Проектирование беспроводного сегмента сети для предприятия, предоставляющего гостиничные услуги

прд – эквивалентная излучаемая мощность передатчика; Sч.пр – чувствительность приемника;GА.прд – коэффициент усиления антенны передатчика, GА.прд: DL = 18 дБи, UL = 0 дБи;LФ.прд – потери в фидерном тракте передатчика, LФ.прд: DL = 0,3 дБ;Мпрон – запас на проникновение сигнала в помещение для сельской местности, Мпрон = 15 дБ;Mпом – запас на помехи. Мпом определяется по результатам расчета системного уровня в зависимости от нагрузки в соседних сотах; значение Мпом соответствует нагрузке в соседних сотах 70%. Mпом: DL = 6,4 дБ; UL = 2,8 дБ;Gхо – выигрыш от хэндовера. Gхо = 1,7 дБ.OL=24 дБ – параметр, учитывающий затухание сигнала в стенах и перегородках помещения. Значение для стен толщиной до 7 см и перегородок из гипсокартона[18]Pэиим.прд рассчитывается по формуле: (2.33)где Рвых.прд – выходная мощность передатчика. Рвых.прд в линии «вниз» (DL) в Wi-Fi зависит от ширины полосы частот сайта, которая может колебаться от 1,4 до 20 МГц. В пределах до 5 МГц рационально выбрать передатчики TRX мощностью 20 дБм, Рвых.прд: DL = 20 дБм, UL = 20 дБм.Для линии DL:Pэиим.прд = 20 + 3 = 23 (дБм),Для линии UL:Рэиим.прд = 20 (дБм).Sч.пр рассчитывается по формуле: (2.34)где Ртш.пр - мощность теплового шума приемника, Ртш.пр: DL = -114,4 дБм, UL = -103,4 дБм;Мосш.пр – требуемое отношение сигнал/шум приемника. Значение Мосш.пр взято для модели канала «EnhancedPedestrianA5». Мосш.пр: DL = -0,24 дБ; UL = 0,61 дБ;Lпр – коэффициент шума приемника, Lпр: DL = 7 дБ, UL = 2,5 дБ;Для линии DL:Sч.пр = -114,4 + (-0,24) + 7 = -107,64 (дБм),Для линии UL:Sч.пр = -103,4 + 0,61 + 2,5 = -100,29 (дБм).С учетом полученных результатов, рассчитаем значение МДП:Для линии DL:LМДП = 23 – (-107,64) – 15 – 6,4 – 8,7 – 1,7 -24= 74,2 (дБ),Для линии UL:LМДП = 23 – (-100,29) + 3 – 0,4 – 15 – 6,4 – 8,7 + 1,7-24 = 75,2 (дБ).Для определения дальности связи воспользуемся графиком на рисунке 2.4. Если на участке максимальное системное усиление равно 75,2 дБм, то максимальный радиус зоны покрытия БС порядка 100 м.Рисунок 2.4 – Зависимость дальности распространения сигнала от уровня усиления.Моделирование распространения сигнала в помещениях гостиницы представлено в приложении 1. Результаты моделирования позволяют сделать вывод, что использование данного количества точек доступа позволяет реализовать беспроводную сеть на территории гостиницы без зон с низким уровнем сигнала.Исследование и тестирование реализованной беспроводной сети, поскольку она выполнена с использованием оборудования гостиницыCisco, произведем в программе CiscoPacketTracer. Цель анализа – изучение прохождения пакетов по сети, а также проверка работоспособности сети, качества обслуживания и защищенности пересылаемых клиентских данных от других клиентов сети. Для исследования была выбрана команда ping, с ее возможностью отправлять пакеты разного размера, а также помечать их необходимыми битами в заголовке пакета [24].Исследование VLAN туннеля проходило в несколько этапов:Исследование прохождения пакетов по сети из одного кабинета клиента в другой.Исследование влияния повреждения одного из кабелей провайдера на прохождение пакетов между клиентами.Исследование прохождения пакетов в сети при загруженности одного из участков сети провайдера.Исследование прохождения пакетов в сети при использовании одного и того же канала двумя разными клиентами.Рисунок 2.5 – Анализ функционирования сети в CPTПосле того как оборудование подключено и настроено(указаны IP-адреса, прописаны таблицы маршрутизации, указана принадлежность портов к VLAN) необходимо проверить правильность настройки. Для этого воспользуемся командой ping. Для реализации сетевой безопасности сеть разделяется на VLAN и подсети, которые объединены только через маршрутизатор, на котором настроены политик доступа из одной подсети в другую. Чтобы этого избежать требуется создать и реализовать такую сетевую политику, которая обеспечит требуемый уровень безопасности и не создаст помех в работе сотрудников. Логическая структура сети построена на основе количества отделов организации. Второй и третий этажи комплекса содержат группы пользователей каждого из отделов. Для отделов выделяются VLAN2 и VLAN3, организующие логическое соединение портов рабочих мест помещений отделов с помощью нетегированных портов стекированных коммутаторов, расположенных в телекоммуникационных шкафах второго и третьего этажей. Для пользователей точек беспроводного доступа выделяется VLAN4, который также организуется с применением нетегированных портов коммутатора, предназначенных для подключения точек доступа. Принадлежность серверов соответствующих рабочих групп виртуальным сетям VLAN2-4 также обеспечивается путем настройки нетегированных портов коммутаторов аппаратной первого этажа.VLAN1 используется для управления сетевыми устройствами.Для передачи трафика нескольких VLAN между сегментами сети применяются транки, настроенные на портах магистральных соединений.Каждый отдел будет выделен в отдельный VLAN. Таким образом мы ограничим широковещательные домены. Также введём специальный VLAN для управления устройствами/Пример настройки VLAN на коммутаторе Cisco в программе CiscoPocketTracer представлен на рисунках 2.6 -2.7Рисунок 2.6 – Настройка VLANРисунок 2.7 – Задание номера VLAN для отдельного порта коммутатораОбеспечение отказоустойчивостиВ данной ЛВС отказоустойчивость реализуется за счет избыточных связей и дублирования сетевых устройств на уровне ядра сети и уровне распределения. Кроме повышения отказоустойчивости резервирование и дублирование повышает производительность работы всей сети.Сокращение области, затрагиваемой при возникновении разнообразных проблем с неисправным или неверно настроенным оборудованием, обеспечивается специализированными протоколами (Spanning Tree на уровне 2 и протоколами динамической маршрутизации на уровне 3)Пример настройки динамической маршрутизации представлен в приложении.3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯЧАСТЬПосле того, как поставлены основные задачи, мы можем приступить к расчету первого этапа модернизации, а именно – осуществим расчет затрат на установку и дальнейшую техническую поддержку проекта.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:рассмотреть основные принципы и технологии корпоративных ВС;разработать техническое задание на построение сети;разработать проект сети предприятия;обеспечить механизмы управления, повышения качества и надежности корпоративной сети;выполнить расчет технико-экономической эффективности от реализации проекта сети.3.1 Расчет технико-экономической эффективности от внедрения проектаПосле утверждения заказчиком предложенного решения, закупкой и поставкой на предприятия необходимого оборудования наступает этап монтажных работ. На данном этапе рабочие комплектуются необходимыми инструментами. После чего приступают уже к реализации разработанного проекта. Системным администратором после окончания процесса установки были проведены ряд проверок, включая проверку совместимости оборудования, наличие неисправностей и некорректной работы в сети не обнаружились, а также установлено и настроено всё программное обеспечение.Сметная стоимость проекта. Общее число денежных средств, которые необходимы для реализации данного проекта могут быть представлены в виде двух частей, прямых и косвенных затрат.Определение конечных затрат средств на покупку оборудования состоит из стоимости самого оборудования, затрат на приобретения программных продуктов, а также других дополнительных средств, используемых в ходе проводимой модернизации. Вычисление данных затрат сведено в таблицах 3.2 – 3.6.Таблица 3.2–Затраты на материалыНаименование материалаОбщее число, шт.Цена за ед., руб.Сумма затрат, руб.Cisco WS-C2960-24TC-L343 000129000Cisco WS-C6500-X-12S2167500335 000Cisco ASR1001X179 70079 700Cisco ATA 18610480048 000CерверCisco USC C220 M5379450317 800Точка доступа Cisco AIR-AP1815I1028750287500ИТОГО:1 124 500Таблица 3.3– Дополнительные расходыНаименованиеЕд. измеренияКол-воЦена, рубСумма, рубБумага листов5000:20100Расходный материал к принтерушт1780780Канцелярскиепринадлежности---700Компакт дискишт.520100Прочие расходы---150Всего: 1830Таблица 3.4 –Стоимость машинного времениВид работТребуемое кол- во часовСтоимость часа машинного времени, руб/час Сумма, руб Разработка логической структуры сети136203720Оптимизацияструктуры2420480Окончательнаяобработка1620320Разработка АРМ236204720Всего :9240Стоимость машинного часа определяется по в размере 20 руб/час [14].Таблица 3.6 – Расчет основной заработной платыИсполнительТрудоемкостьДолжностнойокладОсновная заработная плата за выполнения модернизации, рубЧеловекодниЧеловекочасыЗа 1 часТехнолог22,1176,992:316327,87Инженер15,4123.187.910820,49электроникМеханик ВЦ20,4163101,216495,6Инженер29,523693.422042,4программистВсего:65686,36Следовательно, рассчитанный размер заработной плата используемому персоналу равен 65686,36 руб. При этом, размер премии в отношении 20 % к общей сумме заработной составляет 13137,27 рублей. Итоговый размер фонда оплаты труда равен сумму основной и дополнительной зарплаты и составляет 78823,63 рублей. Таблица 3.6 – Отчисления в фондыВид налогаПроцентная ставка(%)СуммаФонд обязательного медицинского страхования5,14020,0Пенсионный фонд2217341,2Фонд социального страхования2,92285,9Страховые бзносы от несчастных случаев0,7551,8Всего:30,924198,9Таблица 3.7 – Сметная стоимость проектаВид налогаПроцентная ставка(%)СуммаЗатраты на материалы90,791124500Дополнительные расходы0,151830Стоимость машинного времени0,759240Основнаязаработная плата 5,3065686,36Премия1,0613137,27Отчисления в фонды1,9524198,9Всего:1001238592,53Следовательно, конечная стоимость проекта составляет 1238592,53 руб.Расчет годового экономического эффекта и окупаемости проекта.Оценка экономической эффективности данного проекта по модернизации может быть определена через отношение величины общих затрат на реализацию данной КС к величине прибыли, которая может быть получена в результате выполненных действий. Таким образом, общее число средств, которые были потрачены на модернизацию и конфигурацию новой системы , а также итоговая прибыль, которую компания сможет реализовать после проведенной модернизации представляют собой показатели экономической эффективности.Расчет ожидаемого эффекта от внедрения IP-телефонии.В этом случае расчет несколько сложный, поскольку модернизация влияет на структурные подразделения, производственные задачи которых далеко не одинаковы. Для простейшего расчета используем усредненные значения. Ориентировочная стоимость разработки составляет 1238592,53 руб.Таблица 3.8 – Сравнительная таблица производительности работниковМы составим сравнительную таблицу производительности работников к модернизации (С1) и после нее (С2). Ожидается, что время, потраченное на операции после модернизации, сократится на 5-10%. [14] В расчетах берем значение 7%.Ежегодные сбережения (прибыль) в пересчете к модернизации и после модернизации:Egod = (C1-C2) ∙ Kd ∙ Km = (50880-47318.4) ∙ 21 ∙ 12 = 897523,2 рублей,где С1 = 50880 руб. - финансовые расходы за год до модернизации;С2 = 47318,4 руб. - финансовые расходы в год после модернизации;Kd = 21 - ориентировочное общее число рабочих дней в месяц:Km = 12 - общее число месяцевEgod - годовая экономия (прибыль).Коэффициент экономической эффективности капитальных вложений найдем по формуле:E = Egod / SSR (3,32)Е = 897523,2 / 1238592,53 = 0,725,где Е = 897523,2 руб. - коэффициент экономической эффективности капитальных вложений,SSR = 1238592,53 руб. - сметная стоимость разработки, руб.Период окупаемости в годах капитальных вложений:T = SSR / Egod (3,33)Т = 1238592,53 / 897523,2 = 1,38 года.Чтобы определиться с возможностью внедрения IP-телефонии, мы используем приведенные выше критерии как оценочные. Должны выполняться следующие неравенства:E> En; (3,34)Т <1 / Эн;где En - стандартный коэффициент окупаемости для предприятия, принят равным 35%.0,725> 0,35;1,38 <1 / 0,35 = 2,85;Все неровности выполняются, что указывает на соответствующее использование инвестиций.Вывод по экономической частиМодернизация и автоматизация ЛВС способны оказать следующий эффект:централизованное управление;уменьшение трудозатрат;выгрузка данных о движении д/с в 1С бухгалтерию;повышение производительности труда персонала благодаря упрощению работы: все операции линейного персонала автоматизированы; сотрудники работают под объективным контролем, без ошибок и с максимальной отдачей;снижение уровня злоупотреблений со стороны персонала; уменьшение затрат на сервисное обслуживание. ЗАКЛЮЧЕНИЕВ настоящей ВКР была спроектирована беспроводная вычислительная сеть на примере гостиницы «Теплый дом», которая находится на полуострове Крым.В работе выполнен тщательный анализ существующей инфраструктуры гостиницы. Были оценены характеристики существующего функционального оборудования и проведена оценка возможности его использования в новой структуре сети, проведен анализ входящего и исходящего сетевого трафика. Беспроводная сеть является актуальным требованием посетителей, которое выдвигается при выборе гостиницы в настоящее время. Повсеместное использование информационных технологий требует обеспечение возможности выхода в сеть интернет не только в рамках профессиональной деятельности, но также и во время проживания и отдыха в гостинице В работе решены также следующие задачи:Исследована структура организации.Рассчитаны затраты на оборудование, инструменты, комплектующее.Разработана адресация компьютерной сети.Вся сеть была спроектирована в программе CiscoPacketTracer.Эти решения, технологии построения ЛВС, а также подобранное оборудование для реализации сети позволили создать компьютерную сеть, отвечающую всем требованиям надежности, безопасности, масштабируемости и сложности. Важными среди полученных результатов являются возможность дальнейшего расширения сети и высокая производительность, что немаловажно с учетом быстро растущих требований гостиницы и растущего объема передаваемой информации.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВГольдштейн Б. С. Сети связи. Учебник для ВУЗов / Гольдштейн Б. С., Соколов Н. А., - М.: Санкт-Петербург: БХВ- Петербург, 2015. - 400 с.Гришенцев А.Ю. Цифровые системы широкополосной связи. Часть 1. Введение в пространства и методы преобразования сигналов. Учебное пособие. — СПб: Университет ИТМО, 2019. — 72 с.Давыдов Е.Б., Парамонов А.И., Шапаренко Ю.М. Проектирование телекоммуникационных систем и сетей. Курсовые работы. — СПб.: Университет ИТМО, 2017. — 28 с.Корольков А.П., Погребов С.А., Онов В.А., Байбаков М.Н. Основы построения систем беспроводной передачи данных. Учебное пособие. — СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2017. — 108 с.Платунова С. М, Елисеев И.В., Авксентьева Е.Ю. Ethernet switches L2&L3. Проектирование, настройка, диагностика сетей передачи данных. Учебное пособие. — Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2018. — 87 с.Росляков А.В. Сети связи. Самара : Изд-во ПГУТИ, 2017. — 166 с.Росляков А.В. Системы коммутации. Самара : Изд-во ПГУТИ, 2017. — 144 с.Сазонова С.А., Колодяжный С.А., Сушко Е.А. Автоматизированные системы управления и связь. Саратов: Профобразование, 2019. — 171 с.Ватаманюк А.И. «Создание, обслуживание и администрирование сетей». – СПб.: Питер, 2010 г. 232с.Кенин А.В. «Самоучитель системного администратора». СПб.: БХВ-Петербург, 2006 г. 325 с.: ил.Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия/ М. Кульгин. – СПб.:Питер, 2014. – 704с. Эрганова Н. Е. Практикум по методике построения телекоммуникационных сетей : учеб. пособие / Н. Е. Эрганова. - Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед.ун-та, 2011. - 89 с.Хорев, П. Б. Программно-аппаратная защита информации : учебное пособие / П.Б. Хорев. – М.: Форум, 2014. – 352 с. Бабаш, А.В. Информационная безопасность / А. В. Бабаш, Е. К. Ба-ранова, Ю. Н. Мельников. – М.: КноРус, 2014. – 136 с. Виснадул Б.Д. Основы компьютерных сетей : Учебное пособие / Б.Д. Виснадул, С.А. Лупин, С.В. Сидоров.; Под ред. Л.Г.Гагариной – М.: ИД ФОРУМ: НИЦ Инфра-М, 2014. – 272 с. Синицын Ю.И., Ряполова Е.И., Галимов Р.Р. Сети и системы передачи информации. Учебное пособие к практическим и лабораторным работам. — Оренбург: ОГУ, 2017. — 189 с. — ISBN 978-5-7410-1886-6Проф. кэн Л.А. Сафонова, Г.Н. Смоловик. Экономическая эффективность инвестиционных проектов. Методология и инструментарий оценки. Монография - Новосибирск: СибГУТИ. - 2007 г. - 160 с.Гольдштейн А. А. SOFTSWITCH. / Гольдштейн Б. С. - М.: Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2006. - 365 с.Эрганова Н. Е. Широкополосная связь : учеб. пособие / Н. Е. Эрганова. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 160 с.Эрганова Н. Е. Практикум по методике построения телекоммуникационных сетей : учеб. пособие / Н. Е. Эрганова. - Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед.ун-та, 2011. - 89 с.Электронные ресурсы.Коммутатор Cisco WS-C3560L-48PQ-LL [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.kns.ru/product/kommutator-cisco-ws-c3560l-48pq-ll/Документация по настройке оборудования фирмы Cisco. http:// www.cisco.comКоммутатор Cisco WS-C3650-48TQ-L [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://market.yandex.ru/product--kommutator-cisco-ws-c3650-48tq-l/12477772