Разработка школьной компьютерной сети

Тип:
Добавлен:

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

1.1 Обзор вариантов использования компьютерных сетей в муниципальном образовании

.2 Основные теоретические сведения по организации компьютерных сетей

.2.1 Компьютерные сети и их топологии

.2.2 Оборудование компьютерных сетей

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ШКОЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ

.1 Выбор и обоснование архитектуры сети

.2 Топология сети и оборудование

.3. Защита сети

.4 Программное обеспечение школьной компьютерной сети

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В современном обществе образование является одной из самых важных сфер человеческой деятельности. Ведь именно оно определяет перспективы развития страны, как в экономическом, так и в культурном плане. И одним из этапов развития любого человека является время, когда он учится в школе.

Для многих школа - это второй дом. Здесь мы дружим, учимся, познаем взаимоотношения в обществе. Именно в школе при общении с одноклассниками и учителями у нас начитает формироваться общее представление о мире. И очень важно в этот период чтобы дети получили всю возможную информацию. Но ведь из-за простого заучивания материла очень быстро пропадет интерес к учебе. В этом случает нам помогут современные технологии. Они расширяют возможности предоставления информации.

Информатизация образования - это не только установка компьютеров в школе или подключение к сети Интернет. Использование компьютеров и сетевых технологий влечет изменение подходов к проведению уроков и содержания общеобразовательной подготовки школьников. В результате чего в школах возникла потребность использовать большие объемы информации во всех сферах деятельности школы. Так же немаловажным фактором является удобство в поиске информации и ее представлении в удобной форме. Но для этого надо, чтобы в школе было техническая база, на основе которой можно проводить информатизацию учреждения.

Возможности компьютеров очень большие, что дает позволяет разнообразно использовать их в области образования. Они могут облегчить преподавание и изучение материала на всех уровнях: и для дошкольников, чтобы изучить алфавит и арифметику, и для старшеклассников, чтобы смоделировать сложные физические или химические процессы. Компьютеры могут сделать многие уроки более интересными, насыщенными, а графическое представление материала поспособствует его лучшему усвоению. Компьютеры можно использовать во всех областях: математика, физика, информатика, музыка, чтение и т.д. С помощью компьютера школьники открывают новые пути в развитии навыков мышления и умения решать проблемы. Так же это позволяет учителям уделять больше времени на индивидуальные занятия.

В этом нам как раз и помогут современные технологии. Основные тенденции сегодняшнего дня таковы, что современный человек, который не просмотрел с утра почту, не узнал новости в социальной сети считает свой день пропавшим. И с этой тенденцией уже бороться бесполезно, так как это стало фактически нормой. Поэтому нужно следовать этим тенденциям. Другим отличительным свойством современности является «безбумажность» управленческих процессов. Отчет, накладную, задание, учебник можно просто выложить в сеть на сервер или переслать по электронной почте. Именно к такой организации сопровождения учебного процесса должна стремиться современная школа. Остановить данный процесс может только отсутствие компьютерной сети, объединяющей компьютеры школы, а также предоставляющей выход в интернет.

Именно поэтому курсовая работа, посвященная рассмотрению вопросов внедрения компьютерных сетей в учебный процесс и повседневную жизнь школы, является актуальной.

Целью данной курсовой работой является проектирование компьютерной сети, начиная с выбора вида сети и заканчивая выбором оборудования и программного обеспечения.

Локальная вычислительная сеть позволит подключить несколько компьютеров к общему каналу передачи данных, что позволит использовать общие ресурсы, такие как база данных, оборудование, программы.

Задачами работы являются:

рассмотрение задач, которые можно автоматизировать путем создания компьютерной сети;

описание необходимого оборудования и порядок создания компьютерной сети школы;

описание состава программного обеспечения для школьной компьютерной сети.

Работа состоит из двух частей. В первой части рассматриваются:

актуальность использования сетей в современном мире;

типы компьютерных сетей по размеру территории охвата пользователей;

виды топологии компьютерных сетей;

состав сетевого оборудования сетей для прокладки соединений и связи компьютеров между собой.

Во второй части представлены:

особенности проведения работ по созданию компьютерной сети школы;

требования к развертыванию сервера сети;

особые условия безопасности для работы школьной компьютерной сети;

состав программного обеспечения, рекомендуемого для установки в школьной компьютерной сети.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

1.1 Обзор вариантов использования компьютерных сетей в муниципальном образовании

Для многих школа - это место, которое становится вторым домом, где ты получаешь опыт не важно какой, позитивный, иногда негативный, но опыт. И он помогает тебе в дальнейшем. Конечно же, школа - это место где есть друзья, где тебе рады, и ты можешь помочь, и где помогут тебе. Именно в школе при общении с одноклассниками и учителями у нас начитает формироваться общее представление о мире. И очень важно в этот период чтобы ребенок получил всю возможную информацию. Но ведь из-за простого заучивания материла очень быстро пропадет интерес к учебе. В этом случает нам помогут современные технологии, которые помогают учителям выйти за рамки традиционного обучения, основанного на тексте. При этом появляется возможность вовлечь в обучение тех школьников, которые лучше воспринимают визуальную или ассоциативную информацию.

Несмотря на все эти возможности, внедрение высоких технологий в школах еще далеко от повсеместного. Многие учебные учреждения просто не знают, как же им внедрить технологии при наличии небольшого бюджета, чтобы это было качественно и эффективно. Именно поэтому цель данной работы заключается в необходимости спроектировать небольшую локальную сеть для школы, которая при минимальных затратах сможет реализовать все потребности.

Когда компьютеры стали достаточно доступными, то возник вопрос об организации их взаимодействия между собой, чтобы эффективнее обрабатывать информацию, использовать программные и аппаратные ресурсы. Сначала сети объединяли большие компьютеры в крупных информационных центрах. Сегодня - подключение ноутбука и даже телефона к сети является привычным делом. В результате на сегодняшний день сотни миллионов различных вычислительных устройств и гаджетов в мире объединены в сети, и миллиарды пользователей ежеминутно взаимодействуют друг с другом. Рассмотрим задачи, которые можно решать, если в школе будет развернута компьютерная сеть.

Прежде всего можно сформировать компьютерные классы, в которых можно развернуть современные обучающие системы. Современные технологии программирования ориентируются на разработку WEB-приложений, которые могут запускаться только на сетевом оборудовании. Не будет новостью, что сейчас крупные разработчики программного обеспечения одновременно ведут разработку для настольных компьютеров, для гаджетов (планшетов и ноутбуков) и для мобильных телефонов. Этот факт сразу определяет то, что компьютерная школьная сеть должна иметь возможность выхода в Интернет. И, очевидно, что вне сети такие программы функционировать не смогут.

В локальной сети могут быть развернуты такие системы:

автоматизированного обучения, которые за счет централизованного хранения учебных материалов (на сервере компьютерного класса), могут более быстро и часто обновляться;

автоматизированного тестирования с возможностью оценивания. Более широкие возможности по накоплению материалов тестирования обеспечивают возможность выработки индивидуального подхода к ученикам, проводить удаленное тестирование, оперативно изменять наборы тестов для контроля;

системы наблюдения за действиями учеников.

Данные направления будут способствовать эффективности процесса обучения. Но повышение эффективности внедрения компьютерной школьной сети также можно обеспечить и в управленческом процессе администрации, и в методической работе учителей.

На базе компьютерной сети могут быть развернуты программы электронного документооборота, системы постановки задач и контроля их исполнения, системы учета материальных ценностей и бухгалтерского учета. разветртывание позволяет совметсно использовать дорогостоящие периферийные устройства,а так же сетевые версии прикладного программного обеспечения Сеть Интернет на сегодняшнем этапе развития общества обеспечивает широкий доступ к различным информационным ресурсам. Для качественного выполнения своих обязанностей учителя должны постоянно совершенствоваться и быть в курсе важнейших изменений. На внешних интернет-сайтах можно скачать или прочитать учебники, статьи в методических журналах, ознакомиться с новыми образовательными технологиями, изучить нормативные документы федерального и регионального уровней. А стандартные сетевые принтеры и сканеры обеспечивают постоянный доступ учителей с любого компьютера.

Рассмотрим более детально основы организации компьютерных сетей.

1.2 Основные теоретические сведения по организации компьютерных сетей

1.2.1 Компьютерные сети и их топологии

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, объединенных в единое целое линиями связи, работающих под управлением сетевого программного обеспечения.

Линия связи - это физическая среда, в которой передается сигнал, а также технические устройства, обеспечивающие передачу и прием сигналов соответствующего типа. Простым примером линий связи являются участки кабеля и усилители, обеспечивающие передачу сигналов между коммутаторами телефонной сети. На основе линий связи строятся каналы связи.

Канал связи - это совокупность технических устройств и линий связи, объединенных для передачи сигналов между абонентами сети. Отличие между понятиями "канал" и "линия" можно описать следующим образом: «… канал связи может включать в себя несколько разнородных линий связи, а одна линия связи может использоваться несколькими каналами».

Классификацию компьютерных сетей можно сделать по широте территории, на которой размещены ее пользователи. По этому признаку различают локальные, глобальные и городские сети.

К локальным сетям (Local Area Network, LAN) (см.рис.1.1) обычно относят сети, «… компьютеры которых расположены на относительно небольших территориях (как правило, в радиусе до 1-2 км). Классическим примером локальных сетей является сеть одного предприятия, расположенного в одном или нескольких стоящих рядом зданиях. Небольшой размер локальных сетей позволяет использовать для их построения достаточно высококачественные технологии, что обеспечивает высокую скорость обмена информацией между компьютерами».

Рис.1.1 - Локальная сеть

Глобальные сети (Wide Area Network, WAN) (см.рис.1.2) организуются «… для объединения отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга. Поскольку реализация высококачественных каналов связи большое расстояние является достаточно дорогой, то в глобальных сетях нередко используются уже существующие и изначально не предназначенные для построения компьютерных сетей линии (например, телефонные или телеграфные)». Пользователи, которые выходят в интернет по телефонным каналам, в своем большинстве мечтают о переходе на оптоволокно. Но в населенных пунктах сельской местности телефонный канал является единственным возможным вариантом связи.

Рис.1.2 - Глобальная сеть

Недавно к двум указанным типам сетей добавился еще один - так называемые городские сети (Metropolitan Area Network, MAN). Народное название таких сетей - «Локалка». Такие сети (см.рис.1.3) предназначены «… для обеспечения взаимодействия компьютеров и/или локальных сетей, расположенных на территории крупного города (как правило, в радиусе до 100 км), а также для подключения локальных сетей к глобальным. При построении таких сетей используются достаточно качественные цифровые линии связи, позволяющие осуществлять взаимодействие на относительно высоких по сравнению с глобальными сетями скоростях».

Рис.1.3 - Городская сеть

Существует большое количество способов соединения компьютеров. Для определения варианта связывания компьютеров необходимо рассмотреть понятие «топология сети».

Сетевая тополо́гия - это «конфигурация графа <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D1%84_(%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0)>, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры) и коммуникационное оборудование (маршрутизаторы), а рёбрам - физические или информационные связи между вершинами.

Сетевая топология может быть:

физической - описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

логической - описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

управления обменом - это принцип передачи права на пользование сетью».

На сегодняшний день сформировались и устоялись несколько основных топологий, наиболее известными из которых являются шина, кольцо и звезда.

Топология «шина» (или, как ее еще часто называют «общая шина» или «магистраль») (см.рис.1.4) предполагает «… использование одного кабеля, к которому подсоединены все рабочие станции.

Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.

Достоинства топологии шина:

простота настройки;

относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом;

выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети.

Недостатки топологии шина:

неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети;

сложность поиска неисправностей;

низкая производительность - в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих станций производительность сети падает;

плохая масштабируемость - для добавления новых рабочих станций необходимо заменять участки существующей шины».

Рис.1.4 - Топология «шина»

Такая топология шина реализовывалась в локальных сетях, компьютеры соединялись посредством коаксиального кабеля. Куски коаксиального кабеля, соединенные Т-коннекторами, образовывали шину. Она прокладывалась через все помещения и подходила к каждому компьютеру. Боковой вывод Т-коннектора вставлялся в разъем на сетевой карте (см.рис.1.5).

Рис.1.5 Подключение компьютеров к сети через T-коннектор

Сейчас подобное подключение безнадежно устарело, однако на некоторых предприятиях оборудование под коаксиальный кабель еще можно увидеть.

Кольцо (см.рис.1.6) - это «топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера - он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

Достоинства кольцевой топологии:

простота установки;

практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

Однако кольцо имеет и существенные недостатки:

каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля - работа всей сети останавливается;

подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;

сложность конфигурирования и настройки;

сложность поиска неисправностей».

Рис.1.6 - Топология «Кольцо»

Кольцевая топология сети используется довольно редко. Основное применение она нашла в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

Топология звезда

Звезда (см.рис.1.7) - это топология локальной сети, где «… каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем.

Топология звезда на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:

выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;

отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;

легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;

высокая производительность;

простота настройки и администрирования;

в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.

Однако, как и любая топология, звезда не лишена недостатков:

выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети;

дополнительные затраты на сетевое оборудование - устройство, к которому будут подключены все компьютеры сети (коммутатор);

число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе».

Рис.1.7 - Топология «Кольцо»

1.2.2 Оборудование компьютерных сетей

При разворачивании компьютерной сети необходимо решить ряд задач:

выбрать провайдера Интернета для связи с внешними сайтами;

выбрать и приобрести сетевые платы. Этот пункт чаще всего можно опустить, так как в современной конфигурации сетевая карта монтируется прямо на материнской карте. А в недалеком будущем на смену сетевым картам LAN придут GSM и wi-fi передатчики;

выбрать и приобрести сетевые коммутаторы;

приобрести кабельное оборудование и соединить компьютеры между собой.

Провайдеры интернет предоставляют услуги интернет по различным линиям связи. В зависимости от среды передачи данных «…линии связи можно разделить на три группы:

) проводные (воздушные) линии связи - это провода без изолирующих и экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Они проводят телефонные и телеграфные сигналы. Скоростные свойства и помехозащищенность низкие. При отсутствии других каналов связи по ним передаются и компьютерные данные;

) радиоканалы земной и спутниковой связи - образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там, где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно.

) кабельные - состоят из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции».

В компьютерных сетях используют три основных типа кабеля:

а) витая пара;

б) коаксиальный кабель;

в) оптоволокно

Витая пара - это «… вид кабеля связи. Представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA>, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников.

В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости монтажа, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей».

Существует несколько типов такого кабеля. Они имеют маркировку CAT1, САТ2 и т.д. до CAT7. Маркировка кабеля определяет эффективный частотный диапазон полосы пропускания сигнала. Вид такого кабеля можно увидеть на рис.1.8.

Рис.1.8 - Витая пара

Для подключения кабеля витой пары используется коннектор 8P8C (см.рис.1.9), который имеет 8 контактов.

Рис.1.9 - Коннектор 8P8C

Рис 1.10 - Телефонный кабель

Подключение к компьютерам или модемам такого кабеля в выполняется с помощью коннектора RJ-11 (рис.1.11).

Рис.1.11 - Коннектор RJ-11

Чтобы монтировать компьютерные сети также используются:

сетевые розетки (рис.1.12) - «… специальные розетки, к которым идет кабель от сетевого устройства (или телефонные розетки - если дял подключения используется телефонная линия)»;

Рис.1.12 - Сетевая розетка

коммутаторы или свитчи (switch - переключатель) (рис.1.13) - «…устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю»;

Рис.1.13 - Коммутатор

телекоммуникационные стойки (рис.1.14) - «… конструкция,предназначенная для удобного, компактного, технологичного и безопасного крепления телекоммуникационного оборудования - серверов, маршрутизаторов, модемов, телефонных станций»;

Рис.1.14 - Телекоммуникационные стойки

комутационные панели (патч-панель, кросс-панель) (рис.1.15) - «… одна из составных частей структурированной кабельной системы. Представляет собой панель с множеством соединительных разъемов, расположенных на лицевой стороне панели. На тыльной стороне панели находятся контакты, предназначенные для фиксированного соединения с кабелями».

Рис.1.15 - Комутационные панели

В большинстве организация реализована самая распространенная для проводных сетей топология «звезда». Компьютеры в таком вариант завязываются в единую сеть через коммутатор в качестве центрального устройства, а соединение идет через кабель «типа витая пара».

Выводы

Построение компьютерной сети должно включать решение по меньшей мере четырех вопросов:

выбор состава и размещение компьютеров, а также необходимого сетевого оборудования;

выбор провайдера и решение вопросов с подключением интернета;

выбор программного обеспечения и его установка на компьютерах;

организация защиты сети и поддержка надежной работы оборудования и программ.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ШКОЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ

2.1 Выбор и обоснование архитектуры сети

Основной задачей, которая ставится при построении школьной компьютерной сети (КС) - это создание общей инфоструктуры, которая обеспечит решение повседневных задач с наибольшей эффективностью. Развертывание КС в школе обеспечит:

сократить количество периферийного оборудования (прежде всего лазерных принтеров и МФУ) за счет организации удаленного доступа;

распределенное хранение данных, которое позволит иметь доступ к файлам и папкам, базам данных с периферийных рабочих мест, которые заинтересованы в определенной информации;

разделение программного обеспечения, которое предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств;

разделение ресурсов процессора, при котором возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть.

Эффективно использовать ресурсы КС позволяет применение наиболее распространенной технологии "клиент-сервер".

Сеть с выделенным сервером - это «… локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции (клиенты) обращаются к ресурсам сети через сервер.

Конкретный сервер определяется видом ресурса, которым он владеет. Модель «клиент-сервер» предусматривает, что ресурсы между устройствами распределяются в соответствии с правилами сетевой политики.

Основные преимущества данной архитектуры:

все данные будут хранится на сервере. На сервере следует организовать контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только пользователям с соответствующими правами доступа;

основная часть операций в такой конфигуарции выполняются на сервере, что позволяет приобрести менее (а соответственно, более дешевые) компьютеры для клиентских рабочих мест;

позволяет объединять клиентские компьютеры с различными аппаратными платформами, операционными системами и т.п.

позволяет разгрузить сеть за счет того, что между сервером и клиентом передаются небольшие фрагменты данных».

Недостатками использования такой конфигурации являются необходимость проведения дополнительных организационных решений и финансовых затрат на обеспечение надежной работы сервера. Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть. Приобретение сертифицированных программ защиты компьютеров и сети в целом для обеспечения надежности сети. Кроме того, для поддержки такой архитеектуры отдельного специалиста - системного администратора.

Под логической структурой сети понимается «…ее организация на выше уровне взаимодействия рабочих станций с серверами, сетевых протоколов, адресации,. В качестве основного сетевого протокола в вычислительной сети предприятия используется протокол IP. Адреса на сетевом уровне для рабочих станций задаются динамически по протоколу DHCP».

Рассмотрим типовой проект развертывания сети в школе. Компьютерная сеть школы должна объединить в единую инфоструктуру компьютеры администрации школы, компьютеры преподавателей, компьютеры специализированных классов. Для каждого компьютера сети (или рабочей станции) необходимо обеспечить доступ к глобальной сети Интернет. Для рабочих станций учителей и администрации необходимо обеспечить доступ к сетевым периферийным ресурсам, такими как принтеры, сканеры, МФУ. Для управления сетью и хранения данных необходимо выделить очень мощную машину для сервера. Модель соединения компьютеров представляют обычно в виде схемы, на которой показывают положение рабочих станций и серверов с привязкой кабинетов, в которых будет данная техника размещаться.

Для школы с тремя компьютерными классами можно предложить такой расчет компьютеров:

компьютеры администрации школы:

директор;

секретарь;

бухгалтер;

завхоз;

завучи (младшая и старшая школы);

методист;

компьютеры учителей - по количеству учителей. При этом можно предусмотреть возможность подключение личных ноутбуков пользователей;

компьютерные классы по 10-12 компьютеров в каждом;

компьютеры библиотеки (3-5 рабочих мест);

компьютер актового зала;

сервер системы и рабочее место администратора системы.

Таким образом, требует примерно 20-25 компьютеров для сотрудников школы и 35-40 компьютеров для доступа учеников.

Кроме этого, в состав сети требуется включить принтеры, ксероксы и сканеры. Принтеры необходимы для секретаря, бухгалтерии, в учительские, методический кабинет и библиотеку. Ксерокс и сканер достаточно будет установить в библиотеке и в секретариате школы. Для проведения массовых мероприятий на современном уровне к компьютеру актового зала следует подключить проектор.

2.2 Топология сети и оборудование

Традиционно компьютерную сеть школы реализовывают в виде локальной сети, построенной в виде топологии «Звезда». Ранее уже были рассмотренны положительные и отжицательные качества данной топологии. На основе них было решенно, что данная топология больше всего подходит для рассмотриваемой предметной области. Внешний интернет поставляет независимым провайдером как правило по оптоволоконным линиям в городских школах и реже по телефонным. В тоже время интернет в сельской местности подводит по телефонным линиям, хотя в последнее время все доступнее становиться предоставление спутниковых линий связи. Далее внутри локальной школьной сети кмпьютеры будут объединятся с помошью витой пары. Ее можно использовать в незащищенном исполнении, так как прокладывается кабель данного типа внутри школы. Как было отмечено в первой части удобным является оборудование кабинетов сетевыми розетками, чтобы «спрятать» витую пару. Такой вариант позволить снизит количество случаев механического повреждения витой пары.

Выбору технического обеспечения нужно уделить особое внимание, немалую роль играет возможность расширения системы и простота ее модернизации, поскольку именно это позволяет обеспечить требуемую производительность не только на текущий момент времени, но и в будущем.

Отдельное вниманиее следует уделить оборудованию серверной. Это должно быть отдельное просторное помещения с установленной сплит-системой для кондиционирования воздуха, состоящая из двух блоков: внешнего (компрессорно-конденсаторного агрегата) и внутреннего (испарительного). Кроме того, данное помещение следует оборудовать сигнализацией и ограничить доступ.

Объем оперативной памяти отностит к одному из важнейших характеристик конфигурации сервера. Для его живучести следует выбрать материнскую карту, которя позволит наращивать объем памяти, а также наличия слотов для установки дополнительных процессоров. Также быстродействие сервера определет тип используемых накопителей на жестких дисках и производитель. На сеогдняшних день наиболее быстрыми считаются диски класса SATA от фирмы Western Digital. Кроме того желательно реализовать дублирование содержимого дисков и резервирование. Резервирование предполагает, что информация должна дублироваться на резных дисках. Тогда при выходе одного диска из строя сомжет работать резервный. Также жетельно предусмотреть карман для съемного диска, что обезопасить важную конфиденциальную информацию.

Жизненно важным качеством любого сервера также является его бесперебойность питания. В связи с этим необходимо проверить наличие у сервера нескольких (хотя бы двух) блоков питания. Обычно эти два блока питания работают параллельно, т.е. при выходе из строя одного, сервер продолжает работать, получая питание от другого (исправного) блока питания. Его наличие позволяет в случае отключения электропитания перевести сервер в спящий режим и сохранить текущую работу системы.

Высокая надежность сервера достигается путем реализации комплекса мер, касающихся как обеспечения необходимого теплообмена в корпусе, контроля температуры важнейших компонентов, слежения за рядом других параметров, так и полного или частичного дублирования подсистем.

Поскольку разрабатываемая сеть будет расположенна в школьном заведении очень важным аспектом остается безопасность пользователей, в первую очереди школьников. прокладку и установку сетевого оборудования следует выполнять по возможности в труднодоступных местах или обязательно установить защитные элементы.

Подключение компьютеров предлагается осуществить через 4 коммутатора:

один для подключения компьютеров администрации школы и учителей;

три коммутатора компьютерных классов (по одному на каждый).

Как вариант структуры можно рассмотреть установку отдельного сервера для каждого компьютерного класса. Но это существенно увеличит стоимость сети и усложнить ее обслуживание.

Присвоенные адреса администратор сети должен «прописать» на каждом компьютере, составить их список с указанием кабинета, в котором находится соответствующий компьютер.

2.3 Защита сети

Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра, которым является сервер сети. Доступ к серверу следует открыть только для ограниченного числа людей. Обычно это администратор сети, инженер и учителя информатики. Но к документам, которые будут храниться на нем, доступ будет открыть с остальных компьютеров сети.

Для стабильной работы компьютерной сети на всех компьютерах следует установить специализированные программные средства для защиты информации от несанкционированного доступа. Эти программы имеют лучшие возможностями и характеристики, чем встроенные средства сетевых операционных систем. Из наиболее доступных внешних средств защиты информации, следует отметить следующие системы, позволяющие ограничить информационные потоки.

.Firewalls - брандмауэры (дословно firewall - огненная стена). Между локальной и глобальной сетями создаются специальные промежуточные сервера, которые инспектируют и фильтруют весь проходящий через них трафик сетевого/ транспортного уровней. Это позволяет резко снизить угрозу несанкционированного доступа извне в корпоративные сети, но не устраняет эту опасность совсем.

.Proxy-servers (proxy - доверенность, доверенное лицо). В таком варианте выход в Интернет и прием информации из сети ведется через специально выделенный компьютер-посредник. Этот метод имеет недостатком то, что не дает достаточной защиты против атак на более высоких уровнях - его легко обходят вирусные программы.

.Антивирусные программы. Данные программы предназначены для обнаружения и лечения программ, зараженных компьютерными вирусами, а также для предотвращения заражения файла вирусами. Традиционно в бюджетных организациях РФ предлагается использование антивирусной программы Кaspersky security 2012.

Также необходимым элементом защиты сети является ведение списка ползователей сети. На администратора сети должны быть возложены полномочия специалиста по безопасности, который будет вести список пользователей сети, определять их полномочия по доступу к компьютерам сети и сетевым ресурсам (принтерам и сканерам). Администратор сети обязан проводит анализ безопасности сети, выявлять узкие места в системе защиты и пользователей, которые допускают различные нарушения.

2.4 Программное обеспечение школьной компьютерной сети

Программное обеспечение (software) - это набор команд, управляющих работой компьютера. Без программного обеспечения компьютер не сможет выполнять задачи, которые мы обычно связываем с компьютерами.

К функциям программного обеспечения можно отнести: управление компьютерными ресурсами; выполнение роли посредника между пользователями и хранимой информацией.

На компьютерах LAN школы предлагается использовать следующее системное программное обеспечение:Windows Server 2012 - для сервера сети;Windows 7 - для компьютеров пользователей сети;

Кaspersky security 2012 для обеспечения безопасной работы сети.

Несмотря на свободное распространение операционной системы Linux, выбор сделан в пользу операционной системы Windows. Прежде всего это определяется тем, что на нее ориентированы учебники, утвержденные Министерством образования РФ. Именно поэтому предлагается развернуть и версию Micrisoft Windows 7, а не более современные вресии 8 и 10.

Для разработки документации, методических материлаов, презентаций и других дидактических материалов предлагается использовать Microsoft Office 2013. Microsoft Office является одним из популярных наборов офисных приложений для компьютеров. Выбор версии снова сделан в пользу не самой свежей версии, так как она наиболоее презентована в учебниках информатики, а также в силу финансовых трудностей при приобретении новых версий (2013 или 2016).

От фирм-разработчиков программного обеспечения предоставляются разнообразными информационные системы для автоматизации управления школой и ее отдельными процессами (учет материальных средств школы, учет продуктов питания, бухгалтерия, документооборот) в школах и вузах. При этом очень часто они ограничены в возможностях и их можно разделит на системы автоматизация управленческого процесса и системы автоматизация учета успеваемости и посещаемости. Рассмотрим несколько из них.

"1С:ХроноГраф Школа 3.0 ПРОФ" - это «… новая версия системы электронного документооборота и автоматизации управления основной деятельностью общеобразовательного учреждения. Программа "1С:ХроноГраф Школа 3.0 ПРОФ" обеспечивает решение следующих задач:

создание общешкольной информационной базы данных;

поддержка технологии нормативно-правового обеспечения деятельности школы, включая создание нового механизма доступа;

реализация системы электронного документооборота школы, рассылки электронной почты штатными, в том числе и родителям учащихся, и внешним организациям;

автоматизация организации и управления учебным процессом, учета моделей изучения иностранных языков; планирования учебной занятости учащихся, формирования и ведения рабочей учебной и учебно-методической документации, в том числе электронных форм классных журналов и форм оперативного информирования родителей;

автоматизация планирования и организации дополнительных образовательных услуг;

автоматизация системы ресурсного обеспечения деятельности школы, включая: работу по кадровому обеспечению, учету и ведению делопроизводств;

автоматизация процессов анализа и контроля за результатами образовательной деятельности, текущей, итоговой и независимой аттестации обучающихся, формирования аналитической документации, сводных ведомостей».

Вид рабочих окон данной программы представлен на рис.2.1 и 2.2.

компьютерный сеть школа программный

Рис.2.1 - Вид интерфейса "1С:ХроноГраф Школа 3.0 ПРОФ"

Рис.2.2 - Поддержка планирования расписания

Как можно увидеть, развертывание данного комплекса на базе компьютерной сети позволит автоматизировать практически все аспекты организаторской деятельности.

Для учителей и родителей существенно облегчит контроль за успеваемостью ребенка использование таких программ как Ballov.net и ЭлЖур..net - это «… система электронных журналов, которая является удобным и полностью бесплатным инструментом для создания единого информационно-образовательного пространства учебного заведения и взаимодействия образовательного учреждения с родителями учащихся».

Данная система обеспечивает учителя удобным и надежным способом коммуникации с родителями. Современный вариант дневника - электронный смс-дневник - помогает не только оперативно выставлять оценки, тем самым обеспечивая осведомленность и прозрачность успехов своих детей. Кроме того, такая реализация позволяет оперативно готовить отчеты по успеваемости.

Также электронный дневник имеет функции смс-оповещения, с помощью которого родители получают возможность оперативного оповещения об успехах ребенка, о выполнении им домашних заданий, получать оповещение о родительских собраниях.

Основное окно программы представлено на рис.2.3.

Рис.2.3 - Главное окно программы Ballov.net

Автоматизированная информационная система «Электронный журнал ЭлЖур» предназначена для решения повседневных вопросов, связанных с учебным процессом. Причем система ориентирована как для учителей, так и для родителей учеников.

Рассмотрим базовые возможности классного электронного журнала, которые определяют его «…необходимость в учебном процессе:

доступность журнала в любое время в любом месте, где есть интернет;

удобный автоматизированный контроль за успеваемостью;

контроль над количеством и полнотой выставляемых оценок;

представление расчетных показателей (средней оценки, % успевающих, СОУ и т.д.);

составление любых отчетов полностью автоматизировано (в том числе посещаемость и причины пропусков);

инструменты для прямой связи между учителями и родителями школьников;

домашнее задание и замечания попадают напрямую из электронного журнала в дневник ученика;

возможность снабжать домашнее задание дополнительными электронными материалами (файлами)».

Принципы работы программы иллюстрируют рис.2.4-2.6.

Рис.2.4 - Пример отображения успеваемости на планшете

Рис.2.5 - Пример отображения успеваемости в мобильном телефоне

Рис.2.6 - Заполненный журнал, распечатанный для архива

Для обучения учеников учителя смогут создавать собственные интерактивные курсы и размещать их на сервере. Также можно воспользоваться готовыми решениями. В источнике «10 лучших сайтов для школьников» представлен обзор и ссылки на сайты, на которых представлены иллюстрированные электронные курсы.

Выводы

Структура школьной компьютерной сети зависит от количества рабочих мест пользователей, размещения кабинетов и количества специализированных компьютерных классов.

После развертывания сети в школе можно будет установить современные именно сетевые программы, которые позволят обеспечить доступ практически с любого устройства, подключенного к интернету.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы были рассмотрены теоретические вопросы построения компьютерных сетей, а также подходы к их организации. Были детально проанализированы все доступные материалы по построению компьютерной сети для школы.

В построения вычислительной сети получены такие выводы:

. Развертывание компьютеров в сети на сегодняшний день имеет четко налаженную технологию. При этом имеется большое количество фирм и организаций, которые предлагают комплексное внедрение сети в деятельность. Процесс закупки сетевого оборудования, прокладки сети, настройки сети, разворачивания программного обеспечения аналогичен процессам внедрения сети в деятельность небольшого предприятия. Отличием является только развертывание компьютерных классов.

. Важным этапом построения сети является вопрос подключения к Интернету. В этом случае выбирать тип сети, которой идет подключение (глобальная, локальная или городская), а также выбрать конкретного провайдера. Для школы этот вопрос имеет определенные тонкости, связанные с тем, что школа является бюджетной организацией. Поэтому не всегда условия оплаты Интернета являются оптимальными. С технической точки зрения важно обратить внимание на тип линии связи. Наиболее реальный вариант в современных реалиях - подключение по оптоволоконной линии связи.

. Оборудование школьной сети требует введения в штат сотрудников, которые будут обслуживать оборудование сети. Часто используют вариант «приходящего администратора», когда заключается договор с почасовой оплатой работы, но такой вариант влечет срыв достаточно большого количества уроков - если сервер выходит из строя, то «падает» вся система в целом.

. Серверная комната должна быть определенным образом оборудована. Доступ к серверу должен быть ограничен определенному числу людей. И опять же это связано с местом развертывания - перед важной контрольной дети современности при свободном доступе могут просто «обвалить» сеть. Так как сервер очень сильно нагревается в ходе работы. Обязательно в серверной нужно оборудовать кондиционером или сплит-системой.

. С точки зрения безопасности необходимо проложить сетевой кабель и установить сетевое оборудование в труднодоступных местах, а также использовать антивирусные программы, так как каждый компьютер будет иметь выход в интернет.

. Рынок программного обеспечения Российской Федерации не оставил без внимания автоматизацию управления школьными учебными заведениями и непосредственно учебный процесс. Разворачивание сетевых программ обучения делает удобной работу прежде всего учителей. Они могут контролировать деятельность каждого ученика, определять уровень подготовки класса в целом и ученика в отдельности. Что касается разработки тестов, то учителя могут использовать в сети системы, которые позволяют только разработать вопросы, а система будет их выдавать ученикам в произвольном порядке.

. Простым и удобным в школьной сети становиться и ведение классного журнала. Электронные журналы позволяют выставлять оценки прямо на компьютере, но что еще интереснее - родители при получении паролей доступа могут видеть эти оценки через Интернет. При этом некоторые системы могут предоставлять доступ с планшета или мобильного телефона. Из рассмотренных программ предпочтение все-таки «ЭлЖур». В данной систем больше функционала: здесь и расписание, и оценки, и графики успеваемости. В первую очередь должно заинтересовать возможность пересылки данных об успеваемости родителю прямо на телефон или планшет. Также можно присылать родителям оповещения о замечаниях в дневнике и различного рода школьных мероприятиях, например, о родительских собраниях, о которых некоторые ученики могут забыть сказать. Такой журнал более защищен от внезапного появления «непонятных» оценок и их внезапного пропадания, что повышает объективность.

Здесь же стоит отметить, что разработчик электронного журнал также разработал компонент, который существенно упрощает деятельность завуча школы. В этом случае завуч имеет доступ ко всем журналам и, соответственно, получает возможность формировать отчеты за всю школу и анализировать успеваемость «параллелей» в целом.

. Важным моментом является то, что объединение компьютеров в сеть отрывает возможность внедрение программ автоматизации управленческой деятельности. Если ранее на отдельных компьютерах разворачивались программ автоматизации различных областей функционирования школы: бухгалтерии, кадрового органа, юриста и нормативной документации, то с внедрением сети можно поставить системы комплексной автоматизации. К ним прежде всего относятся пакеты, разрабатываемые на основе решений 1С. Рассмотренная система "1С:ХроноГраф Школа 3.0 ПРОФ" при внедрении позволяет разгрузить все направления деятельности. А при сочетании ее с системой «1С: Документооброт» обеспечивается существенное количество бумаг в организационном процессе.

1.10 лучших сайтов для школьников [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: http://whoyougle.ru/texts/ten-sites-for-students, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.8P8C [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Телефонный кабель, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Витая_пара [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Витая_пара, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия - СПб: Питер, 2000. - 576 с.

.Информация для пользователей и партнеров №13220 от 11.03.2011 [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: http://www.1c.ru/news/info.jsp?id=13220, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Коммутатор [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Коммутатор, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Коммутационная панель https://ru.wikipedia.org/wiki/Коммутационная панель, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Кульгин М.В. Компьютерные сети. Практика построения. Для профессионалов. - СПб: Питер, 2003.

9.Максимов Н.В., Попов И.И. Компьютерные сети: Учебное пособие - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. - 336 с.

.Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. - СПб: Питер, 2001.

.Структурированные кабельные системы. Стандарты, компоненты, проектирование, монтаж и техническая эксплуатация / Семенов А.Б., Стрижаков С.К., Сунчелей И.Р. - М.: КомпьютерПресс, 1999. - 488 с.

.Сетевая розетка [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сетевая_розетка, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Сетевая топология [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Сетевая_топология, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Телекоммникационная стойка [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Телекоммникационная_стойка, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Телефонный кабель [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Телефонный_кабель, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Топология сетей [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: http://blogsisadmina.ru/seti/topologii-setej.html, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

.Учебник информатики / Подготовлен на кафедре физики твердого тела ПетрГУ [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: http://dssp.petrsu.ru/p/tutorial/informatics/chapter4/9/4.htm, свободный. Яз.рус. (дата обращения 26.03.2016).

.ЭлЖур v4. Электронный журнал для школы [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: http://eljur.ru/, свободный. Яз.рус. (дата обращения 16.03.2016).

.Ballov.net. Система электронных журналов [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: http://www.ballov.net//, свободный. Яз.рус. (дата обращения 16.03.2016).

.Registered Jack [Электронный ресурс] / Электрон. дан. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Registered_Jack, свободный. Яз.рус. (дата обращения 30.03.2016).

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.