Методологический план дипломного проекта по проектированию корпоративной ЛВС и ВКС: Актуальные стандарты, расчеты Эрланга и импортозамещение

В современном мире, где цифровая трансформация проникает во все сферы бизнеса, корпоративные локальные вычислительные сети (ЛВС) и системы видеоконференцсвязи (ВКС) стали не просто инструментами, а фундаментом для эффективного функционирования любой организации. Ежедневно через них проходят терабайты данных, миллиарды голосовых пакетов, и от их надежности, скорости и безопасности зависит успех предприятия. Неудивительно, что требования к проектированию таких систем постоянно растут, диктуя необходимость применения актуальных стандартов, передовых технологий и глубоких инженерных расчетов.

Введение: Обоснование актуальности и постановка задачи

Целью настоящего методологического плана является разработка детального проекта современной корпоративной локальной вычислительной сети и системы видеоконференцсвязи для N рабочих мест. Предмет исследования — совокупность методик, стандартов и технических решений, необходимых для проектирования высокоэффективной, масштабируемой и защищенной сетевой инфраструктуры. Актуальность проекта обусловлена не только возрастающими требованиями к скорости передачи данных (вплоть до 10/40 Гбит/с), но и критической важностью обеспечения информационной безопасности с учетом современных киберугроз. Особое внимание уделяется стратегическим задачам импортозамещения, что требует интеграции российских решений в сфере сетевого оборудования и средств защиты информации, таких как межсетевые экраны следующего поколения (NGFW).

Глава 1. Анализ предметной области и нормативно-техническая база

Погружение в проектирование любой сложной системы, такой как корпоративная ЛВС и ВКС, начинается с тщательного анализа текущего состояния и определения вектора развития. Это подобно строительству здания: прежде чем заложить фундамент, необходимо понять, для каких целей оно будет служить, какие нагрузки выдерживать и каким требованиям соответствовать.

Обзор требований к проектируемой системе

Объект проектирования — корпоративная сетевая инфраструктура, предназначенная для поддержки ключевых бизнес-процессов, включая передачу данных, голосовую связь (IP-телефония, ВКС), доступ к корпоративным информационным системам (ERP, CRM) и сети Интернет. Анализ информационных потоков позволяет выявить пиковые нагрузки, типы трафика (чувствительный к задержкам голосовой и видео трафик, объемный файловый трафик, трафик баз данных) и определить требования к пропускной способности на различных участках сети.

Основополагающими требованиями к проектируемой системе являются:

• Масштабируемость: Способность системы к расширению без существенных изменений архитектуры и потери производительности. Это означает возможность подключения новых рабочих мест, добавления сетевых сервисов и увеличения пропускной способности, что обеспечивает гибкость в долгосрочной перспективе.
• Отказоустойчивость: Обеспечение непрерывной работы сетевых сервисов даже при выходе из строя отдельных компонентов. Реализуется через резервирование оборудования, каналов связи и использование соответствующих протоколов (например, STP, VRRP), минимизируя время простоя и предотвращая потерю данных.
• Управляемость: Возможность централизованного мониторинга, конфигурирования и устранения неисправностей. Современные сети требуют гибких инструментов управления для оперативного реагирования на изменения и поддержания высокого уровня сервиса, что снижает операционные расходы и повышает надежность.

Выбор иерархической модели является одним из первых и наиболее важных архитектурных решений. Для небольших сетей с ограниченным количеством рабочих мест (до 10-20) целесообразна двухуровневая архитектура, объединяющая функции уровня доступа (Access) и агрегации/ядра (Core/Distribution) в едином домене. Однако для крупных корпоративных сетей, предъявляющих высокие требования к масштабируемости, сегментации трафика и отказоустойчивости, предпочтительнее трехуровневая модель:

1. Уровень доступа (Access Layer): Обеспечивает подключение конечных устройств (ПК, IP-телефоны, точки доступа Wi-Fi) к сети. Основные функции – коммутация, поддержка PoE, VLAN, базовые функции безопасности (Port Security).
2. Уровень распределения (Distribution Layer): Выполняет агрегацию трафика с уровня доступа, маршрутизацию между VLAN, применение политик безопасности (ACL), а также является точкой разграничения широковещательных доменов.
3. Уровень ядра (Core Layer): Обеспечивает высокоскоростную передачу данных между уровнями распределения и внешними сетями. Основные требования – максимальная пропускная способность и отказоустойчивость.

Такой подход позволяет оптимально распределить функциональные обязанности между сетевыми устройствами, упростить поиск и устранение неисправностей, а также обеспечить гибкость при внесении изменений. Это фундаментальный принцип, который гарантирует стабильность и управляемость сети по мере её роста.

Актуальные международные и российские стандарты СКС

Проектирование структурированной кабельной системы (СКС) — это не просто прокладка проводов, а создание физического фундамента, на котором будет базироваться вся цифровая инфраструктура. Без строгого следования актуальным стандартам этот фундамент окажется непрочным.

На международном уровне ключевым документом, задающим общие требования к универсальным кабельным системам связи, является ISO/IEC 11801-1:2017 «Информационные технологии. Универсальная кабельная система связи. Часть 1: Общие требования». Этот стандарт пришел на смену предыдущим редакциям и устанавливает принципы построения, элементы, характеристики и методы испытаний СКС для широкого спектра приложений, что делает его обязательным к применению для обеспечения совместимости и надежности.

На территории Российской Федерации при проектировании и монтаже СКС применяется ГОСТ Р 53246-2008 «Информационные технологии. Системы кабельные структурированные. Термины и определения, основные положения» или его актуализированные версии, а также ГОСТ Р 53245-2008, который более детально описывает общие положения и основные элементы СКС. Кроме того, к проектированию и эксплуатации кабельных систем предъявляются требования к ведению документации, в частности, к кабельному журналу, регламентируемые ГОСТ Р 59616-2021 «Слаботочные системы. Кабельные системы. Кабельный журнал. Требования к составу и содержанию». Этот стандарт является критически важным для поддержания актуальной информации о физической инфраструктуре сети, что значительно упрощает эксплуатацию и устранение неполадок.

Для современных корпоративных ЛВС, особенно тех, которые должны поддерживать высокоскоростные приложения, настоятельно рекомендуется использовать кабельные системы не ниже Категории 6A. Эти кабели разработаны для обеспечения скорости передачи данных 10 Гбит/с (10 Gigabit Ethernet) на расстояние до 100 метров, что делает их оптимальным выбором для большинства офисных сред.

Однако, для коммутационных центров, серверных помещений и центров обработки данных (ЦОД), где требуется еще более высокая пропускная способность на коротких расстояниях, появились кабели Категории 8 (Cat 8). Стандарт ANSI/TIA-568-C.2-1, действующий с 2016 года, определяет характеристики этих кабелей, специально разработанных для поддержки скоростей до 40 Гбит/с (40GBASE-T) в каналах длиной до 30 метров. Частотный диапазон Cat 8 расширен до 2000 МГц (2 ГГц), что в четыре раза превосходит возможности Cat 6A. Это позволяет строить высокопроизводительные каналы между серверами, системами хранения данных и сетевым оборудованием в пределах одного стойки или ряда стоек.

Категория СКС	Максимальная скорость передачи данных	Максимальная длина канала	Частотный диапазон	Применение
Категория 6A	10 Гбит/с	100 м	500 МГц	Корпоративные ЛВС, PoE
Категория 8	40 Гбит/с	30 м	2000 МГц (2 ГГц)	ЦОД, серверные, высокоскоростные соединения

Важным аспектом, который часто недооценивается, является правильная маркировка всех элементов СКС — кабелей, коммутационных панелей, информационных розеток. Это должно выполняться строго в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55062-2012. Четкая и унифицированная маркировка значительно сокращает время на диагностику и обслуживание, предотвращая ошибки при коммутации и документировании, что напрямую влияет на операционную эффективность.

Глава 2. Инженерное проектирование и расчеты пропускной способности

Проектирование сети — это не только выбор оборудования, но и глубокие инженерные расчеты, позволяющие убедиться, что система будет работать эффективно, без перегрузок и узких мест. Это этап, на котором абстрактные требования трансформируются в конкретные числовые показатели и обоснованные решения.

Методология расчета общего сетевого трафика

Для определения необходимой пропускной способности сетевого оборудования и каналов связи ключевым является расчет общего сетевого трафика (Π_общ). Этот показатель формируется из совокупности данных, генерируемых различными службами и приложениями, работающими в корпоративной среде. При расчете важно учитывать не только полезный трафик, но и служебный, а также предусматривать запас на будущее развитие и пиковые нагрузки.

Общий сетевой трафик (Π_общ) в кбит/с определяется по следующей формуле:

Πобщ = Σ (Ai ⋅ Ni ⋅ ti / T) ⋅ kс.т. ⋅ kз

Где:

• A_i — количество информации, генерируемой одной рабочей станцией для i-той службы или приложения (в Кбит). Например, для веб-серфинга, работы с СУБД, электронной почты, передачи файлов, VoIP, видеоконференций.
• N_i — количество рабочих станций, использующих i-тую службу.
• t_i / T — коэффициент времени работы (доля времени, в течение которого i-тая служба активна). Например, если пользователи активно используют почту 2 часа из 8-часового рабочего дня, этот коэффициент будет 2/8 = 0,25.
• k_с.т. — коэффициент служебного трафика. Этот коэффициент учитывает дополнительный трафик, генерируемый сетевыми протоколами (например, ARP, ICMP, DHCP, протоколы маршрутизации OSPF/EIGRP) и служебный оверхед (заголовки пакетов, кадры управления). Обычно принимается в диапазоне 0,05-0,07 (то есть 5-7% от полезного трафика).
• k_з — коэффициент запаса. Необходим для компенсации пиковых нагрузок, не учтенных в A_i, а также для обеспечения возможности роста сети в будущем без немедленной модернизации. Принимается в диапазоне 1,2-2,0.

Пример расчета:
Предположим, у нас есть 50 рабочих станций (N), каждая из которых в среднем генерирует 5000 Кбит трафика в час (A) для бизнес-приложений, активно используя их 6 часов из 8-часового рабочего дня (t/T = 0,75). Добавим 10% служебного трафика (k_с.т. = 1,1) и 30% запаса (k_з = 1,3).
Πобщ = (5000 Кбит ⋅ 50 ⋅ 0,75) ⋅ 1,1 ⋅ 1,3 = 202 125 Кбит/с = 202,125 Мбит/с.

После расчета общего сетевого трафика необходимо оценить коэффициент использования сети (k_исп), который показывает, насколько эффективно используется выбранная пропускная способность сетевой технологии (Π_ном):

kисп = Πобщ / Πном

Для обеспечения нормальной работы сети, предотвращения перегрузок и обеспечения запаса на развитие, этот коэффициент должен находиться в пределах от 0,3 до 0,6. Если k_исп значительно ниже 0,3, возможно, выбрана избыточная пропускная способность, что приводит к необоснованным затратам. Если же k_исп превышает 0,6, сеть будет работать под постоянной нагрузкой, что приведет к задержкам, потере пакетов и низкой производительности. В нашем примере, если мы выберем технологию 1 Гбит/с (1000 Мбит/с), то k_исп = 202,125 / 1000 ≈ 0,202. Этот показатель ниже 0,3, что указывает на избыточную пропускную способность для данного примера и дает хороший запас на будущее.

Расчет голосового трафика и определение числа каналов

Голосовой трафик (VoIP) предъявляет особые требования к сети, поскольку он очень чувствителен к задержкам и потерям пакетов. Некорректный расчет может привести к ухудшению качества связи, потере вызовов и недовольству пользователей. Для таких расчетов используются модели теории телетрафика, наиболее известными из которых являются формулы Эрланга.

• Формула Эрланга B применяется для систем с потерями. Это означает, что если все каналы заняты, новый вызов будет сброшен (заблокирован). Эта модель чаще всего используется для расчета требуемого числа соединительных линий (транков) между АТС или шлюзами IP-телефонии, где нет возможности поставить вызов в очередь. Формула Эрланга B позволяет определить вероятность блокировки вызова (P_блок) при заданной нагрузке (A) и количестве каналов (N):

Pблок = (AN / N!) / Σk=0N (Ak / k!)

Где A — это интенсивность трафика в Эрлангах, которая рассчитывается как A = C ⋅ Tср, где C — среднее число вызовов в час, а T_ср — средняя продолжительность одного вызова в часах.

• Формула Эрланга C используется для систем с ожиданием. В таких системах, если все каналы заняты, новый вызов ставится в очередь, ожидая освобождения канала. Эта модель критически важна для расчета необходимого числа операторов в колл-центрах или портов в IP-телефонии, где недопустима потеря вызовов. Формула Эрланга C позволяет определить вероятность ожидания вызова (P_ож) при заданной нагрузке (A) и количестве каналов (N):

Pож = (AN / (N! ⋅ (N - A))) / (Σk=0N-1 (Ak / k!) + (AN / (N! ⋅ (N - A))))

Для корректного применения обеих формул необходимо определить пиковую интенсивность трафика (в Эрлангах), а также допустимую вероятность блокировки или ожидания. Например, для корпоративной связи обычно приемлема вероятность блокировки не более 0,01 (1%).

Пример использования таблицы Эрланга B:
Допустим, нам требуется обеспечить голосовую связь для 100 сотрудников. Средняя нагрузка в час пик составляет 5 Эрлангов (A=5). Если мы хотим, чтобы вероятность блокировки вызова не превышала 1% (P_блок = 0.01), то по таблицам Эрланга B можно определить, что потребуется 11 каналов (портов IP-телефонии). Это позволяет точно рассчитать необходимое количество ресурсов, предотвращая как избыточные затраты, так и проблемы с качеством связи.

Нагрузка (Эрланг)	Вероятность блокировки (0.01)	Требуемое количество каналов
1	0.01	3
5	0.01	11
10	0.01	18

Такое детальное планирование позволяет избежать как избыточных затрат на оборудование, так и проблем с качеством связи. Это подтверждает, что точные расчеты Эрланга являются фундаментом для создания надежной и эффективной системы голосовой связи.

Выбор активного оборудования и проектирование СКС

На основе расчетов трафика и выбранной архитектуры сети приступают к выбору активного оборудования. Для уровня доступа, обеспечивающего подключение рабочих мест и периферийных устройств, необходимы управляемые коммутаторы с поддержкой технологии PoE/PoE+ (Power over Ethernet). Эта технология позволяет передавать электроэнергию по витой паре вместе с данными, что критически важно для питания IP-телефонов, точек доступа Wi-Fi, IP-камер видеонаблюдения, а также других IoT-устройств, снижая затраты на электропроводку и упрощая развертывание.

• PoE (IEEE 802.3af) обеспечивает до 15,4 Вт на порту коммутатора (PSE — Power Sourcing Equipment), при этом для конечного устройства (PD — Powered Device) доступно 12,95 Вт (часть энергии теряется в кабеле).
• PoE+ (IEEE 802.3at) увеличивает максимальную мощность до 30 Вт на порту PSE и обеспечивает 25,5 Вт для конечного устройства. Это позволяет питать более мощные устройства, такие как Wi-Fi 6 точки доступа или PTZ-камеры, что расширяет возможности сетевой инфраструктуры.

Примером современного управляемого коммутатора L3 с поддержкой PoE+ может служить российское решение Eltex MES2448P. Его характеристики делают его подходящим для уровня доступа в крупных корпоративных сетях:

• 48 портов 10/100/1000BASE-T PoE/PoE+: Обеспечивают подключение большого количества рабочих мест и устройств с питанием по Ethernet.
• 4 порта 10G SFP+: Позволяют агрегировать трафик на более высоких скоростях к уровню распределения или ядру сети.
• Пропускная способность 176 Гбит/с: Высокая коммутационная матрица обеспечивает обработку большого объема трафика без задержек.
• Таблица MAC-адресов 32768: Позволяет обслуживать большое количество подключенных устройств.
• Поддержка L3 маршрутизации (статическая, RIP, OSPF): Позволяет коммутатору работать не только на канальном уровне, но и выполнять функции маршрутизатора, что упрощает сегментацию сети и управление трафиком между VLAN.
• Расширенные функции безопасности (ACL, IP Source Guard): Обеспечивают дополнительную защиту на уровне доступа.

На основе выбранного оборудования разрабатываются физическая и логическая тополог��и сети.

• Физическая топология описывает реальное расположение оборудования, кабельных трасс, коммутационных шкафов и розеток. Это включает поэтажные планы, схемы прокладки кабелей, расстановку активного оборудования, что критически важно для монтажа и обслуживания.
• Логическая топология представляет собой схему взаимодействия устройств на сетевом уровне. Она включает сегментацию сети на VLAN (для изоляции трафика отделов, голосовой связи, гостевого доступа), адресацию IP-сетей, протоколы маршрутизации, схему отказоустойчивости (например, агрегирование каналов LACP), что определяет функциональность и управляемость сети.

Создание детализированных схем обеих топологий является обязательным элементом дипломного проекта, так как они служат основой для монтажа, настройки и дальнейшего обслуживания сети.

Глава 3. Обеспечение информационной безопасности (Фокус на импортозамещении)

В эпоху повсеместных кибератак информационная безопасность перестала быть второстепенной задачей, став одним из ключевых аспектов проектирования любой корпоративной сети. Особое значение приобретает применение решений, соответствующих российским стандартам и политике импортозамещения.

Применение NGFW и функции глубокого анализа пакетов

Ключевым рубежом защиты периметра корпоративной сети является Межсетевой экран следующего поколения (NGFW — Next Generation Firewall). В отличие от традиционных брандмауэров, работающих на сетевом и транспортном уровнях (L3/L4) модели OSI, NGFW способен анализировать трафик на прикладном уровне (L7), обеспечивая значительно более глубокую и интеллектуальную защиту.

Для соответствия классу NGFW, межсетевой экран должен обладать минимум тремя ключевыми функциями, помимо стандартного L4 фаервола:

1. Система предотвращения вторжений (IPS — Intrusion Prevention System): Активно ищет и блокирует известные атаки, вредоносное ПО и подозрительную активность в режиме реального времени, что является проактивной мерой защиты.
2. Контроль приложений (Application Control): Позволяет управлять доступом к конкретным приложениям (например, блокировать социальные сети, разрешать доступ к CRM), а не просто к портам, что повышает детализацию контроля и снижает риски несанкционированного использования ресурсов.
3. Веб-фильтрация (URL-Filtering): Блокирует доступ к вредоносным, нежелательным или непродуктивным веб-сайтам на основе категорий URL, обеспечивая защиту от фишинга и повышения производительности труда.

Современные российские решения NGFW, такие как Ideco NGFW, UserGate или ViPNet, предлагают комплексную защиту, включающую в себя:

• Систему предотвращения вторжений (IPS): Обнаруживает и предотвращает атаки на уровне приложений и протоколов.
• Глубокий анализ пакетов (DPI — Deep Packet Inspection): Позволяет идентифицировать приложения независимо от порта и протокола, что является основой для Application Control.
• Контроль приложений (Application Control): Управляет доступом к тысячам приложений, включая облачные сервисы.
• Антивирусную проверку трафика: Защищает от вредоносного ПО, сканируя входящий и исходящий трафик.
• VPN (Virtual Private Network): Обеспечивает защищенные туннели для удаленного доступа и связи между офисами, с поддержкой различных протоколов, включая IPSec и WireGuard.

Выбор конкретного решения должен основываться на требованиях к производительности, функционалу, а также наличию сертификатов ФСТЭК России, что критически важно для государственных организаций и компаний, работающих с конфиденциальной информацией. Это гарантирует соответствие строгим регуляторным нормам.

Использование ГОСТ-алгоритмов и отечественных решений ИБ

Для многих российских организаций, особенно тех, кто работает с государственными данными или в критической инфраструктуре, принципиально важна поддержка ГОСТ-алгоритмов шифрования. Это требование закреплено в различных нормативных документах и стандартах информационной безопасности РФ, обеспечивая высокий уровень доверия и соответствия национальным нормативам.

Многие отечественные NGFW-решения и VPN-шлюзы (например, «Континент 4», ViPNet Coordinator HW5, Ideco NGFW) обеспечивают поддержку ключевых ГОСТ-алгоритмов:

• Блочные шифры ГОСТ 28147-89 и ГОСТ Р 34.12-2015 («Кузнечик») для обеспечения конфиденциальности данных.
• Функция хэширования ГОСТ Р 34.11-2013 («Стрибог») для обеспечения целостности и аутентичности данных.

Применение таких решений гарантирует соответствие самым строгим российским требованиям к криптографической защите информации. Это не просто опция, а необходимость для обеспечения безопасности данных в условиях современного киберпространства.

Помимо NGFW, для обеспечения комплексной защиты сети необходимо внедрение системы контроля доступа к сети (NAC — Network Access Control). NAC играет решающую роль в управлении доступом устройств и пользователей к корпоративной сети, предотвращая подключение неавторизованных или скомпрометированных устройств. NAC-система позволяет:

• Идентифицировать подключающиеся устройства (ПК, ноутбуки, мобильные устройства, IoT).
• Проверять соответствие устройств политикам безопасности (например, наличие антивируса, актуальность обновлений ОС).
• Предоставлять или отказывать в доступе к сети на основе заданных политик.
• Сегментировать сеть, помещая несовместимые устройства в карантинные VLAN.

Примером отечественного решения является модуль Efros Defence Operations: Network Access Control, который внесен в Реестр отечественного ПО и позволяет эффективно управлять доступом, поддерживая при этом политику импортозамещения. В целом, создание современной системы информационной безопасности требует многоуровневого подхода, где NGFW защищает периметр и трафик на прикладном уровне, а NAC контролирует внутренний доступ, обеспечивая надежную защиту от широкого спектра угроз. Это формирует эшелонированную оборону, способную противостоять самым сложным кибератакам.

Глава 4. Технико-экономическое обоснование проекта (ТЭО)

Проектирование любой ИТ-инфраструктуры, сколь бы технически совершенной она ни была, должно быть экономически обосновано. Технико-экономическое обоснование (ТЭО) проекта ЛВС и ВКС позволяет не только оценить финансовые вложения, но и показать их эффективность для бизнеса.

Структура капитальных (CAPEX) и операционных (OPEX) затрат

ТЭО начинается с детализации всех затрат, которые делятся на две основные категории: капитальные затраты (CAPEX) и операционные расходы (OPEX).

CAPEX (Capital Expenditures) — это разовые инвестиционные вложения, которые формируют основные средства предприятия. Они включают в себя:

• Стоимость активного сетевого оборудования: Коммутаторы (уровня доступа, распределения, ядра), маршрутизаторы, межсетевые экраны (NGFW), IP-АТС, серверы для сетевых служб (DNS, DHCP, контроллеры домена).
• Стоимость пассивного сетевого оборудования: Кабели (витая пара, оптоволокно), коммутационные панели, патч-корды, розетки, телекоммуникационные шкафы и стойки, кабельные лотки.
• Лицензии на программное обеспечение: Лицензии на ОС сетевых устройств, ПО для NGFW (подписки на обновления баз угроз), ПО для NAC, лицензии на IP-телефонию.
• Стоимость монтажных работ: Прокладка кабельных трасс, установка оборудования, заделка кабелей, тестирование СКС.
• Пусконаладочные работы (ПНР): Конфигурирование активного оборудования, настройка сетевых сервисов, интеграция с существующей инфраструктурой, тестирование работоспособности системы.
• Обучение персонала: Подготовка ИТ-специалистов для эксплуатации и поддержки новой сетевой инфраструктуры.

Важно учитывать и скрытые капитальные затраты, которые часто упускаются на этапе планирования. Например, в бухгалтерском учете существует практика группировки недорогого оборудования. Если стоимость одного компонента (например, монитора или системного блока) не достигает порога капитализации (например, 40 000 рублей без НДС), но в совокупности с другими элементами (мышь, клавиатура, ОС, офисное ПО) формирует полноценное автоматизированное рабочее место (АРМ) стоимостью выше этого порога, то весь комплекс капитализируется как основное средство. Это влияет на амортизацию и налогообложение, что важно для корректного финансового планирования.

OPEX (Operating Expenses) — это регулярные расходы, необходимые для поддержания работоспособности и эффективного функционирования системы:

• Затраты на техническую поддержку и сопровождение: Контракты на обслуживание оборудования, гарантийное и постгарантийное обслуживание, услуги внешних ИТ-специалистов.
• Оплата труда системных администраторов: Заработная плата персонала, отвечающего за эксплуатацию и развитие сети.
• Увеличение стоимости владения ИТ-инфраструктурой: Расходы, связанные с обновлением ПО, закупкой расходных материалов, заменой вышедших из строя компонентов.
• Оплата электроэнергии: Потребление электроэнергии активным сетевым оборудованием, серверами, системами охлаждения серверных.
• Оплата связи: Абонентская плата за интернет-каналы, услуги операторов связи для IP-телефонии.

Среди ключевых операционных расходов, способных существенно влиять на бюджет, выделяются регулярные подписки на обновления ПО и базы данных угроз для NGFW/IPS. Без них межсетевой экран быстро теряет свою эффективность, не распознавая новые угрозы. Также значительными могут быть оплата услуг ИТ-аутсорсинга или консалтинга для поддержки сложной инфраструктуры, особенно при отсутствии достаточного количества квалифицированных специалистов в штате. Это подчеркивает необходимость комплексного подхода к планированию всех затрат на протяжении всего жизненного цикла проекта.

Расчет окупаемости инвестиций с применением динамических методов

Для оценки экономической эффективности проекта используются различные показатели окупаемости инвестиций.

Расчет окупаемости инвестиций (ROI — Return On Investment) является ключевым показателем и вычисляется по формуле:

ROI = ((Доход - Затраты) / Затраты) ⋅ 100%

Где «Доход» — это экономический эффект от внедрения проекта (например, снижение затрат на связь, повышение производительности труда, предотвращение потерь от простоя), а «Затраты» — это суммарные CAPEX и OPEX за определенный период.

Расчет срока окупаемости (Payback Period, PP) (простой метод) определяет время, необходимое для возврата первоначальных вложений:

PP = Ко / CFср

Где:

• К_о — первоначальные вложения (CAPEX).
• CF_ср — среднегодовые чистые денежные поступления от проекта (экономический эффект).

Пример простого расчета PP:
Если CAPEX проекта составил 1 000 000 рублей, а среднегодовой экономический эффект (за счет снижения затрат на традиционную телефонию и повышения эффективности) составляет 250 000 рублей, то PP = 1 000 000 / 250 000 = 4 года. Однако простой метод PP не учитывает изменение стоимости денег во времени (инфляцию, альтернативные инвестиции), что может искажать реальную картину.

Для более точной оценки эффективности, особенно долгосрочных проектов, рекомендуется использовать динамические методы:

• Чистый дисконтированный доход (Net Present Value, NPV): Этот метод учитывает дисконтирование будущих денежных потоков к текущему моменту времени. Он рассчитывается как сумма дисконтированных денежных потоков от проекта (как положительных, так и отрицательных) за весь его жизненный цикл. Если NPV > 0, проект считается экономически привлекательным.

NPV = ΣNt=0 (CFt / (1 + r)t)

Где CF_t — денежный поток в период t, r — ставка дисконтирования, t — период времени.

• Дисконтированный срок окупаемости (Discounted Payback Period, DPP): Это модификация простого срока окупаемости, которая также учитывает дисконтирование денежных потоков. DPP показывает, сколько времени потребуется для возврата первоначальных инвестиций с учетом того, что будущие доходы имеют меньшую ценность.

Применение динамических методов, таких как NPV или DPP, позволяет получить более реалистичную и надежную оценку экономической целесообразности проекта, что особенно важно для обоснования инвестиций в дорогостоящую ИТ-инфраструктуру. Эти методы дают более полное представление о долгосрочной прибыльности проекта.

Глава 5. Безопасность жизнедеятельности и охрана труда

Проектирование и эксплуатация любой технической системы, включая ЛВС, неразрывно связаны с обеспечением безопасности жизнедеятельности и охраной труда. Эти аспекты являются не просто формальностью, а критически важными элементами, предотвращающими аварии, травмы и профессиональные заболевания.

Требования к размещению активного оборудования

Серверные помещения, где размещается активное сетевое оборудование (серверы, коммутаторы ядра/распределения, СХД), являются высоконагруженными зонами, требующими особого подхода к проектированию. Ключевые требования касаются обеспечения оптимального микроклимата, что прямо влияет на стабильность и срок службы оборудования.

На основе строительных норм и правил (СНиП) и санитарных правил и норм (СанПиН), а также отраслевых рекомендаций, к микроклимату в серверных помещениях предъявляются следующие требования:

• Температура воздуха: Должна поддерживаться в диапазоне от +17 до +24 °C. Слишком высокая температура приводит к перегреву оборудования, снижению его производительности и преждевременному выходу из строя. Низкая температура может вызвать конденсацию влаги, что также крайне нежелательно.
• Относительная влажность: Должна находиться в пределах 45–55%. Избыточная влажность может привести к коррозии и короткому замыканию, недостаточная — к накоплению статического электричества, что также опасно для электроники.

Для поддержания этих параметров необходимо предусматривать системы прецизионного кондиционирования и вентиляции, способные круглосуточно поддерживать заданные условия. Также важно учитывать требования к пожарной безопасности, системам пожаротушения, обеспечению бесперебойного электропитания (ИБП, дизель-генераторы) и физическому доступу в помещение. Все эти меры направлены на обеспечение максимальной надежности и безопасности функционирования критически важной инфраструктуры.

Электробезопасность и охрана труда для ИТ-персонала

Работа с электроустановками и ИТ-оборудованием требует строгого соблюдения правил электробезопасности. Проект должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.019-2017 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования». Этот стандарт устанавливает общие положения по обеспечению электробезопасности, номенклатуру опасных и вредных факторов, а также виды защитных мер.

Кроме того, при эксплуатации электроустановок и ИТ-оборудования необходимо руководствоваться «Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок», которые регулярно актуализируются (например, в 2022 году были внесены значительные изменения). Эти правила подробно регламентируют требования к организации работ, допуску персонала, использованию средств индивидуальной защиты и порядку выполнения различных видов работ, что является залогом предотвращения несчастных случаев.

Особое внимание следует уделить квалификации ИТ-персонала в области электробезопасности. Специалистам, которые занимаются обслуживанием, монтажом и ремонтом электрооборудования в электроустановках до 1000 В (что включает в себя большинство активного сетевого оборудования, серверов и систем ИБП), необходимо ежегодно проходить проверку знаний и иметь II группу по электробезопасности. Это позволяет им выполнять работы, связанные с подключением, отключением и обслуживанием электрооборудования, с соблюдением всех необходимых мер предосторожности. Если же персонал лишь использует офисную технику (например, ПК, принтеры), то достаточно присвоения I группы, которая требует лишь проведения вводного инструктажа.

Таблица групп по электробезопасности для ИТ-персонала:

Группа по электробезопасности	Область применения	Требования к персоналу
I	Использование офисной техники (ПК, принтеры, сканеры), не связанное с подключением к электросети или ремонтом	Прохождение вводного инструктажа по электробезопасности, отсутствие специальной подготовки.
II	Обслуживание и ремонт электрооборудования (включая активное сетевое оборудование) в электроустановках до 1000 В	Знание основных правил электробезопасности, умение оказывать первую помощь пострадавшим от электрического тока, понимание принципов работы обслуживаемого оборудования. Ежегодная проверка знаний.
III и выше	Работа в электроустановках выше 1000 В, организационно-распорядительные функции, допуск к работе, проведение инструктажей	Требует значительного опыта, глубоких знаний электротехники, умения руководить работами. Актуально для персонала, обслуживающего крупные энергетические объекты или высоковольтное оборудование (например, ЦОД с собственными подстанциями).

Соблюдение этих нормативных требований не только обеспечивает безопасность сотрудников, но и минимизирует риски возникновения аварийных ситуаций, связанных с электрооборудованием, что является ��еотъемлемой частью качественного инженерного проектирования. Это также формирует культуру безопасности внутри организации.

Заключение

Разработка методологического плана для дипломного проекта по проектированию корпоративной ЛВС и ВКС — это сложная, многогранная задача, требующая глубоких знаний в области сетевых технологий, информационной безопасности, экономики и нормативно-правовой базы. Представленный материал детализирует каждый этап, превращая общие тезисы в конкретные инженерные шаги и расчеты.

Мы проанализировали важность применения актуальных международных стандартов, таких как ISO/IEC 11801-1:2017 и ГОСТ Р 53246-2008 для СКС, а также обосновали выбор высокоскоростных кабельных систем Категории 6A и 8, способных поддерживать до 40 Гбит/с. Детально рассмотрена методология расчета общего сетевого трафика и, что особенно важно, голосового трафика с использованием формул Эрланга B/C, что является критически важным для систем ВКС. Выбор активного оборудования, представленный на примере коммутатора Eltex MES2448P с поддержкой PoE/PoE+, демонстрирует фокус на современные и зачастую отечественные решения.

Центральное место в проекте занимает раздел по информационной безопасности, где акцент сделан на применении российских NGFW-решений (Ideco, UserGate) с обязательной поддержкой ГОСТ-алгоритмов шифрования (ГОСТ 28147-89, ГОСТ Р 34.12-2015) и систем NAC (Efros Defence Operations). Это не только повышает уровень защиты, но и соответствует государственной политике импортозамещения. Технико-экономическое обоснование проекта расширено за счет включения динамических методов оценки инвестиций (NPV, DPP) и учета скрытых CAPEX и OPEX, что позволяет получить более точную картину финансовой эффективности. Наконец, рассмотрены критически важные аспекты безопасности жизнедеятельности, включая требования к микроклимату серверных (+17..+24°C, 45-55% влажности) и квалификации ИТ-персонала (II группа по электробезопасности), что гарантирует безопасную и надежную эксплуатацию системы.

Разработанный методологический план обеспечивает студента-выпускника исчерпывающим руководством для создания высококачественного, актуального и инженерно-обоснованного дипломного проекта. Он подтверждает, что спроектированная система будет не только соответствовать всем современным техническим, экономическим и нормативным требованиям, но и обладать потенциалом для дальнейшего развития, например, путем интеграции с новейшими стандартами Wi-Fi 7 или расширения функционала для поддержки IoT-решений в будущем, обеспечивая долгосрочную ценность для организации.

Список использованной литературы

1. Бец, В. П. Вычислительные сети: понятия, архитектура, протоколы, технологии и средства телекоммуникаций: Учеб. пособие / В. П. Бец ; Московский гос. ин-т электронной техники (технический ун-т) ; В.В. Баринов (общ.ред.), В.Ф. Шаньгина (общ.ред.). — М. : МИЭТ, 2000.
2. Библиотечные компьютерные сети: Россия и Запад / Е.И. Кузьмин (науч.ред.-сост.), М.Н. Усачев (науч.ред.-сост.). — М. : Либерия.
3. Бондаренко, М. Ф. Проектирование и диагностика компьютерных систем и сетей: Учеб. пособие / М. Ф. Бондаренко ; Харьковский гос. технический ун-т радиоэлектроники. — Х., 2000. — 306с.
4. Ботт, Э., Зихерт, К. Локальные сети и безопасность Microsoft Windows XP. Inside Out: полное руководство / Э. Ботт, К. Зихерт ; Я. Майсова (пер.с англ.). — М. : ЭКОМ, 2007. — 943с.
5. Дядичев, В. В. Компьютерные телекоммуникации и сети ЭВМ: Учеб. пособие / В. В. Дядичев ; Восточноукраинский национальный ун-т им. Владимира Даля. — Луганск, 2006. — 208с.
6. Завгородний, В.И. Комплексная защита информации в компьютерных системах: Учебное пособие. — М.: Логос; ПБОЮЛ Н.А. Егоров, 2001. — 264 с.
7. Закер, К. Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей: Наиболее полное руководство / К. Закер ; Дмитрий Харламов (пер.с англ.). — СПб. : БХВ-Петербург, 2003. — 988с.
8. Камер, Д. Э. Компьютерные сети и Internet. Разработка приложений для Internet / Д. Э. Камер ; К.А. Птицын (пер.с англ.,ред.). — 3. изд. — М. ; СПб. ; К. : Издательский дом «Вильямс», 2002.
9. Куроуз, Д. Ф., Росс, К. В. Компьютерные сети. Многоуровневая архитектура Интернета. — 2-е изд. — СПб. : Питер, 2004. — 764 с.
10. Лобунец, Е. Ю., Решетник, Н. А. Компьютерные сети: учеб. пособие для студ. спец. 7.050102 «Экономическая кибернетика» / Е. Ю. Лобунец, Н. А. Решетник ; Донбасская гос. машиностроительная академия. — Краматорск : ДГМА, 2008.
11. Локальные сети, модемы, интернет: ответы и советы / Игорь Грень (сост.). — Минск : ООО «Новое знание», 2004. — 351с.
12. Локальные сети: Полное руководство / В.В. Самойленко (ред.). — К. : Век, 2002. — 399с.
13. Мельников, Д.А. Информационные процессы в компьютерных сетях. Протоколы, стандарты, интерфейсы, модели. М. Кудиц-образ. 2003 – 256 с.
14. Сквирский, В. Д., Рубан, А. В. Компьютерные сети. Локальные сети: учеб.-метод. пособие для студ. спец. «Информатика» / В. Д. Сквирский, А. В. Рубан ; Государственное учреждение «Луганский национальный ун-т им. Тараса Шевченко». — Луганск : ГУ «ЛНУ им. Т.Шевченко», 2008. — 129с.
15. Специализированные архитектуры ЭВМ. Устройства для дискретной обработки сигналов: пособие для иностр. студ. спец. 6.091501 «Компьютерные системы и сети» / Национальный авиационный ун-т ; В. Я. Краковский (авт.-сост.). — К. : НАУ, 2006. — 336с.
16. Олифер, В.Г., Олифер, Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. С.Петербург. Питер. 2003 — 668 с.
17. Чернега, В., Платтнер, Б. Компьютерные сети: учеб. пособие для студ. направления «Компьютерные науки» вузов / В. Чернега, Б. Платтнер ; Севастопольский национальный технический ун-т. — Севастополь : СевНТУ, 2006. — 500с.
18. Якубайтис, Э.А. Информационные сети и системы, справочная книга. М. Финансы и статистика, 1996.
19. Строим сеть своими руками, часть вторая: настройка беспроводного оборудования в одноранговой сети. URL: http://www.ixbt.com/comm/prac-small-lan2.shtml (дата обращения: 06.10.2025).
20. Руководство FreeBSD. URL: http://www.freebsd.org.ua/doc/ru_RU.KOI8-R/books/handbook/index.html (дата обращения: 06.10.2025).
21. Сервер Информационных Технологий. URL: http://citforum.ru (дата обращения: 06.10.2025).
22. Технические описания аппаратного обеспечения. URL: http://www.ixbt.com (дата обращения: 06.10.2025).
23. Requests for comments. URL: http://www.rfc-editor.org (дата обращения: 06.10.2025).
24. MES2448P Eltex | Коммутатор 48 портов 1G PoE/PoE+, 4 порта 10G. URL: https://eltexcm.ru/catalog/kommutatory-dlya-metroethernet/mes2448p (дата обращения: 06.10.2025).
25. Российские межсетевые экраны следующего поколения. NGFW. URL: https://it4pro.ru/blog/sravnenie-ngfw-dlya-malogo-i-srednego-biznesa (дата обращения: 06.10.2025).
26. Коммутаторы 48 портов — купить в Ситилинк. URL: https://www.citilink.ru/catalog/setevoe-oborudovanie/kommutatory/48-portov/ (дата обращения: 06.10.2025).
27. DGS-1210-52P/ME — 48+4 портовый коммутатор POE (48 портов). URL: https://divitec.by/catalogue/upravlyaemyy-kommutator-d-link-dgs-1210-52p-me (дата обращения: 06.10.2025).
28. MES2448P Коммутатор 48 портов 1G PoE/PoE+, 4 порта 10G купить в Москве, цена. URL: https://seti-telecom.ru/catalog/eltex/mes2448p (дата обращения: 06.10.2025).
29. Особенности расчета ROI (Return On Investment) в ИТ проектах. URL: https://koptelov.info/articles/osobennosti-rascheta-roi-return-on-investment-v-it-proektakh (дата обращения: 06.10.2025).
30. Системы контроля доступа к сети (NAC). URL: https://comnews.ru/content/229045/2023-08-01/2025_vozmozhnosti_importozameshcheniya_programmnogo_obespecheniya_v_klyuchevykh_sferakh_ib (дата обращения: 06.10.2025).
31. Сравнение NGFW Континент 4, Usergate 7.1, Ideco 18, VIPNET COORDINATOR HW5. URL: https://global-it.ru/blog/sravnenie-ngfw-kontinent-4-usergate-71-ideco-18-vipnet-coordinator-hw5 (дата обращения: 06.10.2025).
32. Требования при монтаже ЛВС, СКС и СВН: нормативные аспекты и лучшие практики. URL: https://electrikman.ru/trebovaniya-pri-montazhe-lvs-sks-i-svn-normativnye-aspekty-i-luchshie-praktiki.html (дата обращения: 06.10.2025).
33. Эрланг — Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%80%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B3 (дата обращения: 06.10.2025).
34. Международный стандарт ISO/IEC 11801-1 общие требования к СКС. URL: https://ockc.ru/mezhdunarodnyy-standart-iso-iec-11801-1-obshchie-trebovaniya-k-sks (дата обращения: 06.10.2025).
35. ГОСТ 12.1.019-2017 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200155280 (дата обращения: 06.10.2025).
36. Выбираем межсетевой экран: сравнение решений Ideco NGFW, Traffic Inspector и UserGate. URL: https://1csoft.ru/blog/vybiraem-mezhsetevoy-ekran-sravnenie-resheniy-ideco-ngfw-traffic-inspector-i-usergate (дата обращения: 06.10.2025).
37. Срок окупаемости проекта: формулы, расчеты, примеры. URL: https://fd.ru/articles/1739-srok-okupaemosti-proekta (дата обращения: 06.10.2025).
38. Современные категории и стандарты СКС. URL: https://teleserv.ru/articles/strukturirovannye-kabelnye-sistemy/sovremennye-kategorii-i-standarty-sks (дата обращения: 06.10.2025).
39. Охрана труда в IT-компаниях. URL: https://tbc-company.ru/blog/ohrana-truda-v-it-kompaniyah (дата обращения: 06.10.2025).
40. Расчет и планирование среднего трафика и коэффициента использования сети. URL: https://studfile.net/preview/558692/page:6/ (дата обращения: 06.10.2025).
41. Расчет полезной пропускной способности среды — Организация локальной сети для использования системы «1С: Предприятие» в учебном процессе. URL: https://studbooks.net/830219/informatika/raschet_poleznoy_propusknoy_sposobnosti_sredy (дата обращения: 06.10.2025).
42. Глава 3. Проектирование лвс. URL: https://studfile.net/preview/9979708/page:5/ (дата обращения: 06.10.2025).
43. Инструкция по охране труда для специалиста ИТ. URL: https://ohrana-truda-365.ru/instruktsiya-po-ohrane-truda-dlya-spetsialista-it/ (дата обращения: 06.10.2025).
44. Анализ трафика для голоса поверх IP. URL: https://justogroup.ru/articles/analiz-trafika/analiz-trafika-dlya-golosa-poverkh-ip/ (дата обращения: 06.10.2025).
45. Архитектура «клиент—сервер»: суть, виды, преимущества. URL: https://itspectr.ru/blog/arhitektura-klient-server-sut-vidy-preimushchestva (дата обращения: 06.10.2025).
46. Расчет конфигурации сети Ethernet. URL: https://kit68.ru/uploads/files/metodicheskie-ukazaniya/mu-po-prakticheskim-rabotam-po-m/mu-po-prakticheskim-rabotam-po-m-op.06/raschet-konfiguratsii-seti-ethernet.pdf (дата обращения: 06.10.2025).
47. Двухуровневая клиент-серверная архитектура. URL: https://sky.pro/wiki/it/dvuhurovnevaya-klient-servernaya-arhitektura/ (дата обращения: 06.10.2025).
48. Проектирование локальных вычислительных сетей (ЛВС) предприятия. URL: https://sapr-soft.ru/articles/proektirovanie-lokalnyh-vychislitelnyh-setej-lvs-predpriyatiya/ (дата обращения: 06.10.2025).