2.2 Разработка функциональной схемы квс

На стадии системного проектирования выбрана конфигурация СЕГ3*СУО1*ИБ2, т.е. сегментация на основе коммутатора, связь с удаленным отделом на основе выделенной линии и для обеспечения информационной безопасности - межсетевой экран на основе пакетной фильтрации. Выбранная конфигурация может быть реализована в виде различных вариантов функциональной схемы сети. Построение функциональной схемы сети будем осуществлять методом итераций. В начальном варианте для каждой рабочей группы и для каждого сервиса выделим отдельный коллизионный домен и, следовательно, порт коммутатора (пока не привязываясь к конкретному типу коммутатора).

Рисунок 3 – Этапы проектирования КВС

Затем, используя методику и программу расчета трафика в сегментах сети, произведем объединение некоторых рабочих групп в один сегмент с тем, чтобы сократить число сегментов и, следовательно, требуемых портов коммутатора. При объединении рабочих групп в один сегмент следует учитывать два требования:

- трафик в полученном сегменте не должен превышать примерно 40% от номинальной полосы пропускания сегмента (10 или 100 Мбит/c)

- рабочие группы должны размещаться на близком рас стоянии друга от друга, чтобы была техническая возможность объединить их трафик с помощью концентратора.

С учетом сказанного, построим первый вариант функциональной схемы КВС на основе коммутатора (рисунок 5). На изображенной схеме S1, S2, …, S7 сервисы. Сервис централизованной печати S4 разбит на 3 части: S4a, S4b, S4c на каждом этаже устанавливается высокопроизводительный принтер коллективного пользования. Сервисы S6 и S7 реализованы на одной машине.

На рисунке 4 изображены H1, H2,…, H18 – концентраторы (hubs). Концентратор H1 объединяет пользователей 1…5, H2 – пользователей 6…8 и т.д. в соотвесттвии с размещением по комнатам. Концентраторы H1, H2,…, H18 соединены с портами коммутатора сегментами сети 1, 2, … 18 соответственно. Машины, реализующие сервисы S1, S2, …, S7, соединены с портами коммутатора сегментами сети – номера сегментов указаны у соответствующих линий на схеме.

Рисунок 4 – Функциональная схема КВС

Используем функциональную схему для оценки трафика, возникающего в коллизионных доменах. Исследование трафика с помощью аналитических или полных имитационных моделей для сети является достаточно объемной и трудоемкой задачей. Поэтому выполним оценку плотности вероятности распределения трафика в каждом коллизионном домене на основе упрощенной имитационной модели. Для этого подготовим входной файл для программы traffic.exe и запустим процесс моделирования. В приложении Б приведены результаты работы программы traffic.exe и входные данные. В таблице 7 представлено распределение плотности вероятности требуемого трафика в каждом сегменте сети.

Таблица 7 – Распределение плотности вероятности трафика сети

500 1500 2500 3500 4500 5500 6500 7500 8500 9500

0.81 0.18 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.94 0.06 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.86 0.14 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.66 0.29 0.05 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.88 0.11 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.76 0.21 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.76 0.21 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.88 0.12 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.83 0.16 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.63 0.30 0.06 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.81 0.16 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.71 0.25 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.68 0.26 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.84 0.14 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.77 0.21 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.55 0.36 0.08 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.76 0.21 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.62 0.32 0.06 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.07 0.30 0.37 0.20 0.05 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09 0.34 0.37 0.15 0.04 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.99 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.04 0.12 0.15 0.19 0.17 0.13 0.09 0.06 0.03 0.62 0.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Анализируя результаты расчета плотности вероятности трафика, приходим к выводу о том, что с вероятностью 1 значение трафика ни в одном сегменте не превысит 10 Мбит/с. Следовательно, при использовании стандарта Ethernet 100 Мбит/с и выше необходимое условие обеспечения требуемой пропускной способности (не более 40% от номинала) не будет нарушено. Это подтверждается гистограммами распределения плотности вероятности трафика для наиболее загруженных сегментов (рисунки 4-10). Вероятный трафик показан в мегабитах в секунду.

Рисунок 4 – Плотность вероятности трафика для сегмента 4

Рисунок 5 – Плотность вероятности трафика для сегмента 10

Рисунок 6 – Плотность вероятности трафика для сегмента 16

Рисунок 7 – Плотность вероятности трафика для сегмента 18

Рисунок 8 – Плотность вероятности трафика для сегмента 19

Рисунок 9 – Плотность вероятности трафика для сегмента 20

Рисунок 10 – Плотность вероятности трафика для сегмента 25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Информационно-вычислительные сети сегодня являются мощным средством обработки информации, обеспечивающим: большие, распределенные по объединению, предприятию информационно-вычислительные мощности; математические модели, базы данных, информационно-поисковые и справочные службы; эффективное коллективное использование имеющихся ресурсов; высокую надежность обработки информации благодаря резервированию и дублированию ресурсов; интегрированную передачу и обработку данных, речи, изображений; простые формы расширения сети, изменения ее конфигурации и характеристик.

В данном курсовом проекте была спроектирована и оптимизирована функциональная схема КВС и рассчитана стоимость требуемого оборудования.

Были использованы программы: Pfmean1.exe, Pfmean2.exe, Traffic.exe, MathCad.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Задание на курсовой проект

Вариант № 5

Разработать проект корпоративной выч. сети (КВС) для 3-х этажного здания. План помещений одного этажа:

--------------- L1 -----------------

--------------------------------------

| | | * | |

A | 1 | 2 * 3 | |

| | | * | |

>====)*********************----------| L2

| | | * | |

B | 4 | 5 * 6 | |

| | | * | |

--------------------------------------

--- C ---- ----- D ------ --- E ----

Помещения 1..6 соединены коридором ******* шириной 2 м.

Размеры : L1=C+D+E=21м; L2=A+B=12м; A=5м; C=9м; D=5м.

Высота перекрытий между этажами: 3.54м.

Нумерация пользователей в залах (зал = этаж - комната):

зал	11	12	13	14	15	16
##	1-5	6-8	9-12	13-19	20-23	24-29
зал	21	22	23	24	25	26
##	30-35	36-39	40-44	45-52	53-57	58-64
зал	31	32	33	34	35	36
##	65-71	72-76	77-82	83-91	92-97	98-105

Пользователи разделяются на 6 типов:

тип 1={ 5, 11, 17, 23, 29, 35, 41, 47, 53, 59, 65, 71, 77, 83, 89, 95,101}

тип 2={ 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, 78, 84, 90, 96,102}

тип 3={ 1, 7, 13, 19, 25, 31, 37, 43, 49, 55, 61, 67, 73, 79, 85, 91, 97,103}

тип 4={ 2, 8, 14, 20, 26, 32, 38, 44, 50, 56, 62, 68, 74, 80, 86, 92, 98,104}

тип 5={ 3, 9, 15, 21, 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 69, 75, 81, 87, 93, 99,105}

тип 6={ 4, 10, 16, 22, 28, 34, 40, 46, 52, 58, 64, 70, 76, 82, 88, 94,100}

Сеть должна обеспечивать 7 сервисов:

1,2,3 - файл-серверы, 4 - печать, 5 - база данных, 6 - e-mail, 7 - WEB.

Заданы параметры Q, L и C для расчета трафика в сети.

Параметр Q (Mбайт):

Тип Сервис -> 1 2 3 4 5 6 7

1 146.6 48.9 63.5 21.5 0.8 2.9 16.6

2 105.9 74.1 63.6 25.4 0.4 5.8 18.0

3 105.9 74.1 63.6 25.4 0.4 5.8 18.0

4 113.3 46.4 41.2 33.0 0.9 5.2 17.5

5 136.9 39.1 48.9 27.4 1.0 3.4 16.6

6 113.3 46.4 41.2 33.0 0.9 5.2 17.5

Параметр L (Kбайт):

Тип Сервис -> 1 2 3 4 5 6 7

1 1700 1200 1300 300 28 6 50

2 1200 1600 1250 310 20 16 50

3 1200 1600 1250 310 20 16 50

4 1300 1100 900 350 30 14 50

5 1600 1000 1100 330 32 8 50

6 1300 1100 900 350 30 14 50

Параметр T (сек):

Тип Сервис -> 1 2 3 4 5 6 7

1 24 60 44 56 60 7 14

2 28 48 40 60 90 5 14

3 28 48 40 60 90 5 14

4 30 56 52 48 70 4 14

5 22 52 60 40 80 8 14

6 30 56 52 48 70 4 14

Параметр Q - объем информации, принимаемой/отсылаемой пользователем за рабочую смену (8 час.).

Для файл и принт-сервисов L - размер файла, а T - время передачи. Для сервиса типа "пинг-понг" L - объем транзакции, а T - время обдумывания.

Сеть должна быть подключена к уже имеющейся ЛВС, размещенной в здании, удаленном от проектируемой КВС на 505м.