2
Оглавление
Введение ....................................................................................................................................................... 4
1 Теоретическая часть ................................................................................................................................. 7
1.1 История развития ИТ- инфраструктуры предприятий ...................................................................... 7
1.2 Типовые решения разработки IT инфраструктуры .......................................................................... 38
1.3 Принципы выбора аппаратного и программного обеспечения ...................................................... 40
1.4 Нормативные документы по разработке проекта компьютерной сети .......................................... 44
1.4.1 Определение структурированной кабельной системы ................................................................. 45
1.4.2 Преимущества структурированных кабельных систем ................................................................ 46
1.4.3 Международные стандарты ISO/IEC 11801 и ISO 16484-5 .......................................................... 47
1.4.4 Классификация прикладных систем и классификация кабельных систем ................................. 49
1.4.5 Идея и история протокола BACnet ................................................................................................. 50
1.4.6 Протокол BACnet ............................................................................................................................. 51
1.4.7 Математическая модель................................................................................................................... 52
1.5 Анализ литературных источников и электронных ресурсов, посвященных разработке проекта
компьютерной сети ................................................................................................................................... 54
1.5.1 Структура СКС ................................................................................................................................. 55
1.5.1.1 Функциональные элементы .......................................................................................................... 55
1.5.1.2 Кабельные подсистемы ................................................................................................................. 55
1.5.2 Общая структура СКС ..................................................................................................................... 57
1.5.2.1 Размещение распределительных пунктов ................................................................................... 57
1.5.2.2 Интерфейсные места кабельной системы ................................................................................... 57
1.5.3 Объекты BACnet ............................................................................................................................... 58
1.5.4 Транспортный уровень BACnet ...................................................................................................... 61
1.5.5 Концепция BVLL ............................................................................................................................. 63
1.5.6 Интерфейс глобальных сетей .......................................................................................................... 64
1.5.7 Магистральная подсистема ............................................................................................................. 64
Выводы по разделу .................................................................................................................................... 65
2 Организация и проектирование КС центра ......................................................................................... 67
2.1 Технические требования к подсистемам СКС ЛВС ......................................................................... 67
2.1.1 Требования в вертикальной подсистеме ........................................................................................ 72
2.1.2 Требования к горизонтальной подсистеме .................................................................................... 72
2.1.3 Требования к центральной подсистеме управление ..................................................................... 74
2.1.4 Требования к оборудованию ЛВС .............................................................................................. 74
2.1.4.1 Организация серверной комнаты................................................................................................. 74
2.1.4.2 Организация центров коммутации .............................................................................................. 74
2.1.4.3 Активное оборудование ................................................................................................................ 75
2.1.5 Требования к источникам бесперебойного питания ................................................................. 75
2.1.6 Требование к архитектуре ЛВС компании .................................................................................... 76
2.1.7 Требования к системе учета и контроля сетевого трафик сетью ................................................. 78
Интернет..................................................................................................................................................... 78
2.2 Рекомендации по администрированию локальной компьютерной и телефонной сетей в
рамках структурированной кабельной системы на основе протокола BACnet .................................. 79
2.3 Выбор программное обеспечение для работы с BACnet ................................................................. 82
2.3.1 BACtalk для Windows ...................................................................................................................... 82
2.3.2 VisualLogic ........................................................................................................................................ 83
2.3.3 WEBtalk ............................................................................................................................................. 83
2.4 BACnet и системы безопасности ....................................................................................................... 84
2.4.1 Системы пожарной безопасности ................................................................................................... 85
3
2.4.2 Контроль доступа ............................................................................................................................. 87
2.5 Обеспечение безопасности информации в структурированной кабельной системе .................... 89
Выводы по разделу .................................................................................................................................... 90
3 Экономическая часть ............................................................................................................................. 91
3.1 Оценка экономического эффекта от внедрения проекта ................................................................. 91
3.2 Расчет затрат на разработку проекта ................................................................................................. 92
3.2.1 Затраты на материалы ...................................................................................................................... 93
3.2.2 Затраты на заработную плату исполнителей ................................................................................. 93
3.2.3 Затраты на амортизацию оборудования ......................................................................................... 94
3.2.4 Затраты на электроэнергию ............................................................................................................. 95
3.2.5 Затраты на услуги сторонних организаций ................................................................................... 95
3.2.6 Накладные расходы .......................................................................................................................... 95
3.2.7 Расчет сметы затрат ......................................................................................................................... 95
3.3 Оценка стоимости внедрения проекта .............................................................................................. 96
3.4 Расчет срока окупаемости сети .......................................................................................................... 98
3.5 Основные техникоэкономические показатели ................................................................................. 98
Выводы по разделу .................................................................................................................................... 99
Заключение ................................................................................................................................................ 99
Список литературы ................................................................................................................................. 102
Приложение А - Раздел по охране труда и технике безопасности ..................................................... 104
А.1 Характеристика производственного объекта ................................................................................ 104
А.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов ............................................................ 105
А.3 Расчет показателей безопасности опасных и вредных производственных факторов и расчет
показателя безопасности для рабочего места в целом......................................................................... 108
А.3.1 Расчет параметров температуры воздуха рабочей зоны ............................................................ 109
А.3.2 Расчет параметров относительной влажности воздуха рабочей зоны ..................................... 111
А.3.3 Расчет шума ................................................................................................................................... 113
А.3.4 Расчет освещённости производственных помещений ............................................................... 116
А.3.5 Расчет значения напряжений прикосновения и токов, протекающие через тело человека при
аварийном режиме электроустановки ................................................................................................... 123
А.4 Расчет показателя безопасности рабочего места........................................................................... 125
Выводы по разделу .................................................................................................................................. 125
Приложение Б – Листинг программного обеспечения ........................................................................ 127
4
Введение
Современное здание насыщено множеством кабельных разводок и
информационных сетей, среди которых: телефонная система, локальная
компьютерная сеть, сеть кабельного телевидения, системы пожарной и
охранной сигнализации, даже контроль климатических параметров внутри
здания.
Кабельные системы являются той «базой» на котором строятся все
основные компоненты информационно-вычислительных комплексов
предприятий и организаций. Грамотная организация кабельной системы
здания является одной из ключевых задач создания интеллектуальных систем
и определяет надежность функционирования всех служб и подразделений
корпорации. Именно поэтому при создании кабельной системы здания
необходимо, чтобы она была бы такой же капитальной, как и само здание. В
то же время именно кабельные системы в первую очередь затрагивают
изменения в новых технологиях передачи данных, сетевых и
коммуникационных стандартах, моделях оборудования и версиях
прикладных программ, из-за которых приходится постоянно
модернизировать или даже полностью заменять всю слаботочную проводку.
Решение практически всех перечисленных выше проблем было
найдено с появлением на рынке СКС - структурированных кабельных
систем.
Структурированная кабельная система — физическая основа
инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество
сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные
вычислительные и телефонные сети, системы
безопасности, видеонаблюдения и т. д. Как правило, эти сервисы
рассматриваются в рамках определенных служб предприятия.
Задача СКС - удовлетворение потребностей всех потенциальных
пользователей системы СКС весь срок существования здания без переделки
или расширения кабельной сети.
5
Благодаря такому подходу к инфраструктуре здания, особенно на
стадии разработки СКС, возможно создание интегрированной системы,
полностью прозрачной для пользователей и не зависящей от используемых
приложений.
Структурированная кабельная система на основе протокола BACnet
— это гораздо больше, чем просто кабели или соединение воедино всех
компонентов системы. Разнообразные технологии, архитектуры и
приложения, голосовые, информационные данные, передача видео
изображений и контрольных сигналов, системы контроля доступа,
сигнализации, видеонаблюдения — все должно совмещаться и действовать
как единое целое [1].
Цель работы разработка проекта управления ИТ-структурой
предприятия АО «МСК Энерго». В данной работе рассматриваются все
этапы проектирования структурированной кабельной системы в
административном здании предприятия АО «МСК Энерго» на основе
протокола BACnet, главная цель которого — стандартизировать
взаимодействие между устройствами систем автоматизации зданий от
различных производителей, позволяя вести обмен информацией и
совместную работу оборудования.
Для решения поставленной цели предстоит выполнить следующие
задачи:
1 Составить модель структурированной кабельной системы для
здания на основе протокола BACnet
2 Необходимо выполнить обеспечение здания следующими
системами:
- внутренняя компьютерная сеть и сети бесперебойного и
стабилизированного электропитания, объединенные в СКС,
- коммутатор локальной компьютерной сети;
- сервер локальной компьютерной сети;
- контроль доступа;
6
- система сингнализации;
- система видеонаблюдения;
- система автоматического контроля уровня освещенности;
- система бесперебойного и стабилизированного электропитания;
- система контроля микроклимата.
3 Необходимо применение протокола
Объект исследования является АО «МСК Энерго».
Предметом исследования является проект управления ИТ-структуры
предприятия.
Стурктурно выпускная квалификационная работа состоит из
введения, трех глав, заключения, списка литературы, приложения.
7
1 Теоретическая часть
1.1 История развития ИТ- инфраструктуры предприятий
Локальные вычислительные сети
Это группа ЭВМ и периферийного оборудования, объединенные одним
или несколькими каналами передачи информации в пределах одного или
нескольких, расположенных рядом друг с другом, зданий. ЛВС служит для
выполнения взаимосвязанных информационных задач, а также для
совместной работы с объединенными вычислительными ресурсами[1].
В настоящее время наиболее популярные, в использовании на
предприятиях, сети являются локальные вычислительные. Их основная
задача является обеспечение доступа к разделяемым и общим (сетевым)
ресурсам и программам. С помощью ЛВС сотрудники предприятий
оперативно обмениваются информацией [2].
ЛВС обеспечивают следующие возможности
1. Распределение данных. Хранение данных на одном ПК и
возможность пользоваться ими с рабочих станций.
2. Распределение ресурсов (технических и информационных).
-логические диски
-папки и каталоги
-подключенные устройства ПК (принтеры, модемы)
3. Распределение программ.
4. Обмен сообщениями по электронной почте.
ЛВС отличаются по нескольким типам управления:
ЛВС рабочих групп. Такие сети состоят из нескольких связанных
компьютеров и работают под управлением одной операционной системы.
Обычно в такой сети, обязательно присутствуют сервер печати и файл-
сервер.
ЛВС отделов или структурных подразделений. Более сложные ЛВС,
имеют возможность содержать десятки компьютеров. Так же в таких сетях
имеются сервер печати, файл-сервер и сервер баз данных (БД).
8
ЛВС предприятий. Данные ЛВС содержат свыше 100 компьютеров и
множества серверов[3].
Сети также распределяются по значению:
вычислительные сети предназначены для расчетных работ;
информационно-вычислительные сети предназначены, не только для
расчетных работ, но и для предоставления информации;
информационно-управляющие сети управляют объектами на основе
полученной информации.
По типам компьютеров сети делятся:
Однородные сети. Это сети, содержащие одинаковые компьютеры и
системное программное обеспечение;
Неоднородные сети. Это сети, содержащие системное программное
обеспечение и разные типы компьютеров.
Также сети можно выделить по типу администрирования.
ЛВС, в которых используется централизованное управление. Для
осуществления сети данной сети используются выделенные серверы.
Строятся по принципу архитектуры "клиент-сервер". т.е. выделяя в сети
клиенты и серверы.
ЛВС, которые строятся без централизованного управления. Также
именуемые децентрализованные или одно ранговые сетями. Она построена
на модели peer-to-peer. Каждый компьютер может быть как клиентом, так и
сервером[13].
1. топология "шина";
2. топология "звезда";
3. топология "кольцо";
4. топология "дерево".
Основные типы архитектур ЛВС:
1. Ethernet;
2. Arcnet;
3. Token ring;
9
4. FDDI.
Выбор типа ЛВС имеет зависимость от требований пользователя и
материальных затрат.
Локально-вычислительная сеть (LAN) Это транспортная система
передачи данных предприятия. По LAN проходит весь внутренний
информационный трафик. Очень важно правильно выстроить структуру сети
и систему маршрутизации [4].
При проектировании LAN учитываются разные факторы
1. Количество существующих пользователей сети;
2. Объем информационных потоков;
3. Расширение сети в будущем.
4. По этим факторам разрабатывается топология сети, на основе
которой проектируется ЛВС.
Построение ЛВС
Сети, в основном делятся по типу администрированию. Это локальная,
распределённая, городская глобальная сеть. Пользователь, управляющий
сетью называется сетевой администратор.
Компьютеры соединяют друг с другом, с помощью: медных
проводников (витая пара), через радиоканал или оптических
(оптоволоконные кабели) или, используя беспроводные технологии. Связи
через кабели осуществляются через Ethernet, в случае беспроводных связей -
через Wi-Fi, Bluetooth и другие средства[5].
Оборудование ЛВС делится на:
1. активное - коммутаторы, маршрутизаторы.
2. пассивное - кабели, кабельные каналы и др.
Большинство локальных сети построены на технологиях Wi-Fi либо
Ethernet. В локальных сетях используется простая маршрутизация, чаще
всего статическая или динамическая.
Адресация
10
В локальных сетях, которые основаны на протоколе IPv4, могут быть
использованы специальные адреса.
10.0.0.0—10.255.255.255;
172.16.0.0—172.31.255.255;
192.168.0.1—192.168.255.255.
Данные адреса не имеют доступа из Интернета, они называются
частными, локальными (серыми) или внутренними. Использование серых
адресов понадобилось из-за широкого распространения IP протокола
приведший к дефициту адресов. Таким образом, локальные адреса в разных
локальных сетях могут быть одинаковыми, потому как в других сетях, с
помощью некоторых технологий, адрес внутреннего узла меняется или
скрывается, за пределами своей сети. Основными технологиями,
позволяющие подменить или скрыть адрес и подключиться к глобальной
сети являются NAT или прокси. Если в одной IP-подсети локальной сети есть
более одного компьютера с одинаковыми IP-адресами возникает конфликт
IP-адресов. Для решения такой проблемы используется протокол DHCP,
автоматически обеспечивающий IP адрес и все необходимое для работы в
сети[6].
Сети Интранет - это внутренняя частная сеть организации (частный
интернет). Они созданы на использовании IP протокола для совместного
пользования определенной информацией внутри организации. Чаще всего
это внутренний сайт самой организации, но также это могут быть всякого
рода списки, например сотрудников, телефонов, клиентов и т.д.
Составляющими Intranet являются веб-серверы. Они предназначены для
динамической и статической вставки информации. Интранет имеет ту же
архитектуру и стек протоколов что и интернет. Существует также сеть
Экстранет, в ней, в отличии от Интранета, могут получить доступ клиенты и
другие пользователи, утвержденные руководством[7].
Достоинства Интранет:
11
1. Обеспечивает высокую производительность при совместной
работе
2. Быстрая рассылка данных в компании
3. Возможность изменения бизнес схем
4. Легки доступ к данным сотрудникам компании
Недостатки
1. Может быть легко взломана
2. Легкий доступ к данным может привести к утечки информации
на территории самой компании
3. Большие расходы на разработку, улучшение и
администрирование.
Рассмотрим типы и характеристики ЛВС ниже.
ЛВС – есть система распределенной обработки данных, которая
охватывает небольшую территорию (диаметром до 10 км) внутри вузов,
банков, офисов и тому подобное В обобщенной структуре сети выделяются
совокупность абонентских узлов, или систем (их число может быть от
десятков до сотен), серверов и коммуникационная подсеть (КП).
Главными компонентами сети являются кабели (или другими словами
передающие среды), рабочие станции (или АРМ пользователей сети), платы
интерфейса сети (или сетевые адаптеры), серверы сети.
В качестве рабочих станций (PC) в ЛВС обычно применяются
персональные компьютеры (ПК). На PC пользователи сети реализуют
прикладные задачи, выполнение которых связано с вычислительным
процессом.
Серверы сети представляют собой аппаратно-программные системы,
которые выполняют функции управления распределением сетевых ресурсов
общего доступа, имеющие возможность работать и как обычная абонентская
система. Как аппаратная часть сервера применяется достаточно мощный ПК,
большая ЭВМ, мини ЭВМ, или компьютер, который спроектирован
специально как сервер. В ЛВС может быть несколько различных серверов