Проектирование ЛВС в предприятии

Решение этой проблемы возлагается частично на протоколы верхлежащего уровня, например, - TCP/IP, который поддерживает некоторую степень механизма управления потоками, а также на использование битов FECN, BECN - флагов явного извещения о перегрузке в прямом и обратном направлениях (см. рис.4), причем последние являются особенностями FR.

Информационные  биты FECN и BECN выставляются в момент попадания кадра в затор трафика. Маршрутизаторы с интерфейсом FR могут расшифровать значения этих битов и активизировать управление потоком на базе протокола верхлежащего уровня, например, - TCP/IP.

Надо  отметить, что представленный механизм не вписался бы в концепцию регламентирования  пропускной способности сети, поддерживаемую FR, без введения соглашения о согласованной скорости передачи информации (Committed Information Rate, CIR).

 

1.4 Средства защиты от сбоев

 

Осуществление соединения по глобальной сети связано  с некоторой неопределенностью, т.к вы не владеете этой сетью и, таким образом, не имеете контроля над трактами. В подобных ситуациях соединения по глобальной сети, должны быть чрезвычайно отказоустойчивы. FR отвечает этому требованию благодаря обеспечению динамической ремаршрутизации в случае отказа PVC.

Физически сети FR образуют ячеистую структуру коммутаторов (см. рис.1 и рис.2). Одно из преимуществ такой ячеистой конфигурации состоит в том, что она обеспечивает определенную степень отказоустойчивости. Если из-за выхода из строя какого либо узла PVC становится недоступным, то соседний коммутатор перенаправит соединение по альтернативному информационному каналу. В результате характеристики передачи лишь несколько ухудшатся. Кроме того, благодаря такой ячеистой конфигурации коммутаторы могут направлять кадры в обход других коммутаторов, если те испытывают значительную перегрузку.

Для защиты от сбоев на уровне узла операторы  или администраторы FR предлагают две опции: запасные и резервные PVC. В случае запасного соединения (standby PVC) PVC устанавливается и активизируется в запасном узле; этот канал имеет существенно меньшую скорость CIR, чем основное PVC. Если вдруг узел пострадает от землетрясения или пожара, то запасное PVC будет активизировано практически немедленно.

В случае резервного соединения (backup PVC) PVC устанавливается на запасной площадке, но не активизируется. Если функционирование основного узла невозможно, PVC будет активизировано. Запасное PVC подходит для наиважнейших приложений благодаря тому, что его емкость может быть временно увеличена для предоставления более высокой пропускной способности; администратору сети достаточно только программного вмешательства в конфигурацию сети и будет предоставлена дополнительная пропускная способность до тех пор, пока основной канал не будет восстановлен.

Описанный подход FR к защите от сбоев более гибок и менее дорогостоящ, нежели у TDM. В случае TDM вы должны будете иметь несколько запасных выделенных линий. Такая конфигурация и дорога и сложна. После аварий администратору придется переконфигурировать все оборудование, в том числе маршрутизаторы и CSU/DSU.

 

1.5 Способы построения сети Frame Relay

 

Услуги  FR предлагают все больше и больше телекоммуникационных компаний во всем мире. Как правило, они извлекают максимальную пользу из этой технологии путем интегрированной передачи по сети FR данных, трафика ЛВС, речи и факсов. При построении корпоративной сети на базе технологии FR, как правило, рассматриваются три основных варианта ее организации.

Частная сеть на базе выделенных линий. Компания арендует линии связи и приобретает необходимое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы или мультиплексоры). Построенная на их базе сеть является собственностью фирмы и находится под ее полным контролем.

Виртуальная частная сеть. Фирма покупает услуги сетей FR у телекоммуникационных компаний. При этом она либо приобретает абонентское оборудование FR вместе с услугами или независимо от них, либо арендует это оборудование у телекоммуникационного оператора. Таким образом, фирма создает частную корпоративную сеть с использованием услуг сетей FR общего пользования и осуществляет полный контроль над сетью и административное управление ею.

Соглашение  с внешней организацией о создании и управлении сетью. Существующая корпоративная сеть передается телекоммуникационной компании, которая осуществляет административное управление этой сетью в интересах фирмы-клиента, а кроме того, предоставляет услуги связи, оборудование и реализует поддержку сети. Существует ярко выраженная рыночная тенденция к таким соглашениям; на данной основе в мире функционирует 30% корпоративных сетей. Эта тенденция обусловлена как неспособностью или нежеланием многих компаний самостоятельно справляться с дорогостоящей и сложной эксплуатацией корпоративных сетей, так и глобальной экспансией телекоммуникационных операторов, которые постоянно расширяют спектр предоставляемых услуг.

 

 

 

1.6 Основные критерии выбора оборудования

 

В этом пункте приведены основные критерии выбора оборудования доступа в сети FR, которое сможет удовлетворить не только нынешние, но и будущие потребности корпоративной сети.

Универсальность решений и возможность наращивания:

• один поставщик - начиная от решения малого офиса до коммуникационной платформы для управления крупной компанией. Этим достигается сокращение расходов на приобретение оборудования и на расширение его возможностей в будущем;
• интеграция речи, данных, факсимильных сообщений и трафика ЛВС позволяет использовать максимум пропускной способности сети;
• поддержка магистрального канала с высокой пропускной способностью (от n*64 Кбит до 2 Мбит/с).

Поддержка передачи речи:

• компрессия по стандарту G.729 (рекомендован к использованию консорциумом FR Forum);
• приоритетная обработка речевых пакетов;
• поддержка интерфейсов учрежденческой АТС для нескольких каналов T1/E1;
• коммутация речи - установление связи между несколькими пунктами и автоматическая маршрутизация телефонного вызова в пределах корпоративной сети в обход учрежденческой АТС;
• использование современных технологий - буфера фазового дрожания; подавления речевых пауз и эха;
• поддержка сигнализации (QSIG, ISDN);
• широкий выбор телефонных интерфейсов (E&M, FXS, FXO).
• Поддержка передачи данных
• маршрутизация протоколов IP и IPX;
• многопротокольная поддержка SNA (RFC 1490), IP, IPX, HDLC, асинхронный X.25;
• поддержка сервисов ISDN; соединение по требованию (COD), полоса пропускания по требованию (BOD), автоматическое подключение резервного канала ISDN;
• поддержка функций брандмауэра;
• использование одного IP;
• встроенные устройства DCU/CSU для подключения к сети DDS;
• компрессия данных.

Управление.Установленные в устройстве программы-агенты SNMP и приложение сетевого администрирования должны в полной мере обеспечивать конфигурирование, диагностику и непрерывный контроль с центральной консоли управления.

Резервирование.Необходимо наличие резервных магистрального порта, модуля управления и источника питания.

 

1.7 Каналы для сетей FR

 

Как показал  опыт, в том числе российский, для этой цели могут служить следующие  каналы.

Цифровые  выделенные каналы связи. Их использование является наиболее очевидным и естественным вариантом, если есть средства на их развертывание.

Физические  линии. Если организация имеет физические (неуплотненные) линии, то при помощи соответствующих модемов (ближнего действия или HDSL) можно получить наложенные цифровые каналы со скоростью передачи до 2 Мбит/с. Без применения репитеров такие каналы обеспечивают связь на расстоянии до 16 км. Причем дальность связи обратно пропорциональна диаметру провода и скорости передачи. На оптоволокне при помощи модемов RAD можно достичь быстродействия до 38 Мбит/с (E3).

Выделенные  каналы тональной частоты (ТЧ). Многочисленные эксперименты и практическая эксплуатация сетей FR (особенно в России) подтвердили возможность использования каналов ТЧ в сетях FR. При этом необходимо применение качественных профессиональных модемов, постоянное слежение за состоянием каналов, а так же оптимизация топологии сетей. При построении сети FR на базе каналов ТЧ следует избегать топологий с большим количеством промежуточных узлов, иначе FR будет работать неэффективно.

 

1.8 Концепция согласованной скорости передачи информации

 

CIR - минимальная пропускная способность, гарантированная каждому PVC или SVC. Эта скорость (измеряется в битах в секунду) выбирается клиентом сети FR в соответствии с объемом данных, которые он собирается передавать по сети, и гарантируется она оператором сети FR или администратором. На текущий момент скорость варьируется от 16 Кбит/с до 44,8 Мбит/с. Если пакетные посылки не превосходят скорость порта подключения клиента и пропускная способность сети FR в данный момент имеет свободные ресурсы, то клиент может превысить согласованное значение CIR. Скорость, с которой клиент посылает данные при наличии достаточной пропускной способности, называется оverscription rate.

В случае перегруженности сети, коммутаторы  отбрасывают избыточные (выходящие  за пределы CIR) кадры. Поле разрешения на отбраковку (DE) в кадре FR позволяет регулировать этот процесс. Для каждого кадра, пересылаемого по сети, коммутатор FR устанавливает бит DE, если данный кадр превышает спецификацию CIR клиента. В случае затора кадры, с установленным флагом DE могут быть отбракованы.

Реально, в сетях FR, наряду с CIR используется усредненная за определенный промежуток времени Tc (скажем, за одну секунду) скорость, которую сеть "обязуется" поддерживать по соединению PVC или SVC.

Усреднение  по времени играет здесь важную роль. Предположим, что через линию  доступа с пропускной способностью 64 Кбит/с пользователь определяет одно виртуальное соединение с CIR, равной 32 Кбит/с. Это значит, что приняв, например, в первые полсекунды 32 Кбит, коммутатор вправе отвергнуть все остальные биты, пришедшие за остальные полсекунды. Поэтому вводится понятие согласованного импульсного объема передаваемой информации (Committed Burst Size - Bc) - максимального объема данных, который сеть "обязуется" передавать за время Tc. Это время вычисляют следующим образом: Tc=Bc/CIR, а по своей сути оно пропорционально неравномерности трафика.

Если  кадры не укладываются в рамки, задаваемые параметрами CIR и Bc, то они передаются с установленным битом DE. При этом часто используют еще один параметр - избыточный импульсный объем передаваемой информации (Excess Burst Size - Be). Он определяет максимальный объем данных сверх Вс (избыточные данные), который коммутатор попытается передать в течение времени Тс (см. рис 4). Вероятность доставки данных Ве, передающихся с установленным флагом DE, очевидно, ниже вероятности доставки данных Вс. Все данные, превышающие объем Ве, коммутатор отбраковывает. Как видно из рисунка 5, пропускная способность линии доступа делится на три зоны:

• согласованные данные, с гарантированной передачей;
• избыточные данные (с установленным битом DE), которые передаются в зависимости от доступных сети ресурсов;
• все данные сверх избыточных, которые коммутатор автоматически отбрасывает.

Реализация  этих правил может существенно различаться  как в оборудовании FR различных производителей, так и в сетях компаний - поставщиков услуг FR. Широко используется случай предоставления пользователю выбора только одного параметра соединения - скорости CIR. При этом граница избыточных данных передвигается "вверх" и приравнивается скорости порта доступа. Таким образом устраняется "мертвая зона", при попадании в которую данные автоматически сбрасываются.

 

1.9 Недостатки технологии

 

Основной  недостаток технологии FR следует из того, что FR является протоколом канального (второго в модели OSI) уровня. FR ‘не различает’ протоколы вышележащих уровней. Из этого вытекает множество проблем. Например, даже если в сети используется один протокол сетевого уровня, скажем IP, FR не ‘отличит’ трафик жизненно важного для работы предприятия приложения клиент-сервер от достаточно второстепенного трафика, идущего с сервера Web. Один из способов отделить эти трафики друг от друга - использовать для каждого из них свое виртуальное соединение, что, впрочем потребует дополнительных расходов на второе виртуальное соединение.

Основными недостатками технологии Frame Relay являются:

- высокая стоимость качественных  каналов связи;

- не обеспечивается достоверность  доставки кадров.

Среди прочих проблем можно назвать операции IP-мультикастинга, отсутствие широковещательного множественного доступа (Non-Broadcast Multiple Access - NBMA) и др. Большинство первых сетей Frame Relay поддерживали только службу постоянных виртуальных каналов, а служба коммутируемых виртуальных каналов стала применяться на практике только сравнительно недавно.

 

 

 

2 Техническое задание

 

Работа  банка всегда отличалась своей трудоемкостью  вследствие того, что деятельность банка связана с огромным объемом  хранимой и оперируемой информации и сложным  документооборотом. С  внедрением средств компьютерной техники  в деятельность банка его работа значительно упростилась, а во многих случаях ее выполнение значительно  убыстрилось.

Необходимо  разработать проект локальной вычислительной сети для банка. Структурная схема здания банка представлена на рисунке 2. Общая площадь, занимаемая зданием – 500 м²; рабочая – 250 м², при условии 6 м² на одно рабочее место, всего рабочих мест 32.