Курсовая работа (т): Разработка школьной компьютерной сети

Разработка школьной компьютерной сети

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.

информационной - описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.

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.

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.