Создание домашней локальной информационной сети (типизация решений)

Гусева А. (11 класс), группа сектора НИТ МГДД(Ю)Т

Руководитель: доц. каф. ТИССУ, педагог сНИТ МГДД(Ю)Т, к.т.н. С.Н. Ковалёв

Постановка задачи. Дано: трехкомнатная квартира; в комнате номер 1 размещены два ноутбука, один стационарный компьютер и телефонная розетка, через которую осуществляется подключение к Интернету с использованием технологии ADSL. В комнате номер 2 расположены ноутбук и принтер, подключаемый к сети, минуя ком­пьютер. В 3 комнате размещены нетбук и стационарный компьютер.

Необходимо:

1. спроектировать локальную сеть, объединяющую все 3 комнаты;

2. выполнить рациональное подключение оборудования, обеспечи­вающее требуемый уровень мобильности подключения устройств;

3. учесть возможное подключение нового оборудования и новых або­нентов к уже имеющейся сети или замену старого оборудования.

Цель работы: создание «домашней» локальной сети.

Основными требованиями при создании «домашней» локальной сети, являются:

• совместная обработка информации;

• совместное использование файлов;

• централизованное резервное копирование всех данных;

В сети не предполагается постоянное разделение пользователей на группы, поэтому выгодно будет использование только двух уровней при­оритета: пользователь и администратор.

Пользователь будет иметь ровно столько прав, сколько даст ему ад­министратор перед началом или во время работы. В основном права пользователей задаются после начала полного функционирования сети.

Администратор имеет доступ ко всем сетевым ресурсам, в том числе доступ к Интернету, сетевым принтерам и папкам, а так же может распре­делять права между пользователями.

Управление правами пользователей осуществляется с помощью про­граммы Remote Administrator. Radmin работает в нескольких режимах: пе­редача файлов, полное управление, только просмотр, телнет и выключе­ние. Есть встроенный файловый менеджер, при помощи которого файлы передаются с одного ПК на другой. Программа ведет статистику исполь­зуемого трафика и может шифровать данные.

При помощи Radmin можно управлять как одним удаленным компью­тером, так и сразу несколькими. Причем, для каждого можно установить свой пароль. Если требуется обеспечить повышенный уровень безопасно­сти, можно принять дополнительные меры предосторожности: включить защиту от перебора пароля и составить список запрещенных IP-адресов. Также программа позволяет администратору производить удаленную на­стройку ПК в случае сбоя в работе компьютера пользователя.

Выбор конфигурации сети производится на основании критериев: быстродействие; надёжность; стоимость; информационная безопасность.

Перечисленным критериям отвечает конфигурация сети, характери­стики которой приведены в таблице 1.

Таблица 1

Компонент	Реализация
Топология	Комбинированная
Архитектура	Одноранговая
Линия связи	Кабельная: витая пара 100Base TX; Беспроводная: радиоканал Wi-Fi 802.11.g Проводная: электропроводка силовой сети
Технология сети	ADSL/ADSL2; IEEE 802.11g; Powerline
Сетевые адаптеры	ADSL/ADSL2+Wi-Fi роутер стандарта 802.11g 54Мбит/с + IP-TV
Совместное использование периферийных устройств	Сетевой принтер; возможность подключения цифрового телевидения
Поддерживаемые приложения	E-mail, SQL Server 2000

В создании сети используется комбинированная топология, включающая топологию «звезда» для стационарных компьютеров и «общая шина» для ноутбуков, нэтбуков и некомпьютерного оборудования, использующих технологию Wi-Fi.

В качестве среды передачи данных спецификация l00Base-TX ис­пользует кабель UTP категории 5 или кабель STP Type 1. Максимальная длина сегмента сети в обоих случаях - 100 м. Этот кабель подходит для создания ЛС в домашних условиях. Именно он будет использоваться при соединении модема с телефонной розетки, для соединения отдельных ПК и для подключения ПК к адаптерам powerline.

Технологии сети.

Технология ADSL/ADSL2 - один из популярных видов доступа к сети Интернет или корпоративной сети.

IEEE 802.11х — набор стандартов связи, для коммуникации в бес­проводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Проект стандарта IEEE 802.11g утверждён в октябре 2002 г. Этот стандарт предусматривает использование диапазона частот 2,4 ГГц, обеспечивая скорость передачи до 54 Мбит/с. Эта технология использована для беспро­водного соединения устройств сети.

Для сокращения длины или частичного исключения кабельных сег­ментов, выполненных на витой паре, в проектируемой сети в качестве среды передачи между отдельными устройствами использована силовая электропроводка, существующая в квартире. Подключение устройств к си­ловой сети для передачи данных обеспечивается с помощью адаптеров powerline.

Коммуникационное оборудование сети.

В

Рис.1. D-Link TEW-435BRM

качестве устройства, обеспечиваю­щего подключение проектируемой сети к Интернет, использован ADSL-модем, со­вмещенный с маршрутизатором и точкой доступа Wi-Fi стандарта 802.11g. Модель – D-Link TEW-435BRM (рис.1).

Подобные модемы являются устройст­вами «все в одном» и успешно решают ком­плекс сетевых задач.

С вязь через линию электропередач (PLC –  Power line communication, англ.) – термин, описывающий несколько разных систем для использования линий электропередачи (ЛЭП) для передачи голосовой информации или данных. Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц.

PowerLine-технология открывает новые возможности при реализации идеи «умного дома», где вся бытовая электроника связана в единую информационную сеть с возможностью централизованного управления.

В проектируемой сети для обмена информацией через сеть электропроводки использован PowerLine-адаптер HomePlug AV с портом Ethernet; модель – ZyXEL PLA400; скорость обмена – до 200 Mb/s (рис.2).

Итоговая конфигурация проектируемой сети показана на рис.3.

Подключение проектируемой сети к Internet осуществляется через телефонную розетку. От нее к ADSL-модему проведен телефонный кабель. Компьютер администратора (нетбук в первой комнате) сети подключен к роутеру с помощью витой пары. При этом сохраняется возможность подключения и через беспроводной канал Wi-Fi.

Стационарный компьютер в комнате номер 1 напрямую соединен с модемом витой парой, проложенной под плинтусом по периметру комнаты. Такое соединение не требует сложного монтажа и обеспечивает более быстрый способ доступа в Internet и передачу данных. Ведь при наложении большого количества соседних каналов Wi-Fi друг на друга или в часы сильной загрузки канала, скорость передачи информации заметно снижается. Использование кабельного соединение позволит избежать подобных проблем.

Рис.3. Конфигурация проектируемой сети

Используя PowerLine-модемы для упрощения прокладки линии связи и уменьшения длины кабеля, стационарный компьютер в комнате 3 и ноутбук в комнате 2 подключаются через ЛЭП.

Поскольку все остальные нетбуки и ноутбуки оснащены антеннами Wi-Fi, подключение их к сети осуществляется через беспроводной радиоканал Wi-Fi.

Сетевой принтер удобнее всего подключить через беспроводную сеть, потому что в этом случае печать будет возможна с любого компьютера любой комнаты в любой момент.

Выбранный роутер поддерживает IP-TV. Поэтому телевизор, поддерживающий сетевое подключение, логично подключить к информационной сети через розетку ЛЭП.

Проектное решение в качестве типизируемого использовано в процессе модернизации ОМК сектора НИТ МГДД(Ю)Т дисциплины дополнительного образования детей и юношества «Информсреда образования». Проект представлялся в 2011 году на ежегодной городской конференции «Поиск».

Раздел 03. НТТМ В ДЕЙСТВИИ: МЕТОДОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ, ИНФОРМАЦИОННОЕ И КАДРОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ЦЕНТРУ НИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т 20 ЛЕТ.

ОБ ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ, ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОГРАММАХ ЦНИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т В ОТРАСЛИ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ И МОСКОВСКОГО РЕГИОНА

(из выступления на Пленарном заседании учебно-научной конференции учащихся «IT творчество учащейся молодёжи в инженерном образовании», приуроченной к юбилейной выставке в рамках II московского фестиваля научно-технического творчества и молодёжных инициатив в МГДД(Ю)Т в апреле 2011 года и отчётных материалов Центра НИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т на заседании Учёного Совета МИРЭА 30.11.11)

«Московский специализированный по школьно-студенческому творчеству и его информатизации в системе непрерывного образования учебно-методический центр НИТ «Новые технологии обучения»» создан одним из первых специализированных центров НИТ высшей школы РФ в 1991 году Постановлением Госкомвуза РФ №225 от 27.11.91 на базе имеющего десятилетний стаж работы в Московском городском Дворце детского (юношеского) творчества (МГДД(Ю)Т, Дворец) Учебного центра НТО школьно-студенческого КБ МИРЭА-МГДД(Ю)Т при Совете по НИРС Совета ректоров и Совете НТТМ г. Москвы.

Научным руководителем ЦНИТ является ректор МИРЭА Александр Сергеевич Сигов. Директор-проректор центра со дня его основания проф. Владимир Александрович Мордвинов. Руководителем основной учебно-производственной площадки центра во Дворце является заведующая отделом Технического творчества МГДД(Ю)Т заслуженный учитель РФ Лидия Александровна Карась.

В отраслевой инфраструктуре специализированных центров НИТ (по состоянию на 2011 год в количестве 18 центров при ведущих вузах России). ЦНИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т является одним из двух в стране и единственным в Москве, ориентированным на информатизацию школьно-студенческого творчества в системе НТТМ. Закреплённые функции ЦНИТ согласно Постановлению №225 нацелены на информационное и научно-методологическое обеспечение дополнительного образования и, прежде всего, внешкольного дополнительного развивающего образования и научно-технического творчества детей и юношества; поиск и поддержку способной, творчески одаренной молодежи, самодеятельных авторов, содействие в выполнении ими самостоятельных исследований и творческих разработок; разработка нового содержания, новых форм организаций учебно-творческого процесса, создание новых структур, имеющих целью развитие школьно-студенческого научно-технического и компьютерного творчества и подготовки детей и юношества к нему; новых форм и структур организации учебно-воспитательной и творческой работы, соответствующие новому содержанию образования; изучение и систематизация передового отечественного и зарубежного опыта.

Сообразно этой парадигме руководство отрасли образования и науки страны, а также руководство столичным образованием в Правительстве Москвы издали соответствующие развивающие приказы, предусматривающие в числе поставленных перед центром и его базовым сектором НИТ во Дворце создание и обеспечение инновационной деятельности в дополнительном образовании Московского учебно-научного информационно-технологического комплекса, Московского отраслевого демзала НИТ, комплекс работ по внедрению и сопровождению в образовании продвинутых технологий и методологии массового пользования мобильной компьютерной техники, постановку и последующее расширение деятельности по повышению квалификации работников системы непрерывного образования России и Москвы и т.д.

Программы работ ЦНИТ, Концепции развития ЦНИТ, а также его базового сектора НИТ во Дворце на каждые пять лет (в том числе на период 2011 -2015 гг.) отражают постановку задач, определённых указанными нормативными актами отрасли и управлением образования столицы, а также нужды и задачи, поставленные перед коллективом центра руководством Университета и Дворца. Согласно этим установкам ЦНИТ во взаимодействии с учебными, научными и информационно-методическими подразделениями вуза, Дворца, ряда учебных и научных учреждений столицы и московской области наряду с учебной, научной, методической, выставочно-презентационной, информационно-технологической деятельностью инициирует, согласует с руководящими инстанциями и поэтапно реализует внедрением в образовательную индустрию комплексные НИОКР, нацеленные главным образом на упорядочение и повышение эффективности массового применения в образовании и культуре современных мобильных мультимедиа компьютерных устройств и поддерживающих их в образовательных технологиях многоуровневых образовательных порталов – от персональных репликаторов в информационном облаке каждого студента или школьника до горизонтальных Федеральных порталов «Российское образование» и «Дополнительное образование», в создании и сопровождении которых коллектив центра принял самое непосредственное участие под патронажем организации, курирующей всю деятельность отраслевой инфраструктуры центров НИТ – ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика».

В 2011 году ЦНИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т отчитывается перед отраслью образования и науки и руководством образования Москвы по завершению трёхлетней комплексной НИОКР: 1. «Разработка, апробация, внедрение, сопровождение и социальный маркетинг мультисервисного конверсионного мультимедиа горизонтального микро-портала-библиотеки «Дети. Кино. Интернет», «Дети. Музыка. Интернет»; 2. «Разработка, апробация, внедрение, сопровождение и социальный маркетинг синергетического двухуровневого эмерджентного конфигуратора-микро-портала-викепедии «Учащиеся. Информатика. Интернет», 3. «Разработка, апробация, внедрение, сопровождение и социальный маркетинг специализированного синергетического эксплицитного концентратора предметной области – мобильного вертикального информационного микропортала «Моделирование и проектирование информационных систем», а также согласует постановку и реализацию на период 2012-2014 г.г. комплексной темы «Создание и внедрение в образовательную индустрию упреждающих технологий и методологии мультисервисного макромедиа обеспечения под Онтонет управлением». Характерными особенностями проводимых работ являются постановка и реализация пилотной экспериментальной учебно-методической работы (с регулярным депонированием наработок в ВИНИТИ РАН и опубликованием во Дворце согласно ежегодно утверждаемым планам изданий), разработка и передача в образовательную индустрию Руководящих и Рабочих технических материалов, нацеленных на повышение эффективности, комфортности при одновременном снижении затрат на массовое персональное использование обучающимися мобильной мультимедиа техники в информационной среде многоуровневых портальных образовательных консорциумов и явная воспитательная социальная направленность программы в отношении обучающихся. Это выражается в частности тем, что мультимедиа составляющие образовательного и культурологического контента ЦНИТ наполнены файловыми материалами музыкально-певческого творчества детей всего мира со времён Робертино Лоретти по наши дни, а также документалистикой военного героического прошлого страны в компьютерной обработке самих детей, обучающихся во Дворце. Так, вниманию членов Учёного совета МИРЭА на заседании 30.11.11 и участников Межрегиональной научно-практической конференции во Дворце (24.11.11), посвящённой 75-летию МГДД(Ю)Т юбилейной конференции во Дворце, на CD ROM носителе была предложена юбилейная мультимедиа разработка участников НТТМ, посвящённая разгрому фашистских полчищ под Москвой в декабре 1941 года.