5. Методика расчета и проектирования конвергентной сети типового офисного здания

5.1. Планирование проекта телекоммуникационной сети начинается с предварительного выбора базовой сетевой технологии на основании технических требований.

Для каждой из сетевой задач, представленных в таблице 2, определяется эффективный трафик П_эi как отношение среднего времени занятия задачей сети t_ср.i к общему времени работы сети t_раб, умноженное в случае полного занятия сети задачей на номинальную пропускную способность сети П_н или, в случае фиксированного трафика, на его значение [4].

Таблица 2

Сетевые задачи

Задача	Среднее время занятия задачей сети, мин. в сут.	Серверная часть	Клиентская часть
обмен файлами	10-60 на 1 станцию	Сетевая ОС	Сетевая ОС
файловый сервер	120-360	Серверная сетевая ОС	Клиентская сетевая ОС
резервирование информации	5-30 на 1 раб. станцию 10-120 на 1 сервер	Сетевая ОС	Сетевая ОС
сетевая печать	1-20 на 1 станцию	Сетевая ОС	Сетевая ОС
служба терминалов	10-300 на 1 станцию (трафик 14-100 кбит/с)	Серверная сетевая ОС	Клиентская сетевая ОС
СУБД	5-30 на 1 станцию	Сервер БД	Приложения БД
удаленный доступ	60-480 на 1 пару модемов	Сервер удал. доступа	Клиент удал. доступа
Интернет	10-120 на 1 клиента	Прокси-сервер	Браузер
электронная почта	0,5-2 на 1 клиента	Почтовый сервер	Почтовый клиент
Интранет	5-20 на 1 клиента	Веб-сервер	Браузер
интерактивные сообщения	1-5 на 1 станцию	различные	различные
голосовая связь (IP-телефония)	10-60 на 1 станцию (трафик 33-64 кбит/с)	различные	различные
видеоконференции	20-40 на 1 станцию (трафик 0,1-1 Мбит/с)	различные	различные
службы сетевой безопасности	15-20 на 1 сервер + 2-5 на 1 клиента	Серверная сетевая ОС	Клиентская сетевая ОС

Полученные значения суммируются для определения общего сетевого трафика П_ΣЗ. Значение П_ΣЗ умножается на коэффициент служебного, широковещательного и неучтенного трафика k_с.т. = (0,05  0,07)·n, где n – количество компьютеров в сети, и коэффициент запаса k_з = (1,2  2,0) для учета будущего развития сети.

По полученному значению П_Σ уточняется выбранная технология сети таким образом, чтобы коэффициент использования сети k_исп. = П_Σ/П_ном был не более (0,3  0,6). Если необходимо, уменьшается среднее время работы одной или нескольких задач, либо выбирается другая сетевая технология, либо допускается увеличение общего времени работы серверов за счет ночного времени.

В случае превышения трафика сеть разбивается на логические сегменты с помощью коммутаторов. Суммарный трафик пересчитывается для каждого логического сегмента. Для каждого логического сегмента уточняется коэффициент использования сети, как указано выше.

В случае высокого широковещательного и служебного трафика при наличии более 150-300 станций необходимо разбиение локальной сети на подсети с помощью маршрутизаторов.

В качестве результата планирования проекта телекоммуникационной сет записывается наименование выбранной технологии, пропускная способность сети и усредненный по логическим сегментам коэффициент использования сети.

5.2. Исходя из изложенных в техническом задании требований к корпоративной сети предприятия, ее структуре и компонентам выбирается сетевая топология. На рисунке 3 приведен пример топологии конвергентной сети офисного здания (для случая 2-х этажного здания: на 1-м этаже расположен пункт охраны и видеонаблюдения, 10 камер видеонаблюдения, 20 рабочих мест; на 2-м этаже расположено 30 рабочих мест, 10 камер видеонаблюдения).

Рис. 3. Топология сети

Из рисунка видно, что основой сети являются два коммутатора D-link DES-3200-52P, расположенные на каждом из этажей офисного здания. К коммутаторам подключены камеры видеонаблюдения типа D-link DCS-3411 и рабочие места пользователей, состоящие из ПК и SIP-телефона Yealink SIP-T20P. Коммутатор обеспечивает питание камер видеонаблюдения и SIP-телефонов благодаря технологии PoE (т. е. дополнительного питания телефонам и видеокамерам не требуется). Коммутаторы связаны между собой оптической магистралью пропускной способностью 1 Гбит/с. Оптические порты обеспечиваются при помощи SFP- модулей DEM-311GT. Дополнительно к гигабитным портам коммутатора 1 этажа посредством витой пары в соответствии со спецификацией 1000BASE-Т подключены сервера системы видеонаблюдения и системы документооборота предприятия. Кроме того к данному коммутатору подключены гибридная IP УАТС (учрежденческая АТС) Yeastar MyPBX E1 Plus (фирма-производитель Yealink) и маршрутизатор Ciscо 2811. Гибридная АТС может обслуживать как VoIP устройства, так и обеспечивать доступ к традиционной телефонной сети посредством цифрового интерфейса Е1 в соответствии с протоколом ISDN PRI. Маршрутизатор Ciscо 2811 обеспечивает стык проектируемой сети с сетью Интернет, выполняя на стыке сетей функции фильтрации трафика и преобразования IP-адресов.

Логическая структура сети представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Логическая структура проектируемой сети

Логически сеть разделена на две виртуальных локальных сети: VLAN1 и VLAN2.

VLAN1 включает в себя рабочие места пользователей, сервер системы документооборота, маршрутизатор Cisco и гибридную АТС.

При формировании потока трафика внутри VLAN1 основной задачей являлось отделение и приоритетная обработка голосового трафика SIP-телефонов и IP-АТС по отношению ко всем прочим видам трафика. Данная задача решается путем анализа на коммутаторах локальной сети поля DSCP^* в заголовке IP-пакета.

Пакеты со значением DSCP 26 и 46 (данные значения устанавливаются SIP-телефонами и IP АТС при генерации трафика. При этом сигнальному трафику SIP присваивается значение DSCP = 26, а голосовому трафику DSCP=46) обрабатывались в приоритетном порядке в соответствии с политиками QoS Class=2 и QoS Class=3^**, что достигается соответствующими настройками коммутаторов.

VLAN2 включает в себя все видеокамеры здания в кол-ве 20 шт. и сервер системы видеонаблюдения. Для всех портов коммутаторов, включенных в данный VLAN, назначен класс обслуживания в соответствии с политикой QoS Class=2

5.3. Согласно выбранной сетевой технологии выбираются типы и перечень необходимого сетевого оборудования. Выбор оборудования осуществляется по следующим критериям.

Основные критерии выбора коммутаторов: необходимое кол-во портов, наличие функции PoE, наличие средств управлением трафиком и обеспечения качества обслуживания.

Критерии выбора видеокамер: поддержка технологии PoE, возможность сжатия видеопотока, разрешение не менее 640х480, возможность работы в условиях малой освещенности, возможность трансляции звука.

Критерии выбора АТС: поддержка необходимого количества пользователей, поддержка протокола SIP, возможность подключения к сетям традиционной телефонии.

Критерии выбора IP-телефона: поддержка протокола SIP, поддержка технологии PoE.

Под систему видеонаблюдения необходимо выбирать сервер, удовлетворяющий требованиям для ПО.

5.4. Осуществить выбор программного обеспечения для реализации системы охранного видеонаблюдения поверх предложенной сети. Выбор ПО системы видеонаблюдения обуславливается выбором аппаратной части.

В качестве примера можно привести программное обеспечение D-ViewCam компании D-link

Возможности и преимущества программы:

- бесплатное ПО;

- позволяет следить за несколькими камерами сразу и вести запись потока на жесткий диск;

- поддерживает все продаваемые камеры D-Link;

- поддерживает работу с 36 IP камерами;

- идеально для SOHO/SMB использования (Small Ofiice/Home Office, Small Business);

- возможности настройки видео сервера, удаленного подключения к серверу, удаленный просмотр записанного

5.5. По имеющемуся ценам на сетевое оборудование, программного обеспечения и стоимости работ по прокладке кабелей и установке, рассчитывается суммарная стоимость внедрения телекоммуникационной сети P_внедр. – необходимые единоразовые капитальные вложения.

По среднему времени производства единицы товара (продукции или услуги) до внедрения t₀ и после внедрения сети t_С определяется повышение производительности труда организации:

k_пр. = (1/t_С – 1/t₀ ) · t₀ .

Увеличение ежемесячного объема производства

Δn = k_пр. · n₀,

где n₀ – количество единиц товара в месяц, производимое до внедрения сети.

Увеличение ежемесячного дохода от реализации товара при условии сохранения цены на товар и полного объема реализации:

ΔД = С · Δn ,

где С – цена за единицу товара.

Срок окупаемости сети в месяцах:

О_к = P_внедр / (ΔД – З_С),

где З_С – ежемесячные затраты на эксплуатацию сети.

Если получившееся значение отрицательно, внедрение телекоммуникационной сети экономически неэффективно. Если значение срока окупаемости больше 5-7 лет – внедрение малоэффективно из-за высокого срока окупаемости.

Рассчитаем экономическую эффективность внедрения сети как изменение ежемесячной прибыли от реализации товара. Цена единицы товара формируется из его себестоимости и плановой прибыли:

С = S + П_пл ;

Себестоимость единицы товара состоит из отчислений на заработную плату, затрат на сырье и производство, транспортировку и других составляющих, а также амортизации основных средств А_ОС.

S = З + А_ОС ;

Для учета только амортизации сети примем, что себестоимость единицы товара возрастает только на величину амортизационных отчислений. Поскольку мы условились, что цена на товар остается постоянной, величина планируемой прибыли с единицы товара должна быть уменьшена на эту же величину:

П_плС = П_пл0 – А_ОС.С / n_С,

где П_пл0 – прибыль с единицы товара до внедрения сети,

А_ОС.С – ежемесячные амортизационные отчисления на сеть,

n_С = n₀ + Δn – объем производства после внедрения сети, единиц в месяц.

При пропорциональном способе расчета амортизационных отчислений:

А_ОС.С = (P_внедр. – P_остат.) / О_к,

где P_остат. – остаточная стоимость ЛВС на конец срока амортизации, принимается равной 10% от стоимости внедрения сети,

О_к – законодательно определяемый полный срок амортизации сети в месяцах.

Принимая, что ежемесячные отчисления (аренда, налоги и т.п.) не изменились, ежемесячное изменение прибыли за период амортизации:

Δ П_пл = П_плС · n_С – П_пл0 · n₀ – З_С.

Экономическая эффективность рассчитывается как Δ П_пл / П_пл0 и выражается в %. Если получившееся значение отрицательно, внедрение телекоммуникационной сети нерентабельно.