Проектирование корпоративной сети предприятия

Зміст

1. Завдання
2. Вступ
3. Загальна характеристика корпоративної ком’ютерної мережі кампусів та технологія кампусів
4. Характеристика иереж робочихгруп, відділів та самої локальної мережі кампусу головного підрозділу.
5. Обгрунтування вибору технології Gigabit Ethernet
6. Обгрунтування вибору технології та їх характеристика
7. Розрахунок параметрів PDV та PVV
8. Маршрутизація
9. Оцінка кошторису проекту
10. Сукупна оплата за WAN канали.

Завдання

Номер залікової  книжки: 05-16103

Завдання на курсовий проект.

   Спроектувати корпоративну комп’ютерну мережу (ККМ) “під ключ”, яка має наступні властивості та характеристики:

      1. ККМ об’єднує географічно віддалені між собою мережі кампусів (центральна мережа та філії), кількість яких рівна 3 (для непарної передостанньої НЗК), а відстань між головною мережею та її найближчою філією становить значення d =103 [км].

   2. ККМ повинна забезпечувати наступні  послуги своїм корпоративним  користувачам:

   2.1. доступ корпоративних користувачів  до:

   2.1.1. централізованої бази даних;

   2.1.2. корпоративних WWW-, FTP- та E_mail-серверів;

   можливість  забезпечення обміну мультимедійними  послугами:

   2.1.3. відеоконференцзв’язок;

   2.2. підключення корпоративних користувачів  до мережі INTERNET з метою забезпечення  її базових послуг;

   2.4. організація мережі доступу до корпоративної мережі для віддалених користувачів. Вибрати з наступних варіантів: комутована телефонна мережа загального користування (КТМЗК), мережа INTERNET, мережа ISDN, мережа X.25.

   3. ККМ повинна володіти хорошими  показниками продуктивності, розширюваності та масштабованості (в курсовому проекті не розглядаються такі аспекти як надійність та безпека).

   4. Структура локальної мережі кампусу  головного підрозділу (ЛМКГП) повинна  відповідати наступним вимогам  (не розглядати структури мереж  філій):

   4.1. по розміру мережа кампусу  об’єднує n = 3 будинків причому відстань між будинками становить m= 10[км].

   4.2. для побудови мережі кампусу  в середині будинків використовуються  технології Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, 100VG-AnyLAN, безпровідні технології. В одному з будинків має бути забезпечене підключення комп’ютерів через безпровідну технологію з метою забезпечення підключення довільної кількості переносних комп’ютерів (наприклад, LAPTOPів) для проведення конференцій, форумів. Для об’єднання будинків між собою – технології Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, FDDI, ATM або ж безпровідні технології (при виборі тої чи іншої технології обґрунтувати її вибір);

   4.3. структура мережі кампусу повинна  мати ієрархічну структуру, в якій присутній рівень мереж робочих груп, мереж відділів та мережі кампусу. Навести схему ієрархічної структури мережі і згідно неї провести фізичну та логічну структуризацію мережі. Для здійснення структуризації використати наступні пристрої: повторювачі, мости, концентратори, комутатори, VLAN-комутатори (навести структуру віртуальних локальних мереж), маршрутизатори. Передбачити також використання таких рішень, як алгоритм охоплюючого дерева, порт-транкінг для комутаторів, ввести надлишковість зв’язків між будинками кампусу. Обґрунтувати вибір мережевих пристроїв. При структуризації мережі вихідним параметром є кількість маршрутизаторів в мережі кампусу p, яка рівна

p=n+o  ,

р= 3+3=6,

   де   n – кількість будинків у кампусі;

         o – рівне 3, якщо сума двох останніх цифр НЗК не парна

   4.4. кількість k вузлів в мережі кампусу становить

k=_{2ост.цифри НЗК} * 10  ,

к=6*10=60,

   але k 100

       Приймаємо к = 100,

   4.5. для технології Ethernet навести наступні  параметри:

   4.5.1. схему доменів колізій на Вашій  схемі мережі кампусу;

   4.5.2. розрахунок конфігурації мережі Ethernet (правило “5 – 4 –3” (правило  “4-х габів”), розрахунок параметрів PDV та PVV для частини мережі Ethernet, побудованій на концентраторах  чи повторювачах);

   4.6. при побудові кабельної системи брати до уваги наступні умови:

   4.6.1. в мережі вже існують на  даний момент, або повинні будуть  існувати мережі Ethernet 10BASE2, FDDI чи Token Ring;

   4.6.2. в одному з будинків кампусу  (центральному будинку) забезпечити  розведення кабельної системи  згідно вимог структурованих кабельних систем. Навести схему розведення кабельних систем із зазначенням типів кабелів, їх довжини та технологій, які використовуватимуться.

   5. Структура та вибір WAN-каналів  повинна визначатись вимогами  згідно пункту 2:

   5.1. для парної останньої цифри НЗК це є пункти 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3, 2.2, 2.4;

   5.2. для побудови магістральних мереж  та мереж доступу використати  публічні чи приватні глобальні  мережі, такі як технологій виділених  каналів (T1/E1), технології з комутацією каналів (КТМЗК, ISDN, xDSL), технології з комутацією пакетів (TCP/IP, X.25, Frame Relay, ATM), безпровідні технології та сателітарний зв’язок. Навести обґрунтування використання тої чи іншої технології.

   6. Беручи до уваги хороші показники  продуктивності ККМ, оцінити і обґрунтувати пропускну здатність магістральних LAN- та WAN-каналів в залежності від поставлених задач та виду трафіку.

   7. Для адресації вузлів корпоративної  мережі використати набір протоколів TCP/IP з протоколом IPv4. В кожному  з запропонованих варіантів при проектуванні IP-адресації обов’язкове використання технології поділу на підмережі (subnetting) та технології об’єднання підмереж (supernetting) для структуризації мережі ЛМКГП, при цьому в мережі має використовуватись як діапазон INTRANET-, так і INTERNET-адрес. Навести схему із зазначенням IP-адрес і масок усіх підмереж і вузлів, а для філій – зазначити лише виділені діапазони IP-адрес. Привести недоліки побудови мережі лише на концентраторах та комутаторах. Обґрунтувати місця розташування маршрутизаторів. Навести схему маршрутизації Вашого підприємства.

   8. Навести необхідні настроювання  маршрутизації у Вашій мережі:

   8.1. навести схему маршрутизації  ЛМКГП, в якій відобразити маршрути, внесені в таблиці маршрутизації  усіх маршрутизаторів ЛМКГП;

   8.2. в разі необхідності обґрунтувати необхідність використання динамічної маршрутизації (протоколи OSPF, RIP).

   9. Оцінити кошторис Вашого проекту,  беручи до уваги наступні пункти:

   9.1. одноразові затрати – апаратне  забезпечення (активні пристрої - робочі  станції, сервери, периферійні пристрої, активні мережеві пристрої; пасивне обладнання – шафи, патч-панелі, кабелі, аксесуари кабельної системи);

   9.2. сукупна оплата за WAN-канали з  розрахунку оплати за місяць  послуг (транспортні послуги, INTERNET-послуги,  оренда IP-адрес, тощо). 

   Не  враховувати вартість програмного  забезпечення, оплату людської праці, видатки на амортизацію та ремонт.

Вибір обладнання проводити згідно матеріалів мережі INTERNET, матеріалів, доступних для  загального використання мережі кафедри  АТ, періодичних видань, зокрема, журналу “HOTLINE”, іншої наукової літератури. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вступ

       На  сьогоднішній день у світі існує  більше ніж 130 міліонів і більше ніж 80% з них об’єднані в різні інформаційно-обчислювальні мережі від малих локальних мереж в офісах до глобальних мереж типу Internet. Всесвітня тенденція до об’єднання комп’ютерів у мережі обумовлена рядом важливих причин, таких як прискорення передачі інформаційних повідомлень можливість швидкого обміну інформацією між користувачами, одержання і передача повідомлень (факсів, Е-mail листів та іншого) не відходячи від робочого місця, можливість миттєвого одержання будь-якої інформації з будь-якого куточку світу, а так само обмін інформацією між комп’ютерами різних фірм-виробників  працюючих під різним програмним забезпеченням.

       Такі  великі потенційні можливості які несе в собі обчислювальна мережа і той новий потенційний підйом  який при цьому випробує інформаційний комплекс, а також само значне прискорення виробничого процесу не дають нам право не приймати це до розробки і не застосовувати їх на практиці.

       Структурна  схема корпоративної мережі кампусів. 

                                                               103 км

                                               Е₁              

                          Е₁

                                 PRI 

       Загальна  характеристика корпоративної  ком’ютерної мережі кампусів та технологія кампусів

       ККМК  об’єднює між собою 3 будинки головного будинку та двох філій. Відстань між головною мережею та філією становить 103 км.

       Для об’єднання кампусів міжсобою я вибрав глобальну мережу з комутацією каналів ISDN (цифрова мережа інтегрованих каналів). ISDN реалізує конецепцію розподілу телефонної станції. В цій мережі немає місцевих та віддалених номерів і можна ввести єдиний план номерів для всієї мережі. Сполучення в ISDN відбувається майже миттєво (30мс.). тому навіть у великих мережах затримка не перевищує 0,2 с. Обов’язковою функцією мережі ISDN є маршрутизація сполучень. Технологія ISDN забезпечує доступ до різних типів обслуговування: Х25, Frame Relay, інформаційні служби (електронна почта, відеотекст), додаткові іиди обслуговування (очікуванн виклику, швидкмй набір номера, функції організації конференц-зв’язку). В якості базової швидкості передачі приймається 64 Кбіт/с. В технології ISDN визначено два типа інтерфейсу: BRI – базовий, визначяає взаємозв’язок обладнання абонента. Такий інтерфейс складається з двох каналів, які позначаються як В – канали, мають пропускну здатність 64Кбіт/с (ці канали носії інформації), і D канальний – 16Кбіт/с, через них передається керуюча інформація. Таким чином загальна швидкість становить 144Кбіт/с.

       PRI – первинний інтерфейс, визначає сполучення між проміжними ISDN – станціями.

       Цей інтерфс для європейського стандарта  – 30 каналів В і один канал D. Пропускна здатність PRI 1,544Мбіт/с – для американського стандарту, 2,048Мбіт/с – для європейського стандарту. Для ККМК вибираємо певний інтерфейс PRI для того щоб забезпечити пропускну здатність 2Мбіт/с, що дозволить забезпечити ККМ аудіозв’язку, корпоративний телефонний зв’язок, доступ до централізованої бази даних Internet/Intranet та навіть відеоконференції.

       ISDN мережа (її структура) складається з 5-тьох пристроїв: NT1, NT2, TE1, TE2, TA. Всі ці пристрої можна підключити до кампусу за допомогою ISDN модема базового інтерфейсу.

       Таким чином ми бачимо, що мережа ISDN ідеально підходить для забезпечення на відстані 6 км. Різних видів послуг: мультимедійних, передачі тексту, графіки, цифрових даних і забезпечує необхідну для цієї передачі пропускну здатність.

       В якості резервнихканалів вибираємо  глобальні мережі з виділеням каналів.

       Виділений канал – це канал з фіксованою полосою пропускавння або фіксуваною пропускною здатністю, постійно поєднуючи  двох абонентів. Виділені канали звичайно орендуються у компаній – операторів територіальних мереж.

       Виділені  канали поділяються на аналогові  і цифрові в залежності від  того якого тирпу  комутаційне  обладнання застосовується для постьійної комутації абонентів – FDM чи ADM. Аналогові виділені канали мають 2-х і4-х провідне закінчення. В якості обладнання використовують модеми.

       В якості резервних каналів для  з’єднання кампусів я вибираю цифрові виділені лінії. Цифрові виділені лінії утворюються шляхом постійної комутації певних мережах на базі комутаційної апаратури, що працює на принципах розділення каналу по часу – TDM.

       Існує дві технології цифрових первинних  мереж: - технологія плезіохронної цифрової (PDH) ієрархії і більш пізня – технологія синхронної цифрової ієрархії (CDH).

       Технологія  PDH.

       Була  розроблена апаратура Т1, котра дозволяла цифровому вигляді мультиплексувати, передавати та комутувати інформацію 24 абонентів. Т1 здійснювала оцифровування голусу з частотою 8000Гц і подавала його з допомогою JKM. В результаті кожен абонентський канал створював цифровий потік даних 64Кбіт/с. Але для з’єднаних магістральних АТС канали Т1 являли собою дуже слабкі засоби мультиплексування. Тому в технології було реалізоване утворення каналів з ієрархією швидкостей. 4 канали Т1 об’єднюються в один канал Т2 (передача даних здійснюється зі швидкістю 6,3Мбіт/с) і так далі (канал Т3 зі швидкістю 44,736Мбіт/с).

       Таким чином технологія Т1 дозволяє в цифровому  вигляді мультиплексувати, комутувати і передавати дані 24 абонентам. На кожен  абонент DS виділється 64 Кбіт/с. Технологія Т1 це Американська версія. Аналогом Т каналів в Європі є канали типу Е1, Е2, Е3.

       Швидкість передачі Т1 = 2,048Мбіт/с.

       Для з’єднання кампусів вибираємо Е1 (Т1) канал, т.я. немає необхідності ввеликих швидкостях, тому що відкидаємо канали Т2 і Т3, а також SDH технологію. Це відбувається томущо ми вибираємо резервний, а не основний канал.

       Тип інтерфейса для підключення маршрутизатора до Е1 G.703. 
 
 
 
 
 
 

Структура локальної мережі кампусу головного  підрозділу. 

                                            1000BASE LX

                                          10 км               

1000BASE LX      10 км                                      Gigabit Ethernet

                                                 10 км          

       Характеристика  мереж робочих груп, відділів та самої локальної мережі кампусу головного підрозділу.

       ЛМКГП являє собою студентське містечко, що об’єднює 3 будинки, один з яких головний корпус.

       Кампус  головного підрозділу включає всебе  два відділи: адміністративний відділ, навчальний відділ. В свою чергу адміністративний відділ складається з двох робочихгруп: бухгалтерія 10 чол., інженери 7 чол. Навчальний відділ складається з трьох робочих груп: адміністратори 7 чол., викладачі 44 чол., студенти 1000 чол.

       Доступ  до СУБД має весь адміністративний, а також викладачі та адміністратори з навчального відділу, так само вони мають доступ до друку, а також  можуть користуватись телефоном.

       Всі користувачі, тобто адміністративний і весь навчальний відділ має доступ до публічних WWW-, FTP – серверів мережі Internet. Доступ до портативних WWW-, FTP – та E – mail серверів має адміністративний відділ, та викладачі і адміністратори з навчального відділу.

       Весь  адміністративний, а також частина  навчального відділу знаходяться  в головному корпусі. Інша частина  навчального відділу знаходяться  в 6-тьох малих корпусах. Так як в  даному випадку відстань між будинками 5 км., то виходячи з поданої інформації, вибираємо рішення 1000BASE LX з застосуванням одномодового оптоволокнного кабеля.

       При умовах відстані між будинками 10 км. Gigabit Ethernet є найоптимальнішим з усіх дишевих рішень.

       Передбачається  також наявність трьох резервних каналів в разі виходу з ладу основних. Резервні канали будуємо також за технологією 1000BASE LX на відстань 10 км.

       Обгрунтування вибору технології Gigabit Ethernet

       В якості технології передачі даних для  локальної мережі кампусу головного  підрозділу я вибираю технологію Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet є логічним розширенням Ethernet. Однак ця технологія грунтується на вирішення інших швиддксних технологій. Gigabit Ethernet планує скористатись фізичним рівнем технологій Fibre Channel, що дає змогу досягнути швидкості передавання близько 800Мбіт/с однак завдяки збільшення швидкості передавання сигналу до  1,25Гбіт/с потенціальна швидкість передавання становитиме 1Гбіт/с.

       В якості середовища передавання передбачене  використання  волокно-оптичних кабелів. Gigabit Ethernet (одно -, та багато модові-) для магістралей, сполечення комутаторів, серверів. Довжина сигмента для багатомодового кабеля – 500м., для одномодового – 2000м..

       Залежно від місця застосування окремо визначені  специфікації для коаксіальних кабелі скрученої пари.

       Для передавання інформації волокно-оптичним кабелем запропоновано два вирішення: 1000BASE SX. Використання багатомодового волокно-оптичного кабеля, передавання даних на максимальну відстань 275м. (без повторювачів), 1000BASE LX. Використангня як багатомодового, так і одномодового волокнооптичного кабелю. В основному випадку можна передавати дані на відстань до 5000м. 
 
 
 
 

       Структуризація  мережі кампусу головного підрозділу.

`

       Обгрунтування вибору технології та їх характеристика

       Головгий  корпус і решта мість корпусів мають по три поверхи.

       Всього  ЛМКГП має 100 комп’ютерів, і 8 маршрутизаторів. В головному корпусі стоїть 25 комп’ютерів і три маршрутизатори. В 5-тьох будинках стоїть по 15 комп’ютерів і по одному маршрутизатору в кожному. В кожному будинку стоїть по одному серверному комп’ютеру і на другому поверсі стоїть принтер.

       Серверний комп’ютер і патч-панель стоїть в окремій кімнаті з метою безпеки (щоб до нього мали доступ обмежена кільеість людей).

       На  першому поверсі знаходяться 5 комп’ютерів на другому 10 комп’ютерів. На першому поверсі працює три викладача, а на другому чотири.

       В головному корпусі на першому  поверсі стоїть мережа 10BASE 2 до якої підключено 12 комп’ютерів. на другому поверсі знаходиться весь адміністративний відділ. При чому інженерам виділено 7 ком’ютерів, а бухгалтерам 6 комп’ютерів.

       Кабельна  розводка головного корпусу побудована на Fast Ethernet модифікація 100BASE TX (з застосуванням кабеля UTP кат 5.), Gigabit Ethernet (з застосування кабеля UTP кат 5.). При застосуванні 100BASE TX відстань між комп’ютером і HUB має бути не більша 100м. Також застосовані тонкі модифікації 10BASE 2.

       Вся кабельна розводка інших трьох будинків побудована на Fast Ethernet (з застосуванням UTP кат. 5).

       При розробці кабельної системи вибирається варіант Fast Ethernet,ця система є найкращим і відносно не дорогим рішенням в даній ситуації. Технологія 100BASE TX має швидкість передачі 100Мбіт/с. Довжина максимальна 100м.

       В Gigabit Ethernet модифікації 1000BASE CX для передавання застосовуємо коаксиальний кабель для передавання на відстань до 25м., швидкість передачі 1000Мбіт/с., такий варіант застосовуємо при підєднані публічних серверів.

       В мережі всьго використовується 1 HUВ. Також в мережі застосовуємо 8 комутаторів, один зяких Switch III рівня, 9 маршрутизоторів.

       В нас є 93 комп’ютери для загального користування, 7 комп’ютерів – серверів для адміністраторів (більш потужні). Крім того вибираємо два потужні сервери для реалізації корпоративного доступу до СУБД, WWW-, E-mail. 
 
 

       Розрахунок  параметрів PDV та PVV

       Для частини мережі Ethernet побудованій на старій технології 10BASE 2

       PDV – час за який сигнал колізій встигне розповсюдити до найдальшого вузла мережі. Розрахунок зводиться до обчислення затримки, які вносяться кожним відрізком кабеля (затримка сигналу множиться на довжину кабеля), а потім ці затримки сумуються (з бази лівого проміжного і правого сегмента). Загальне значення PDV має бути менше ніж 575.

       Для 10BASE 2:

       Довжина сигменту 35м.

       База  проміжного сегменту 46,5 бт

       Затримка середовища 0,1026

       PDV = 46,5+35*0,1026 = 50,091

       Для того, щоб визначити  технологію коректною необхідно розрахувати  зменшення міжкадрового проміжку повторювачами, тобто величину PVV

       Для 10BASE 2:

       PVV = 11

       Це  значення менше граничного значення 49 бітових інтервала, значить наша технологія є коректною.

       В мережі кампусу немає необхідності застосовувати правило “5 – 4 – 3” так як довжина сегменту 10BASE 2 менша за 185м. І тому немає необхідності застосовувати повторювачі, а більше 10 Мбітного Ethernet в мережі немає.  
 

Схема розведення кабельної  системи в головному  корпусі

                                              575                                             530                                                
 

       Горизонтальна розгортка:

 100BASE TX: 330+30=360м.+5м. = 365м.

Кабель  100BASE TX; тип UTP кат 5; довжина 360м.+5м. = 365м.

100BASE СX: 5+5 = 10м.+5м. = 15м.

Кабель  1000BASE СX; тип RG – 213 (коаксиал) довжина 15м.

Кабель 10BASE 2; тип RG – 58 (коаксіал) довжина 75м.

       Вертикальна розгортка:

Кабель 100BASE TX; тип UTP кат 5; довжина 15м. 

       Горизонтальна розгортка розводка всіх 3-тьох будинків:

100BASE TX; тип UTP кат 5; довжина 390м.

Вертикальна розгортка:

Кабель 100BASE TX; тип UTP кат 5; довжина 15м.

Всі п’ять будинків мають однакову кабельну розводку.

       Загальна  розводка всіх 3-тьох будинків.

Горизонтальна розгортка: кабель 100BASE TX; тип UTP кат 5; довжина 390*5=1950м.

Вертикальна розгортка: кабель100BASE TX; тип UTP кат 5; довжина 15*5=80м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оцінка  кошторису проекту

       Одноразові  затрати: підрахунок ціни комп’ютерів.

       Як  вже було зазначено в ЛМКГП  є 93 комп’ютерів загального призначення.

       Вартість  комп’ютера: