Таким образом, маршрутизация используется в технологии Fast Ethernet в основном для связывания широковещательных областей и удержания их размеров в управляемых пределах, в отличие от коммутации, которая предназначена для связывания областей коллизий и обеспечения высокой производительности.

Перегрузка

Термин перегрузка в применении к коммутаторам и маршрутизаторам используется довольно часто, и вы, скорее всего, не раз читали и / или слышали об этом явлении. Но поставщики твердят о наличии у них изощренных схем управления перегрузкой, некоторые даже утверждают, что их изделия невозможно перегрузить. В обоих случаях предполагается, что перегрузка - это проблема, вызванная фактором, внешним по отношению к устройству. Это звучит прекрасно, но является плодом больного воображения.

Если говорить кратко, перегрузка в коммутаторе и маршрутизаторе (здесь мы будем называть их устройствами) возникает при условии, что устройству не хватает внутренних ресурсов для управления возросшей нагрузкой. Вот почему оно вынуждено отбрасывать кадры. Это означает, что кадр, который в обычных условиях был бы получен и правильно обработан устройством, будет проигнорирован.

Обычно корректная обработка кадра состоит в его ретрансляции. Тем не менее перегрузка может повлиять и на другие функции, в частности на сбор статистики, прохождение трафика SNMP через управляющее устройство или создание остовного дерева при помощи протокола BPDU. С последним могут быть связаны особенно тяжелые проблемы, потому что вызвавшая их перегрузка чаще всего возникает из-за петель, которые могут быть уничтожены лишь корректно работающим BPDU.

Устройства могут быть перегружены из-за недостатка одного, некоторых или всех элементов из следующего списка ресурсов:

буферной памяти;

внутренней полосы пропускания;

мощности центрального процессора.

В случае коммутаторов чаще всего приходится сталкиваться с недостатком буферной памяти. Обычно на один из портов приходится большая доля трафика. Если трафик поступает быстрее, чем его можно передать дальше, то коммутатор должен буферизовать входные данные. Поскольку скорость поступления превышает скорость ухода, то буферы медленно (или немедленно) переполняются. Если буферы переполнены, то коммутатор должен отбрасывать вновь поступившие кадры (рис. 32). Такой вид нагрузки называется асимметричной нагрузкой (asymmetric load).

Согласно представленной на рис. 4.25 схеме сети, кадры приходят в порты 1-4 при среднем значении показателя использования сети 30%. Измерения показывают, что 10% (или одну треть) трафика необходимо пропустить в порт 5. Это означает, что показатель использования сети в порту 5 составит 40%. Если усредненное значение показателя использования сети в порту 5 также равно 30%, то асимметричная нагрузка на данный порт составит 10%.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.25. Потенциальная перегрузка

Все будет в порядке до тех пор, пока коммутатор сможет буферизовать кадры, которые нельзя направить в порт 5. Однако если асимметричная нагрузка будет продолжаться достаточно длительный период и буферы коммутатора переполнятся, возникнет перегрузка и коммутатор начнет отбрасывать полученные кадры. Способность коммутатора управлять асимметричными нагрузками - любимый предмет для обсуждения у поставщиков, когда они говорят об управлении перегрузкой. Предлагаемые ими схемы обычно вращаются вокруг разумного и эффективного управления ресурсами буферов. Лучшая модель коммутатора будет управлять более асимметричными нагрузками в течение большего интервала времени до возникновения перегрузки.

Другое важное замечание, касающееся перегрузки, состоит в том, что избежать асимметричных нагрузок невозможно. Это нормальный и постоянно встречающийся вид нагрузок. Большинство коммутаторов управляют обычными асимметричными нагрузками в течение приемлемого времени без перегрузки, но могут отбросить некоторые кадры в моменты пиковых нагрузок сети. Как правило, асимметричные нагрузки не представляют опасности и могут быть отслежены при помощи средств управления сетью. Лучший способ управлять ими - наблюдать за перегрузкой. Если ваша сеть хорошо спроектирована, то такой вид перегрузок будет редко вызывать проблемы.

Некоторым видам сетевых соединений, например двухскоростным коммутаторам Ethernet и Fast Ethernet, изначально присуща асимметрия. Трафик из сегмента или узла Fast Ethernet в сегмент Ethernet асимметричен в силу своей природы. В частности, 5%-ное использование Fast Ethernet равносильно 50%-ному использованию сегмента Ethernet. Большинство коммутаторов, поддерживающих оба вида сети, спроектированы специально для качественного управления таким видом нагрузки. Часто они имеют дополнительное буферное пространство для управления кадрами, направляющимися в сегменты Ethernet.

Еще один вид перегрузки может быть вызван недостаточной шириной внутренней полосы пропускания. Например, чтобы 8-портовый коммутатор Fast Ethernet мог справиться с шестью портами, работающими со скоростью 12,2 Мбайт/с, он должен иметь внутреннюю полосу пропускания по крайней мере в 97,6 Мбайт/с, Если же его внутренняя полоса пропускания составляет всего 50 Мбайт/с, то она не соответствует суммарной полосе пропускания подключенных устройств. Такое несоответствие характерно для большинства старых коммутаторов, потому что сделать их быстрее было слишком дорого, а часто и невозможно.

Некоторые устройства, и в первую очередь маршрутизаторы, изначально не предназначались для управления большими нагрузками, так как это сделало бы их слишком дорогими. Часто такие устройства оказываются перегруженными из-за того, что просто не успевают обработать поступающие кадры.

Недостаточная мощность процессора также может вызвать перегрузку. С современными устройствами такое случается редко, потому что большую часть функций по обработке кадра берут на себя специализированные аппаратные средства. Тем не менее многие дешевые маршрутизаторы все еще могут быть перегружены из-за недостаточной мощности процессора.

Важно заметить, что существуют уровни асимметричной предложенной нагрузки, способные перегрузить любое устройство. Чем асимметричнее нагрузка, тем быстрее возникнет перегрузка. Просто некоторые устройства справляются с ней лучше других.

4.5 Протокол SNMP

SNMP, разработанный в 1988 году группой исследователей и инженеров под руководством координационного совета сети Internet для работы в сетях TCP/IP, предназначен для получения от сетевых устройств информации об их статусе, производительности и характеристиках. Разработчики постарались сделать SNMP достаточно простым, чтобы его реализация была несложной и недорогостоящей, и открытым для дальнейших изменений и расширений. Именно его функциональная открытость и принесла ему широкую популярность.

В настоящее время протокол SNMP фактически стал стандартом управления сетью. Он предусматривает наличие специальной программы - агента SNMP встроенного в управляемое устройство. Агент отвечает на запросы, присылаемые с консоли станции управления. При этом вся информация о состоянии устройства хранится в специальной базе данных - MIB (Management Information Base), в которой имеются группы переменных, содержащие данные о статусе устройства, его системных характеристиках, использовании различных сетевых протоколов и т.д. Таким образом, управление сетью сводится к получению значений и изменению MIB-переменных.

Обсуждая недостатки систем на базе SNMP, кратко рассмотрим типичный сценарий работы подобной системы.

Управляющая консоль SNMP дает указание агенту SNMP начать сбор данных. SNMP-агент начинает сбор информации о работе устройства, в котором он установлен. Поскольку агент является пассивным, для анализа собранных данных необходимо постоянно посылать запросы с консоли на передачу этих данных, причем данные будут передаваться от агента к консоли целиком, без предварительного анализа и фильтрации. Таким образом, пассивный характер работы агента приводит к генерации значительного трафика. Более того, по той же причине возможна потеря важных данных, если консоль не опросит агента до момента переполнения буфера данных. Частично решить эту проблему помогает способность агента посылать предупреждающие сообщения (alert) на консоль управления при наступлении определенных событий. Однако аналогичные события могут быть только очень простыми (например, превышение трафиком определенного уровня).

4.6 Технология RMON

Для преодоления этих недостатков был разработан стандарт RMON (Remote Monitoring). Он описывает систему сетевого управления сети на базе Ethernet (Fast Ethernet) или Token Ring, построенную по принципу агент-консоль, однако агент RMON в отличие от агента SNMP выступает как активный участник анализа данных. Протокол обмена данными и командами между агентом и консолью является правильным расширением протокола SNMP, что обеспечивает совместимость снизу вверх этих стандартов.

К основным достоинствам RMON можно отнести мощные средства наблюдения и анализа, централизованное управление удаленными сегментами и возможность построения распределенной системы управления, которая сохраняет гибкость при росте сети и снижает объем служебной информации, проходящей через межсетевые соединения.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.26. Технология RMON

Суть технологии удаленного мониторинга (рис. 4.26.) состоит в обмене информацией между агентами RMON, работающими в различных сетевых устройствах, и приложениями сетевого управления, размещенными на рабочей станции сетевого администратора NMS - Network Management Station). Агенты RMON - это резидентные программные модули и аппаратно реализованные модули, установленные или загружаемые в управляемые сетевые устройства, такие как маршрутизаторы, мосты, рабочие станции, серверы, ПК, шлюзы, концентраторы, коммутаторы - словом, во все, что может быть подключено к сети. Задача станции NMS состоит в восстановлении, обработке и представлении в удобном для оператора виде информации, полученной от агентов RMON. Как уже отмечалось, установленные на NMS приложения работают совместно с платформами сетевого управления, а RMON обеспечивает интерфейс для передачи статистики и сигнализации между программами-агентами и этими платформами.

Таким образом, агент RMON способен взять на себя большую часть работы по анализу трафика, причем осуществлять ее локально, без загрузки сети и постоянного взаимодействия с консолью. Оборотной стороной медали является необходимость привлечения для подобного анализа значительных вычислительных ресурсов. Вследствие этого RMON-агенты обычно представляют собой либо специализированные аппаратные модули для активных модульных устройств сети, либо специализированный зонд, подключаемый непосредственно к анализируемому сегменту, либо универсальный компьютер со специальным программным обеспечением, выделенный только для средств анализа сегмента.

4.7 Понятие технологии виртуальных сетей

Работа современной ЛВС должна быть гибкой, чтобы отвечать быстро меняющимся потребностям бизнеса без существенного увеличения стоимости работы сети в единицу времени.

Сегодняшние технологии построения крупных гетерогенных сетей требуют статично конфигурировать маршрутную информацию 3 уровня модели OSI на оконечных станциях и устройствах маршрутизации. Раз заданную конфигурацию изменить не так-то просто. Перемещение конечных станций с одной ЛВС на другую требует удаленного конфигурирования в лучшем случае, и путешествия в монтажный шкаф в худшем. В этом случае требуется управляющее вмешательство для того, чтобы физически изменить порт подсоединения на концентраторе для перемещения рабочей станции. Физические перемещения требуют времени и усилий, а в результате могут привести к некорректным соединениям.

В настоящее время ведущие компании на рынке сетевых технологий предлагают свои варианты для решения этих проблем - технологии построения виртуальных сетей.

Виртуальные сети будут функционировать так же, как и традиционные сети, но при этом будут построены без применения традиционных маршрутизаторов и концентраторов. Там, где традиционные сети полагаются на физические маршрутизаторы и концентраторы (ЛВС), виртуальные сети будут полагаться на виртуальные маршрутизаторы и виртуальные ЛВС. Физические маршрутизаторы и концентраторы заменяются коммутаторами: АТМ - коммутаторами, пакетными коммутаторами, либо и теми и другими сразу.

При этом виртуальные ЛВС являются масштабируемым сетевым решением, которое адресуется для удовлетворения следующих потребностей клиентов:

Конструирование простых виртуальных ЛВС уровня 2 модели OSI на базе портов коммутации или МАС-адресов.

Переход к виртуальным ЛВС уровня 3 модели OSI для придания большей гибкости и функциональности

Реализация коммутируемых виртуальных сетей с использованием уже существующей инфраструктуры ЛВС, предвосхищая переход к АТМ.

4.8 Проектирование ЛВС

Исходные данные

Основные параметры проектируемой компьютерной сети Сбербанка следующие:

- количество рабочих станций - 114 (в т.ч., дополнительного сетевого оборудования: ИБП, сетевых принтеров и т.п.);

- количество серверов - 6 (определяется техническим заданием проекта);

- количество коммутационных центров - 1;

- коммутационный центр располагается в помещении №4-го этажа здания Сбербанка;

- Сервера устанавливаются в помещении №4-го этажа здания Сбербанка.

Выбор технического решения

В проекте рассматривается два варианта технического решения по созданию ЛВС в отделении Сбербанка. Варианты кардинально отличаются как оборудованием так и принципами организации сети. В первом варианте используется оборудование фирмы Cisco Systems, во втором варианте оборудование фирмы D-Link.

Выбор сетевой архитектуры

В виду того, что самой распространенной сетевой архитектурой в России является сетевая архитектура Ethernet/Fast Ethernet, поэтому мы выбираем именно эту технологию передачи данных. Кроме того на Российском рынке имеется широкий выбор оборудования поддерживающий эту технологию.

Функциональная модель

Функционально активное оборудование ЛВС представляет собой устройство для передачи данных и содержит в себе следующие главные функции, которые обеспечиваются его узлами:

- Физическое и электрическое соединение с сетевым устройством. За эту функцию отвечает блок разъемов, называемых портами устройства. В их задачу входит получать и передавать данные сетевым устройствам. Основные параметры: плотность, количество портов, поддерживаемые протоколы, емкость буфера порта.

- Передача данных между портами. За эту функцию отвечает блок коммутации, которые принимает пакеты от портов, принимает решении о их перенаправлении в другой порт и посылает данные на него. Основные параметры: скорость передачи пакетов, максимальное количество пакетов, обрабатываемых в единицу времени, задержки передачи, поддерживаемые протоколы, методы принятия решений о передаче пакета на другой порт.

- Функции управления устройством и диагностики: конфигурации, фильтрации пакетов, пароли и т.п. Эти функции исполняются с помощью процессора, который отвечает за поддержку SNMP и RMON, встроенных перезаписываемых микросхем, которые хранят параметры настройки устройств и удаленного приложения администрирования устройством через сеть или порт терминала.

Остальные функции сетевого оборудования несущественны для задач данного проекта и поэтому не рассматриваются.

Реализация первого варианта

Техническая математическая модель ЛВС

Рассматриваемая математическая модель создана на основе технического задания на проектирование применительно к ЛВС, содержащей 1 центр коммутации и централизованно расположенной серверной платформе (рис. 4.27.).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.27. Математическая модель

В качестве коммутационного центра рассматривается стек из 6-х коммутаторов Catalyst 3524 Enterprise Edition (рис. 4.28.).

Рис. 4.28. Внешний вид коммутатора

Один коммутатор имеет 24 порта на 10/100 Мбит/сек. И два Gigabit Ethernet порта.

Серия коммутаторов Catalyst 3500 - это полнофункциональная линия коммутаторов 10/100BaseTX с автоматическим выбором скорости передачи. Устройства этой серии обеспечивает наилучшее соотношение цена / производительность среди устройств этого класса. Коммутаторы Catalyst 3500 XL предлагают сверхвысокую производительность, простоту эксплуатации и гибкость в использовании. Эти устройства могут быть использованы как для создания высокопроизводительных рабочих групп, так и для объединения групп серверов и коммутаторов предыдущего уровня.

Основные возможности:

- передачи на всех портах и технологии Fast EtherСhannel для создания единого логического соединения;

- автоматический выбор скорости передачи 10 или 100 Мб/сек и полудуплексного или полнодуплексного режима передачи;

- поддержка протоколов Telnet и SNMP, внешний консольный порт управления и управления с использованием интерфейса WEB.

- Коммутаторы могут собираться в стек до 9 шт., представляя собой по сути дела один многопортовый коммутатор.

Активное оборудование коммутационного центра комплектуется исходя из следующих соображений: количество рабочих станций 114, то есть необходимо 114 портов, для их обслуживания необходимо 5 коммутаторов, но так как на перспективное расширение сети остаётся лишь шесть свободных портов, а кроме того для повышения производительности сервера подключаются через GigaStack Stacking GBIC порты, то необходимо шесть коммутаторов.

Коммутаторы соединяются в стек через модули GigaStack Stacking GBIC (Рис. 4.29.)



Рис. 4.29. Модули GigaStack Stacking GBIC

В соответствии с текущими требованиями ТЗ будет установлено шесть серверов. Количество VLAN равно шести.

Сервера будут подключены к коммутаторам через порты модули GigaStack Stacking GBIC по протоколу Gigabit Ethernet. Рабочие станции будут подключены по 100BaseTX.

Для обеспечения маршрутизации между VLANми должен быть использован маршрутизатор Cisco2620.

Рис. 4.30. Внешний вид маршрутизатора

Серия Cisco 2600 представляет собой новую экономичную серию модульных маршрутизаторов для малых и средних офисов, включающих в себя возможность передачи голоса и факса. Предлагаемый набор модулей позволяет также использовать устройства Cisco 2600 в качестве серверов доступа и сетевых экранов.

Каждый маршрутизатор серии Cisco 2600 содержит один слот для модуля глобальной сети высокой плотности или модуля ЛВС, два слота для модулей глобальной сети низкой плотности и одно посадочное место на системной плате для установки сервисного модуля AIM (Advanced Integration Module), который может использоваться для аппаратного сжатия или шифрования данных.

Маршрутизаторы серии Cisco 2600 могут содержать до 64Мб оперативной памяти (DRAM) и до 16 Мб флеш-памяти.

Преимущества варианта:

- Полностью отвечает требованиям ТЗ по пропускной способности для текущих и перспективных задач;

- При подключении следующего отделения по этому варианту не требуется установки дополнительного оборудования в центр;

- Поддержка технологии виртуальной коммутации рабочих групп (VLAN), при увеличении количества VLANов можно использовать для маршрутизации дополнительный порт 10BaseT или ISL на любом из Fast Ethernet портов;

- Возможность подключения серверов по Gigabit Ethernet;

- Поддержка режима полного дуплекса на всех коммутируемых портах;

- Управление устройствами по SNMP;

- Возможность поэтапного наращивания возможностей ЛВС путем приобретения дополнительных устройств либо замены на более высокопроизводительное оборудование с возможность использования заменяемого оборудования в менее крупных отделениях Сбербанка;

- Есть дублирующие источники питания у коммутатора, повышенная энергозащищенность по центральному элементу центра.

Недостатки:

- Относительно высокая стоимость оборудования;

- При выходе из строя маршрутизатора управление виртуальными сетями невозможно.

Реализация второго варианта

Поскольку ЛВС Сбербанка создается на базе стандартных протоколов Ethernet, можно воспользоваться известными методиками для расчета математической модели технических параметров.

В каждый момент любой из протоколов Ethernet может передать данные в блоке который называется кадром.

Все возможности данных протоколов сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3. Возможности протоколов

Протокол	Теоретическая скорость (Мбит/сек)	Теоретическая скорость (Кадров/сек)
Ethernet	10	14,880
Full Duplex Ethernet	20	29,760
Fast Ethernet	100	148,800
Full Duplex Fast Ethernet	200	297,600
FDDI	100	166,700
Full Duplex FDDI	200	333,400

Реальная пропускная способность с использованием метода CSMA/CD для протоколов Ethernet, Fast Ethernet составляет:

для неинтеллектуальных устройств (концентраторов) - 30%

для интеллектуальных устройств (концентраторов) - 40% (требуется наличие мощного процессора)

Рассматриваемая математическая модель создана на основе технического задания на проектирование применительно к ЛВС. Центральным устройством сети является коммутатор сегментов. Каждый сегмент сети образовывается с помощью концентратора. Обмен данными между рабочими станциями и серверами будет осуществляться с помощью технологии Fast Ethernet. Сервера подключаются напрямую к коммутатору сегментов. Расчёт требований для коммутатора сегментов и коцентраторов осуществляется по следующим формулам:

(4.1.)

где: - округленное до целого числа в меньшую сторону количество требуемых станций в сегменте;

- реальная пропускная способность сегмента (Мбит/сек., кадров/сек);

- требуемая пропускная способность на станцию в режиме пиковой загрузки (Мбит/сек., кадров/сек).

Количество требуемых сегментов рассчитывается по формуле:

(4.2.)

где: - округленное до целого числа в большую сторону количество сегментов;

- исходное количество станций в сети;

- количество станций в сегменте.

Требования к коммутатору сегментов по скорости работы внутренней шины рассчитывается по формуле:

(4.3.)

где: - требуемая скорость по обработке кадров/сек;

- округленное до целого числа в большую сторону количество сегментов;

- теоретическая скорость передачи данных (кадров/сек) канала коммутатор - концентратор сегмента.

Требования по пропускной способности к каналу, необходимому для сервера:

где: - требуемая скорость передачи данных канала для сервера в Мбит/сек;

- требуемая скорость передачи данных канала для сервера в Кадрах/сек;

- округленное до целого числа в большую сторону количество сегментов;

- теоретическая скорость выбранного стандарта работы сети в Мбит/сек;

- теоретическая скорость выбранного стандарта работы сети в Кадров/сек

Теоретическая пропускная способность Fast Ethernet = 100 Мбит/сек.

Реальная пропускная способность с учетом коллизий для простых концентраторов = 30 Мбит/сек.

Реальная пропускная способность с учетом коллизий для интеллектуальных концентраторов = 40 Мбит/сек. Аналогичным образом ведется расчет для Full Duplex Ethernet, Fast Ethernet, Full Duplex Fast Ethernet, с учетом их исходных данных.

Полнодуплексный режим

Протокол передачи информации в полнодуплексном режиме Full Duplex (FD Ethernet, FD Switch Ethernet, FD Fast Ethernet) позволяет передавать и принимать данные одновременно без снижения производительности, что позволяет повысить суммарную пропускную способность вдвое. Подобная возможность всегда присутствует при соединении концентратор (коммутатор) - концентратор (коммутатор) ввиду двунаправленности потока данных, но не всегда возможна для рабочих станций.

Для эффективного использования протокола FD Ethernet между рабочей станцией и концентратором (коммутатором) необходимо, чтобы на станции исполнялось приложение (приложения), которые одновременно передают и принимают информацию. К наиболее распространенным типам подобных приложений относятся:

- обработка транзакций на сервере с рабочей станции в интенсивном режиме;

- устройство сети является принт-сервером (необходимо рабочей станции работать с сетью и одновременно обслужить запросы по сетевой печати);

- приложения видеоконференций или совместного редактирования документов.

Во всех расчетах по пропускной способности учитывается наихудший вариант, когда все рабочие станции одновременно передают или одновременно считывают информацию с серверов серверной платформы, т.е. режим Full Duplex хотя и реализован аппаратно на всех коммутируемых каналах, но из-за исполняемых приложений (задач) его преимущества невосстребуются.

Каналы к серверам

По мнению аналитиков реальная пропускная способность для сетевых карт, работающих по протоколу Fast Ethernet, составляет около 87%, т.е. 129 465 кадров / сек. при минимальной длине пакета в 64 Байт (87 Мбит/сек). Следовательно, при превышении требуемой пропускной способности данной величины необходимо активизировать второй (последующий) стомегабитный канал на второй (последующий) сервер, в противном случае, серверная платформа станет слабым звеном в работе ЛВС.

На данном этапе не рассматриваются задачи, решаемые на серверах, принимается во внимание только трафик, который способен обслужить абстрактный сервер.

Расчет параметров для текущих требований

По условиям технического задания, в основном и вспомогательном зданиях Сбербанка будет расположено на первоначальном этапе 114 рабочих станций и единиц дополнительного сетевого оборудования (ИБП, сетевые принтеры и т.п.), 6 серверов, которые подключаются по каналам 100Base-T (количество серверов определяется техническим решением проекта по серверной ферме).

Характеристика трафика, используемого в Сбербанке - дискретная передача данных, слабо чувствительная к задержкам.

В соответствии с техническим заданием на проектирование ЛВС Сбербанка:

Средняя пропускная способность на рабочую станцию должна быть не менее 10 МБ/сек при работе на протоколе Fast Ethernet при централизованной модели взаимодействия «все с одним» с серверной фермой. Во время пиковых нагрузок наихудшая пропускная способность на станцию должна быть не менее 4 МБ/сек.

Средняя пропускная способность на рабочую станцию должна быть не менее 10 МБ/сек при работе на протоколе Ethernet при модели взаимодействия «любая с любой» между станциями. Во время пиковых нагрузок наихудшая пропускная способность на станцию должна быть не менее 4 МБ/сек.

Расчет требуемой структуры ЛВС производится применительно к интеллектуальным концентраторам, обеспечивающим пропускную способность сегмента Fast Ethernet не менее 40% от максимально возможной. В качестве каналов к серверам применяются каналы Fast Ethernet.

Для интеллектуальных концентраторов (расчет для рабочих станций в ЛВС)

Используя формулы 4.1 - 4.3 расчитываем основные параметры сети.

Количество рабочих станций в сегменте.

40 Мбит/сек / 4 Мбит/сек = 10 станций.

Количество требуемых сегментов.

114 рабочих станций / 10 станций в сегменте = 12 сегментов.

Требования к коммутатору сегментов по скорости работы внутренней шины.

12 сегментов х 148.800 Кадров/сек = 2083.20 Кадров/сек

Для достижения парметров работы сети техническим требованиям необходимо организовать 12 сегментов (не более чем по 10 рабочих станций на сегмент), сколлапсированных на одно быстрое устройство-коммутатор. Коммутатор должен обеспечить пропускную способность по внутренней шине не менее 2083.20 кадров / сек.

Пропускная способность ЛВС при модели взаимодействия «любая с любой».

При указанной модели взаимодействия минимальная пропускная способность сети при пиковой загрузке (см. выше) определяется пропускной способностью концентраторов, где в следствии коллизий она будет составлять 40% от максимально возможной в 100 Мбит/сек. на сегмент. Предполагается, что центральный коммутатор способен поддерживать необходимое количество сегментов (коммутируемых портов) и не станет дополнительным «узким местом» в сети (требования к производительности центрального коммутатора см. выше). Пропускная способность при применении интеллектуальных концентраторов исходя из требований к централизованной модели взаимодействия составит не менее 4 бит/сек на рабочую станцию.

Для наглядности результаты расчетов сведены в таблицу 4.4.

Таблица 4.4. Результаты расчётов

Количество рабочих станций в сети	Количество станций в сегменте	Количество сегментов станций	Требования к коммутатору сегментов
114	10	12	2083.20 Кадров/сек

Выбор активного оборудования

В качестве центрального устройства коммутационного центра рассматривается коммутатор фирмы D-Link Fast Ethernet 24 порта 10/100 Мб/с. Устройство относится к классу многофункциональных коммутаторов и предназначено для создания центров коммутации сетей масштаба предприятия. В качестве концентраторов сегментов выбираем концентраторы фирмы D-Link Fast Ethernet 16 портов 10/100 Мб/с. Выбор 16 - ти портовых концентраторов обуславливается тем, что сеть в будущем возможно будет расширена и необходимо наличие свободных портов в каждом сегменте.

Крабочие станции подключаются к концентраторам и работают по технологии FastEthernet. Сами же концентраторы подключаются к коммутатору сегментов, помимо концентраторов к коммутатору подключаются и сервера. Таким образом обмен данными межжду концентраторами, серверами и коммутатором идет в режиме Full Duplex Fast Ethernet. Полоса пропускания при этом увеличивается в два раза. Активное оборудование размещается в аппаратной.

Технические характеристики

Активное оборудование коммутационного центра комплектуется в соответствии с таблицей.

Таблица 4.5. Комплектация оборудования

Количество рабочих станций в ЛВС, шт.	Количество концентраторов, шт.	Количество коммутаторов, шт.
114	14	1

Более подробное описание подключений портов приводится в технологическом решении. Схема ЛВС Сбербанка - в приложении к техническому проекту.

Преимущества варианта:

- Полностью отвечает требованиям ТЗ по пропускной способности для текущих задач;

- Возможность подключения серверов по коммутируемым каналам Fast Ethernet;

- Поддержка режима полного дуплекса на всех коммутируемых портах;

- При организации сегментов, состоящих не более чем из 10 рабочих станций, к остальным портам возможно подключение дополнительного сетевого оборудования, не создающего трафика в сегменте, такого как сетевые принтеры и источники бесперебойного питания;

- Относительно невысокая стоимость.

Недостатки:

- Нет поддержки технологии виртуальной коммутации рабочих групп (VLAN);

- Могут возникнуть затруднения наращивания сети;

- При переходе на более современное оборудование, это оборудование может остаться невостребованным.

Выбор оптимального технического решения

Определение значимости функций

Определение функциональной значимости решения проводилось по схеме:

- Выбирались функции, которые требовалось оценить для заключения по решению.

- Расставлялся весомый коэффициент для каждой функции по правилу, чтобы сумма всех коэффициентов не превышала 100 единиц.

- В каждой строке таблицы по выбранному варианту рассчитывался процент удовлетворения выбранной функции для анализа.

- В итоговой строке подсчитывалась сумма произведения соответствующего поля таблицы с весомым коэффициентом по соответствующей функции.

- Максимальная величина итоговой суммы предоставляла наиболее предпочитаемый вариант при выборе решения.

В качестве функций для ФСА были выбраны ниже перечисленные функции со следующими коэффициентами:

- Удовлетворение текущим требованиям ТЗ по номенклатуре портов и пропускной способности - 20

- Удовлетворение перспективным требованиям ТЗ по номенклатуре портов и пропускной способности -15

- Функция аппаратной безопасности (избыточность по управлению, функции фильтрации пакетов) - 10

- Надежность по энергопитанию - 10

- Возможность удаленного управления (SNMP) - 5

- Возможность удаленного мониторинга (RMON) каждого порта - 5

- Функция безопасности и разграничения доступа (поддержка виртуальных сетей) - 15

- Цена - 20

Под аппаратной безопасностью подразумеваются функции фильтрации пакетов на портах коммутаторов и избыточность по функциям управления (функции управления рассредотачиваются между всеми модулями в шасси, выход из строя каких-либо любых модулей в шасси не влияет на работоспособность остальных).

Сравнение вариантов

Сравнение вариантов приведено в таблице 4.6.

Таблица 4.6. Сравнение вариантов

Функция	Весовой коэффициент	Вариант - 1	Вариант - 2
Удовлетворение текущим требованиям ТЗ по номенклатуре портов и пропускной способности	20	100%	100%
Удовлетворение перспективным требованиям ТЗ по номенклатуре портов и пропускной способности	15	50%	100%
Функция аппаратной безопасности (избыточность по управлению, функции фильтрации пакетов)	10	80%	80%
Надежность по энергопитанию	10	100%	80%
Возможность удаленного управления (SNMP)	5	0%	100%
Возможность удаленного мониторинга (RMON) каждого порта	5	0%	60%
Функция безопасности и разграничения доступа (поддержка виртуальных сетей)	15	0%	100%
Цена	20	100%	0%
ИТОГО	100	54%	78%

Заключение

В данном дипломном проекте были рассмотрены задачи, возникающие при построении структурированной кабельной системы, системы бесперебойного питания и организации локально-вычислительной сети.

Обобщения и анализ, выполненные в данном проекте позволяют подойти на разных этапах проектирования к решению возникающих проблем: выбор технологии, аппаратных средств, топологии сети. При этом, выбор постоянно должен коррелироваться поставленной задачей, перспективой развития, соотношением цена качество конкретных вариантов.

Разработка и реализация современных структурированных кабельных систем должна отвечать трём основным признакам:

Структуризация

Универсальность

Избыточность

Эти требования отражают новый этап в развитие сетевых технологий - этап создания высокопроизводительных сетей. При использовании сети необходимо, чтобы программы и сетевая архитектура могли обеспечить большое количество операций «клиент-сервер». Поэтому необходимо осуществить правильный выбор топологии и архитектуры сети.

Проектирование современных систем передачи информации должно отвечать основным требованиям:

- современности, с перспективой актуальности на период хотя бы до 10 лет (как показывает мировой опыт);

- поэтапности внедрения, с учетом значительности инвестиций;

- перспективности, предполагающим модернизацию и наращивание ресурсов (увеличение пропускной способности, расширение топологии и поддержание новых пользователей и так далее);

- надежности;

- безопасности, как самой системы, так и информационных ресурсов, которые передаются по сети или объединяются сетью.

Данная дипломная работа выполнена в соответствии с указанными требованиями (вопросы безопасности и надежности в работе не рассматриваются, исходя из их объемности и специфичности).

В дипломном проекте в достаточной мере рассмотрены различные варианты подхода к проектированию СБП и ЛВС. Проводится анализ и сравнение вариантов реализации и выбраны те которые наиболее полно отвечают требованиям технического задания не только с технологической точки зрения, но и с экономической.

Список литературы

• 1. Семёнов А.Б. Структурированные кабельные системы. - Москва, 1999.
• 2. Правила устройства электроустановок. - Москва, 1999.
• 3. Нормы проектирования. Электрооборудование жилых и общественных зданий. - Москва 1990.
• 4. Шатт, Стэн. Мир компьютерных сетей. - Киев, BHV, 1996.
• 5. Лаем Куин, Ричард Рассел. Fast Ethernet. - Киев, BHV, 1998.
• 6. Публикации в журналах LAN и «Сети» - материалы с Internet-сайтов этих изданий.
• 7. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М., Энергоиздат, - 1982.
• 8. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защиты и кабелей в сетях 0,4 кВ Л.: Энергоатомиздат, 1988.
• 9. Андреев Ф.А. О поражении электрическим током. «Мед. обозрение», 1980
• 10. Расчёт защитного заземления и зануления: Методическое указание по разделу «Охрана труда» в дипломном проекте. ППИ Пермь. 1982.
• 11. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения.
• 12. EIA/TIA-568. Международный стандарт на кабельные системы внутри зданий.
• 13. TSB-36. Дополнения к стандарту EIA/TIA-568. Технические характеристики кабелей, используемых в структурированных кабельных системах.
• 14. TSB-40. Дополнения к стандарту EIA/TIA-568. Технические характеристики коммутирующего и соединительного оборудования, используемого в структурированных кабельных системах.
• 15. Ю. Блэк. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. М.: Мир, 1990.
• 16. Интеллектуальные здания. Проектирование информационной инфраструктуры. AT&T, British Telecom, DEC, 1994.
• Размещено на Allbest.ru