 |
Технико-экономическое обоснование
|
|
|
|
АННОТАЦИЯ
Данная дипломная работа - "Организация центра обработки данных" описывает проектирование информационной системы, предназначенной для применения на предприятие средней величины.
Подобная информационная система способна удовлетворить требования к надежности хранения информации и скорости обработки информационных потоков компании.
Применение описанного центра обработки данных позволит масштабировать информационную инфраструктуру в случае роста и расширения предприятия. Организация сетевой среды ЦОД даст возможность гибко, эффективно и централизованно управлять вычислительной сетью. Решения виртуализации позволят уменьшить затраты предприятия на аппаратное обеспечение и электроэнергию, а так же повысят доступность предоставляемых сетевых сервисов.
Решения, обеспечивающие отказоустойчивость на различных уровнях ЦОД значительно увеличивают надежность информационной системы. При этом избыточность, необходимая для реализации отказоустойчивости по возможности использована для увеличения эффективной нагрузки на узлы центра обработки данных.
Подсистема доступа к внешним сетям (интернет) обеспечит широкие возможности управления маршрутизацией трафика, защитит внутренние ресурсы сети от сетевых угроз из внешних сетей.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение...................................................................................................................................................................................................5
2. Техническое задание................................................................................................................................................................6
2.1. Цель создания центра обработки данных.................................................................................6
|
|
|
2.2. Назначение и область применения информационной системы...................6
2.3. Общие требования к центру обработки данных...............................................................6
2.4. Требования к сетевой среде центра обработки данных..........................................6
2.5. Требования к организации сетевых сервисов ЦОД....................................................7
2.6. Требования к организации подсистемы центра обработки данных для доступа к внешним сетям...............................................................................................................................[КНВ1] 7
3. Технико-
Анализ технического задания и выбор направления решения задачи................10
4.1. Анализ требований к сетевым сервисам и серверному сегменту..........10
4.2. Анализ требований к подсистеме доступа к внешним сетям......................13
4.3. Планирование применения решений виртуализации.............................................15
4.4. Планирование сетевой архитектуры ЦОД............................................................................17
4.5. Проектирование вычислительной сети ЦОД....................................................................[КНВ2] 18
5. Выбор аппаратной составляющей......................................................................................................................22
5.1. Выбор серверных платформ и связанных комплектующих........................22
5.1.1. Выбор серверов сегмента виртуализации................................................................22
5.1.2 Выбор сервера для подсистемы доступа к внешним сетям..............28
5.2. Выбор систем хранения данных........................................................................................................31
5.2.1 Комплектация основного хранилища..............................................................................33
5.2.2. Комплектация хранилища резервных [КНВ3] копий........................................................37
5.3. Выбор сетевого оборудования.............................................................................................................39
5.3.1. Выбор сетевых коммутаторов для серверного сегмента......................41
5.3.2. Выбор коммутаторов для пользовательского сегмента.........................42
5.3.3. Выбор маршрутизатора....................................................................................................................43
|
|
|
5.4. Выбор дополнительного оборудования...................................................................................44
5.4.1. Выбор источника бесперебойного питания...........................................................44
5.4.2. Выбор серверной стойки................................................................................................................46
5.4.3. Прочие комплектующие и расходные материалы[КНВ4].........................................47
6. Выбор программной среды..........................................................................................................................................48
6.1. Программное обеспечение для работы сетевых сервисов ЦОД..............48
6.1.1. ПО для организации службы каталогов......................................................................48
6.1.2. Файловые сервисы..................................................................................................................................49
6.1.3. Веб-сервер.........................................................................................................................................................50
6.1.4. Терминальные сервисы....................................................................................................................51
6.1.5. Сервис автоматического присвоения сетевых адресов хостам....51
6.1.6. Сервис, обеспечивающий разрешение имен........................................................52
6.1.7. Сервис для создания резервных копий.......................................................................52
6.2. Программное обеспечение для подсистемы доступа к внешним сетям...................................................................................................................................................................................................53
6.3. Программная среда для реализации системы виртуализации....................[КНВ5] 56
7. Реализация безопасной виртуальной инфрастурктуры[КНВ6]....................................................................................................................60
7.1. Размещение сетевых сервисов в виртуальном пространстве.......................60
7.2. Распределение аппаратных ресурсов между гостевыми доменами....62
7.3. Модель сетевого взаимодействия гостевых доменов в пределах гипервизора...............................................................................................................................................................................64
7.4. Сетевое взаимодействие гипервизоров....................................................................................66
7.5. Планирование взаимодействия гостевых доменов между гипервизорами, а так же с остальными сегментами сети..............................................67
7.6. Обеспечение возобновления работы сетевых сервисов при аппаратных и программных сбоях системы...................................................................................69
|
|
|
8. Конфигурирование и настройка............................................................................................................................73
8.1. Конфигурирование сетевого оборудования.......................................................................73
8.1.1. Настройка коммутаторов серверном сегменте..................................................73
8.1.2. Настройка стека маршрутизации.........................................................................................74
8.1.3. Настройка коммутаторов пользовательского сегмента..........................76
8.2. Настройка сетевых хранилищ...............................................................................................................77
8.2.1. Настройка основного сетевого хранилища.............................................................77
8.2.2. Настройка хранилища резервных копий....................................................................78
8.3. Настройка ОС гипервизоров и среды виртуализации XEN...........................79
8.3.1. Настройка операционных систем гипервизоров.............................................79
8.3.2. Настройка среды виртуализации XEN.........................................................................81
8.4. Настройка гостевых доменов XEN................................................................................................83
8.4.1. Установка паравиртуального гостевого домена..............................................84
8.4.2. Установка гостевого домена в режиме HVM......................................................85
8.5. Настройка подсистемы доступа к внешним сетям....................................................[КНВ7] 8[КНВ8] 6
9. Организационно экономическая часть.........................................................................................................90
9.1. Составление организационно-календарного плана..................................................90
9.1.1. Определение общей трудоемкости разработки и этапов ОКП.....90
9.1.2. Распределение трудоемкости по стадиям разработки..............................91
9.1.3. Длительность проектных работ.............................................................................................92
9.2. Расчет себестоимости проекта.............................................................................................................93
9.2.1. Расчет затрат на оплату труда и сопутствующие расходы................93
9.2.2. Затраты на оборудование...............................................................................................................94
9.2.3. Затраты на программное обеспечение..........................................................................95
9.2.4. Затраты на электроэнергию, необходимую для разработки системы...................................................................................................................................................................................96
|
|
|
9.2.5. Амортизационные отчисления................................................................................................96
9.2.6. Содержание и ремонт оборудования..............................................................................97
9.2.7. Накладные расходы...............................................................................................................................97
9.2.8. Смета затрат на разработку проекта................................................................................97
9.3. Расчет эффективности проекта...........................................................................................................98
10. Вопросы экологии и безопасности.............................................................................................................101
10.1. Оценка опасных и вредных производственных факторов........................101
10.2. Техника безопасности..............................................................................................................................102
10.2.1. Безопасность технологического процесса........................................................102
10.2.2. Электробезопасность....................................................................................................................102
10.3. Производственная санитария..........................................................................................................103
10.3.1. Микроклимат на рабочем месте.....................................................................................103
10.3.2. Производственное освещение...........................................................................................104
10.3.3. Мероприятия по защите от шума.................................................................................105
10.3.4. Защита от электромагнитных излучений...........................................................105
10.3.5 Организация рабочего места согласно эргономическим требованиям...................................................................................................................................................................106
10.4. Пожарная безопасность..........................................................................................................................107
10.5. Охрана окружающей среды..............................................................................................................108
10.6. Расчет искусственного освещения...........................................................................................[КНВ9] 108
11. Заключение................................................................................................................................................................................110
12. Используемая литература.......................................................................................................................................111
Приложение А (перечень терминов и сокращений)......................................................................112
Введение
В наше время сложно представить работу любого предприятия без использования информационных систем.
Центр обработки данных являются ядром информационной инфраструктуры, и предоставляет возможности эффективной работы сетевых сервисов в сети предприятия, а так же взаимодействие между внутренней сетью и внешними информационными ресурсами.
|
|
|
Использование структуры ЦОД - наиболее грамотный способ построения информационных систем, он обеспечивает централизацию аппаратных, программных и управляющих ресурсов.
По сравнению с децентрализованной ИС, центр обработки данных позволяет снизить риски потери данных в следствии аварий или ошибок персонала. При этом значительно облегчается необходимость обеспечения мер по информационной и физической защите данных.
Данные качества ЦОД делают крайне актуальным внедрение подобной системы в информационную инфраструктуру предприятия.
Техническое задание
2.1. Цель создания центра обработки данных (ЦОД):
●Внедрение данной информационной системы для осуществления возможности работы необходимых сетевых сервисов, эффективного взаимодействия внутренних информационных ресурсов предприятия.
2.2. Назначение и область применения информационной системы:
●Центр обработки данных предназначен для использования на промышленном предприятии средней величины.
●Предприятие состоит из четырех отделов, в каждом из которых есть некоторое количество пользователей компьютеров.
●Количество отделов может вырасти в процессе работы предприятия.
●Количество рабочих мест в каждом отделе так же может увеличиться.
●Предприятие в процессе своей деятельности активно взаимодействует с другими компаниями.
2.3. Общие требования к центру обработки данных:
●ЦОД должен предоставлять возможности эффективного взаимодействия сетевых сервисов предприятия.
●ЦОД должен предоставить возможность гибкого масштабирования информационной системы.
●Должна быть реализована отказоустойчивость на уровне выхода из строя любого коммутационного узла или канала связи ЦОД (исключая пользовательский сегмент).
●Должна быть реализована отказоустойчивость на уровне выхода из строя одного накопителя данных в любом узле.
●ЦОД должен иметь надежную систему резервного копирования информационных баз предприятия.
●При использовании системы резервного копирования риски фатального исхода должны быть минимизированы.
☻Оборудование ЦОД должно обеспечиваться электричеством в течение 15 минут после отключения общего электроснабжения.
☻Для индивидуальных пользователей или групп пользователей должна быть возможность установки различных уровней доступа.
2.4. Требования к сетевой среде центра обработки данных:
●Отделы компании должны быть разбиты на соответствующие сетевые сегменты.
●Должна иметься возможность дальнейшей сегментации и расширения информационной системы в случае увеличения количества отделов, а так же в случае увеличения количества узлов в каждом из отделов.
●Требуется увеличить степень эффективного использования сетевого оборудования.
●Должна быть реализована система автоматического назначения сетевых адресов клиентским компьютерам.
●В серверном сегменте кроме самих серверов допускается нахождение только компьютеров операторов и обслуживающего персонала информационной инфраструктуры.
2.5. Требования к организации сетевых сервисов ЦОД:
●Центр обработки данных должен обеспечивать возможность работы следующих сетевых сервисов:
●Файловые сервисы для хранения информационных баз с возможностями доступа из внутренней гетерогенной сети компании и из внешних сетей (интернет).
●Служба каталогов для хранения учетных данных пользователей и централизованного управления связанными сетевыми ресурсами.
●HTTP-сервер для доступа к сайту компании.
●Сервисы терминального доступа пользователей компании из внешней сети к внутренним ресурсам предприятия.
●Сервисы, обеспечивающие разрешение имен узлов.
●Сервисы, обеспечивающие контролируемую изоляцию внутренней сети предприятия от внешней сети (интернет).
●Требуется распределение сервисов, уменьшающее количество простоев и непродуктивной работы серверного оборудования.
●Должна быть возможность автоматического восстановления работоспособности сервисов в случае аппаратных или программных сбоев серверов.
●Для серверного сегмента (исключая сервисы для создания и обеспечения работы службы каталогов) следует выбрать программное обеспечение с открытым исходным кодом.
2.6. Требования к организации подсистемы центра обработки данных для доступа к внешним сетям (интернет):
●Подсистема доступа во внешнюю сеть (интернет-шлюз) должна располагаться на изолированном физическом узле. При этом доступ в сеть интернет должен предоставляться для любого сегмента сети.
●Внутренняя структура сети предприятия должна быть скрыта для внешних сетей.
●Необходимо обеспечить защиту локальной сети предприятия от внешних сетевых угроз.
●Подсистема доступа к внешним сетям должна обеспечить отказоустойчивость подключения на уровне каналов.
●Должна быть возможность доступа из внешних сетей к HTTP-серверу, файловому сервису и службам терминального доступа.
Технико-экономическое обоснование
Центр обработки данных являются основой информационной инфраструктуры, и предоставляет возможности эффективной работы сетевых сервисов в сети предприятия, а так же взаимодействие между внутренней сетью и внешними информационными ресурсами.
Использование центра обработки данных в компании это грамотный способ построения информационной системы, он обеспечивает централизацию аппаратных, программных и управляющих ресурсов. По сравнению с децентрализованной ИС внедрение ЦОД позволяет снизить риски потери данных в следствии аварий или ошибок персонала. При этом значительно облегчается необходимость обеспечения мер по информационной и физической защите данных.
Разработка и внедрение данной системы обеспечит автоматизацию работы компании, позволит повысить точность и оперативность работы с информацией.
Центр обработки данных обеспечит возможность работы следующих сервисов информационной инфраструктуры предприятия:
-Файловые сервисы для хранения информационных баз и документов компании, с возможностью доступа к информации, как из внутренней сети компании, так и из сети интернет.
-Служба каталогов для удобного централизованного управления учетными записями пользователей и связанными сетевыми ресурсами.
-HTTP-сервер для публикации открытой информации на информационном портале предприятия.
-Сервисы терминального доступа, для работы пользователей компании с внутренней информацией из любой точки мира, при условии доступности сети интернет.
-Внутренняя сеть защищена от вторжений из внешней сети.
-Сервисы резервного копирования позволят регулярно сохранять важную информацию пользователей в специальном хранилище. В случае случайной либо аварийной потери информации будет предоставлена возможность восстановления потерянных данных.
Надежность и непрерывность работы данной информационной системы обусловлена наличием отказоустойчивых систем хранения данных и сетевых узлов, наличием резервного канала в интернет, доступностью сетевых сервисов, подсистемы резервного питания от источников бесперебойного питания.
Базовые структуры ЦОД (подсистема виртуализации) защищены от угрозы случайных или преднамеренных вредоносных действий пользователей, а так же угрозы проникновения вредоносного программного обеспечения путем прозрачной изоляции от пользовательского сегмента сети.
В случае роста предприятия данная информационная система позволит гибко и эффективно наращивать вычислительные мощности, и пропускную способность сетевых каналов без остановки работы и простоев сетевых сервисов, что особенно актуально для активно растущих и развивающихся предприятий.
В случае аварий либо вывода из эксплуатации (например, для модернизации аппаратной составляющей) физического сервера система данного ЦОД позволит выполнение его сервисов на оставшихся вычислительных мощностях.
Использование операционных систем с открытым исходным кодом сократит расходы предприятия на покупку лицензий для программного обеспечения.
Экономическая эффективность обуславливается:
- Сокращением трудозатрат на организацию работы (удобство пользования, централизация и гибкое управление информационной системой).
- Сокращением общей стоимости владения серверным сегментом информационной системы (виртуализация, сокращение физических компонент аппаратной части, уменьшение затрат на электроэнергию и пространство помещения).
- Повышенной отказоустойчивостью и минимизацией рисков потери важной информации компании.
Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод о высокой целесообразности разработки данного проекта.
|
|
|
