Proxy, VPN та Firewall;

- Сервер системи 1С:Підприємство;

- Сервер бази даних;

- Сервер антивірусного захисту;

- Сервер відео архіву.

Цілком зрозуміло, що рівень розподілу забезпечує мультиплексацію абонентських запитів до сервісів ядра у єдиний потік. Тому навантаження на порти комутаторів рівня розподілу буде значно більше ніж на порти комутаторів рівня доступу. Крім того до корпоративних серверів будуть звертатися усі працівники філії, а це призведе до створення значного обсягу трафіку. Тому в якості комутатора рівня розподілу/ядру доцільно використовувати комутатор який забезпечує роботу на швидкості 1000 Мбіт/с. При чому кількість портів повинна бути не менш 8.

В якості комутатора рівня ядра обираємо комутатор TP-Link TL-SG1016DE, який має 16 портів 10/100/1000 Base T. Отже в даному випадку цілком доцільно забезпечити зв'язок між комутатором рівня доступу та розподілу за технологією Gigabit Ethernet. Це цілком можливо тому, що обраний комутатор рівня доступу TL-SL2428WEB має два гігабітних порти 1000 Base T. Доступ до зовнішньої мережі буде здійснюватися за допомогою маршрутизатора. Усі корпоративні сервера, маршрутизатор та комутатори рівня доступу підключаються до комутатора рівня ядра/розподілу.

Розрахунок необхідної пропускної здатності каналу Інтернет. Як вже зазначалось нам необхідно також визначити необхідну пропускну здатність каналу доступу до мережі Інтернет. Для цього скористуємося наступними міркуваннями:

- Загальне число користувачів у головному офісі філії становить 83 особи, ще передбачено, що 20 осіб, ще можуть підключатися до Інтернет по Wi-Fi;

- Кожному з користувачів буде надаватися доступ до мережі Інтернет на швидкості 128 Кбіт/с;

Тоді нам необхідно зовнішній канал пропускною здатністю 103*128 = 13184 Кбіт/с. Однак беручи до уваги той факт, що імовірність того, що усі користувачі будуть одночасно користатися доступом до мережі Інтернет нам буде досить каналу з пропускною здатністю 10 Мбіт/с. В якості метода доступу до мережі Інтернет будемо використовувати технологію ADSL. А в якості маршрутизатора будемо використовувати TP-Link TD-W8980. Загальна структурна схема рівня ядра наведена на рисунку 3.4.

Рисунок 3.4 – Структурна схема ядра мережі

Організація взаємодії з іншими підрозділами філії. Як вже зазначалось вище нам необхідно також забезпечити можливість взаємодії з іншими підрозділами філії та головним офісом. На даному етапі головний офіс філії повинен мати взаємодію з офісними бюро та головним офісом компанії за допомогою застосування VPN технології. Для цього на сервері доступу організовано VPN сервер, який генерує сертифікати доступу та ключі для підключення клієнта. В якості VPN серверу використовується програмний VPN сервер на базу безкоштовного пакету OpenVPN. OpenVPN дозволяє створювати захищені шифровані з’єднання через мережу Інтернет, для цього він генерує відповідно до адреси клієнта сертифікат доступу та ключ доступу, які надсилаються клієнту. Тому для забезпечення взаємодії з іншими підрозділами філії нам необхідно тільки підключити їх до мережі Інтернет та настроїти окремі VPN тунелі між головним офісом та кожним підрозділом.

Основною вимогою для забезпечення роботи цього варіанту взаємодії є необхідність наявності постійного реального ІР-адресу. Тому для реалізації даної схеми нам необхідно придбати у провайдера постійний ІР-адрес.

Вибір параметрів серверу для системи автоматизації. Для того, щоб забезпечити ефективну роботи системи автоматизації, з технічної точки зору, необхідно забезпечити відповідну пропускну спроможність корпоративної мережі та потужність сервера на якому ця система буде встановлена.

Система автоматизації «ИНФИН-Управление» встановлюється на сервер, який працює під керуванням операційної Windows 2000 Server, Windows 2003 Server або Windows 2008 Server. Окрім того для роботи системи «ИНФИН-Управление» необхідно також сервер баз даних SQL 2000 або SQL 2005. Передбачається, що клієнти будуть працювати з системою у термінальному режимі, тобто клієнт буде підключатися за допомогою видаленого робочого столу до серверу та запускати свій окремий сеанс роботи з системою «ИНФИН-Управление». Для кожного користувача буде встановлено обмеження на одночасний запуск не більш 3 локальних копій системи «ИНФИН-Управление». На підприємстві встановлено ліцензійний Windows 2003 Server Enterprise Edition, тому розрахунок будемо вести саме під цю систему.

Розрахуємо параметри сервера, виходячи з наступних міркувань:

1. Для роботи операційної системи Windows 2003 Server Enterprise Edition потребується частота процесору 733 МГц та обсяг оперативної пам’яті 512 Мбайт та 1,5 Гбайта на жорсткому диску;

2. Для роботи SQL 2000 або SQL 2005 необхідно процесор з тактовою частотою 266 МГц, 192 Мбайта оперативної пам’яті та 600 Мбайт на жорсткому диску;

3. При підключенні кожного клієнта у термінальному режимі на кожного клієнта виділяється 10 Мбайт оперативної пам’яті та 40 МГц тактової частоти процесору;

4. При відкритті клієнтом однієї с копії системи «ИНФИН-Управление» додатково необхідно виділяти 50 Мбайт оперативної пам’яті;

5. Система «ИНФИН-Управление» має 50 клієнтських ліцензій (тобто з системою можуть працювати одночасно не більше 50 користувачів).

Таким чином нам необхідно сервер з тактовою частотою процесору: 733+266+40*50 = 2999 МГц= 3ГГц.

Також сервер повинен мати наступний обсяг оперативної пам’яті: 512+192+50*10+50*50 = 3704 Мбайт.

Таким чином можна зробити висновок, що сервер системи «ИНФИН-Управление» повинен мати процесор з частотою 3ГГц та обсяг оперативної пам’яті 4 ГБайта. Однак з урахуванням, того що користувачі можуть відкривати одночасно 3 копіє системи, а також можливості подальшого збільшення числа користувачів доцільно буде подвоїти розраховані параметри. Таким чином нам необхідно сервер з двох ядерним процесором (тобто двох процесорний) та загальним обсягом оперативної пам’яті у 8 Гбайта.

Планування системи відео спостереження. Система відео спостереження призначена для забезпечення можливості контролю ситуації яка відбувається у приміщеннях головного офісу а також для підвищення ефективності системи безпеки підприємства. Система повинна забезпечувати можливість наглядати за подіями у приміщеннях клієнтів та у офісних бюро філії на протязі доби та забезпечувати зберігання отриманої інформації на протязі 30 днів. До складу системи поки, що входять тільки 20 камер відео спостереження, що планується розмістити в офісних бюро - по 4 на кожне бюро.

Основним елементом системи є камера відео спостереження, яка забезпечує передачу зображення на монітори охорони. Камери повинні бути цілком сумісні з нашою корпоративною мережею тобто в даному випадку нам потрібні так звані ІР-камери ІР-камери – це камери які підключаються до корпоративної мережі як звичайна робоча станція, їм привласнюється довільний ІР-адрес і вони здійснюють мовлення у режимі реального часу через ІР-мережу, в нашому випадку у офісах буде спроектована безпроводова мережа на базі технології Wi-Fi.

Беручи до уваги той факт, що в якості постачальника активного мережного устаткування ми обрали компанію TР-Link, то і камери відео спостереження доцільно обрати той же компанії. В якості камери відео спостереження будемо використовувати камеру TР-Link TL-SC3130. Дана камера дозволяє здійснювати передачу потокового відео зображення у форматі MPEG4, а також надає можливість передачі аудіо потоку. Для організації якісної системи відео спостереження доцільно забезпечити передачу відео потоку з розширенням 704х480 та частотою оновлення кадрів – 30 кадрів на секунду. Обрана нами камера забезпечує наступні режими:

– 176х120 – до 30 кадрів на секунду;

– 352х240 – до 30 кадрів на секунду;

– 704х408 – до 15 кадрів на секунду.

Розрахунок необхідної пропускної здатності для підключення камер відео спостереження. Розрахуємо необхідну пропускну здатність мережі для підключення камер відео спостереження. Для розрахунку нам необхідні наступні данні швидкість відео потоку, швидкість аудіо потоку, кількість кадрів передаваємих на секунду.

Для забезпечення передачі відео у якості MPEG4 необхідно забезпечити швидкість відповідно до стандартів Н.261 і Н.263 необхідна пропускна здатність 768 кбіт на секунду. Якщо необхідно передавати ще і аудіо потік, то додатково необхідно 16 Кбіт/с.

Для розрахунку необхідної пропускної здатності мережі скористуємося даними наведеними у таблиці 3.4.

Таблиця 3.4 – Залежність пропускної здатності від параметрів відео потоку

№ пп	Роздільна здатність	Кількість кадрів/с	Швидкість відео, Кбіт/с	Аудіо	Пропускна здатність, Кбіт/с
	704х408			Включено
	704х408			Вимкнуто
	704х408			Включено
	704х408			Вимкнуто
	704х408			Включено
	704х408			Вимкнуто
	704х408			Включено
	704х408			Вимкнуто

Отже спираючись на дані таблиці 3.4 ми бачимо, що для однієї відеокамери з включеним аудіо потоком та максимальною кількістю кадрів оновлення зображення (25 кадрів у секунду) нам потрібно забезпечити пропускну здатність 800 Кбіт/с. Відповідно для забезпечення роботи 12 відео камер нам потрібно пропускна здатність – 20*800 – 16000 Кбіт/с. Тобто наша мережа цілком спроможна забезпечити роботу необхідної нам кількості відео камер.

Розрахунок параметрів дискового простору для сервера відео архіву. Як ми зазначали вище, нам необхідно забезпечити зберігання інформації отриманої у ході відеоспостереження на протязі 30 днів. Зазвичай подібна інформація записується на спеціальний сервер, який називається відео архів. Головною вимогою до подібних серверів є наявність достатнього обсягу дискового простору для збереження отриманої інформації.

Розрахунок необхідного дискового простору здійснюється за допомогою наступної формули:

V= C*N*3600*24*30 (3.1)

де С- необхідна швидкість відео потоку для однієї камери спостереження;

N – загальна кількість камер відео спостереження у системі.

Результати розрахунків зведемо у таблицю 3.5.

Таблиця 3.5 – Залежність обсягу дискового простору від параметрів відеопотоку

№ пп	Роздільна здатність	Кількість кадрів/с	Швидкість відео, Кбіт/с	Аудіо	Тривалість запису/необхідний обсяг жорсткого диску
1 сек./ Кб	1 час/ Мб	1 день/ Гб
	704х408			Включено			7,8
	704х408			Включено			6,7
	704х408			Включено			5,9
	704х408			Включено			5,3

Отже для запису інформації за один день для наших параметрів відео потоку нам необхідно 7,8 ГБ дискового простору. А для збереження інформації на протязі 30 днів на необхідно 7,8 *30 = 234 ГБ дискового простору. Відповідно до вимог організації відео архівів необхідно передбачити сто відсоткове резервування інформації, тобто нам буде потрібно удвічі більш дискового простору 234*2 = 468 Гб. Розрахований обсяг дискового простору буде використовуватися тільки для збереження інформації від 20 камер також нам необхідно передбачити обсяг жорсткого диску для встановлення операційної системи, програмного забезпечення та моніторингу потоку інформацій від камер клієнтів. Таким чином доцільно буде забезпечити на сервері відео архіву загальний обсяг дискового простору – приблизно 8 ТБ.

Для ще більшого підвищення надійності доцільно організувати на сервері RAID масив. Таким чином для організації сервера відео архіву доцільно застосувати два жорстких диска ємністю по 4 ТБ кожний.

Вибір конфігурації робочих станцій та серверів. Відповідно до вимог замовника нам необхідно забезпечити підключення до інформаційної мережі 77 стаціонарних автоматизованих робочих місць та 6 мобільних автоматизованих робочих місць. Крім того в нас є шість корпоративних сервери, один з яких – це сервер системи автоматизації, а ще є сервер відеоархіву.

Отже оберемо необхідну конфігурацію для робочих станцій та корпоративних серверів.

Конфігурація стаціонарної та мобільної робочої станції наведені у таблиці 3.6, 3.7, конфігурація серверу системи «ИНФИН-Управление» у таблиці 3.8, в табліці 3.9 наведена конфігурація серверу відеоархіву, а конфігурація інших корпоративних серверів у таблиці 3.10.

Таблиця 3.6 – Конфігурація робочої станції

№ пп	Назва	Тип	Кіл-ть	Ціна, за 1 шт., грн.	Сума, грн.
	Процесор	Intel Pentium dual Core E6500 (LGA775, Dual Core, 2,93ГГц)
	Материнська плата	ASUS P5P41TD LGA775 4DDR3 (1333/1066..), 4SATA, SVGA, LAN 1Gb,
	Пам’ять	DDR3 2GB 1333MHz Kingston
	Жорсткий диск	HDD 320GB Samsung SATA 2
	Корпус	Case Midi-Tower ATX 300W JNC RJA 318
	Оптичний привід	Asus DVD±RW 24x SATA bulk Black (DRW-24B5ST/BLK/B/AS)
	Монітор	LCD 19" LG W1943SS-PF Flatron
	Клавіатура	Genius Comfy KB-06X2 USB
	Миша	A4-tech OP-3D-4
Разом:

Таблиця 3.7 – Конфігурація ноутбуку HP ProBook 6470b

№	Назва	Тип
	Процесор	Intel Core i5-3210M (2.5 GHz)
	Пам’ять	DDR3-1333 МГц - 8 GB
	Жорсткий диск	HDD 750 ГБ
	Додаткові пристрої	Wi-Fi BG 802.11b/g/n, SD, MS, MS Pro, MMC, xD-Picture;

Продовження таблиці 3.7

	Час автономної роботи	2,5 години
	OС	Windows 7 Professional
Ціна за 1шт, грн.	7164 грн.
Сума, грн. (кількість 6 шт.)	42984 грн.

Таблиця 3.8 – Конфігурація сервера системи «ИНФИН-Управление»

№ пп	Назва	Тип	Кіл-ть	Ціна, за 1 шт., грн.	Сума, грн.
	Процесор	Intel Core i5-3570K 3.4GHz/6MB (BX80637I53570K) s1155 BOX
	Материнська плата	MSI Z77A-G43 (s1155, Intel Z77, PCI-Ex16)
	Пам’ять	2 x Kingston DDR3-1333 2048MB PC3-10600 (KVR1333D3N9/2G)
	Жорсткий диск	Western Digital Red 3TB 7200rpm 64MB WD30EFRX 3.5 SATA III
	Корпус	ATX Chieftec Dragon Black 500WT
	Оптичний привід	Dual Layer DVD+/-RW Drive DVD NEC Optiarc AD-7200A
Разом:

Таблиця 3.9 – Конфігурація сервера відеоархіву

№ пп	Назва	Тип	Кіл-ть	Ціна, за 1 шт., грн.	Сума, грн.
	Процесор	AMD Trinity A8-5600K 3.6GHz/4MB sFM2 BOX
	Материнська плата	Asus F2A85-M LE
	Пам’ять	Kingston DDR3-1333 2048M

Продовження таблиці 3.9

	Жорсткий диск	Western Digital Red 4TB 7200rpm 64MB WD30EFRX 3.5 SATA III
	Корпус	CoolerMaster Elite 330U
	Оптичний привід	Asus DVD±RW SATA Black
Разом:

Таблиця 3.10 – Конфігурація інших корпоративних серверів

№	Назва	Тип	Кіль-кість	Ціна, за 1 шт., грн.	Сума, грн.
	Процесор	Intel Core i3-2348M (2.3 GHz)
	Материнська плата	MSI Z77A-G43 (s1155, Intel Z77, PCI-Ex16)
	Пам’ять	DDR3 4GB 1333MHz Kingston
	Жорсткий диск	Western Digital Red 2TB SATA III
	Корпус	Case Server Tower ATX Chieftec Dragon Black (БП GPS-500AB-A ATX 500WT)
	Оптичний привід	Dual Layer DVD+/-RW Drive DVD NEC Optiarc AD-7200A
Разом:

Вибір постачальника послуг Інтернет. В якості постачальника послуг Інтернет ми обираємо телекомунікаційну компанію Vega, яка надає широкий спектр телекомунікаційних послуг, а також послугу доступу до мережі Інтернет за технологією ADSL.

У таблиці 3.11 наведено перелік послуг які ми збираємося придбати у провайдера.

Таблиця 3.11 Вартість послуг провайдера