Методичка: Информационные системы, сети и телекоммуникации

При разработке технического проекта требуется построение модели, создаваемой сети или ее компонентов, первичное моделирование, просмотр различных вариантов технологий, протоколов, оборудования, повторное моделирование при необходимости и анализ результатов.

Общая структура моделируемой сети

Процесс анализа будущей сети состоит из следующих этапов:

- построение модели планируемой сети оператора связи;

- моделирование, анализ вариантов «что будет - если» модернизация проекта сети на основание модели и прогноз развития сети.

Таким образом, используя моделирование, становится возможно:

- оценить пропускную способность сети и ее компонентов;

- определить узкие места в структуре информационной сети;

- сравнить различные варианты организации информационной сети;

- осуществить перспективный прогноз развития информационной сети;

- предсказать будущие требования по пропускной способности сети, используя данные прогноза;

- оценить влияние на создаваемую сеть программного обеспечения, мощности рабочих станций или серверов, сетевых протоколов.

При осуществлении прогнозирования развития сети появляется:

- возможность осуществить перспективный прогноз с помощью анализа совокупности моделей, полученных в течение определенного времени;

- оценить требуемое количество и производительность серверов в сети;

- оценить влияние на создаваемую сеть модернизации программного обеспечения, рабочих станций или серверов, сетевых протоколов;

- сравнить различные варианты модернизации информационной сети.

Таким образом, проектируя сеть с помощью предварительного моделирования, уже на этапе самого проектирования появляется возможность:

- просмотр большого числа вариантов будущей сети и выбор оптимального решения без предварительных затрат на оборудование,

- определение предпосылок для модернизации сети, прогноз производительности.

Определение возможности и эффективность использования уже имеющегося оборудования и сетей, а также их интеграция с создаваемой сетью; экономия денег, ресурсов.

При проектировании информационной сети за счет выбора оптимальной конфигурации компонентов и их параметров возможно достижение снижение проекта стоимости на 35-40% при обеспечении заданной производительности.

Модель сети оператора связи условно можно разбить на две части: описание топологии и описание трафика. Под топологией сети следует понимать совокупность сетевого, компьютерного, периферийного оборудования с их характеристиками, установленным программным обеспечением и технологиями передачи данных (связями).

При моделировании информационной сети оператора связи в модели используются следующие уровни эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI ISO + IEEE 802): приложений, транспортный, сетевой, канальный. На уровне приложений описываются источники трафика - сообщения, сеансы, отклики, вызовы, поведение программного обеспечения. На транспортном уровне - транспортные протоколы и их параметры. На сетевом уровне: алгоритмы маршрутизации, потоки пакетов, таблицы маршрутизации штрафные функции. Канальный уровень - непосредственно передача пакетов, ретрансляция, описание каналов.

Рис. 2.1

оптоволоконный информационный плезиохронный цифровой

Магистральные узлы

Узлы сети чаще всего располагаются в зданиях городских АТС, так как здесь находятся основные коммутационные центры и сосредоточение магистральных каналов. В качестве каналов магистральной сети предлагается использовать цифровые каналы в оптоволоконных системах SDH, а также каналы ИКМ.

Расчет полосы пропускания магистрали

При проведении расчета магистрали для корпоративной сети учитывалось, что:

Для нормальной работы магистральной сети загрузка каналов не должна превышать 70% от общей емкости

Каналы рассчитываются с учетом возможности в перемаршрутизации трафика в случае неисправности сети, для этого резервируется не менее 35% общей полосы пропускания

Развитие сети предполагается в несколько этапов с расширением полосы пропускания каналов по мере роста информационной активности.

На основе экспертной оценки и полученных исходных данных трафик городской магистрали можно разбить на несколько типов распределения:

- распределение Пуассона (простейший поток),

- экспоненциальное распределение,

- нормальное распределение.

Условия распределения Пуассона:

- стационарность потока событий (интенсивность или плотность потока постоянна);

- отсутствие последействия (независимость появления событий в непересекающиеся промежутки времени);

- ординарность (вероятность одновременного появление 2 и более событий равна 0).

Если трафик описывается простейшим потоком, то распределение времени между двумя смежными событиями подчиняется экспоненциальному распределению.

Нормальное распределение - применяем всегда, когда возможно, если:

- закон распределения неизвестен;

- закон известен, но вычисления затруднены (при большом числе испытаний аппроксимируются все дискретные и большинство непрерывных распределений);

- события - это суммы большого числа независимых или слабозависимых величин.

Оборудование узлов городской корпоративной ИТС

Опорная транспортная сеть состоит из 4-х коммутаторов 3600 MainStreet, 1-го коммутатора 36120 MainStreet сконфигурированных для коммутации Frame Relay трафика и TDM коммутатора 3630 MainStreet. Это позволяет максимально эффективно переносить трафик локальных сетей, подсоединенных к ней. Коммутаторы связаны между собой по схеме «кольцо» линиями связи по (2xE1) потоков. Кроме того, кольцевая топология опорной сети увеличивает отказоустойчивость сети при выходе из строя одного из прямых каналов связи. Все узлы соединены с транспортной сетью потоками E1Channelized (интерфейс G.703) с включением в коммутаторы непосредственно карты E1 Card. Оконечные узлы типа «Отделение связи» подключаются к сети цифровыми потоками со скоростью от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с через опорные узлы.

Элементом городской корпоративной сети передачи данных является внутренняя распределенная локальная сеть. Взаимодействие между локальными сетями и опорной цифровой сетью осуществляется через маршрутизаторы Danube и Amazone.

Узел №1

Основным компонентом узла №1 является коммутатор 3600 MainStreet. Маршрутизатор к опорной сети подключается к посредством Dual E1 Card двумя потоками E1.

Центральная ЛВС терминируется на Ethernet-маршрутизатор ACC Amazone, который подключен к маршрутизатору 3600 MainStreet через интерфейс X.21.

Для подключения удаленных отделений оператора связи и пунктов приема оплат у населения в коммутатор 36120 MainStreet устанавливаются карты DNIC и 2B1Q.

Карта DNIC позволяет подключать до 12 пользователей располагающихся на расстоянии до 5.8 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 128Кбит/С.

Карта 2B1Q позволяет подключать до 12 пользователей располагающихся на расстоянии до 13.9 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 64Кбит/С.

Для поддержки FR протокола в 3600 MainStreet устанавливается карта FR & X.25 FRE Card.

Узел №2

Основным компонентом узла №2 является коммутатор 36120 MainStreet. Маршрутизатор к опорной сети подключается к посредством Dual E1 Card четырмя потоками E1.

Для подключения удаленных отделений оператора связи и пунктов приема оплат у населения в коммутатор 36120 MainStreet устанавливаются карты DNIC и 2B1Q.

Карта DNIC позволяет подключать до 12 пользователей располагающихся на расстоянии до 5.8 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 128Кбит/С.

Карта 2B1Q позволяет подключать до 12 пользователей располагающихся на расстоянии до 13.9 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 64Кбит/С.

Для подключения пользователей по технологии ISDN в коммутатор 36120 MainStreet устанавливаются карта BRI S/T, которая позволит подключить до 8 ISDN пользователей.

Узел №2 одновременно является центральным для областной сети передачи данных и обеспечивает радиальные соединения с областными узлами. Соединения осуществляются посредством сервера доступа аналоговых абонентов типа АСС Tigris 3 Slot, который в своей максимальной конфигурации может обслуживать одновременно до 60 вызовов. АСС Tigris, принимающий от АМТС потоки Е1 R2 или PRI ISDN, с “вложенным” в них модемным трафиком абонентов, и преобразующие эти вызовы в поток FR. Порты 10/100BaseT на данных устройствах исползуются для подключения к ЛВС поставщика услуг INTERNET и в корпоративную сеть Оператора Связи.

АСС Tigris 3 Slot подключен к маршрутизатору 36120 MainStreet посредством интерфейса V.35.

В качестве транспортного протокола областной сети предполагается использование X.25.

Для поддержки X.25 и FR протоколов в 36120 MainStreet устанавливается карта FR & X.25 FRE Card.

Узел №3,4,5

Основным компонентом узлов №3,4,5 является коммутатор 3600 MainStreet. Маршрутизатор к опорной сети подключается к посредством Dual E1 Card двумя потоками E1.

ЛВС терминируется на Ethernet-маршрутизатор Danube, который подключен к маршрутизатору 3600 MainStreet через интерфейс X.21.

Для подключения удаленных отделений оператора связи и пунктов приема оплат у населения в коммутатор 3600 MainStreet устанавливаются карты DNIC и 2B1Q.

Карта DNIC позволяет подключать до 12 пользователей располагающихся на расстоянии до 5.8 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 128Кбит/С.

Карта 2B1Q позволяет подключать до 12 пользователей располагающихся на расстоянии до 13.9 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 64Кбит/С.

Для поддержки FR протокола в 3600 MainStreet устанавливается карта FR FRE Card.

Узел № 6

Основным компонентом узла №6 является TDM мультиплексор 3630 MainStreet. Маршрутизатор к опорной сети подключается к посредством Dual E1 Card двумя потоками E1.

ЛВС терминируется на IP- и IPX-маршрутизаторе DTU 2721, который подключен к маршрутизатору 3630 MainStreet через карту DNIC.

Для подключения удаленных отделений оператора связи и пунктов приема оплат у населения в коммутатор 3630 MainStreet устанавливаются карты DNIC и 2B1Q.

Карта DNIC позволяет подключать 1 пользователя располагающихся на расстоянии до 5.8 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 128Кбит/С.

Карта 2B1Q позволяет подключать 1 пользователя располагающихся на расстоянии до 13.9 Км (в зависимости от диаметра абонентского кабеля) на скорости 64Кбит/С.

Оконечные узлы типа «Отделение связи».

Основным компонентов оконечных узлов является локальная сеть. Для обеспечения доступа к корпоративной сети передачи данных устанавливается оконечное оборудование DTU 26xx и 27xx. Данные устройства соединяются с оборудованием опорных узлов на скоростях 128 Кбит/с и 64Кбит/с по протоколу - Frame Relay. Там где позволяет оборудование АТС возможна установка оконечных устройств ISDN.

Прогнозы развития.

После внедрения предложенного варианта проекта сети возможно не только дальнейшее ее развитие как за счет подключения новых корпоративных пользователей и доступа к неподключенным изначально и открывающимся отделениям, так и за счет частичного подключения коммерческих пользователей по коммутируемым, выделенным каналам и высокоскоростных пользователей. Возможное количество подключаемых пользователей взято на основании текущих потребностей рынка и позволит окупить затраты на создание и поддержание сети. Для расширения охвата коммерческими услугами населения и предприятия города потребуется проводить модернизацию сети путем закупки дополнительного оборудования, расширения магистральных каналов и узлов доступа пользователей.

3. Варианты задания на проектирование

Таблица 4. Вариант 1