Вступ
Зараз, в умовах багатократних інформаційних потоків, що зростають щороку, вже практично неможливо уявити чітку взаємодію банківських структур, торгових і посередницьких фірм, державних установ і інших організацій без сучасної обчислювальної техніки і комп'ютерних мереж. Інакше довелося б містити гігантський штат обробників паперових документів і кур'єрів, причому надійність і швидкість функціонування такої системи все одно була б модемним зв'язком, що значно нижче надавався, і комп'ютерними мережами. Адже кожна хвилина затримки в пересилці важливих інформаційних повідомлень може вилитися у вельми відчутні грошові втрати і іміджеві крахи.
Результатом еволюції комп'ютерних технологій з'явилися гетерогенні комп’ютерні мережі (ГКМ) на основі обчислювальних мереж. Обчислювальна мережа – це складний комплекс взаємозв'язаних і погоджено функціонуючих програмних і апаратних компонентів.
Комплекс апаратний – програмних засобів мережі може бути описаний багаторівневою моделлю.
У основі будь-якої мережі лежить апаратний шар, який включає комп'ютери різних класів. Набор комп'ютерів в мережі повинен відповідати набору різноманітних завдань, що вирішуються мережею.
Другий шар складає різноманітне мережеве устаткування, необхідне для створення локально-обчислювальних мереж, і комунікаційне устаткування для зв'язку з глобальними мережами. Комунікаційні пристрої грають не менш важливу роль, чим комп'ютери, які є основними елементами по обробці даних.
Третім шаром є операційні системи, які складають програмну основу мережі. При побудові мережевої структури важливо враховувати наскільки ефективно дана операційна система може взаємодіяти з іншими операційними системами мережі, наскільки вона здатна забезпечити безпеку і захист даних і так далі
Самим верхнім шаром мережевих засобів є різні мережеві застосування, такі як мережеві бази даних, поштові системи, засоби архівації даних і ін. Важливо знати сумісність різних мережевих застосувань.
В даний час використання ГКМ дає підприємству численні можливості. Кінцевою метою використання обчислювальних мереж на підприємстві є підвищення ефективності його роботи, яке може виражатися, наприклад, в збільшенні прибутку підприємства. Якщо ж розглядати питання впровадження ГКМ в роботу установ (з урахуванням появи нових можливостей у підприємства) більш глибоко, то з цього витікають ще декілька переваг.
Останнім часом почав переважати інший спонукальний мотив розгортання мереж, набагато важливіший, ніж економія засобів при розділенні дорогих ресурсів. Цим мотивом стало прагнення забезпечити користувачам мережі оперативний доступ до обширної корпоративної інформації.
Використання мережі приводить до вдосконалення комунікацій, тобто до поліпшення процесу обміну інформацією і взаємодії між співробітниками підприємства, а також його клієнтами і постачальниками. Мережі знижують потребу підприємств в інших формах передачі інформації, таких як телефон або звичайна пошта. Часто обчислювальні мережі на підприємстві розгортаються із-за можливості організації електронної пошти.
Безумовно, ГКМ мають і свої проблеми (складнощі з сумісністю програмного забезпечення, проблеми з транспортуванням повідомлень по каналах зв'язку з урахуванням забезпечення надійності і продуктивності), але головним доказом ефективності є безперечний факт їх повсюдного розповсюдження. Все більше і більше з'являються крупні мережі з сотнями робочих станцій і десятками серверів.
Виходячи з цього, тема даної роботи «Оптимальне управління діяльністю авіакопанії засобами гетерогенних комп’ютерних мереж» є актуальною.
Метою дипломного проектування є набуття практичних навиків в проектуванні обчислювальних мереж масштабу крупного підприємства, закріплення теоретичних знань по дисциплінах підготовки спеціальності «Комп'ютерні системи і мережі».
Виходячи з мети роботи, завданнями дослідження є:
1. Розподіл всіх апаратних засобів ГКМ авіакомпанії, у тому числі і у філіях, по відділах.
2. Вибір і обґрунтування операційної системи, використовувану в ГКМ, мережевої операційної системи, СУБД, бухгалтерських програм, програмного забезпечення управління авіакомпанії і так далі.
3. Визначення числа і типів серверів, використовуваних в авіакомпанії, а також місць їх розташування.
4. Вибір і обґрунтування типів каналів зв'язку між корпусами, між центральним офісом і філіями авіакомпанії.
5. Вибір активного комунікаційного устаткування для проектування мережі і визначення місця їх розташування.
6. Розробка структурної схеми обчислювальної мережі ГКМ авіакомпанії (всі відділи, розміщення хостов, лінії зв'язку між ними, розташування серверів і так далі).
1. Аналіз технологій гетерогенних комп’ютерних мереж
1.1 Технології комп’ютерних мереж масштабу підприємства
Обчислювальні мережі набули поширення при появі міні-комп'ютерів, порівняно низька вартість яких дозволила багатьом підприємствам і організаціям встановлювати в одній будівлі декілька таких комп'ютерів. Локальні обчислювальні мережі об'єднують комп'ютери однієї будівлі або декілька будівель в єдину мережу, при цьому технології локальних мереж забезпечують економічне з'єднання комп'ютерів за рахунок використання стандартних топологій і якісних кабельних систем. В результаті селекції, проведеною практикою, в арсеналі розробника залишилося декілька базових технологій, на основі яких працюють переважна більшість локальних сучасних мереж: Fast Ethernet і FDDI.
1.1.1 Технологія Fast Ethernet
Fast Ethernet використовує метод передачі даних CSMACD-доступ до середовища з контролем тієї, що несе і виявленням колізій. Fast Ethernet використовує розмір пакету 15160 байт. Крім того, Fast Ethernet накладає обмеження на відстань між пристроями, що підключаються, – не більше 100 метрів. Для того, щоб понизити перевантаження, мережі стандарту Fast Ethernet розбиваються на сегменти, які об'єднуються за допомогою мостів і маршрутизаторів. Сьогодні при побудові центральної магістралі, об'єднуючої сервери, використовують комутовані Fast Ethernet. Fast Ethernet-комутатори можна розглядати як високошвидкісні багато портові мости, які в стані самостійного визначити, в який з його портів адресований пакет. Комутатор проглядає заголовки пакетів і таким чином складає таблицю, що визначає, де знаходиться той або інший абонент з такою фізичною адресою. Це дозволяє обмежити область розповсюдження пакету і понизити вірогідність переповнювання, посилаючи його тільки в потрібний порт. Тільки широкомовні пакети розсилаються по всіх портах. Офіційний стандарт 803.u встановив три різні специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet.
100BASE-TX – для двохпарного кабелю на неекранованій витій парі UTP категорії 5 або екранованій витій парі STP Type1;
Стандарт 100BaseTX вимагає застосування двох пар UTP або STP. Одна пара служить для передачі, інша – для прийому. Цим вимогам відповідають два основні кабельні стандарти: EIA/TIA-568 UTP Категорії 5 і STP Типу 1 компанії IBM. У 100BaseTX привабливе забезпечення повнодуплексного режиму при роботі з мережевими серверами, а також використання всього два з чотирьох пар восьмижильного кабелю – дві інші пари залишаються вільними і можуть бути використані надалі для розширення можливостей мережі.
Недоліки: цей кабель дорожчий за інші восьмижильні кабелі, крім того, для роботи з ним потрібне використання пробійних, роз'ємів і комутаційних панелей, що задовольняють вимогам Категорії 5. Потрібно додати, що для підтримки повнодуплексного режиму слід встановити повнодуплексні комутатори.
100Base-T4 – для чотирипарного кабелю на неекранованій витій парі UTP категорії 3, 4 або 5;
100BASE-T4 є розширенням стандарту 10Base-T з пропускною спроможністю від 10 М бит/с до 100 Мбіт/с. Стандарт 100Base-T включає протокол обробки множинного доступу з пізнанням тієї, що несе і виявленням конфліктів CSMA/CD. У 100Base-T4 використовуються всі чотири пари восьмижильного кабелю: одна для передачі, інша для прийому, а що залишилися дві працюють як на передачу, так і на прийом. Таким чином, в 100Base-T4 і прийом, і передача даних можуть здійснюватися по трьом парам. Розкладаючи 100 Мбіт/с на три пари. 100Base-T4 зменшує частоту сигналу, тому для його передачі досить і менш високоякісного кабелю. Для реалізації мереж 100Base-T4 підійдуть кабелі UTP Категорій 3 і 5, так само як і UTP Категорії 5 і STP Типу 1.В 10Base-T відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100 метров. Оскільки сполучні пристрої (повторители) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше.
Недоліки ж полягають в тому, що для 100Base-T4 потрібно всі чотири пари і що повнодуплексний режим цим протоколом не підтримується.
100BASE-FX – для багатомодового оптоволоконного кабелю, використовуються два волокна.
Fast Ethernet включає також стандарт для роботи з багатомодовим оптоволокном з 62.5-мікронним ядром і 125-мікронною оболонкою. Стандарт 100BaseFX орієнтований в основному на магістралі – на з'єднання повторителей Fast Ethernet в межах однієї будівлі. Традиційні переваги оптичного кабелю властиві і стандарту 100BaseFX: стійкість до електромагнітних шумів, покращуваний захист даних і великі відстані між мережевими пристроями.
1.1.2 Gigabit Ethernet
Унаслідок зростання інформаційних потоків виникла потреба в збільшенні швидкості передачі стандарту Ethernet. Була запропонована специфікація Gigabit Ethernet, прийнята до розробки комітетом IEEE 802.3. У травні 1996 року декілька крупних виробників мережевого устаткування, таких як 3Com, Cisco, Bay Networks, Compaq і Intel, організували Gigabit Ethernet Alliance. Спочатку до складу Альянсу увійшло 11 компаній. На початок 1998 року Альянс включав вже більше 100 компаній.
Gigabit Ethernet використовує той же протокол передачі CSMA/CD, що і його попередники Ethernet і Fast Ethernet. Цей протокол визначає максимальну довжину сегменту. Мінімальний розмір кадру CSMA/CD в специфікації 802.3 дорівнює 64 байтам. Саме мінімальний розмір кадру визначає максимальна відстань між станціями. Ця відстань також називається діаметром колізійного домена. Час передачі такого кадру дорівнює 51,2 мкс або 512 ВТ (bit time – час, необхідний для передачі одного біта). Тому час, за який сигнал досягає видаленого вузла і повертається назад, не повинен перевищувати 512 ВТ. Цей час визначає максимальну довжину мережі Ethernet.
У разі Fast Ethernet швидкість передачі зростає, а час трансляції кадру зменшується до 5,12 мкс. Для виявлення всіх колізій до кінця трансляції кадру необхідно або збільшувати довжину кадру, або зменшувати максимальну довжину сегменту. У Fast Ethernet був залишений такий же мінімальний розмір кадру, як і в Ethernet. При цьому сумісність була збережена, але діаметр колізійного домена значно зменшився. У разі Gigabit Ethernet швидкість передачі зростає вдесятеро. Відповідно, зменшується час передачі пакету аналогічної довжини. Якщо залишити мінімальний розмір кадру без змін, то максимальна довжина сегменту зменшиться до 20 метрів.
В цьому випадку устаткування не знаходить широкого застосування, як і трапилося із стандартом 1000Base-CX. Тому було ухвалено рішення збільшити час трансляції кадру 4096 ВТ. Це в 8 разів більше, ніж у разі Fast Ethernet. Проте мінімальний розмір кадру для сумісності з попередніми стандартами був залишений колишнім. Замість збільшення розміру кадру до нього було додано додаткове поле, назване «розширення носія» (carrier extension). Розширення носія не несе в собі службової інформації. Воно призначене для заповнення каналу і збільшення діаметру колізійного домена.
Якщо розмір кадру менше 512 байт, то поле розширення доповнює його до 512 байт. Якщо ж розмір кадру перевищує 512 байт, то поле розширення не додається. У такого рішення існує один крупний недолік: велика частина смуги пропускання каналу витрачається даремно, особливо при передачі великого числа коротких кадрів. Тому компанією Nbase Communications була запропонована технологія, названа «пакетна перевантаженість» (packet bursting). Сенс її в наступному. Якщо у станції є декілька коротких кадрів, то перший з них доповнюється полем розширення носія до 512 байт і відправляється. Подальші кадри посилаються услід з мінімальною міжкадровою відстанню 96 байт, яке заповнене символами розширення. В результаті ніяке інший пристрій не може уклинитися в чергу до закінчення передачі всіх наявних пакетів. Максимальний розмір подібної «черги» складає 1518 байт. Тому колізія може виникнути тільки на етапі передачі першого оригінального кадру, доповненого розширенням носія. Завдяки цьому збільшується продуктивність мережі, особливо при великих навантаженнях.
В даний час виробники випускають повний спектр устаткування Gigabit Ethernet: мережеві адаптери, комутатори, концентратори, конвертори. Через те, що стандарт для оптичного волокна був прийнятий на рік раніше, велика частина устаткування, що випускається сьогодні, має інтерфейси для оптичного волокна.
Основні труднощі при використанні Gigabit Ethernet пов'язані з виникненням диференціальної затримки сигналів в багатомодових волоконних кабелях. В результаті виникають порушення синхронізації сигналу, що обмежують максимальну відстань, на яку можуть передаватися дані по Gigabit Ethernet.
У Gigabit Ethernet з урахуванням кодування по схемі 8B/10B ми отримуємо швидкість передачі даних в 1 Гбіт/с.
Специфікація Gigabit Ethernet спочатку передбачала три середовища передачі:
1000BASE-LX одномодовий і багатомодовий оптичний кабель з довгохвильовим лазером 1300 нм, для довгих магістралей, для будівель і комплексів будівель. Максимальна протяжність багатомодового кабелю 550 м, з діаметром волокна 62,5 мкм, і 550 м з діаметром волокна 50 мкм. Для одномодового з максимальною протяжність 5 км., з діаметром волокна 9 мкм.
1000BASE-SX багатомодовий оптичний кабель з короткохвильовими лазерами (850 нм) для коротких недорогих магістралей, максимальна протяженность220 м, з діаметром волокна 62,5 мкм, і 500 м з діаметром волокна 50 мкм.
1000BASE-CX симетричний екранований короткий 150-омний мідний кабель для устаткування в апаратних і серверних. Максимальна протяжність 25 м.
1000BASE-T для чотирипарних кабелів з неекранованими витими парами Категорії 5. Ця група отримала найменування 803.2ab. Максимальна протяжність 100 м.
На відміну від 100Base-T, де для передачі даних задіяно тільки дві пари, тут використовуються всі чотири пари. Швидкість передачі по одній парі складає 125 Мбіт/с, що в сумі дає 500 Мбіт/с. Для досягнення швидкості 1 Гбіт/с була використана технологія «подвійний дуплекс» (dual duplex). Суть її полягає в наступному. Зазвичай для передачі інформації по одній парі використовується один з фронтів сигналу, що розповсюджується по цій лінії. Це означає, що передача інформації може йти тільки в одному напрямі, тобто одна пара може бути використана тільки для прийому або передачі інформації. Подвійний дуплекс має на увазі використання обох фронтів сигналу, тобто передача інформації по одній парі відбувається одночасно в двох напрямах. Таким чином, пропускна спроможність однієї пари зростає до 250 Мбіт/с. Проте при цьому починають позначатися перехідні перешкоди, викликані впливом трьох сусідніх пар в чотирипарному кабелі, кількості помилок, що приводять до значного зростання, в приймачі і передавачі. Для зменшення числа помилок була запропонована п'ятирівнева імпульсно-амплітудна схема кодування PAM-5.
Широко використовуване чотирьохрівневе кодування обробляє біти, що поступають, парами. Тобто існує чотири різні комбінації: 11, 00, 10, 01. Передавач кожній парі біт може зіставити свій рівень напруги передаваного сигналу. Це дозволяє зменшити частоту модуляції з 250 до 125 Мгц. Додавання п'ятого рівня дозволяє створити надмірність коди, унаслідок чого стає можливою корекція помилок на прийомі. Це дозволяє збільшити співвідношення сигнал/шум і зменшити вплив перехідних перешкод.
Окрім перехідних перешкод із-за дуплексної передачі по чотирьох парах починають позначатися ще два параметри, не визначені раніше ні в одній специфікації. Це приведене перехідне загасання на дальньому кінці (Equal Level Far End Crosstalk – ELFEXT) і поворотні втрати (return loss). ELFEXT оцінює інтенсивність перехресних перешкод на протилежному кінці лінії з урахуванням загасання. Ця нормована величина, не залежна від довжини лінії, підлягає вимірюванню з двох сторін. Поворотні втрати характеризують відхилення хвилевого опору лінії від номіналу і є відношенням вхідного сигналу до відбитого сигналу.
1.1.3 Технологія FDDI
Одній з найбільш популярних мереж, що використовують оптичне волокно, (не рахуючи fast ethernet) є FDDI. FDDI (fiber distributed data interface, ISO 9314–1, rfc-1512–1390, -1329, -1285) стандарт американського інституту стандартів (ansi), прийнятий без зміни ISO. Протокол розрахований на фізичну швидкість передачі інформації 100 Мбіт/с і призначений для мереж з сумарною довжиною до 100 км (40 км. для мультимодових волокон) при відстані між вузлами 2 км. або більш. Частота помилок в мережі не перевищує 10–9. У FDDI використовується схема подвійного кільцевого лічильника (Рис. 1.1.3.1; буквами а, b, c, d і e позначені станції-концентратори). Кільцева схема єдине можливе рішення для оптичного волокна (не рахуючи схеми крапка-крапка). Для доступу до мережі використовується спеціальний маркер (розвиток протоколу IEEE 802.5 – Token Ring). Мережі FDDI не мають собі рівних при побудові опорних магістралей (backbone) локальних мереж, дозволяючи реалізувати принципово нові можливості – видалену обробку зображень і інтерактивну графіку. Зазвичай пристрої (DAS – dual attached station) підключаються до обох кілець одночасно. Пакети по цих кільцях рухаються в протилежних напрямах. У нормі тільки одне кільце активне (первинне), але при виникненні збою (відмова в одному з вузлів) активізується і друге кільце, що помітно підвищує надійність системи, дозволяючи обійти несправну ділянку (схема з'єднань усередині станцій-концентраторів на Рис. 1.1 є сильно спрощеною). Передбачена можливість підключення станцій і лише до одного кільця (SAS – single attached station), що помітно дешевше. До одного кільця можна підключити до 500 das і 1000 sas. Сервер і клієнт мають різні типи інтерфейсів.
Топологія зв'язків в FDDI влаштована таким чином, що відмова в будь-якому з вузлів із-за виходу з ладу устаткування або відключення живлення не приведе до розриву кільця, потік кадрів автоматично піде в обхід пошкодженої ділянки.
Рис. 1.1. Схема зв'язків в подвійному кільці FDDI
FDDI дозволяє працювати з кадрами розміром 4500 октетів, за вирахуванням місця, займаного преамбулою, залишається 4470 октетів для передачі даних. RFC-1188 резервує 256 октетів для заголовків, залишаючи для даних 4096 октетів. Маршрутизатор, що підтримує протокол FDDI має бути здатний приймати такі довгі пакети. Посилатися ж повинні дейтограми не довше 576 октетів, якщо не ясно, чи зможе адресат приймати довгі кадри.
Послуги інформаційного каналу (data link service) реалізуються через протокол IEEE 802.2 logical link control (LLC). В результаті ми маємо наступний стек протоколів (Рис. 1.2):
| IP/ARP |
| 802.2 llc |
| FDDI MAC |
| FDDI PHY |
| FDDI PMD |
Рис. 1.2. Схема протокольних підрівнів для FDDI
Рівень MAC (media access control) визначає доступ до мережевого середовища, включаючи формат кадрів, адресацію, алгоритм обчислення crc і механізм виправлення помилок. Рівень PHY (physical layer protocol) задає процедуру кодування / декодування, синхронізацію, формування кадрів і ін. Як базова використовується кодування 4b/5b (перетворення 4-бітової коди в 5-бітовий), а в каналі – NRZI. Рівень PMD (physical layer medium) визначає характеристики транспортного середовища, включаючи оптичні канали, рівні живлення, регламентує частоту помилок, задає вимоги до оптичних компонентів і роз'ємів. Блок схема інтерфейсу між рівнями MAC і PHY показана на Рис. 1.3.
Рис. 1.3. Схема фізичного інтерфейсу FDDI
IP-дейтограми, ARP-запроси і відгуки, що пересилаються по мережі FDDI, повинні інкапсулюватися в пакети 802.2 LLC і SNAP (subnetwork access protocol; див. Рис. 1.4 і 1.5), а на фізичному рівні в FDDI MAC. Протокол snap повинен використовуватися з організаційними кодами, вказуючими, що SNAP-заголовок містить код Ethertype. 24-бітовий організаційний код (organization code) в snap має дорівнювати нулю, а останні 16 біт повинні відповідати Ethertype (див. assigned numbers, RFC-1700; IP=2048, ARP=2054).
Всі кадри повинні пересилатися відповідно до стандарту 802.2 LLC тип 1 (формат ненумерованої інформації, з полями DSAP (destination service access point) і SSAP (source service access point) заголовка 802.2, рівними наказаним значенням SAP (service access point) для SNAP.
Рис. 1.4. Структура деяких полів заголовків пакетів
Повна довжина LLC- і SNAP-заголовков складає 8 октетів. Десяткове значення k1 рівне 170. k2 дорівнює 0. Управляючий код дорівнює 3 (ненумерована інформація).
Для перетворення 16 – або 48-розрядної FDDI-адреса в 32-розрядну IP-адрес використовується протокол ARP. Операційний код дорівнює 1 для запиту і 2 для відгуку. Специфікація FDDI MAC визначає максимальний розмір кадру рівним 4500 октетам, включаючи 16-октетну преамбулу. Преамбула складається з код 11111, стартовий роздільник має вигляд 1100010001, а крайовий роздільник – 0110101101 (у всіх випадках застосована 5-бітова нотація). Контрольна сума CRC обчислюється для полів, починаючи з поля управління
по дані
включно.
Рис. 1.5. Формат пакету протоколу FDDI
Віднімаючи 8 байт LLC/SNAP заголовка, набуваємо значень максимального розміру пакету (MTU) 4470 (4478) октетів. Для сумісності розмір пакетів для IP-дейтограмм і ARP-пакетов узгоджується з вимогами конкретної мережі. FDDI реалізує маркерний доступ, формат пакету-маркера має вигляд, показаний на Рис. 1.6. Залежно від розміру кільця в нім можуть циркулювати декілька маркерів.
Рис. 1.6. Формат кадру-маркера
802.2 клас I LLC вимагає підтримки команд ненумерована інформація (UI), команд і відгуків exchange identification (XID), а також test. Станції не зобов'язані уміти передавати команди XID і test, але мають бути здатні посилати відгуки.
Командні кадри ідентифікуються по нульовому молодшому біту SSAP-адреса. Кадри-відгуки мають молодший біт SSAP-адреса рівний 1. UI-команди містять в полі LLC, що управляє, код 3.
Команди/відгуки XID мають код поля LLC, рівний 175 (значення десяткове) при значенні бита poll/final=0 або 191 при poll/final=1. Код управління LLC для команд/відгуків test дорівнює 227, якщо poll/final=0, і 243 при poll/final=1.
Відгуки і команди UI при poll=1 ігноруються. Команди UI, відмінні, що мають, від snap sap в DSAP – або SSAP-полях, не вважаються за пакети IP або ARP.
При отриманні команд XID або test має бути посланий відповідний відгук. Відгук посилається, коли DSAP рівний SNAP SAP (170), null SAP (0), або при global SAP (255). При інших DSAP відгуки не посилаються.
При посилці відгуку на команди XID або test, значення біта final відгуку має дорівнювати значенню біта poll команди. Кадр відгуку XID повинен включати інформаційне поле 802.2 XID 129.1.0, вказуюче на клас послуг 1 (що не вимагають встановлення зв'язку).
Кадри відгуку test повинні відповідати інформаційному полю кадру команди test.
Для початку передачі станція повинна отримати в своє розпорядження маркер. Якщо станція знаходиться в пасивному стані, вона передає маркер наступної станції. Але із-за великої протяжності кілець FDDI час затримки тут помітно більше, ніж у разі Token Ring. У кільці FDDI може знаходитися декілька кадрів одночасні. Станція сама видаляє кадри з кільця, послані їй самій. Всі станції повинні мати таймер обертання маркера (TRT – token rotation time), який вимірює час з моменту, коли станція останній раз приймала цей пакет. Є змінна TTRT (target token rotation time). Значення TRT порівнюється з TTRT і лише пріоритетні кадри можуть бути передані при TRT> TTRT. Звичайна передача даних контролюється таймером THT (token hold timer). Коли станція отримує маркер, вона заносить TRT в таймер THT, який починає зворотний відлік. Станція може посилати кадри до тих пір, поки THT залишається більше TTRT. Насправді THT визначає максимальне число октетів (символів), яке може бути послане станцією в рамках одного кадру (THT задає граничний час, протягом якого станція може передавати дані).
IEEE специфікує числа як послідовності битий, де молодший біт передається першим. У протоколах Інтернет порядок битий іншою, що може викликати помилки. Нижче приведена коротка табл. 1.1 відповідності для деяких з чисел.
Таблиця 1.1
| Число | IEEE двоічне | Інтернет двоічне | Інтернет десятичне |
| UI | 11000000 | 00000011 | 3 |
| SAP для SNAP | 01010101 | 10101010 | 170 |
| global SAP | 11111111 | 11111111 | 255 |
| null SAP | 00000000 | 00000000 | 0 |
| XID | 11110101 | 10101111 | 175 |
| XID poll/final | 11111101 | 10111111 | 191 |
| XID info | 129.1.0 | ||
| test | 11000111 | 11100011 | 227 |
| test poll/final | 11001111 | 11110011 | 243 |
Оптоволокно особливе привабливо для мереж, де ЕОМ розміщені в далеко віддалених один від одного будівлях і при високому рівні електромагнітних наведень. Оптоволокно є незамінним середовищем для широкосмугових каналів зв'язків (пригадаємо теорему Шенона). Привабливе таке середовище і з погляду надійності (бульдозери, що рвуть кабель, не в рахунок) і безпеки (відсутність зовнішніх випромінювань). Відстань між станціями при використанні такого кабелю може досягати 8–9 км. (а не 2 км., як у разі багатомодового кабелю із смугою 500МГц/км). Зарубіжні одномодові кабелі групи 1 допускають максимальну відстань між вузлами в 10 км., а групи 2 – 40 км. при смузі пропускання 1 Гбіт/с. Підключення до мережі fddi проводиться зазвичай через фотооптичні трансивери (ФОТ), які перетворять оптичний сигнал в електричний. Джерелом світла є светоизлучающий діод з довжиною хвилі 1350 або 1500 нм. Товщина передавального оптоволокна дорівнює 50/125 або 62.5/125 мікрон (чисельник – діаметр волокна, що несе світло; знаменник – зовнішній діаметр клэдинга; числа відносяться до мультимодовому волокна). При виборі того або іншого кабелю слід мати на увазі, що ослаблення більш 11дБ не допустимо, при більшому ослабленні число помилок в процесі передачі стає дуже великим. Саме це обмеження ставить верхня межа на довжину при використанні багатомодового волокна (при довжині 2 км. ослаблення досягає 10,5 дБ). Вибираючи оптичні роз'єми, потрібно пам'ятати, що хороший роз'єм не повинен вносити ослаблення більше 2 дБ. Там де це можливо, переважно зварка волокон, яка при якісного виконання вносить ослаблення сигналу не більше 0,3 дБ. На випадок виходу з ладу устаткування або відключення живлення зручно використовувати оптичні перемикачі, що обводять (але вони вносять ослаблення близько 2.5–4 дБ). При їх використанні гранична відстань між вузлами має бути скорочене більш ніж удвічі. Якщо видно, що втрати досягають критичного рівня, слід вибирати кабель з волокном 62.5/125 мікрон. При прокладці оптичного кабелю не можна допускати дуже малих радіусів перегинів (можливий обрив волокна, збільшуються втрати світла). Кабелі, що відносяться до різних кілець fddi, слід рознести, в цьому випадку один бульдозер не зможе обірвати відразу обидва кабелі.
FDDI-кадри використовують заголовки, визначувані стандартом IEEE 802.2 (LLC – logical link control), який не має поля тип, присутній в Ethernet-заголовке. FDDI і ethernet мають різний порядок передачі бітів, тому мости і маршрутизатори між FDDI і Ethernet повинні уміти виконувати відповідні перетворення. Через особливості маршрутизаторів не всі протоколи можуть бути реалізовані на стику FDDI і Ethernet (наприклад, DEC LAT працювати не буде). Для вирішення проблеми створені гібридні прилади (brouter), які для одних протоколів працюють як маршрутизатори, будучи мостами для інших. Ці прилади для одних пакетів прозорі, інші ж пересилаються з використанням інкапсуляції. Враховуючи те, що FDDI може пересилати до 400000 пакетів в секунду, схеми розпізнавання адрес моста повинна мати відповідна швидкодія.
Нетрадиційним для інших мереж є концентратор, використовуваний в FDDI. Він дозволяє підключити декілька приладів SAS-типа до стандартного FDDI-кольцу, створюючи структури типу дерева. Але такі структури несуть в собі певні обмеження на довжини мережевих елементів, так при використанні повторителя видалення не повинно перевищувати 1,5 км., а у разі моста 2,5 км. (одномодовий варіант). Не дивлячись на ці обмеження і те, що базовою топологією мереж FDDI є кільце, зіркоподібні варіанти також мають право на життя, допустимі і комбінації цих топологий. В межах однієї будівлі підключення доцільно робити через концентратор, окремі ж будівлі об'єднуються по схемі кільце. До кільця FDDI можуть також легко підключатися і субмережі Token Ring (через міст або маршрутизатор).
Концентратори бувають двох типів: DAS і SAS. Такі прилади підвищують надійність мережі, оскільки не вимушують мережу при відключенні окремого приладу переходити в аварійний режим обходу. Застосування концентраторів знижує і вартість підключення до FDDI. Концентратори можуть допомогти при створенні невеликих групових субмереж, призначених для вирішення специфічних завдань (наприклад, CAD, CAM або обробка зображень).
Новим пристроєм, використовуваним в FDDI-узлах, є міжвузлові процесори (internetwork nodal processor – INP), які є розвитком ідей front end processor (FEP). INP, завдяки модульності, може допомогти користувачеві адаптуватися до змін, що постійно відбуваються в мережах, де він працює. INP може виконувати функції багатопротокольного моста або маршрутизатора. Управління FDDI-оборудованием проводиться за допомогою протоколу SNMP і бази даних MIB. Передбачені деякі додаткові діагностичні засоби, які виявляють не тільки апаратні збої, але і деякі програмні помилки. Застосування мостів для об'єднання FDDI-сетей дозволяє забезпечити високий ступінь мережевої безпеки і вирішити багато топологічних проблем, зняти обмеження з граничного числа DAS-подключений (<500). Вибір між мостом і маршрутизатором визначається тим, що важливіше, вартість, гнучкість системи мулу висока пропускна спроможність.
Рис. 1.8. Варіанти зв'язків у разі обривів волокон
При обривах оптоволокна можливе часткове (при двох обривах) або повне (при одному обриві) відновлення зв'язності мережі.
1.2 Технології комп’ютерних мереж масштабу корпорації
1.2.1 Інтегровані мережі ISDN
ISDN стала першим кроком на шляху створення єдиної інфраструктури для передачі голосу, даних і інших типів інформації. Акронім ISDN розшифровується як цифрова мережа з інтеграцією послуг (Integrated Services Digital Network). Концепція ISDN була розроблена в 70-х роках Bellcore, а сама технологія стандартизована CCITT в 1984 році. Рекомендації описують стандартний набір інтерфейсів і сигнальних протоколів для передачі голосу і даних по звичайних телефонних лініях. Завдяки ISDN різні пристрої типу телефонів, комп'ютерів, факс-аппаратов можуть одночасно передавати і приймати цифрові сигнали після встановлення комутованого з'єднання з абонентом на протилежному кінці.
Таким чином, ISDN дозволяє зробити все з'єднання між кінцевими вузлами (а не тільки між АТС) цифровим.
Щоб краще зрозуміти ISDN, дану технологію корисно порівняти із звичайною телефонною системою.
По-перше, ISDN – це цифрова, а не аналогова мережа, тобто напругу має декілька дискретних рівнів, а не є прямим аналогом коливань акустичного тиску.
По-друге, як випливає з назви, вона забезпечує інтегроване обслуговування, інакше кажучи, дозволяє передавати голос, дані і навіть відео по одній мережі. Іншими словами, замість трьох різних систем – телефонної мережі, виділених ліній для передачі даних і кабельного телебачення – достатньо однієї! Звичайна телефонна лінія є однією неекранованою парою мідних проводів від настінної розетки до центральної АТС. Зазвичай ця лінія називається абонентським шлейфом. АТС – це крапки, куди сходяться всі абонентські лінії. Телефонний комутатор, що знаходиться там, дозволяє зв'язатися з абонентом, що викликається.
В принципі ту ж саму абонентську лінію за певних умов можна використовувати і для ISDN.
Взагалі-то, абонентські лінії мають недостатню ширину смуги, оскільки вони призначаються для передачі аналогових сигналів в смузі 3,1 кГц (від 300 до 3400 Гц). Крім того, характеристики навантажуючої індукційної котушки такі, що втрати у вказаному діапазоні мінімальні, але різко зростають при частоті понад 3400 Гц. Це сіє справжній хаос у фазових і амплітудних характеристиках сигналу ISDN, тому отримання ISDN вдома можливо при
наступних умовах:
вилученні навантажуючих індукційних котушок (як правило, вони застосовуються на лініях протяжністю близько 4–5 км. і більш);
установці цифрових эхоподавителей на обох кінцях лінії;
прокладці високоякісного телефонного кабелю;
застосуванні підсилювачів ISDN-сигнала.
В результаті абонентська лінія зможе передавати, наприклад, дві телефонні розмови замість одного.
Базовий інтерфейс обміну (Basic Rate Interface, BRI) складається з трьох окремих каналів – двох опорних каналів (bearer channel, або B-channel) і одного каналу даних. Кожен канал B має швидкість 64 кбит/с, а канал D – 16 кбит/с. Канал D використовується для сигналізації, наприклад передачі виклику і розриву зв'язку. Канали B призначаються для передачі даних, таких
як оцифрований голос або двійкові дані. Саме BRI мався на увазі, коли ми говорили про можливість використання звичайної абонентської телефонної лінії для ISDN.
Первинний інтерфейс обміну (Primary Rate Interface, PRI) складається з 30 каналів B на 64 кбит/с і одному каналі D, також на 64 кбит/с. Як і у попередньому випадку, канали B призначені для передачі даних, а канал D – для службової інформації. Для PRI ви повинні орендувати лінію E-1 в 2,048 Мбіт/с від вашого офісу до центральної АТС. У США PRI утворюють 23 канали B і один канал D.
Час встановлення зв'язку складає всього від 1 до 3 секунд, завдяки тому що цифрова сигналізація по каналу D виключає повільний процес генерації і декодування тональних сигналів, а також необхідність узгодження параметрів зв'язку модемами (порівняєте це з хвилинним очікуванням встановлення зв'язку між модемами). Крім того, канал D може використовуватися не тільки для передачі сигнальній інформації, але і для передачі даних телеметрії, електронної пошти і тому подібне
Перш ніж переходити до опису загальних достоїнств ISDN, хотілося б привести декілька приватних прикладів. Наприклад, багато керівників мають спеціальну кнопку на своїх телефонах, за допомогою якої вони можуть миттєво зв'язатися з секретаркою (нульовий час встановлення зв'язку). ISDN-телефони забезпечують моментальний зв'язок з одним з декількох наперед заданих абонентів в будь-якій точці миру по натисненню всього однієї кнопки. Ще одна можливість – відображення телефонного номера, імені і адреси що дзвонить на дисплеї у момент дзвінка. У складнішому варіанті, коли телефон підключений до комп'ютера, монітор ПК може відображати відповідний запис про той, що дзвонить з бази даних.
У разі BRI обидва В-канали можуть бути об'єднані, наприклад, для забезпечення швидшого доступу до провайдера Internet, а під час вступу вхідного виклику один канал B тут же звільняється; після закінчення розмови канал B автоматично підключається до передачі даних.
Загальні ж достоїнства ISDN полягають в наступному.
По-перше, ISDN піднімає в порівнянні з модемами поріг в 56 Кбіт/с для швидкості обміну даними між комп'ютерами по звичайній телефонній мережі.
ISDN дозволяє оперувати одночасно декількома цифровими каналами по одній телефонній проводці, і таким чином використовувати її для передачі цифрового, а не аналогового сигналу. За допомогою протоколів об'єднання каналів типу BONDING або багатоканального PPP базовий інтерфейс обміну дозволяє досягти швидкості передачі нестислих даних в 128 кбит/с. Крім того, затримка, тобто час від відправки виклику до встановлення зв'язку, для ліній ISDN менше у декілька разів.
По-друге, раніше кожному пристрою була необхідна окрема телефонна лінія, якщо вони повинні були працювати одночасно. Наприклад, окрема лінія була потрібна для телефону, факсу, модему, моста / маршрутизатора і системи відеоконференцій. У разі ISDN сигнали від декількох джерел можна комбінувати для передачі по одній лінії, причому ISDN надає єдиний інтерфейс для всіх джерел.
По-третє, замість відправки виклику по основному каналу абонента у разі звичайної телефонної системи ISDN посилає цифровий пакет по окремому зовнішньому каналу. З одного боку, цей сигнал ніяк не впливає на вже встановлені з'єднання, з іншої – встановлення зв'язку відбувається дуже швидко. Сигналізація дозволяє також визначити, хто дзвонить, а телефонне устаткування ISDN може автоматично ухвалювати рішення, куди перенаправити дзвінок.
1.2.2 Технологія АТМ
АТМ – дитина телефонних компаній. Технологія ця розроблялася далеко не з розрахунку на комп'ютерні мережі передачі даних. АТМ радикально відрізняється від звичайних мережевих технологій. Основна одиниця передачі в цьому стандарті – це осередок, на відміну від звичного пакету. Осередок містить в собі 48 байт даних і 5 байт заголовка. Частково це необхідно, щоб забезпечити дуже маленький час затримки передачі мультимедійних даних.
Пристрої АТМ встановлюють зв'язок між собою і передають дані по віртуальних каналах зв'язки, які можуть бути тимчасовими або постійними. Постійний канал зв'язку – це шлях, по якому передається інформація. Він завжди залишається відкритим незалежно від трафіку. Тимчасові канали створюються на вимогу і, як тільки передача даних закінчується, закриваються.
З самого початку АТМ проектувався як система комутації за допомогою віртуальних каналів зв'язки, які забезпечують заздалегідь специфікований рівень якості сервісу (Quality of Service – QOS) і підтримують постійну або змінну швидкість передачі даних. Модель QOS дозволяє додаткам запитати гарантовану швидкість передачі між приймачем і джерелом, не обертаючи уваги на те, наскільки складений шлях між ними. Кожен АТМ – комутатор, зв'язуючись з іншим, вибирає такий шлях, який гарантує потрібну додатком швидкість.
Якщо система не може задовольнити запит, то вона повідомляє про це додаток. Правда, існуючі протоколи передачі даних і додатку не мають ніякого поняття про QOS, так що це ще одна відмінна властивість, яку ніхто не використовує.
Завдяки наявності таких корисних властивостей АТМ нікого не дивує загальне бажання продовжувати вдосконалення цей стандарт. Але поки існуючі реалізації устаткування досить обмежені первинним підходом, який орієнтувався на інших, некомп'ютерні, завдання.
Форум АТМ спеціально розробив специфікації для емуляції мережі – LAN emulation (LANE). LANE перетворює «точка-точка» – ориентированную АТМ мережа в звичайну, де клієнти і сервери бачать її як нормальну широкомовну мережу, що використовує протокол IP (а скоро і IPX). LANE складається з чотирьох різних протоколів: протоколу конфігурації сервера (LAN emulation configuration service – LECS), протоколу сервера (LAN emulation server – LES), протоколу загального віщання і невідомого сервера (Broadcast and Unknown Server – BUS) і протоколу клієнта (LAN emulation client – LEC).
Коли клієнт за допомогою LANE намагається підключитися до мережі АТМ, то спочатку він використовує протокол LECS. Оскільки АТМ не підтримує широкомовних повідомлень, форум АТМ виділила спеціальна адреса LECS, яка ніхто інший вже не використовує. Посилаючи повідомлення за цією адресою клієнт отримує адресу відповідного йому LES. Рівень LES забезпечує необхідні функції ELAN (emulated LAN). З їх допомогою клієнт може отримати адресу BUS-сервиса і послати йому повідомлення «підключився такий-то клієнт», щоб потім BUS рівень міг, отримуючи повідомлення, переслати його всім клієнтам, що реєструються.
Для того, щоб використовувати не АТМ протоколи, необхідно використовувати LEC. LEC працює як конвертор, емулюючи звичайну топологію мережі, яку має на увазі IP. Оскільки LANE тільки моделює Ethernet, то він може усунути деякі старі технологічні помилки. Кожен ELAN може використовувати різні розміри пакетів. ELAN, який обслуговує станції, підключені за допомогою звичайного Ethernet, використовує пакети розміром 1516 байт, тоді як ELAN що забезпечує зв'язок між серверами може посилати пакети по 9180 байт. Всім цим управляє LEC.
LEC перехоплює широкомовні повідомлення і посилає їх BUS. Коли BUS отримує таке повідомлення, то посилає його копію кожному LEC, що реєструється. Одночасно, перш ніж розіслати копії, він перетворить пакет назад в Ethernet-форму, указуючи замість своєї адреси широкомовний.
Розмір осередку в 48 байт плюс п'ятибайтовий заголовок є причиною того, що тільки 90,5% пропускної смуги витрачається на передачу корисній інформації. Таким чином, реальна швидкість передачі даних – всього лише 140 Мбіт/с. І це без урахування накладних витрат на установку зв'язку і інші службові взаємодії між різними рівнями протоколів – BUS і LECS.
Так, АТМ – складна технологія і поки його використання обмежує LANE. Все це сильно стримує широке розповсюдженню даного стандарту. Правда, існує обгрунтована надія, що він дійсно застосовуватиметься, коли з'являться додатки, які зможуть скористатися перевагами АТМ безпосередньо.
АТМ – даною абревіатурою може позначатися технологія асинхронної передачі даних (Asynchronous Transfer Mode), а не тільки Adobe Type Manager або Automatoc Teller Machine, що багатьом може показатися звичнішим. Дану технологію побудови високошвидкісних обчислювальних мереж з комутацією пакетів характеризує унікальна масштабованість від невеликих локальних мереж швидкостями обміну 25–50 Мбіт/сек до трансконтинентальних мереж.
Як передавальне середовище використовується або витаючи пара (до 155 Мбіт/сек) або оптоволокно.
АТМ є розвитком STM (Synchronous Transfer Mode), технології передачі пакетованих даних і мови на великі відстані, традиційно використовуваною для побудови телекомунікаційних магістралей і телефонної мережі. Тому перш за все ми розглянемо STM.
Модель STM.
АТМ є розвитком STM (Synchronous Transfer Mode), технології передачі пакетних даних і мови на великі відстані, традиційно використовуваною для побудови телекомунікаційних магістралей і телефонної мережі. STM є мережевим механізмом з комутацією з'єднань, де з'єднання встановлюється перш, ніж почнеться передача даних, і розривається після її закінчення. Таким чином, взаємодіючі вузли захоплюють і утримують канал, поки не порахують необхідним роз'єднатися, незалежно від того, передають вони дані або «мовчать». Дані в STM передаються за допомогою розділення всієї смуги каналу на базові трансмісійні елементи, звані тимчасовими каналами або слотами. Канальні інтервали об'єднані в цикл передачі, що містить фіксоване число каналів, пронумерованих від 1 до N. Кожному слоту ставитися у відповідність одне з'єднання. Кожна з обойм (їх теж може бути декілька – від 1 до М), визначає свій набір з'єднань. Цикл передачі надає свої канальні інтервали для встановлення з'єднання з періодом Т. Прі цьому гарантується, що протягом цього періоду необхідна обойма буде доступна. Параметри N, M і Т визначаються відповідними комітетами із стандартизації і розрізняються в Америці і Европе.
В рамках каналу STM кожне з'єднання асоціюється з фіксованим номером слота в конкретній обоймі. Одного разу захоплений слот залишається у розпорядженні з'єднання протягом всього часу існування цього з'єднання.
Перехід на АТМ.
Дослідження застосування оптоволоконних каналів в трансокеанських і трансконтинентальних масштабах виявили ряд особливостей передачі даних різних типів. У сучасних комунікаціях можна виділити два типи запитів:
критичні до затримок (наприклад, сигнали телебачення високої чіткості і звукова інформація);
передача даних, не дуже критичних до затримок, але не допускаючих втрат інформації (цей тип передачі, як правило, відноситься до міжкомп'ютерних обмінів).
Передача різнорідних даних приводить до періодичного виникнення запитів, що вимагають великої смуги пропускання, але при малому часі передачі. Вузол, деколи, вимагає пікової продуктивності каналу, але відбувається це відносно рідко, займаючи, скажімо, одну десяту часу. Для такого виду каналу реалізується одне з десяти можливих з'єднань, на чому, природно, втрачається ефективність використання каналу. В рамках моделі STM передача тимчасово невживаний слот іншому абонентові неможлива.
Модель АТМ була узята на озброєння одночасно AT&T і декількома європейськими телефонними гігантами. (До речі, це може привести до появи відразу двох стандартів на специфікацію АТМ.) Головна ідея полягала в тому, що необхідності в жорсткій відповідності з'єднання і номера слота немає. Досить передавати ідентифікатор з'єднання разом з даними на будь-який вільний слот, зробивши при цьому пакет настільки маленьким, щоб у разі втрати втрата легко заповнювалася б. Короткі пакети вельми привабливі для телефонних компаній, прагнучих зберегти аналогові лінії STM.
У мережі АТМ два вузли знаходять один одного по віртуальному ідентифікатору з'єднання, використовуваному замість номерів канальні інтервали і цикли передачі в моделі STM. Швидкий пакет передається в такий же слот, як і раніше, але без яких-небудь вказівок або ідентифікатора.
Архітектура АТМ.
Стандарти для рівня АТМ описують, як отримувати осередок, що згенерував на фізичному рівні, додавати 5-байтний заголовок і посилати осередок рівню адаптації АТМ. Ці стандарти також визначають, яким чином потрібно встановлювати з'єднання з такою якістю сервісу (QOS), яка запрошує АТМ-пристрій або кінцева станція.
Стандарти встановлення з'єднання для рівня АТМ визначають віртуальні канали і віртуальні шляхи. Після того, як з'єднання встановлене, комутатори між кінцевими станціями отримують адресні таблиці, що містять відомості про те, куди необхідно направляти осередки. У них використовується наступна інформація: адреса порту, з якого приходять осередки; спеціальні значення в заголовках осередки, які називаються ідентифікаторами віртуального каналу (VCI – Virtual Circuit Identifier) і ідентифікаторами віртуального шляху (VPI – Virtual Path Identifier). Адресні таблиці також визначають, які VCI і VPI комутатор повинен включити в заголовки осередків перш ніж їх передати.
Формат даних.
Пакет АТМ, визначений спеціальним підкомітетом ANSI, повинен містити 53 байти: 5 байтів зайнято заголовком, останні 48 – змістовна частина пакету.
Рис. 1.9. Будова кадру АТМ
На малюнку показані поля заголовка АТМ – осередків, що мають інтерфейс користувача з мережею (UNI – User-to-Network Interface) і інтерфейс між мережами (NNI – Network-to-Node Interface або Network-to-Network Interface).
Поле загального управління потоком (GFC – Generic Flow Control) складається з 4 битий і використовується тільки в UNI для управління трафіком і запобігання перевантаженню. Для NNI це поле не визначене, а його біти використовуються для розширення поля ідентифікатора віртуальних шляхів.
Рис. 1.10. Типи заголовків пакету даних в АТМ
Поле VPI використовується для позначення віртуальних шляхів і складається з: 8 бітів в UNI і 12 бітах в NNI. Це поле ще не визначене ні C 1992 г.ITU-T, ні організацією АТМ Forum.
Поле ідентифікатора віртуального каналу складається з 16 бітів. Значення полів VPI і VCI встановлюються кінцевими пристроями при запиті з'єднання.
Поле ідентифікатора корисного навантаження (PTI – Payload Type Identification) складається з 3 бітів і використовується для позначення типу корисного навантаження осередку, а також для позначення процедур, що управляють. У специфікаціях, що знаходяться у стадії розробки, АТМ Forum збирається виділити перший біт для позначення перевантаження, другий біт для управління мережею, а третій – для індикації помилки.
Ознака втрати пріоритету осередку (CLP – Cell Loss Priority) – це 1 битий, який визначає можливість втрати осередком свого пріоритету. Якщо осередок можна відкинути із-за перевантаження, цей біт встановлюється в 1; якщо на комутаторі виникає перевантаження, він викидає всі осередки, у яких цей біт встановлений. В результаті при перевантаженні мережі пріоритет віддається певним типам осередків, що переносять, наприклад, відеоінформацію.
Контрольна сума заголовка (HEC – Header Error Check) – це восьмирозрядний циклічний надмірний код, який обчислюється по всіх полях АТМ, – заголовка. Такий метод контролю помилок дозволяє виявити всі однорозрядні помилки і частину багато розрядних. Контроль помилок в роботі АТМ має дуже велике значення, оскільки помилка в VPI/VCI може викликати спотворення даних в інших віртуальних каналах.
Віртуальний канал АТМ – це з'єднання між двома кінцевими станціями АТМ, яке встановлюється на час їх взаємодії. Віртуальний канал є двонаправленим; це означає, що після встановлення з'єднання кожна кінцева станція може як посилати пакети іншої станції, так і отримувати їх від неї.
Є три типи віртуальних каналів:
постійні віртуальні канали (PVC – Permanent Virtual Circuits);
комутовані віртуальні канали (SVC – Switched Virtual Circuits);
інтелектуальні постійні віртуальні канали (SPVC – Smart Permanent Virtual Circuits).
PVC – це постійне з'єднання між двома кінцевими станціями, яке встановлюється уручну в процесі конфігурації мережі. Користувач повідомляє провайдера АТМ-УСЛУГ або мережевого адміністратора, які кінцеві станції мають бути сполучені, і він встановлює PVC між цими кінцевими станціями.
PVC включає кінцеві станції, середовище передачі і всі комутатори, розташовані між кінцевими станціями. Після установки PVC для нього резервується певна частина смуги пропускання, і двом кінцевим станціям не потрібно встановлювати або скидати з'єднання.
SVC встановлюється в міру необхідності – всякий раз, коли кінцева станція намагається передати дані іншої кінцевої станції. Коли відправляюча станція запрошує з'єднання, мережа АТМ поширює адресні таблиці і повідомляє цю станцію, які VCI і VPI мають бути включені в заголовки осередків. Через довільний проміжок часу SVC скидається.
SVC встановлюється динамічно, а не уручну. Для нього стандарти передачі сигналів рівня АТМ визначають, як кінцева станція повинна встановлювати, підтримувати і скидати з'єднання. Ці стандарти також регламентують використання кінцевою станцією при встановленні з'єднання параметрів QOS з рівня адаптації АТМ.
Крім того, стандарти передачі сигналів описують спосіб управління трафіком і запобігання «заторам»: з'єднання встановлюється тільки в тому випадку, якщо мережа в змозі підтримувати це з'єднання. Процес визначення, чи може бути встановлене з'єднання, називається управлінням визнанням з'єднання (CAC – Connection Admission Control).
SPVC – це гібрид PVC і SVC. Подібно PVC, SPVC встановлюється уручну на етапі конфігурації мережі. Проте провайдер АТМ-УСЛУГ або мережевий адміністратор задає тільки кінцеві станції. Для кожної передачі мережа визначає, через які комутатори передаватимуться осередки.
Велика частина раннього устаткування АТМ підтримувала тільки PVC. Підтримка SVC і SPVC починає реалізовуватися тільки зараз.
PVC мають дві переваги над SVC. Мережа, в якій використовуються SVC, повинна витрачати час на встановлення з'єднань, а PVC встановлюються заздалегідь, тому можуть забезпечити вищу продуктивність. Крім того, PVC забезпечують кращий контроль над мережею, оскільки провайдер АТМ-УСЛУГ або мережевий адміністратор може вибирати шлях, по якому передаватимуться кадри.
Проте і SVC мають ряд переваг перед PVC. Оскільки SVC встановлюється і скидається легше, ніж PVC, то мережі, використовуючі SVC, можуть імітувати мережі без встановлення з'єднань. Ця можливість виявляється корисною в тому випадку, якщо ви використовуєте додаток, який не може працювати в мережі зі встановленням з'єднань. Крім того, SVC використовують смугу пропускання, тільки коли це необхідно, а PVC винні постійно її резервувати на той випадок, якщо вона знадобиться. SVC також вимагають меншої адміністративної роботи, оскільки встановлюються автоматично, а не уручну. І нарешті, SVC забезпечують відмовостійку: коли виходить з ладу комутатор, що знаходиться на шляху з'єднання, інші комутатори вибирають альтернативний шлях.
В деякому розумінні SPVC володіє кращими властивостями цих двох видів віртуальних каналів. Як і у випадку з PVC, SPVC дозволяє заздалегідь задати кінцеві станції, тому їм не доводиться витрачати час на встановлення з'єднання кожного разу, коли одна з них повинна передати осередки. Подібно SVC, SPVC забезпечує відмовостійку. Проте і SPVC має свої недоліки: як і PVC, SPVC встановлюється уручну, і для нього необхідно резервувати частину смуги пропускання – навіть якщо він не використовується.
Стандарти встановлення з'єднання для рівня АТМ також визначають віртуальні шляхи (Virtual Path). Тоді як віртуальний канал – це з'єднання, встановлене між двома кінцевими станціями на час їх взаємодії, віртуальний шлях – це шлях між двома комутаторами, який існує постійно, незалежно від того, чи встановлено з'єднання. Іншими словами, віртуальний шлях – це шлях, що «запам'ятав», по якому проходить весь трафік від одного комутатора до іншого.
Коли користувач запрошує віртуальний канал, комутатори визначають, який віртуальний шлях використовувати для досягнення кінцевих станцій. Поодинці і тому ж віртуальному шляху в один і той же час може передаватися трафік більш ніж для одного віртуального каналу. Наприклад, віртуальний шлях із смугою пропускання 120 Мбіт/с може бути роздільний на чотири одночасні з'єднання по 30 Мбіт/с кожен.
2.
Розробка проекту комп'ютерної мережі авіакомпанії
«Північна компанія»
2.1 Вибір параметрів функціонування комп'ютерної мережі
2.1.1 Початкові дані
До складу авіакомпаніївходить 3 філії, які розташовані в наступних містах: Донецьк, Харків, Львів. У кожній філії є видалені офіси. Початкові дані про склад авіакомпанії «Північна компанія» приведені в табл. 2.1.
Таблиця 2.1
Головний корпус м. Арсенальна |
Корпуси (Оболонь, Коцюбинського, Бориспіль) |
|||
| Корпуси | Відділи | Комп'ютери | Відділи | Комп'ютери |
| 1 | 10 | 500 | 3–4 | 100–150 |
| Філії авіакомпанії (Донецьк, Харків, Львів) | |
| Відділи | Комп'ютери |
| 2–3 | 60 |
В процесі розробки проекту комп'ютерної мережі мають бути вирішені наступні завдання:
1. Розподілити всі комп'ютери авіакомпанії, у тому числі і у філіях.
2. Розробити загальну схему IP-адресации. У адміністративних мережах всі комп'ютери повинні мати статичні адреси, а в мережах загального користування – динамічні.
3. Вибрати і обгрунтувати операційну систему, використовувану в КИЦЬ, мережеву операційну систему, СУБД, бухгалтерські програми, програмне забезпечення і т.д.
4. Визначити число і типи серверів, використовуваних в ГКМ, а також місця їх розташування.
5. Вибрати і обґрунтувати типи каналів зв'язку між корпусами центрального офісу, між центральним офісом і філіями і між філіями і видаленими офісами авіакомпанії.
6. Провести вибір активного комунікаційного устаткування, такого як маршрутизатори, комутатори, модеми і визначити місця їх розташування.
7. Розробити списки управління доступом до мережевих ресурсів і Internet, зважаючи на той факт, що доступ до комп'ютерів адміністративної групи має бути обмежений, а деяким з них має бути обмежений доступ в Internet.
8. Розробити структурну схему ГКМ авіакомпанії.
9. Взяти до уваги можливість 100% зростання локальних мереж. Смуга пропускання каналу до кожного хосту повинна складати не менше 1 Мбіт/с, а до кожного сервера не менше 100 Мбіт/с в межах локальної мережі.
10. Передбачити забезпечення доступу до Internet з будь-якого комп'ютера ГКМ, окрім комп'ютерів бухгалтерії і економічного відділу.
2.1.2 Розрахунок кількості хостів в комп'ютерній мережі
Розділимо всі комп'ютери на дві групи: адміністративну і загального користування.
Таблиця 2.2. Центральний офіс
Назва відділу |
Кількість хостів | Номер корпусу | Група |
| Відділ маркетингу | 15 | головний | Адміністративна |
| Відділ планування | 75 | головний | Адміністративна |
| Бухгалтерія | 25 | головний | Адміністративна |
| Лабораторія | 30 | головний | Адміністративна |
| IT відділ | 20 | головний | Адміністративна |
| Склад авіаційного устаткування | 40 | 1 | Адміністративна |
| Ремонтні цехи | 35 | 2 | Адміністративна |
| Ремонтні цехи | 35 | 3 | Адміністративна |
| Комп'ютерні класи підготовки льотного складу | 152 | головний |
Загального користування |
| *Сервера | 8 | головний | |
| Разом: | 400 |
Таблиця 2.3. Філія
| Назва відділу | Кількість хостів | Група |
| Відділ планування | 60 | Адміністративна |
| IT відділ | 20 | Адміністративна |
| Бухгалтерія | 30 | Адміністративна |
| Комп'ютерні класи підготовки льотного складу | 80 | Загального користування |
| Разом: | 190 |
Таблиця 2.4. Видалений офіс
| Назва відділу | Кількість хостів | Група |
| Відділ планування | 2 | Адміністративна |
| IT відділ | 1 | Адміністративна |
| Бухгалтерія | 1 | Адміністративна |
| Разом: | 4 |
2.1.3 Розрахунок адресного простору IP-адрес
Адміністративній групі комп'ютерів привласнимо статичні адреси, які привласнюються комп'ютеру у ручну. Він прописується адміністратором мережі в налаштуваннях протоколу TCP/IP на кожному комп'ютері мережі і жорстко закріплюється за комп'ютером.
Перевага: постійна відповідність IP-адресов певним комп'ютерам. Це дозволяє, наприклад, заборонити певному комп'ютеру виходити в Інтернет, або визначити, з якого комп'ютера виходили в Інтернет і тому подібне
У привласненні статичних адрес комп'ютерам є певні недоліки:
адміністратор мережі повинен вести облік всіх використовуваних адрес, щоб виключити повтори;
при великій кількості комп'ютерів в локальній мережі установка і налаштування IP-адресів віднімають багато часу.
Діапазон 172.16.0.0 виділимо під активне мережеве устаткування.
Таблиця 2.5. IP-адресація корпоративної мережі
| Назва відділу | К-ть хостів | IP-адрес підмережі або діапазон | Примітка |
| Відділ маркетингу | 15 | 172.16.1.0/24 | |
| Відділ планування | 85 | 172.16.2.0/24 | |
| Бухгалтерія | 25 | 172.16.3.0/24 | |
| IT-відділ | 10 | 172.16.4.0/24 | |
| Лабораторія | 30 | 172.16.5.0/24 | |
| Склад | 40 | 172.16.6.0/24 | |
| Ремонтні цехи | 35 |
172.16.7.0/24 |
|
Філія 1 |
190 | 172.16.9.0/24 172.16.10.0/24 |
172.16.10.0 – активне мережеве устаткування |
| Філія 2 | 190 | 172.16.11.0/24 172.16.12.0/24 |
172.16.12.0 – активне мережеве устаткування |
Філія 3 |
190 | 172.16.13.0/24 172.16.14.0/24 |
172.16.14.0 – активне мережеве устаткування |
| Видалений офіс 1 | 4 |
172.16.17.0/24 |
|
| Видалений офіс 2 | 4 | 172.16.18.0/24 | |
| Видалений офіс 3 | 4 | 172.16.19.0/24 | |
| Видалений офіс 4 | 4 | 172.16.20.0/24 |
Для групи загального користування привласнимо динамічні IP-адреса 172.16.8.0/24, тобто адреса призначається автоматично службою DHCP в цьому діапазоні. При кожному підключенні комп'ютера до локальної мережі адреса може мінятися, але завжди залишатися в межах заданого діапазону. Функція автоматичного призначення IP-адреса гарантує унікальність видаваної IP-адреса. У мережах, керованих сервером, динамічна IP-адрес призначається спеціальною серверною службою DHCP, що входить до складу Windows Server 2003. Сервер, на якому працює ця служба, називається DHCP-сервер. Комп'ютер, одержуючий IP-адрес з мережі, називається DHCP-клієнт.
2.1.4 Вибір і обґрунтування програмного забезпечення
комп'ютерної мережі авіакомпанії
Будь-яка ГКМ може бути представлена у вигляді п'ятирівневої ієрархічної моделі. Верхній рівень утворює прикладне програмне забезпечення (ПЗ), наступний – платформене ПЗ, третій – операційні системи (ОС), четвертий і п'ятий, – апаратні засоби і корпоративна мережа.
У прикладний рівень входять системи управління ресурсами підприємства, підтримки ухвалення рішень, автоматизації проектно-конструкторскої діяльності, управління виробничим процесом і високорівневі засоби розробки додатків. Під додатком розуміється програмне забезпечення, яке безпосередньо потрібне користувачеві, наприклад бази даних, електронна пошта, електронний документообіг і так далі
Основу платформеного ПЗ складають системи управління базою даних (СУБД) – Data Base Management System і орієнтовані на певну архітектуру інструментальні засоби розробки додатків.
Як основна СУБД візьмемо Oracle, оскільки вона зарекомендувала себе як надійна, швидка, масштабованою і програмованою системою управління базою даних. Дозволяє розробляти додатки як рівня невеликої робочої групи, так і рівня величезного підприємства з тисячами користувачів, террабайтними базами, розміщеними в різних будівлях і навіть країнах. Засоби Oracle дозволяють надійно захистити ці дані, забезпечити їх цілісність і несуперечність. При підвищенні навантаження на додаток можна замінити сервер могутніший, додати ще один сервер, винести частину обробки в інший вузол і так далі Oracle підтримує всі основні стандарти [1]. За наслідками тестів в комбінації сервера HP і СУБД Oracle належать кращі результати продуктивності оперативної обробки транзакцій (OLTP) серед всіх одиночних систем під управлінням Linux і UNIX. Призначений для користувача інтерфейс розробляється за допомогою пакету Oracle Forms. Використовуватимемо сервер HP Proliant DL380 G5 Server (458562–421) зі встановленою операційною системою UNIX.
Основною обліковою програмою буде «1C: Управление виробничим підприємством 8» – це комплексне прикладне рішення, що охоплює основні контури управління і обліку на виробничому підприємстві. Рішення дозволяє організувати комплексну інформаційну систему, відповідну корпоративним, російським і міжнародним стандартам і забезпечуючу фінансово-господарську діяльність підприємства. Прикладне рішення створює єдиний інформаційний простір для відображення фінансово-господарської діяльності підприємства, охоплюючи основні бізнес-процеси. В той же час чіткий розмежовується доступ до відомостей, що зберігаються, а також можливості тих або інших дій залежно від статусу працівників. Забезпечена висока надійність і продуктивність прикладного рішення, масштабованість, побудова територіально розподілених систем, інтеграція з іншими інформаційними системами. Внутрішній устрій прикладного рішення повністю відкрито для вивчення і налаштування під специфічні потреби підприємства [2]. «1C: Управление виробничим підприємством 8» може використовуватися у ряді підрозділів і служб виробничих підприємств, включаючи дирекцію, відділ планування, відділ маркетингу, виробничі цехи, бухгалтерію, склад. Для реалізації роботи в 1С використовуватимемо сервер HP Proliant DL380 G5 Server (458562–421) зі встановленою MS SQL Server 2000 і операційною системою MS Windows Server 2003 Standard Edition
На FTP, WEB, DHCP серверах стоятиме операційна система Microsoft Windows 2003 Server.
На робочих станціях використовуватимемо операційну систему Windows XP professional.
Як email-сервера використовуваний Microsoft Exchange Server 2007 – надійне і масштабоване рішення для обміну повідомленнями і спільної роботи, що дозволяє безпечно відправляти і одержувати листи як усередині організації, так і поза нею [3].
Як засіб управління, адміністрування і конфігурації налаштуваннями Інтернет використовуватимемо ISA 2006 (Internet Security and Acceleration Server 2006) Enterprise Edition. ISA Server 2006 є міжмережевим екраном з інтегрованими сервісами, який дозволяє захистити ІТ-середовище від погроз, що поступають через Інтернет, одночасно забезпечуючи користувачам швидкий і безпечний видалений доступ до додатків і даних [4].
2.1.5 Вибір оптимальної кількості і типів серверів
Описавши всі необхідні програмні засоби, тепер нам необхідно підсумувати кількість серверів: WEB-server, FTP-server, E-mail, Database server Oracle, Files server, 1C-server, DHCP-server, Контроллер домена, Backup Server.
Технічні характеристики серверів, використовувані в ГКМ, можуть істотно різнитися. Так, наприклад, як сервер баз даних, як правило, використовуються багатопроцесорні UNIX-сервери компаній HP і Sun Microsystems, а в деяких випадках – мейнфрейми компанії IBM. У теж час сервер друку може бути реалізований на РС з середніми характеристиками. Наприклад, сервером 1С буде Сервер HP Proliant DL160R05 / 445198–421, основні характеристики якого перерахованих в табл. 2.6.
Таблиця 2.6. Загальні характеристики Сервера HP Proliant DL160R05
| Форм – фактор | Rack 1U |
| Потужність блоку живлення, Вт | 650 Вт |
| Максимальна кількість блоків живлення, шт | 1 |
| Тип процесора | Четирех'ядерний процесор Intel® Xeon® E5472 |
| Частота процесора, Ггц | 3 Ггц |
| Встановлене (макс. можлива кількість) процес | 1 (2) |
| Частота системної шини, Мгц | 1333 Мгц |
| Кеш-пам'ять 2-го рівня | 12 Мб |
| Відео адаптер | інтегрований |
| Чіпсет | Intel® 5400 |
| Об'єм оперативної пам'яті, Мб | 8 Гб |
| Тип оперативної пам'яті | Пам'ять PC2–5300 (DDR2–667) і PC2–6400 (DDR2–800) |
| Колічство слотів | 8 |
| Типи жорстких дисків | SATA 500 Гб, 3,5» без гарячої заміни |
| Контроллер жорстких дисків | Контроллер HP Embedded SATA RAID |
| RAID | 1/0 |
| Швидкість обертання жорсткого диска | 7 200 об/мин |
| Ціна | 2300 долл. |
На даний момент часу ми маємо 25000 облікових записів, враховуючи, що 1 обліковий запис має об'єм 10 мб, робимо вивід, що нам потрібний жорсткий диск розміром мінімум 250Гб. Передбачається, що дана реалізація мережі функціонуватиме як мінімум 7–10 років і що кількість облікових записів з кожним роком зростає на 30%, у зв'язку з цим зробимо невеликий розрахунок, за допомогою якого ми зможемо вибрати об'єм жорсткої пам'яті на сервері (см. табл. 2.7).
Таблиця 2.7. Розрахунок займаного місця облікових записів на 10 років
| Рік | Об'єм займаного місця, Гб. |
| 2009 | 250 |
| 2010 | 325 |
| 2011 | 423 |
| 2012 | 549 |
| 2013 | 714 |
|
>2014 |
928 |
| 2015 | 1206 |
| 2016 | 1568 |
| 2017 | 2039 |
| 2018 | 2651 |
| 2019 | 3446 |
З приведеної вище таблиці, ми бачимо, що жорсткого диска на даному сервері нам вистачить рік на 3, не більше, тому для збільшення об'єму жорсткого диска на даному сервері можна використовувати HP Harddisk 1000Gb (454146-B21) (див. таблиці. 2.8). Розміру цього жорсткого диска нам вистачить до 2014 року, на даний момент максимальний розмір 1Тб, думаю що через пару років можливо буде вже купити жорсткий диск розміром 5Тб, що буде достатнє для організації даної мережі на 10 і більше років.
Таблиця 2.8. Загальні характеристики HP Harddisk (454146-B21)
| Розмір жорсткого диска | 1000 Gb |
| Інтерфейс HDD | LFF SATA Midline HDD (3,5») |
| Гаряча заміна | Hot Plug |
| Швидкість обертання | 7200 о./мин. |
| Ціна | 600 долл. |
У головному корпусі в Києві на 1 поверсі є серверна, де і розташовуватимуться всі сервери.
Робочі станції матимуть наступні технічні характеристики (см. табл. 2.9):
Таблиця 2.9. Загальні характеристики ПК HP DC5800 MT / AK819AW
| Тип процесора | Intel® Core™2 Duo processor E8400 – 3.0 GHz |
| Кеш-пам'ять 2-го рівня | 6 MB L2 cache, 1333 MHz front side bus |
| Чіпсет | Intel® Q33 Express |
| Тип відеоадаптера | інтегрована |
| Відеоадаптер | Intel® Graphics Media Accelerator 3100 |
| Об'єм оперативної пам'яті, Мб | DDR2-Synch DRAM PC-6400 – 2 x 1 GB |
| Максимальний об'єм оперативної пам'яті, Мб | 8 Гб |
| Об'єм жорсткого диска | 160 GB |
| Швидкість обертання жорсткого диска | 7200 rpm |
| Інтерфейс | SATA 3.0Gb/s NCQ SMART IV |
| Ціна | 900 долл. |
2.2 Технічні засоби функціонування комп'ютерної мережі
2.2.1 Вибір технології передачі даних
На структурній схемі (Рис. 2.1) зображена загальна схема розташування центрального офісу, філій і видалених офісів, з вказівкою відстані. Ми бачимо, що видалені офіси далеко знаходяться від філій. На структурній схемі (Рис. 2.2) зображено підключення до Internet за допомогою високошвидкісної технології передачі даних ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line – асиметрична цифрова абонентська лінія) – модемна технологія, призначена для вирішення проблеми останньої милі. Перетворить стандартні абонентські телефонні аналогові лінії в лінії високошвидкісного доступу. Основна перевага даної технології в тому, що немає необхідності прокладати кабель до абонента. Використовуються вже прокладені телефонні кабелі, на які встановлюються сплиттери для розділення сигналу на «телефонний» і «модемний». Для прийому і передачі даних використовуються різні канали: приймальний володіє істотно більшою пропускною спроможністю. Технологія ADSL використовується при побудові гібридних мереж, які включають і цифрові, і аналогові лінії передачі інформації, що означає можливість передачі аналогових сигналів звичайному телефонному зв'язку по тій же парі проводів, яка використовується для передачі потоку даних. Дана технологія є асиметричною, тобто швидкість передачі даних в напрямі від мережі до користувача значно вище, ніж швидкість передачі даних від користувача в мережу. Така асиметрія, у поєднанні із станом «постійно встановленого з'єднання» (коли виключається необхідність кожного разу набирати телефонний номер і чекати установки з'єднання), робить технологію ADSL ідеальною для організації доступу в мережу Інтернет, а також для доступу до локальних мереж (ЛВС) і т. п. При організації таких з'єднань користувачі зазвичай отримують набагато більший об'єм інформації, чим передають.
ADSL2 спеціально розроблявся для поліпшення швидкості і дальності ADSL, в основному для досягнення кращої продуктивності на довгих лініях з перешкодами. ADSL2 може досягати швидкостей прийому і передачі 12 Мбіт/с і 1 Мбіт/с відповідно, залежно від дальності і інших чинників. Це стало можливим завдяки використанню ефективніших методів модуляції, зменшенню кількості службової інформації, збільшенню ефективності кодування, і застосуванню розширених алгоритмів обробки сигналу. У даній роботі проектується підсистема кампусу, вона характеризується великою кількістю відгалужень кабелю. Кабель, використовуваний в такій проводці, повинен володіти зручністю прокладки в приміщеннях і зручністю виконання відгалужень. Корпуси центрального офісу сполучені між собою за допомогою волоконно-оптичної лінії зв'язку (ВОЛЗ) (Рис. 2.3) – це вид системи передачі, при якому інформація передається по оптичних діелектричних хвилеводах, відомих під назвою «оптичне волокно». ВОЛЗ в основному використовуються при побудові об'єктів, в яких об'єднується багатоповерхова будівля або будівля великої протяжності, а також при об'єднанні територіально-розрізнених будівель.
Переваги ВОЛЗ:
Широка смуга пропускання – обумовлена надзвичайно високою частотою 1014Гц, що несе. Це дає потенційну можливість передачі поодинці оптичному волокну потоку інформації в декілька терабит в секунду.
Мале загасання світлового сигналу у волокні. Мале загасання і невелика дисперсія дозволяють будувати ділянки ліній без ретрансляції протяжністю до 100 км. і більш.
Низький рівень шумів у волоконно-оптичному кабелі
Висока перешкодозахисна.
Мала вага і об'єм.
Висока захищеність від несанкціонованого доступу.
Гальванічна розв'язка елементів мережі
Тривалий термін експлуатації.
Рис. 2.1. Загальна схема розташування офісів
Рис. 2.2. Структурна схема організації
Рис. 2.3. Схема з'єднання корпусів центрального офісу
2.2.2 Вибір активноного комунікаційного устаткування
Центральний офіс в Києві складається з 4 корпусів, в кожному корпусі різна кількість робочих станцій. Розглянемо кожну будівлю окремо. На структурній схемі (Рис. 2.4) зображений головний корпус. У нім розташовується 8 серверів, 325 хостів з них 180 на 1-му поверсі і 145 на 2-му поверсі. Розглянемо докладніше активне комунікаційне устаткування. Сигнал від провайдера поступає на маршрутизатор Cisco 2821.
Маршрутизатор – це пристрій мережевого рівня еталонної моделі OSI, що використовує одну або більш за метрики для визначення оптимального шляху передачі мережевого трафіку на підставі інформації мережевого рівня. З цього визначення витікає, що маршрутизатор, перш за все, необхідний для визначення подальшого шляху даних, посланих у велику і складну мережу. Користувач такої мережі відправляє свої дані в мережу і указує адреса свого абонента. І все. Дані проходять по мережі і в крапках з розгалуженням маршрутів поступають на маршрутизатори, які якраз і встановлюються в таких крапках. Маршрутизатор вибирає подальший якнайкращий шлях. То, який шлях кращий, визначається кількісними показниками, які називаються метриками
. Кращий шлях – це шлях з найменшою метрикою. У метриці може враховуватися декілька показників, наприклад, довжина шляху, час проходження і так далі
Серія Cisco 2800 є маршрутизаторами з інтеграцією сервісів (ISR), оптимізовані для безпечної передачі даних, голосу і відео на швидкості каналу зв'язку. В порівнянні з серією Cisco 2600, серія Cisco 2800 забезпечує більш ніж п'ятикратне зростання продуктивності, нові інтегровані сервіси і значно збільшену щільність інтерфейсів при збереженні зворотної сумісності з більш ніж 90 існуючими модулями, доступними сьогодні для маршрутизаторів серії Cisco 1700 і 2600.
Серія Cisco 2800 відрізняється гнучкою модульною конструкцією. Маршрутизатори мають інтегровані засоби апаратного прискорення шифрування, забезпечують функціональність системи виявлення вторгнень і міжмережевого екрану. Основні характеристики вибраної моделі можна подивитися в таблиці 2.10.
Таблиця 2.10. Основні характеристики маршрутизатора Cisco 2821
| Cisco 2800 Series | Cisco2821 |
| Пам'ять DRAM | За умовчанням: 256 MB Максимум: 1 Gb |
| Пам'ять Compact Flash | За умовчанням: 64 MB Максимум: 256 |
| Вбудовані USB 1.1 ports | 2 |
| Вбудовані порти LAN | 2–10/100/1000 |
| Вбудований слот AIM | 2 |
| Кількість слотів для інтерфейсних модулів | 4 слота, всі слоти підтримують HWIC, WIC, VIC, або VWIC типи інтерфейсних модулів |
| Слоти для мережевих модулів | 1 слот, підтримує NM або модулі NME |
| Extension Voice Module Slot | 1 |
| PVDM (DSP) слоти на материнській платі | 3 |
| Вбудоване апаратне прискорення шифрування | Так |
| Вбудована підтримка VPN | DES, 3DES, AES 128, AES 192, AES 256 |
| Консольний порт управління | 1 |
| Auxiliary порт (up to 115.2 kbps) | 1 |
| Мінімальна версія ПО Cisco | 12.3 (8) T |
Маршрутизатор Cisco 2821 сполучений з комутатором 3 рівні Cisco Catalyst 3560G-48TS.
Мережевий комутатор або свитч (жарг. від англ. switch – перемикач) – пристрій, призначений для з'єднання декількох вузлів комп'ютерної мережі в межах одного сегменту. На відміну від концентратора, який поширює трафік від одного підключеного пристрою до всіх останніх, комутатор передає дані тільки безпосередньо одержувачеві. Це підвищує продуктивність і безпеку мережі, позбавляючи решту сегментів мережі від необхідності (і можливості) обробляти дані, які їм не призначалися. Комутатори підрозділяються на керованих і некерованих (найбільш прості). Складніші комутатори дозволяють управляти комутацією на канальному (другому) і мережевому (третьому) рівні моделі OSI.
Управління комутатором може здійснюватися за допомогою протоколу Web-интерфейса, SNMP, RMON (протокол, розроблений Cisco) і тому подібне Багато керованих комутаторів дозволяють виконувати додаткові функції: VLAN, QOS, агрегація.
Складні комутатори можна об'єднувати в один логічний пристрій – стік, з метою збільшення числа портів (наприклад, можна об'єднати 4 комутатори з 24 портами і отримати логічний комутатор з 96 портами).
Catalyst 3560 – серія комутаторів Ethernet з фіксованою конфігурацією, що підтримує стандарт IEEE 802.3af (Power over Ethernet), а також Cisco Inline Power (prestandart POE). Комутатори серії призначені для застосування на рівні доступу. Ідеально підходять організаціям, що використовують мережеву інфраструктуру для впровадження нових продуктів, наприклад IP телефонів, точок радіодоступу, систем управління будівлею, відеокамер і так далі.
Основні особливості:
Високошвидкісна маршрутизація трафіку: завдяки технології Cisco Express Forwarding (CEF) серія Catalyst 3560 забезпечує високопродуктивну маршрутизацію трафіку IP.
Висока безпека: підтримка протоколу 802.1х, функціональність Identity-Based Networking Services (IBNS), списки доступу для трафіку, комутованого на другому рівні (VLAN ACL), на третьому і четвертому рівнях (Router ACL).
Висока доступність: для захисту від збоїв внутрішніх блоків живлення комутатори підтримують резервну систему живлення Cisco Redundant Power System 675 (RPS 675).
Таблиця 2.11. Основні характеристики комутатора Cisco Catalyst серії 3560
| Catalyst 3560–24PS | Catalyst 3560–48PS | |
| Кількість портів Fast Ethernet 10/100 TX | 24 | 48 |
| Кількість портів Gigabit Ethernet SFP | 2 | 4 |
| Пропускна спроможність, Гбіт/с | 8,8 | 17,6 |
| Продуктивність маршрутизації, млн. пак/с | 6,6 | 13,1 |
| Тип ранков VLAN | 802.lq, ISL | |
| Тип ПЗ | SMI або EMI | |
| Об'єм flash-памяти, Мб | 16 | |
| Об'єм ОЗП, Мб | 128 | |
| Розміри (Вхшхг), дюймів | 1,73х7,50х11,81 | 1,73х17,50х14,85 |
На даному комутаторі третього рівня буде встановлено програмне забезпечення Enhanced Multilayer Software Image (EMI) – включає розширену підтримку QOS, списки доступу, можливість статичної маршрутизації і маршрутизації за допомогою протоколу RIP. Забезпечує розширену функціональність корпоративного класу, включаючи апаратну маршрутизацію одноадресного (unicast) і багатоадресного (multicast) трафіку IP, PBR, протокол WCCP.
Якщо подивитися на структурну схему (Рис. 2.4), ми бачимо, що комутатор третього рівня Catalyst 3560G-48TS сполучений з комутаторами другого рівня Catalyst 2950SX-48 (24) – Sl.
Комутатори серії Catalyst 2950 є сімейством комутаторів як з фіксованою конфігурацією, так і стекируемо. Комутатори мають порти Fast Ethernet і Gigabit Ethernet, призначені для підключення користувачів в мережах невеликого і середнього розмірів.
Основні особливості
Висока безпека: підтримуються функціональність Port Security, Private VLAN Edge, протокол 802.1x, аутентифікація користувачів на серверах TACACS+ або RADIUS. Серія Catalyst 2950 з ПЗ Enhanced Image (EI) також підтримує фільтрацію трафіку за допомогою апаратної реалізації параметрів управління доступом (ACP) на 2, 3 і 4 рівнях, списки доступу, засновані на часі або на значенні DSCP.
Розвинені засоби якості обслуговування (QOS): серія Catalyst 2950 EI підтримує класифікацію трафіку за полями DSCP або 802.1p (COS), а також по початкових і кінцевих адресах або портах TCP/UDP MAC, IP, полисинг і маркіровка вхідних пакетів, пріоритетну черговість і черговість WRR для витікаючих пакетів, функціональність AutoQoS.
Висока доступність: підтримка резервної системи живлення Cisco Redundant Power System 300 (RPS 300) або 675 (RPS 675), функціональність IGMP snooping, PER-VLAN Spanning Tree Plus, Multicast VLAN Registration (MVR), додаткова функціональність Spanning-Tree: PortFast, UplinkFast, BackboneFast.
Відмінна керованість: упроваджене в комутатор ПЗ Cisco CMS дозволяє управляти до 16 комутаторами за допомогою стандартного web-браузера незалежно від їх фізичного розташування, функціональність Cisco Express Setup, підтримка управління за допомогою SNMP-платформ, таких як CiscoWorks for Switched Internetworks, підтримка SNMP і Telnet, RMON, SPAN, NTP, TFTP.
На даному комутаторі другого рівня буде встановлено програмне забезпечення Enhanced Image (EI) – забезпечує базову функціональність Cisco IOS для передачі даних, голосу і відео. Також забезпечує розширену функціональність в області якості обслуговування (QOS), безпеки і доступності.
Таблиця 2.12. Основні характеристики серії комутаторів Catalyst 2950
| Catalyst 2950SX-24 | Catalyst 2950SX-48 | |
| Кількість портів Fast Ethernet 10/100TX | 24 | 48 |
| Кількість портів Gigabit Ethernet | 2 (1000SX) | 2 (10/100/1000) |
| Пропускна спроможність, Гбіт/с | 8,8 | 13,6 |
| Тип транков VLAN | 802.1q | |
| Об'єм flash-памяти, Мб | 8 | |
| Об'єм ОЗП, Мб | 16 | |
| Розміри (У х Ш х Грама), дюймів | 1,72x17,5x9,52 | 1,72x17,5x13 |
| Тип ПЗ | Standard Image (SI) | |
Рис. 2.4. З'єднання устаткування в головному корпусі
На структурній схемі (Рис. 2.5) зображений корпус №1 (Коцюбинського) на території, якого розташовуються склади авіаційного устаткування, загальна кількість яких 5, розрізняються продукцією, що зберігається. З кожної робочої станції є доступ в 1С, електронна пошта, FTP, вихід в Інтернет. У кожному приміщенні є свій мережевий принтер. Використовується мережевий кабель у вигляді екранованої витої пари, встановлено два комутатори другого рівня Catalyst 2950SX-48-Sl, сполучені з комутаторами третього рівня Catalyst 3560G-48TS.
Допускаються два варіанти під'єднування комутаторів Catalyst 2950SX-48-Sl:
підключення обох комутаторів другого рівня Catalyst 2950SX-48-Sl від комутатора Catalyst 3560G-48TS безпосередньо;
від комутатора третього рівня (Catalyst 3560G-48TS) підключити один комутатор Catalyst 2950SX-48-Sl і через нього підключити другий комутатор Catalyst 2950SX-48-Sl. Це можливо оскільки окрім 48 портів для користувачів є ще два гигабитних порта. У перший з них підключається 3560G, в другій – ще один 2950.
При підключенні другим способом знижується відмовостійка мережі (при виході з ладу 2950, другий, підключений до нього, теж буде недоступний), і пропускна спроможність виходить менше, але варіант цілком робочий. Виходячи з перерахованих мінусів, вибираємо перший спосіб підключення, зображений на структурній схемі.
На структурній схемі (Рис. 2.6) зображений мережа корпусу №2, яка посоставу технічних засобів і організаційній структурі едентична з мережею в корпусі №3. На території корпусів розташовуються ремонтні цехи, по 4 цехи в корпусі. З кожної робочої станції є доступ в 1С, електронна пошта, FTP, вихід в Інтернет. У кожному приміщенні є свій мережевий принтер. Використовується мережевий кабель у вигляді екранованої витої пари, встановлено чотири комутатори другого рівня Catalyst 2950SX-48 (24) – Sl (один 24 портовий, і три 12 портових), сполучені з коммутатороами третього рівня Catalyst 3560G-48TS.
Рис. 2.5. З'єднання устаткування в корпусі №1
Так само в кожному корпусі знаходитися Backup Server, що виконує роль вторинного контроллера домена і що відповідає за резервне копіювання інформації, сполучений безпосередньо з комутатором третього рівня Catalyst 3560G-48TS.
Backup Server – це надання місця на спеціальному сервері зберігання даних (бэкап-сервере) під періодичне резервне копіювання критичних даних. Підвищення надійності зберігання даних користувачів, що орендують або мають інтернет сервери – головна перевага. Використання Backup Server гарантує збереження інформації у разі втрати даних, збоївши або виходу з ладу основного сервера.
Основні переваги використання серверів резервного копіювання (Backup Server) в порівнянні з резервуванням даних на магнітну стрічку: висока швидкість доступу до копій даних;
короткий час відновлення даних з сервера резервного копіювання;
можливість користуватися архівом даних у будь-який час самостійно, без допомоги провайдера.
Рис. 2.6. З'єднання устаткування у в корпусах №2 і №3
Розглянемо докладніше активне комунікаційне устаткування у філіях. Кількість робочих станцій в них однакова, підключення у всіх аналогічне, тому досить розглянути який-небудь одна філія, наприклад в м. Львові. На структурній схемі (Рис. 2.7) зображено підключення активного мережевого устаткування і робочих станцій (190 хостов). Сигнал від провайдера поступає на маршрутизатор Cisco 2811.
Серія Cisco 2800 є маршрутизаторами з інтеграцією сервісів (Integrated ServicesRouters, ISR), оптимізовані для безпечної передачі даних, голосу і відео на швидкості каналу зв'язку. В порівнянні з серією Cisco 2600, серія Cisco 2800 забезпечує більш ніж п'ятикратне зростання продуктивності, нові інтегровані сервіси і значно збільшену щільність інтерфейсів при збереженні зворотної сумісності з більш ніж 90 існуючими модулями, доступними сьогодні для маршрутизаторів серіїв Cisco 1700 і 2600.
Серія Cisco 2800 відрізняється гнучкою модульною конструкцією. Маршрутизатори мають інтегровані засоби апаратного прискорення шифрування, забезпечують функціональність системи виявлення вторгнень і міжмережевого екрану. Велика кількість різних типів інтерфейсів і запас продуктивності створюють основу для подальшого розширення мережі і впровадження майбутніх застосувань.
Основні можливості (див. таблиці. 2.13):
Підтримка повного спектру функцій ПЗ Cisco IOS ТМ.
Вбудовані засоби апаратного прискорення шифрування (DES, 3DES, AES 128, AES 192, AES 256; підтримуються у версіях ПЗ Cisco IOS Software з функціональністю забезпечення мережевої безпеки).
Вбудовані порти Fast Ethernet 10/100 (у Cisco 2801 і 2811.
Інтегрований асинхронний порт (AUX) підтримує з'єднання на швидкості до 115,2 кбит/с.
ПЗ Cisco Router and Security Device Manager (SDM) спрощує конфігурацію і моніторинг маршрутизатора.
Підтримка функціональності Network Admission Control для надання доступу в мережу тільки хостам, відповідним корпоративній політиці безпеки.
Обмежена підтримка функціональності MPLS VPN.
У маршрутизаторах серії Cisco 2800 використовуються модулі, загальні для серії Cisco 1700, 1800, 2600, 3600, 3700 і 3800.
Таблиця 2.13. Основні характеристики маршрутизатора серії 2811
| Модель | Вбудовані порти LAN | Слоти розширення | Пам'ять, Мб (стандартная / макс.) |
|
| DRAM | Flash | |||
Cisco 2811 |
2 10/100ТХ |
4 слота, всі слоти підтримують HWIC, WIC, VIC, або VWIC типи інтерфейсних модулів | 256/768 | 64/128 |
Розглянемо докладніше активне комунікаційне устаткування у видалених офісах. Кількість робочих станцій в них однакова, підключення у всіх аналогічне, тому досить розглянути який-небудь один видалений офіс. На структурній схемі (Рис. 2.8) зображено підключення активного мережевого устаткування і робочих станцій (4 хоста). Сигнал від провайдера поступає на маршрутизатор Cisco 1801.
Cisco 1800 – це серія маршрутизаторів початкового рівня з інтеграцією сервісів (Integrated Services Routers, ISR). Маршрутизатори серії Cisco 1800 забезпечують більш ніж п'ятикратне зростання продуктивності в порівнянні з попередньою серією Cisco 1700 і значне збільшення щільності інтерфейсів при збереженні зворотної сумісності з більш ніж 30 інтерфейсними модулями WIC і VWIC для маршрутизаторів Cisco 1700.
Рис. 2.7. З'єднання устаткування у філіяхОсновні можливості Cisco 1800:
Підтримка повного спектру функцій ПЗ Cisco IOSTM.
Вбудовані засоби апаратного прискорення шифрування (DES, 3DES, AES 128, AES 192, AES 256; підтримуються у версіях ПЗ Cisco IOS Software з функціональністю забезпечення мережевої безпеки).
Вбудовані порти Fast Ethernet 10/100.
Внутрішнє гніздо розширення (AIM) для установки сервісних модулів.
Інтегрований асинхронний порт (AUX) підтримує з'єднання на швидкості до 115,2 кбит/с.
Підтримка функціональності Network Admission Control для надання доступу в мережу тільки хостам, відповідним корпоративній політиці безпеки.
Таблиця 2.14. Технічні характеристики серії маршрутизаторів Cisco 1800
| Модель | Порти ЛВС 10/100 Мбіт/с | BRI | ADSL | Ethernet | Безпровідною доступ |
| Cisco 1801 / 1801-W | 1/1 | 1/1 | 1/1 POTS | 8/8 | -/802.11abg |
Рис. 2.8. З'єднання устаткування у видалених офісах
2.2.3 Списки управління доступом
Списки управління доступом є набором інструкцій, вживаних до інтерфейсу маршрутизатора. Вони указують маршрутизатору, які пакети слід прийняти, а які відкинути. Рішення про це може ґрунтуватися на певних критеріях, таких як адреса джерела, адреса одержувача або номер порту.
На практиці командами списків управління доступом є довгі символьні рядки. Основними завданнями, вирішення яких описане в цьому розділі, є наступні:
Створення ACL в звичайному процесі установки глобальної конфігурації маршрутизатора.
Завдання номера ACL від 1 до 99 указує маршрутизатору на створення стандартного списку. При вказівці номера від 100 до 199 створюється розширений ACL.
При створенні ACL необхідно ретельно відбирати необхідні директиви і дотримувати їх логічну послідовність. Мають бути вказані допустимі IP-протоколи; всім даним інших протоколів повинно бути відмовлено в допуску.
Необхідно вибрати IP-протоколи, що перевіряються; решта всіх протоколів перевірятися не будуть. Надалі для більшої точності можна буде також вказати порт одержувача.
Фільтрація з використанням IP-адреса здійснюється за допомогою маски адреса, яка задає спосіб перевірки відповідних бітів адреси.
На маршрутизаторі необхідно закрити доступ в Інтернет всім користувачам з бухгалтерії і декільком робочим станціям у відділі маркетингу в діапазоні адресів 172.16.1.3–72.16.1.8. Для цього виконуємо на маршрутизаторі наступні команди:
access-list extended INET deny 172.16.3.0 0.0.0.255 any
access-list extended INET deny host 172.16.1.3 0.0.0.255 any
access-list extended INET deny host 172.16.1.4 0.0.0.255 any
access-list extended INET deny host 172.16.1.5 0.0.0.255 any
access-list extended INET deny host 172.16.1.6 0.0.0.255 any
access-list extended INET deny host 172.16.1.7 0.0.0.255 any
access-list extended INET deny host 172.16.1.8 0.0.0.255 any
access-list extended INET allow ip any any
ip access-group INET out
або
access-list extended INET deny 172.16.3.0 0.0.0.255 any
access-list extended INET deny 172.16.1.3 0.0.0.8 any
access-list extended INET allow ip any any
ip access-group INET out
2.3 Моделювання гетерогенної комп’ютерної
мережі авіакомпанії
«Північна компанія»
2.3.1 Програмний пакет проектування і моделювання гетерогенних комп'ютерних мереж NetCracker Professional
Призначення системи:
автоматизоване проектування і моделювання локальних і корпоративних комп'ютерних мереж в цілях мінімізації витрат часу і засобів на розробку, верифікацію проектів.
Функції:
створення проекту мережі; анімаційне моделювання мережі; моделювання трафіку мережі і збір статистики; створення багаторівневих мережевих проектів; вибір оптимальних компонентів мережі; використання бази даних мережевих компонентів; інтерактивне проектування мережі.
Система є CASE-средства автоматизованого проектування, моделювання і аналізу комп'ютерних мереж з метою мінімізації витрат на розробку мереж і підготовку проектної документації. Дозволяє провести експерименти, результати яких можуть бути використані для обгрунтування вибору типу мережі, середовищ передачі, мережевих компонент устаткування і програмно-математичного забезпечення. Програмні засоби NetCracker дозволяють виконати збір відповідних даних про існуючу мережу без останову її роботи, створити проект цієї мережі і виконати необхідні експерименти для визначення граничних характеристик, можливості розширення, зміни топології і модифікації мережевого устаткування з метою подальшого її вдосконалення і розвитку.
За допомогою NetCracker можна проектувати комп'ютерні мережі різного масштабу і призначення: від локальних мереж, що налічують декілька десятків комп'ютерів, до міждержавних глобальних мереж, побудованих з використанням супутникового зв'язку.
У складі програмного забезпечення NetCracker є могутня база даних мережевих пристроїв провідних виробників: робочих станцій, серверів, середовищ передачі, мережевих адаптерів, повторителей, мостів, комутаторів, маршрутизаторів, використовуваних для різних типів мереж і мережевих технологій.
У випадку якщо розробника мережі не задовольняють запропоновані варіанти устаткування, за допомогою NetCracker можна самому створювати нові пристрої на базі аналогів або ж унікальні з абсолютно новими характеристиками.
NetCracker дозволяє розробляти багаторівневі проекти із заданим проектувальником ступенем деталізації; при цьому є достатньо зручний інтерфейс і засоби швидкого перегляду всіх рівнів проекту.
Для реалізацій функцій імітаційного моделювання у складі NetCracker передбачені засоби завдання характеристик трафіків різних протоколів; засоби візуального контролю заданих параметрів; засоби накопичення статистичної інформації і формування звітної документації про проведені експерименти.
Таким чином, NetCracker – інструмент моделювання, який дозволяє провести моделювання мережі в динаміці, з використанням інтелектуальної анімації. Даний інструмент надає базу даних з тисячами мережевих пристроїв, break/restore функції, автоматичну перевірку з'єднань, і графічний інтерфейс (drag-and-drop), що дозволяє легко проектувати мережі. Після проектування мережі, ми можемо легко перевіряти її роботу, використовуючи NetCracker simulation engine і статистичні дані. Одна з багатьох особливостей NetCracker – це Device Factory Wizard, що дає вам можливість визначення нових мережевих пристроїв і приєднання їх до ваших проектів. Використовуючи NetCracker, ми можемо, перепланувати мережу – в результаті отримуючи значне зменшення мережі, часу простою і збільшення швидкості роботи. Вікно програми показане на малюнку 2.9.
Рис. 2.9. Вікно програмного пакету NetCracker
2.3.2 Моделювання процесів функціонування комп'ютерної мережі центрального офісу
авіакомпанії
Виходячи з поставлених завдань розміщення комп'ютерної мережі ГКМ авіакомпанії «Північна компанія» буде розташована в 4 містах (Рис. 2.10). Для зв'язку комп'ютерних мереж кожної філії в єдину мережу використовуються державні телефонні лінії, що орендуються провайдерами Інтернет. Підключення до яких в кожній філії здійснюється за допомогою модемів.
Головний офіс знаходиться в м. Києві і організаційно складається з 4 корпусів (Рис. 2.11), розташованих в різних кінцях міста. Для зв'язку комп'ютерних мереж корпусів в єдину ГКМ орендуються оптоволоконні лінії зв'язки, що функціонують за технологією АТМ.
Рис. 2.10. Головне вікно моделі комп'ютерної мережі в пакеті NetCracker
Рис. 2.11. Розташування корпусів центрального офісу в пакеті NetCracker
Згідно завдання головний корпус сорганизационно складається з 10 відділів, розташованих на двох поверхах (Рис. 2.12).
Рис. 2.12. Розташування мережі в головному корпусі в пакеті NetCracker
Комп'ютерна мережа головного корпусу включає більше 500 комп'ютерів, і організована за технологією Fast Ethernet, по специфікаціях Fast Ethernet 100 Base – FX (на оптоволокні t) – між комутаторами і Fast Ethernet 100 Base – TX (на витій парі) – між кінцевими хостами мережі.
У апаратній головного корпусу розташовані головні мережеві вузли і лінії зв'язку, що з'єднують з іншими корпусами і філіями (Рис. 2.13). До складу мережевих засобів входить маршрутизатор Cisco 2821, який поєднцє мережа через модем з міськими лініями зв'язку і комутатор Cisco Catalyst 3560G-48TS, який поєднує все комутатори відділів головного корпусу оптоволоконними лініями зв'язку на основі технології Fast Ethernet специфікації 100 Base – FX.
Рис. 2.13. Склад мережевих засобів апаратної головного корпусу
На 1 поверсі головного корпусу розташовані серверна, IT-отдел і комп'ютерні класи (Рис. 2.14). На 2 поверсі – відділ планування, лабораторія, бухгалтерія і відділ маркетингу (Рис. 2.15).
Рис. 2.14. Розташування мережі 1 поверху в головному корпусі
Рис. 2.15. Розташування мережі 2 поверхи в головному корпусі
До складу мережевих засобів «серверною» входять комутатор 2950SX-48-S4 і 8 серверів на основі станції HP Proliant DL380 G5 Server (458562–421) (Рис. 2.16). На кожен вид сервера з метою моделювання трафіку мережі встановлене відповідне ПЗ (Рис. 2.17).
Рис. 2.17. Склад технічних засобів «серверної» головного корпусу
Рис. 2.18. Склад технічних засобів «серверної» головного корпусу
IT-отдел включає 10 робочих станцій за технологією Fast Ethernet 100 Base – TX (на витій парі), комутатор Catalyst 2950SX-48 (24) – Sl і принтер (Рис. 2.19).
Рис. 2.19. Склад технічних засобів IT-отдела головного корпусу
До складу технічних засобів решти відділів входять комутатор Catalyst 2950SX-48 (24) – Sl, принтер і робочі станції HP DC5800 MT / AK819AW по кількості згідно завдання (Рис. 2.20). Локальні мережі кожного відділу організовані за технологією Fast Ethernet 100 Base – TX (на витій парі) і ідентичні між собою.
З метою економії часу на проектування моделі загальна кількість кінцевих хостов з однаковими параметрами функціонування в програмному пакеті NetCracker можна представть у вигляді одного об'єкту – робочої групи (Рис. 2.20).
Рис. 2.20. Склад технічних засобів на прикладі комп'ютерного класу
У корпусі №1 центрального офісу розташовуються склади авіаційного устаткування. Згідно завданню в них розміщуються 40 мережевих вузлів (Рис. 2.21) по встановленій раніше схемі.
Рис. 2.21. Розташування мережі в корпусі 1
У апаратній корпуси 1 розташовані головні мережеві вузли і лінії зв'язку, соеденяющие з іншими корпусами (Рис. 2.21). До складу мережевих засобів входить маршрутизатор Cisco 2821, і два комутатори Cisco Catalyst 3560G-48TS, які объеденяют всі вузли через два комутатори Catalyst 2950SX-48 (24) – Sl, розташованих на п'яти складах на основі технолгии Fast Ethernet специфікації 100 Base, – Тx. (Рис. 2.22).
Рис. 2.22. Склад мережевих засобів апаратної корпуси №1
Рис. 2.23. Склад мережевих засобів в кожному складі корпусу №1
У корпусі №2 центрального офісу розташовуються ремонтні цехи. Згідно завданню в них розміщуються 35 мережевих вузлів (Рис. 2.24) по встановленій раніше схемі.
Рис. 2.24. Розташування мережі в корпусі 2
У апаратній корпуси 2 розташовані головні мережеві вузли і лінії зв'язку, соеденяющие з іншими корпусами (Рис. 2.25). До складу мережевих засобів входить маршрутизатор Cisco 2821, і два комутатори Cisco Catalyst 3560G-48TS, які объеденяют всі вузли через чотири комутатори Catalyst 2950SX-48 (24) – Sl, і Backup Server (Рис. 2.26).
Рис. 2.25. Склад мережевих засобів апаратної корпуси №2
Рис. 2.26. Склад мережевих засобів в кожному цеху корпусу №2
З метою перевірки працездатності проекту мережі промоделюємо в програмному пакеті NetCracker функціонування мережі шляхом установки трафіку і перевірки завантаженості ліній зв'язку і мережевих вузлів.
Для перевірки завантаженості максимально призначимо трафік між різними хостами і відділами (Рис. 2.27).
Рис. 2.27. Tрафик між різними хостами і відділами
Рис. 2.28. Приклад завантаженості сегменту мережі в IT – відділі
Таким чином, результати аналізу побудованої моделі комп'ютерної мережі центрального офісу дозволили зробити вивід, про те що вибрані технології і фізичне середовище передачі даних в мережі дозволяють функціонувати запропонованою ГКМ в повному об'ємі покладених функцій.
2.3.3 Моделювання процесів функціонування комп'ютерної мережі філії
авіакомпанії
Виходячи з поставлених завдань розміщення ГКМ авіакомпанії «Північна компанія» в кожній філії ідентично. Виходячи з цього роєм поста модель комп'ютерної мережі філії на прикладі офісу в Львові (Рис. 2.29).
Комп'ютерна мережа філії є центральним корпусом і 4 видалених офісу. Для зв'язку комп'ютерних мереж кожного видаленого офісу в єдину мережу використовуються державні телефонні лінії, що орендуються провайдерами Інтернет. Підключення до яких в кожному видаленому офісі здійснюється за допомогою модемів.
Рис. 2.29. Розташування корпусів філії в пакеті NetCracker
Згідно завдання головний корпус філії сорганизационно складається з 5 відділів і апаратною (Рис. 2.30).
Рис. 2.30. Розташування мережі в головному корпусі філії в пакеті NetCracker
Рис. 2.31. Склад мережевих засобів апаратною головного корпусу філії
У головному корпусі розташовані відділ планування, IT-відділ, бухгалтерія, комп'ютерні класи (Рис. 2.30).
До складу технічних засобів відділів входять комутатор Catalyst 2950SX-48 (24) – Sl, принтер і робочі станції HP DC5800 MT / AK819AW по кількості згідно завдання (Рис. 2.32). Локальні мережі кожного відділу організовані за технологією Fast Ethernet 100 Base – TX (на витій парі) і ідентичні між собою.
Рис. 2.32. Склад технічних засобів на прикладі бухгалтерії
У видаленому офісі згідно завдання розташовані маршрутизатор Cisco 1801, який з'єднує всі вузли офісу на основі технології Fast Ethernet специфікації 100 Base, – Тx і з'єднує за допомогою модему мережа видаленого офісу з головним корпусом філії через міські телефонні лінії (Рис. 2.33).
Рис. 2.33. Склад мережевих засобів видаленого офісу філії
З метою перевірки працездатності проекту мережі філії промоделюємо в програмному пакеті NetCracker функціонування мережі шляхом установки трафіку і перевірки завантаженості ліній зв'язку і мережевих вузлів. Для перевірки завантаженості максимально призначимо трафік між різними філіями проектованої ГКМ (Рис. 2.34).
Рис. 2.34. Приклад завантаженості сегменту мережі між філіями
Таким чином, результати аналізу побудованої моделі комп'ютерної мережі між філіями дозволили зробити вивід, про те що фізичне середовище передачі даних по міських лініях зв'язку в мережі не дозволяють функціонувати запропонованою ГКМ в повному об'ємі покладених функцій між філіями, із-за малої пропускної спроможності ліній зв'язку між філіями.
3. Безпека життєдіяльності при експлуатації комп'ютерній мережі
авіакомпанії
3.1 Умови праці при експлуатації гетерогенної комп'ютерної мережі
Умови праці визначаються як сукупність чинників виробничого середовища, що роблять вплив на здоров'ї і працездатність людини в процесі праці [26]. Тому трудова діяльність людини повинна протікати в сприятливих умовах, сприяти розвитку його здібностей, що забезпечують підвищення продуктивності.
Робота операторів, програмістів і просто користувачів комп'ютерної мережі безпосередньо пов'язана з комп'ютерами, відповідно, з шкідливими додатковими діями цілої групи чинників, які істотно знижують продуктивність праці [27]. Вивчення і вирішення проблем, пов'язаних із забезпеченням здорових і безпечних умов, в яких протікає праця людини, – одне з важливих завдань в розробці нових технологій і систем виробництва. Виявлення можливих причин виробничих нещасних випадків, професійних захворювань, розробка заходів і вимог, направлених на усунення цих причин дозволяють створити безпечні і сприятливі умови для праці працівника.
На формування і зміну умов праці впливають безліч чинників, які об'єднують в три основні групи:
соціальні і економічні;
технічні і організаційні;
природні.
У свою чергу природні чинники підрозділяються на чотири класи.
1-ий клас – оптимальні умови праці – умови, при яких зберігається не тільки здоров'я тих, що працюють, але і створюються передумови для підтримки високого рівня працездатності [26]. Оптимальні нормативи виробничих чинників встановлені для мікрокліматичних параметрів і чинників трудового процесу.
2-ой клас – допустимі умови праці – характеризуються такими рівнями чинників середовища і трудового процесу, які не перевищують встановлених гігієнічними нормативами для робочих місць, а можливі зміни функціонального стану організму відновлюються під час регламентованого відпочинку або на початок наступної зміни і не повинні надавати несприятливої дії в найближчому і віддаленому періоді на стан здоров'я що працюють і їх потомство [26].
Оптимальний і допустимий класи відповідають безпечним умовам праці.
3-ий клас – шкідливі умови праці – характеризуються наявністю шкідливих виробничих чинників, що перевищують гігієнічні нормативи і що надають несприятливу дію на організм того, що працює і його потомство.
4-ий клас – небезпечні (екстремальні) умови праці – характеризуються такими умовами виробничих чинників, дія яких протягом робочої зміни створює загрозу для життя, високий ризик виникнення важких форм гострих професійних поразок [26].
При обліку і нормуванні чинників робочого середовища розрізняють чотири рівні їх впливу на людину – комфортний, відносно дискомфортний, екстремальний і надекстремальний, – кожен з яких відрізняється певними змінами його функціонального стану і, відповідно, характеристик ефективності трудової діяльності. У зв'язку з цим при проектуванні засобів діяльності і способів організації праці на автоматизованих робочих місцях, обладнаних комп'ютером, людський чинник слід розглядати як змінну величину, залежну від професійно значущих чинників і умов середовища. Для обґрунтування найбільш раціонального планування процесів управління з використанням діалогового режиму необхідно враховувати вірогідність зміни психофункцій оператора і характеристик процедури інформаційної взаємодії «оператор – комп'ютер» під впливом чинників середовища.
Стресогени є чинники навколишнього середовища, що діють на оператора – медичного працівника, доцільно розділити на дві групи:
Чинники, пов'язані з негативними явищами самого трудового процесу і функціонування засобів автоматизації, наприклад, шкідливі для здоров'я випромінювання монітора або дискомфорт від тривалого перебування в незручній позі, викликаній нераціональним розміщенням монітора і клавіатури.
Чинники, обумовлені зовнішніми по відношенню до процесу діяльності подіями, наприклад, кліматичними, звуковими і світлотехнічними параметрами виробничого приміщення, їх різкими коливаннями, що створюють передумови до зниження працездатності [26].
Оптимальних значень параметрів цих груп можуть бути набуті постійними. До них відносяться параметри атмосфери, близької до поверхні Землі, і певні обмеження на всі види шкідливих обурень, що не несуть корисної інформації, але що містять навантаження на сенсорні входи людини. Оптимальні значення цих параметрів забезпечуються за допомогою засобів вентилювання і кондиціонування повітря, світлового і колірного оформлення робочого місця і шумопоглинаючих пристроїв [28].
Людина в системі – це апарат мислення в сукупності з апаратом діяльності рефлексії, що і забезпечує специфіку його функцій в системі [28]. Ці властивості протилежно один одному функціонують щодо органів чуття. Апарат мислення має властивість знижувати рівень сигналів зворотного зв'язку, що поступають, при великих на нього навантаженнях. Дія ж апарату рефлексії повністю залежить від сигналів зворотного зв'язку і з їх припиненням повністю порушується. Як загальна особливість апаратів мислення і дії рефлексії людини можна відзначити зниження якості вироблення сигналів управління, їх правильності і точність у випадках збільшення фізичного навантаження в будь-яких формах і при значних відхиленнях умов середовища, в яких знаходиться людина, – оператор, від фізіологічних норм [28].
3.2 Ергономіка і проектування робочого місця оператора комп'ютерної мережі
авіакомпанії
Правильне рішення задачі проектування взаємодії людини і техніки може бути досягнуте на основі обліку тих зв'язків, які реально існують між технікою і технологією виробництва і умовами праці, ними породжуваними [26].
Облік даних ергономіки в процесі проектування, конструювання і експлуатації різного роду систем сприяє створенню комфортних і безпечних умов праці. Використання ергономічних рішень дозволяє розробляти такі удосконалення в техніці, організації праці і виробництва, які щонайкраще забезпечують оптимізацію робочого навантаження на організм і дозволяють проектувати трудову діяльність, керуючись принципами комфортності і підвищення продуктивності праці [26].
Одному з важливих завдань, що вирішуються в ході проектування технологічного устаткування, є завдання взаємного розміщення засобів управління (органів управління) і контролю (засобів відображення інформації) [26]. При її рішенні необхідно прагнути, щоб загальна компоновка устаткування задовольняла наступним загальним принципам:
виконання призначених функцій відповідно до прогресивних принципів досягши високих показників ефективності, надійності, якості, міцності;
пристосованість до конкретного алгоритму діяльності, організації технологічного процесу;
пристосованість до передбачуваних умов експлуатації як в нормальних, так і в екстремальних умовах роботи [26].
До робочого місця оператора Гкм пред'являются наступні вимоги.
Висота робочої поверхні столу для оператора повинна регулюватися в межах 680–800 мм; за відсутності такої можливості висота робочої поверхні столу повинна складати 725 мм.
Модульними розмірами робочої поверхні столу, на підставі яких повинні розраховуватися конструктивні розміри, слід вважати: ширину 800, 1000, 1200 і 1400 мм, глибина 800 і 1000 мм при нерегульованій його висоті, рівній 725 мм.
Робочий стіл повинен мати простір для ніг заввишки не менше 600 мм, шириною – не менше 500 мм, завглибшки на рівні колін – не менше 450 мм і на рівні витягнутих ніг – не менше 650 мм.
Робочий стілець (крісло) має бути підйомно-поворотним і регульованим по висоті і кутам нахилу сидіння і спинки, також – відстані спинки від переднього краю сидіння. Конструкція його повинна забезпечувати: ширину і глибину поверхні сидіння не менше 400 мм; поверхня сидіння із закругленим переднім краєм; регулювання висоти поверхні сидіння в межах 400–550 мм і кутам нахилу вперед і назад до 15 градусів; кут нахилу спинки у вертикальній плоскості в межах 0–30 градусів; регулювання відстані спинки від переднього краю сидіння в межах 260–400 мм; стаціонарні або знімні підлокітники завдовжки не менше 250 мм і шириною 50–70 мм.
Робоче місце має бути обладнане підставкою для ніг, що має ширину не менше 300 мм, глибину не менше 400 мм, регулювання по висоті в межах до 150 мм і по куту нахилу опорної поверхні підставки до 20 градусів.
Клавіатуру слід розташовувати на поверхні столу на відстані 100–300 мм від краю, зверненого до користувача або на спеціальній, регульованій по висоті робочій поверхні, віддаленій від основної столешниці.
Оптимальна зона огляду інформаційного поля повинна встановлюватися з урахуванням кутів огляду: 15 0 по горизонталі від сагітальної плоскості і 150 від нормальної лінії погляду по вертикалі для засобів контролю найбільш важливих, часто використовуваних, а також засобів контролю, що вимагають точного і швидкого прочитування свідчень [26].
Засоби контролю, які використовуються менш часто або вимагають менш точного і швидкого прочитування, можна розташовувати в межах 300 по горизонталі і вертикалі. Засоби контролю, які рідко використовуються, розташовуються в межах 600 по горизонталі і вертикалі [26].
При розміщенні засобів контролю в інформаційному полі їх групують щодо один одного відповідно до послідовності використання або з функціональними зв'язками елементів систем, що представляються. Засоби контролю розміщуються в межах групи так, щоб сприйняття інформації здійснювалося зліва направо і зверху вниз [26]. Лицьові поверхні засобів слід розташовувати в плоскості, перпендикулярній до нормальної лінії погляду що працює, знаходиться в основній робочій позі. Кут відхилення лінії погляду, що допускається, від нормальної – не більше 250 для стрілочних індикаторів і не більше 300 для індикаторів з плоским зображенням.
3.3 Вимоги і розрахунок освітленості приміщень і робочих місць офісів
авіакомпанії
Освітлення в приміщеннях експлуатації моніторів і ПЕОМ (прикладом може служити ординаторська, кімната приймального спокою) здійснюється системою загального рівномірного освітлення. Допускається використання місцевого освітлення, призначеного для освітлення зони розташування документів.
Освітленість на поверхні столу в зоні розміщення документа складає 300–500 лк. Допускається установка світильників місцевого освітлення для підсвічування документів. Місцеве освітлення виконується так, щоб не було відблисків на поверхні екрану і збільшення освітленості екрану було не більше 300 лк [28]. Обмежується пряма блесткость від джерел освітлення, при цьому яскравість поверхонь, що світяться, знаходяться в полі зору не більше 200 кд/кв. м. Обмежується нерівномірність розподілу яскравості в полі зору, при цьому співвідношення яскравості між робочими поверхнями обмежено величиною 3:1 – 5:1, а між робочими поверхнями і поверхнями стенів і устаткуванням 10:1.
Яскравість світильників загального освітлення в зоні кутів випромінювання від 500 до 900 з вертикаллю в подовжній і поперечній плоскості складає не більше 200 кд/м2., захисний кут світильників не менше 400. Світильники місцевого освітлення мають відбивач, що не просвічує, із захисним кутом не менше 400 [28].
Робочі місця з моніторами і ЕОМ по відношенню до світлових проектів розташовуються так, щоб природне світло падало з лівого боку.
Екран монітора розташовують на відстані 600–700 мм, але не ближче 500 мм з урахуванням алфавітно-цифрових знаків і символів.
Завданням розрахунку є визначення потрібної потужності електричної освітлювальної установки для створення у виробничому приміщенні заданої освітленості.
Проектуючи освітлювальну установку, необхідно вирішити ряд питань.
1. Вибрати тип джерела світла. Для освітлення кімнати слід віддати перевагу люмінесцентним лампам, оскільки у них велика світлова віддача, значно більший термін служби, ці лампи економічніші і володіють сприятливішою кольоровістю випромінювання.
2. Визначити систему освітлення заданого приміщення. Система загального освітлення досконаліша в гігієнічному відношенні, оскільки створює рівномірний розподіл світлової енергії.
3. Вибрати тип світильників з урахуванням характеристик світлорозповсюдження, обмеження прямою блескости, за економічними показниками, умовами середовища, а також з урахуванням вимог взриво- і пожежобезпеки. Лсп02 – відкриті дволампові світильники, застосовуються в нормальних приміщеннях з хорошим віддзеркаленням стелі і стенів, допускаються при помірній вологості і запиленій.
4. Розподілити світильники і визначити їх кількість. Світильники переважно мати в своєму розпорядженні ряди. Кількість світильників в приміщенні 4.
Визначити норму освітленості на робочому місці оператора КИЦЬ. Для цього необхідно встановити характер виконуваної роботи за найменшим розміром об'єкту розрізнення, контраст об'єкту з фоном і фон на робочому місці. Виконувана робота на комп'ютері дуже високої точності, розряд зорової роботи II, найменший розмір об'єкту розрізнення в межах 0,15–0,3 мм. Контраст об'єкту з фоном середній, фон середній. Освітленість складає 300 лк.
Вихідні дані для розрахунку (приклад).
Характер виконуваної роботи:
- дуже високій точності;
- розряд зорової роботи II;
- найменший розмір об'єкту розрізнення в межах 0,15 – 0,30 мм;
- контраст об'єкту з фоном середній;
- фон середній.
Площа освітлюваного приміщення: S = 14 м2
.
Нормована мінімальна освітленість Ен = 300 лк.
Коефіцієнт мінімальної освітленості z = 1,1.
Коефіцієнт запасу до = 1,4.
N – число світильників = 4.
N – коефіцієнт використання світлового потоку = 57.
Для розрахунку загального рівномірного освітлення при горизонтальній робочій поверхні основним є метод світлового потоку
(коефіцієнта використання), що враховує світловий потік, відбитий від стелі і стенів. Світловий потік лампи Фл (лм) при лампах розжарювання або світловий потік групи ламп світильника при люмінесцентних лампах розраховується по формулі:
Фл = 100 Ен S z k/(N n)
де Ен – нормована мінімальна освітленість, лк; Ен = 300 лк;
S – площа освітлюваного приміщення, м2;
z – коефіцієнт мінімальної освітленості, рівний відношенню Еср/еmin
для люмінесцентних ламп – 1,1;
до – коефіцієнт запасу, до = 1,4;
N – число світильників в приміщенні;
n – коефіцієнт використання світлового потоку ламп, залежний від ККД і кривої розподілу сили світла світильника, коефіцієнта віддзеркалення стелі рп і стенів рс, висоти підвісу світильників і показника приміщення i, n = 57.
i = АВ/НР (А + У)
де А і В-два характерних розміру приміщення (А = 3,50 м, В = 4,00 м);
Нр – висота світильників над робочою поверхнею, Нр = 0,8 м.
i = (3,50 х 4,00)/ 0,8 х (3,50 + 4,00) = 14,00/6,00 = 2,33
Фл = (100 х 300 х 14,00 х 1,1 х 1,4) / (4 х 57) = 646800: 228 = 2837 (лм).
Виходячи з розрахункового значення світлового потоку Фл = 2837 лм, вибираємо люмінесцентні лампи Лб40, у яких Фном = 3120 лм. Фл відрізняється від Фном на 9%, що допустимо.
Світлова віддача для цього типу ламп складає 78,0 лм / Вт.
Результати розрахунку.
За розрахунковими даними величина світлового потоку Фл = 2837 лм.
Світлова віддача складає 78,0 лм / Вт.
3,50 м
А = 3,50 м, В = 4,00 м. (S=14м2).
Кількість 4,00 м Вибираємо люмінесцентні
світильників лампи ЛБ 40, відкриті
N = 4. дволампові світильники Лсп02.
4. Доцільність розробки комп'ютерної мережі
авіакомпанії
«Північна компанія» с економічної точки зору
4.1 Розрахунок вартості розробки комп'ютерної мережі
авіакомпанії
«Північна компанія»
4.1.1 Фонд оплати праці на проектування і монтаж мережі
Розробка проекту виконувалася на основі договору підряду. Між розробником і авіакомпанії «Північна компанія» був підписаний договір на розробку проекту комп'ютерної мережі для спроектировааной ГКМ протягом 20 днів. Вартість договору – 20000 дол.
Окрім цього, замовник повинен провести наступні відрахування:
пенсійний фонд (28% від фонду оплати праці)
20000 х 0,28 = 5600 дол.
фонд зайнятості (1,5%)
20000 х 0,015 = 300 дол.
обов'язкове медичне страхування (3,6%)
20000 х 0,036 = 720 дол.
соціальне страхування (5,4%)
20000 х 0,054 = 1080 дол.
Разом, відрахування на соціальні потреби склали 7700 дол.
Для монтажу мережі буде запрошені фахівці, що займається продажем і монтажем мережевого устаткування. У таблиці. 4.1 приведений кошторис витрат на монтаж мережі. Згідно цьому кошторису прокладка мережі обійдеться в 59330 дол.
4.1.2 Матеріальні витрати на апаратне забезпечення
Все апаратне забезпечення купуватиметься в одній фірмі.
Витрати на покупку всього апаратного забезпечення можна розділити на три групи:
витрати на сервера;
витрати на робочі станції;
витрати на мережеве устаткування.
Витрати на сервера приведені в таблиці 4.2.
Таблиця 4.2. Витрати на сервера
| Найменування | Ціна за 1 шт | К-ть | Ціна, у.о. |
| HP Proliant DL160R05 / 445198–421 | 2300 | 10 | 23000 |
Додаткове устаткування HP Harddisk (454146-B21) |
600 | 3 | 1800 |
| Програмноє забезпечення серверів (WEB, FTP, E-mail, Database server Oracle, Files server, 1C, DHCP, Backup Server) | 8 |
2350 | |
| ОС Linux для серверів | 80 | 5 | 400 |
| ОС Windows для серверів | 140 | 5 | 700 |
| Разом: | 28250 |
Всього буде куплено 1200 робочих станцій однакової конфігурації. Розрахунок їх вартості приведений в таблиці 4.3.
Таблиця 4.3. Витрати на робочі станції і додаткове устаткування офісів
| Найменування | Ціна за 1 шт | К-ть | Ціна, у.о. |
| HP DC5800 MT / AK819AW | 900 | 1200 | 1080000 |
| Мережева карта Fast Ethernet | 5 | 1200 | 6000 |
| ОС Windows для робочих станцій | 20 | 1200 | 24000 |
| Мережевий принтер | 100 | 50 | 5000 |
| Загальна вартість: | 1083500 |
Витрати на мережеве устаткування приведені в таблиці. 4.4.
Таблиця 4.4. Витрати на мережеве устаткування
| Найменування | Ціна за 1 шт | К-ть | Ціна, у.о. |
| Комутатор Cisco Catalyst 3560–48PS | 4000 | 11 | 44000 |
| Комутатор Cisco Catalyst 2950SX-48 | 2000 | 33 | 66000 |
| Маршрутизатор Cisco 2821 | 3000 | 7 | 21000 |
| Маршрутизатор Cisco 1801 | 1000 | 12 | 12000 |
| Модем Cisco TS128MCIS3660 | 50 | 15 | 750 |
| Загальна вартість: | 133750 |
Таким чином, в результаті розрахунків загальна вартість проектування і установки комп'ютерної мережі складе 1304830 дол.
зокрема: монтаж 59330 дол.
витрати на сервера 28250 дол.
витрати на робочі станції 10835000 дол.
витрати на мережеве устаткування 133750 дол.
З економічних міркувань упроваджувати ГКМ краще частями, робочі станції також можна купувати поетапно, оснащуючи ними філії поступово.
4.2 Розрахунок періоду окупності спроектованої комп'ютерної мережі
Для того, щоб будь-яка інновація була корисна компанії, необхідна кореляція планованих інвестицій в нові технічні можливості з потребами і специфікою організації ще на етапі планування і розробки мережевої інфраструктури. Тільки при такому підході повернення інвестицій гарантоване.
Повернення інвестицій, вкладених в мережеву інфраструктуру підприємства, безпосередньо залежить від якості побудови самої системи і ефективності її використання.
якісно побудована традиційна мережева інфраструктура забезпечує безперервність бізнесу на своєму рівні, мінімізацію витрат при зміні кількості користувачів, хорошу масштабованість, високу якість сервісу, а також максимально можливий рівень безпеки. Проте, достатньо важко оцінити повернення інвестицій в традиційну мережеву інфраструктуру по описаних вище критеріях.
Побудова ГКМ (ключового компоненту сучасної мережевої інфраструктури), яка включає продукти і додатки, що забезпечують передачу голосу, відео і IP-комунікації, дає можливість компанії:
понизити витрати, пов'язані з комунікаціями (вартість телефонних переговорів; час, необхідний для контакту з абонентом; витрати на відрядження і т.д.);
оптимізувати бізнес-процеси (наприклад, підвищити якість ІТ-УСЛУГ і зменшити час обслуговування);
підвищити прибутковість.
Якщо підходити до побудови ГКМ, як до довгострокових інвестицій, то її впровадження або оптимізація, по суті, стають ідеологією будь-якого ІТ-проекту: вкладення в мережеву інфраструктуру забезпечують динаміку розвитку компанії. В той же час специфіка кожної окремої організації вимагає застосування спеціальних інструментів, які інтегруються в загальну базу комунікацій. Тому вигоди від побудови Гкм ділять на дві категорії – якісний ефект (поліпшення, які сприяють зростанню доходу і оптимізації внутрішніх бізнес-процесів) і вимірюваний ефект (кількісні вигоди).
Якісна стаття доходу характеризується такими показниками, як підвищення ефективності управління бізнес-процесами за рахунок створення єдиних баз даних, гнучких і стійких комунікацій. Друга показує реальні вигоди унаслідок зниження часу простоїв устаткування – мережева інфраструктура має бути готова до функціонування у будь-який час, у тому числі і в умовах дії зовнішніх негативних чинників.
Таким чином, результативність інвестиційних проектів при побудові і оптимізації мереж забезпечується синергією цих двох показників.
За оцінкою зарубіжних фахівців в області автоматизації управління, автоматизація роботи службовців в умовах комерційних підприємств з напрямом роботи в інформаційні технології може скоротити загальні витрати на конторську діяльність приблизно на 25%. Проте, найбільш важливою метою автоматизації роботи службовців є підвищення якості адміністративних рішень (якість інформації, що виробляється).
Джерелами економічної ефективності, що виникає від застосування комп'ютерів в ГКМ, є:
зменшення витрат на обробку одиниці інформації;
підвищення точності розрахунків;
збільшення швидкості виконання обчислювальних і друкарських робіт;
здатність автоматично збирати, запам'ятовувати і накопичувати розрізнені дані;
систематичне ведення баз даних;
зменшення об'ємів інформації, що зберігається, і вартості зберігання даних;
стандартизація ведення документів;
істотне зменшення часу пошуку необхідних даних;
поліпшення доступу до архівів даних;
можливість використання обчислювальних мереж при зверненні до баз даних.
При аналізі ефективності Гкм в авіакомпанії «Північна компанія» важливо враховувати, що кінцевий ефект від їх застосування пов'язаний не тільки з відшкодуванням витрат на покупку, монтаж і експлуатацію устаткування, а, насамперед, за рахунок додаткового поліпшення якості ухвалюваних рішень.
Економічна ефективність інформаційних процесів визначається співвідношенням витрат на технічні засоби і на заробітну плату працівників з результатами їх діяльності. Відомий ряд підходів до визначення основних складових ефекту інформаційної діяльності. У основу цих понять покладені поняття інформаційної продукції (різні види інформації), інформаційного ефекту, величини запобігання втратам, суспільно необхідного рівня інформованості та інші.
Витрати на розробку, закупівлю тих, що комплектують і монтаж Гкмносят одноразовий характер і при розрахунку ефективності враховуються разом з додатковими капітальними витратами.
При розрахунку може бути прийнята така модель впровадження ГКМ – до впровадження проекту автоматизовані функції виконувалися програмістами уручну (в цьому випадку ефект досягається за рахунок збільшення продуктивності праці, зниження чисельності програмістів, зниження витрат на оренду приміщень для розміщення програмістів; необхідно провести повні витрати на придбання комплекту технічних засобів).
Годовой економічний ефект:
Э = Ег – Ен * Зобщ.
де Ег
– річний приріст прибули після впровадження проекту
Ен
– нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень (для автоматизованих систем управління і проектування Ен=0.33
. Ен=1/тнок
, Тнок
– нормативний термін окупності капітальних вкладень. Тнок
в засоби автоматики і обчислювальної техніки рівний 3 року)
Зобщ.
– повні одноразові витрати на створення запроектованої системи. Зобщ.
= 1304830 дол.
Ег = П2 – П1
де П1, П2
– чистий річний прибуток до і після (2) впровадження тієї, що розробляється КИЦЬ. Дані по прибутку узяті від офіційного джерела в АВІАКОМПАНІЇ «Північна компанія».
Ег = 2500000/г – 1500000/р = 1000000 долл./р
– річний приріст прибули після впровадження проекту.
Э = 1000000 – 0,33 * 1304830 = 1000000 –430594 = 569406 долл./р
Отже, в нашому випадку термін повної окупності (Еполн.
) Гкм составіт 2,291 року (Еполн. = Зобщ./ Э; Еполн. = 1304830/569406 =2,291
)
Виходячи з такого терміну окупності, можна сказати, що проект Гкм економічно ефективний для даної компанії.
Висновок
Головним результатом даної роботи є розробка проекту комп'ютерної мережі для ГКМ авіакомпанії «Північна компанія».
До основних результатів дипломної роботи відносяться:
1) виконаний огляд технологій побудови локальних і корпоративних комп'ютерних мереж, на основі аналізу вибрані технології побудови комп'ютерних мереж структурних підрозділів авіакомпанії «Північна компанія»;
2) обґрунтований вибір операційної системи, використовувану в ГКМ, мережевої операційної системи, СУБД, програмного забезпечення управління ГКМ, визначено число і типи серверів, використовуваних в ГКМ, а також місць їх розташування, вибрано мережеве устаткування і визначено місця їх розташування.
3) проведено проектування архітектури і моделювання роботи комп'ютерної мережі авіакомпанії «Північна компанія» за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення, обґрунтований варіанти організації каналів передачі даних між філіями організації;
4) проведено розрахунок матеріальних витрат на проектування і монтаж комп'ютерної мережі, розрахунок витрат на покупку мережевого устаткування і періоду окупності.
Таким чином, мета роботи досягнута.
Список використовуваної літератури
1. «LAN/Журнал сетевых решений». Москва, Открытые системы, январь 2004
2. «Администрирование сети на основе Microsoft Windows 2000. Учебный курс MCSE». Москва, Русская редакция, 2000
3. http://ermak.cs.nstu.ru. Internetworking Technology Overview.
4. http://www.3com.ru.
5. http://www.apache.org. Руководство пользователя.
6. http://www.apс.ru.
7. http://www.cisco
.ru.
8. http://www.citforum.ru. В. Олифер, Н. Олифер. Высокоскоростные технологии ЛВС.
9. http://www.citforum.ru. В. Олифер, Н. Олифер. Сетевые операционные системы.
10.http://www.citforum.ru. Григорьев Ю.А. Операционная система NetWare.
11.http://www.granch.ru.
12.http://www.sibacc.nsk.su. Киселев А.Г.
13.http://www.telpro.ru.
14.Microsoft Corporation. Microsoft TCP/IP: Учебный курс/ Пер. с англ. – М.: Издательский отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.».
15.Microsoft Corporation. Компьютерные сети. Учебный курс / Пер. с англ. – М.: Издательский отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading».
16.Microsoft Corporation. Поддержка Microsoft Windows NT 4.0. Учебный курс / Пер. с англ. – М.: Издательский отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.».
17.PC-Week №40, 2009. Паула Мусич. Gigabit на медном кабеле.
18.PC-Week №2, 2009. Кристина Салливан. Прогресс технологии VPN.
19.А.Б. Семенов «Волоконная оптика в локальных и корпоративных сетях» Москва, АйТи-Пресс, 2008
20.А.Б. Семенов, С.К. Стрижаков, И.Р. Сунчелей. «Структурированные Кабельные Системы АйТи-СКС, издание 3-е». Москва, АйТи-Пресс, 2006
21.Брейман А.Д. Сети ЭВМ и телекоммуникации. Учебное пособие. Часть 1. Общие принципы построения сетей. Локальные Сети: МГАПИ, 2001. – 75 с.
22.Бэрри Нанс «Компьютерные сети» – М., БИНОМ, 2004
23.Ермаков А.Е. Основы конфигурирования коммутаторов и маршрутизаторов Cisco. – М.: РГОТУПС, 2008. – 140 с.
24.Кульгин М. «Технология корпоративных сетей. Энциклопедия». СПб, Питер, 2001
25.Методические указания «Безопасность и экологичность проектных решений для студентов инженерно-экономических специальностей». Москва.
26.Методические указания «Разработка организационно-экономической части дипломных проектов конструкторского профиля». – Москва: Издательство МГОУ, 2001
27.Моргунов Е.Б. Человеческие факторы в компьютерных системах, М., 2004
28.Новиков Ю. «Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование». Москва, ЭКОМ, 2000.
29.Олифер В.Г., Олифер Н.А. «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы, 2-е изд» СПб, Питер-пресс, 2002
30.Ретана А., Слайс Д., Расс У. Принципы проектирования корпоративных IP-сетей. – Издательский дом «Вильямс», 2002 – 368 с.
31.СанПиН 2.2.2 542–96 «Санитарные правила и нормы». Москва, 1996.
32. Справочник межотраслевых нормативных материалов по охране труда и эргономике, часть 1, М., 1996