42
Рисунок 6. - Расположение офисов организации
43
Произведем оценку и описание видов трафика, которые проходят
между корпусами университета.
Одной из наиболее востребованных услуг является услуга
высокоскоростного доступа в Интернет. Возможность создания гибких
тарифных планов, отличающихся скоростью подключения, гарантиями
обслуживания, вариантами тарификации (помесячная или за фактически
пропущенный трафик) делает эту услугу весьма привлекательной.
В качестве дополнительных услуг высокоскоростного доступа в
Интернет может предлагаться сопутствующая услуга увеличения скорости
доступа, а также сопутствующая услуга отражения вторжений.
Услуга IP-телефонии. Кратко рассмотрим основные элементы
архитектуры системы IP -телефонии на базе стандарта Н.323.
В его рекомендациях описываются четыре основных компонента:
– терминал;
– шлюз (Gateway);
– контроллер зоны (Gatekeeper);
– сервер управления конференциями - MultipointControlUnit (MCU).
Под терминалом будем понимать, как обычный IP-телефон, так и
компьютер, оснащенный соответствующим программным обеспечением.
Шлюз связывает IP-сеть с телефонной сетью общего пользования
(ТфОП), обеспечивая трансляцию упакованного в пакеты оцифрованного и
компрессированного голоса в форму, пригодную для передачи по ТфОП.
Кроме того, в функции шлюза входит трансляция протоколов
сигнализации телефонных сетей, таких как ОКС 7, протоколы сигнализации
стека Н.323.
Благодаря шлюзу пользователи услуги TriplePlay могут звонить
абонентам ТфОП, а пользователи существующей телефонной сети -
соответственно, абонентам TriplePlay.
На контроллер зоны возлагаются функции управления вызовами. Он
выполняет регистрацию и авторизацию абонентов, преобразование адресов
44
(DNS в телефонные и обратно), маршрутизацию вызовов от IP-телефона к
шлюзу, а в случае необходимости, и к контроллеру другой зоны.
Заметим, что функции контроллера зоны могут быть встроенными в
шлюзы и другие элементы архитектуры Н.323.
Сервер управления конференциями MCU обеспечивает организацию
аудио конференций для трех и более терминалов (IP-телефонов).
Кроме описанных выше видов трафика в организации в трафик
корпоративной мультисервисной сети попадает трафик от датчиков,
связанных с системами охраны и пожаротушения, который по беспроводным
каналам связи попадает в специализированные облака, привязанные к
данным сервисам.
Система видеонаблюдения поддерживает несколько типов
беспроводных видеокамер как на территории организации, так и внутри ее.
Информация с видеокамер через видео регистратор также фиксируется
в облачных сервисах организации.
Использование ряда специализированных программ по учету
деятельности управляющих компаний и их абонентов требует наличия
удаленного доступа к ним, который также должен быть заложен в
проектируемый трафик организации.
3.2 Проектирование архитектуры сети для головного офиса
Для проведения проектных расчетов по определению количества
абонентов организации – потребителей служб примем к расчету количество
потребителей различного трафика в каждом из офисов организации.
Вначале определим количество и тип абонентов.
Как уже было определено, проектируется мультисервисная сеть связи
для организации, абонентами которой являются корпоративные клиенты.
Количество абонентов проектируемой сети составляет 100.
45
Произведем распределение услуг по категориям абонентов. Данная
категория абонентов будет пользоваться спросом на следующие вилы услуг:
– цифровое видеонаблюдение;
– высокоскоростной доступ к сети Интернет;
– IP телефония;
– локальный сервис.
Для расчета требуемой полосы пропускания определим данные на
следующие виды услуг:
– цифровое видеонаблюдение – 91,8 Мбит/с;
– высокоскоростной доступ к сети Интернет – 100 Мбит/с;
– IP телефония – 64 кбит/с или 0,06 Мбит/с;
– локальный сервис – 100 Мбит/с.
Далее определяется количество абонентов, которые будут пользоваться
услугой Интернет, уровень проникновения данной услуги 90% :
tservice
NCN *
, чел, (3.1)
где С – процент проникновения услуги;
????????
Количество абонентов цифрового видеонаблюдения, уровень
проникновения 70%:
????????
Количество абонентов IP телефонии, уровень проникновения 30%:
????????
Количество абонентов локального сервиса, уровень проникновения
30%:
????????
Исходные данные:
Количество абонентов – 100;
Разделение абонентов по типам сервиса:
– локальный сервис – 30 абонентов;
46
– доступ в Интернет – 90 абонентов;
– IP телефония – 30 абонентов;
– цифровые видеокамеры – 70 абонентов.
Рассчитаем требуемую полосу пропускания:
– высокоскоростной доступ к сети Интернет:
90*100=9000 Мбит/с
– цифровое видеонаблюдение:
70*91,8=6426 Мбит/с
– IP телефония:
30*0,06=1,8 Мбит/с
– локальный сервис:
30*100=3000 Мбит/с
Итого суммарный трафик абонентов данной категории - 18427,8
Мбит/с
Расчет поступающих интенсивностей нагрузок (ИН) на каждой АТС
производится по формуле:
, (3.2);
где Эрл – удельная поступающая ИН от абонентов;
- емкость i-й станции.
Для цифровых АТС с целью упрощения расчетов принимаем:
(3.3);
Нагрузка на выходе коммутационного поля (КП) определяется как:
, (3.4);
ii
NaY
05,0a
i
N
1
_
_
iвх
iвых
t
t
i
iвх
iвых
iвых
Y
t
t
Y
_
_
_
47
где t
вх_i
и t
вых_i –
время занятия входа и выхода КП i-й АТС.
Проектируемая сеть должна быть надежной и на ней не должно быть
перегрузок. Поэтому все необходимые расчеты трафика производятся для
часа наибольшей нагрузки.
Заданное количество объектов сети – это количество абонентов на
каждом объекте, распределение абонентов по используемым интерфейсам
доступа в сети, а также известными интенсивностями потоков пакетов,
генерируемые абонентами каждой службы.
Математическое ожидание числа пакетов определяем, как:
;
)()(
.
)(
.
)( k
C
k
iаб
k
абi
k
i
TN
(3.8);
Где - число абонентов k-ой службы на i-м объекте
- интенсивность заявок, поступающих от абонента k-ой службы в
единицу времени, считаем известной и равной:
для локального доступа = 23·10
-6
вызовов/с;
для интернет трафика = 345·10
-7
вызовов/с;
для видео по запросу = 57·10
-7
вызовов/с;
для ip-телефонии = 57,8
.
10
-7
вызовов/с;
- средняя длительность сеанса связи абонента K-ой службы в
единицу времени: для интернет трафика = 0,02
для ip-телефонии = 0,027
для локальных вызовов = 0,065
для видео по запросу = 0,065
Полученные значения необходимо выразить в бит/сутки, поэтому
полученные значения необходимо умножить на 86400
????
????
????
????
)(
.
k
абi
N
)(
.
k
iаб
)(
.
Иг
iаб
)(
.
И
iаб
)(
.
В
iаб
)(
.
И
iаб
)( k
С
Т
)( И
С
Т
)( И
С
Т
)( Иг
С
Т
)( В
С
Т
48
????
????
????
????
????
????
????
????
????
????
????
????
Математическое ожидание числа пакетов, генерируемых абонентами i-
го узла связи (объекта):
k
k
k
i
i
1
)(
;
Где k – количество служб.
????
????
В свою очередь, общее количество пакетов , генерируемых
абонентами i-го узла (объекта) за единицу времени, должно быть разбито на
три составных части:
– поток пакетов, замыкаемый на данном узле связи
– поток пакетов, генерируемый i-м узлом к другим узлам выделенной
цифровой сети
– поток пакетов, генерируемый i-м узлом в другие сети
Следует отметить, что
где - доля нагрузки i-го узла, замыкаемая на узле;
- доля нагрузки i-го узла, генерируемая к другим объектам
выделенной сети;
- доля нагрузки i-го узла, генерируемая в другие сети.
i
i
iзам i
k
1
iiвыдi
k
2
iiiсдр
k
3..
),,1(,1
321
Nikkk
iii
i
k
1
i
k
2
i
k
3
49
Коэффициенты , , i = (1,N) принято называть коэффициентами
замыкания нагрузки.
Так как число абонентов на каждом i-ом узле одинаково, то будет
одинаковым для узлов.
Коэффициенты , , считаем известными и равными:
= 0,35; = 0,25; = 0,4.
Тогда для трех узлов сети, а именно - центрального офиса,
дополнительного офиса и удаленной кассы замыкаемый поток пакетов будет
равен:
Из расчета можно сделать вывод, что при условии обеспечения
гарантированной полосы пропускания внутри сети для абонентов,
пользующихся услугами цифрового телевидения, доступа в глобальную
среду Internet, а также услугой IP-телефонии, требуемую полосу пропускания
внутри сетевого узла может обеспечить технология Fast Ethernet и Gigabit
Ethernet.
После расчета скорости во вторичной сети связи центрального офиса
организации и определения типа проектируемой технологии доступа
конечных абонентов сети рассмотрим варианты ее возможной конфигурации.
Структурная схема проектируемой сети центрального офиса показана
на рисунке.
i
k
1
i
k
2
i
k
3
xi
k
i
k
1
i
k
2
i
k
3
i
k
1
i
k
2
i
k
3
50
Рисунок 7- Схема сети центрального офиса после модернизации
Подключение к мульти сервисной сети осуществляется через точку
доступа маршрутизатор Cisco ISR4331R-V/K9, который обеспечивает
51
высокую пропускную способность и позволяет организовать внутри сети
несколько дополнительных виртуальных каналов.
Подключение рабочих групп обеспечивают два коммутатора рабочих
групп на 8 и 24 порта, которые позволяют поддерживать скорость обмена
данными на портах коммутаторов 1000 Мбит/с.
Для поддержки в рабочем состоянии оборудования VoIP телефонии
используется дополнительный шлюз, который дает возможность
использовать мобильные телефоны организации.
В качестве среды передачи головного офиса используется одномодовое
оптоволокно.
3.3 Проектирование архитектуры сети для филиалов
Проектирование архитектуры локальной вычислительной сети для
филиалов организации подразумевает использование аналогичной
парадигмы подключения устройств к сетевому оборудованию, что и в
центральном офисе. Однако, при наличии меньшего количества рабочих
станций и при отсутствии серверов, используется меньшее количество
коммутаторов рабочих групп.
При подключении к сетевым устройствам рабочих станций
используется топология «звезда», а одномодоводое волокно в качестве среды
передачи на скорости 1000 Мбит/с обеспечивается технологией 1000Base –
LX.
Схема модернизированной сети филиала показана на рисунке.