Проектирование корпоративной сети

     1.2. Обоснование выбора  сетевой технологии  и физической топологии  сети.

 

     Под топологией сети понимают конфигурацию графа, вершинам которого соответствуют  конечные узлы сети (в данном случае ПК и коммутационное оборудование), а ребрам – электрические и информационные связи между ними.

     Данная  сеть имеет топологию «многоуровневая  звезда», т.к. здесь каждый ПК подключается отдельным кабелем к общему для  группы коммутатору, а сам коммутатор совместно с коммутаторами своего уровня к – коммутатору уровнем выше. Всего 3 уровня: уровень доступа (УД) – 288 коммутаторов, уровень распределения (УР) – 24 коммутаторов и уровень ядра (УЯ) – 1 коммутатор. УР расположен в кроссовой этажа, УЯ – в аппаратной. Такое иерархическое соединение еще называют «деревом». В наше время это самая распространенная топология как в LAN, так и в MAN.

     Особенностью  такой топологии является высокая  экономичность, т.к. для связи определенного  количества узлов используется минимум  кабеля.

     Также преимуществом этой топологии является высокая живучесть сети (при выходе из строя одного соединения работоспособность сети не сильно ухудшается). Уязвимое место – коммутационное оборудование, особенно на УЯ.

     В качестве топологии для данной сети выберем самый распространенный на сегодняшний день стандарт – технология Ethernet. Ethernet – целое семейство технологий, из которых наиболее известны Ethernet DIX, 10-мегабитные варианты стандарта IEEE 802.3, а также Fast Ethernet (FE), Gigabit Ethernet (GE). Почти все технологии Ethernet используют метод доступа распределенной среды передачи данных.

     Достоинствами данной технологии являются экономичность, расширяемость, легкость подключения  новых узлов, реализация  достаточно простых алгоритмов доступа к  среде, адресации и передачи данных.

     Недостатками  же являются домен коллизий и широковещательный  домен, но они легко устраняются  с помощью введения в сеть коммутаторов и маршрутизаторов соответственно на уровни иерархии.

     1.3. Обоснование выбора среды передачи и рекомендуемых скоростей для линий связи всех уровней.

 

     Для выбора состава оборудования необходимо сначала выбрать среды передачи и необходимые скорости для линий  связи всех уровней.

     Нужно рассчитать трафик для коммутатора  рабочей группы, коммутатора этажа  и  коммутатора здания.

     Для исключения перегрузки сети и выбора оптимальной технологии передачи во всех расчетах будем иметь ввиду, что в конкретный момент времени с сетью работают все рабочие станции, генерируя заданный вид трафика, что будет соответствовать максимальной нагрузке на сеть. Для расчетов трафика воспользуемся формулой

     (размер  сообщ.*кол-во сообщ)/3600   , бит/с

      1)Для коммутатора рабочей группы во внимание берется тип трафика, циркулирующий внутри рабочей группы – это CAM-CAD, LAN peer-to-peer traffic, трафик к серверу рабочей группы (FTP - server), трафик который генерируется ПК к общим серверам(DHCP srver,DC server),трафик Internet, а также трафик Voice over IP peer-to-peer. 

     Для начала определим, какую нагрузку генерируют отдельные типы трафика. 

     CAM-CAD – графические файлы (объем сообщения - 10 Мбайт, средняя интенсивность — 3 сообщения в час).

     Тогда нагрузка от этого вида трафика:

                                  

     LAN peer-to-peer traffic – передача  данных в одноранговом режиме (точка-точка) (объем сообщения - 10 Кбайт, средняя интенсивность - 20 сообщений в час).

    

. 

     FTP server - передача файлов (объем сообщения - 1 Мбайт, средняя интенсивность - 1 сообщение в час).

                                     
 

     Internet – данные гипертекстов (web-страниц) (объем сообщения – 1Мбайта, средняя интенсивность – 30 сообщений в час).

                                 

    Voice over IP peer-to-peer — передача голосового трафика IP-пакетами (объем сообщения - 10 Мбайт, средняя интенсивность — 2 сообщения в час).

                                

        DHCP сервер – автоматическое получение IP адресов (объем сообщения – 1,5 Кбайт, средняя интенсивность – 1 сообщение в час).

                                              

       _{DC сервер – регистрация пользователей для обеспечения максимальной защиты (объем сообщения – 100 кбайт, средняя интенсивность – 10 сообщений в час).}

                                         

     Теперь  определим общую нагрузку для 1-го порта коммутатора рабочей группы:

     γ_РГ =γ_CAM-CAD+γ_LAN+γ_FTP+γ_Int.+ γ_VoIP+γ_DHCP+γ_DC =69,91+0,45+2,33+69,91+

     +46,603+0,00341+2,276 = 191,482 кбит/с 

Можно ставить коммутатор, который поддерживает 10 Мбитный порт Ethernet. 

А также  нужно определить нагрузку на FTP server:

                                γ _{FTP server1-23этаж} =2,33∙24 = 55,92 Кбит/с

                                γ _{FTP server24этаж11групп} =2,33∙31 = 72,23 Кбит/с

                                γ _{FTP server24этаж1группа} =2,33∙35 = 81,55 Кбит/с

     2)Для коммутатора этажа во внимание берется трафик Internet, а также трафик Voice over IP peer-to-peer.

γ_{РГ1-23этаж} = (γ_Int.+ γ_VoIP+γ_DHCP+γ_DC )·n = (69,91+46,603+0,00341+2,276)·24      

     = 2851,018 кбит/с=2,9 Мбит/с

γ_{РГ24этаж11групп} = (γ_Int.+ γ_VoIP+γ_DHCP+γ_DC )·n = (69,91+46,603+0,00341+2,276)·31

    = 3682,565   кбит/с = 3,7 Мбит/с

γ_{РГ24этаж1группа} = (γ_Int.+ γ_VoIP+γ_DHCP+γ_DC )·n = (69,91+46,603+0,00341+2,276)·35

    = 4157,734   кбит/с = 4,2 Мбит/с. 

     3) Для коммутатора здания во внимание берется трафик Internet.

γ_{ЗД(ЯДРА)1-23этаж} = (γ_Int.+γ_DHCP+γ_DC )·N = (69,91+0,00341+2,276)·288=20790,55 кбит/с=

  =20,8 Мбит/с

γ_{ЗД(ЯДРА)24этаж} = (γ_Int.+γ_DHCP+γ_DC )·N= (69,91+0,00341+2,276)·376=27143,22 кбит/с=

  =27,1 Мбит/с

Также нужно определить нагрузку на DHCP и DC сервер :

                  γ_DHCP= 0,00341·7000 = 2387кбит/с;

                  γ_DC= 2,276·7000 = 15932 кбит/с.

Можно ставить коммутатор, который поддерживает 100- Мбитный порт Ethernet.

     1.4. Обоснование выбора состава активного оборудования сети (рабочих станций, серверов, сетевого коммуникационного оборудования с указанием фирмы производителя).

 

     Для построения сети главного офиса необходимо: 6320 ПК, 4320 ISDN телефонов, 288 FTP server,288 коммутаторов УД, 24 коммутаторов УР,  и 1 коммутатор УЯ.

     Исходя  из этого и выбранных в п. 1.3. скоростей для линий связи  всех уровней, обоснуем выбор состава  активного оборудования для сети главного офиса.

В качестве рабочих станций выберем IBM IntelliStation POWER185 Express.

     Новая рабочая станция IBM Intellistation® POWER™ 185 Express предоставляет максимум возможностей для решения задач инженерной графики или разработки программного обеспечения. Эта компактная, быстродействующая, тихая рабочая станция - самая недорогая за всю историю из наших рабочих станций под AIX 5L

     Характеристики:

     Процессор: 1- или 2-ядерные процессоры IBM PowerPC® 970

     Тактовая  частота: 2,5 ГГц

     Оперативная память: 4 ГБ

     Внутренняя  дисковая память: 200 ГБ 

    В качестве FTP сервера будем использовать хSerires, фирмы IBM (Нью-Йорк, США).

    Основные  характеристики:

    Модель: хSeries

    Тип :сервер/базовой производительности

    Процессор:Intel Pentium IV 3.0 ГГц под socket 775, 800 МГц FSB

Материнская плата : 200МГц

    Оперативная память:512 МБ (макс. 16 ГБ) РС3200 DDR2 SDRAM- 6 (4 не занято), 240-конт. DIMM, код исправления ошибок

    Жесткие диски:120.0 ГБ, внутр., SCSI, 7200 об/мин 

    Оптическое  устройство хранения: DVD-RW 5.25" внутр.. ATAPI, DVD: 16

    Видео :на основе чипсета Radeon 7000M, встроен. • PCI,  2048х1536/16 млн., 16 МБ DDR SDRAM

    Сетевой адаптер :10 Мбит/сек., 100 Мбит/сек., 1000 Мбит/сек., Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, встроен., IEEE 802 3 (Ethernet), IEEE 802.3ab (TP Gigabit Ethernet), IEEE 802.3u (Fast Ethernet).

Телефоны  будем использовать Siemens Profiset 30 ISDN

- Возможность  организации до 3 многотерминальных  абонентских номеров (MSN) 
- Громкая связь 
- 12 разрядный дисплей с пиктограммами 
- Список 12 последних звонивших абонентов 
- 8 номеров прямого набора 
- Электронный кодовый замок 
- Записная книжка 
- Отключение микрофона 
- Регулировка тональности и громкости сигнала вызова 
- Удержание вызова 
- Конференция 3-х абонентов 
- Уведомление 
- Переадресация вызова

В качестве АТС на 4320 номеров выберем АТС Alcatel OmniPCX Enterprise - мощное профессиональное решение для средних и крупных компаний. Количество абонентов от 32 до 5000 с плавным наращиванием емкости. АТС Alcatel OmniPCX Enterprise распределяет указанные функциональные возможности по трем направлениям: электронное рабочее место, мобильность абонента и построенные на основе интеграции передачи речи и данных (используя IP как базовую технологию), поддерживаемым широким наборомсетевыхуслуг. 
Усовершенствованная открытая архитектура системы АТС Alcatel OmniPCX Enterprise удовлетворяет всем современным коммуникационным требованиям. Обладая возможностью интегрировать новые технологии, данная система является уникальным способом решения проблем, с которыми предприятие может столкнуться в будущем. 

Уровень Доступа. Выберем однотипное оборудование Cisco Catalyst 3750. Это инновационный продукт, повышающий эффективность работы сети с помощью простоты управления и высокой производительности коммутации. Технология Cisco StackWise позволяет организовать соединение со скоростью 32 Гбит/с, помогая покупателям сделать единую систему с одним коммутатором.

Интерфейсные порты:

Медные интерфейсы: 48 x RJ-45 10/100/1000 PoE Gigabit Ethernet                         Оптические интерфейсы: 4 x SFP Gigabit Ethernet                                                      Другие интерфейсы: 1 x консольный порт                                                              Поддержка до 1005 VLAN и до 128 ступеней spanning-tree                              Поддержка до 4000 идентификаторов VLAN                                             Маршрутизация 2 уровня                                                                                                     Domain Name System (DNS)                                                                                     Возможность настройки портов с помощью Cisco Smartport                           Мастер настройки безопасности                                                                      Удобный графический интерфейс.

Уровень распределения.

Данный  уровень состоит из узлов распределения, строящихся на основе коммутаторов Cisco Catalyst 2960 на 24 порта, обеспечивающих концентрацию трафика уровня доступа с уровнем ядра.                                       В коммутаторе есть:

Возможность подключения к каналам Fast Ethernet и Gigabit Ethernet с поддержкой расширенных сетевых сервисов для сетей небольших и средних предприятия и сетей филиалов