Проектування та дослідження фрагменту корпоративної мережі

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Кафедра ТКС

Дисципліна: «Корпоративні мережі»

Курсова робота

Тема: «Проектування та дослідження фрагменту корпоративної мережі»

Виконав: ст. гр. ТК-14-3

Якубенко А.С.

Перевірив: Професор кафедри ТКС

Пастушенко М.С.

2016



Зміст

Перелік умовних позначок

Вступ

1. Загальна характеристика завдання та порядок виконання курсової роботи

1.1 Характеристики обладнання

1.2 Структурна схема фрагменту корпоративної мережі

2. Розрахунки характеристик за допомогою моделі М/М/1

3. Розрахунки характеристик за допомогою моделі М/М/m

Висновок

Перелік посилань



Перелік умовних позначок

БП - банківські послуги;

ВТ - Надання відео і теле послуг;

Гол - головний;

ІП - інтернет послуги;

НДР - науково-дослідницькі роботи;

УЛ - наукова лабораторія;

ОВ - хмарні обчислення;

ЦОД - центр обробки даних.



Вступ

Актуальність даної курсової роботи полягає у тому, що сьогодні все продовжують з'являтися приміщення та різні організації, які потребують систем обслуговування, які будуть із мінімальною кількістю витрат та які будуть задовольняти всім ергономічним умовам. Моделюючи реальні процеси, ми можемо прогнозувати якість роботи системи. Змінюючи параметри системи, можна простежити, як змінюється ефективності роботи. А також, можна взяти рішення, на яких установках система працюватиме максимально продуктивно при мінімальних витратах.

Актуальність теми курсової роботи полягає в тому, що дана локальна мережа є засобом для організації ефективного функціонування підприємства.

Для досягнення поставлених цілей і завдань необхідно виконати наступні етапи роботи: вибір технології мережі; підбір мережевого обладнання; проектування схеми прокладки кабелю; розрахунок вартості компонентів мережі. Теоретична значущість полягає в аналізі існуючих технологій і застосуванні однієї з них для реалізації на практиці. Практична значущість полягає в реалізації на практиці проекту з проектування локальної мережі. корпоративний мережа зв'язок кабель

Мета курсової роботи лежить у вивченні сучасних методів і технологій будування корпоративних мереж зв'язку при передачі даних. Навчити студентів самостійно виконувати розрахунки, які необхідні для будування сучасних корпоративних мереж і різних методів абонентського доступу, а також оцінуювати їх можливості, із врахуванням вимог різних стандартів.

Слід відзначити, що корпоративна мережа - це багато сегментна локальна мережа зі специфічним програмний забезпеченням, яке забезпечує діяльність конкретної організації. Сегменти корпоративної мережі можуть бути віддалені на значну відстань, яка не притаманна локальним мережам.

У процесі вивчення розглядаються проводні технології локальних мереж, тому при обиранні середовища передачі необхідно базуватися на проводному середовищі передачі даних, а саме, вита пара або оптоволокно. При обиранні стандартів і специфікацій технологій, які використовуються, необхідно ураховувати критерій ефективність/вартість, тому що із підвищенням швидкості передачі, підвищиться і вартість елементів мережі, наприклад мережевих адаптерів.

У процесі виконання курсової роботи будуть спроектовані схеми корпоративної мережі для кожного приміщення. Будуть проведені розрахунки характеристик за допомогою моделей M/M/1 та M/M/m.



1. Загальна характеристика завдання та порядок виконання курсової роботи

Мета курсової роботи полягає у закріпленні та узагальненні отриманих знань, навчанні студентів самостійно застосовувати їх для комплексного рішення конкретних практичних задач, навчанні навичкам проектування, розрахунку, самостійного проведення наукових досліджень та обґрунтування сприйманих рішень в області дисципліни «Корпоративні мережі».

Необхідно мати на увазі, що мережеві адаптери вбудовані у системну плату та мають швидкість передачі 1 Гбіт/с із підтримкою стандартів 10 і 100 Мбіт/с. Разом із тим, необов'язково використовувати швидкість передачі 1 Гбіт/с, особливо при використанні зовнішніх каналів передачі даних між сегментами мережі. Останнє пов'язане із значною платою за зовнішній трафік.

При виконанні завдання курсової роботи необхідно обґрунтувати вибрані: стандарт і специфікацію, середовище передачі, тип вузлів і комутаційного обладнання, розміщення обладнання у приміщеннях із урахуванням вимог охорони праці та ергономіки.

Зробити розрахунки основних теоретичних характеристик мережі, побудувати та протестувати мережу із використанням комплексу моделей мережевого обладнання компанії Cisco Systems.

Зробити оцінку фінансової вартості основного обладнання корпоративної мережі і всього проекту.

Графічну частину виконати із використанням пакету Microsoft Office Visio, а також комплексу моделей мережевого обладнання компанії Cisco Systems.



1.1 Характеристики обладнання

Рис. 1 Схема в пакеті Microsoft Office Visio



Рис. 2 Схема головного офісу ( 1 сервер, 16 ПК )

Необхідна кількість витої пари категорії 5 для зв'язку ПК із комутатором складає приблизно 120 метрів. Вартість витої пари 600 грн за 120 метрів.

У якості технології передачі даних для навчальної лабораторії доцільно обрати технологію Ethernet зі швидкістю 100 Мбіт/с. Така швидкість передачі даних є достатньою для рішення науково-дослідницьких задач. Стандарт IEEE 802.3u, специфікація 100Base-TX, яка потребує використання двох витих пар UTP категорії 5. На логічному рівні використовується код 4B/5B, а на рівні фізичного кодування - MLT-3. Максимальна дальність передачі між вузлами - 100м. Вартість ПК "Asus BM1AD" - 12515 грн. Вартість комутатора "Сisco 2960-24TT" - 24450 грн.



Рис. 3 Схема офісу 2 ( 10 ПК )

Необхідна кількість витої пари категорії 5 для зв'язку ПК із комутатором складає приблизно 40 метрів. Вартість витої пари 200 грн за 40 метрів.

У якості технології передачі даних для навчальної лабораторії доцільно обрати технологію Ethernet зі швидкістю 100 Мбіт/с. Така швидкість передачі даних є достатньою для рішення науково-дослідницьких задач. Стандарт IEEE 802.3u, специфікація 100Base-TX, яка потребує використання двох витих пар UTP категорії 5. На логічному рівні використовується код 4B/5B, а на рівні фізичного кодування - MLT-3. Максимальна дальність передачі між вузлами - 100м. Вартість ПК "Asus BM1AD" - 12515 грн. Вартість комутатора "Сisco 2960-24TT" - 24450 грн.



Рис. 4 Схема офісу 3 ( 12 ПК )

Необхідна кількість витої пари категорії 5 для зв'язку ПК із комутатором складає приблизно 60 метрів. Вартість витої пари 300 грн за 60 метрів.

У якості технології передачі даних для навчальної лабораторії доцільно обрати технологію Ethernet зі швидкістю 100 Мбіт/с. Така швидкість передачі даних є достатньою для рішення науково-дослідницьких задач. Стандарт IEEE 802.3u, специфікація 100Base-TX, яка потребує використання двох витих пар UTP категорії 5. На логічному рівні використовується код 4B/5B, а на рівні фізичного кодування - MLT-3. Максимальна дальність передачі між вузлами - 100м. Вартість ПК "Asus BM1AD" - 12515 грн. Вартість комутатора "Сisco 2960-24TT" - 24450 грн.

Технічні характеристики комутатора "Сisco 2960-24TT" наступні: 24 порти FastEthernet, 2 порти GigabitEthernet. Габарити та вага: 45.5x23.6x23.6 см, 3.6 кг;

Рис. 5 Основні атрибути комутатора "Сisco 2960-24TT"

Індикатори: Power, Link/Activity, Cable diagnostics, Loop detection. Автоматичне узгодження повнодуплексного або напівдуплексного режиму.

На рівні доступу особлива увага наділяється представленню рішень по чотирьом основним напрямкам:

1. Стійкість;

2. Простота в експлуатації;

3. Безпека;

4. Робота без меж.



1.2 Структурна схема фрагменту корпоративної мережі

Рис. 6 Схема в симуляторі мереж передачі даних Cisco Systems - Packet Tracer



Рис. 7 Пінгування ПК у мережі

Налаштування 2960-24TT Switch:

Switch>en

conf t

int range fa 0/1-14

switchport mode access

switchport access vlan 1

no sh

int range gig 0/1-2

switchport mode trunk

no sh

exit



2. Розрахунки характеристик за допомогою моделі М/М/1

Для розрахунку широкомовного трафіку доцільно використовувати модель М/М/1.

Інтенсивність входного потоку:

,

де ; n - кількість компьютерів в мережі (в окремому VLAN). Величину інтенсивності обслуговування пакетів вважати .

= 0,064

Черга в накопичувачі системи може бути заповнена і дорівнювати ймовірності блокування, яка розраховується по співвідношенню:

=

N - обсяг накопичувача системи, наприклад, концентратора.

На жаль, воно не завжди зручно для проведення приблизних розрахунків, як говорять у народі - для оцінки можливостей системи на коліні. У першу чергу, це ставитися до розрахунку обсягу накопичувача, тобто визначення величини N.

На практиці, як правило, має місце випадок коли с < 1 й N >> 1. Тому для проведення приблизних розрахунків можна спростити вираження для ймовірності блокування, оскільки при розглянутих умовах величина с^N+1 буде близької до 0, а знаменник співвідношення буде прагнути до 1.

Тоді ймовірність блокування при зазначених умовах можна розраховувати за співвідношенням

Скориставшись основними властивостями логарифмів вираження можна перетворити до виду

lnP_B = ln(1 - с) + Nlnс,

з якого можливо отримати співвідношення для розрахунків обсягу накопичувача

N = (lnP_B - ln(1 - с))/lnс.

=

Для системи з кінцевою чергою, що вміщає не більше N пакетів, мають місце наступні співвідношення:

- імовірність того, що система вільна;

(1-0,064)/(1-)=0,936

- - імовірність того, що черги перебувати в n пакетів;

(1-0,064))= 5,8

- продуктивність (пропускна здатність) системи;

=)==0,10,064=0,0064

- нормоване навантаження.

0,064

Формули для опису системи М/М/1:

- середнє число клієнтів в системі;

= )=0,0064/(0,1-0,0064)=0,0064/0,0936=0,0683

- середній час обслуговування одного клієнта в системі;

=(=(=1/0,0936=10,68

- середнє число клієнтів у черзі;

= )=0,00004096/0,00936=0,0043

- сеедній час очікування клієнту у черзі;

==0,6837

- характеристика завантаженості системи (кількість часу, за який система зайнята обслуговуванням);

r== 0,064

- ймовірність відсутності заявок в системі;

=0,936

- ймовірність того, що в системі знаходиться більш, ніж K заявок.

==

k=40



3. Розрахунки характеристик за допомогою моделі М/М/m

Час обслуговування в окремому каналі, як і раніше, будемо вважати S=0.1. Інтегральна функція розподілення часу відгука розраховується по наступній формулі:

(1) P(R?r)=F(r)=-81,11

(2) P(R?r)=F(r)=-85,22

(3) P(R?r)=F(r)=-80,64

де дорівнює:

(1)=0,99

(2)=0,99

(3)=0,99

а дорівнює:

0,88

0,85

де: m - кількість паралельних каналів обслуговування в системі, які залежать від фізичних обмежень та обмежень масштабу, які накладаються операційною системою; p - кількість часу відгука; с - іненсивність трафіку системи (коэффицієнт користування системи); r - число місць очікування.

При цьому максимальна величина числа каналів обслуговування може бути розрахована наступним чином:

,

де k - кількість портів анализуємого комутатора.

=18/2=9

=12/2=6

=13/2=6,5

Величина r залежить від об'єма пам'яті для кожного порта комутатора і може бути розрахована таким чином:

,

де V - об'єм пам'яті окремого порта комутатора у байтах; D - довжина максимального кадра у байтах.

r=V/D= 43,7

Формула прогнозування часу затримки у черзі для системи масового обслуговування M/M/m виглядає наступним чином:

(1)W==3,92·

(2)W==6.37·

(3)W==4.19·

(1)C(m,p)=3,42·

(2)C(m,p)=3,75·

(3)C(m,p)=2,66·

Таким чином, представлена математична модель дозволяє оцінити середні характеристики корпоративної мережі.



Висновок

В ході виконання курсової роботи були закріплені отримані знання щодо сучасних методів і технологій будування корпоративних мереж зв'язку при передачі даних. Навчилися самостійно виконувати розрахунки, які необхідні для проектування сучасних корпоративних мереж і різних методів абонентського доступу, а також оцінуювати їх можливості, із врахуванням вимог охорони праці, ергономіки та інших стандартів. Були застосовані два методи розрахунку характеристик технології передачі даних - М/М/1 та М/М/m.

М/М/1 - це найпростіша система обслуговування. Система з однією обслуговуючою лінією, пуасоновським вхідним потоком, показовим розподілом часу обслуговування й дисципліною обслуговування в порядку надходження заявок (пакетів, кадрів). У загальному виді позначення для системи обслуговування має вигляд А/В/С, де символ А позначає розподіл на вході, В -- розподіл часу обслуговування, а С - число ліній, що обслуговують. Для позначення пуасоновського процесу або еквівалентного йому показового розподілу застосовується символ М (Марковський процес). Таким чином, система обслуговування типу М/М/m характеризується пуасоновським вхідним потоком, показовим розподілом часу обслуговування й числом обслуговуючих ліній m. Модель M/M/m - це набір математичних формул, які дозволяють прогнозувати продуктивність систем масового обслуговування. Позначення M/M/m насправді є скорочення більш довгого M/M/m/oo/FCFS. Налаштування продуктивності грунтується на наступному фундаментальному відношенні: Час відгука = Час обслуговування + Час очікування.

Також були закріплені основи будування сучасних корпоративних мереж, методів кодування та передачі даних; особливості та загальні характеристики мереж зв'язку; принципи побудови і технології корпоративних мереж різного призначення.

Перелік посилань

1. Конспект лекцій.

2. Слайди лекцій.

3. http://www.wolframalpha.com/.

4. http://www.mathforyou.net/.

5. Олифер В. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. Питер., 2016г. с. 992.

Размещено на Allbest.ru

...