МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ
КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФИЛИАЛ
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ»
Кафедра «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
«ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ»
«_____»_____________2023 г.
___________________ Н.В. Болдырихин
(подпись)
Курсовой проект
по дисциплине «ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СЕТЕЙ СВЯЗИ»
Тема: Проектирование корпоративной городской мультисервисной сети
Студент Хачатуров А.Г.
Направление 11.03.02
Группа _ДС-41_ Курс 4
Шифр ст. билета 19530
Вариант 30
Дата «____»________2023 г.
Ростов-на–Дону
2023
МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ
КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФИЛИАЛ
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ»
Кафедра "Инфокоммуникационные технологии и системы связи"
Утверждаю
Зав. кафедрой ИТСС СКФ МТУСИ
_____________________В.И. Юхнов
«__» ________ 2023 г.
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Студенту Хачатурову Аркадию Георгиевичу
группы ДС-41
Направление 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Профиль Сети связи и системы коммутации
Тема курсовой работы:
Проектирование корпоративной городской мультисервисной сети
Содержание пояснительной записки
Введение (исходные данные в соответствие с МУ по заданному варианту).
1. Расчет потоков данных между офисами и сетью Internet
2. Расчет телефонного трафика
3. Выбор конфигурации вторичной сети
4. Определение полосы пропускания выделенных каналов
5. Определение суммарной занимаемой полосы в отдельных ветвях SDH-кольца
6. Расчет основных параметров сети
7. Расчет временных задержек передачи информации в корпоративной сети
8. Выбор оборудования
Заключение
Список используемых источников.
Срок сдачи студентом курсовой работы 9.03.2023
Дата выдачи задания
3.02.2023
Руководитель
_Болдырихин Н.В. доцент кафедры ИТСС, к.т.н.
(фамилия и инициалы, должность, ученая степень)
___________________________
(подпись руководителя)
Задание принял к исполнению __________________________________
(дата и подпись студента)
СОДЕРЖАНИЕ
Введение...............................................................................................................
4
Исходные данные………………………………………………………………. 5
1 Расчет потоков данных между офисами и сетью Internet………………….
7
2 Расчет телефонного трафика………………………………………………… 9
3 Выбор конфигурации вторичной сети………………………………………. 11
4 Определение конфигурации первичной сети………………………………. 12
5 Определение полосы пропускания выделенных каналов………………….
13
6 Определение суммарной занимаемой полосы в отдельных ветвях SDH-
15
кольца……………………………………………………………………………
7 Расчет основных параметров сети…………………………………………... 16
7.1 Коммутаторы в ЛВС филиалов (S)………………………………… 16
7.2 Коммутаторы в ЛВС главного офиса………………………………
16
7.3 Маршрутизаторы в филиалах (R)…………………………………... 17
7.4 Маршрутизаторы в Главном офисе………………………………… 18
8 Расчет временных задержек передачи информации в корпоративной сети 20
8.1 Время ввода пакета в канал передачи……………………………... 20
8.2 Время распространения сигнала по физической среде…………… 20
8.3 Расчет времени реакции системы клиент-сервер от ПЭВМ
21
филиала 1 до Главного офиса и получение ответа……………………………
9 Выбор оборудования…………………………………………………………. 23
Заключение……………………………………………………………………… 24
Список используемых источников……………………………………………. 25
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Хачатуров А.Г.
Провер.
Болдырихин Н.В.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Юхнов В.И.
Подпись Дата
Лит.
Проектирование
корпоративной городской
мультисервисной сети
Лист
Листов
3
25
каф. «ИТСС» гр. ДС-41
ВВЕДЕНИЕ
Основными
сегодняшний
потребителями
день
являются
услуг
высокоскоростного
корпоративные
доступа
пользователи
(80%
на
всех
широкополосных подключений). В целом по России всего около 10% домашнего
Интернета осуществляется методом широкополосного доступа. При этом,
высокая динамика роста рынка широкополосного именно беспроводного
доступа
в
Интернет
высокоскоростной
загруженности
обусловлена
доступ
сетей
в
достаточно
международную
фиксированной
связи,
высоким
сеть
в
спросом
условиях
либо
на
либо
экономической
целесообразности использования беспроводного доступа.
Корпоративная сеть – это единая информационная система, которая
позволяет совместно использовать сетевые ресурсы предприятия и обеспечивать
работу необходимых для нее бизнес-приложений (базы данных, IP-телефония и
т.д.).
Корпоративная сеть также является мультисервисной сетью, что позволяет
передавать файлы разных форматов: аудио-, видео-, текстовые файлы.
Целью
курсового
проекта
является
ознакомление
с
основами
проектирования и изучение процесса построения сетей связи на примере
корпоративной городской мультисервисной сети.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
4
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Корпоративная сеть состоит из 4-х офисов (Главный офис и 3 филиала), на
рисунке 1.
В каждом офисе имеются компьютеры, организованные в локальную
вычислительную сеть и телефонные аппараты, подключенные к учрежденческой
АТС (РВХ).
Кроме того, в Главном офисе расположен серверный пул, состоящий из
группы информационных серверов и обслуживающий все рабочие станции
(ПЭВМ) корпорации.
Связь между офисами
осуществляется по выделенным каналам,
арендованным у оператора городской опорной оптоволоконной сети (SDH
кольцо).
Выход в Internet для всех пользователей корпорации осуществляется
только из маршрутизатора Главного офиса. Это делается в интересах защиты
корпоративной информации от злоумышленников из вне.
Контрольное задание предусматривает определение полосы пропускания
для всех арендованных каналов вторичной сети и расчет временных
характеристик корпоративной сети.
Каждый персональный компьютер (PC или ПЭВМ) в корпорации в
пиковые периоды обмениваются с каждым сервером серверного пула,
расположенного в Главном офисе и с сетью Internet информацией следующих
объемов:
ПЭВМ —» сервер: ai=l Кбайт/с;
Сервер —> ПЭВМ: а2=10 Кбайт/с;
ПЭВМ —> Internet: b1=0,5 Кбайт/с;
Internet —> ПЭВМ: b2= 8 Кбайт/с;
Трафик данных между филиалами отсутствует.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
5
Рисунок 1 – Структурная схема корпоративной сети
Обозначения на схеме сети: R – router – маршрутизатор, S – switch –
коммутатор, h-hub -
концентратор, PBX – Private Branch Exchange -
учрежденческая АТС
Каждый телефонный аппарат (ТА) в режиме IP- телефонии (VoIP) является
источником симметричного трафика оцифрованной пакетизированной речи в
объеме d1 =2 Кбайт/с для внутрикорпоративного трафика и d2 =1 Кбайт/с для
внешнего трафика. Речевой трафик между филиалами отсутствует.
Количество ПЭВМ в каждом из 4-х офисов прс=30.
Длина серверного сообщения 160 Кбайт.
Количество ТА в офисах nTA=140.
Число серверов ns=6.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
6
1 Расчет поток данных между офисами и сетью Internet
Поток данных в направлении филиал → главный офис определяется как
сумма потоков от каждой ПЭВМ к серверам.
𝐷
𝑆Ф−Гл
= 𝑛рс ∙ 𝑛𝑠 ∙ 𝛼1 .
(1)
𝐷
𝑆Ф−Гл
= 30 ∙ 6 ∙ 1 = 180, Кбайт/с
Поток данных в направлении филиал → Internet составляет.
𝐷
𝑆Ф−𝐼
= 𝑛рс ∙ 𝑏1
(2)
𝐷
𝑆Ф−𝐼
= 30 ∙ 0,5 = 15, Кбайт/с
Т.к. число ПЭВМ в каждом офисе одинаково и равно nрс =30 и одинаковы
интенсивности потоков от каждой ПЭВМ (b1=0,5 Кбайт/с), то поток
𝐷
𝐷
𝑆Гл−𝐼
= 𝑆ф−𝐼
= 15, Кбайт/с.
Определим обратные потоки.
𝐷
𝑆Гл−Ф
= 𝑛рс ∙ 𝑛𝑠 ∙ 𝛼2
(3)
𝐷
𝑆Гл−Ф
= 30 ∙ 6 ∙ 10 = 1800, Кбайт/с
𝐷
𝑆𝐼−Ф
= 𝑛рс ∙ 𝑏2
(4)
𝐷
𝑆𝐼−Ф
= 30 ∙ 8 = 240, Кбайт/с
Таблица 1.1- График данных между офисами и сетью Internet
Отправ./
Получ.
Гл.офис
Филиал 1
Филиал 2
Филиал 3
Internet
Главный
офис
–
1800
1800
1800
15
Филиал 1
180
––
0
0
15
Филиал 2
180
0
-
0
15
Филиал 3
180
0
0
-
15
Internet
240
240
240
240
-
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
7
Результаты представим в виде матрицы тяготения
–
1800 1800 1800 15
180
–
0
0
15
𝑆 𝐷 = ‖𝑆𝑖𝑗𝐷 ‖ = ‖
0
–
0
15 ‖
‖ 180
‖
180
0
0
– 15
240 240
240 240 –
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
8
2 Расчет телефонного трафика
Речевой поток между офисами корпорации определяется как
𝑇
𝑇
𝑆Ф−Гл
= 𝑆Гл−Ф
= 2𝑛 𝑇𝐴 ∙ 𝑑1 .
(5)
Коэффициент 2 учитывает симметричность телефонного трафика и тот
факт, что число ТА в филиалах и Главном офисе одинаково и равно nТА=140.
𝑇
𝑇
𝑆Ф−Гл
= 𝑆Гл−Ф
= 2 ∙ 140 ∙ 2 = 560, Кбайт/ с
Между каждым офисом и абонентами Internet потоки равны:
𝑇
𝑇
𝑇
𝑇
𝑆Ф−𝐼
= 𝑆1−Ф
= 𝑆Гл−1
= 𝑆1−Гл
= 2𝑛 𝑇𝐴 ∙ 𝑑2
(6)
𝑇
𝑇
𝑇
𝑇
𝑆Ф−𝐼
= 𝑆𝐼−Ф
= 𝑆Гл−𝐼
= 𝑆𝐼−Гл
= 2 ∙ 140 ∙ 1 = 280, Кбайт /с
Таблица 2.1- Речевой трафик между офисами и сетью Internet
Отправ./
Получ.
Гл.офис
Филиал 1
Филиал 2
Филиал 3
Internet
Главный
офис
–
560
560
560
280
Филиал 1
560
0
0
280
Филиал 2
560
0
-
0
280
Филиал 3
560
0
0
-
280
Internet
280
280
280
280
-
-
–
560 560 560
560
–
0
0
𝑆 Т = ‖𝑆𝑖𝑗Т ‖ = ‖
0
–
0
‖ 560
–
560
0
0
280 280 280 280
280
280
280 ‖
‖
280
–
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
9
Расчет суммарного мультимедийного трафика.
Математическое ожидание суммарного трафика определяется как сумма
математических ожиданий трафиков данных и речи.
𝑆 = 𝑆 𝐷 + 𝑆 𝑇 = ‖𝑆𝑖𝑗 = 𝑆𝑖𝑗𝐷 + 𝑆𝑖𝑗𝑇 ‖
–
2360 2360 2360
740
–
0
0
Т
Т
‖
𝑆 = ‖𝑆𝑖𝑗 ‖ = ‖740
0
–
0
740
0
0
–
520 520 520 520
(7)
295
295
295‖
‖
295
–
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
10
3 Выбор конфигурации вторичной сети
В телекоммуникационных сетях целесообразно конфигурацию каналов
вторичной сети приводить в соответствие с направлениями информационных
потоков. Для данной корпоративной сети такая конфигурация представляется
звездой с центром в главном офисе (Рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 - Схема соединения вторичной сети
Требования по надежности могут внести коррективы в эту простую
конфигурацию путем добавления альтернативных связей, однако в данной
работе будем считать, что в корпоративной сети требования по надежности не
слишком жесткие и допускается конфигурация звезда.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
11
4 Определение конфигурации первичной сети
Богатая корпорация может позволить себе проведение собственных линий
связи между своими офисами, но лучше воспользоваться арендой выделенных
каналов.
Типичная ситуация, когда в городе существует кольцо опорной
оптоволоконной сети и оператор этой сети представляет провайдерам вторичной
сети или администратором корпоративных сетей выделенные каналы требуемой
полосы пропускания (для цифровых каналов это означает требуемую канальную
скорость).
Для схемы рисунок 3.1, учитывая двунаправленность 4-х ветвей,
потребуется 8 выделенных каналов: V01 , V10 ,V02 ,V20 ,V03 ,V30 , V04 и V40.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
12
5 Определение полосы пропускания (ПП) выделенных каналов
ПП
определяется
по
интенсивности
информационных
потоков,
представленных в матрице S.
C01=8(S01+ S41), так для ветви V01 учитывается, что в соответствии с
конфигурацией вторичной сети, через эту ветвь пройдут два потока : от Гл.офиса
к филиалу 1 и из Internet к филиалу 1.
Аналогично вычисляются остальные 5 канальных скоростей.
С10=8(S10 + S14),
C02=8(S02 + S42),
C20=8(S20 + S24),
C03=8(S03 + S43),
С30=8(830 + S34).
Определение начальных скоростей для ветвей V04 и V40 должно учитывать,
что через эти ветви проходит совокупный трафик все корпорации
C04=8(S04 + S14+ S24+ S34),
C40=8(S40 + S41+ S42+ S43),
C01=8(S01+S41)=8*(2360+520)= 40960 Кбит/с,
C10=8(S10+S14)=8*(740+295)=8280 Кбит/с,
C02=8(S02+S42)=8*(2360+520)=40960 Кбит/с,
C20=8(S20+S24)=8*(740+295)= 8280 Кбит/с,
C03=8(S03+S43)=8*(2360+520)= 40960 Кбит/с,
C30=8(S30+S34)=8*(740+295)= 8280 Кбит/с,
C04=8(S04+S14+ S24+S34)=8*(295+295+295+295)=9440 Кбит/с,
C40=8(S40+S41+ S42+S43)=8*(740+740+740+740)=23680 Кбит/с.
Непосредственно использовать значения Cij для аренды ПП в первичной
сети
не
всегда
возможно
по
следующей
причине.
Первичная
сеть,
представляемая оптоволоконным кольцом, связывается с внешними ТКсистемами, которые она обслуживает, с помощью мультиплексора ввода/вывода
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
13
(MBB-ADM-Add/Drop Multiplexer). Схема МВВ (рисунок 5.1) имеет каналы
доступа (трибы) и каналы оптического кольца (агрегатные каналы).
Рисунок 5.1 – Схема портов оптоволоконного мультиплексора
Существующие МВВ реализуются с трибными входами, рассчитанными
обычно на стандартизированную сетку канальных скоростей в иерархиях PDH и
SDH:
−
для PDH: Е1=2048 Кбит/с; Е2=8448 Кбит/с; Е3=34368 Кбит/с;
Е4=139264 Кбит/с.;
−
для SDH: STM1=155,52 Мбит/с; STM4=622,08 Мбит/с и т.д. в
строгом учетверении скоростей.
В связи с этим все значения Cij необходимо увеличить до ближайших
сверху нормированных значений.
В результате такого «округления» получим новый ряд из 8-и чисел Qij.
Таблица 5.1 – Значения реальных и нормированных потоков в ветвях
первичной сети
ij
01
Cij ,
40,96
Мбит/с
Qij ,
139,3
Мбит/с
10
8,28
02
40,96
20
8,28
03
40,96
30
8,28
04
9,44
40
23,68
8,44
139,3
8,44
139,3
8,44
34,37
34,37
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
14
6 Определение суммарной занимаемой полосы в отдельных
ветвях SDH –кольца
Перенумеровав все МВВ в SDH-кольце (рисунок 1), мы получим 5
отрезков кольца: r04, r41, r12, r23,r30.
Существуют различные варианты организации потоков по кольцу: только
по часовой стрелке, только против часовой стрелки, в обе стороны, с различными
вариантами резервирования и без него.
Примем самую простую схему – только против часовой стрелки без
резервирования.
Таблица 6.1 – Арендуемые полосы по участкам оптоволоконного кольца
r04,
r41,
r12,
r23,
r30.
Q01
Q01/139,3
Q01/139,3
-
-
-
Q10
-
-
Q10/8,44
Q10/8,44
Q10/8,44
Q02
Q02/139,3
Q02/139,3
Q02/139,3
-
-
Q20
-
-
-
Q20/8,44
Q20/8,44
Q03
Q03/139,3
Q03/139,3
Q03 /139,3
Q03/139,3
-
Q30
-
-
-
-
Q30/8,44
Q04
Q04/34,37
-
-
-
-
Q40
-
Q40/34,37
Q40/34,37
Q40/34,37
Q40/34,37
452,27
452,27
321,41
190,55
59,69
Мбит/с
Мбит/с
Мбит/с
Мбит/с
Мбит/с
Qijrij
Суммарная
скорость в
отрезке
кольца
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
15
7 Расчет основных параметров сети
7.1 Коммутаторы в ЛВС филиалов (S)
Поток данных через внешний порт коммутатора (к маршрутизатору R)
складывается из исходящего трафика
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝑆Ф−Гл
+ 𝑆Ф−𝐼
и входящего 𝑆Гл−Ф
+ 𝑆𝐼−Ф
(8)
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝑆ком.ф.внеш.
= 𝑆Ф−Гл
+ 𝑆Ф−𝐼
+ 𝑆Гл−Ф
+ 𝑆𝐼−Ф
= 𝑆10
+ 𝑆14
+ 𝑆01
+ 𝑆41
(9)
𝐷
𝑆ком.ф.внеш.
= 180 + 15 + 1800 + 240 = 2235, Кбайт /с
Количество внутренних портов коммутаторов и потоки через них зависят
от схемы ЛВС. Обычно концентраторы (hub) устанавливаются в подразделениях,
связанных
единой
территорией.
Желательно
также,
чтобы
ПЭВМ,
подключенные к одному концентратору, характеризовались существенным
взаимным информационным тяготением.
Определить ориентировочно поток данных через внутренний порт
коммутатора (порт подключения концентратора) можно, разделив внешний
𝐷
поток 𝑆ком.ф.внеш.
на число внутренних портов и увеличив полученную величину,
например, в 2 раза (т.о. можно учесть потоки, замыкающиеся между
внутренними портами коммутатора).
𝐷
𝐷
𝑆ком.ф.внут.
= 2𝑆ком.ф.внеш.
/𝑛внутр.портов
𝐷
𝑆ком.ф.внут.
=2∙
2235
3
(10)
= 1490, Кбайт /с
7.2 Коммутаторы в ЛВС главного офиса
а)
Внешний выход
𝐷
𝑆ком.Гл.ВНЕШ.
= 𝑆1 + 𝑆2
(11)
где S1, - входящий и исходящий потоки данных между ПЭВМ главного
офиса и Internet.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
16
𝐷
𝐷
𝐷
𝐷
𝑆1 = 𝑆Гл.−𝐼
+ 𝑆𝐼−
Гл = 𝑆04 + 𝑆40 ,
(12)
S2 - входящий и исходящий потоки данных между ПЭВМ филиалов и
серверами главного офиса.
𝐷
𝐷
𝑆2 = 3𝑆10
+ 3𝑆01
,
(13)
Коэффициенты «3» в каждом слагаемом соответствуют числу филиалов в
корпорации.
S1=15+240=255 Кбайт/с.
S2 =3·180+3·1800=5940 Кбайт/с.
𝐷
𝑆ком.Гл.ВНЕШ.
= 240 + 5940 = 6180, Кбайт/с.
б) Внутренние выходы
D
D
Аналогично Sком.ф.внут.
находятся Sком.Гл.внут.
𝐷
𝐷
𝑆ком.Гл.внут.
= 2 ∙ 𝑆ком.Гл.внеш.
/𝑛внут.порт.
𝐷
𝑆ком.Гл.внут.
=2∙
6180
5
= 2472, Кбайт/с
б) Серверные выходы
Для каждого сервера входящие и исходящие потоки данных определяются
как:
𝐷
𝑆ком.Гл.СЕРВ.
= 4 ∙ 𝑛𝑃𝐶 ∙ 𝛼1 + 4 ∙ 𝑛𝑃𝐶 ∙ 𝛼2 = 4 ∙ 𝑛𝑃𝐶 ∙ (𝛼1 + 𝛼2 )
(14)
𝐷
𝑆ком.Гл.СЕРВ.
= 4 ∙ 30(1 + 10) = 1320, Кбайт / с.
Коэффициент «4» соответствует общему числу офисов корпорации, в
которых одинаковое число ПЭВМ в каждом офисе, равное пPC.
7.3 Маршрутизаторы в филиалах (R)
У маршрутизаторов филиалов задействованы 3 порта.
а) от коммутатора ЛВС — поток данных через этот порт равен потоку через
выходной порт коммутатора, т.е.
𝐷
𝐷
𝑆марш.ф.ЛВС.
= 𝑆коф.ф.внеш.
= 2235, Кбайт/с.
б) От УАТС - суммарный объем трафика VoIP от сотрудников филиала 1 к
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
17
Гл.офису и Internet подсчитывается по матрице SТ
Т
𝑇
𝑇
𝑆марш.ф.УАТС.
= 𝑆10
+ 𝑆14
,
(15)
Т
𝑆марш.ф.УАТС.
= 740 + 295 = 1035, Кбайт/с.
в) внешний - к мультиплексору SDH-кольца. Поток через порт равен сумме
потоков через два предыдущих порта. Такое упрощение предполагает отсутствие
потоков VoIP внутри офиса, то есть между ТА, подключенных к УАТС, и ТА,
подключенных к ЛВС, т.е.:
𝑆марш.ф.внеш. = 𝑆марш.ф.ЛВС + 𝑆марш.ф.УАТС
(16)
𝑆марш.ф.внеш. = 2235 + 1035 = 3270, Кбайт/с.
7.4 Маршрутизаторы в Главном офисе
Задействованы 6 портов
Рисунок 7.1 – Распределение портов маршрутизатора в главном офисе
а) Поток даны через внутренний порт к ЛВС равен потоку через внешний
порт коммутатора.
𝐷
𝑆марш.Гл.ЛВС = 𝑆ком.Гл.внеш.
= 6180, Кбайт/с.
б) Поток IP - пакетов через внутренний порт и УАТС рассчитываются
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
18
также, как и для филиалов.
Т
Т
𝑆марш.Гл.УАТС = 3𝑆01
+ 𝑆04
(17)
𝑆марш.Гл.УАТС = 3 ∙ 2360 + 520 = 7600, Кбайт/с.
в) Поток данных через внешний порт с любым из филиалов равен потоку
внешнего порта маршрутизатора филиала.
𝑆марш.Гл−Ф = 𝑆марш.ф.внеш = 3270, Кбайт/С
г) Поток данных через внешний порт с Internet определяется по матрице
суммарных потоков S, как сумма входящего и исходящего трафиков.
𝑆марш.Гл−Ф = (𝑆04 + 𝑆40 ) ∙ 4,
(18)
𝑆марш.Гл−Ф = (295 + 740) ∙ 4 = 4140, Кбайт/с.
Таблица 7.1- Пропускные способности портов в основных узлах корпоративной
сети
Устройство
Порт
Коммутатор
филиала
Внешний
Внутренние (3
порта)
Коммутатор
главного офиса
Внешний
Внутренние к PC
(5 портов)
Внутренние к
серверам (ns
серверов)
Маршрутизатор
филиала
Внешний
10,31
25,55
Внутренний к
коммутатору
Внутренний к
УАТС
Маршрутизатор
главного офиса
Рассчитанные Технология
Суммарный поток,
потоки, Мбит/с (Мбит/с)
Мбит/с
Fast Ethernet
17,46
(100)
29,1
Fast Ethernet
11,64
(100)
Gigabit
48,28
Ethernet(1000)
Fast Ethernet
19,31
77,9
(100)
Внешний к Internet
Внешние к
филиалам
Внутренний к
коммутатору
Внутренний к
УАТС
17,46
8,09
23,34
18,52
48,28
59,38
Fast Ethernet
(100)
Fast Ethernet
(100)
Fast Ethernet
(100)
Fast Ethernet
(100)
Fast Ethernet
(100)
Fast Ethernet
(100)
Gigabit
Ethernet(1000)
Gigabit
Ethernet(1000)
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
51,1
149,52
Лист
.
19
8
Расчет
временных
задержек
передачи
информации
в
корпоративной сети
8.1 Время ввода пакета в канал передачи.
Это время зависит от длины пакета и канальной скорости и определяется
как.
𝑡вв =
8∙𝐿
𝐶
,
(19)
где L- длина пакета в байтах,
С- канальная скорость (бит/с),
коэффициент 8 - число бит в байте.
Ввод в канал Fast Ethernet пакета длиной в 160 байт займет
𝑡вв =
8∙160
100∙106 бит/с
= 12,8 ∙ 10−6 с = 12,8мкс
8.2 Время распространения сигнала по физической среде.
Это время зависит от свойств среды и длины кабеля. Для упрощения
примем, что скорость распространения равна Vp=200000 км/с. Тогда время
распространения сигнала по кольцу из 5-ти каналов длиной D1=6 км, D2=9
KM,
D3=4 КМ , D4=5 KM, D5=11 КМ будет равно.
𝑡р1 =
𝑡р2 =
𝑡р3 =
𝑡р4 =
𝑡р5 =
6
200000 км/с
9
200000 км/с
4
200000 км/с
5
200000 км/с
11
200000 км/с
= 0,3 ∙ 10−4 с = 30 мкс,
= 0,45 ∙ 10−4 с = 45 мкс,
= 0,2 ∙ 10−4 с = 20 мкс,
= 0,25 ∙ 10−4 с = 25 мкс,
= 0,55 ∙ 10−4 с = 55 мкс.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
20
8.3 Расчет времени реакции системы клиент-сервер
Расчет времени реакции системы клиент-сервер от ПЭВМ филиала 2 до
сервера Гл.офиса (запрос 90 байт) и получение ответа.
Трасса
взаимодействия
PC2-h2-S2-R2-ADM2-ADM0-Ro-S0-Serv-S0-R0-
ADM0-ADM2-R2-S2-h2-PC2.
Общее время доведения пакета-запроса можно определить как сумму
времен отдельных составляющих.
𝑡довед.запроса = ∑𝑚
𝑖=1 𝑡𝑖 ,
(20)
здесь t1- время формирования запроса в ПЭВМ филиала. Примем t1 ≈ 0,1мс.
t2 - время ввода пакета (L=160 байт) в канал к концентратору. Скорость в
канале примем равной 10 Мбит/с. Тогда:
𝑡2 = 𝑡вв =
8∙160
10∙106 бит/с
= 128 мкс.
t3 – время задержки пакета в концентраторе , t3 = 25 мкс.
t4 – время ввода пакета в канал к коммутатору. Если скорость в канале
принять равной 10 Мбит/с, то t4 = t2 =128 мкс.
t5 – время задержки пакета в коммутаторе , t5 = 25 мкс.
t6 – время ввода пакета в канал к маршрутизатору. Примем скорость в этом
канале равной 100 Мбит/с. Тогда t6 = 8 мкс.
t7 – время задержки пакета в маршрутизаторе (без ожидания), t7 = 25 мкс.
t8 – время ожидания (вместе с передачей), можно рассчитать по следующей
упрощенной формуле.
𝑡8 = 𝑡ожд+вв = 𝛼 ∙ 𝑡н ,
(21)
здесь tH- время передачи по незагруженной сети. В нашем случае это время
ввода в канал к мультиплексору , т.е. t „ = t вв;
𝛼=
1
1−𝑟
, где r – отношение средней скорости потока в канале к номинальной
канальной скорости. Поток 73,72 Мбит/с передается по каналу STM-1 (155,52
Мбит/с), то r =73,72 /155,52=0,47, а α=1,8. Тогда
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
21
𝑡н = 𝑡вв =
8∙160
155∙106 бит/с
= 8,26 мкс,
𝑡8 = 𝑡ожд+вв = 1,8 ∙ 8,26 = 14,868 мкс.
t9 – время распространения сигнала по городской сети. На расстоянии D=5
км от маршрутизаторов филиала по оптоволоконному кольцу до маршрутизатора
Гл.офиса это время составляет.
𝑡9 = 𝑡𝑝 =
1
𝑉𝑝
=
5
200000 км/с
= 25 мкс,
t10 – время задержки пакета в маршрутизаторе Гл.офиса , t10 - 25 мкс.
t11 - время ввода пакета в канал к коммутатору. Примем скорость в этом
канале равной 100 Мбит/с. Тогда t ц = 8 мкс.
t12 – время задержки пакета в коммутаторе, t12= 25 мкс.
t13 – время ввода пакета в канал к серверу. Примем скорость в этом канале
равной 100 Мбит/с. Тогда t13= 8 мкс.
t14 – время приема пакета сервером , t14 = 25 мкс.
Итого общее время доведения запроса.
𝑡довед.запроса = 100 + 128 + 25 + 128 + 25 + 8 + 25 + 14,86 + 25 + 25 +
8 + 25 + 8 + 25 = 569,86 мкс ≈ 0,57 мс.
Длина ответного сообщения по заданию 160 кбайт.
𝑡2 = 𝑡вв =
8∙110∙103
10∙106 бит/с
= 128 мс.
Предположим, что для подготовки ответа на запрос ПЭВМ сервер
затрачивает tcepв= 0,3 с.
Остальные расчетные данные значительно ниже. Тогда принимаем.
tотв=0,128+0,3=0,428, с.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
22
9 Выбор оборудования
Выбор оборудования (маршрутизаторы и коммутаторы) для Гл. офиса и
филиалов корпоративной сети производится на основе анализа характеристик,
полученных в разделе 8 и представленных в таблице 5.
Выбираем оборудование фирмы Cisco. Технические характеристики
представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Технические характеристики выбранного оборудования
Наименование
оборудования
Маршрутизатор
(router)
Модель
Технические характеристики
Порты: 8xGE Base-T Gigabit Ethernet;
Cisco
Порты RJ-45;
Гл. офис ASA5506WAN-порт: Ethernet;
X
Поддержка VoIP.
Порты: 8xGE Base-T Gigabit Ethernet;
Cisco
Порты RJ-45;
Филиалы ASA5506WAN-порт: Ethernet;
X
Поддержка VoIP.
Cisco
Гл. офис C930048T-A
Порты 24 x Ethernet 10/100/1000
Мбит/сек;
Портов: 24;
Объем оперативной памяти: 8 Мб;
Объем флеш-памяти: 16 Мб.
Cisco
Филиалы C930048T-A
Порты 24 x Ethernet 10/100/1000
Мбит/сек;
Портов: 24;
Объем оперативной памяти: 8 Мб;
Объем флеш-памяти: 16 Мб.
Коммутатор
(switch)
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте дано описание проектируемой корпоративной
сети. Произведен расчет информационных потоков, потоков через узлы сети и
выбор канальных технологий. Представлены схемы первичной и вторичной
сетей.
Определены полосы пропускания выделенных каналов и занимаемой
полосы в ветвях SDH-канала, а также произведен выбор оборудования для
проектируемой сети связи.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
24
CПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. Питер. С-Пб, 2016.
2.
А.А. Нерсесянц. Расчёт корпоративной городской мультисервисной
сети. Методические указания, СКФ МТУСИ, Р/Д, 2006г.
3.
А.А.Нерсесянц. 222 ответа на 222 вопроса. Методические указания к
практическим занятиям, СКФ МТУСИ, Р/Д, 2017г.
СКФ МТУСИ 11.03.02 ПЗ
Изм. Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
.
25
1