Файл: Проектирование маршрутизации в двух трехуровневых сетях с использованием протокола OSPF в компании ОАО НИИМЭ и Микрон.pdf

Проект маршрутизации представляет собой соединение в одну корпоративную вычислительную сеть локальной сети центрального офиса организации и локальной сети ее филиалов.

Связь в магистрали и обмен маршрутными данными в ней между маршрутизаторами Cisco будет осуществляться с помощью протокола OSPF.

Проект корпоративной сети требует оценки расположения зданий организации и количества рабочих терминалов в них.

Затем для подбора необходимого оборудования и оценки используемого типа топологий требуется оценить расстояние между основными зданиями организации.

Центральный офис (Санаторный проезд 2) – 3-х этажное здание. Количество абонентских терминалов (рабочие места, видеокамеры, датчики) – 50

Типовой дополнительный офис (ул. Семашко 2) – 3-х этажное здание. Количество абонентских терминалов (рабочие места, видеокамеры, датчики) – 20

Удаленная касса (ул. 3-я Крестьянская 11) – 3-х этажный. Количество абонентских терминалов (рабочие места, видеокамеры, датчики) – 30

Концепция современной МСС предполагает организацию телекоммуникационной системы с предоставлением требуемого качества обслуживания соответствующих типу сервисов и приложений, передаваемых каждому пользователю [1].

В основе решения построения МСС Ethernet лежит иерархическая модель с делением на функциональные уровни.

уровень ядра;
уровень агрегации (распределения);
уровень доступа;

на каждом из которых выполняются определенные сетевые функции.

Каждый уровень сети обеспечивает оптимальные технические функции и выполняет задачи, соответствующее перечню услуг, предоставляемых МСС [5].

1. Необходимые требования, предъявляемые к уровню ядра:

высокоскоростная коммутация и маршрутизация трафиковых потоков;
оптимизация маршрутов и агрегирование трафиковых потоков;
транзитная беспрепятственная передача внешнего трафика;
маршрутизация многоадресных потоков, с поддержкой QoS;
обеспечение гарантированного резервирования функций управления трафикам и электропитания оборудования и т.д.

Ядро сети топологически представляет собой кольцо или объединенные полукольца, к которым подключаются центральные узлы с функциями BRAS, взаимодействующие с системами прикладного программного обеспечения, серверами сети и внешней инфокоммуникационной сетью.

2. Необходимые требования, предъявляемые к уровню агрегации:

агрегация потоков трафика, поступающих с уровня доступа;
маршрутизация и агрегирование маршрутов трафика;
маршрутизация многоадресных потоков, с поддержкой QoS;
соблюдение приоритетов обслуживания, политик QoS и др. [7].

Уровень агрегации обеспечивает маршрутизацию, мониторинг и управление трафиком с разделением потоков по типам услуг и запросам пользователей, а также поддержку многоуровневого, многофункционального качества обслуживания.

Также в функции уровня агрегации входит подключение к сети оператора различных сервисных служб, оборудования маршрутизации, контент-серверов и оборудования IPTV.

3. Необходимые требования, предъявляемые к уровню доступа:

реализация виртуальных локальных сетей (VLAN) на абонентском уровне доступа;
выполнение сетевых правил и протоколов, приоритетов обслуживания, требуемого качества обслуживания и др.

Принципиально важным в концепции современной корпоративной является реализация механизма VLAN для всех абонентов на уровне абонентского доступа в сеть, позволяющего четко разграничить права и условия каждого пользователя в сети, не мешая их совместной работе, файловому обмену [12]. Расположение зданий организации в пределах городской черты показано в рисунке.

Рисунок 2. Расположение офисов организации

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 (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.

2.2 Выбор и обоснование используемых протоколов

Рассмотрим основные протоколы, используемые в проектируемой сети.

На нижних (абонентских) тупиковых уровнях сети будет использоваться протокол TCP/IP.

Этот протокол будет обеспечивать обмен данными на тупиковых уровнях сети, руководствуясь IP адресацией класса C.

Связь между магистральным уровнем сети и абонентскими уровнями обеспечивает протокол RIP.

RIP (Routing Information Protocol — протокол машрутной информации) является внутренним протоколом маршрутизации дистанционно-векторного типа (что это значит я опишу уже в следующей статье). Будучи простым в реализации он в основном использовался в небольших сетях, хотя сейчас он уже сильно устарел и редко используется в более менее современных компаниях. Его работу я опишу вкратце, дабы не забивать вам голову устаревшей информацией.

Этап 1 — создание минимальной таблицы. В исходном состоянии на каждом маршрутизаторе программным обеспечением стека TCP/IP автоматически создается минимальная таблица маршрутизации, в которой учитываются только непосредственно подсоединенные сети.

Этап 2 — рассылка минимальной таблицы соседям. После создания своих минимальных таблиц, маршрутизатор начинает рассылать своим соседям сообщения протокола RIP. Сообщения, которые передаются в дейтаграммах UDP, включают в себя информацию о каждой сети: её IP-адрес и расстояние до неё от передающего маршрутизатора.

Этап 3 — получение RIP-сообщений от соседей и обработка полученной информации. Наш маршрутизатор, после получения сообщений от соседних маршрутизаторов, увеличивает каждое поле метрики на 1 и запоминает, через какой порт и от какого маршрутизатора получена информация, после сравнивает значения со своей таблицей.

Этап 4 — рассылка новой таблицы соседям. Сконфигурированную таблицу маршрутизатор снова отправляет всем своим соседям. В ней хранится информация не только о сетях, к которым маршрутизатор подключен напрямую, но и о удаленных, о которых он узнал от соседних маршрутизаторов на втором этапе. Думаю тут начинает становиться понятно, почему протокол RIP используется в основном в небольших сетях.

Этап 5 — получение таблиц и обработка полученной информации. Тут все, как на 3 этапе — маршрутизатор получает таблицу и сравнивает со своей, внося изменения.

Обмен данными на магистральном уровне обеспечивает описанный ранее протокол OSPF.

2.3 Выбор и обоснование решений по техническому и программному обеспечению сети

Подключение к мульти сервисной сети осуществляется через точку доступа маршрутизатор Cisco ISR4331R-V/K9, который обеспечивает 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.

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.

2.4 Контрольный пример реализации сети и его описание

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.

Произведем распределение услуг по категориям абонентов. Данная категория абонентов будет пользоваться спросом на следующие вилы услуг: