Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование мультисервисной корпоративной сети. Учебное пособие
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
Е.Е. Маликова, А.П. Пшеничников
Проектирование мультисервисной
корпоративной сети
Учебное пособие
для направления 11.03.02 – Инфокоммуникационные технологии и
системы связи, специальность – Сети связи и системы коммутации
Москва 2018
1
УДК 621.391.3
Маликова Е.Е., Пшеничников А.П. Проектирование мультисервисной
корпоративной сети: учебное пособие / МТУСИ. - М., 2018. – 73 с.
В учебном пособии изложены особенности проектирования и
функционирования распределённых корпоративных сетей, их структура.
Приведена последовательность расчета интенсивности нагрузки на
проектируемой сети, а также транспортного ресурса для каждого офиса
корпоративной сети. Подробно рассмотрена IP-адресация для одного из офисов
и произведен выбор оборудования для корпоративной сети.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки
11.03.02 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи, по
специальности – Сети связи и системы коммутации.
Ил. 16, табл. 21, список лит. 10 назв.
Издание утверждено Методическим советом университета в качестве
учебного пособия. Протокол № 4 от 17.04.2018 г.
Рецензенты: И.В. Степанова, к.т.н., доцент, профессор (МТУСИ)
А.В. Казарновский, к.т.н., ст.преподаватель (НП «Учебный центр Н»)
© Московский технический университет
связи и информатики (МТУСИ), 2018
2
Содержание
Введение…………………………………………………………………………….. 4
1. Принципы построения распределенной корпоративной сети ............................ 7
1.1. Особенности проектирования и функционирования распределённой
корпоративной сети .............................................................................................. 7
1.2. Структура распределённой корпоративной сети ....................................... 8
1.3. Способы организация связи между территориально удалёнными
офисами ............................................................................................................... 11
1.4. Обеспечение безопасности при помощи сетей VPN ............................... 16
2. Расчет интенсивности нагрузки на проектируемой сети .................................. 18
2.1. Исходные данные для проектирования сети ............................................ 18
2.2. Разработка структурной схемы проектируемой корпоративной сети .. 20
2.3. Расчет интенсивности поступающей нагрузки от абонентов MSAN .... 21
3. Определение транспортного ресурса для каждого офиса…………………….28
3.1. Применение виртуальных локальных сетей в корпоративных сетях .... 28
3.2. Расчет транспортного ресурса для передачи голосового трафика ......... 31
3.3. Расчет параметров сервера голосовой почты .......................................... 34
3.4. Расчет параметров шлюзов для включения соединительных линий ..... 35
3.5. Расчет производительности MGCF ........................................................... 38
3.6. Определение транспортного ресурса для доступа в Интернет ............... 39
3.7. Определение транспортного ресурса для видеоконференцсвязи ........... 39
3.8. Определение пропускной способности на участках транспортной
пакетной сети …………………………………………………………… 41
3.9. Определение емкостных параметров интерфейсов.…………………… 43
4. Выбор оборудования…………………………………………………………… 45
4.1 Выбор MGCF………………………………………………………………45
4.2. Выбор транспортного шлюза…………………………………………….47
4.3. Выбор коммутаторов ...………………………………………………….. 47
4.4. Выбор маршрутизаторов…………………………………………………50
4.5. Выбор сервера голосовой почты………………………………………...50
4.6. Выбор оборудования для видеоконференцсвязи……………………….51
5. Формирование адресного пространства подсетей в корпоративной сети с
использованием технологии VLSM ........................................................................ 54
5.1. IP-адреса для центрального офиса ............................................................. 55
5.2. Деление сети 172.16.0.0 на подсети ........................................................... 55
5.3. IP-адреса для первого офиса ...................................................................... 57
5.4. IP-адреса для второго офиса ....................................................................... 59
6. Установление соединения между абонентами корпоративной сети
и ТфОП ....................................................................................................................... 60
Контрольные вопросы ............................................................................................... 66
Условные обозначения ............................................................................................. 67
Список литературы.................................................................................................... 70
3
Введение
С развитием экономики и глобализацией мирового хозяйства потребность
компаний в инфокоммуникационных услугах растет независимо от их размера
и сферы деятельности. Инфокоммуникации стали неотъемлемой частью
бизнеса и обеспечивают внутренние и международные потоки информации в
процессе принятия деловых решений.
Современные предприятия эффективно функционируют только при
постоянном и оперативном информационном обмене между подразделениями.
Для эффективного функционирования информационной системы должна быть
создана телекоммуникационная инфраструктура, так называемая
корпоративная сеть. В случае сосредоточенного предприятия эта задача
решается относительно просто путем построения локальной сети (LAN), а в
случае распределенного предприятия задача становится уже не столь
тривиальной и требует построения глобальной сети (WAN) между
подразделениями предприятия.
Существенно расширяет возможности корпоративной сети концепция
NGN, принятая МСЭ-Т в 2000 г. Сеть связи следующего поколения NGN —
(Next Generation Network) – концепция построения сетей связи,
обеспечивающая предоставление широкого набора услуг с гибкими
возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за
счет унификации сетевых решений.
Концепция NGN предусматривает реализацию универсальной
транспортной сети с распределенной коммутацией пакетов, вынесение функций
предоставления услуг в оконечные сетевые узлы и интеграцию с
традиционными сетями связи c коммутацией каналов [1].
Функциональные элементы NGN (элементы управления, безопасности,
обеспечения услуг и т.д.) могут быть распределены по инфраструктуре, что
даёт возможность строить на базе этой технологии распределённые сети.
Для компаний, имеющих несколько офисов в разных городах, важной
задачей является объединение территориально разнесенных офисов в единую
сеть. При этом необходимо объединить информационные ресурсы офисов с
наименьшими затратами на обслуживание полученной инфраструктуры.
Концепция NGN предоставляет удачное решение такой задачи.
4
Корпоративные клиенты, использующие концепцию NGN, получают
следующие преимущества:
- минимизация затрат на эксплуатацию и обслуживание сети за счет
создания универсальной среды передачи различных типов данных по
технологии коммутации пакетов;
- построение корпоративной сети любого размера и её легкая
масштабируемость;
- гибкость в управлении сетью и предоставленными ресурсами оператора;
- дешевизна IP-транспорта и, как следствие, экономия на междугородных
переговорах;
- единый web-интерфейс управления услугами;
- предоставление как существующих, так и новых услуг, независимо от
типа сети доступа;
- повышение конкурентоспособности организации за счет введения новых
корпоративных сервисов и приложений, повышающих производительность
труда сотрудников.
Выбранный способ построения сети позволяет компании поддерживать
собственный распределенный центр обработки вызовов с интеграцией в
ИT-системы, обеспечивать видеоконференцсвязь, производить регистрацию
переговоров, автоматическое оповещение сотрудников и т.д.
В 2010 г. МСЭ-Т принял новую концепцию построения сетей связи –
концепцию Будущих сетей FN (Future Networks). C 2011 г. МСЭ-Т выпускает
рекомендации серии Y.3000 по построению и функционированию Будущих
сетей. В рекомендациях сформулированы базовые цели создания и свойства
Будущих сетей, определено место технологиям виртуализации и
идентификации сетевых ресурсов, облачным и туманным технологиям,
технологиям беспроводного доступа, квантовым технологиям,
энергосбережению, умным всепроникающим сетям (SUN), программноконфигурируемым сетям (SDN), когнитивным сетям, Интернету будущего,
средствам искусственного интеллекта [2].
Целью данного пособия является изложение принципов проектирования
распределенной корпоративной сети связи на основе концепции NGN, которая
является фундаментом концепции Будущих сетей. Пособие должно помочь
студентам выполнить курсовой проект распределённой корпоративной сети
связи на базе технологии коммутации пакетов.
Рассматриваются основные принципы построения распределённой
корпоративной сети, способы предоставления услуг телефонной связи,
видеоконференцсвязи, передачи данных между филиалами компании, доступа в
Интернет. В проекте необходимо выполнить расчеты интенсивности
5
телефонной нагрузки и её распределение, объёма транспортного ресурса,
обосновать выбор типа и объема оборудования. В качестве примера в курсовом
проекте рассмотрено оборудование компании Cisco. Проектируемая
корпоративная сеть должна объединить в единую сеть локальные сети всех
филиалов компании, каждая из которых должна иметь свою зону
ответственности, свой пул IP-адресов и телефонных номеров.
Авторы выражают благодарность студенту Цыпленкову И.А. за
графическое оформление пособия.
Замечания и предложения авторы с благодарностью примут по E-mail:
emalikova@gmail.com, pshenichnikov@mtuci.ru.
6
1. Принципы построения распределенной корпоративной сети
1.1. Особенности проектирования и функционирования распределённой
корпоративной сети
Распределенная корпоративная сеть (РКС) - это инфраструктура,
обеспечивающая защищенную передачу разнородных информационных
потоков (телефония, данные, видео) в пределах одной компании с
территориально распределенной структурой, т.е. объединяющей офисы и
подразделения, находящиеся на значительном удалении друг от друга.
Реализация NGN в распределенной корпоративной сети позволяет создать
единую ИТ-инфраструктуру компании с возможностью быстрого обмена
различными типами данных между сотрудниками и устройствами сети. Такие
сети обеспечивают единое информационное пространство с доступом к общим
базам данных из любой точки корпоративной сети.
В зависимости от потребностей организации возможны поддержание
собственного распределенного центра обработки вызовов с интеграцией в
ИT-системы, организация видеоконференцсвязи, доступ в Интернет, удаленный
доступ к управленческим и бухгалтерским программам, внедрение систем
оповещения сотрудников и клиентов, регистрация переговоров и т.д.
При проектировании распределённых корпоративных сетей следует
учитывать их особенности.
1. Важным аспектом для любой корпоративной сети является обеспечение
безопасности, а так как связь между офисами распределённой сети
осуществляется через глобальную сеть с возможным выходом в сеть Интернет,
то безопасности стоит уделять особое внимание.
Обеспечение безопасности корпоративной сети предполагает
организацию противодействия любому несанкционированному вторжению в
процесс функционирования сети, а также попыткам модификации, хищения,
вывода из строя или разрушения ее компонентов – аппаратных средств,
программного обеспечения, данных [3].
2. Основное отличие распределённых сетей от простых локальных
заключается в том, что для связи офисов чаще всего используются
арендованные каналы и линии связи. Плата за использование каналов является
существенной, и при проектировании корпоративной сети следует
предпринимать меры для минимизации объёмов передаваемых по ним данных.
3. Необходима высокая доступность сетевых ресурсов. Элементы
проектируемой сети могут быть территориально разнесены, и в случае выхода
из строя какого-либо оборудования не должно нарушаться функционирование
7
системы. Надежность работы сети реализуется с помощью резервирования всех
ее важнейших компонентов и устранения единых точек отказа. Например,
обеспечивается резервирование управляющих устройств, прокладываются
резервные каналы через сеть другого оператора или сеть Интернет.
4. Распределённые корпоративные сети должны обладать высокой
производительностью, так как в них передаётся разнородный трафик от
большого количества различных приложений.
5. Должны поддерживаться технологии обеспечения качества
обслуживания (QoS – Quality of Service) для корректной работы приложений.
6. Должно быть обеспечено централизованное управление элементами
сети. Для упрощения контроля работоспособности сети, повышения качества
предоставляемых услуг и улучшения управления оборудованием можно
применять такие средства, как специальное программное обеспечение и
средства удалённого доступа к оборудованию.
Основной целью внедрения распределенной корпоративной сети является
обеспечение максимального экономического, технического и бизнес-эффекта
при минимизации затрат на построение или модернизацию сети. При этом сеть
должна быть максимально универсальной, то есть допускать интеграцию уже
существующих и будущих приложений. Для решения таких задач подходит
концепция NGN.
1.2. Структура распределённой корпоративной сети
По структуре корпоративная сеть представляет собой сеть смешанной
топологии, в которую входит несколько локальных вычислительных сетей
филиалов корпорации, которые создают единое информационное
корпоративное пространство. Таким образом, эта сеть отражает структуру
предприятия и может объединять сети отделов, сети зданий, сети удалённых
филиалов. Состав корпоративной сети зависит от особенностей каждого
предприятия, но в общем случае может включать:
- локальные вычислительные сети отдельных офисов;
- центры обработки данных;
- глобальную вычислительную сеть, объединяющую между собой ЛВС
офисов и ЦОД;
- различные серверы (приложений, баз данных, файловые и т.д.);
- подсистему доступа к сети Интернет.
Экономически и функционально целесообразно организовывать
распределённые корпоративные сети на базе концепции NGN. Такое решение
обеспечивает построение конвергентной сети, передающей всю информацию в
рамках единой мультисервисной сети. В общем виде схема распределённой
корпоративной сети представлена на рис. 1.1.
8
Сеть может состоять из центрального офиса, местных и региональных
офисов. Подход к построению сети может быть централизованным, тогда
управляющие и другие ключевые элементы располагаются в центральном
офисе, или распределённым – основные компоненты располагаются в
различных офисах. Для централизованной системы в случае отказа
оборудования в центральном офисе или при нарушении работоспособности
каналов передачи данных в удаленных филиалах реализуется минимально
необходимая функциональность для обеспечения работоспособности
критичных для работы компании сервисов. При распределённой системе
возможно дублирование управляющего оборудования в крупных региональных
офисах.
Компоненты сети в центральном офисе. Для организации телефонной
связи в пределах всей корпоративной сети в центральном офисе должна быть
установлена подсистема управления мультимедийными сеансами на базе
протокола IP - IMS (IP Multimedia Subsystem). В ее функции входит:
– управление базовым вызовом с обеспечением приёма и обработки
сигнальной информации, установление соединения в пакетной сети;
– аутентификация и авторизация абонентов;
– маршрутизация вызовов в пакетной сети;
– тарификация и сбор статистической информации;
– управление оборудованием транспортных шлюзов;
– предоставление дополнительных видов обслуживания (ДВО);
– техническое обслуживание, эксплуатация, администрирование;
– взаимодействие с серверами приложений и др.
В центральном офисе должно быть организовано централизованное
хранение сообщений электронной и голосовой почты, факсов, организация и
управление видеоконференциями. Устанавливаются дополнительные серверы
приложений, например, интерактивный голосовой автоответчик, графический
интерфейс секретаря, Web-серверы и т.д.
Устанавливаются шлюзы для связи с телефонной сетью общего
пользования с использованием цифровых каналов связи. Организуется доступ к
сети Интернет. В этом случае для повышения безопасности необходима
установка межсетевых экранов [4]. На выходе в транспортную сеть
устанавливается маршрутизатор, поддерживающий технологию передачи в
транспортной пакетной сети.
Компоненты сети в удаленных офисах в зависимости от размеров и
выполняемых функций имеют различные требования к устанавливаемому
оборудованию. В удалённых филиалах организуются свои локальные
9
ЛВС
телефонная
сеть
центральный офис
IP/MPLS
местный офис
региональный офис
ЛВС
региональный офис
телефонная
сеть
Интернет
местный офис
ЛВС
телефонная
сеть
- серверное оборудование
- MGCF
- маршрутизатор с голосовыми
функциями
- межсетевой экран
местная
ТфОП
местная
ТфОП
местная
ТфОП
местная
ТфОП
- транспортный
шлюз
ЗУС
УСС
УСС
ЗУС,
ЗУС
УСС
УСС
ЗУС,
ЗУС,
СПСС
, СПСС
СПСС,
СПСС
СПСС
УСС
Рисунок 1.1 - Типовая архитектура корпоративной сети
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]