82
Вероятность безотказной работы системы
????
(
????
)
t
Шлюз Маршрутизатор Коммутатор Телефон Система
час 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
год 0,983 0,957 0,971 0,916 0,837
5 лет 0,916 0,803 0,864 0,645 0,410
10 лет 0,839 0,645 0,747 0,416 0,168
50 лет
0,416 0,112 0,232 0,013
1
,
356
×
10
100 лет 0,173 0,013 0,054
1
,
569
×
10
1
,
838
×
10
По данным таблиц были построены графики (рис. 19 и рис. 20).
Рисунок 19 – Вероятность отказа
83
Рисунок 20 – Вероятность безотказной работы
Из графиков можно сделать вывод о том, что отказ всей системы в целом в
течение первых 10 лет эксплуатации маловероятен. Самым слабым звеном являются
телефонные аппараты, в течение десяти лет возможен отказ 60% аппаратов. При
дальнейшей эксплуатации надежность системы уменьшается линейно. Также в
первые десять лет вероятность отказа коммутаторов превышает вероятность отказа
маршрутизаторов.
Таблица 19
Сравнение параметров
????
теор
(
????
)
????
практ
(
????
)
????
теор
(
????
)
????
практ
(
????
)
Шлюз 0,017 0,000 0,983 1,000
Маршрутизатор 0,043 0,000 0,957 1,000
Коммутатор 0,029 0,050 0,971 0,950
Телефон 0,084 0,025 0,916 0,975
Система в целом
1,796*10
-
6
0,074 0,837 0,926
Однако теоретические расчеты не в полной мере описывают реальную
ситуацию, о чем свидетельствует таблица 10. Вероятность отказа системы на
практике оказалась на три порядка выше теоретической.
В это же время по маршрутизаторам и шлюзам расчетные параметры совпали
с реальными.
Далее мы перешли к тестированию пропускной способности при различных
вариантах нагрузки. Мы разбили абонентов сети на две подгруппы: первая
использует только телефонию, вторая - телефонию и Интернет. В таблице 20
определены создаваемые нагрузки. Мы используем кодек G.711u, его
характеристики представлены в таблице 21.
84
Таблица 20
Характеристики нагрузки, создаваемой клиентами различных групп
Количество вызовов в час для первой группы, k1 вызовов/ч 500
Количество вызовов в час для второй группы, k2 вызовов/ч 200
Средняя продолжительность разговора, t с 180
Объём переданных данных в час наибольшей нагрузки, V
Мбайт/с
500
Количество абонентов, обслуживаемых мультисервисным
узлом доступа
800
Таблица 21
Параметры кодека G.711u
Скорость передачи Длительность
датаграммы
Задержка буфера
64 кбит/с 20 мс 2 датаграммы,
40 мс
Примем размер пакета данных h равным 200 байт.
Число пакетов, генерируемых первой группой абонентов, зависит от
количества и средней продолжительности вызовов, оно рассчитывается по формуле:
????
=
????
× ???? × ????1
3600
N1i – общее количество отправленных пакетов;
????
– количество пакетов, отправляемых в секунду одним абонентом;
t – средняя продолжительность разговора;
k1 – среднее количество вызовов в час.
Тогда
????
=
50 × 180 × 500
3600
= 1,25× 10
пак/сек
Число пакетов, возникающих при передаче голосового трафика во второй
группе, можно рассчитать по формуле приведенной выше, единственным отличием
будет количество вызовов в час, таким образом:
????
=
50 × 180 × 200
3600
= 0,5 × 10
пак/сек
85
Предположим, что средний объём переданных за секунду данных ????
= 200 ×
1024 × 1024 , тогда число отправляемых за секунду пакетов будет равно:
????
И
=
????
ℎ
????
И
− количество пакетов, отправляемых второй группой;
h – размер пакета с учетом заголовка.
????
И
=
209715200
200
= 1,05 ×10
пак/сек
Тогда общее количество генерируемых пакетов во второй группе:
????
= ????
+ ????
И
=
(
0,00175 +1,05
)
× 10
= 1,05175 × 10
пак/сек
Так как разработанная сеть имеет топологию звезда, то весь трафик проходит
через центральный маршрутизатор в главном офисе. Рассчитаем количество
пакетов, которое должен обрабатывать центральный узел:
????
∑
= ????
+ ????
????
∑
= 4,5 × 10
+ 1,05175 × 10
= 4,56 ×10
пак/сек
На построенном участке реальной сети, мы смоделированы условия пиковой,
средней и минимальной нагрузки на центральном маршрутизаторе. При этом были
получены следующие величины количества обрабатываемых пакетов, которые мы
узнали из файлов журнала:
????
ПИК
= 20,5 × 10
пак
сек
,????
СР
= 4,69 × 10
пак
сек
,????
МИН
= 2,74 × 10
пак
сек
Анализируя полученные данные и сравнивая с теоретическими расчетами,
можно сделать вывод о том, что среднее число пакетов при теоретическом расчете
совпало с практическим в пределах 3%. А максимальная нагрузка составляет 450%
от средней. Что дает нам основания применить данный расчет для всей сети, чтобы
посмотреть, справится ли маршрутизатор с расчетной нагрузкой при введении в
эксплуатацию оставшихся сегментов сети. Для этого примем количество вызовов в
час k = 1000, средняя длительность вызова t = 3 мин, объём трафика, передаваемого
86
в секунду V = 700 Мбайт/с, а маршрутизатор будет обслуживать 600 абонентских
устройства, а именно, 300 телефонных аппарата и 300 ПК.
Рассчитаем среднюю нагрузку в сети при данных условиях:
????
∑
=
50 ×180 ×1000
3600
+
700 ×1024× 1024
200
= 3,7 ×10
пак/сек
Главный маршрутизатор может обрабатывать вплоть до 1,25*10
9
пакетов в
секунду, о чем заявляет производитель. Но следует учитывать, что размеры
датаграмм постоянно меняются и зависят от множества факторов, средняя нагрузка,
создаваемая абонентами в момент полного запуска сети составит около 3,7*10
6
пакетов в секунду, а максимальная, например, при аварийных ситуациях составит
порядка 1,3*10
7
пакетов в секунду. Таким образом можно сделать вывод о том, что
у оборудования имеется запас пропускной способности, что позволит в дальнейшем
расширить разработанную сеть и выдержать повышение нагрузки при увеличении
числа абонентов. Оборудование, в свою очередь, будет эксплуатироваться в
нормальных режимах (10% - 60%), что положительно скажется на сроке его службы.
[4, 5, 6, 7, 8]
2.4 Организация сети с географически разнесенными филиалами
На данный момент сеть компании разнесена территориально и не имеет
единой структуры, большие траты на поддержание сети в рабочем состоянии
суммируются с тратами на абонентскую плату нескольким провайдерам, так как
подразделения используют услуги различных провайдеров.
Единая территориально разнесенная сеть требует больших вложений
включающих: стоимость кабелей, работ по их монтажу, закупку коммутационного
оборудования, а также затраты на поддержание его работоспособности.
Проектируемую систему предлагается создать на базе компании АО
“Северен-Телеком”, используя ее сеть, оборудование и услуги. Сеть предприятия
имеет смешанную структуру, применяется топология иерархическая звезда, в то
время как сеть компании АО “Северен-Телеком” внутри имеет произвольные связи
между устройствами в силу большого количества абонентов. Узлы, составляющие
основу сети АО “Северен-Телеком”, между собой связаны с использованием
технологии Ethernet и имеют пропускную способностью 10 Гбит/с.К
87
маршрутизаторам уровня ядра, находящимся внутри сети АО “Северен-Телеком”, с
помощью технологии VPN MPLS подключаются сети доступа. Сеть предприятия
условно можно разбить на 3 типовых сегмента:
главный офис;
типовой филиал;
типовое подразделение.
В главном офисе находятся все сервера компании, наибольшее количество
компьютеров и телефонных аппаратов, управление сетью осуществляется из
главного офиса, исходя из вышеперечисленного, к оборудованию в этом сегменте
предъявляются повышенные требования по надежности, производительности,
управляемости и масштабируемости.
В каждом сегменте сети присутствует пограничный маршрутизатор, так как
сеть использует технологию MPLS VPN L3 для повышения скорости обработки
трафика за счет коммутации пакетов по меткам. Далее на типовой подстанции к нему
подключена непосредственно локальная сеть компании и через шлюз телефонии
телефонные аппараты и другое необходимое оборудование (например, принтер или
копир). В типовых подразделениях к маршрутизатору подключены коммутаторы,
так как количество пользователей превышает количество предоставляемых
маршрутизатором портов.
Этот центральный коммутатор осуществляет управление на втором
(канальном) уровне, в то время как маршрутизатор работает на третьем (сетевом)
уровне. В пределах одного здания клиенты имеют доступ к сети с помощью
оконечных устройств, выполняющих функции уровня доступа. Пропускная
способность Ethernet на данном уровне в большинстве случаев 100 Мбит/с, в
исключительных случаях достигает 1 Гбит/с. Структурная схема сети представлена
в Приложении.
88
3 ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРОЕКТА
3.1 Выбор и обоснование методики расчёта экономической
эффективности
Расчет трудоемкости работ по созданию ЛВС необходимо осуществить в
несколько этапов.
Состав группы представить в следующей таблице:
затрата наладочный вычислительный Таблица 22
Состав рабочей группы по созданию ЛВС
Должность,
профессия.
Численность,
чел.
Тарифный
разряд,
категория
Месячный оклад,
руб.
Инженер 1 14 59670
Оператор 1 5 28750
Рабочий-
монтажник
1 5 28750
Рекомендуемый тарифный разряд по 18-ти разрядной тарифной сетке:
Руководитель проекта – 14-16 разряд;
Инженер – 12-14 разряд;
Оператор – 5-7 разряд;
Монтажник – 5-8 разряд.
Расчет месячного оклада производится исходя из минимального размера
оплаты труда (МРОТ) на предприятии и тарифного коэффициента, определяемого в
соответствии с тарифным разрядом рабочих и специалистов на основе тарифной
сетки. МРОТ предприятия не может быть ниже МРОТ, установленного
правительством.
89
Таблица 23
Тарифная сетка
Разряд 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
К
тар
1,0 1,04 1,09 1,14 1,27 1,41 1,55 1,7 1,87 2,05 2,24
Разряд 12 13 14 15 16
К
тар
2,42 2,62 2,81 3,04 3,26
Месячный оклад работника рассчитывается по формуле 1:
О
мес
= ЗП
min
* К
тар
, (1)
где, ЗП
min
– минимальный размер оплаты труда, установленный на
предприятии (не может быть ниже минимального размера оплаты труда
установленного правительством);
К
тар
– тарифный коэффициент.
По данной формуле необходимо произвести расчет окладов по профессиям.
Этап 3. Расчет трудоемкости ремонтных работ на проектирование и монтаж
ЛВС.
Трудоемкость каждого вида работ рассчитывается на основе экспертных
оценок, исходя из минимальных и максимальных затрат времени на выполнение
работ по формуле 2:
5
23
maxmin
tt
t
p
, (2)
где, t
min
– минимальное время, необходимое для выполнения работы;
t
max
– максимальное время, необходимое для выполнения работы.
Расчет трудоемкости выполнения всех работ по созданию ЛВС произвести в
таблице 24. Пример расчета.
90
Таблица 24
Трудоемкость выполнения работ в часах
Наименование работ t
min
t
ma
x
t
p
Инженер
Операто
р
Рабочий
1. Изучение задания 2 4 2,8 2,8 0 0
2. Подбор и изучение
литературы и патентов
3 4 3,4 3,4 0 0
3. Разработка схемы сети и
выбор сетевых технологий
2 3 2,4 2,4 0 0
4. Выбор оборудования 5 7 5,8 5,8 0 0
5. Подготовка документации
5 7 5,8 5,8 0 0
6.Приобретение материалов
и оборудования
3 4 3,4 3,4 0 0
7. Монтаж и установка
кабеля
20 24 21,6
0 0 21,6
8. Установка пассивного
коммутационного
оборудования
5 7 5,8 0 0 5.8
9. Установка активного
оборудования
3 4 3,4 1 0 2,4
10. Установка серверов и
рабочих станций
5 7 5,8 3 0 2,8
11. Установка ОС и
настройка сети
3 4 3,4 1 2,4 0
12. Тестирование сети 3 4 3,4 1,2 2 0
ИТОГО 59 79 67 29,8 4,4 32,6
Так как все работы на проектирование и монтаж ЛВС можно объединить в три
группы, то для удобства расчетов сгруппируем полученную трудоемкость работ в
следующую таблицу 25.
Таблица 25
Комплексы работ по созданию ЛВС в часах
Наименование
комплекса работ
Обозначение
t
p
Инженер-
программист
Оператор
Рабочий
1. Разработка
проекта и
документации
В
ПД
20,2
20,2 0 0
2. Монтаж и
установка
В
М
40 7,4 0 32,6
91
3. Пуско-наладочные
работы
В
ПН
6,8 2,2 4,4 0
Всего В
ЛВС
67 29,8 4.4 32,6
Произведем расчет основной заработной платы специалистов на разработку
проекта и документации.
Заработная плата работников по окладу рассчитывается по формуле 3:
Дрd
Ом
ВпдРЗП
s
*
**
, (3)
Где, Р – число работников определенной квалификации (таблица 1);
В
пд
– время участия работников определенной квалификации в данном виде
работ (таблица 4);
О
м
– месячный оклад, определяемый в соответствии с категорией и тарифным
разрядом (таблица 1);
d
s
– длительность смены (8 часов);
Д
р
– среднее число рабочих дней в месяце (21).
Произведём расчет заработной платы инженера.
ЗП инженера =1*20,2*(19670/168)=2365 руб.
Основная заработная плата на подготовку проекта составит:
ЗП
осн
.= ЗП * К
прем
, (4)
Где К
прем.
= 1.3 , коэффициент премирования
К
прем.
= 1.3 (учитывает премию в размере 30% от заработной платы).
ЗПосн.=2365*1,3=3074,50 руб.
Дополнительная заработная плата составляет 20% от основной заработной
платы:
ЗП
доп.
= ЗП
осн
* 20% / 100%, (5)
ЗП доп.= 4657,58*20% / 100%=614,90 руб.
Отчисления с заработной платы на социальное страхование включает
следующие отчисления:
- Пенсионный фонд – 22%
- Фонд социального страхования – 2,9%