Разработка информационно-коммуникационной сети MPLS

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Процес развития перспективных мультисервисных телекоммуникационных систем (ТКС), являющихся базой для создания и использования сетей следующего поколения (Next Generation Network, NGN), существенно зависит от развития их средств управления. К основным таким средствам относят механизмы управления трафиком, который представляет собой информационный ресурс, а также средства распределения пропускной способности каналов связи, являющейся канальным ресурсом ТКС.

Эффективным средством удовлетворения противоречивых требований по обеспечению гарантированного качества обслуживания и сбалансированной загрузки ресурсов ТКС выступает многопутевая маршрутизация, в ходе которой пакеты одного трафика могут передаваться одновременно вдоль нескольких путей, обеспечивая сбалансированную загрузку ТКС и способствуя повышению, прежде всего, скоростных и связанных с ним вероятностно-временных показателей качества обслуживания. К средствам многопутевой маршрутизации выдвигаются две группы требований.

Требования первой группы являются традиционными для любых алгоритмов маршрутизации и предполагают их низкую вычислительную сложность, быструю сходимость и минимальные объемы создаваемого служебного трафика.

Вторая группа требований обусловлена необходимостью обеспечения гарантированного качества обслуживания и сбалансированной загрузки ТКС на основе реализации принципов концепций управления трафиком - Traffic Engineering QoS-based (constraint based) Routing и Load-Balancing Routing. В связи с тем, что в большинстве своем приведенные требования по своей природе являются противоречивыми, в настоящее время предложен целый ряд подходов к формализации и решению задач многопутевой маршрутизации, основанных на использовании различных математических моделей и алгоритмов решения, возникающих в том или ином виде оптимизационных задач.

1. Анализ существующей транспортной сети ОАО «МегаФон»

1.1 Организация предоставления коммерческих услуг на базе ММ ТС

Общие принципы организации доступа к услугам Заказчика.

Использование технологии MPLS в качестве транспортной среды предоставляет гибкие и надежные методы организации клиентских услуг на базе ММ ТС на узлах в гг. Астрахань и Элиста.

На базе ММ ТС планируется предоставлять следующие услуги:

- услуга Виртуальных Частных сетей (VPN);

- услуги связи по передаче данных, за исключением услуг связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

- услуги связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

- предоставление в аренду каналов связи;

- услуги телематических служб сети связи общего пользования (службы электронной почты, службы доступа к информационным ресурсам, информационно-справочной службы, службы обработки сообщений, службы передачи речевой информации, службы голосовых сообщений).

Предоставление услуг для клиентов проектируемых узлов ММ ТС предлагается организовать на базе технологии IP VPN/MPLS. Технология предусматривает выделение для каждого клиента отдельной виртуальной таблицы маршрутизации VRF и уникального идентификатора маршрутов RD. Передача клиентской маршрутной информации между маршрутизаторами PE осуществляется средствами протокола MPBGP.

Изоляция ВЧС трафика в сети MPLS осуществляется за счет использования стека меток, внешняя метка служит для маршрутизации клиентских IP пакетов через MPLS- домен, внутренняя - для идентификации принадлежности пакета соответствующему ВЧС.

Технология MPLS, выполняющая основную задачу организации транспорта, не предусматривает встроенных средств маскирования клиентского трафика.

IP-пакеты клиентского трафика, инкапсулированные в пакеты MPLS, передаются через магистраль прозрачно.

Таким образом, вопрос о необходимости и качестве маскирования трафика должен решаться силами и средствами подразделений, между которыми выполняется обмен. Как правило, это обеспечивается отдельными устройствами - крипто-шлюзами.

Услуга ВЧС состоит в предоставлении корпоративным клиентам возможности информационного взаимодействия удаленных узлов (офисов) между собой на основе MPLS-сети ММ ТС. С точки зрения клиента услуга является подключением к виртуальному распределенному маршрутизатору, т.е. представляет собой VPN 3-го уровня. Услуга так же позволяет использовать существующую адресацию корпоративных клиентов, без пересечения адресных пространств разных клиентов.

В рамках данной услуги для абонента выделяется уникальный VRF и RD. Каждый из узлов корпоративного клиента подключается к магистральному оборудованию узлов ММ ТС (граничным маршрутизаторам). Подключение клиентов к ВЧС/IP VPN осуществляется с использованием интерфейсов G.703/G.704 или Ethernet 10/100BaseT.

В качестве устройства клиентского доступа используется маршрутизатор (CE).

Формирование таблицы маршрутизации ВЧС абонента может выполняться двумя способами:

- с использованием статической маршрутизации;

- с использованием протоколов динамической маршрутизации.

Любой из узлов корпоративного абонента может использовать тот или иной метод по выбору абонента. При использовании статической маршрутизации диапазоны адресов (префиксы), выделенные для узла абонента, прописываются на соответствующем граничном маршрутизаторе магистрального узла ММ ТС.

При использовании динамической маршрутизации объявление префиксов, используемых узлом клиента, осуществляется с помощью протоколов BGP, OSPF, RIPv2, и EIGRP.

Дальнейшее распространение префиксов, прописанных статически или полученных от клиента по протоколу динамической маршрутизации, внутри ММ ТС осуществляется средствами многопротокольных расширений BGP (MP-BGP).

На рисунке 1 можно увидеть схему организации связи и предоставления услуги IP ВЧС.

Рисунок 1 - Схема организации связи предоставления услуги IP ВЧС

Транзит трафика технологических подсистем.

Проектируемый участок ММ ТС ОАО «МСС-Поволжье» в г. Астрахань и г. Элиста предоставляет возможность транзита следующего вида трафика технологических подсистем и корпоративных приложений ОАО «МСС-Поволжье»:

- трафика информационных систем: программы работы с абонентской БД, SAP/R3,трафика АСР, трафика терминальных клиентов (Citrix Metaframe), трафика корпоративных WEB-приложений;

- трафика сигнализации SigTran (CC7);

- трафика GB (GPRS);

- трафика с использованием протокола TAP;

- трафика видеоданных;

- трафика IP-телефонии;

- трафика автоматизированной системы расчетов (АСР).

Транзит трафика вышеперечисленных технологических подсистем и приложений предлагается осуществлять в соответствующих ВЧС (VRF) ММ ТС. Для обеспечения параметров качества обслуживания (требуемая/предельная полоса пропускания, допустимые потери и задержки) для различных типов трафика на интерфейсах граничных маршрутизаторов ММ ТС необходимо сконфигурировать соответствующие профили политик QoS.

Необходимо отметить, что названия ВЧС (VRF) и адресация технологических подсистем в настоящем проекте не рассматривается.

1.2 Обеспечение качества обслуживания (QoS)

Поскольку операторская сеть используется для предоставления услуг Заказчиками со специфическими требованиями по качеству (задержки, потери, джиттер), механизмы обеспечение качества обслуживания (Quality of Services, QoS) должны быть обеспечены как на магистральном уровне мультисервисной сети, так и на уровне доступа.

Масштабируемость и стабильность механизмов обеспечения QoS являются неотъемлемыми требованиями к операторской сети. Возможность объединять многочисленные потоки клиентского трафика в ограниченное количество классов сервисов (service classes) и применять механизмы обеспечения качества на уровне классов позволяют обеспечить выполнение этих требований.

Настоящим проектом предусматривается реализация обеспечения QoS на основе модели дифференцированных сервисов (DiffServ Model).

На входе IP-пакета в магистраль MPLS значение поля DSCP (CS) по умолчанию копируются в поле EXP всех меток MPLS (MPLS/VPN - 2 метки, использование технологии TE добавляет еще одну метку). При необходимости, значение поля EXP можно изменить средствами механизмов QoS (перемаркировка).

Механизм туннелирования MPLS DiffServ позволяет оператору связи обеспечить прозрачное прохождение клиентских политик QoS (маркировка DSCP/IP Prec) через MPLS сеть, в которой задействована своя политика QoS (маркировка MPLS EXP). Поскольку одним из условий Заказчика было разделение доменов QoS (операторская политика отдельно от клиентских), а исходящий QoS выполнять на основе полей DSCP/IP Prec клиентского IP-трафика, сеть ММ ТС строится на основе модели туннелирования Short pipe.

Классификация и маркировка в граничные классы выполняется на маршрутизаторах Cisco 7206VXR(PE). На границе MPLS-домена на PE маршрутизаторах (Cisco 7206), выполняется классификация граничных классов в магистральные, а также маркировка по полю MPLS EXP.

Задержка трафика в очередь на отправку на магистральных интерфейсах может быть необходимым в связи с различием пропускной способности канала от линейной скорости интерфейса в сторону каналообразующего оборудования. Проектом ММ ТС предусмотрено ограничение трафика методом задержки в очереди на магистральном интерфейсе основного подключения в г. Астрахань через канал связи EoSDH, поскольку линейная скорость подключения составляет 100 Мбит/с (100BaseT), а предоставляемая на оборудовании SDH полоса пропускания - 50 Мбит/с.

Управление перегрузками является необходимым при возникновении переполнения очереди передачи трафика интерфейса (interface congestion). При этом требуется обеспечить определенную минимальную полосу для приоритетных классов и разрешить сброс превышающего менее приоритетного трафика. Проектом ММ ТС предусматривается использование механизма Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ), который позволяет для каждого из классов трафика, определенных в процессе классификации, выделить величину гарантированной полосы пропускания (размер в Кбит/с или % (процент) от общей полосы канала). Для голосового трафика (класс Real-Time) средствами механизма Low Latency Queuing (LLQ) обеспечиваются минимальные задержки и потери.

При возникновении переполнения очереди пакетов на интерфейсе часть пакетов требует сброса. Поверхностный сброс (tail drop) всего трафика может привести к глобальной синхронизации TCP и вызвать волнообразные скачки потерь трафика, в том числе приоритетного. Механизм предотвращения перегрузок (Weighted Random Early Detection, WRED) позволяет в разрезе приоритетности трафика (IP Precedence) отслеживать пороги переполнения очереди передачи и выполнять предварительный выборочный сброс низкоприоритетного трафика. Проектом ММ ТС предусматривается использование механизма WRED только для двух классов трафика (Critical, BE) тогда как сброс трафика остальных классов - поверхностный (в целях минимизации задержек и джиттера). Учитывая, что класса Critical (CS3) более приоритетен, чем BE (CS0), выборочный сброс трафика класса BE будет выполняться в первую очередь, а затем выборочный сброс трафика Critical.

1.3 Основные проектные решения

Технологии ММ ТС:

Согласно техническому заданию на разработку рабочего проекта в качестве технологии организации транспортной среды ММ ТС используется технология IP/MPLS.

Технология MPLS объединяет возможности технологий маршрутизации и коммутации и обеспечивает следующую функциональность:

- построение виртуальных частных сетей (VPN) второго и третьего уровней;

- передачу данных с заданным качеством обслуживания на основе атрибутов QoS;

- эффективное использование доступной пропускной способности сети и защищенность услуг от сбоев в сети (функция Traffic Engineering).

В соответствии с архитектурой построения IP/MPLS сетей выделяют четыре вида магистральных устройств, в зависимости от выполняемых функций:

- Маршрутизаторы Ядра (MPLS P). Магистральные устройства MPLS, отвечающие только за коммутацию по меткам и пропуск транзитного трафика, и не участвующие в обмене маршрутной информацией VPN, определенных на сети.

- Граничные Маршрутизаторы (MPLS PE). Магистральные устройства MPLS, отвечающие за вход клиентского трафика в MPLS домен, присвоение начальных меток и VPN идентификаторов.

- Коммутаторы доступа L3 (Multi-VRF CE). Устройства, отвечающие за разделение трафика различных клиентов на отдельные L3 VPN средствами технологии VRF-Lite, без поддержки технологии MPLS.

- Устройства доступа (CE - Customer Edge). Осуществляют обмен маршрутной информацией с PE или Multi-VRF CE. Не требуют специальной модификации для поддержки MPLS.

Определение маршрутов в MPLS-домене производится средствами протоколов маршрутизации IGP (OSPF). Обмен маршрутной информацией внутри VPN осуществляется средствами протокола маршрутизации MP-BGP. Передача пакетов через узлы сети осуществляется коммутацией по значениям меток (label), вычисленным и распространенным по узлам сети вдоль маршрута с помощью протокола LDP. Технология MPLS предусматривает выделение для каждого клиента отдельной виртуальной таблицы маршрутизации (Virtual Routing and Forwarding Table, VRF). В таблице VRF хранятся данные обо всех маршрутах, известных маршрутизатору PE, в той или иной VPN.

Технология VRF-Lite позволяет реализовать возможность выделения клиентских VPN в отдельные таблицы VRF локально на устройстве оператора (Multi-VRF CE), не поддерживающем MPLS. Подключение устройства Multi-VRF CE к PE-маршрутизатору осуществляется по аналогии с традиционным PE-CE соединением - на каждый клиентский VRF отдельное логическое подключение.

Магистральный маршрутизатор Cisco 7206VXR совмещает в себе функционал P и PE. Коммутатор Catalyst 4948 является устройством Multi-VRF CE, а коммутаторы Cisco Catalyst 2960 являются устройствами доступа.

Для резервирования клиентского доступа на оборудовании PE и Multi-VRF CE узла ММ ТС в г. Астрахань, а также на оборудовании PE в г. Элиста, используется технология Hot Standby Router Protocol (HSRP). Клиенты локальной сети (VLAN) используют в качестве шлюза по умолчанию виртуальный адрес, настроенный на основном и резервном устройстве PE/Multi-VRF CE. В обычном режиме маршрутизацию клиентского трафика выполняет основное устройство. При выходе из строя основного устройства функционал маршрутизатора по умолчанию для подсети выполняет резервное устройство.

Каналы связи:

Согласованные проектные решения по организации магистральных каналов связи, согласно 10 очереди строительства, к транспортной сети ОАО «МСС-Поволжье», а также информация по участкам ВОЛС до операторов связи, представлены в Приложении Б.

Для организации межузлового подключения узла ММ ТС в г. Астрахань к центральному узлу ММ ТС в г. Самара в качестве основного канала используется существующая транспортная сеть SDH ОАО «МСС-Поволжье» с применением существующего каналообразующего оборудования SDH Lucent Technologies. В качестве резервного канала, организованного между узлами в гг. Астрахань и Элиста, используется арендованный канал связи ISDN E1 TDM, предоставляемым оператором связи ОАО «Ростелеком». Для этих целей на узле в г. Астрахань предусматривается установка мультиплексора Metropolis ADM Universal Shelf (компании Lucent Technologies).

Для организации межузловых подключений узла ММ ТС в г. Элиста к центральному узлу ММ ТС в г. Самара, а также к узлу в г. Астрахань, в качестве основного и резервного каналов используются арендованные каналы ISDN E1 TDM, предоставляемые оператором связи ОАО «Ростелеком», с применением существующего канального оборудования SDH Lucent Technologies.

В связи с тем, что данным проектом предусматривается использование существующих каналов связи, получение технических условий на присоединение узлов ММ ТС к сетям оператора связи и непосредственное присоединение осуществляется силами Заказчика.

Пропускная способность и тип каналов связи, выделяемых для организации основных и резервных подключений узлов ММ ТС, представлена в Таблице 1.

Таблица 1 - Тип и пропускная способность каналов связи

Узел ММ ТС	Основной канал	Резервный канал
	Пропускная способность	Тип	Пропускная способность	Тип
Астрахань	50 Мбит/с	EoSDH	2 Мбит/с	E1
Элиста	2 Мбит/с	E1	2 Мбит/с	E1

трафик многопротокольный сетевой маршрутизация

Организация динамической маршрутизации в ММ ТС:

Коммутация пакетов в MPLS домене осуществляется в соответствии с таблицей коммутации по меткам LFIB (label forwarding information base), сгенерированной во время инициализации сети, на основании маршрутной информации, полученной с помощью внутренних, для MPLS домена, протоколов динамической маршрутизации (IGP), а так же протокола LDP. Передача клиентской маршрутной информации осуществляется с помощью отдельного протокола маршрутизации, в архитектуре MPLS сетей данную функцию выполняет протокол BGP. Таким образом, можно выделить два вида адресных пространств:

- глобальное адресное пространство. Непосредственно транспортные подсети, используемые на магистральных MPLS устройствах.

- частное адресное пространство. Внутренняя адресация клиентских VPN.

Таким образом, в МС СПД задействованы следующие процессы маршрутизации:

- «Глобальный» IGP;

- MP-BGP;

«Глобальный» IGP домена MPLS обеспечивает установление связей по протоколу IP между виртуальными интерфейсами (Loopback100) маршрутизаторов PE в MPLS домене. Протокол IGP необходим для распространения меток MPLS и корректной работы протокола MP-BGP. В ММ ТС в качестве «Глобального» IGP используется OSPF с одной «backbone area» областью.

Протокол MP-BGP необходим для обмена маршрутной информацией IP-VPN между граничными PE - маршрутизаторами узлов ММ ТС. Используется частный номер автономной системы - 64799.

2. Выбор оборудования транспортной сети MPLS

Состав оборудования узла ММ ТС.

Состав оборудования узла ММ ТС в городе Астрахань:

В проектируемом узле на уровне ядра сети используются существующие дублирующие друг друга маршрутизаторы Cisco 7206VXR. Маршрутизаторы Cisco 7206VXR запроектированы по титулу «Строительство магистральной мультисервисной транспортной сети ОАО «МСС-Поволжье». 7 очередь строительства. Участок: г. Саратов - г. Волгоград - г. Астрахань».

В качестве коммутаторов доступа предусматриваются Cisco Catalyst 4948 (48 порта 10/100/1000BaseT, 4 слота для интерфейсных модулей SFP 1000BaseT/LX/LH).

На узле также предусматривается установка мультиплексора Metropolis ADM Universal Shelf для организации канала до оператора связи. Мультиплексор оснащается платами STM-4, E1 и Ethernet.

Внутриузловые подключения осуществляются витой парой интерфейсом 1000BaseT. Подключение к проектируемому мультиплексору осуществляется интерфейсами 100BaseT и E1 по витой паре UTP. Подключение между мультиплексорами осуществляется интерфейсом STM-4 оптическим патчкордом.

Состав оборудования узла ММ ТС в г. Элиста:

В проектируемом узле на уровне ядра сети устанавливаются дублирующие друг друга маршрутизаторы Cisco 7206VXR с совмещенным функционалом P/PE, оснащенные управляющими модулями NPE-G1, модулями памяти по 512 Mb, интерфейсными платами PA-VC-8TE+. Маршрутизаторы оснащаются двумя блоками питания, работающими в режиме Active/Standby.

В качестве коммутаторов доступа предусматриваются Cisco Catalyst 2960 (24 порта 10/100BaseT, 2 uplink - порта 1000BaseT).

Внутриузловые подключения осуществляются витой парой интерфейсом 1000BaseT. Подключение к существующему мультиплексору Metropolis AMU осуществляется интерфейсами E1.

Описание оборудования:

1) Коммутатор Cisco Catalyst 4948 это высокоскоростной проводной коммутатор с фиксированной конфигурацией, оптимизированный для серверной коммутации, с низкой задержкой, поддерживающий 2, 3 и 4 уровни и имеющий форм-фактор 1RU. Основанный на проверенной аппаратной и программной архитектуре Cisco Catalyst 4500 серии, коммутатор Cisco Catalyst 4948 предлагает исключительную производительность и надежность, многоуровневую агрегацию высокопроизводительных серверов и рабочих станций.

Высокая производительность и масштабируемость интеллектуальных сетевых служб становится доступной благодаря специализированным ресурсам, известным как тарнарная контентно-назначаемая ассоциативная память (TCAM). Обширные ресурсы TCAM (64,000 записей) делают доступным высокофункциональный потенциал, обеспечивая маршрутизацию и коммутацию на скорости порта с возможностью одновременной подготовки к инициализациитаких служб, как качество обслуживания (QoS) и безопасность, что позволяет обеспечить соответствие сегодняшним сетевым требованиям масштабируемости и широкие возможности для будущего расширения.

Коммутатор оборудован 48 портами 10/100/1000BASE-T и четыремя портами 1000BASE-X Small Form-Factor Pluggable (SFP).

Дополнительную надежность эксплуатации обеспечивают два отсека под блоки питания и блок высокопроизводительных вентиляторов, все с возможностью "горячей" замены.

2) Интеллектуальный мультиплексор и мультисервисная система Metropolis ADM Universal Shelf предназначена для мультиплексирования стандартных скоростей PDH, SDH и Ethernet до более высоких уровней, вплоть до STM-64.

Дополнительная плата TransLAN Card обеспечивает поддержку расширенного транспорта Ethernet за счет упаковки кадров в виртуальные контейнеры SDH (VC-12s, VC-3s или VC-4s). Обеспечено маркирование VLAN по IEEE 802.1Q. Платформа Metropolis ADM Universal Shelf предназначена для применения в сетях доступа, городских и региональных сетях, имеет широкий спектр трибутарных интерфейсов: E1, E3, STM-1e, STM-1o, STM-4, STM-16, 10/100BASE-T, 1000BASE-X, позволяет плавно перейти от TDM к мультисервисным услугам.

Для обеспечения надежности поддерживаются полнофункциональные механизмы защиты, в том числе: защита оборудования, 1+1MSP, SNCP/N, MS-SPRing и DNI.

3) Серия маршрутизаторов Cisco 7200 разработана как агрегирующее устройство для сервис-провайдеров и идеально подходит в качестве центрального маршрутизатора (core) или в качестве пограничного маршрутизатора ISP-компаний. Данный марщрутизатор позволяет обрабатывать данные, голос, видео с пиковой скоростью 1000000 пакетов в секунду.

Как большинство маршрутизаторов Cisco Systems, серия Cisco 7200VXR является модульной (модули совместимы с оборудованием серий Cisco 7100, 7400 и 7500); в основное шасси устанавливаются модули с поддержкой различных технологий (модули портов LAN, WAN, Multichannel и ISDN портов, модули цифровых голосовых портов, SONET/ATM, Mainframe Channel Connection). Оборудование серии Cisco 7200 гарантирует высокую надежность, отказоустойчивость, поддержку огромного спектра сред передачи данных.

В целях обеспечения отказоустойчивости системы в маршрутизаторах серии Cisco 7200 предусмотрена возможность подключения двух источников питания, а также возможность замены модулей в горячем режиме без выключения оборудования.

4) Коммутаторы Cisco Catalyst® серий 2960-S и 2960 являются ведущими продуктами среди коммутаторов второго уровня. Их использование позволяет упростить эксплуатацию ИТ-инфраструктуры, повысить уровень безопасности бизнес-процессов, обеспечить устойчивую работу сети, а также предоставить пользователям возможность работы в "сетях без границ".

Коммутаторы Cisco Catalyst серии 2960-S поддерживают новую технологию стекирования коммутаторов Cisco FlexStack с использование сетевых подключений 1 и 10 Гбит/с, а также технологию Power over Ethernet Plus (PoE+) с коммутаторами Cisco Catalyst серии 2960, обеспечивающими поддержку сетевых подключений Fast Ethernet и поддержку PoE.

Коммутаторы Cisco Catalyst серии 2960-S и 2960 -- это коммутаторы доступа с фиксированной конфигурацией, предназначенные для сетей крупных и средних предприятий, а также их филиалов, позволяющие снизить совокупную стоимость владения.

Размещение проектируемого оборудования:

Помещения узлов ММ ТС, в которых размещается проектируемое оборудование должно соответствовать следующим требованиям:

- высота помещения от пола до выступающей части потолка, не менее, мм - 2200.

- внутренняя температура - (+5+40) С.

- в помещениях с избытками явного тепла необходимо предусматривать регулирование подачи теплоносителя для соблюдения нормативных параметров микроклимата.

- помещение должно быть оборудовано пожарной сигнализацией с установкой дымовых датчиков.

- уровни звука и эквивалентные уровни звука в помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический и измерительный контроль, - (50-60) дБА.

- размеры дверных проёмов принимаются с учётом размеров технического оборудования.

- относительная влажность воздуха в рабочей зоне по технологическим требованиям ГОСТ15150-69 - (50-80)%.

- внутренняя отделка помещения: покрытие стен, потолка, пола не должно накапливать пыль и выделять вредно влияющие вещества на аппаратуру (пары соединений серы, хлора, фтора).

- покрытие пола не должно накапливать статического электричества (антистатический линолеум), либо должны иметься антистатические коврики.

- устройства визуального отображения (мониторы) не должны накапливать статического электричества и не должны иметь бликов.

Проектируемые узлы размещаются на приспособленных площадях технических помещений подразделений ОАО«МСС-Поволжье»,которые удовлетворяют перечисленным выше требованиям. Согласно Акту согласования проектных решений для размещения проектируемого оборудования используются проектируемые специализированные телекоммуникационные шкафы (стойки) со стандартными 19-ти дюймовыми монтажными профилями производства фирм Rittal и AESP. Вновь устанавливаемое оборудование имеет в комплекте специальные крепежные элементы для монтажа в 19-ти дюймовые шкафы. Фасады телекоммуникационных шкафов каждого из узлов ММ ТС с размещением проектируемого оборудования представлены в соответствующих книгах Рабочей документации (1611Т/03/07/П4/1-РП2-СС). Проверочный расчет несущей способности перекрытий в помещениях и допустимость догружения плит опорных конструкций с учетом существующей нагрузки определяется службами Заказчика.

Таблица 2 - Расчетная масса проектируемого оборудования на узле

Узел	Номер сущ. шкаф	Этаж	Помещение	Состав проектируемого оборудования	Масса оборудования, кг
г. Астрахань	3	3	Автозал №1	Шкаф AESP 42U 600x800, С1эсо Catalyst 4948 (2 шт)	122
	0			Шкаф AESP 42U 800x800, Metropolis ADM Universal Shelf	188
г. Элиста	1-4-3	4	Автозал	Шкаф Rittal 42U 600x800, Cisco 7206VXR (2 шт,), Cisco Catalyst 2960 (2шт)	172,6

3. Расчетная часть

3.1 Расчет параметров проектируемой сети MPLS

Общее количество абонентских портов для всего проектируемого участка г. Астрахань - г. Элиста ММ ТС ОАО «МСС-Поволжье», согласно рабочей документации 1611Т/03/07/П4/1-РП2-СС, составляет 114 порта, из которых для узла в г. Астрахань предусматривается 52 порта 10/100/1000BaseT и 30 портов Е1, для узла в г. Элиста предусматривается 30 портов 10/100BaseT. Общее количество абонентов (массовых и корпоративных пользователей) для всего участка ММ ТС, согласно расчету, составляет 108 абонентов (83 абонентов на узле в г. Астрахань, 25 абонентов в г. Элиста).

Общий расчет сети по каждому узлу ММ ТС по количеству абонентов и абонентских портов, исходя из полосы пропускания магистрального канала связи, представлен в таблице 3, и производится по следующей методике: Количество корпоративных абонентов (Аб(Корп)) по отношению к общему количеству абонентов (Аб(узелМС)) на узле вычисляется по формуле:

Аб(корп) Аб(узелМС) Х 20%

Количество массовых абонентов (Аб(масс)) по отношению к общему количеству абонентов на узле вычисляется по формуле:

Аб(масс) = Аб(узелМС) Х 80%

Для массового абонента узла ММ ТС в г. Элиста полоса потребления составит 0,256 Мбит/с, для корпоративного абонента - 0,512 Мбит/с. Таким образом, трафик Т(КорП), генерируемый корпоративными абонентами в г. Элиста, вычисляется по формуле:

Т( корп) = Аб(корп) Х 0,512Мбит / с

Трафик Т(масс), генерируемый массовымиабонентами,рассчитывается при условии, что только 20% одновременного трафика массовых абонентов будет загружать канал связи (нагрузка в ЧНН), и вычисляется по формуле:

Т(масс) = Аб(масс) Х 0,256Мбит / с Х 20%

Для массового абонента узла ММ ТС вг. Астраханьполоса потребления составит 1 Мбит/с, для корпоративного абонента - 2 Мбит/с. Таким образом, трафик Т(КорП), генерируемый корпоративными абонентами в г. Элиста, вычисляется по формуле:

Т( корп) = Аб(корп) Х 2Мбит / с

Трафик Т(масс), генерируемый массовыми абонентами,рассчитывается при условии, что только 20% одновременного трафика массовых абонентов будет загружать канал связи (нагрузка в ЧНН), и вычисляется по формуле:

Т(масс) = Аб(масс) Х 1Мбит / с Х 20%

Суммарный трафик предоставляемых коммерческих услуг по направлениям (нагрузка на канал связи) вычисляется по формуле:

T(общ ) = Т(корп)+ Т(масс)

Согласно данному расчету, суммарная нагрузка на оборудование каждого узла ММ ТС, создаваемая абонентским трафиком, не превышает мощности (производительности) проектируемых маршрутизаторов. Общая нагрузка на каналы связи, создаваемая абонентским трафиком, также не превышает объем канала от проектируемого оборудования до существующего оборудования операторов связи.

Расчет абонентской емкости участка ММ ТС можно увидеть на в таблице

Таблица 3 - Расчет абонентской емкости участка ММ ТС

Узел ММ ТС	Астрахань	Элиста
Тип основного канала связи	EoSDH	E1
Тип резервного канала связи	E1	E1
Предельная суммарная нагрузка, Мбит/с	52,00	4,00
Ожидаемая суммарная нагрузка, Мбит/с	49,00	3,58
Тип маршрутизатора PE на узле	Cisco 7206VXR	Cisco 7206VXR
Предельная нагрузка на устройство, Мбит/с	520	520
Ожидаемая нагрузка на устройство, Мбит/с	101,00	7,68
Нагрузка корп. абонентов, Мбит/с	36,00	2,56
Нагрузка масс. абонентов, Мбит/с	65,00	5,12
Количество корп. абонентов, шт.	18	5
Количество масс. абонентов, шт.	65	20
Общее количество абонентов, шт.	83	25
Количество проектируемых абонентских портов 10/100/1000BaseT (или 10/100BT), шт.	52	30
Количество проектируемых абонентских портов E1, шт.	32	-

3.2 Расчет капитальных затрат

В связи с тем, что строительство телекоммуникационной сети доступа имеет в виду ее коммерческое использование, то содержанием расчетов являются:

- расчет капитальных вложений на строительство IP сети;

- расчет срока окупаемости капитальных вложений.

Сметная стоимость на реконструкцию станционных сооружений представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Сметная стоимость на реконструкцию станционных сооружений

Наименование статей затрат	Ед. Изм-ния	Кол-во	%	Стоимость т.р.
				За единицу	Всего
Коммутатор Catalyst 4948, 48 портов 10/100/1000+4 SFP	Шт.	4		410000	1640000
Программное обеспечение Cisco CAT4900 IOS IP BASE SSH	Шт.	2		5600	11200
Коммутатор Catalyst 2960 24 10/100 + 2 1000BT LAN Base Image	Шт.	2		46000	92000
Маршрутизатор 7206VXR with NPE-G1 includes 3GigE/FE/E Ports and IP SW	Шт.	2		1000000	2000000
Монтажные и измерительные приборы	% от стоимости оборудования		15		561480
Итого	4304680

Чтобы выяснить величину затрат на монтажные и измерительные приборы, нужно вычислить суммарную стоимость оборудования (из таблицы 4), и взять от нее 15%:

Ст= Цос *0,15, (т.р),

Цос =1640000+11200+92000+2000000=3743200 (т.р),

Ст=3743200*0,15=561480 (тг)

Общая стоимость станционных сооружений составила: К = 4304680 т.р.

3.3 Расчет доходов и срока окупаемости сети

Увеличение пропускной способности приведет к получению компанией дополнительного дохода за счет:

- отсутствия необходимости арендовать 5 потоков Е1 - 960 000 руб. в год;

- доход от сдачи в аренду не менее 50 потоков в аренду за 16 000 ежемесячно при этом единовременный (расходы на подключение) составляет 50000;

- доход от сдачи VPN-каналов - 5000 за 1 канал ежемесячно, предполагается сдавать не менее 60 каналов.

Предполагаемый рост числа сдаваемых потоков и VPN-каналов по годам приведен в таблице 5.

Таблица 5 - Рост числа сдаваемых потоков и VPN-каналов по годам

Год	Число потоков, сдаваемых в аренду	Число VPN, сдаваемых в аренду
1 год	25	30
2 год	50	50

Предполагаемый рост доходов компании по годам приведён в таблице 6.

Таблица 6 - Рост доходов компании по годам

Год	Экономия, руб.	Аренда потоков/единовременный платёж, руб.	Аренда VPN, руб.	Итого, руб.
1 год	960 000	400000/1250000	150000	2760000
2 год	960 000	400000/1250000	250000	2860000
Итого				5620000

S= K/Д = 4304680/5620000=0,76*12, следовательно, примерный срок окупаемости составит 1 год и 9 месяцев.

4. Техника безопасности при обслуживании сети MPLS

4.1 Организация работы по охране труда на предприятии

Обеспечение безопасных условий труда, управление охраной труда в организации осуществляет ее руководитель. Для организации работ по охране труда руководитель организации создает службу охраны труда, которая подчиняется непосредственно руководителю организации или главному инженеру.

Деятельность по охране труда в организации осуществляется в соответствии с действующим законодательством и в порядке, предусмотренном нормативными правовыми актами, содержащими государственные нормативные требования охраны труда.

Правовое обеспечение включает: соблюдение, исполнение и применение норм действующего законодательства в области охраны труда, применение юридической ответственности и других мер воздействия за нарушение законодательства в области охраны труда.

Нормативной базой данных охраны труда является система нормативных правовых актов, содержащих государственные нормативные требования охраны труда. Она состоит межотраслевых и отраслевых правил и типовых инструкций по охране труда, строительных и санитарных норм и правил, правил и инструкций по технике безопасности, правил устройства и безопасной эксплуатации, свода правил по проектированию и строительству, гигиенических нормативов и государственных стандартов по безопасности труда.

Организация работ по охране труда заключает следующие направления:

обеспечение безопасности производственного оборудования, в том числе учет требований безопасности при создании, приобретении, монтаже (демонтаже) и эксплуатации производственного оборудования, оснастки и других технических средств;

обеспечение безопасности производственных процессов;

обеспечение безопасной организации труда (безопасной организации производства, безопасного состояния зданий, сооружений и территории организации, безопасного обслуживания и содержания рабочих мест, обучение работников охране труда обеспечение их средствами индивидуальной защиты);

обеспечение благоприятных санитарно-гигиенических условий труда (параметров микроклимата на рабочих местах, уровней естественного и искусственного освещения рабочих мест, производственного шума вибрации, электромагнитных и других излучений, санитарно-бытовое обеспечение работников);

обеспечение благоприятных психофизических условий труда, режимов труда и отдыха, лечебно профилактическое обслуживание работников.

Оценка деятельности указанных направлений осуществляется по следующим видам работ:

деятельность по проведению аттестации рабочих мест по условиям труда;

деятельность службы охраны труда;

организация обучения, проведение инструктажей и проверок знаний правил, норм и инструкций по охране труда;

организация безопасного и безаварийного функционирования объектов повышенной опасности и безопасного выполнения работ с повышенной опасностью.

Основными критериями эффективности организации проведения работ по охране труда на производственном объекте должны быть:

степень соответствия условий труда нормативным требованиям;

уровень производственного травматизма;

уровень организации работ по охране труда в организации.

Организация проведения работ по охране труда в организации включает обеспечение охраны труда работодателем и работником, деятельность службы охраны труда, планирование и реализация мероприятий по охране труда.

В подразделениях организации ответственным за организацию и состояние работы по охране труда являются начальники этих подразделений.

Использование вычислительной техники на всех этапах проектирования и производства многокаскадной коммутационного поля с параллельной идентификацией каналов связи, а также при его дальнейшей эксплуатации выдвигает проблему оздоровления и оптимизации условий труда оператора.

В процессе работы на компьютере здоровью людей могут угрожать факторы, вызванные преимущественно неправильной организацией работы, либо несоблюдением техники безопасности. Проведение мероприятий по улучшению рабочих мест, снижению травматизма и заболеваемости должно не только свести к минимуму риск работы на компьютере, но и сократить потери рабочего времени и повысить работоспособность и производительность труда.

Основными составляющими частями персонального компьютера (ПК) являются: системный блок и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер, сканер, и т.п. Каждый персональный компьютер включает средство визуального отображения информации называемое по-разному - монитор, дисплей. Как правило, в его основе - устройство на основе электронно-лучевой трубки. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами (например, типа "Pilot"), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя.

Типичным для операторов ЭВМ заболеванием является хронический синдром запястного канала, при котором напряженные ткани защемляют проходящий через запястье нерв, вследствие чего сначала возникает покалывание в пальцах, затем - сильная боль, и в самом тяжелом случае - потеря мышечных функций. По данным Джейн Э.Броди (NewYork Times, 3-4 марта 1995 г), в США 40% всех обращений работников за компенсациями, вызванными травмами кистей и рук, составляют люди получившие их вследствие работы на компьютере.

По обобщенным данным исследований, у работающих за монитором от 2 до 6 часов в сутки функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6 раза чаще, чем в контрольных группах, болезни сердечно-сосудистой системы - в 2 раза чаще, болезни верхних дыхательных путей - в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата - в 3,1 раза чаще. С увеличением продолжительности работы на компьютере соотношения здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.

Приведенные факты указывают на необходимость предусмотреть на этапе проектирования информационной системы меры по созданию безопасных и комфортных условий труда на рабочем месте пользователя.

4.2 Анализ условий труда при работе за компьютером

Использование вычислительной техники на всех этапах проектирования и производства многокаскадной коммутационного поля с параллельной идентификацией каналов связи, а также при его дальнейшей эксплуатации выдвигает проблему оздоровления и оптимизации условий труда оператора.

Выполнение производственных операций с помощью вычислительной техники связано с восприятием изображения на экране и одновременным различением текста рукописных и печатных материалов, выполнением машинописных, графических работ и др. операций.

Для выявления и оценки вредных и опасных производственных факторов необходимо составить перечень факторов условий труда. Наиболее существенными факторами условий труда являются:

1) Санитарно-гигиенические: освещение естественное и искусственное, температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха, запыленность, шум, тепловые и электромагнитные излучения.

2) Психофизиологические: рабочее место, рабочая поза и перемещения в пространстве, продолжительность непрерывной работы, режим работы напряжение зрения, нервно-эмоциональная и интеллектуальная нагрузка.

3) Технические: техническая безопасность оборудования.

Рассматривая влияние компьютера на здоровье человека, в первую очередь выделяют следующие факторы риска:

- проблемы влияния электромагнитных излучений;

- проблемы перегрузки зрения;

- проблемы, связанные с мышцами и суставами.

- проблемы, связанные с электро и пожаробезопасностью.

Снижение нагрузки на глаза:

Монитор, используемый при работе, должен иметь гигиенический сертификат и маркировку соответствия РосСтандарт. Экран дисплея должен находиться от глазпользователя на расстоянии 600--700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

Экран дисплея, документы и клавиатура располагают так, чтобы перепад яркостей поверхностей, зависящий от их расположения относительно источника света, не превышал 1:10 (рекомендуемое значение 1:3). При номинальных значениях яркостей изображения на экране 50--100 кд/м2 освещенность документа должна составлять 300--500 лк.

Рабочие места по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева.

В помещениях, предназначенных для использования персональных компьютеров, величина коэффициента естественной освещенности должна отвечать требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 (не ниже 1,5 %).

Необходимо соблюдать режим работы.

Во время регламентированных перерывов с целью утомления зрительного анализатора целесообразно выполнять комплексы специальных упражнений.

Мероприятия по снижению статических физических нагрузок:

Конструкция рабочего стула должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно - плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Также рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм.

Согласно рекомендациям НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН РФ рабочий день за компьютером должен быть не более 6 часов, с дополнительными перерывами по 3 минуты через каждые полчаса, а через 2 часа работы по 15--20 минут.

Мероприятия по снижению шума:

Шумы в целом оказывают достаточно сильное влияние на психику и общее состояние человека, вызывая чувства неуверенности, стесненности, тревоги, плохого самочувствия, что проводит к снижению производительности труда, возникновению ошибок.

Чтобы уменьшить уровень шумов в помещении, рекомендуется использовать звукоизолирующие преграды, стенки и потолки, отделанные специальными пористыми плитами, хорошо поглощающими звук.

4.3 Охрана труда при работе с ручным инструментом, переносным электроинструментом и осветительными приборами

При изготовлении, осуществлении монтажа и настройке оборудования неизбежно применение ручного инструмента, переносного электроинструмента, осветительных приборов и другого вспомогательного оборудования.

Ручной инструмент, применяемый в работе, а также переносные электроинструменты, осветительные приборы и другое вспомогательное оборудование должны соответствовать требованиям ГОСТов и инструкциям заводов-изготовителей, использоваться в работе с соблюдением Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок.

Использовать ручной инструмент необходимо в соответствии с его назначением.

Администрация предприятия должна обеспечить систематический контроль:

за соблюдением работниками правил безопасности при работе с инструментом;

за применением работниками спецодежды, спецобуви и средств индивидуальной защиты;

за соответствием инструмента требованиям безопасности.

Выдаваемые и используемые в работе инструменты, переносные электроинструменты, осветительные приборы и вспомогательное оборудование должны проходить проверку и испытания в сроки и объемах, установленных ГОСТом, техническими условиями, действующими нормами испытания. Для поддержания исправного состояния, проведения периодических испытаний и поверок, распоряжением руководителя организации должен быть назначен ответственный работник, имеющий не ниже III группу по безопасности.

Ручные инструменты, переносные электроинструменты, осветительные приборы и вспомогательное оборудование должны перевозиться и переноситься к месту работы в условиях, обеспечивающих их исправность и пригодность к работе, т.е. должны быть защищены от загрязнения, увлажнения и механических повреждений.

Требования безопасности во время работы:

Перед началом работы с ручными инструментами, переносными электроинструментами и осветительными приборами в случае необходимости следует:

определить по паспорту класс инструмента;

проверить комплектность и надежность крепления деталей;

убедиться внешним осмотром в исправности кабеля (шнура), его штепсельной вилки, целостности изоляции деталей корпуса, рукоятки и т.д.;

проверить четкость работы выключателя;

проверить работу электроинструмента на холостом ходу.

Не допускается использовать в работе ручные инструменты, переносные электроинструменты, осветительные приборы и вспомогательное оборудование, имеющие дефекты.

При пользовании переносными электроинструментами, осветительными приборами и вспомогательным оборудованием их провода и кабели по возможности подвешиваются.

Непосредственное соприкосновение проводов и кабелей с горячими, влажными и маслянистыми поверхностями не допускается.

Кабель электроинструмента должен быть защищен от случайного механического повреждения.

Не допускается натягивать, перекручивать и перегибать кабель, ставить на него груз, а также допускать пересечение его с другими кабелями.

При обнаружении каких-либо неисправностей работа с ручным электроинструментом должна быть немедленно прекращена.

При исчезновении напряжения или перерыве в работе электроинструмент должен отсоединяться от электрической сети.

Работникам, пользующимся электроинструментом, не разрешается:

разбирать электроинструмент и производить самостоятельно ремонт;

держаться за провод электроинструмента, касаться вращающихся частей до полной остановки электроинструмента;

- регулировать инструмент без отключения его от сети штепсельной вилкой.

Требования безопасности в аварийных ситуациях:

При возникновении неисправностей инструмента, работник обязан прекратить работу, поставить в известность руководитель о возникших неисправностях.

При происшествии несчастного случая с напарником по работе, работник должен уметь оказывать первую (доврачебную) помощь.

При получении травмы - прекратить работу, поставить в известность руководителя, обратиться в медпункт.

Требования безопасности по окончании работы:

Привести в порядок рабочее место.

Инструмент убрать в отведенное для него место.

Инструменты следует хранить в закрытых помещениях, вдали от отопительных батарей и защищенными от солнечных лучей, влаги, агрессивных веществ.

Обо всех замеченных недостатках, обнаруженных во время работы, сообщить непосредственному руководителю.

4.4 Поддержание оптимальных параметров микроклимата в помещении

Для обеспечения оптимальных параметров микроклимата необходимо чтобы температура в помещении была в пределах 18-22 градусов по Цельсию, относительная влажность была не менее 31-39 % и скорость движения воздуха не более 0,1 м/c.

Для повышения влажности воздуха в помещениях следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Помещения периодически должны быть проветрены, что обеспечивает улучшение качественного состава воздуха, в том числе и аэроионный режим. Уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещений должны соответствовать нормам: при оптимальном уровне это должно составлять n+: 1500-3000 и n-: 300-5000 число ионов в 1 см. куб. воздуха. Помещения должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляции. Поверхность пола в помещениях эксплуатации должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами, нежелательно использование ковровых покрытий. Наличие меловых досок также нежелательно.

4.5 Требования по электробезопасности

Энергоснабжение компьютера осуществляется через сеть бытового электропитания с номинальным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Сопротивление заземляющего устройства с изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом по ГОСТ 12.1.030-81. Защитное заземление используют для того, чтобы не возникало разности потенциалов между компьютером и периферийными устройствами, раздельно подключенными к электросети, а также между двумя соседними персональными компьютерами.

Необходимо принять меры к предотвращению доступа пользователей к частям компьютера, находящихся под опасным напряжением, защитным корпусом. Необходим контроль за состоянием изоляции. Работу по ремонту компьютеров следует производить только лицам, имеющим соответствующую подготовку и прошедшим инструктаж по технике безопасности.

4.6 Требования по пожарной безопасности

В помещениях с ПЭВМ наиболее вероятны пожары классов «А» и «Е», т.е. горение твердых веществ, сопровождаемое тлением («А»), или самовозгорание электроустановок («Е»).

В замкнутых помещениях объемом до 50 м3 вместо переносных огнетушителей (или в дополнение к ним) можно использовать подвесные самосрабатывающие порошковые огнетушители типа ОСП или модули порошкового пожаротушения «Буран-2,5», «Буран-8» (настенный и подвесной).

Небольшие помещения рекомендуется оснащать компактными настенными дымовыми противопожарными извещателями.

Размещено на Allbest.ru

...