Курсовая работа (т): Проектирования мультисервисной сети
Проектирования мультисервисной сети
ВВЕДЕНИЕ
В данном курсовом проекте рассматривается проблема проектирования мультисервисной сети предприятия “Магазин”. Термин мультисервисная сеть означает, что в данной сети предоставляется несколько услуг (в данном курсовом проекте - это передача данных и передача голоса).
Проектирование мультисервисной сети в данном курсовом проекте состоит из нескольких этапов:
) Проектирование локальной сети центрального офиса и локальных сетей удаленных офисов (филиалов).
) Расчет коммуканикационной сети предприятия.
) Проектирование глобальной сети.
. Анализ исходных данных
.1 Описание карты сети предприятия
Предприятие состоит из центрального здания и 3 филиалов. Все узлы предприятия расположены на разном расстоянии и имеют разные типы соединений: кабель ТПП, оптоволокно и радиоканал.
Протяженность соединений между узлами:
Центральный офис - 1 филиал - 4,5 км 1 филал -
высотное здание - 2 км Высотное здание - 3 филиал - 1,25 км 1 филиал - 2 филиал
- 2 км 2 филиал -3 филиал - 3,5 км
.2 Распределение IP-Адресации
На данном нам предприятии необходимо
организовать 270 рабочих мест на 4 филиала, а так распределить их по отделам.
Каждое рабочее место должно иметь персональный компьютер, подключённый к
локальной вычислительной сети (ЛВС) предприятия аналоговый телефон и
IР-телефон. Подробная структура предприятия приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1- Структура предприятия
Офис
Количество
РМ
Количество
IP-тлф
Количество
аналоговых тлф
Центральный
офис
Всего
135
67
68
1
отдел
20
10
10
2
отдел
35
17
18
3
отдел
42
21
21
4
отдел
38
19
19
1
филиал
Всего
14
7
7
1
отдел
4
2
2
2
отдел
10
5
5
2
филиал
Всего
40
20
20
1
отдел
12
6
6
2
отдел
28
14
14
3
филиал
Всего
81
41
40
1
отдел
5
3
2
2
отдел
43
21
22
3
отдел
33
17
16
Всего
270
135
135
После распределения рабочих мест необходимо
составить дерево IP-адресов для правильного распределения IP-адресов. Дерево
показано на рисунке 1.1.
Рис. 1.1 - Дерево IP-адресов
Далее рассчитываем и распределяем IP-адреса.
Данные представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Распределение IP -адресов
Название
№
Сети
Маска
Шлюз
Диапазон
занятых адресов
Широковещательный
адрес
Диапазон
свободных адресов
Центральный
офис
1
отдел
10.10.1.0
255.255.255.192
10.10.1.1
10.10.1.2
-10.10.1.42
10.10.1.63
10.10.1.43-10.10.1.62
2
отдел
10.10.1.64
255.255.255.192
10.10.1.65
10.10.1.66-
10.10.1.105
10.10.1.127
10.10.1.106-10.10.1.126
3
отдел
10.10.1.128
255.255.255.192
10.10.1.129
10.10.1.130-
10.10.1.175
10.10.1.191
10.10.1.176
- 10.10.1.190
4
отдел
10.10.1.192
255.255.255.192
10.10.1.193
10.10.1.194
- 10.10.1.240
10.10.1.255
10.10.1.241
- 10.10.1.254
1
филиал
1
отдел
10.10.2..0
255.255.255.248
10.10.2.
1
10.10.2.2
- 10.10.2.3
10.10.2.7
10.10.2.4-10.10.2.6
2
отдел
10.10.2..16
255.255.255.240
10.10.2.17
10.10.1.18-10.10.1.24
10.10.1.31
10.10.1.25-
10.10.1.30
3
отдел
10.10.2.32
255.255.255.240
10.10.2.33
10.10.2.34-10.10.2.42
10.10.2.47
10.10.2.43-10.10.2.46
2
филиал
1
отдел
10.10.2.64
255.255.255.224
10.10.2.65
10.10.1.66
- 10.10.2.81
10.10.2.95
10.10.2.82-10.10.2.94
2
отдел
10.10.2.96
255.255.255.224
10.10.2.97
10.10.2.98-
10.10.2.117
10.10.2.127
1
10.10.2.118-10.10.2.126
3
отдел
10.10.2.128
255.255.255.224
10.10.2.129
10.10.2.130-
10.10.2.146
10.10.2.159
1
10.10.2.147-10.10.2.158
3
филиал
1
отдел
10.10.2.192
255.255.255.192
10.10.2.193
10.10.2.194
- 10.10.2.233
10.10.2.255
10.10.2.234-10.10.2.254
2
отдел
10.10.3.192
255.255.255.192
10.10.3.193
10.10.3.194-
10.10.3.235
10.10.3.255
10.10.3.236-10.10.3.254
3
отдел
10.10.2.160
255.255.255.224
10.10.2.161
10.10.2.162-
10.10.2.183
10.10.2.191
10.10.2.184-10.10.2.190
IP
телефония
Общая
сеть
10.10.0.0
255.255.255.0
10.10.0.1
10.10.0.2
- 10.10.0.131
10.10.0.255
10.10.0.132
- 10.10.0.254
Соединения
Высотное
здание 2 -3 филиал
10.10.2.8
255.255.255.252
N/A
10.10.2.9-
10.10.2.10
10.10.2.11
N/A
3
филиал-1 филиал
10.10.2.12
255.255.255.252
N/A
10.10.2.13
- 10.10.2.14
10.10.2.15
N/A
Высотное
здание 2- 2 филиал
10.10.3.140
255.255.255.252
N/A
10.10.3.141
- 10.10.3.142
10.10.2.143
N/A
Центральный
офис - 2 филиал
10.10.3.136
255.255.255.252
N/A
10.10.3.137
- 10.10.3.138
10.10.3.139
N/A
1
филиал- Высотное задние 1
10.10.3.128
255.255.255.252
N/A
10.10.3.129-
10.10.3.130
10.10.3.131
N/A
Высотное
здание 1 - Центральный офис
10.10.3.132
255.255.255.252
N/A
10.10.2.133
- 10.10.1.134
10.10.2.135
N/A
. Построение локальных сетей предприятия
Для построения ЛВС предприятия, необходимо
воспользоваться таблицами 1.1 и 1.2.
При построении сети учитывалось следующее:
IP-телефоны в отделах имеют встроенный 2х
портовый коммутатор
АТС подключается непосредственно к
маршрутизатору
Свободных портов в коммутаторах филиала по
возможности должно быть не более 10% от общего количества портов
Маршрутизаторы и коммутаторы, используемые в
сети - фирмы Cisco
Поддержка подачи электропитания по кабелю
Ethernet (стандарт 802.3af РоЕ) - для подключения IP телефона с возможностью
питания по кабелю Ethernet
Поддержка виртуальных локальных сетей (стандарт
802.1Q)
Поддержка механизмов качества обслуживания-QoS
для поддержки чувствительных к задержкам приложений, таких как передача голоса
и видео
Схемы ЛВС филиалов представлены на рисунках 2.1,
2.2, 2.3, 2.4
Числа внутри отдела указывают на количество
устройств. Числа возле коммутатора указывают номера портов, к которым
подключена линия. Надпись типа SW-48 указывает, что используется коммутатор с
числом портов, равным 48. Число, размещенное на АТС, указывает общее количество
абонентов, подключенных к ней.
.1 Проектирование локальной сети центрального
офиса
В центральном офисе требуется подключить 135
рабочих мест. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: IP
телефоны и аналоговые разделены пополам. Для IP телефонии используем системный
цифровой IP-телефон Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet
для подключения персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 67
аппаратов. Для организации аналоговой связи используем 68 аналоговых телефонов
Panasonic KX T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic
KX-TDA200RU за 51980 рублей в который устанавливаем 5 плат на 16 внутренних
аналоговых портов Panasonic KX-TDA0174XJ стоимостью 13580 рублей и плату потока
PRI Panasonic KX-TDA0290СJ стоимостью 25620 рублей. Затраты в центральном офисе
на организацию телефонной связи 27433 $.
Также в офисе будем использовать коммутатор
Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L] стоимостью 81624 в количестве 3 штук.
Коммутаторы и АТС будут подключены к маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью
234000 рублей. Все необходимое оборудование представлено в таблице 2.1.
Таблица 2.1- Перечень оборудования в центральном
офисе
№
Наименование
устройства
Количество
Цена
одного устройства
Общая
стоимость
1
Panasonic
KX-NT321RU
67
3330
223110
2
Panasonic
KX T7730
68
3460
235280
3
Panasonic
KX-TDA200RU
1
51980
51980
4
Panasonic
KX-TDA0174XJ
5
13580
67900
5
PRI
Panasonic KX-TDA0290CJ
1
25620
25620
6
Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]
3
81624
244872
7
Cisco
3845
1
234000
234000
Общая стоимость оборудования 37712$
Схема офиса привеиядена на рис 2.1
Рис. 2.1. Схема сети центрального офиса
2.2 Проектирование локальной сети 1-го филиала
В 1 филиале требуется подключить 14 рабочих
мест. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: 7 IP телефонов и
7 аналоговых. Для IP телефонии используем системный цифровой IP-телефон
Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet для подключения
персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 7 аппаратов. Для
организации аналоговой связи используем 7 аналоговых телефонов Panasonic KX
T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic KX-TDA30RU за 16320
рублей. Затраты в филиале на организацию телефонной связи 2129 $.
Также в филиале будем использовать коммутатор
CISCO WS-C2960-24TT-L стоимостью 25524. Коммутаторы и АТС будут подключены к
маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью 234000 рублей. Так как в 1 филиале у
маршрутизатора необходимо задействовать 4 порта LAN, то в маршрутизаторе
необходимо задействовать 2 дополнительных модуля NM-1FE-FX-V2 стоимостью 48600
рубля. Все необходимое оборудование представлено в таблице 2.2
Таблица 2.2- Перечень оборудования в 1филиале.
№
Наименование
устройства
Количество
Цена
одного устройства
Общая
стоимость
1
Panasonic
KX-NT321RU
7
3330
22310
2
Panasonic
KX T7730
7
3460
24220
3
Panasonic
KX-TDA30RU
1
16320
16320
4
WS-C2960-24TT-L
1
25524
25524
5
Cisco
3845
1
234000
234000
6
NM-1FE-FX-V2
2
48600 Общая стоимость оборудования 12965$
Схема филиала приведена на рис 2.2
Рис. 2.2. Схема сети филиала №1
2.3 Проектирование локальной сети 2-го филиала
Во 2 филиале требуется подключить 40 рабочих
мест. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: 20 IP телефонов и
20 аналоговых. Для IP телефонии используем системный цифровой IP-телефон
Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet для подключения
персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 20 аппаратов. Для
организации аналоговой связи используем 20 аналоговых телефонов Panasonic KX
T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic KX-TDA100RU за 33830
рублей в который устанавливаем 2 платы на 16 внутренних аналоговых портов
Panasonic KX-TDA0174XJ стоимостью 13580 рублей и плату потока PRI Panasonic
KX-TDA0290СJ стоимостью 25620 рублей
Также в филиале будем использовать коммутатор
Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L] стоимостью 81624. Коммутаторы и АТС
будут подключены к маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью 234000 рублей. Так как
во 2 филиале у маршрутизатора необходимо задействовать 5 портов LAN, то в
маршрутизаторе необходимо задействовать 3 дополнительных модуля NM-1FE-FX-V2
стоимостью 48600 рубля. Все необходимое оборудование представлено в таблице
2.3.
Таблица 2.3 - Перечень оборудования в 2 филиале.
№
Наименование
устройства
Количество
Цена
одного устройства
Общая
стоимость
1
Panasonic
KX-NT321RU
20
3330
66600
2
Panasonic
KX T7730
20
3460
69200
3
Panasonic
KX-TDA100RU
1
33830
33830
4
Panasonic
KX-TDA0174XJ
2
13580
27160
5
PRI
Panasonic KX-TDA0290CJ
1
25620
25620
6
Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]
1
81624
81624
7
Cisco
3845
1
234000
234000
8
NM-1FE-FX-V2
3
48600
145800
Общая стоиость оборудования 21174$
Схема филиала приведена на рис 2.3
Рис 2.3. Схема сети филиала №2
.4 Проектирование локальной сети 3-го филиала
В 3 филиале требуется подключить 81 рабочее
место. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: 41 IP телефонов
и 40 аналоговых. Для IP телефонии используем системный цифровой IP-телефон
Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet для подключения
персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 41 аппаратов. Для
организации аналоговой связи используем 40 аналоговых телефонов Panasonic KX
T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic KX-TDA100RU за 33830
рублей в который устанавливаем 3 платы на 16-ь внутренних аналоговых портов
Panasonic KX-TDA0174XJ стоимостью 13580 рублей и плату потока PRI Panasonic
KX-TDA0290СJ стоимостью 25620 рублей
Также в филиале будем использовать 2 коммутатора
Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L] стоимостью 81624. Коммутаторы и АТС
будут подключены к маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью 234000 рублей. Так как
в 3 филиале у маршрутизатора необходимо задействовать 3 порта LAN, то в
маршрутизаторе необходимо задействовать 1 дополнительный модуль NM-1FE-FX-V2
стоимостью 48600 рубля. Все необходимое оборудование представлено в таблице
2.4.
Таблица 2.4 - Перечень оборудования в 3 филиале.
№
Наименование
устройства
Количество
Цена
одного устройства
Общая
стоимость
1
Panasonic
KX-NT321RU
41
3330
136530
2
Panasonic
KX T7730
40
3460
138400
3
Panasonic
KX-TDA100RU
1
33830
33830
4
Panasonic
KX-TDA0174XJ
3
13580
40740
5
PRI
Panasonic KX-TDA0290CJ
1
25620
25620
6
Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]
2
81624
163248
7
Cisco
3845
1
234000
234000
8
NM-1FE-FX-V2
2
48600
48600
Общая стоимость оборудования 28986$
Схема филиала приведена на рис 2.4
Рис 2.4. Схема сети филиала №3
2.5 Организация радиоканалов
Для связи филиалов, не имеющих проводных
каналов, используем радиооборудование. Наиболее предпочтительные места
установки радиоточек это высотное здание. На здании организуем радиосвязь между
1 и 3 филиалом
На высотном здании на каждое направление
установлены точки доступа: точка-точка с внешней однонаправленной антенной. В
филиалах установлены точки доступа точка-точка в комплекте с внешней
однонаправленной антенной.
В качестве точек доступа выбираются точки
доступа фирмы Cisco Systems-Cisco Aironet серий 1300 стоимостью 23400 рубля.
Преимущества Cisco:
Высокая безопасность: Cisco Wireless Security
Suite. Cisco Wireless Security Suite поддерживает широчайший спектр протоколов
аутентификации EAP, клиентских устройств и операционных систем. Он
предотвращает изощренные пассивные и активные атаки на беспроводные ЛВС и
предоставляет надежные, масштабируемые и централизованные средства управления
безопасностью, минимизируя затраты организации на обеспечение безопасности
беспроводной ЛВС.
Удобное управление:
Cisco Structured WirelessD Aware Network
Поддержка виртуальных локальных сетейANT
1949-это внешняя антенна, работающая в режиме “точка-точка”, которая
используется совместно с Cisco Aironet 1300, стоимостью 6630. Описание и
технические характеристики приведены в Приложении. На крыше Высотного здания
установим Маршрутизатор Cisco 2811 с поддержкой функции PoE.
Так же организуем резервный канал между 2 и 3
филиалом, для этого на маршрутизатор Cisco 2811 необходимо установить 2
дополнительных Модуля NM-1FE-FX-V2 стоимостью 48600 рубл за ед.
Итого для связи по радиоканалу потребуется 8
точек доступа Cisco Aironet 1300, и 8 внешних однонаправленных антенн Air-ANT
1949 и маршрутизатор Cisco 2811 с 2 дополнительными Модулями NM-1FE-FX-V2.
Перечень необходимого оборудования представлено в таблице 2.5.
Таблица 2.5- перечень необходимого оборудования
для организации радиоканала.
№
Наименование
устройства
Количество
Цена
одного устройства
Общая
стоимость
1
AIR-LAP1310G-A-K9R
8
23400
93600
2
AIR-ANT1949
8
6630
26520
3
Cisco
2811
1
42000
42000
4
NM-1FE-FX-V2
2
48600
97200
Итого общая стоимость оборудования 12472 $
мультисервисный сеть локальный
2.6 Выбор оборудования проводной связи
На участке между филиалом 1 и центральным офисом
проложен оптоволоконный кабель. С этим филиалом центральный офис связывается с
помощью порта SFP маршрутизатора Cisco 3845 Между филиалом 2 и 1 филиалом
проложена кабельная линия ТПП общей длиной 2000 м. В качестве SHDSL - модемов
выбираются модемы фирмы Angtel МЕ-100-4 стоимостью 29000 за ед. Между 3 и 2
филиалом также устанавливаем модем фирмы Angtel МЕ-100-4. Расстояние между
филиалами 3,5 км. Т.к при таком расстояние реальная пропускная способность
примерно 25 мбит/с, а требуемая 34, необходимо установить резервный радио
канал.
Таблица 2.6 - перечень необходимого оборудования
для организации проводной связи.
№
Наименование
устройства
Количество
Цена
одного устройства
Общая
стоимость
1
Angtel
МЕ-100-4
4
29000
116000
Итого общая стоимость оборудования 2507 $
.7 Схема глобальной сети предприятия
. Расчет коммуникационной сети предприятия
.1 Анализ исходных данных
Задана коммуникационная сеть, состоящая из 4
узлов. Сеть задана в виде графа (рисунок 3.1).
В данном курсовом проекте в качестве источников
сигналов (служб) могут использоваться:
передача файлов(FTP);
IР-телефония(IP);
телефония(IP-АТС).
В таблице 3.1 приведены службы всех узлов и
количество абонентов, пользующихся услугами той или иной службы.
Рисунок 3.1 - Граф сети
Таблица 3.1 - Распределение абонентов по
службам.
Узел
FTP
IP
IPАТС
Ц.О.
135
67
68
1
14
7
7
2
40
20
20
3
81
41
40
3.2 Расчёт числа заявок от абонента службы
Примем следующие обозначения:
Параметр Таблица 3.2 - Параметры трафика
служб
Служба
Длина
пакета L, бит
Длительность
сеанса связи, с
Число
вызовов в ЧНН
FTP
8528
1
10,8
IP,IP-АТС
1584
100
162
Рассчитаем число заявок, поступающих от абонента
каждой службы для одного узла по формуле (3.1), на основе исходных данных из
таблицы 3.2:
Аналогично производится расчет для
всех остальных узлов.
3.3 Расчет количества пакетов генерируемых УЗЛОМ
Примем следующие обозначения:
Длина пакета выбирается в
зависимости от вида службы и служебной информации (заголовков различных
протоколов).
Для IP-телефонии к 128 байтам поля
данных прибавляем 26 байтов заголовка Ethernet, 160 битов заголовка IP, 64 бита
заголовка UDP, 128 битов заголовка RTP. Длина пакета равна 1584 бита.
Для телефонии к 128 байтам поля
данных прибавляем 26 байтов заголовка Ethernet, 160 битов заголовка IP, 64 бита
заголовка UDP, 128 битов заголовка RTP. Длина пакета равна 1584 бита.
Для передачи файлов к 1000 байтам
поля данных прибавляем 26 байтов заголовка Ethernet, 160 битов заголовка IP,
192 бита заголовка TCP. Длина пакета равна 8528 бита. Параметр Используя формулу (5.4) рассчитаем Аналогично производится расчет для
всех остальных узлов. Результаты сведем в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 - Информационные потоки
и службы узлов
Номер
узла
Служба
Количество
абонентов
ЦО
FTP
135
94,98
IP
67
12170
IPАТС
68
12300
1
FTP
14
9,85
IP
7
1272
IPАТС
7
1272
2
FTP
40
28,2
IP
20
3600
IPАТС
20
3600
3
FTP
81
60
IP
41
7450
IPАТС
40
7260
.4 Расчет внутренней и выдаваемой нагрузки для
каждого узла
Так как оборудование, используемое в узлах,
имеет техническую возможность транспортировки трафика внутри узла, то такой
трафик не используется при расчете каналов связи между узлами. Такой трафик
носит локальный характер и оказывает влияние только на нагрузку внутренней
магистрали коммутаторов. Для того, чтобы разделить понятия «локальный трафик» и
«трафик глобальной сети» или «внешний трафик» вводится параметр «коэффициент
замыкаемой нагрузки» и «коэффициент выдаваемой нагрузки».
Коэффициент Суммарная замыкаемая нагрузка на
каждом узле определяется по формуле:
Формула для расчета замыкаемой
(внутренней) нагрузки узла в общем виде будет выглядеть следующим образом:
или в численном выражении:
Аналогичным образом рассчитывается
суммарная исходящая нагрузка коммутатора Формула для расчета замыкаемой
(внутренней) нагрузки узла в общем виде будет выглядеть следующим образом:
Подставляя численные значения,
получим:
Аналогичным образом определяется
замыкаемая и выдаваемая нагрузка для каждого узла. Данные расчетов заносятся в
таблицу 3.4.
Таблица 3.4 - Замыкаемая и
выдаваемая нагрузка для каждого узла сети
Узел
Служба
ЦО
FTP
94,84
0.85
0.15
81
20871
15
3686
IP
12170
10345
1826
IPАТС
12300
10445
1845
1
FTP
9,85
0.5
0.5
5
1277
5
1277
IP
1272
636
636
IPАТС
1272
636
636
2
FTP
28,2 0.7
8,5
2168,5
19.7
5059,7
IP
3600
1080
2520
IPАТС
3600
1080
2520
3
FTP
57
0.17
0.83
9,7
2511
42
11200,5
IP
7450
1267
5132,7
IPАТС
7260
1235
6026
.5 Расчет межузлового трафика
Исходя из данных таблицы 3.1 рассчитаем
выдаваемую нагрузку: IP IPАТС
Далее найдем межузловой трафик от
других узлов по всем службам и занесем полученные результаты в таблицы
межузловой нагрузки по службам.
Таблица 3.5 - Распределение
абонентов сети по службе FTP
FTP
ЦО
1
2
3
ЦО
-
5
8
8
1
5
-
-
2
2
8
10
-
10
3
28
20
-
20
Таблица 3.6 - Распределение абонентов сети по
службе IP телефонии
IP
ЦО
1
2
3
ЦО
-
5
3
3
1
2
-
1
1
2
8
3
-
3
3
10
10
15
-
Таблица 3.7 - Распределение абонентов сети по
службе IPАТС
IPАТС
ЦО
1
2
3
ЦО
-
5
3
3
1
2
-
1
1
2
8
3
-
3
3
10
10
14
-
Для указания количества вызовов,
которые проходят из узла где Данные для расчетов количества
вызовов, которые проходят из узла Приведем расчет межузлового трафика
ЦО по формуле (3.9):
Аналогично проведем расчеты для
других служб и узлов, и внесем результаты в соответствующие таблицы.
Таблица 3.8 - Межузловая нагрузка
сети по службе FTP
FTP
ЦО
1
2
3
ЦО
-
3,6
5,8
5,8
1
3,6
-
-
1,42
2
5,7
7
-
7
3
17,5
12,35
12,35
-
Таблица 3.9 - Межузловая нагрузка сети по службе
IP
IP
ЦО
1
2
3
ЦО
-
830
507
507
1
318
-
159
159
2
1043,5
548
-
548
3
1466,5
1466,5
2231,6
-
Таблица 3.10 - Межузловая нагрузка сети по
службе IPАТС
IPАТС
ЦО
1
2
3
ЦО
-
838,6
512,5
512,5
1
318
-
159
159
2
1043,5
548
-
548
3
1772,4
1772,4
2490
-
3.6 Расчет среднего числа сообщений
Изобразим схемы распределения трафика по FTP, IP
и IPАТС в соответствии с таблицами 3.8, 3.9 и 3.10 соответственно.
Рисунок 3.2. Схема распределения трафика по FTP
Рисунок 3.3. Схема распределения трафика по IP
Рисунок 3.4. Схема распределения трафика по
IPАТС
Произведем расчет среднего числа
сообщений, которые проступают в Индекс Произведем расчет Рассчитаем среднее число сообщений
для канала 1:
Рассчитаем среднее число сообщений
для службы FTP:
Рассчитаем общее среднее число
сообщений:
Аналогично произведем расчеты для остальных
служб и каналов и сведем результаты в таблицу 3.11.
Таблица 3.11 Среднее число сообщений.
FTP
IP
IPATC
Всего
Всего
154
16907
18731
35792
Далее необходимо рассчитать математическое
ожидание числа пакетов, генерируемых узлом.
Для расчета воспользуемся следующей формулой:
Аналогичным образом рассчитаем Рассчитаем среднюю длину пути. Средняя длина
пути показывает число каналов, которые проходит 1 сообщение от источника до
адресата. Среднюю длину пути можно рассчитать по следующей формуле:
.7 Расчет средней длины пакета
где V - число каналов, Liср -
средняя длина пакета в i-канале.
Lj - длина пакета службы s
Обратимся к схемам 3.2, 3.3, 3.4 для
составления таблицы 3.12, которая показывает количество абонентов каждой службы
каждого канала.
Таблица 3.12. Количество абонентов в
i канале для каждой службы.
Канал
Служба
Всего
FTP
IP
IPАТС
1
58
24
24
106
2
58
24
24
106
3
26
15
15
56
4
62
31
31
124
5
30
18
17
65
Рассчитаем Lcр для канала 1:
Аналогичным образом рассчитываем Lср
для остальных каналов.
.8 Определение оптимального
распределения канальных емкостей
Следующий этап расчетов заключается
в определении оптимального распределения канальных емкостей. Расчет канальных
емкостей выполняется для ряда коэффициентов нагрузок Сi - емкость в i канале;
Рассчитаем емкость для Таблица 3.13. Распределение емкости
в зависимости от C,
Мбит/с
1043
522
348
261
208
174
149
130,5
116
Для того, чтобы соблюдалось условие Для оставшихся каналов проведем те
же расчеты и сведем результаты в таблицу 3.14
Таблица 3.14 Распределение емкостей
по каналам в зависимости от Емкость
канала Мбит/с
1
220,7
110,4
73,7
55,3
44,3
2
220,7
110,4
73,7
55,3
44,3
3
160,5
76,7
48,7
34,7
26,4 250,4
127,8
86,9
66,5
54,2
5
185,5
90,4
58,8
42.9
33,4
Далее определим время задержки распространения
пакета в каждом канале и в сети в целом. Для этого воспользуемся формулами:
Повторим расчеты для остальных
каналов и внесем результаты в таблицу 3.15
Таблица 3.15. Задержка в канале
Задержка
в канале, T
1
0.0000281
0.000072
0.00015
0.00032
0.0011
2
0.0000281
0.000072
0.00015
0.00032
0.0011
3
0.000037
0.000094
0.00019
0.00043
0.0015
4
0.000025
0.00064
0.00013
0.00029
0.001
5
0.000032
0.000083
0.00017
0.00038
0.0013
Всего
0.00015
0.00096
0.00079
0.0017
0.006
Исходя из задержки в каналах, можно
выбрать голосовой кодек, используемый в каналах. Так как при Номер
канала
Емкость,
Мбит/с
Расстояние,
м
Тип
подключения
3Ф-ВЗ
45
1250
Радиоканал
ВЗ-1Ф
45
2000
Радиоканал
1Ф-2Ф
27
2000
Кабель
ТПП
1Ф-ЦО
55
4500
Оптоволокно
2Ф-3Ф
34
3500
Кабель
ТПП
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кульгин М. Практика построения
компьютерных сетей. Для профессионалов.-СПБ: Питер, 2001.
. Конспект лекций по дисциплине
«Протоколы компьютерных сетей и сетевые операционные системы», 2005.
. www.abn.ru
. www.cisco.ru
. www.t-service.ru
. www.neotel.ru
. www.d-link.ru
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте была спроектирована
мультисервисная сеть предприятия «Транспортная компания».
Проектирование состояло из следующих этапов:
Проектирование локальной сети центрального офиса
и локальных сетей филиалов: организованны рабочие места; выбрано и рассчитано
сетевое оборудование необходимое для подключения всех рабочих мест.
) Проектирование глобальной сети.
На данном этапе было выбрано сетевое
оборудование, которое обеспечило связь между центральным офисом и филиалами.
При этом было использовано оборудование проводной связи, волоконно-оптической
связи и оборудование связи по радиоканалу
Главной задачей курсового проекта было
построение мультисервисной сети с требуемой функциональностью при наименьших
затратах на сетевое оборудование.
Стоимость оборудования, используемого в данном
курсовом проекте:
оборудование ЛВС центрального офиса - 37712$;
оборудование ЛВС филиалов - 63125 $;
оборудование глобальной сети - 14979 $.
В итоге суммарная стоимость мультисервисной сети
составила 115816 $, а в расчете на одно рабочее место 429 $.
Приложение
Системный цифровой IP-телефон Panasonic
KX-NT321RU
Цена 3330 руб
Описание:
IP-телефон (MGCP)
Совместим с АТС Panasonic серии TDE
Совместим с АТС Panasonic серии TDА (версия ПО
5.00 и выше)
ЖК-дисплей (1 строка) с подсветкой и с поддержкой
кириллицы
Спикерфон (громкая связь)
8 программируемых кнопки линий/функций с
двухцветной индикацией
Двухцветный индикатор вызова/сообщения
20 мелодий звонка
Порт Ethernet для подключения компьютера
Power-over-Ethernet (PoE)KX-T7730RU
Цена 3460 руб
Системный телефон KX T7730 предназначен для
наиболее эффективного использования ресурсов АТС: конференц-связи, оповещения,
переадресации вызовов, перехвата вызовов, постановки в очередь на внешнюю
линию, а также для контроля состояния внутренних и внешних телефонных линий.
Аналоговый системный телефон (4-проводный)
Panasonic KX T7730
Совместим со всеми мини АТС Panasonic
ЖК-дисплей с поддержкой кириллицы
Спикерфон (громкая связь)
12 программируемых кнопок линий/функций c
двухцветной индикацией
Индикатор вызова/сообщения
Изменяемый угол наклона
Разъём для подключения гарнитуры
Цифровая АТС Panasonic KX-TDA200RU
Цена 51980 руб
•Начальная ёмкость системы: 0 внешних и 0
внутренних линий
•Предельная ёмкость системы: до 128 внешних
линий, до 256 внутренних линий
•Соединительные линии: VoIP (H.323 v.2), E1
(QSIG, ISDN PRI EDSS-1, R2 DTMF/MFC/Pulse), ISDN BRI, E&M
•Поддержка русского языка на дисплее системного
телефона и в SMDR
• Возможность подключать три независимых
телефона (два цифровых и аналоговый) к одной внутренней линии (DXDP)
•Функция DISA (прямой доступ к ресурсам системы)
• Равномерное распределение вызовов с функциями
электронного секретаря (UCD)
•Идентификация вызывающего абонента (Caller ID)
•Маршрутизация вызова по Caller ID
•Гибкое распределение и ограничение вызовов
•Интеллектуальная система маршрутизации
исходящих вызовов (ARS)
•Совместимость с любыми аналоговыми телефонными
аппаратами, факсами, модемами
• Встроенные гостиничные функции
• Встроенные функции колл-центра
• Возможность программирования с компьютера, по
локальной сети, по модему, через Интернет и через ISDN-сеть
• Возможность подключения внешних речевых
процессоров Panasonic KX-TVM50 и KX-TVM200
•Мониторинг и отключение неисправных внешних
аналоговых линий
• Возможность подключения внешних датчиков и
устройств
Цифровая АТС Panasonic KX-TDA100RU
Цена 33830 руб
Начальная ёмкость системы: 0 внешних и 0
внутренних линий
• Предельная ёмкость системы: до 64 внешних
линий, до 128 внутренних линий, 128 мобильных абонентов
• Соединительные линии: VOIP (H.323 V.2), E1
(QSIG, ISDN PRI EDSS-1, R2 DTMF/MFC/PULSE), ISDN BRI, E&M
•Микросотовая связь стандарта DECT
•Поддержка русского языка на дисплее системного
телефона и в SMDR
• Возможность подключать три независимых
телефона (два цифровых и аналоговый) к одной внутренней линии (DXDP)
•Функция DISA (прямой доступ к ресурсам системы)
•Равномерное распределение вызовов с функциями
электронного секретаря (UCD)
•Идентификация вызывающего абонента (CALLER ID)
•Маршрутизация вызова по CALLER ID
•Гибкое распределение и ограничение вызовов
•Интеллектуальная система маршрутизации
исходящих вызовов (ARS)
•Совместимость с любыми аналоговыми телефонными
аппаратами, факсами, модемами
• Возможность программирования с компьютера, по
локальной сети, по модему, через интернет и через ISDN-сеть
• Возможность подключения внешних речевых
процессоров Panasonic KX-TVM50 и KX-TVM200
• Мониторинг и отключение неисправных внешних
аналоговых линий
• Возможность подключения внешних датчиков и
устройств
Цифровая АТС Panasonic KX-TDA30RU
Цена 16320 руб
• Начальная ёмкость системы: 0 внешних и 12
внутренних линий (4 гибридных порта DXDP)
• Предельная ёмкость системы: до 12 внешних
линий, до 52 внутренних линий, 28 мобильных абонентов
•Соединительные линии: VoIP (H.323 v.2), ISDN
BRI
•Микросотовая связь стандарта DECT
•Поддержка русского языка на дисплее системного
телефона и в SMDR
• Возможность подключать три независимых
телефона (два цифровых и аналоговый) к одной внутренней линии (DXDP)
•Функция DISA (прямой доступ к ресурсам системы)
• Равномерное распределение вызовов с функциями
электронного секретаря (UCD)
•Идентификация вызывающего абонента (Caller ID)
•Маршрутизация вызова по Caller ID
•Гибкое распределение и ограничение вызовов
•Интеллектуальная система маршрутизации
исходящих вызовов (ARS)
•Совместимость с любыми аналоговыми телефонными
аппаратами, факсами, модемами
•Возможность программирования с компьютера, по
модему и через ISDN-сеть и KX-TVM200
Плата потока PRI Panasonic KX-TDA0290CJ
Цена 25620 руб.
Плата ISDN PRI (30B+D, Euro-ISDN/ETSI) для АТС
Panasonic KX-TDA100RU, АТС Panasonic KX-TDA200RU, АТС Panasonic KX-TDA600RU
Максимальное количество плат - KX-TDA100-4,
KX-TDA200-8, KX-TDA600-20
Плата 16 внутренних цифровых портов Panasonic
KX-TDA0172XJ
Цена 12560 руб
Плата 16 цифровых внутренних линий с поддержкой
функции DXDP для АТС Panasonic KX-TDA100RU, АТС Panasonic KX-TDA200RU, АТС
Panasonic KX-TDA600RU.
Максимальное количество плат в АТС - Panasonic
KX-TDA100 - 6, Panasonic KX-TDA200 - 8, Panasonic KX-TDA600 - 40.
Медиа-конвертер IMC-21-S-SC
Цена 8160 руб
Медиа-конвертер Ethernet 10/100BaseTX в
100BaseFX (одномодовое оптоволокно) в пластиковом корпусе, разъем SC
Описание:
Общее количество портов IMC-21-S-SC 2
одномодовое оптоволокно (разъем SC) 1
Поддержка сетевых стандартов IEEE 802.3,
IEEE 802.3u, IEEE 802.3x
Тип коммутатора Store and Forward
Управление потоками данных IEEE
802.3x flow control
Характеристики оптоволоконного интерфейса Fast
Ethernet IMC-21-S-SC Длина волны 1310 нм
Мощность передатчика, дБм - 5
Чувствительность приёмника, дБм 34
Допустимые потери в канале связи, дБм 29
Тип оптоволоконного кабеля 9/125
мкм
Дальность передачи до 40 км
(кабель 9/125 мкм)
Коммутатор WS-C2960-24TT-L
Цена 25524 рубл
Модель WS-C2960-24TT-L
Порты 10/100 Base-TX 24 PoE
Порты 10/100/1000 Base-TX 2 PoE
Порты расширения 2 двойных uplink порта
Наличие консольного порта Нет
Управление Управляемый
Функции управления SNMPv1, v2c, and v3 и Telnet
Объединение в стек Есть
Скорость стекового соединения н/д Объем
буфера н/д
Объем таблицы MAC адресов 8000
Автоопределение скорости порта Есть
Автоопределение MDI/X Есть
Поддержка Full Duplex Есть
Поддержка резервирования линий Нет
Поддержка VLAN Есть
Поддержка коммутации 3-го уровня Нет
Возможность монтажа в шкаф 19" Есть
Дополнительные модули Нет
Питание 100 - 240 VAC (автодиапазон), 8-4
A, 50-60 Гц
Вес (Кг)
5.4Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]
Цена 81624 рубCatalyst 2960 - серия
интеллектуальных коммутаторов с фиксированной конфигурацией, портами Fast
Ethernet и Gigabit Ethernet .
Позиционируются устройства как коммутаторы для
небольших и средних предприятий или филиалов. и имеют расширенные LAN -сервисы.
Производитель: CISCO
Модель WS-C2960-48TC-L
Порты 10/100 Base-TX 48
Порты 10/100/1000 Base-TX 2 совмещены с 2 SFP
Наличие консольного порта Нет
Управление Управляемый
Функции управления Web-интерфейс, Telnet,
SNMP
Объединение в стек Есть
Объем буфера н/д
Объем таблицы MAC адресов 8К
Автоопределение скорости порта Есть
Маршрутизатор CISCO 3845
Цена 234000 руб
Высокопроизводительный маршрутизатор Cisco 3845
построен на базе хорошо маршрутизатора Cisco 3745. Маршрутизатор Cisco 3845
предназначен для высокоскоростных подключений центральных офисов компаний или
крупных региональных офисов и предоставляет безопасную передачу данных,
голосовой и видео информации. Серия маршрутизаторов Cisco 3800 имеет встроенную
поддержку голосовых функций и высокую плотность голосовых портов. Поддерживая
большинство ранее выпускавшихся голосовых модулей, Cisco 3845 позволяет
устанавливать цифровые процессоры прямо на системную плату маршрутизатора. В
настоящее время Cisco 3800 поддерживает до 24 цифровых портов Е1/Т1 и до 88 аналоговых
портов FXS. Отличительная особенность маршрутизатора Cisco 3845 является
интегрированная поддержка систем безопасности. В маршрутизатор Cisco 3845
встроены аппаратные ускорители протоколов шифрации DES, 3DES и AES. Кроме того,
в программном обеспечении реализованы функции межсетевого экрана Firewall,
системы обнаружения вторжения IDS, фильтрации URL запросов. Все это позволяет
быстро создавать безопасные сети передачи данных.
Для компаний с уже установленным ПО Cisco
CallManager в новом семействе поддерживается функциональность Survivable Remote
Site Telephony, позволяющая сохранять работоспособность сети IP-телефонии в
случае неисправностей на каналах связи. Поддержка Cisco CallManager Express
позволяет строить сети IP телефонии небольшого и среднего размера (до 240
телефонов) без использования ПО Cisco CallManager. Новый модуль CiscoUnity
Express AIM позволяет дополнить маршрутизатор функциями голосовой почты.
Маршрутизаторы серии Cisco 3800 имеют модульную
конструкцию. Доступны слоты NME для установки сетевых модулей, слоты HWIC для
установки интерфейсных модулей, а также слоты PVDM и гнезда AIM на системной
плате маршрутизатора для установки модулей обработки голоса и сервисных модулей
соответственно. Слоты NME совместимы с сетевыми модулями NM,
усовершенствованными сетевыми модулями NME, расширенными модулями NME-X и
модулями двойной ширины NME-XD и NMD, а также с голосовыми модулями EVM и
модулями высокой плотности EVM-HD. Слоты HWIC имеют обратную совместимость с
модулями WIC, VIC и VWIC. Высокая производительность и плотность интерфейсов
создают основу для дальнейшего расширения сети и внедрения будущих приложений.
Модуль NM-1FE-FX-V2
Цена 48600
Точка доступа AIR-LAP1310G-A-K9R
Цена 23400
Серия Cisco Aironet® 1300 для наружной установки
является гибкой платформой с функциональными возможностями точки доступа,
беспроводного моста и беспроводного моста для рабочих групп. Серия Cisco
Aironet 1300 обеспечивает высокоскоростное и экономичное соединение между несколькими
стационарными или мобильными сетями и клиентами. Создание беспроводной сетевой
инфраструктуры городского масштаба на базе устройств серии Cisco Aironet 1300
предоставляет обслуживающему персоналу удобное и простое в эксплуатации
решение, которое отвечает требованиям безопасности, предъявляемыми
специалистами к глобальным сетям.
Типичными применениями серии Aironet 1300
являются:
Сетевые соединения в пределах комплекса зданий
Наружная инфраструктура для мобильных сетей и
пользователей
Общий доступ для открытых зон
Временные сети для мобильных систем
Серия Cisco Aironet 1300 поддерживает стандарт
802.11b/g, обеспечивая скорость передачи 54 Мб/сек за счет использования
проверенной и надежной технологии. Cisco существенно упрощает установку устройств
1300-й серии путем интеграции ее в проводную сеть. Работая под управлением
операционной системы Cisco IOS, устройства серии Cisco Aironet 1300
обеспечивают такие возможности, как быстрый и безопасный роуминг на втором
уровне, QoS и поддержка VLAN.
Важнейшими преимуществами серии Cisco Aironet
1300 являются:
Можeт выступать в качестве точки доступа,
беспроводного моста или беспроводного моста для рабочих групп
Работа как в конфигурации point-to-point, так и
в point-to-multipoint
Усовершенствованные механизмы безопасности,
основанные на стандартах 802.1x
Корпус повышенной прочности, рассчитанный на
работу в сложных погодных условиях в широком температурном диапазоне
Встроенные или дополнительные наружные антенны
для обеспечения широчайших возможностей по установке
Направленная антенна AIR-ANT1949
Цена 6630AIR-ANT1949 является направленной
антенной типа "волновой канал", размещается вне помещений на мачтах.
Тип установки, особенности конструкции:
Установка вне помещений, на мачты
Тип разъема: RP-TNC
Длина кабеля: 0.91 м
Рабочая температура: От -30° до +70°C
Беспроводная сеть:
Тип антенны: Направленная антенна типа
"волновой канал" для беспроводных мостов (соединение
точка-многоточка)
Рабочая частота: 2.4 ГГц
Радиус покрытия: • 2 Мбит/с - 29.49 км
• 11 Мбит/с - 18.01 км
• 54 Мбит/с - 4.27 км
Маршрутизатор Cisco 2811
Цена 42000 рубл.2811 - маршрутизатор с
интеграцией сервисов, обеспечивающий все потребности небольших офисов и
филиалов (до 36 рабочих мест) в современных коммуникациях.
Может выполнять функции:
маршрутизатора доступа и маршрутизатора
локальной сети;
центра IP-телефонии и голосовой почты (в
вариантах Voice bundle и Voice Security bundle);
интегрированного решения для обеспечения
безопасности (в вариантах Security bundle и Voice Security bundle);
межсетевой экран;
система предотвращения вторжений;
шифрование и создание VPN-туннелей;
система Cisco NAC и фильтрация по URL;
центр беспроводного доступа -беспроводное
подключение ноутбуков и WLAN-телефонов. (При установке модулей HWIC-AP-G-E,
HWIC-AP-AG-E или подключении точек доступа).
В приведённой ниже таблице указаны максимальные
возможности шасси Cisco 2811. В зависимости от варианта поставки (Bunlde) и
установки дополнительных модулей характеристики могут отличаться от приведённых
в таблице.
Встроенные интерфейсы Ethernet 2 интерфейса
10/100 FastEthernet
Дополнительные интерфейсы Ethernet: до 2
доп. порт Ethernet при установке двух модулей HWIC-1FE
Слоты для модулей расширения:
Слотов HWIC/VWIC/WIC/VIC 4
Слотов PVDM 2
Слотов AIM 2
Слотов NM (для модулей NM, NME) 2
Прочее:
PoE (Питание по Ethernet) 160 W
Модем Angtel МЕ-100-4
Цена 29000
- обозначает номер службы;
- номер узла;
- число заявок, поступающих от
абонента службы 
в единицу
времени;
- число вызовов в ЧНН (часы
наибольшей нагрузки).
рассчитывается
по формуле:
,
(3.1)
,
,
- число пакетов, которое генерирует
служба узла 
;
- число заявок, поступающих от
абонента службы в единицу
времени;
- число абонентов службы в узле ;
- средняя длительность сеанса связи
абонента службы в единицу
времени;
- длина пакета службы в битах;
- число заявок на виртуальные
соединения, поступающие на абонентский узел от абонентских служб
- средняя скорость передачи трафика,
.
,
(3.2)
(3.3)
, (3.4)
означает,
что в 1 секунду абоненты службы генерируют 
пакетов.
для ЦО:
,
,
,
,
определяет
долю нагрузки для службы узла , которая
замыкается на узле (образует локальный или внутренний трафик коммутатора).
Коэффициент 
- долю
нагрузки, которая генерируется абонентами службы узла в другие сети.
(3.5)
, (3.6)
,
, определяющая величину трафика,
генерируемого (выдаваемого) к другим узлам объединенной сети:
, (3.7)
, (3.8)
в узел 
службы 
, применим
обозначение 
и
рассчитывается по формуле:
, (3.9)
- количество
абонентов службы на узле ;
- количество абонентов службы , которые
передают трафик из узла в узел .
в узел службы , приведены
в таблицах 3.3,3.4.
,
,
,
канал в единицу времени от
абонентов службы -
.
обозначает
номера канала, - тип
службы. Величина представляет
собой среднее число сообщений, которое поступает в -й канал в
единицу времени от абонентов службы . Расчёт выполняется
на основе рисунков 3.2, 3.3, 3.4. Математически величина 
для канала
1 для каждой службы.
, (3.10)
,
, (3.11)
,
(3.12)
,
(3.13)
,
,
(3.14)
,
,
(3.15)
,
37,0735994216,37852,4
37,0735994216,37852,4
18,52257,522634539
4246724997,59711,5
19,352779,630385837
(3.16)
, (3.17)
,
для
остальных узлов. Далее воспользуемся формулой:
(3.19)
(3.19)
, [бит] (3.20)
, [бит] (3.21)
- число абонентов службы j в i
канале
общее число абонентов в i канале
, [бит] (3.22)
, [бит]
, [бит]
.
Рассчитанные величины 
могут
служит основой для предварительной оценки величины каждой канальной емкости.
Если в качестве канальной емкости взять величину, пропорциональную , то
коэффициент загрузки каналов в этом случае будет составлять 
. При изменении
маршрута следования сообщений такая сеть может оказаться неработоспособной, так
как величины 
«жестко
привязаны» к определенному пути следования сообщений. Для того, чтобы сеть была
работоспособной, необходимо обеспечить минимальную загрузку каждого канала.
Уровень загрузки определяется коэффициентом загрузки .
(3.23)
, шаг 0.1.
(3.24)
- среднее число сообщений в i
канале;
- остаточная емкость сети.
Необходимо, чтобы 
.
бит/с = 1043 Мбит/с.
Мбит/с
, а
результаты сведем в таблицу 3.13
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
8563341607320,8-13,9-38,7-57,4-72
, выше 0.5
использовать в расчетах не будем.
, [бит/с] (3.25)
, [Мбит/с]
0.10.20.30.40.5
, [c] (3.26)
, [c] (3.27)
, [c] (3.28)
[c]
, [c]
0.10.20.30.40.5
минимальная
задержка у 1 канала 0,001с можно использовать кодек G.711, у которого задержка
кодирования 0.75 мс, а скорость кодирования 64 кбит/с. Этот кодек и будем
использовать во всех каналах.
.
