Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Сучасна корпоративна мережа є інтегрованою телекомунікаційною мережею, яка об'єднує в єдиний інформаційний простір всі структурні підрозділи, віддалені офіси та представництва (філії) компанії.

В рамках єдиної корпоративної мережі можливо організувати:

· централізований доступ до мережі Інтернет;

· відеоконференц-зв'язок в межах компанії;

· корпоративну електронну пошту, голосову пошту, факси для підвищення ефективності та продуктивності роботи співробітників;

· єдиний електронний документообіг компанії;

· загальні архіви документів, єдині корпоративні довідники та сервіси;

· дистанційний режим доступу до файлів, до серверів з базами даних, пристроїв друку;

· автоматичний збір даних систем відео нагляду;

· комплексну автоматизацію робочих місць;

· безпеку передачі даних та захисту корпоративної інформації від несанкціонованого доступу

Метою дипломного проекту є розробка: корпоративної мережі яка повинна забезпечити дистанційне керування районними філіями, контроль їхнього поточного стану фінансування, ведення корпоративних баз даних, контроль обсягу проведення ремонтних робіт автошляхів, контроль стану мостів і труб.

1 АНАЛІЗ ПРОТОТИПІВ

1.1 Аналіз аналогів

корпоративна комп'ютерна мережа

1.1.1 Корпоративна мережа «Черкаського облавтодору»

Мережа забезпечує дистанційне керування районними філіями, контроль їхнього поточного стану фінансування, ведення корпоративних баз даних, контроль обсягу проведення ремонтних робіт автошляхів, контроль стану мостів і труб. Топологія мережі - радіальна. Центр мережі - Черкаси, периферійний пункт - районні центри. Топологія корпоративної мережі приведена на рисунок 1.1

Рисунок 1.1 Корпоративна мережа «Черкаського облавтодору».

Сполучення з іншими мережами забезпечується через канали (ТМЗК) з;

мережею Інтернет;

корпоративною мережею "Укравтодор".

Топологія мережі комбінована: з'єднання з головним офісом філій - радіальне.

Обсяг сеансового масиву - 310 Мб.

В корпоративній мережі використано:

- 250 робочих станцій та;

- 4 сервери;

Укравтодор з'єднується з головним офісом «Облавтодору» по технології VPN. Черкаський «Облавтодор» з'єднується з філіями по технологіях IP-VPN і DSL. Забезпечена безпека інформаційного обміну (рівень С2).

1.1.2 Корпоративна мережа Черкаської облдержадміністрації

Топологія мережі - розподілена зірка. Головний центр - Черкаси; периферійні центри - районні центри. Первинна мережа: оптичні канали та телефонна мережа загального користування (ТМЗК). Топологія корпоративної мережі приведена на рисунку 1.2

Рисунок 1.2 - Корпоративна мережа Черкаської облдержадміністрації

Кожний районний офіс має до 25 комп'ютерів, з'єднані між собою по технології Fast Ethernet через комутатори 2 рівня, а зв'язок з центральним відділенням реалізовано по каналу телефонної лінії за допомогою технології IP-VPN. В кожній міській раді є свій локальний сервер з локальною базою даних, різноманітними управляючими програмами і т.д. Мережа міської ради поділяється на три логічних частини, кожна частина має свій комутатор, але мережа не розбивається на під мережі. Перша частина 5 комп'ютерів в приймальні. Друга частина це 5 комп'ютерів менеджерів відділень . Третя частина 11 робочих станцій інших працівників. Комутатори цих трьох частин під'єднані до головного комутатора адміністрації, який в свою чергу з'єднаний з сервером.

Регіональні центри зв'язані з мережею інтернет двома оптичними каналами, на них приходиться досить велика кількість даних. Один канал призначений для внутрішнього корпоративного трафіку, який передається по захищеним VPN каналам. Другий канал призначений для веб - трафіку, який генерується користувачами інтернет сайту облдержадміністрації, відвідувачами корпоративного сайту та працівниками компанії та партнерами, які користуються веб - інтерфейсом корпоративного сайту.

Обсяг сеансового масиву - 625 Мб. Забезпечена безпека інформаційного обміну (рівень С2).

1.1.3 Корпоративна мережа ВАТ «Ощадбанк»

Враховуючи територіальну розподіленність філіалів банку, в якості транспортної магістралі використана мережа Frame Relay, (рисунок 1.3).

Топологія мережі, розподілена зірка. Первинна мережа: оптичні канали та телефонна мережа загального користування (ТМЗК).

Забезпечується сполучення з іншими мережами: телефонною мережею загального користування (ТМЗК).

Топологія мережі змішана: сегмент - розподілена зірка; з'єднання з філіями та головним центром - дерево.

Обсяг сеансового масиву - 1,15 Гбайт.

Забезпечена безпека інформаційного обміну (рівень С2).

Рисунок 1.3- Корпоративна мережа ВАТ «Ощадбанк»

Frame Relay забезпечує можливість передачі даних з комутацією пакетів через інтерфейс між пристроями користувача (наприклад, маршрутизаторами, мостами, головними обчислювальними машинами) і обладнанням мережі (наприклад, перемикальними вузлами).

1.1.4 Уточнення завдання

Корпоративна мережа Одеського обласного управління автошляхів.

1. Призначення мережі передачі даних. Мережа повинна забезпечити дистанційне керування районними філіями, контроль їхнього поточного стану фінансування,ведення корпоративних баз даних, контроль обсягу проведення ремонтних робіт автошляхів, контроль стану мостів і труб.

Топологія мережі - радіальна. Центр мережі - Одеса, периферійні пункти - районні центри Одеської області.

Первинна мережа: виділені стандартні канали тональної частоти (телефонні канали).

Режим обміну- інформаційний потік двосторонній.

5. Повинне забезпечуватися сполучення з іншими мережами: - телефонною мережею загального користування (ТМЗК);

мережею Інтернет;

корпоративною мережею : "Укравтодор".

6. Технічні вимоги

6.1. Топологія мережі комбінована:

-з'єднання з головним офісом філій (ГО) - радіальне.

6.2 Число периферійних відділень (ПО) філій до 26:

· у сегменті- до 10 станцій;

· у мережі-до 260.

6.3. Періодичність опитування (періодичність сеансів) -24 годин.

6.4. Обсяг сеансового масиву - 387 Мб.

6.5. Спрямованість інформаційного потоку - двостороння однакового обсягу:

· висхідний потік (від ПО до ГО)- відомості про стан фінансування, кількість проведення ремонтних робіт, автошляхів, мостів, труб місцевого значення та державного значення, звіти;

· спадний потік (від ГО до ПО)- команди керування процесом фінансування, команди керування ремонтом та прокладанням автошляхів місцевого значення, а також державного значення, розпорядження, накази.

6.6. Інформаційний обсяг потоків у шлюзах не більше 10 Гб/добу

6.7. Повинна бути забезпечена безпека інформаційного обміну (рівень С2).

Небезпечні події і явища, щодо яких повинна бути забезпечена безпека інформаційного обміну:

6.7.1.У спадному потоці - перехоплення керування процесом фінансування, модифікація команд керування.

6.7.2. У висхідному потоці- несанкціоноване читання відомостей про звітність, витрачення фінансових та матеріальних засобів на ремонт автошляхів і вироблення сировини.

Таблиця1- Порівняльний аналіз прототипів корпоративних комп'ютерних мереж

	Корпоративна мережа Черкаського «облавтодору».	Корпоративна мережа Черкаської облдержадміністрації	Корпоративна мережа ВАТ «Ощадбанк»
Інформаційний обсяг потоків за добу	310 Мбайт	625 Мбайт	1,15Гбайт
Безпека інформаційного обміну	(рівень С2)	(рівень С2)	(рівень С2)
Топологія мережі	радіальна	змішана	радіальна
Використання технологій	VPN, IP-VPN,	VPN, IP-VPN	Frame Relay,
Режим обміну	інформаційний потік двосторонній.	інформаційний потік двосторонній.	інформаційний потік двосторонній.
Канали	PSTN	PSTN	PSTN

1.2 Аналіз технологій

1.2.1 Технологія VPN

Технологія VPN (Virtual Private Network - віртуальна приватна мережа) для віддалених користувачів є засобом об'єднання окремих машин або локальних мереж у віртуальній мережі, яка забезпечує цілісність і безпеку переданих даних. Вона має властивості виділеної приватної мережі і дозволяє передавати дані між двома комп'ютерами через проміжну мережу (internetwork), наприклад Internet.

VPN відрізняється низкою економічних переваг в порівнянні з іншими методами віддаленого доступу. По-перше, користувачі можуть звертатися до корпоративної мережі, не встановлюючи з нею комутоване з'єднання, таким чином, відпадає потреба у використанні модемів. По-друге, можна обійтися без виділених ліній. Маючи доступ в Інтернет, будь-який користувач може без проблем підключитися до мережі офісу своєї фірми.

Слід зауважити, що загальнодоступність даних зовсім не означає їх незахищеність. Система безпеки VPN - це броня, яка захищає всю корпоративну інформацію від несанкціонованого доступу. Перш за все, інформація передається в зашифрованому вигляді.

Читати всі отримані дані може лише володар ключа до шифру. Найбільш часто використовуваним алгоритмом кодування є Triple DES, який забезпечує потрійне шифрування (168 розрядів) з використанням трьох різних ключів. Підтвердження достовірності включає в себе перевірку цілісності даних та ідентифікацію користувачів, задіяних у VPN. Перша гарантує, що дані дійшли до адресата саме в тому вигляді, в якому були послані.

Найпопулярніші алгоритми перевірки цілісності даних - MD5 і SHA1. Далі система перевіряє, чи не були змінені дані під час руху по мережах, помилково або зловмисно. Таким чином, побудова VPN передбачає створення захищених від стороннього доступу тунелів між декількома локальними мережами або віддаленими користувачами.

Для побудови VPN необхідно мати на обох кінцях лінії зв'язку програми шифрування вихідного і дешифрування вхідного трафіку. Вони можуть працювати як на спеціалізованих апаратних пристроях, так і на ПК з такими операційними системами як Windows, Linux або NetWare. Управління доступом, аутентифікації та шифрування - найважливіші елементи захищеного з'єднання. Основи «тунелювання» (tunneling), або інкапсуляція (encapsulation), - це спосіб передачі корисної інформації через проміжну мережу. Такою інформацією можуть бути кадри (або пакети) іншого протоколу.

При інкапсуляції кадр не передається в згенерованому вузлом-відправником вигляді, а забезпечується додатковим заголовком, містить інформацію про маршрут, що дозволяє інкапсульованим пакетам проходити через проміжну мережу (Internet). На кінці тунелю кадри деінкапсуліються і передаються одержувачу. Цей процес (що включає інкапсуляцію і передачу пакетів) і є тунелюванням. Логічний шлях пересування інкапсульованих пакетів в транзитній мережі називається тунелем.

VPN працює на основі протоколу PPP (Point-to-Point Protocol). Протокол PPP розроблений для передачі даних по телефонних ліній та виділених сполук "точка-точка". PPP інкапсулює пакети IP, IPX і NetBIOS в кадри PPP і передає їх по каналу "точка-точка". Протокол PPP може використовуватися маршрутизаторами, з'єднаними виділеним каналом, або клієнтом і сервером RAS, з'єднаними віддаленим підключенням.

Основні компоненти PPP: Інкапсуляція - забезпечує мультиплексування декількох транспортних протоколів по одному каналу; Протокол LCP - PPP задає гнучкий LCP для встановлення, налаштування та перевірки каналу зв'язку. LCP забезпечує узгодження формату інкапсуляції, розміру пакету, параметри установки і розриву з'єднання, а також параметри аутентифікації. Як протоколів аутентифікації можуть використовуватися PAP, CHAP і ін; Протоколи управління мережею - надають специфічні конфігураційні параметри для відповідних транспортних протоколів. Наприклад, IPCP протокол управління IP.

Для формування тунелів VPN використовуються протоколи PPTP, L2TP, IPsec, IP-IP. Протокол PPTP - дозволяє інкапсулювати IP-, IPX-і NetBEUI-трафік в заголовки IP для передачі по IP-мережі, наприклад Internet. Протокол L2TP - дозволяє шифрувати і передавати IP-трафік з використанням будь-яких протоколів, що підтримують режим "точка-точка" доставки дейтаграм.

Протокол IP-IP - IP-дейтаграма інкапсулюється за допомогою додаткового заголовка IP. Головне призначення IP-IP - тунелювання багато адресного трафіку в частинах мережі, що не підтримують багатоадресну маршрутизацію.

Наприклад, до них відносяться протокол IP, ретрансляція кадрів і асинхронний режим передачі (АТМ). Протокол IPsec - дозволяє шифрувати і інкапсулювати корисну інформацію протоколу IP в заголовки IP для передачі по IP-мереж. Протокол IP-IP - IP-дейтаграма інкапсулюється за допомогою додаткового заголовка IP.

Головне призначення IP-IP - тунелювання багатоадресного трафіку в частинах мережі, що не підтримують багатоадресну маршрутизацію. Для технічної реалізації VPN, крім стандартного мережевого устаткування, знадобиться шлюз VPN, що виконує всі функції по формуванню тунелів, захисту інформації, контролю трафіку, а нерідко і функції централізованого управління.

1.2.2 Технологія Frame Relay

Мережа Frame Relay є мережею з комутацією кадрів або мережею з ретрансляцією кадрів, орієнтованою на використання цифрових ліній зв'язку. Спочатку технологія Frame Relay була стандартизована як служба в мережах ISDN із швидкістю передачі даних до 2 Мбіт/с. Надалі ця технологія отримала самостійний розвиток. Frame Relay підтримує фізичний і канальний рівні OSI. Технологія Frame Relay використовує для передачі даних технікові віртуальних з'єднань (комутованих і постійних).

Стек протоколів Frame Relay передає кадри при встановленому віртуальному з'єднанні по протоколах фізичного і канального рівнів. У Frame Relay функції мережевого рівня переміщені на канальний рівень, тому необхідність в мережевому рівні відпала. На канальному рівні в Frame Relay виконується мультиплексування потоку даних в кадрів.

Кожен кадр канального рівня містить заголовок, що містить номер логічного з'єднання, який використовується для маршрутизації і комутації трафіку. Frame Relay - здійснює мультиплексування в одному каналі зв'язку декількох потоків даних. Кадри при передачі через комутатор не піддаються перетворенням, тому мережа отримала назву ретрансляція кадрів. Таким чином, мережа комутує кадри, а не пакети. Швидкість передачі даних до 44 Мбіт/с, але без гарантії цілісності даних і достовірності їх доставки.

Frame Relay орієнтована на цифрові канали передачі даних хорошої якості, тому в ній відсутня перевірка виконання з'єднання між вузлами і контроль достовірності даних на канальному рівні. Кадри передаються без перетворення і контролю як в комутаторах локальних мереж. За рахунок цього мережі Frame Relay володіють високою продуктивністю. При виявленнях помилок в кадрах повторна передача кадрів не виконується, а спотворені кадри відкидаються. Контроль достовірності даних здійснюється на вищих рівнях моделі OSI.

Мережі Frame Relay широко використовується в корпоративних і територіальних мережах в якості:

· каналів для обміну даними між видаленими локальними мережами (у корпоративних мережах);

· каналів для обміну даними між локальними і територіальними (глобальними) мережами.

Технологія Frame Relay (FR) в основному використовується для маршрутизації протоколів локальних мереж через загальні (публічні) комунікаційні мережі. Frame Relay забезпечує передачу даних з комутацією пакетів через інтерфейс між кінцевими пристроями користувача DTE (маршрутизаторами, мостами, ПК) і крайовим устаткуванням каналу передачі даних DCE (комутаторами мережі типу "хмара").

Комутатори Frame Relay використовують технологію скрізної комутації, тобто кадри передаються з комутатора на комутатор відразу після прочитання адреси призначення, що забезпечує високу швидкість передачі даних. У мережах Frame Relay застосовуються високоякісні канали передачі, тому можлива передача трафіку чутливого до затримок (голосових і мультимедійних даних). У магістральних каналах мережі Frame Relay використовуються волоконно-оптичні кабелі, а в каналах доступу може застосовуватися високоякісна скручена пара.



Рисунок 1.4 - Cтруктурна схема мережі Frame Relay

На рисунку 1.4 представлена структурна схема мережі Frame Relay, де зображені основні елементи:

DTE (data terminal equipment) - апаратура передачі даних (маршрутизатори, мости, ПК).

DCE (data circuit-terminating equipment) - кінцеве устаткування каналу передачі даних (телекомунікаційне устаткування, що забезпечує доступ до мережі).

Фізічній рівень Frame Relay

На фізичному рівні Frame Relay використовують цифрові виділені канали зв'язку, протокол фізичного рівня I.430/431.

Канальній рівень Frame Relay

У мережі Frame Relay використовується два типи віртуальних каналів постійні (PVC) та комутовані віртуальні канали. На канальному рівні потік даних структурується на кадрів, поле даних в кадрі має змінну величину, але не більше 4096 байт. Канальний рівень реалізується протоколом LAP-F. Протокол LAP-F має два режими роботи: основний і такий, що управляє. У основному режимі кадри передаються без перетворення і контролю.

У полі заголовка кадру є інформація, яка використовується для управління віртуальним з'єднанням в процесі передачі даних. Віртуальному з'єднанню привласнюється певний номер (DLCI). DLCI (Data Link Connection Identifier) - ідентифікатор з'єднання каналу даних.

Кожен кадр канального рівня містить номер логічного з'єднання, який використовується для маршрутизації і комутації трафіку. При цьому контроль правильності передачі даних від відправника одержувачеві здійснюється на більш високому рівні моделі OSI.

Комутовані віртуальні канали використовуються для передачі імпульсного трафіку між двома пристроями DTE. Постійні віртуальні канали застосовуються для постійного обміну повідомленнями між двома пристроями DTE.

Процес передачі даних через комутовані віртуальні канали здійснюється таким чином:

· встановлення виклику - утворюється комутований логічний канал між двома DTE;

· передача даних по встановленому логічному каналу;

· режим очікування, коли комутований віртуальний ланцюг встановлений, але обмін даними не відбувається;

· завершення виклику - використовується для завершення сеансу, здійснюється розрив конкретного віртуального з'єднання.

Процес передачі даних через заздалегідь встановлені постійні віртуальні канали здійснюється таким чином:

· передача даних по встановленому логічному каналу;

· режим очікування, коли комутований віртуальний ланцюг встановлений, але обмін даними не відбувається.

Переваги мережі Frame Relay:

· висока надійність роботи мережі;

· забезпечує передачу чутливого до часових затримок трафіку (голос, відеозображення).

Недоліки мережі Frame Relay:

· висока вартість якісних каналів зв'язку;

· не забезпечується достовірність доставки кадрів.

1.2.3 Технологія Fast Ethernet

Технологія Fast Ethernet є еволюційним розвитком класичної технології Ethernet. Її основними перевагами є:

· збільшення пропускної спроможності сегментів мережі до 100 Мб/c;

· збереження методу випадкового доступу Ethernet;

· збереження зіркоподібної топології мереж і підтримка традиційних середовищ передачі даних - витої пари і оптоволоконного кабелю.

Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні це вказано на рисуноку 1.5 . Рівні MAC і LLC в Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні розділи стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію FastEthernet, ми вивчатимемо тільки декілька варіантів її фізичного рівня.

Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:

- волоконно-оптичний багатомодовий кабель, використовуються два волокна;

- вита пара категорії 5, використовуються дві пари;

- вита пара категорії 3, використовуються чотири пари.

Основною відмінністю конфігурацій мереж Fast Ethernet є скорочення діаметру мережі приблизно до 200 м, що пояснюється зменшенням часу передачі кадру мінімальної довжини в 10 разів за рахунок збільшення швидкості передачі в 10 разів в порівнянні з 10-мегабитным Ethernet.

Проте ця обставина не дуже перешкоджає побудові крупних мереж на технології Fast Ethernet. При використанні комутаторів протокол Fast Ethernet може працювати в повнодуплексному режимі, в якому немає обмежень на загальну довжину мережі, а залишаються тільки обмеження на довжину фізичних сегментів, що сполучають сусідні пристрої (адаптер - комутатор або комутатор - комутатор).

Тому при створенні магістралей локальних мереж великої протяжності технологія Fast Ethernet також активно застосовується, але тільки в повнодуплексному варіанті, спільно з комутаторами.

Рисунок 1.5 - Відмінності технології Fast Ethernet від технології Ethernet

Мережі Fast Ethernet мають топологію "розподілена зірка", для сполучення використовують скручену пару різних категорій та концентратори. Замість скрученої пари можна застосовувати й волоконно-оптичні кабелі. Коаксіальні кабелі специфікація не підтримує. Відстань між мережевим концентратором та робочою станцією не повинна перевищувати 100 м. Максимальна відстань між двома станціями в мережі - 210м. Між двома станціями не може бути більше двох повторювачів. За допомогою стекових повторювачів, мостів, маршрутизаторів та комутаторів до мережі можна приєднати необмежену кількість сегментів Fast Ethernet

Залежно від типу кабелю є кілька варіантів 100Base-T Fast Ethernet. Наприклад, у мережі 100Base-TX передавання даних відбувається двома парами дротів скрученої пари п'ятої категорії, у мережі 100Base-T4 - чотирма парами дротів скручених пар третьої-п'ятої категорій, у мережі 100Base-FX- волоконно-оптичним кабелем.

Концентратори Fast Ethetnet. Центральним пристроєм мереж Fast Ethetnet є концентратор. Стандарт 1ЕЕЕ-802.3u визначає два класи концентраторів - I та II. Концентратори-повторювачі приймають сигнал на одному з портів та ретранслюють його на всі інші порти. Ця операція спричинює деяку затримку у поширенні сигналу. Параметр затримки визначений стандартом для кожного з класів.

Повторювачі класу І повністю декодують аналоговий сигнал, перетворюючи його у цифрову форму. Тому вони можуть мати порти різних форматів 100Base-T4, 100Base-TX, 100Base-FX. Їх ще називають трансляційними повторювачами. Концентратори класу II просто ретранслюють аналоговий сигнал на всі вихідні порти, крім порту, з якого він надійшов. З цього випливає, що затримка сигналу в концентраторах класу II менша і концентратори класу II можуть мати порти тільки одного типу

Правила побудови мережі Fast Ethernet. Чим зумовлені обмеження щодо довжини сегмента та кількості концентраторів у ньому? Щоб відповісти на це питання, треба розглянути структуру затримок у сегменті.

Тривалість поширення сигналу на відстань 100 м скрученою парою становить 0.55 мкс та не залежить від швидкості передавання даних у мережі. Тривалість затримки у концентраторі - приблизно від 0.35 до 0.7 мкс залежно від класу концентратора. Мережева плата спричинює затримку в 0.25 мкс. Якщо ця умова не виконуватиметься, то тривалість колізії буде дорівнювати тривалості передавання кадру найменшої довжини, що у мережі 100Base-T становить 5.12 мкс.

На підставі наведеного аналізу структури затримок можна виділити такі коректні структури мереж:

· один концентратор класу І. Максимальна відстань між станціями - 200 м;

· два концентратори класу II, сполучені п'ятиметровим кабелем. Максимальна відстань між станціями - 205 м;

· один концентратор класу І з портами для скрученої пари та волоконно-оптичних кабелів. Максимальна відстань між станціями, приєднаними до різних типів кабелю, - 289 м (100+189);

· один концентратор класу І з портами для волоконно-оптичних кабелів. Максимальна відстань між станціями -- 320 м (100+220).

· Стандарт ІЕЕЕ-802.3u передбачає дві моделі для розрахунку та побудови сегмента мережі:

· модель 1 передбачає, що всі елементи мережі вносять максимальні визначені стандартом для цих типів елементів затримки;

· модель 2 побудована на реальних затримках, однак має складні методики розрахунку цих затримок, які доцільно виконувати, якщо параметри мережі наближаються до максимально допустимих.

· У моделі 1 передбачено такі топологічні обмеження:

· довжина скрученої пари довільної категорії не може бути понад 100 м;

· довжина відрізка волоконно-оптичного кабелю не повинна перевищувати 412 м.

Робота мережі 100Base-T4. Мережа 100Base-T4, як зазначено, - це локальна мережа зіркової топології, яка використовує для передавання даних чотири пари дротів скрученої пари третьої, четвертої або п'ятої категорії.

PCS кодує сигнали в трійковому коді, тобто кожен байт перетворюється на шість сигналів, кожний з яких має одне з трьох значень. Тому код позначають 8В6Т. У кожен момент часу передавання або приймання забезпечують три пари дротів. Четверта пара призначена для виявлення конфліктів.

Швидкість передавання даних у мережі 100Base-T4 становить 100 Мбіт/с. Завдяки чому досягнута така швидкість?

• Використано три пари дротів, що дало змогу збільшити швидкість утричі.

• Кодування 8В6Т ще збільшило її в 2.67 раза.

• Збільшено частоту з 20 до 25 МГц.

Усе це разом (3•2.67•1.25=10) і дало змогу досягти такої швидкості передавання

Робота мережі 100Base-TX та 100Base-FX на фізичному рівні грунтується на специфікації PMD (Physical Media Dependent) ANSI, спочатку розробленій для волоконно-оптичних мереж FDDI. Вона підтримує як скручену пару, так і оптичне волокно. PCS одержує обмежені стартовими та степовими бітами байти даних зі швидкістю 100 Мбіт/с через МII в напівдуплексному режимі і перетворює їх у безперервний потік, передавання якого відбувається зі швидкістю 125 Мбіт/с у дуплексному режимі. Для цього використовують кодування 4В5В - до кожних чотирьох бітів додають п'ятий.

Висновки: отже в розділі 1 приведені аналоги мереж до теми дипломного проекту. На підставі порівняльного аналізу корпоративних комп'ютерних мереж розроблена таблиця 1.4, в якій приведені основні параметри і характеристики подібних комп'ютерних систем . За результатами проведеного дослідження топології і конфігурації, відмічені переваги і недоліки прототипів адміністративних регіональних мереж. Дана оцінка вимог до каналів зв'язку, кількості шлюзів, вимог до захисту інформації в каналі зв'язку. Вирішено уточнити вимоги технічного завдання на дипломний проект. Для створення корпоративної мережі було вирішено використати технології VPN та Fast Ethernet, як найбільш розвинуті та сучасні технології

2 СИНТЕЗ ТОПОЛОГІЇ МЕРЕЖІ ОДЕСЬКОГО ОБЛАСНОГО УПРАВЛІННЯ АВТОШЛЯХІВ. І ВИБІР ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ

2.1 Інформаційне дослідження корпоративної мережі Одеського обласного управління автошляхів

Інформаційні потоки, що циркулюють в мережі, поділяють на дві категорії:

· оперативні потоки;

· неоперативні потоки.

Оперативні потоки можна умовно розділити на оперативну інформацію реального часу та оперативну інформацію нереального часу.

Неоперативні потоки - це будь-який інформаційний потік, на який не накладається жорстких обмежень на час його доставки (наприклад, час доставки не перевищує 2-3 годин). Зокрема, до неоперативної віднесемо всю звітну і керуючу інформацію.

Для побудови мережі будуть використані наступні елементи:

· 260 робочих станцій;

· 4 сервери;

· 28 маршрутизаторів

· 28 комутаторів

Укравтодор з'єднується з головним офісом Одеського обласного управління автошляхів по технології VPN.

Офіс Одеського обласного управління автошляхів з'єднується з філіями по технології VPN (рисунок 2.1). В офісі «Облавтодору» мережа прокладена по технології Fast Ethernet.



Рисунок 2.1 - Функціональна схема корпоративної мережі Одеського «Облавтодору»

Розглянемо карту даної області (рисунок 2.2)



Рисунок 2.2 - Філіали Одеського «Облавтодору».



Рисунок 2.3 - «Одеський облавтодор» за адресою: вул Грушевского, 49, Одесса.

Таблиця 2 - Інформаційні потоки, Мб/добу

Філії	Оперативна RT	Оперативна nRT	Не оперативна
УКРАВТОДОР	40	5	18
ФІЛІЯ "КОДИМСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	2	8
ФІЛІЯ " БАЛТСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	3	10
ФІЛІЯ " САВРАНСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	3,5	11
ФІЛІЯ " КОТОВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	4	9
ФІЛІЯ " АНАНЬЇВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	2,8	5
ФІЛІЯ " ЛЮБАШІВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	2	9
ФІЛІЯ " КРАСНООКНЯНСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1	8
ФІЛІЯ " ФРУНЗІВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1,2	13
ФІЛІЯ " ШИРЯЄВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1,8	10
ФІЛІЯ " МИКОЛАЇВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	3	13
ФІЛІЯ " В. МИХАЙЛІВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	2,8	12
ФІЛІЯ " ІВАНІВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	2,7	9
ФІЛІЯ " БЕРЕЗІВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	3,1	8
ФІЛІЯ "РОЗДІЛЬНЯНСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1	11
ФІЛІЯ " КОМІНТЕРНІВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1,7	13
ФІЛІЯ " БІЛЯЇВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1,4	10
ФІЛІЯ " ОВІДІОПОЛЬСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1,8	9
ФІЛІЯ " ТАРУТИНСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1,5	13
ФІЛІЯ " САРАТОВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"	_	1,8	11
ФІЛІЯ " Б-ДНІСТРОВСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"		1,2	13
ФІЛІЯ " АРЦИЗСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"		1,2	12
ФІЛІЯ " ТАТАРБУНАРСКИЙ РАЙАВТОДОР"		1,9	9
ФІЛІЯ " БОЛГРАДСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"		1,8	8
ФІЛІЯ " КІЛІЙСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"		3	11
ФІЛІЯ " ІЗМАЇЛЬСЬКИЙ РАЙАВТОДОР"		2,8	13
Сума	40	60,9	287
Всього	375

На рисунку.2.4 зображена структура установи, а рисунок 2.5 дає уявлення про інформаційні потоки даних у мережі.

2.2 Структурна схема підрозділів

Рисунок 2.4 - Структура установи

2.3 Схема інформаційних потоків

одаток Б1. Зразок схеми інформаційних потоків

Рисунок 2.5 - Інформаційні потоки даних у мережі

2.4 Розрахунки пропускної спроможності мережі

Дано:

Число станцій - 260.

Число транзакцій (кадрів) від однієї станції - 400.

Режим роботи - цілодобовий (24 години). Під час найбільшого навантаження (ЧНН) передається 20% від всього числа передаваних кадрів.

Розмір кадру 80 байт.

Знайти:

- швидкість надходження кадрів;

- середню швидкість обслуговування;

- ступінь використання обслуговуючого пристрою(вірогідність відсутності заявок);

- середнє число об'єктів в черзі;

- середній час знаходження заявки в системі.

Рішення.

1) У годину через вузол мережі проходить:

- при Гаусовому розподілі N = 400 * 260 * 0.2 = 20800 кадрів,

Швидкість надходження кадрів знайдемо діленням отриманих чисел на 3600:

- при Гаусовому розподілі 20800 / 3600 = 5,77 кадр/сек.

2) Для розрахунку середньої швидкості обслуговування слід задатися певним значенням швидкості роботи глобальної мережі. Всі обчислення легко повторити для іншого значення швидкості. Приймемо швидкість обміну інформацією рівної 64 000 бит/с. Тоді час, необхідний для передачі одного кадру довжиною 80 байт, складе 0,01 секунди.

Очікуваний час обслуговування рівний 0,01 сек., тоді середня швидкість обслуговування (величина, зворотня до очікуваного часу обслуговування) складе 100 кадрів за секунду.

З розрахунків виходить, що при таких швидкостях обслуговування і надходження кадрів даний канал справиться з трафіком, що надходить.

3) Ступінь використання технічних можливостей обслуговуючого пристрою (P) в системі можна визначити, поділивши середню швидкість надходження заявок на середню швидкість обслуговування:

- при Гаусовому розподілі Р = 5,77 / 260 = 0,0221, тобто 2,21%;

Знаючи ступінь використання обслуговуючого пристрою, можна легко визначити вірогідність відсутності заявок (кадрів) в даний момент часу P₀

P₀ = 1 - P.

- при Гаусовому розподілі P₀ = 1 - 0,0221 = 0,9779 = 97,7%.

З'ясуємо, як формуються черги кадрів, і як впливають пов'язані з чергами затримки на процес передачі кадрів від однієї мережі до іншої.

4) У теорії масового обслуговування середнє число об'єктів (unit) в системі зазвичай позначається L, а середнє число об'єктів в черзі - L_q. Для одноканальної системи L дорівнює середній швидкості надходження заявок, що ділиться на різницю між середньою швидкістю обслуговування і швидкістю надходження заявок:

- при Гаусовому розподілі L = 5,77 / (260 - 5,77) = 0,022,

Таким чином, в буфері маршрутизатора і лінії зв'язку у будь-який момент знаходиться трохи більше (1 - 4)% одного кадру. Щоб визначити середнє число об'єктів в черзі (L_q), перемножимо ступінь використання обслуговуючого пристрою (P) на число об'єктів в системі (L):

- при Гаусовому розподілі L_q = 0,022 * 5,77 = 0,1269,

Теорія масового обслуговування дозволяє розрахувати середній час знаходження об'єкту в системі (t_щ) і середній час очікування в черзі (t_щq).

5) Середній час знаходження в системі є величиною, зворотною різниці між швидкістю обслуговування і швидкістю надходження заявок. Підставивши числа з нашого прикладу, знайдемо, що в даному випадку кожен кадр проводить в системі в середньому:

- при розподілі Гауса t_щ = 1 / (260 - 5,77) = 0,0039 с.

Черги в системі характеризуються ще часом очікування t_щq, яке рівне t_щq = t_щ * P. Таким чином, для нашої мережі:

- при Гаусовому розподілі t_щq = 0,0039 * 0,0221 = 0,00008 с.

2.5 Розрахунок навантаження сервера

Для визначення коефіцієнту навантаження сервера використана програма розрахунку параметрів мереж з 4 серверами (рисунок 2.6).



Рисунок 2.6 - Програма розрахунку параметрів мережі з 4 серверами

Вхідні дані:

робочих станцій 260;

середній час обслуговування системою отриманих елементів 0,1;

стандартне відхилення цього часу 0,1;

швидкість надходження запитів від кожної робочої станції 7;

максимально прийнятний час відповіді 1 у 80% випадків

збільшення навантаження сервера 20%.

Результат обробки даних:

середня швидкість надходження елементів даних в систему(число елементів в секунду) 30,3;

навантаження одного сервера 0, 75;

навантаження системи (інтенсивність трафіку) 3,03;

функція Ерланга 0,52;

коефіцієнт Пуассона 0,79;

середній час відповіді 0,1;

середній час відповіді, при збільшенні утилізації сервера 0,12;

середній розмір черги 1,64;

відсоток завантаження до досягнення насиченості сервера 9%;

середня кількість елементів даних в системі 4,67;

середній час, який елементи даних проводять в системі 0,15;

середній час, на протязі якого елементи даних чекають обслуговування 0,05;

середній час, на протязі якого елементи даних чекають обслуговування, при збільшенні навантаження сервера0,25;

середній час обслуговування для елементів даних що знаходилися в черзі 0,1;

стандартне відхилення Tq 0,13;

стандартне відхилення середньої кількості елементів даних в системі 0, 46.

2.6 Технічні характеристики маршрутизаторів

У більшості випадків маршрутизатор (роутер) використовується для зв'язку декількох мереж різного виду. Зокрема, маршрутизатор незамінний при підключенні сегменту мережі до Internet. Крім того, маршрутизатори вельми ефективні в умовах низької якості сигналу. Важливо й те, що маршрутизатор забезпечує підключення до мережі відразу декількох комп'ютерів. При цьому маршрутизатор дозволяє платити провайдерові тільки за одне підключення. Сучасні маршрутизатори діляться на два основних типи. Це кабельні та бездротові маршрутизатори. Крім того, інтернет-маршрутизатор дозволяє заощадити на придбанні спеціального сервера для управління обладнанням. В цілому ж, можливості, які надає сучасний маршрутизатор, досить великі. Тому, вибираючи роутер, слід якнайуважніше ознайомитися з його технічними характеристиками.

2.6.1 Технічні характеристики маршрутизатора Dynamix DW 2626

Маршрутизатор Dynamix Dw2626 (рисунок 2.7) може функціонувати автономно, без підключення до IP мережі. Крім того, Dynamix DW 2626 може виконувати функції IP-АТС при підключенні його до IP мережі провайдера SIP VOIP сервісів.

Рисунок 2.7 - Маршрутизатор Dynamix DW 2626

Технічні характеристики:

Мережеві інтерфейси:

· один WAN порт (10/100baset, Rj-45) для підключення до Інтернету

· чотири LAN порту (10/100baset Rj-45) NAT для підключення мережевих пристроїв.

Телефонні інтерфейси:

· два PSTN (Rj-11) для підключення до PSTN лінії локального оператора зв'язку

· 6 FXS (Rj-11) - для підключення стандартних аналогових телефонів

Протокол: *

· SIP (Session Initiation Protocol)

2.7 Технічна характеристики комутаторів

Не дивлячись на те, що в комутаторах працюють відомі і добре відпрацьовані алгоритми прозорих мостів і мостів з маршрутизацією від джерела, існує велика різноманітність моделей комутаторів. Вони відрізняються як внутрішньою організацією, так і набором виконуваних додаткових функцій, таких як трансляція протоколів, підтримка алгоритму покриваючого дерева, утворення віртуальних логічних мереж і ряду інших .

2.7.1 Технічні характеристики комутатора D-Link DES-3052P

Комутатор D-Link DES-3052P (рисунок 2.8) другого рівня серії Des-3028/3052 є найбільш ефективним рішенням в категорії керованих мережевих комутаторів початкового рівня. Володіючи багатим функціоналом

Рисунок 2.8 - Комутатор D-Link DES-3052P

Технічні характеристики

· Інтерфейси 48 портов 10/100Base-TX

· 2 порта 10/100/1000Base-T

· 2 комбо-порта 10/100/1000Base-T /SFP

· Підтримка РоЕ 802.3af: на портах 10/100Base-TX

· Консольний порт RS-232

3 ВИБІР МЕРЕЖЕВОГО ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Вибір Windows Server 2008 як мережної ОС

При виборі мережної операційної системи було взято до уваги наступне: прикладна сумісність, керованість, простота використання, надійність, безпека, продуктивність, можливість розширення.

В даний час найбільш розповсюдженими є наступні мережні операційні системи:

Windows Server, Microsoft Corp. 45%

NetWare, Novell Inc. 24%

Unix системи 18%

OS/2 WARP Server, IBM. 8%

Інші. 5%

Серед інших МОС Windows Server 2008 виділяється:

простота інтерфейсу користувача;

приступність засобів розробки прикладних програм і підтримка прогресивних об'єктно-орієнтованих технологій.

Усе це привело до того, що ця операційна система стала однією із самих популярних мережних операційних систем.

У Windows Server 2008 забезпечується захищеність підсистем від несанкціонованого доступу і від їхнього взаємного впливу (якщо зависає один процес, це не впливає на роботу інших). Є підтримка вилучених станцій - Remote Access Service (RAS), але не підтримується вилучена обробка завдань.

Windows Server 2008 пред'являє більш високі вимоги до продуктивності комп'ютера в порівнянні з NetWare 6.

Windows Server 2008 є 32 так и 64 розрядною ОС, може працювати на комп'ютерах з RISC процесорами.

ОС Windows Server пропонує захист даних С-2. Це значить, що мережна ОС має захищений механізм входу в систему, захист пам'яті, аудит і контроль доступу (власник поділюваного ресурсу має можливість визначити хто використовує ресурс). Рівень С-2 або вище необхідний для деяких корпоративних і військових ЛОМ. Що стосується надійності роботи файлового сервера, то Windows Server 2008 застосована файлова система на основі обробки транзакцій, що може скасувати модифікації файлів у випадку,коли послідовність зв'язаних змін не була довершена успішно. Windows Server 2008 надає можливість підтримки RAID 7 рівня, що забезпечує найбільш високий ступінь надійності збереження даних за рахунок дублювання даних на декількох дисках.

ОС Windows Server 2008 використовує протокол SNB на базі NetBIOS для обміну інформацією про пере напрямок файлів. ОС Windows Server 2008 сумісна з більшістю ОС. Крім цього маються засоби підтримки протоколів транспортного рівня таких, як TCP/IP і ІРХ/SPX фірми Novell.

У системі Windows Server 2008 маються також деякі інші можливості зв'язку через мережу, до яких можна віднести: Windows Sockets (осередку Windows), Named Pipes (іменовані канали), NetDDE (Network Dynamic Data

Exchange - Динамічний обмін даними в мережі), контроль каналу для сеансу зв'язку з центральним комп'ютером DLC (Data-Link Control) і дистанційний виклик процедур RPC (Remote Procedure Calls). Останній з перерахованих інтерфейсів сполучимо зі специфікацією OSF/DCE (Open Software Foundation /Distributed Computing Environment - Основи відкритого ПО/розподілені комп'ютерні системи). Версія сервера дистанційного доступу (RAS - Remote Access Server) для Windows Server 2008 може мати до 64 одночасних з'єднань через телефонну мережу.

4 РОЗРАХУНКИ ПАРАМЕТРІВ ПРОЕКТОВАНОЇ МЕРЕЖІ

4.1 Розрахунок виникнення колізії

Можлива ситуація, коли дві станції одночасно намагаються передати кадр даних по загальному середовищу. Механізм прослуховування середовища і пауза між кадрами не гарантують від виникнення такій ситуації, коли дві або більш за станцію одночасно вирішують, що середовище вільне, і починають передавати своїх кадрів. Говорять, що при цьому відбувається колізія (collision), оскільки вміст обох кадрів стикається на загальному кабелі і відбувається спотворення інформації - методи кодування, використовувані в FastEthernet, не дозволяють виділяти сигнали кожної станції із загального сигналу .

Колізія -- це нормальна ситуація в роботі мереж FastEthernet. Щоб коректно обробити колізію, всі станції одночасно спостерігають за сигналами, що виникають на кабелі. Якщо передавані і спостережувані сигнали відрізняються, то фіксується виявлення колізії (collisiondetection, CD). Для збільшення вірогідності швидкого виявлення колізії всіма станціями мережі станція, яка виявила колізію, перериває передачу свого кадру (у довільному місці, можливо, і не на границі байта) і підсилює ситуацію колізії посилкою в мережу спеціальної послідовності з 32 бітів, званою jam-послідовністю.

Після цього передавальна станція, що виявила колізію, зобов'язана припинити передачу і зробити паузу протягом короткого випадкового інтервалу часу. Потім вона може знову зробити спробу захоплення середовища і передачі кадру. Випадкова пауза вибирається по наступному алгоритму:

, (4.1)

де х - інтервал відстрочення рівний 512 бітовим інтервалам (бітовий інтервал відповідає часу між появою двох послідовних біт даних на кабелі; для швидкості 1 Гбіт/с величина бітового інтервалу рівна 0,001 мкс або 1 нс, для FastEthernet - 0,01 мкс або 10 нс, для Ethernet - 0,1 мкс або 100 нс);

L є цілим числом, вибраним з рівною імовірністю з діапазону [0, 2N], де N - номер повторної спроби передачі даного кадру: 1,2..., 10.

Після десятої спроби інтервал, з якого вибирається пауза, не збільшується. Таким чином, випадкова пауза може приймати значення 0,524 мс для GigabitEthernet, від 0 до 5,24 мс для FastEthernet і від 0 до 52,4 мс для Ethernet.

Якщо 16 послідовних спроб передачі кадру викликають колізію, то передавач повинен припинити спроби і відкинути цей кадр.

З опису методу доступу видно, що він носить імовірнісний характер, і вірогідність успішного отримання в своє розпорядження загального середовища залежить від завантаженості мережі, тобто від інтенсивності виникнення в станціях потреби в передачі кадрів.

Слід зазначити, що метод доступу CSMA/CD взагалі не гарантує станції, що вона коли-небудь зможе дістати доступ до середовища. Звичайно, при невеликому завантаженні мережі вірогідність такої події невелика, але при коефіцієнті використання мережі, що наближається до 1, така подія стає дуже вірогідною.

4.2 Розрахунок максимальної продуктивності мережі

Для комунікаційного устаткування найбільш важким режимом є обробка кадрів мінімальної довжини. Це пояснюється тим, що на обробку кожного кадру міст, комутатор або маршрутизатор витрачає приблизно один і той же час, пов'язаний з прогляданням таблиці просування пакету, формуванням нового кадру (для маршрутизатора) і тому подібне А кількість кадрів мінімальної довжини, що поступають на пристрій в одиницю часу, природно більше, ніж кадрів будь-якої іншої довжини. Інша характеристика продуктивності комунікаційного устаткування - біт в секунду -використовується рідше, оскільки вона не говорить про те, якого розміру кадрів при цьому обробляв пристрій, а на кадрах максимального розміру досягти високої продуктивності, вимірюваної в бітах в секунду набагато легше .

Використовуючи параметри, приведені в таблиці 4.1, розрахуємо максимальну продуктивність сегменту FastEthernet в таких одиницях, як число переданих кадрів (пакетів) мінімальної довжини в секунду.

Таблиця 4.1 - Параметри рівня MACEthernet

Параметри	FastEthernet
Бітова швидкість	1 00 Мбіт/с
Інтервал відстрочення	512 бітових інтервалу
Міжкадровий інтервал (IPG)	0,96 мкс
Максимальне число спроб передачі	16
Максимальне число зростання діапазону паузи	10
Довжина jam-последовательности	32 біта
Максимальна довжина кадру (без преамбули)	1518 байт
Мінімальна довжина кадру (без преамбули)	64 байт (512 біта)
Довжина преамбули	64 бітний
Мінімальна довжина випадкової паузи після колізії	0 бітових інтервалів
Максимальна довжина випадкової паузи після колізії	524000 бітових інтервалу

Для розрахунку максимальної кількості кадрів мінімальної довжини, що проходять по сегменту FastEthernet, відмітимо, що розмір кадру мінімальної довжини разом з преамбулою складає 72 байт або 576 біт, тому на його передачу витрачається час

(4.2)

де К1 - кадр мінімальної довжини разом з преамбулою, S - бітова швидкість.

Додавши міжкадровий інтервал в 0,96 мкс, отримуємо, що період проходження кадрів мінімальної довжини складає 6,71 мкс. Звідси максимально можлива пропускна спроможність сегменту FastEthernet складає

(4.3)

де Т1 -- час, що витрачається на передачу кадрів мінімальної довжини, Т' -межкадровый інтервал.

Природно, що наявність в сегменті декількох вузлів знижує цю величину за рахунок очікування доступу до середовища, а також за рахунок колізій, що приводять до необхідності повторної передачі кадрів.

Кадри максимальної довжини технології FastEthernet мають поле довжини 1500 байт, що разом із службовою інформацією дає 1518 байт, а з преамбулою складає 1526 байт або 12208 біт.

(4.4)

де К2 - кадр максимальної довжини разом з преамбулою, S - бітова швидкість.

Звідси максимально можлива пропускна спроможність сегменту FastEthernet для кадрів максимальної довжини складає

(4.5)

де Т2 - час, що витрачається на передачу кадрів максимальної довжини, Т' - міжкадровий інтервал.

Очевидно, що при роботі з великими кадрами навантаження на мости, комутатори і маршрутизатори досить відчутно знижується.

Тепер розрахуємо, якою максимальною корисною пропускною спроможністю в біт в секунду володіють сегменти FastEthernet.

Під корисною пропускною спроможністю протоколу розуміється швидкість передачі призначених для користувача даних, які переносяться полем даних кадру. Ця пропускна спроможність завжди менше номінальної бітової швидкості протоколу FastEthernet за рахунок декількох чинників:

- службовій інформації кадру;

- міжкадрових інтервалів (IPG);

- очікування доступу до середовища.

Для кадрів мінімальної довжини корисна пропускна спроможність дорівнює:

(4.6)

де К1' - поле кадру мінімальної довжини.

У випадку з FastEthernet це менше 100 Мбіт/с, але слід врахувати, що кадри мінімальної довжини використовуються в основному для передачі квитанцій, так що до передачі власне даних файлів ця швидкість відношення не має. Для кадрів максимальної довжини корисна пропускна спроможність дорівнює:

(4.7)

де К2' - поле кадру максимальної довжини, що вельми близько до номінальної швидкості протоколу.

4.3 Визначення кількісних показників надійності блоків і пристроїв КМ

Необхідно розрахувати основні показники надійності, підтвердити вибір конструктивних мережі, оцінити кількісні показники надійності.

Визначення показників надійності - один з найскладніших етапів проектування. Використана методика визначає послідовність етапів розрахунку, якими необхідно керуватися при оцінці (прогнозуванні) надійності мережі на стадіях ескізного і технічного проектування шляхом розрахунку по інтенсивності відмов функціональних і конструктивних частин мережі.

Надійність мережі або її окремих вузлів - це властивість КМ виконувати протягом необхідного часу задані функції за певних умов експлуатації, технічного обслуговування і ремонту.

Надійність - це комплексна властивість і залежно від призначення КМ і умов її експлуатації вона може включати чотири складових: безвідмовність, ремонтопридатність, сохраняемость і довговічність.

Безвідмовність - властивість ЕОМ, що полягає в пристосованості до попередження і виявлення причин виникнення відмов, пошкоджень і усунень їх наслідків шляхом проведення ремонту і техобслуговування

Зберігання - властивість КМ безперервно зберігати справний і працездатний стан протягом зберігання і після нього і (або) при транспортуванні.

Довговічність - властивість КМ зберігати працездатність до настання граничного стану при встановленій системі.

Подію, що полягає в частковій або повній втраті працездатності КМ і що приводить до невиконання або неправильного виконання тестів і завдань називають відмовою. Відмови по своєму характеру ділять на раптові (різка, стрибкоподібна зміна параметра) і поступові (зміна параметрів до виходу за норму).

Збій - відмова, що самоусувається, виникає в результаті тимчасових причин.

Вірогідність безвідмовної роботи КМ (тобто вірогідність того, що не буде відмови в межах заданого напрацювання) залежить від інтенсивності відмов і описується для раптових відмов за експоненційним законом:

(4.8)

Середній час між сусідніми відмовами або напрацювання на відмову рівна:

(4.9)

При виникненні відмов працездатність КМ відновлюється шляхом ремонту (усунення несправності). Час відновлення Тв -величина випадкова і розподілена по експоненційним законом.

Середній час відновлення Тв:

(4.10)

де - час, необхідне на виявлення і усунення i-го відмови; m - число відмов.

Для сучасних мереж з високим рівнем обслуговування час необхідне на виявлення і усунення основних несправностей (джерело живлення - 0,25 години, роз'єми, розетки - 2 години, комутаційні вузли - 1 година, кабель - 20 ч) за умови наявності запасних частин складе близько 6 годин, що згідно технічного завдання в 8 разів менше допустимого.

Коефіцієнт готовності КГ - це вірогідність того, що КМ опиниться в працездатному стані у будь-який момент часу, окрім періодів, в які її використання не планується:

(4.11)

де Т - загальний час справної роботи за період експлуатації, Тв - час відновлення за цей же період.

Коефіцієнт технічного використання:

(4.12)

де Т - час перебування КМ в працездатному стані, Т_П - час профілактики, ч, Т_Б - час відновлення (ремонту), год.