Проектирования мультисервисной сети

Проектирования мультисервисной сети

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассматривается проблема проектирования мультисервисной сети предприятия “Магазин”. Термин мультисервисная сеть означает, что в данной сети предоставляется несколько услуг (в данном курсовом проекте - это передача данных и передача голоса).

Проектирование мультисервисной сети в данном курсовом проекте состоит из нескольких этапов:

) Проектирование локальной сети центрального офиса и локальных сетей удаленных офисов (филиалов).

) Расчет коммуканикационной сети предприятия.

) Проектирование глобальной сети.

. Анализ исходных данных

.1 Описание карты сети предприятия

Предприятие состоит из центрального здания и 3 филиалов. Все узлы предприятия расположены на разном расстоянии и имеют разные типы соединений: кабель ТПП, оптоволокно и радиоканал.

Протяженность соединений между узлами:

Центральный офис - 1 филиал - 4,5 км 1 филал - высотное здание - 2 км Высотное здание - 3 филиал - 1,25 км 1 филиал - 2 филиал - 2 км 2 филиал -3 филиал - 3,5 км

.2 Распределение IP-Адресации

На данном нам предприятии необходимо организовать 270 рабочих мест на 4 филиала, а так распределить их по отделам. Каждое рабочее место должно иметь персональный компьютер, подключённый к локальной вычислительной сети (ЛВС) предприятия аналоговый телефон и IР-телефон. Подробная структура предприятия приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Структура предприятия

Офис		Количество РМ	Количество IP-тлф	Количество аналоговых тлф
Центральный офис	Всего	135	67	68
	1 отдел	20	10	10
	2 отдел	35	17	18
	3 отдел	42	21	21
	4 отдел	38	19	19
1 филиал	Всего	14	7	7
	1 отдел	4	2	2
	2 отдел	10	5	5
2 филиал	Всего	40	20	20
	1 отдел	12	6	6
	2 отдел	28	14	14
3 филиал	Всего	81	41	40
	1 отдел	5	3	2
	2 отдел	43	21	22
	3 отдел	33	17	16
Всего		270	135	135

После распределения рабочих мест необходимо составить дерево IP-адресов для правильного распределения IP-адресов. Дерево показано на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 - Дерево IP-адресов

Далее рассчитываем и распределяем IP-адреса. Данные представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Распределение IP -адресов

Название	№ Сети	Маска	Шлюз	Диапазон занятых адресов	Широковещательный адрес	Диапазон свободных адресов
Центральный офис
1 отдел	10.10.1.0	255.255.255.192	10.10.1.1	10.10.1.2 -10.10.1.42	10.10.1.63	10.10.1.43-10.10.1.62
2 отдел	10.10.1.64	255.255.255.192	10.10.1.65	10.10.1.66- 10.10.1.105	10.10.1.127	10.10.1.106-10.10.1.126
3 отдел	10.10.1.128	255.255.255.192	10.10.1.129	10.10.1.130- 10.10.1.175	10.10.1.191	10.10.1.176 - 10.10.1.190
4 отдел	10.10.1.192	255.255.255.192	10.10.1.193	10.10.1.194 - 10.10.1.240	10.10.1.255	10.10.1.241 - 10.10.1.254
1 филиал
1 отдел	10.10.2..0	255.255.255.248	10.10.2. 1	10.10.2.2 - 10.10.2.3	10.10.2.7	10.10.2.4-10.10.2.6
2 отдел	10.10.2..16	255.255.255.240	10.10.2.17	10.10.1.18-10.10.1.24	10.10.1.31	10.10.1.25- 10.10.1.30
3 отдел	10.10.2.32	255.255.255.240	10.10.2.33	10.10.2.34-10.10.2.42	10.10.2.47	10.10.2.43-10.10.2.46
2 филиал
1 отдел	10.10.2.64	255.255.255.224	10.10.2.65	10.10.1.66 - 10.10.2.81	10.10.2.95	10.10.2.82-10.10.2.94
2 отдел	10.10.2.96	255.255.255.224	10.10.2.97	10.10.2.98- 10.10.2.117	10.10.2.127	1 10.10.2.118-10.10.2.126
3 отдел	10.10.2.128	255.255.255.224	10.10.2.129	10.10.2.130- 10.10.2.146	10.10.2.159	1 10.10.2.147-10.10.2.158
3 филиал
1 отдел	10.10.2.192	255.255.255.192	10.10.2.193	10.10.2.194 - 10.10.2.233	10.10.2.255	10.10.2.234-10.10.2.254
2 отдел	10.10.3.192	255.255.255.192	10.10.3.193	10.10.3.194- 10.10.3.235	10.10.3.255	10.10.3.236-10.10.3.254
3 отдел	10.10.2.160	255.255.255.224	10.10.2.161	10.10.2.162- 10.10.2.183	10.10.2.191	10.10.2.184-10.10.2.190
IP телефония
Общая сеть	10.10.0.0	255.255.255.0	10.10.0.1	10.10.0.2 - 10.10.0.131	10.10.0.255	10.10.0.132 - 10.10.0.254
Соединения
Высотное здание 2 -3 филиал	10.10.2.8	255.255.255.252	N/A	10.10.2.9- 10.10.2.10	10.10.2.11	N/A
3 филиал-1 филиал	10.10.2.12	255.255.255.252	N/A	10.10.2.13 - 10.10.2.14	10.10.2.15	N/A
Высотное здание 2- 2 филиал	10.10.3.140	255.255.255.252	N/A	10.10.3.141 - 10.10.3.142	10.10.2.143	N/A
Центральный офис - 2 филиал	10.10.3.136	255.255.255.252	N/A	10.10.3.137 - 10.10.3.138	10.10.3.139	N/A
1 филиал- Высотное задние 1	10.10.3.128	255.255.255.252	N/A	10.10.3.129- 10.10.3.130	10.10.3.131	N/A
Высотное здание 1 - Центральный офис	10.10.3.132	255.255.255.252	N/A	10.10.2.133 - 10.10.1.134	10.10.2.135	N/A

. Построение локальных сетей предприятия

Для построения ЛВС предприятия, необходимо воспользоваться таблицами 1.1 и 1.2.

При построении сети учитывалось следующее:

IP-телефоны в отделах имеют встроенный 2х портовый коммутатор

АТС подключается непосредственно к маршрутизатору

Свободных портов в коммутаторах филиала по возможности должно быть не более 10% от общего количества портов

Маршрутизаторы и коммутаторы, используемые в сети - фирмы Cisco

Поддержка подачи электропитания по кабелю Ethernet (стандарт 802.3af РоЕ) - для подключения IP телефона с возможностью питания по кабелю Ethernet

Поддержка виртуальных локальных сетей (стандарт 802.1Q)

Поддержка механизмов качества обслуживания-QoS для поддержки чувствительных к задержкам приложений, таких как передача голоса и видео

Схемы ЛВС филиалов представлены на рисунках 2.1, 2.2, 2.3, 2.4

Числа внутри отдела указывают на количество устройств. Числа возле коммутатора указывают номера портов, к которым подключена линия. Надпись типа SW-48 указывает, что используется коммутатор с числом портов, равным 48. Число, размещенное на АТС, указывает общее количество абонентов, подключенных к ней.

.1 Проектирование локальной сети центрального офиса

В центральном офисе требуется подключить 135 рабочих мест. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: IP телефоны и аналоговые разделены пополам. Для IP телефонии используем системный цифровой IP-телефон Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet для подключения персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 67 аппаратов. Для организации аналоговой связи используем 68 аналоговых телефонов Panasonic KX T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic KX-TDA200RU за 51980 рублей в который устанавливаем 5 плат на 16 внутренних аналоговых портов Panasonic KX-TDA0174XJ стоимостью 13580 рублей и плату потока PRI Panasonic KX-TDA0290СJ стоимостью 25620 рублей. Затраты в центральном офисе на организацию телефонной связи 27433 $.

Также в офисе будем использовать коммутатор Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L] стоимостью 81624 в количестве 3 штук. Коммутаторы и АТС будут подключены к маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью 234000 рублей. Все необходимое оборудование представлено в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Перечень оборудования в центральном офисе

№	Наименование устройства	Количество	Цена одного устройства	Общая стоимость
1	Panasonic KX-NT321RU	67	3330	223110
2	Panasonic KX T7730	68	3460	235280
3	Panasonic KX-TDA200RU	1	51980	51980
4	Panasonic KX-TDA0174XJ	5	13580	67900
5	PRI Panasonic KX-TDA0290CJ	1	25620	25620
6	Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]	3	81624	244872
7	Cisco 3845	1	234000	234000

Общая стоимость оборудования 37712$

Схема офиса привеиядена на рис 2.1

 Рис. 2.1. Схема сети центрального офиса

2.2 Проектирование локальной сети 1-го филиала

В 1 филиале требуется подключить 14 рабочих мест. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: 7 IP телефонов и 7 аналоговых. Для IP телефонии используем системный цифровой IP-телефон Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet для подключения персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 7 аппаратов. Для организации аналоговой связи используем 7 аналоговых телефонов Panasonic KX T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic KX-TDA30RU за 16320 рублей. Затраты в филиале на организацию телефонной связи 2129 $.

Также в филиале будем использовать коммутатор CISCO WS-C2960-24TT-L стоимостью 25524. Коммутаторы и АТС будут подключены к маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью 234000 рублей. Так как в 1 филиале у маршрутизатора необходимо задействовать 4 порта LAN, то в маршрутизаторе необходимо задействовать 2 дополнительных модуля NM-1FE-FX-V2 стоимостью 48600 рубля. Все необходимое оборудование представлено в таблице 2.2

Таблица 2.2- Перечень оборудования в 1филиале.

№	Наименование устройства	Количество	Цена одного устройства	Общая стоимость
1	Panasonic KX-NT321RU	7	3330	22310
2	Panasonic KX T7730	7	3460	24220
3	Panasonic KX-TDA30RU	1	16320	16320
4	WS-C2960-24TT-L	1	25524	25524
5	Cisco 3845	1	234000	234000
6	NM-1FE-FX-V2	2	48600

Общая стоимость оборудования 12965$

Схема филиала приведена на рис 2.2

Рис. 2.2. Схема сети филиала №1

2.3 Проектирование локальной сети 2-го филиала

Во 2 филиале требуется подключить 40 рабочих мест. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: 20 IP телефонов и 20 аналоговых. Для IP телефонии используем системный цифровой IP-телефон Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet для подключения персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 20 аппаратов. Для организации аналоговой связи используем 20 аналоговых телефонов Panasonic KX T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic KX-TDA100RU за 33830 рублей в который устанавливаем 2 платы на 16 внутренних аналоговых портов Panasonic KX-TDA0174XJ стоимостью 13580 рублей и плату потока PRI Panasonic KX-TDA0290СJ стоимостью 25620 рублей

Также в филиале будем использовать коммутатор Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L] стоимостью 81624. Коммутаторы и АТС будут подключены к маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью 234000 рублей. Так как во 2 филиале у маршрутизатора необходимо задействовать 5 портов LAN, то в маршрутизаторе необходимо задействовать 3 дополнительных модуля NM-1FE-FX-V2 стоимостью 48600 рубля. Все необходимое оборудование представлено в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Перечень оборудования в 2 филиале.

№	Наименование устройства	Количество	Цена одного устройства	Общая стоимость
1	Panasonic KX-NT321RU	20	3330	66600
2	Panasonic KX T7730	20	3460	69200
3	Panasonic KX-TDA100RU	1	33830	33830
4	Panasonic KX-TDA0174XJ	2	13580	27160
5	PRI Panasonic KX-TDA0290CJ	1	25620	25620
6	Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]	1	81624	81624
7	Cisco 3845	1	234000	234000
8	NM-1FE-FX-V2	3	48600	145800

Общая стоиость оборудования 21174$

Схема филиала приведена на рис 2.3

Рис 2.3. Схема сети филиала №2

.4 Проектирование локальной сети 3-го филиала

В 3 филиале требуется подключить 81 рабочее место. На рабочих местах должны находится телефонные аппараты: 41 IP телефонов и 40 аналоговых. Для IP телефонии используем системный цифровой IP-телефон Panasonic KX-NT321RU с технологией PoE и портом Ethernet для подключения персонального компьютера стоимостью 3330 рублей в количестве 41 аппаратов. Для организации аналоговой связи используем 40 аналоговых телефонов Panasonic KX T7730 по 3460 рублей. В качестве АТС используем Panasonic KX-TDA100RU за 33830 рублей в который устанавливаем 3 платы на 16-ь внутренних аналоговых портов Panasonic KX-TDA0174XJ стоимостью 13580 рублей и плату потока PRI Panasonic KX-TDA0290СJ стоимостью 25620 рублей

Также в филиале будем использовать 2 коммутатора Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L] стоимостью 81624. Коммутаторы и АТС будут подключены к маршрутизатору Cisco 3845 стоимостью 234000 рублей. Так как в 3 филиале у маршрутизатора необходимо задействовать 3 порта LAN, то в маршрутизаторе необходимо задействовать 1 дополнительный модуль NM-1FE-FX-V2 стоимостью 48600 рубля. Все необходимое оборудование представлено в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Перечень оборудования в 3 филиале.

№	Наименование устройства	Количество	Цена одного устройства	Общая стоимость
1	Panasonic KX-NT321RU	41	3330	136530
2	Panasonic KX T7730	40	3460	138400
3	Panasonic KX-TDA100RU	1	33830	33830
4	Panasonic KX-TDA0174XJ	3	13580	40740
5	PRI Panasonic KX-TDA0290CJ	1	25620	25620
6	Cisco Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]	2	81624	163248
7	Cisco 3845	1	234000	234000
8	NM-1FE-FX-V2	2	48600	48600

Общая стоимость оборудования 28986$

Схема филиала приведена на рис 2.4

Рис 2.4. Схема сети филиала №3

2.5 Организация радиоканалов

Для связи филиалов, не имеющих проводных каналов, используем радиооборудование. Наиболее предпочтительные места установки радиоточек это высотное здание. На здании организуем радиосвязь между 1 и 3 филиалом

На высотном здании на каждое направление установлены точки доступа: точка-точка с внешней однонаправленной антенной. В филиалах установлены точки доступа точка-точка в комплекте с внешней однонаправленной антенной.

В качестве точек доступа выбираются точки доступа фирмы Cisco Systems-Cisco Aironet серий 1300 стоимостью 23400 рубля.

Преимущества Cisco:

Высокая безопасность: Cisco Wireless Security Suite. Cisco Wireless Security Suite поддерживает широчайший спектр протоколов аутентификации EAP, клиентских устройств и операционных систем. Он предотвращает изощренные пассивные и активные атаки на беспроводные ЛВС и предоставляет надежные, масштабируемые и централизованные средства управления безопасностью, минимизируя затраты организации на обеспечение безопасности беспроводной ЛВС.

Удобное управление: Cisco Structured WirelessD Aware Network

Поддержка виртуальных локальных сетейANT 1949-это внешняя антенна, работающая в режиме “точка-точка”, которая используется совместно с Cisco Aironet 1300, стоимостью 6630. Описание и технические характеристики приведены в Приложении. На крыше Высотного здания установим Маршрутизатор Cisco 2811 с поддержкой функции PoE.

Так же организуем резервный канал между 2 и 3 филиалом, для этого на маршрутизатор Cisco 2811 необходимо установить 2 дополнительных Модуля NM-1FE-FX-V2 стоимостью 48600 рубл за ед.

Итого для связи по радиоканалу потребуется 8 точек доступа Cisco Aironet 1300, и 8 внешних однонаправленных антенн Air-ANT 1949 и маршрутизатор Cisco 2811 с 2 дополнительными Модулями NM-1FE-FX-V2. Перечень необходимого оборудования представлено в таблице 2.5.

Таблица 2.5- перечень необходимого оборудования для организации радиоканала.

№	Наименование устройства	Количество	Цена одного устройства	Общая стоимость
1	AIR-LAP1310G-A-K9R	8	23400	93600
2	AIR-ANT1949	8	6630	26520
3	Cisco 2811	1	42000	42000
4	NM-1FE-FX-V2	2	48600	97200

Итого общая стоимость оборудования 12472 $

мультисервисный сеть локальный

2.6 Выбор оборудования проводной связи

На участке между филиалом 1 и центральным офисом проложен оптоволоконный кабель. С этим филиалом центральный офис связывается с помощью порта SFP маршрутизатора Cisco 3845 Между филиалом 2 и 1 филиалом проложена кабельная линия ТПП общей длиной 2000 м. В качестве SHDSL - модемов выбираются модемы фирмы Angtel МЕ-100-4 стоимостью 29000 за ед. Между 3 и 2 филиалом также устанавливаем модем фирмы Angtel МЕ-100-4. Расстояние между филиалами 3,5 км. Т.к при таком расстояние реальная пропускная способность примерно 25 мбит/с, а требуемая 34, необходимо установить резервный радио канал.

Таблица 2.6 - перечень необходимого оборудования для организации проводной связи.

№	Наименование устройства	Количество	Цена одного устройства	Общая стоимость
1	Angtel МЕ-100-4	4	29000	116000

Итого общая стоимость оборудования 2507 $

.7 Схема глобальной сети предприятия

. Расчет коммуникационной сети предприятия

.1 Анализ исходных данных

Задана коммуникационная сеть, состоящая из 4 узлов. Сеть задана в виде графа (рисунок 3.1).

В данном курсовом проекте в качестве источников сигналов (служб) могут использоваться:

передача файлов(FTP);

IР-телефония(IP);

телефония(IP-АТС).

В таблице 3.1 приведены службы всех узлов и количество абонентов, пользующихся услугами той или иной службы.

Рисунок 3.1 - Граф сети

Таблица 3.1 - Распределение абонентов по службам.

Узел	FTP	IP	IPАТС
Ц.О.	135	67	68
1	14	7	7
2	40	20	20
3	81	41	40

3.2 Расчёт числа заявок от абонента службы

Примем следующие обозначения:

 - обозначает номер службы;

 - номер узла;

- число заявок, поступающих от абонента службы  в единицу времени;

- число вызовов в ЧНН (часы наибольшей нагрузки).

Параметр  рассчитывается по формуле:

,  (3.1)

Таблица 3.2 - Параметры трафика служб

Служба	Длина пакета L, бит	Длительность сеанса связи, с	Число вызовов в ЧНН
FTP	8528	1	10,8
IP,IP-АТС	1584	100	162

Рассчитаем число заявок, поступающих от абонента каждой службы для одного узла по формуле (3.1), на основе исходных данных из таблицы 3.2:

,    

,     

Аналогично производится расчет для всех остальных узлов.    

3.3 Расчет количества пакетов генерируемых УЗЛОМ

Примем следующие обозначения:

- число пакетов, которое генерирует служба  узла ;

- число заявок, поступающих от абонента службы  в единицу времени;

- число абонентов службы  в узле ;

- средняя длительность сеанса связи абонента службы  в единицу времени;

 - длина пакета службы  в битах;

 - число заявок на виртуальные соединения, поступающие на абонентский узел  от абонентских служб

- средняя скорость передачи трафика, .

,        (3.2)

 (3.3)

, (3.4)

Длина пакета выбирается в зависимости от вида службы и служебной информации (заголовков различных протоколов).

Для IP-телефонии к 128 байтам поля данных прибавляем 26 байтов заголовка Ethernet, 160 битов заголовка IP, 64 бита заголовка UDP, 128 битов заголовка RTP. Длина пакета равна 1584 бита.

Для телефонии к 128 байтам поля данных прибавляем 26 байтов заголовка Ethernet, 160 битов заголовка IP, 64 бита заголовка UDP, 128 битов заголовка RTP. Длина пакета равна 1584 бита.

Для передачи файлов к 1000 байтам поля данных прибавляем 26 байтов заголовка Ethernet, 160 битов заголовка IP, 192 бита заголовка TCP. Длина пакета равна 8528 бита. Параметр  означает, что в 1 секунду абоненты службы  генерируют  пакетов.

Используя формулу (5.4) рассчитаем  для ЦО:

,

,

,

Аналогично производится расчет для всех остальных узлов. Результаты сведем в таблицу 3.3.        

Таблица 3.3 - Информационные потоки и службы узлов

Номер узла	Служба	Количество абонентов	,
ЦО	FTP	135	94,98
	IP	67	12170
	IPАТС	68	12300
1	FTP	14	9,85
	IP	7	1272
	IPАТС	7	1272
2	FTP	40	28,2
	IP	20	3600
	IPАТС	20	3600
3	FTP	81	60
	IP	41	7450
	IPАТС	40	7260

.4 Расчет внутренней и выдаваемой нагрузки для каждого узла

Так как оборудование, используемое в узлах, имеет техническую возможность транспортировки трафика внутри узла, то такой трафик не используется при расчете каналов связи между узлами. Такой трафик носит локальный характер и оказывает влияние только на нагрузку внутренней магистрали коммутаторов. Для того, чтобы разделить понятия «локальный трафик» и «трафик глобальной сети» или «внешний трафик» вводится параметр «коэффициент замыкаемой нагрузки» и «коэффициент выдаваемой нагрузки».

Коэффициент  определяет долю нагрузки для службы  узла , которая замыкается на узле (образует локальный или внутренний трафик коммутатора). Коэффициент  - долю нагрузки, которая генерируется абонентами службы  узла  в другие сети.

Суммарная замыкаемая нагрузка на каждом узле определяется по формуле:

                                                             (3.5)

Формула для расчета замыкаемой (внутренней) нагрузки узла в общем виде будет выглядеть следующим образом:

,            (3.6)

или в численном выражении:

,   

Аналогичным образом рассчитывается суммарная исходящая нагрузка коммутатора , определяющая величину трафика, генерируемого (выдаваемого) к другим узлам объединенной сети:

,                          (3.7)

Формула для расчета замыкаемой (внутренней) нагрузки узла в общем виде будет выглядеть следующим образом:

,            (3.8)

Подставляя численные значения, получим:

Аналогичным образом определяется замыкаемая и выдаваемая нагрузка для каждого узла. Данные расчетов заносятся в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Замыкаемая и выдаваемая нагрузка для каждого узла сети

Узел	Служба
ЦО	FTP	94,84	0.85	0.15	81	20871	15	3686
	IP	12170			10345		1826
	IPАТС	12300			10445		1845
1	FTP	9,85	0.5	0.5	5	1277	5	1277
	IP	1272			636		636
	IPАТС	1272			636		636
2	FTP	28,2	0.7	8,5	2168,5	19.7	5059,7
	IP	3600			1080		2520
	IPАТС	3600			1080		2520
3	FTP	57	0.17	0.83	9,7	2511	42	11200,5
	IP	7450			1267		5132,7
	IPАТС	7260			1235		6026

.5 Расчет межузлового трафика

Исходя из данных таблицы 3.1 рассчитаем выдаваемую нагрузку:                                  IP                                  IPАТС

                      

                                                

                                           

                                        

Далее найдем межузловой трафик от других узлов по всем службам и занесем полученные результаты в таблицы межузловой нагрузки по службам.

Таблица 3.5 - Распределение абонентов сети по службе FTP

FTP	ЦО	1	2	3
ЦО	-	5	8	8
1	5	-	-	2
2	8	10	-	10
3	28	20	-	20

Таблица 3.6 - Распределение абонентов сети по службе IP телефонии

IP	ЦО	1	2	3
ЦО	-	5	3	3
1	2	-	1	1
2	8	3	-	3
3	10	10	15	-

Таблица 3.7 - Распределение абонентов сети по службе IPАТС

IPАТС	ЦО	1	2	3
ЦО	-	5	3	3
1	2	-	1	1
2	8	3	-	3
3	10	10	14	-

Для указания количества вызовов, которые проходят из узла в узел  службы , применим обозначение  и рассчитывается по формуле:

, (3.9)

где    - количество абонентов службы на узле ;

- количество абонентов службы , которые передают трафик из узла в узел .

Данные для расчетов количества вызовов, которые проходят из узла  в узел  службы , приведены в таблицах 3.3,3.4.

Приведем расчет межузлового трафика ЦО по формуле (3.9):

,

,

,

Аналогично проведем расчеты для других служб и узлов, и внесем результаты в соответствующие таблицы.

Таблица 3.8 - Межузловая нагрузка сети по службе FTP

FTP	ЦО	1	2	3
ЦО	-	3,6	5,8	5,8
1	3,6	-	-	1,42
2	5,7	7	-	7
3	17,5	12,35	12,35	-

Таблица 3.9 - Межузловая нагрузка сети по службе IP

IP	ЦО	1	2	3
ЦО	-	830	507	507
1	318	-	159	159
2	1043,5	548	-	548
3	1466,5	1466,5	2231,6	-

Таблица 3.10 - Межузловая нагрузка сети по службе IPАТС

IPАТС	ЦО	1	2	3
ЦО	-	838,6	512,5	512,5
1	318	-	159	159
2	1043,5	548	-	548
3	1772,4	1772,4	2490	-

3.6 Расчет среднего числа сообщений

Изобразим схемы распределения трафика по FTP, IP и IPАТС в соответствии с таблицами 3.8, 3.9 и 3.10 соответственно.

Рисунок 3.2. Схема распределения трафика по FTP

Рисунок 3.3. Схема распределения трафика по IP

Рисунок 3.4. Схема распределения трафика по IPАТС

Произведем расчет среднего числа сообщений, которые проступают в  канал в единицу времени от абонентов службы -.

Индекс  обозначает номера канала,  - тип службы. Величина  представляет собой среднее число сообщений, которое поступает в -й канал в единицу времени от абонентов службы . Расчёт  выполняется на основе рисунков 3.2, 3.3, 3.4. Математически величина  

Произведем расчет  для канала 1 для каждой службы.

, (3.10)

,

,                                                   (3.11)

,

                                           (3.12)

,

Рассчитаем среднее число сообщений для канала 1:

                                                                    (3.13)

,

Рассчитаем среднее число сообщений для службы FTP:

,                                      (3.14)

,

Рассчитаем общее среднее число сообщений:

,                                                                    (3.15)

,

Аналогично произведем расчеты для остальных служб и каналов и сведем результаты в таблицу 3.11.

Таблица 3.11 Среднее число сообщений.

	FTP	IP		IPATC	Всего
37,0735994216,37852,4
37,0735994216,37852,4
18,52257,522634539
4246724997,59711,5
19,352779,630385837
Всего	154	16907	18731		35792

Далее необходимо рассчитать математическое ожидание числа пакетов, генерируемых узлом.

Для расчета воспользуемся следующей формулой:

                                                                                          (3.16)

, (3.17)

,

Аналогичным образом рассчитаем  для остальных узлов. Далее воспользуемся формулой:

                                                                            (3.19)

Рассчитаем среднюю длину пути. Средняя длина пути показывает число каналов, которые проходит 1 сообщение от источника до адресата. Среднюю длину пути можно рассчитать по следующей формуле:

                                                (3.19)

.7 Расчет средней длины пакета

, [бит]                                                                           (3.20)

где V - число каналов, Liср - средняя длина пакета в i-канале.

, [бит]                                                                    (3.21)

Lj - длина пакета службы s

- число абонентов службы j в i канале

 общее число абонентов в i канале

Обратимся к схемам 3.2, 3.3, 3.4 для составления таблицы 3.12, которая показывает количество абонентов каждой службы каждого канала.

Таблица 3.12. Количество абонентов в i канале для каждой службы.

Канал		Служба				Всего
		FTP	IP		IPАТС
1		58	24		24	106
2		58	24		24	106
3		26	15		15	56
4		62	31		31	124
5	30		18	17			65

Рассчитаем Lcр для канала 1:

, [бит]                                    (3.22)

, [бит]

Аналогичным образом рассчитываем Lср для остальных каналов.

, [бит]

.8 Определение оптимального распределения канальных емкостей

Следующий этап расчетов заключается в определении оптимального распределения канальных емкостей. Расчет канальных емкостей выполняется для ряда коэффициентов нагрузок . Рассчитанные величины  могут служит основой для предварительной оценки величины каждой канальной емкости. Если в качестве канальной емкости взять величину, пропорциональную , то коэффициент загрузки каналов в этом случае будет составлять . При изменении маршрута следования сообщений такая сеть может оказаться неработоспособной, так как величины  «жестко привязаны» к определенному пути следования сообщений. Для того, чтобы сеть была работоспособной, необходимо обеспечить минимальную загрузку каждого канала. Уровень загрузки определяется коэффициентом загрузки .

                                                                                (3.23)

, шаг 0.1.

                                                         (3.24)

Сi - емкость в i канале;

 - среднее число сообщений в i канале;

 - остаточная емкость сети. Необходимо, чтобы .

бит/с = 1043 Мбит/с.

Мбит/с

Рассчитаем емкость для , а результаты сведем в таблицу 3.13

Таблица 3.13. Распределение емкости в зависимости от

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
C, Мбит/с	1043	522	348	261	208	174	149	130,5	116
8563341607320,8-13,9-38,7-57,4-72

Для того, чтобы соблюдалось условие ,  выше 0.5 использовать в расчетах не будем.

, [бит/с]     (3.25)

, [Мбит/с]

Для оставшихся каналов проведем те же расчеты и сведем результаты в таблицу 3.14

Таблица 3.14 Распределение емкостей по каналам в зависимости от

	0.10.20.30.40.5
Емкость канала Мбит/с	1	220,7	110,4	73,7	55,3	44,3
	2	220,7	110,4	73,7	55,3	44,3
	3	160,5	76,7	48,7	34,7	26,4	250,4	127,8	86,9	66,5	54,2
	5	185,5	90,4	58,8	42.9	33,4

Далее определим время задержки распространения пакета в каждом канале и в сети в целом. Для этого воспользуемся формулами:

, [c]                                 (3.26)

, [c]                                                (3.27)

, [c]                     (3.28)

 [c]

, [c]

Повторим расчеты для остальных каналов и внесем результаты в таблицу 3.15

Таблица 3.15. Задержка в канале

	0.10.20.30.40.5
Задержка в канале, T	1	0.0000281	0.000072	0.00015	0.00032	0.0011
	2	0.0000281	0.000072	0.00015	0.00032	0.0011
	3	0.000037	0.000094	0.00019	0.00043	0.0015
	4	0.000025	0.00064	0.00013	0.00029	0.001
	5	0.000032	0.000083	0.00017	0.00038	0.0013
Всего		0.00015	0.00096	0.00079	0.0017	0.006

Исходя из задержки в каналах, можно выбрать голосовой кодек, используемый в каналах. Так как при минимальная задержка у 1 канала 0,001с можно использовать кодек G.711, у которого задержка кодирования 0.75 мс, а скорость кодирования 64 кбит/с. Этот кодек и будем использовать во всех каналах.

Номер канала	Емкость, Мбит/с	Расстояние, м	Тип подключения
3Ф-ВЗ	45	1250	Радиоканал
ВЗ-1Ф	45	2000	Радиоканал
1Ф-2Ф	27	2000	Кабель ТПП
1Ф-ЦО	55	4500	Оптоволокно
2Ф-3Ф	34	3500	Кабель ТПП

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кульгин М. Практика построения компьютерных сетей. Для профессионалов.-СПБ: Питер, 2001.

. Конспект лекций по дисциплине «Протоколы компьютерных сетей и сетевые операционные системы», 2005.

. www.abn.ru

. www.cisco.ru

. www.t-service.ru

. www.neotel.ru

. www.d-link.ru

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте была спроектирована мультисервисная сеть предприятия «Транспортная компания».

Проектирование состояло из следующих этапов:

Проектирование локальной сети центрального офиса и локальных сетей филиалов: организованны рабочие места; выбрано и рассчитано сетевое оборудование необходимое для подключения всех рабочих мест.

) Проектирование глобальной сети.

На данном этапе было выбрано сетевое оборудование, которое обеспечило связь между центральным офисом и филиалами. При этом было использовано оборудование проводной связи, волоконно-оптической связи и оборудование связи по радиоканалу

Главной задачей курсового проекта было построение мультисервисной сети с требуемой функциональностью при наименьших затратах на сетевое оборудование.

Стоимость оборудования, используемого в данном курсовом проекте:

оборудование ЛВС центрального офиса - 37712$;

оборудование ЛВС филиалов - 63125 $;

оборудование глобальной сети - 14979 $.

В итоге суммарная стоимость мультисервисной сети составила 115816 $, а в расчете на одно рабочее место 429 $.

Приложение

Системный цифровой IP-телефон Panasonic KX-NT321RU

Цена 3330 руб

Описание:

IP-телефон (MGCP)

Совместим с АТС Panasonic серии TDE

Совместим с АТС Panasonic серии TDА (версия ПО 5.00 и выше)

ЖК-дисплей (1 строка) с подсветкой и с поддержкой кириллицы

Спикерфон (громкая связь)

8 программируемых кнопки линий/функций с двухцветной индикацией

Двухцветный индикатор вызова/сообщения

20 мелодий звонка

Порт Ethernet для подключения компьютера

Power-over-Ethernet (PoE)KX-T7730RU

Цена 3460 руб

Системный телефон KX T7730 предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов АТС: конференц-связи, оповещения, переадресации вызовов, перехвата вызовов, постановки в очередь на внешнюю линию, а также для контроля состояния внутренних и внешних телефонных линий.

Аналоговый системный телефон (4-проводный) Panasonic KX T7730

Совместим со всеми мини АТС Panasonic

ЖК-дисплей с поддержкой кириллицы

Спикерфон (громкая связь)

12 программируемых кнопок линий/функций c двухцветной индикацией

Индикатор вызова/сообщения

Изменяемый угол наклона

Разъём для подключения гарнитуры

Цифровая АТС Panasonic KX-TDA200RU

Цена 51980 руб

•Начальная ёмкость системы: 0 внешних и 0 внутренних линий

•Предельная ёмкость системы: до 128 внешних линий, до 256 внутренних линий

•Соединительные линии: VoIP (H.323 v.2), E1 (QSIG, ISDN PRI EDSS-1, R2 DTMF/MFC/Pulse), ISDN BRI, E&M

•Поддержка русского языка на дисплее системного телефона и в SMDR

• Возможность подключать три независимых телефона (два цифровых и аналоговый) к одной внутренней линии (DXDP)

•Функция DISA (прямой доступ к ресурсам системы)

• Равномерное распределение вызовов с функциями электронного секретаря (UCD)

•Идентификация вызывающего абонента (Caller ID)

•Маршрутизация вызова по Caller ID

•Гибкое распределение и ограничение вызовов

•Интеллектуальная система маршрутизации исходящих вызовов (ARS)

•Совместимость с любыми аналоговыми телефонными аппаратами, факсами, модемами

• Встроенные гостиничные функции

• Встроенные функции колл-центра

• Возможность программирования с компьютера, по локальной сети, по модему, через Интернет и через ISDN-сеть

• Возможность подключения внешних речевых процессоров Panasonic KX-TVM50 и KX-TVM200

•Мониторинг и отключение неисправных внешних аналоговых линий

• Возможность подключения внешних датчиков и устройств

Цифровая АТС Panasonic KX-TDA100RU

Цена 33830 руб

Начальная ёмкость системы: 0 внешних и 0 внутренних линий

• Предельная ёмкость системы: до 64 внешних линий, до 128 внутренних линий, 128 мобильных абонентов

• Соединительные линии: VOIP (H.323 V.2), E1 (QSIG, ISDN PRI EDSS-1, R2 DTMF/MFC/PULSE), ISDN BRI, E&M

•Микросотовая связь стандарта DECT

•Поддержка русского языка на дисплее системного телефона и в SMDR

• Возможность подключать три независимых телефона (два цифровых и аналоговый) к одной внутренней линии (DXDP)

•Функция DISA (прямой доступ к ресурсам системы)

•Равномерное распределение вызовов с функциями электронного секретаря (UCD)

•Идентификация вызывающего абонента (CALLER ID)

•Маршрутизация вызова по CALLER ID

•Гибкое распределение и ограничение вызовов

•Интеллектуальная система маршрутизации исходящих вызовов (ARS)

•Совместимость с любыми аналоговыми телефонными аппаратами, факсами, модемами

• Возможность программирования с компьютера, по локальной сети, по модему, через интернет и через ISDN-сеть

• Возможность подключения внешних речевых процессоров Panasonic KX-TVM50 и KX-TVM200

• Мониторинг и отключение неисправных внешних аналоговых линий

• Возможность подключения внешних датчиков и устройств

Цифровая АТС Panasonic KX-TDA30RU

Цена 16320 руб

• Начальная ёмкость системы: 0 внешних и 12 внутренних линий (4 гибридных порта DXDP)

• Предельная ёмкость системы: до 12 внешних линий, до 52 внутренних линий, 28 мобильных абонентов

•Соединительные линии: VoIP (H.323 v.2), ISDN BRI

•Микросотовая связь стандарта DECT

•Поддержка русского языка на дисплее системного телефона и в SMDR

• Возможность подключать три независимых телефона (два цифровых и аналоговый) к одной внутренней линии (DXDP)

•Функция DISA (прямой доступ к ресурсам системы)

• Равномерное распределение вызовов с функциями электронного секретаря (UCD)

•Идентификация вызывающего абонента (Caller ID)

•Маршрутизация вызова по Caller ID

•Гибкое распределение и ограничение вызовов

•Интеллектуальная система маршрутизации исходящих вызовов (ARS)

•Совместимость с любыми аналоговыми телефонными аппаратами, факсами, модемами

•Возможность программирования с компьютера, по модему и через ISDN-сеть и KX-TVM200

Плата потока PRI Panasonic KX-TDA0290CJ

Цена 25620 руб.

Плата ISDN PRI (30B+D, Euro-ISDN/ETSI) для АТС Panasonic KX-TDA100RU, АТС Panasonic KX-TDA200RU, АТС Panasonic KX-TDA600RU

Максимальное количество плат - KX-TDA100-4, KX-TDA200-8, KX-TDA600-20

Плата 16 внутренних цифровых портов Panasonic KX-TDA0172XJ

Цена 12560 руб

Плата 16 цифровых внутренних линий с поддержкой функции DXDP для АТС Panasonic KX-TDA100RU, АТС Panasonic KX-TDA200RU, АТС Panasonic KX-TDA600RU.

Максимальное количество плат в АТС - Panasonic KX-TDA100 - 6, Panasonic KX-TDA200 - 8, Panasonic KX-TDA600 - 40.

Медиа-конвертер IMC-21-S-SC

Цена 8160 руб

Медиа-конвертер Ethernet 10/100BaseTX в 100BaseFX (одномодовое оптоволокно) в пластиковом корпусе, разъем SC

Описание:

Общее количество портов IMC-21-S-SC 2

одномодовое оптоволокно (разъем SC)           1

Поддержка сетевых стандартов      IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3x

Тип коммутатора          Store and Forward

Управление потоками данных                  IEEE 802.3x flow control

Характеристики оптоволоконного интерфейса Fast Ethernet IMC-21-S-SC Длина волны                     1310 нм

Мощность передатчика, дБм         - 5

Чувствительность приёмника, дБм          34

Допустимые потери в канале связи, дБм          29

Тип оптоволоконного кабеля                   9/125 мкм

Дальность передачи               до 40 км (кабель 9/125 мкм)

Коммутатор WS-C2960-24TT-L

Цена 25524 рубл

Модель       WS-C2960-24TT-L

Порты 10/100 Base-TX           24 PoE

Порты 10/100/1000 Base-TX  2 PoE

Порты расширения 2 двойных uplink порта

Наличие консольного порта Нет

Управление          Управляемый

Функции управления SNMPv1, v2c, and v3 и Telnet

Объединение в стек      Есть

Скорость стекового соединения    н/д Объем буфера       н/д

Объем таблицы MAC адресов        8000

Автоопределение скорости порта Есть

Автоопределение MDI/X        Есть

Поддержка Full Duplex           Есть

Поддержка резервирования линий          Нет

Поддержка VLAN         Есть

Поддержка коммутации 3-го уровня       Нет

Возможность монтажа в шкаф 19" Есть

Дополнительные модули       Нет

Питание      100 - 240 VAC (автодиапазон), 8-4 A, 50-60 Гц

Вес (Кг)      5.4Catalyst 2960 [WS-C2960-48PST-L]

Цена 81624 рубCatalyst 2960 - серия интеллектуальных коммутаторов с фиксированной конфигурацией, портами Fast Ethernet и Gigabit Ethernet .

Позиционируются устройства как коммутаторы для небольших и средних предприятий или филиалов. и имеют расширенные LAN -сервисы.

Производитель:   CISCO

Модель      WS-C2960-48TC-L

Порты 10/100 Base-TX 48

Порты 10/100/1000 Base-TX   2 совмещены с 2 SFP

Наличие консольного порта Нет

Управление         Управляемый

Функции управления    Web-интерфейс, Telnet, SNMP

Объединение в стек     Есть

Объем буфера н/д

Объем таблицы MAC адресов        8К

Автоопределение скорости порта  Есть

Маршрутизатор CISCO 3845

Цена 234000 руб

Высокопроизводительный маршрутизатор Cisco 3845 построен на базе хорошо маршрутизатора Cisco 3745. Маршрутизатор Cisco 3845 предназначен для высокоскоростных подключений центральных офисов компаний или крупных региональных офисов и предоставляет безопасную передачу данных, голосовой и видео информации. Серия маршрутизаторов Cisco 3800 имеет встроенную поддержку голосовых функций и высокую плотность голосовых портов. Поддерживая большинство ранее выпускавшихся голосовых модулей, Cisco 3845 позволяет устанавливать цифровые процессоры прямо на системную плату маршрутизатора. В настоящее время Cisco 3800 поддерживает до 24 цифровых портов Е1/Т1 и до 88 аналоговых портов FXS. Отличительная особенность маршрутизатора Cisco 3845 является интегрированная поддержка систем безопасности. В маршрутизатор Cisco 3845 встроены аппаратные ускорители протоколов шифрации DES, 3DES и AES. Кроме того, в программном обеспечении реализованы функции межсетевого экрана Firewall, системы обнаружения вторжения IDS, фильтрации URL запросов. Все это позволяет быстро создавать безопасные сети передачи данных.

Для компаний с уже установленным ПО Cisco CallManager в новом семействе поддерживается функциональность Survivable Remote Site Telephony, позволяющая сохранять работоспособность сети IP-телефонии в случае неисправностей на каналах связи. Поддержка Cisco CallManager Express позволяет строить сети IP телефонии небольшого и среднего размера (до 240 телефонов) без использования ПО Cisco CallManager. Новый модуль CiscoUnity Express AIM позволяет дополнить маршрутизатор функциями голосовой почты.

Маршрутизаторы серии Cisco 3800 имеют модульную конструкцию. Доступны слоты NME для установки сетевых модулей, слоты HWIC для установки интерфейсных модулей, а также слоты PVDM и гнезда AIM на системной плате маршрутизатора для установки модулей обработки голоса и сервисных модулей соответственно. Слоты NME совместимы с сетевыми модулями NM, усовершенствованными сетевыми модулями NME, расширенными модулями NME-X и модулями двойной ширины NME-XD и NMD, а также с голосовыми модулями EVM и модулями высокой плотности EVM-HD. Слоты HWIC имеют обратную совместимость с модулями WIC, VIC и VWIC. Высокая производительность и плотность интерфейсов создают основу для дальнейшего расширения сети и внедрения будущих приложений.

Модуль NM-1FE-FX-V2

Цена 48600

Точка доступа AIR-LAP1310G-A-K9R

Цена 23400

Серия Cisco Aironet® 1300 для наружной установки является гибкой платформой с функциональными возможностями точки доступа, беспроводного моста и беспроводного моста для рабочих групп. Серия Cisco Aironet 1300 обеспечивает высокоскоростное и экономичное соединение между несколькими стационарными или мобильными сетями и клиентами. Создание беспроводной сетевой инфраструктуры городского масштаба на базе устройств серии Cisco Aironet 1300 предоставляет обслуживающему персоналу удобное и простое в эксплуатации решение, которое отвечает требованиям безопасности, предъявляемыми специалистами к глобальным сетям.

Типичными применениями серии Aironet 1300 являются:

Сетевые соединения в пределах комплекса зданий

Наружная инфраструктура для мобильных сетей и пользователей

Общий доступ для открытых зон

Временные сети для мобильных систем

Серия Cisco Aironet 1300 поддерживает стандарт 802.11b/g, обеспечивая скорость передачи 54 Мб/сек за счет использования проверенной и надежной технологии. Cisco существенно упрощает установку устройств 1300-й серии путем интеграции ее в проводную сеть. Работая под управлением операционной системы Cisco IOS, устройства серии Cisco Aironet 1300 обеспечивают такие возможности, как быстрый и безопасный роуминг на втором уровне, QoS и поддержка VLAN.

Важнейшими преимуществами серии Cisco Aironet 1300 являются:

Можeт выступать в качестве точки доступа, беспроводного моста или беспроводного моста для рабочих групп

Работа как в конфигурации point-to-point, так и в point-to-multipoint

Усовершенствованные механизмы безопасности, основанные на стандартах 802.1x

Корпус повышенной прочности, рассчитанный на работу в сложных погодных условиях в широком температурном диапазоне

Встроенные или дополнительные наружные антенны для обеспечения широчайших возможностей по установке

Направленная антенна AIR-ANT1949

Цена 6630AIR-ANT1949 является направленной антенной типа "волновой канал", размещается вне помещений на мачтах.

Тип установки, особенности конструкции:      Установка вне помещений, на мачты

Тип разъема:       RP-TNC

Длина кабеля:      0.91 м

Рабочая температура:   От -30° до +70°C

Беспроводная сеть:

Тип антенны:       Направленная антенна типа "волновой канал" для беспроводных мостов (соединение точка-многоточка)

Рабочая частота: 2.4 ГГц

Радиус покрытия:         • 2 Мбит/с - 29.49 км

• 11 Мбит/с - 18.01 км

• 54 Мбит/с - 4.27 км

Маршрутизатор Cisco 2811

Цена 42000 рубл.2811 - маршрутизатор с интеграцией сервисов, обеспечивающий все потребности небольших офисов и филиалов (до 36 рабочих мест) в современных коммуникациях.

Может выполнять функции:

маршрутизатора доступа и маршрутизатора локальной сети;

центра IP-телефонии и голосовой почты (в вариантах Voice bundle и Voice Security bundle);

интегрированного решения для обеспечения безопасности (в вариантах Security bundle и Voice Security bundle);

межсетевой экран;

система предотвращения вторжений;

шифрование и создание VPN-туннелей;

система Cisco NAC и фильтрация по URL;

центр беспроводного доступа -беспроводное подключение ноутбуков и WLAN-телефонов. (При установке модулей HWIC-AP-G-E, HWIC-AP-AG-E или подключении точек доступа).

В приведённой ниже таблице указаны максимальные возможности шасси Cisco 2811. В зависимости от варианта поставки (Bunlde) и установки дополнительных модулей характеристики могут отличаться от приведённых в таблице.

Встроенные интерфейсы Ethernet  2 интерфейса 10/100 FastEthernet

Дополнительные интерфейсы Ethernet:    до 2 доп. порт Ethernet при установке двух модулей HWIC-1FE

Слоты для модулей расширения:

Слотов HWIC/VWIC/WIC/VIC       4

Слотов PVDM     2

Слотов AIM         2

Слотов NM (для модулей NM, NME)       2

Прочее:

PoE (Питание по Ethernet)      160 W

Модем Angtel МЕ-100-4

Цена 29000

.