Разработка программы оптимизации вычислительной сети для ИС

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Технико-экономическая характеристика предметной области
1.1.1 Характеристика предприятия
Направления деятельности компании:
1.1.2 Краткая характеристика подразделения или видов его деятельности
1.2 Экономическая сущность задачи (комплекса задач)
1.3 Обоснование необходимости и цели использования вычислительной техники для решения задачи (комплекса задач)
1.4 Постановка задачи
1.4.1 Цель и назначение автоматизированного варианта решения задачи
1.4.2 Общая характеристика организации решения задачи на ЭВМ
1.4.3 Формализация расчетов подзадач
1.5 Анализ существующих разработок, выбор и обоснование стратегии автоматизации и способа приобретения ИС. Обоснование выбора технологии проектирования
1.6. Обоснование проектных решений по видам обеспечения
1.6.1 Техническое обеспечение (ТО)
1.6.2 Информационное обеспечение (ИО)
1.6.3 Программное обеспечение (ПО)
1.6.4 Технологическое обеспечение
2 ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Информационное обеспечение задачи (комплекса задач, АРМ)
2.1.1 Информационная модель и ее описание
2.1.2 Используемые классификаторы и системы кодирования
2.1.3 Характеристика первичных документов с нормативно-справочной и входной оперативной информацией
2.1.4 Характеристика базы данных
2.1.5 Характеристика результатной информации
2.2 Программное обеспечение задачи (комплекса задач, АРМ)
2.2.1 Общие положения (дерево функций и сценарий диалога)
2.2.2 Структурная схема пакета (дерево вызова процедур и программ)
2.2.3 Описание программных модулей
2.3 Технологическое обеспечение задачи (комплекса задач, АРМ)
2.3.1 Организация технологии сбора, передачи, обработки и выдачи информации
2.3.2 Схема технологического процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации
2.4 Описание контрольного примера реализации проекта
3 ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА
3.1 Выбор и обоснование методики расчета экономической эффективности
3.2 Расчет показателей экономической эффективности проекта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список используемой литературы
Приложение – Исходный код программы

Разработка программы оптимизации вычислительной сети для ИС

Century LAN AnalyzerShomiti предлагает два варианта анализатора Century LAN Analyzer для работы в среде Microsoft Windows. Чисто программный вариант работает под управлением Windows с любой сетевой платой, соответствующей спецификации NDIS, в том числе и с большинством плат сетевых адаптеров PCMCIA.Для пользователей ЛВС с пропускной способностью 100 Мбит/с фирма Shomiti предлагает аппаратный модуль Century Media Module — плату ISA, превращающую практически любой персональный компьютер, который работает под управлением Windows, в быстродействующий многопортовый анализатор 100-Мбит/с ЛВС.Программы позволяют декодировать десятки различных протоколов ЛВС, в том числе полный комплект протоколов IP, IPX/SPX, AppleTalk и NetBEUI/NetBIOS.LANalyzer for WindowsАнализатор LANalyzer for Windows фирмыNovell, хотя и ориентирующийся в некоторой степени на NetWare, представляет собой простую в использовании и обладающую широкими функциональными возможностями программу анализа ЛВС для операционных систем Microsoft Windows.Система позволяет контролировать такие данные, как общее число передаваемых за секунду пакетов, коэффициент использования сети, число широковещательных и фрагментированных пакетов, а также ошибок CRC (выявленных при контроле циклическим избыточным кодом), и узнавать о перегрузке сервера.Когда число ошибок превышает пороговый уровень, полоска состояния становится красной, а в небольшом горизонтальном окне внизу экрана «пробегает» сообщение об ошибке. Подведя курсор мыши к красной полоске, вы получите список ошибок, которые превысили пороговый уровень.В окне мониторинга станции отображается сводка параметров трафика для всей ЛВС. В нем также приводятся сведения обо всех станциях сети вместе со значениями трафика и числом ошибок для каждой станции.Вывод: рассмотренные программные продукты направлены больше на оптимизацию работы операционной системы или мониторинг и управление ЛВС для системного администратора.Для специалиста занимающегося оптимизацией работы сети данные системы могут использоваться лишь как вспомогательные, ему больше необходима экспертная система позволяющая найти оптимальный набор настроек ЛВС.1.6. Обоснование проектных решений по видам обеспечения1.6.1 Техническое обеспечение (ТО)На рис. 1.5 приведена схема технического обеспечения компании «Телеком-Сервис ИТ» [4].Рис. 1.5 - Схема технического обеспечения компании «Телеком-Сервис ИТ»Локальная сеть компании имеет в своем составе:РС – 64 единицы;Сервер – 2 единицы;Сетевые принтеры – 8 единиц.Доступ к интернет осуществлен через маршрутизатор.1.6.2 Информационное обеспечение (ИО)КлассификаторыДля работы системы необходима классификация и кодирование всех объектов информации, а именно:Классификатор показателей сети;Классификатор настроек сети.Экранные формы вводаДля ввода новых настроек сети необходима форма вводаВходные и выходные документыВходной информацией являются показатели работы ЛВС и новые настройки.Выходные документы: отчет о работе сети, рекомендуемые настройки.1.6.3 Программное обеспечение (ПО)На рис. 1.8 представлена структура программной архитектуры ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ» [8].Рис. 1.8 – Схема программного обеспечения отделовВ компании установлены сетевые и локальные приложения.Локальные – пакет MS Office.Сетевые:1С: Предприятие;MS Office;Kaspersky klient.1.6.4 Технологическое обеспечениеОптимизация сетей выполняется сотрудниками отдела проектирования ЛВС на этапе опытной эксплуатации у клиента.При этом сотрудник вынужден регулярно в течение года фиксировать показатели работы сети и анализировать изменение работоспособности от изменения настроек сети.Недостатками процесса является отсутствие подсистемы регистрации показателей сети и настроек. Нет единой методики анализа работоспособности сети.Внедрение ИС в технологический процесс позволит не только в фоновом режиме фиксировать показатели работы сети и настройки, но и предоставлять специалисту отчет об изменении работоспособности сети по значимым показателям после последнего изменения настроек, что позволит найти оптимальные настройки для ЛВС клиента за время опытной эксплуатации.2 ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ2.1 Информационное обеспечение задачи (комплекса задач, АРМ)2.1.1 Информационная модель и ее описаниеИнформационная модель представляет собой схему, отражающую преобразование информационных реквизитов от источников информации до её получателей или, иными словами, процесс обработки информации в информационной системе [4]. Рис. 2.1 - Информационная модель системыКонечная версия ИС оптимизации сети должна иметь в своем составе подсистему регистрации позволяющую программно в фоновом режиме контролировать показатели работоспособности сети и вносить их в систему, а также регистрировать изменения настроек сети специалистом.В данной версии системы для создания тестового набора показателей работы сети разработан эмулятор, позволяющий вводить необходимые показатели (в нормальном и пиковом режимах работы сети) для последующего анализа.В результате с помощью эмулятора, имеющего в своем составе электронные формы ввода можно вводить в соответствующие таблицы БД показатели работоспособности сети и настройки сети.На выходе работы системы возможно формирование двух видов отчетов: отчет о работе сети (статистика изменения показателей работоспособности) и отчет с рекомендуемыми настройками.2.1.2 Используемые классификаторы и системы кодированияИспользуема система кодирования [7] приведена в таблице 2.1 [10].Таблица 2.1Используемые системы кодированияКодируемоемножествообъектовДлина кодаМощность кодаСистема кодированияСистема классификацииВид классификатораПоказатели310000порядковаяотсутствуетсистемныйНастройки21000порядковаяотсутствуетсистемныйФрагменты заполненияПоказатели:0000100002…XXXXXНастройки:00010002…XXXX2.1.3 Характеристика первичных документов с нормативно-справочной и входной оперативной информациейЭкранная форма эмулятора показателей работы сети приведена на рис. 2.2.Рис. 2.2 – Форма эмулятора показателей сетиЭкранная форма настроек сети приведена на рис. 2.3.Рис. 2.3 – Форма ввода параметров сетиРис. 2.4 – Форма настройки сетиРис. 2.5 – Форма ввода службы2.1.4 Характеристика базы данныхНа рис. 2.7 приведена логическая структура БД ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ».Рис. 2.7 - Логическая структура БД ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ»БД ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ» содержит следующие таблицы:Параметры сети – содержит информацию о параметрах сети, первичный ключ – поле «идентификатор»;Показатели работы сети – содержит информацию о показателях работоспособности ЛВС, первичный ключ – составной «номер измерения»;Настройки протокола – содержит информацию об изменениях настроек сети, первичный ключ – поле «идентификатор настроек»;Протоколы – справочник сетевых протоколов, первичный ключ – поле «идентификатор протокола»;Службы – перечень сетевых служб ЛВС, первичный ключ – поле «идентификатор службы».На рис. 2.8 приведена физическая структура БД ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ».Рис. 2.8 - Физическая структура БД ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ»Описание сущностей БД представлено в таблице 2.2.Таблица 2.2Описание сущностей БД ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ»СущностьИдентификатор таблицыАтрибутИдентификатор поляТип поляПараметры сетиparametr_setiИдентификатор сетиId_netINTEGERКоличество пользователейKol_userINTEGERКоличество службKol_slugbINTEGERКоличество серверовKol_serverINTEGER(максимальная длина записи)14 БАЙТСлужбыslugbaИдентификатор сетиid_netINTEGERИдентификатор службыid_slugbaINTEGERСлужбаslugbaVARCHARИнтенсивность обращенияint_obrashINTEGER(максимальная длина записи)47 байтНастройки протоколаNastr_protokolaИдентификатор сетиid_netINTEGERИдентификатор настройкиid_nastrINTEGERИдентификатор протоколаid_protokolINTEGERПериод установления доступаperiod_ustINTEGERВремя жизни пакетаvr_paketaINTEGERРазмер кадраrazm_kadrINTEGERРазмер пакетаrazm_paketINTEGERРазмер окнаrazm_oknaINTEGERТаймаутtaimautINTEGER(максимальная длина записи)32 байтПротоколыprotokolИдентификатор протоколаId_protocolINTEGERПротоколprotokolVARCHAR(максимальная длина записи)42 байтПоказатели работы сетиPokazatel_setiИдентификатор сетиId_netINTEGERНомер регистрацииNom_izmINTEGERКоличество потерь пакетовKolich_poter_pakINTEGERНоминальная пропускная способностьNom_propINTEGERЭффективная пропускная способностьEf_prop_spINTEGERКоэффициент использованияKoef_ispINTEGERВремя ожидания доступаVr_og_dustupINTEGER(максимальная длина записи)26 БАЙТ2.1.5 Характеристика результатной информацииНа выходе ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ» формируется два вида документов:Отчет о показателях работы сети;Отчет о настройках сети.Рис. 2.9 – Форма отчета о работе сетиРис. 2.10 – Форма отчета рекомендуемых характеристик сети2.2 Программное обеспечение задачи (комплекса задач, АРМ)2.2.1 Общие положения (дерево функций и сценарий диалога)Дерево функций ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ» приведено на рис. 2.11.Рис. 2.11 – Дерево функций ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ»Для описания функциональных возможностей ИС оптимизации ЛВС воспользуемся языком UML.Use case - один из важнейших элементов UML, описывающий некоторый прецедент по использованию приложения, моделируемого при помощи UML. Диаграммы прецедентов, или use case диаграммы, предназначены для описания высокоуровнего поведения разрабатываемой программы, выделения основных действующих лиц (actors) и их взаимодействия с элементами системы.Рис. 2.12 – Use Case – диаграмма ИС оптимизации ЛВС2.2.2 Структурная схема пакета (дерево вызова процедур и программ)Дерево вызова процедур и функций ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ» приведено на рис. 2.12.Рис. 2.12 – Дерево вызова процедур и функций ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ»2.2.3 Описание программных модулейОписание программных модулей ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ» представлено в таблице 2.3 [13].Таблица 2.3Описание программных модулей ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ»№ п/пНаименование модуляФункции модуля1.Модуль «Эмулятор»Содержит процедуры добавления, удаления, изменения, поиска информации в таблице «Показатели работы сети».2.Модуль «Настройка сети» Содержит процедуры добавления, удаления, изменения, поиска информации в таблице «Настройки сети».3.Модуль «Параметры сети»Содержит процедуры добавления, удаления, изменения, поиска информации в таблице «Параметры сети».4.Модуль «Службы» Содержит процедуры добавления, удаления, изменения, поиска информации в таблице «Службы».5.Модуль «Справочники»Содержит процедуры добавления, удаления, в таблицы «Протоколы», «Справочник служб».2.3 Технологическое обеспечение задачи (комплекса задач, АРМ)2.3.1 Организация технологии сбора, передачи, обработки и выдачи информацииПервичная информация:Показатели работы сети - информация используются для анализа работоспособности сети;Настройки протокола – информация используется для анализа работоспособности сети при тех или иных настройках;Параметры сети – информация используется для оценки требуемого количества пропускной способности.Описанная информация предназначена для специалиста компании «Телеком-Сервис ИТ» при опытной эксплуатации ЛВС клиента.Показатели работы сети заносятся в систему автоматически ежедневно, настройки протокола фиксируются в системе каждые две недели после изменения.2.3.2 Схема технологического процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информацииСхема процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации приведена на рис. 2.13.Рис. 2.13 - Схема процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации2.4 Описание контрольного примера реализации проектаУстановка программыКопируем файл optimnet.mdb в корень диска C:\Устанавливаем MS AccessСоздаем источник данныхРис. 2.14 – Выбор меню «Администрирование»Рис. 2.15 – Выбор меню «Источники данных»Рис. 2.16 – Добавление источника данныхНажимаем кнопку «Добавить…»Рис. 2.17 – Выбор драйвера MS AccessВыбираем драйвер Microsoft AccessРис. 2.18 – Настройка источника данныхВыбираем файл БД нажатием кнопки Выбрать…Рис. 2.19 – Выбор файла БДВыбираем файл БД – document.mdbРабота в системеПрограмма имеет разделы:Эмулятор – предназначен для формирования входного массива показателей работы сети;Настройка сети – предназначен для ввода характеристик сети и ввода настроек протокола ЛВС;Справочники – предназначен для ведения справочника сетевых служб и добавления служб в список для выбранной ЛВС.Вкладка «Эмулятор» содержит список ЛВС, которые обслуживает специалист, таблицу для ввода значений показателей работоспособности за период (изменение настроек через каждые 14 дней на протяжении года), а также таблицу среднесглаженных значений показателей работоспособности.Рис. 2.20 – Вкладка «Эмулятор»Также на вкладке содержится кнопки формирования отчетов:Отчет о показателях производительности сети;Отчет о настройках сети.Отчет о показателях сети отображает среднесглаженные значения показателей работоспособности сети по 14 дней (всего 25 периодов).Специалист может увидеть исходя из отчета максимальные значения показателей и сопоставить их с предшествующими значениями настроек ЛВС.Рис. 2.21 – Отчет о показателях производительности сетиОтчет о настройках позволяет специалисту сопоставить результаты изменений настроек ЛВС с изменениями показателей работоспособности за последующий период.Рис. 2.22 – Отчет о настройках сетиДля изменения настроек сети, ввода характеристик ЛВС в программе предусмотрен раздел «Настройка» сети.Перед началом настройки сети, необходимо внести ее параметры, существенно влияющие на ее производительность. При изменении характеристик сети, процесс оптимизации осуществляется заново (так например, увеличение числа пользователей или сетевых служб окажет значительное влияние на работоспособность сети и потребует изменения настроек).Для ввода информации в систему, необходимо заполнить соответствующие электронные формы ввода и нажать кнопку «Добавить запись».Для удаления записи необходимо выбрать ее из списка и нажать кнопку «Удалить запись».Для изменения записи, необходимо выбрать запись из списка, внести измененные значения в электронную форму и нажать кнопку «Изменить запись».Рис. 2.23 – Вкладка «Настройка сети»Вкладка «Справочники» содержит список сетевых служб, список сетей и перечень установленных служб для выбранной сети.Для добавления службы в справочник, необходимо заполнить форму ввода и нажать кнопку «Добавить запись».Для добавления службы для ЛВС, необходимо выбрать ЛВС из списка, далее выбрать необходимую службу из справочника, указать интенсивность обращения к службе и нажать кнопку «Добавить в сеть».Рис. 2.24 – Вкладка «Справочники»3 ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА3.1 Выбор и обоснование методики расчета экономической эффективностиВыводы об экономической эффективности делаются на основе вычисленных экономических показателей.По выбору возможны следующие направления расчета экономической эффективности:Сравнение вариантов организации ЭИС по комплексу задач (например, сравнение ЭИС, предлагаемой в проекте) с существующей;Сравнение вариантов организации информационной базы комплекса задач (файловая организация и база данных);Сравнение вариантов технологии проектирования ЭИС (например индивидуального проектирования с методами, использующими пакеты программ или модельного проектирования);Сравнение вариантов технологии внутримашинной обработки данных.Способ организации информационной базы в нашем случае не меняется, следовательно, данное направление не подходит. Технологии проектирования также не меняются (сравнение с технологиями проектирования существующей ИС), технологии внутримашинной обработки данных также не меняются. Следовательно, выберем направление - сравнение вариантов организации ИС по комплексу задач с существующей. Сравнение по комплексу задач представлено в таблице 3.1Таблица 3.1Сравнение системКомплекс задачРеализация КЗ без средств автоматизацииРеализация КЗ в разработанной ИСРегистрация показателей сетиСпециалист фиксирует показатели вручнуюПоказатели фиксируются в фоновом режимеУчет настроек характеристик сетиСпециалист фиксирует новые настройки вручнуюНастройки сети фиксируются в фоновом режимеАнализ работы сетиСпециалист осуществляет оценку вручнуюСистема анализирует изменение показателей после последнего изменении настроек автоматическиТаблица 3.2Экономия трудозатрат по выполнению комплекса задачКомплекс задачКоличество событий в годВременные затраты, мин.Временные затраты, мин.Экономия трудозатратРегистрация показателей сети36535012775Учет настроек характеристик сети24305600Анализ работы сети244501080Итого в год1457512014455Прямой эффект заключается в том, что внедрение ИС позволит снизить нагрузку на специалистов компании во время оптимизации ЛВС клиента в период опытной эксплуатации.1) абсолютное снижение трудовых затрат (Т) в часах за год:Т = Т0 - Т1 =14455 часовгде Т0 - трудовые затраты в часах за год на выполнение комплекса задач без использования ИС; Т1 - трудовые затраты в часах за год на выполнение комплекса задач с использованием ИС.2) коэффициент относительного снижения трудовых затрат (КТ):КТ =Т / T0 * 100%=14455/14575*100%=98%3) индекс снижения трудовых затрат или повышение производительности труда (YT):YT = T0 / T1=14575/120=121Абсолютное снижение стоимостных затрат: C=Т*СМЧСМЧ=ЗП/Т, где СМЧ - стоимость машинного часа, ЗП - затраты на заработную плату персонала в год (руб.), Т – время функционирования системы в год (часов). При расчетах стоимости машинного часа пренебрежем затратами на: амортизационные отчисления, затраты на электроэнергию, затраты на текущий ремонт и обслуживание, затраты на технические носители информации, накладные расходы по эксплуатации – так как они значительно меньше затрат на заработную плату и остаются постоянными при эксплуатации имеющейся системы и созданной ИС (парк техники и обслуживающий персонал остаются прежними, изменяется только программное обеспечение), поэтому учтем только затраты на заработную плату.Оклад сотрудника 160 руб./час, тогдаТогда C=14455*160=2312800 руб./годПериод окупаемости Ток = КП /C,где КП - затраты на создание проекта.Оценка стоимости и цены разработкиВнедрение ИС осуществляется на уже имеющийся парк техники, следовательно, на покупку компьютеров и телекоммуникационного оборудования средства не расходовались.Затраты на канцтовары для создания рабочей документации составили 4000 рублей. Других затрат по статье материалы не было.Дополнительная ЗП за разработку ПО составляет 25% от основной ЗП и составляет 58500 рублей.Единый социальный налог 26.2% от полной ЗП и составляет 76635 рублей.Программный продукт не тиражируется, разработан только для нужд компании «Телеком-Сервис ИТ», поэтому НДС не учитывается.Смета на разработку ПО представлена в таблице 3.1Таблица 3.1Смета на разработку ПО№Статья затратСумма1Материалы40002Основная ЗП2340003Дополнительная ЗП585004Отчисления76635Итог373135По смете затраты на разработку ПО составил 373135 рублей.Тогда Ток=373135/2312800=0,16 года, то есть внедряемая ИС окупится через 2 месяца.3.2 Расчет показателей экономической эффективности проектаНа рис. 3.1-3.3 изображены сравнительные диаграммы по основным расчетным показателям.Рис. 3.1 – Сравнение трудовых затрат существующей и созданной системыРис. 3.2 – Сравнение стоимостных затрат существующей и созданной системыРис. 3.3 – Сравнение стоимостных затрат на ПП и абсолютного снижения стоимостных затратТаким образом, внедрение ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ» можно считать целесообразным, ее внедрение приведет к снижению трудоемкости выполнения оптимизации ЛВС, а также к повышение точности анализа показателей работы сети. ИС окупит себя через 2 месяца.ЗАКЛЮЧЕНИЕИтак, целью данной работы является – повышение эффективности оптимизации ЛВС путем разработки и внедрения ИС оптимизации ЛВС компании «Телеком-Сервис ИТ».