WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Таким образом, разрабатываемая методика должна основываться на современных сетевых технологиях, использовать опыт ведущих компаний производителей сетевого оборудования, алгоритмы и математический аппарат должны позволять получать решение задачи выбора структуры КИВС за приемлемое время и с высокой точностью, а полученные проекты сетей удовлетворять требованиям международных стандартов и соответствовать потребностям организации в информационном обмене.

Во второй главе сделан обзор стандартов в области компьютерных сетей. Подробно рассмотрены и проанализированы особенности следующих ключевых компонентов КИВС и вариантов их реализации с использованием современных сетевых технологий и опыта ведущих компаний производителей сетевого оборудования: модульная структура кампусных сетей, структурированная кабельная система (СКС), способы соединения активного сетевого оборудования, логические структуры малых КИВС и функциональность активного сетевого оборудования.

Выбор структуры малой КИВС разумно осуществлять в соответствии с подходом, предложенным ведущими производителями сетевого оборудования, получившим название модульной структуры кампусной сети.

Суть этого подхода заключатся в том, что структура кампусной сети (малой КИВС) представляется в виде набора блоков («ядро сети», «сеть отдельного здания», «центр обработки данных – ЦОД», «блок подключения к региональной сети – WAN»), каждый из которых можно рассматривать и специфицировать независимо от других.

Структура любой современной КИВС на физическом и канальном уровнях должна в обязательном порядке соответствовать требованиям стандартов СКС, делящим структуру сети на три подсистемы: магистраль PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com комплекса (МК), магистраль здания (МЗ), горизонтальная подсистема. А так же регламентирует места размещения относящегося к этим подсистемам активного сетевого оборудования в распределительных пунктах комплекса (РПК), здания (РПЗ), этажа (РПЭ) соответственно. В основу любой СКС положена древовидная топология. Анализ возможных топологий СКС показал, что наиболее гибкой и экономичной является многоуровневая древовидная топология «иерархическая звезда» в отличие от одноуровневых топологий «централизованное управление» и «открытый офис». Структура малой КИВС физического и канального уровней, соответствующая требованиям стандартов СКС и модульной структуре кампусной сети показана на рисунке 1.

РП этажа (РПЭ) Горизонтальная подсистема (ЦОД) МЗ РП здания (РПЗ) МК WAN Ядро сети Региональная сеть РП комплекса (РПК) Рисунок 1.Структура малой КИВС с элементами СКС Другим важным компонентом, оказывающим существенное влияние на стоимость структуры сети, является способ соединения активного оборудования, расположенного в РПЭ и РПЗ, РПЗ и РПК. На сегодняшний день используются две схемы: объединение в стек и прямое подключение.

Для первой схемы требуется меньшее количество каналов связи (КС), но с лучшими характеристиками (а значит, и более дорогих). Вторая схема является более требовательной к ресурсам СКС. Кроме того необходимо учитывать технологию агрегирования связей, позволяющей в рамках одного КС объединять несколько линий связи (ЛС) в транк. Таким образом, имеется четыре варианта соединения активного оборудования: объединение в стек, прямое, объединение в стек с агрегированием ЛС, прямое с агрегированием ЛС. Поэтому одной из задач, решаемых входе минимизации стоимости структуры КИВС, является выбор схемы соединения активного оборудования и параметров КС для каждой из подсистем СКС.

КИВС являются сложными гетерогенными сетями, при выборе структуры которых необходимо учитывать логику взаимодействия составляющих её элементов, их функции. В результате исследования PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Сеть здания Сеть здания идеологий построения сетей от ведущих компаний производителей сетевого оборудования (Cisco, HP, D-Link и т.д.) были предложены две универсальные логические структуры, обладающие сходной стоимостью реализации и отличающиеся функциональностью оборудования, располагающегося в РПЗ и РПК: «структура с выделенным маршрутизатором» и «структура с коммутацией на третьем уровне». В условиях использования технологии виртуальных локальных сетей (VLAN), оказывающей существенное влияние на маршруты распространения информационных потоков, выбор лучшей логической структуры и определение функциональности оборудования, является важнейшей задачей, решаемой в рамках выбора структуры КИВС.

Правильное определение логической структуры позволяет минимизировать нагрузку на элементы КИВС.

Для повышения качества проектов сетей, все вышеперечисленные особенности реализации компонентов КИВС интегрированы в модели и алгоритмы разрабатываемой методики выбора структуры КИВС.

В третьей главе детально рассматривается предлагаемая методика выбора структуры КИВС. Методика включает в себя следующие ключевые компоненты: процедура иерархической декомпозиции, система взаимосвязанных иерархических моделей, принципы использования средств имитационного моделирования и формирования исходных данных для имитационных моделей.

Суть процедуры иерархической декомпозиции состоит в упорядочении организационной структуры предприятия и соответствующей КИВС путем её представления в виде иерархической древовидной системы. Структурные элементы (СЭ) организации образуют три логических уровня: уровень отдела, департамента и организации – рисунок 2. Каждому СЭ соответствует своя подсеть: отделу – ЛВС, департаменту – кампусная сеть, организации – КИВС (малая КИВС включает два уровня: уровень отдела и департамента).

СЭ М Уровень а=3 Организация СЭ М 21 СЭ М 2 n(0) • • • Уровень а=2 Департамент (подразделение) • • • СЭ М 11.1 СЭ М 11.n(1) Уровень а=1 Отдел, рабочая группа Рисунок 2. Декомпозированная структура организации Декомпозиция КИВС означает, что проектирование корпоративной сети сводится к проектированию ряда подсетей при условии совпадения или близости оптимальных решений задачи проектирования КИВС и соответствующих решений для подсетей. К числу таких условий относятся следующие: подсети по области ограничений должны быть независимы;

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com целевая функция КИВС является строго монотонной функцией от целевых функций подстей.

Основным недостатком подхода, основанным на процедуре иерархической декомпозиции является то, что не обеспечивается целостность декомпозированной КИВС в процессе проектирования, подсети получаются никак не связанными друг с другом. Необходима модификация данного подхода. Обеспечение целостности декомпозированной КИВС в процессе проектирования возможно путем использованием системы иерархических взаимосвязанных моделей подсетей. Взаимосвязь обеспечивается передачей данных между моделями: часть входных данных для модели подсети уровня а является выходными данными и формируется с использованием модели подсети уровня а-1. Таким образом, все иерархические уровни окажутся взаимосвязанными и проектные решения одного уровня будут оказывать влияние на структуру подсетей других уровней.

Средства имитационного моделирования, реализованные в пакете Comnet 3 University Edition v 2.05, используются для получения параметров работы малых КИВС с целью оценки их качества, а также для определения лучшей логической структуры. Используется многокритериальная оценка исследуемой системы, куда входят следующие параметры:

1. Коэффициент загрузки КС сети – позволяет оценивать насколько рационально и эффективно используются ресурсы сетевой структуры;

2. Задержка в передаче сообщений между узлами сети – служит для оценки производительности сети;

3. Доля широковещательного трафика – позволят судить о корректности определения функциональности активного сетевого оборудования и адекватности разбиения КИВС на VLAN.

Для того, чтобы имитационная модель адекватно отражала физическую и логическую структуру малой КИВС она должна иметь древовидную топологию типа «иерархическая звезда», КС и активное оборудование соответствующие трем подсистемам СКС. Кроме того, в имитационной модели должны найти отражение конфигурация VLAN и физическое размещение компонентов сети в рамках кампуса.

Наиболее ответственным шагом в процессе создания имитационной модели КИВС является формирование исходных данных, описывающих источники сетевого трафика и их поведение. При формировании системы взаимосвязанных иерархических моделей использовались постоянные во времени «средние» значения трафиков. Такие значения удобно использовать для расчетов пропускных способностей КС, расчетов физической структуры подсетей уровней отдела и департамента. Однако для получения параметров работы и оценки качества структуры КИВС, определения логической структуры используются методы имитационного моделирования, где параметры трафика (рабочей нагрузки сети) описываются случайными величинами (СВ). Для задания параметров трафика в имитационной модели КИВС необходимо определить закон и параметры распределения этих СВ.

Помимо этого информационный обмен между узлами сети в имитационной PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com модели носит вероятностный характер. Необходимо установить связь и согласованность в рамках имитационной модели между реально измеренными параметрами трафика, усредненными параметрами, используемыми при расчете физической структуры сети и вероятностными параметрами информационного взаимодействия. Имитационная модель КИВС с входными данными (стохастическими параметрами трафика) полученными с соблюдением вышеописанных принципов позволит получать достоверные параметры работы КИВС. Поэтому, для использования средств имитационного стохастического моделирования разработан метод корректного перехода от усредненных параметров трафика к вероятностным.

Выбор структуры КИВС осуществляется в две стадии:

Стадия 1 «Сверху – вниз» (декомпозиция) Как показывает практика, на начальных этапах проектирования КИВС основной проблемой, с которой сталкивается разработчик, является отсутствие большого количества необходимых для проектирования данных в формализованном виде. Для решения этой проблемы, а также для синтеза структуры КИВС, максимально удовлетворяющей потребностям организации в информационном обмене, на данной стадии с использованием процедуры иерархической декомпозиции и анализа бизнес процессов осуществляется построение информационной модели организации, расчет параметров информационного взаимодействия между СЭ, реализуется переход от организационной структуры предприятия к соответствующим ей моделям КИВС. Формируется большинство необходимых для выбора структуры сети данных. Реализуется разбиение КИВС на VLAN. Построение информационной модели осуществляется с использованием CASEтехнологий.

Стадия 2 «Снизу – вверх» (интеграция) На данной стадии выполняется последовательность шагов для подсетей каждого уровня. Реализуется выбор лучшей структуры КИВС, минимизация её стоимости, получение параметров функционирования КИВС. Опишем подробнее каждый шаг.

шаг 1: построение математической модели и формализация задачи выбора лучшей структуры подсети с минимизированной стоимостью.

Для интеграции в методику современных сетевых технологий предложен следующий подход к построению моделей и формализации задачи выбора лучшей структуры. Пусть современные сетевые технологии физического и канального уровней и их реализация в конкретном оборудовании составляет базис. Задача выбора лучшей структуры подсети сводится к выбору элементов базиса таким образом, чтобы с одной стороны структура сети обладала минимальной стоимостью, а с другой стороны удовлетворяла потребностям организации в информационном обмене. Задачи выбора лучшей структуры составлены в терминах целочисленного программирования (ЦП) с булевыми переменными и смешанноPDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com целочисленного программирования (СЦП).Требования к производительности сети, требования стандартов выступают как ограничения.

В качестве иллюстрации рассмотрим модель и формализацию задачи выбора лучшей структуры блока «ядро сети» (используется модульная структура кампусной сети), входящего в состав подсети уровня а=(департамента). В структуре СКС ядро сети соответствует подсистеме «магистраль комплекса». При проектировании ядра кампусной сети для повышения надежности часто прибегают к дублированию оборудования.

Задача выбора лучшей структуры блока «ядро сети» состоит в определении типа и параметров КС и определении некоторых параметров активного сетевого оборудования.

Входные данные для блока «ядро сети»:

1. Общее число блоков («сеть здания», «ЦОД», «WAN»), входящих в физическую структуру сети кампуса (количество узлов), n;

2. Расстояние от РПЗ каждого здания до РПК. Для «ЦОД» – расстояние от «ЦОД» до РПК. В одном из зданий возможно совмещение помещений РПЗ и РПК, в этом случае расстояние принимается равным 10 м.

Поскольку блок «WAN» физически располагается в РПК, то расстояние до него также принимается равным 10 м. lk, k=1, n;

3. Множество сетевых технологий (протоколы физического и канального уровней) и их характеристики, Q;

4. Характеристики активного сетевого оборудования уровня ядра;

Данные, передаваемые от других блоков:

5. Трафик, между блоком «сеть здания» и ядром сети, f g, g = 1, ;

6. Трафик, между блоком «ЦОД» и ядром сети, f SD;

7. Трафик, между блоком «WAN» и ядром сети, f WAN;

Критерий оптимальности: минимальная стоимость.

Требуется найти наименьшую по стоимости структуру сети: выбрать протоколы канального и физического уровней. Пропускная способность ядра сети должна удовлетворять требованиям организации в информационном обмене с учетом перспективного роста трафика. Структура сети должна удовлетворять стандарту ANSI/TIA/EIA-568. В случае требования повышенной надежности сеть ядра должна сохранять работоспособность при одинарном отказе любого активного сетевого оборудования или одинарном повреждении любого КС.

Выходные данные:

1.Ориентировочная стоимость сети, EС;

2.СПД, протокол физического и канального уровней для каждого КС, qmk ;

Требования к оборудованию узла (РПК):

3.Количество единиц активного оборудования (модулей), поддерживающих сетевую технологию, qmk :.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»