3. Определение структуры сети

Рассмотрим структуру проектируемой МСС (рисунок 2).

МК - магистральный коммутатор

К – коммутатор уровня отдела

Рисунок 2 – Структура МСС

Данная сеть состоит из трех уровней (рисунок 2):

- магистральная сеть. Этот уровень представлен магистральным коммутатором (МК);

- сеть уровня отдела/доступа. Эту сеть составляют коммутаторы уровня отдела, концентраторы, каналы, соединяющие концентраторы и коммутаторы уровня отдела;

- терминальная сеть. Эту сеть составляет терминальное оборудование (рабочие станции WS, IP-телефоны, DSL-модемы и т. д.).

Часть сети, ограниченная концентратором (hub’ом), называется участком сети (концентратор, WS, IPTA).

Часть сети, ограниченная одним коммутатором уровня отдела, называется сегментом сети.

3. Определение состава используемого оборудования и материалов

Состав используемого оборудования и материалов приведен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Состав используемого оборудования и материалов

Аргументирование выбора некоторого оборудования см. Приложение 2

3. Расчет пропускной способности в сегментах сети и на магистрали

Р ассчитаем количество аппаратных IP-телефонов N_IPTA следующим образом:

N_IPTA= , шт

Количество рабочих станций ЛВС N_WS определим следующим образом:

N_WS=280-28=252, шт

Б удем считать, что в каждый из FastEthernet-портов коммутатора уровня отдела включен концентратор, имеющий 8 портов, один из которых использован для подключения к коммутатору. Следовательно, каждый в концентратор мы сможем включить 7 устройств (ПК, IP-телефон). В данном случае концентратор организует общий канал с пропускной способностью до 100 Мбит/с, разделяемый несколькими подключенными к концентратору устройствами. Учитывая эту особенность технологии Ethernet, максимальная теоретическая часть полосы пропускания общего канала V_max1ТП для каждого из подключенных к концентратору устройств определяется следующим образом:

V_КАН – пропускная способность канала к коммутатору,

N_ТП1К – число точек подключения, использующих канал к коммутатору.

В нашем случае V_max1ТП определяется следующим образом:

V_КАН=100 Мбит/с,

N_ТП1К=7,

V_max1ТП= , Мбит/с

Минимальная полоса пропускания, требуемая для каждой из рабочих станций ЛВС, определяется следующим образом:

V_1ПК=V_minтркб+V_IPT+V_ВТЛФ+V_СРТР, где

V_IPT=64·1,25=80 кбит/с - часть полосы пропускания, используемая службой передачи речи;

V_ВТЛФ=768·1,25=960 кбит/с - часть полосы пропускания, используемая службой видеотелефонии;

V_СРТР=128·1,25=160 кбит/с - часть полосы пропускания, используемая службой сетевого радио;

V_minтркб=V_minтр·1024 кбит/с - минимальная требуемая полоса пропускания для остальных служб в кбит/с.

множитель 1,25 - учитываем передачу служебной информации, для расчетов берем 25% от соответствующей части полосы пропускания для служб.

V_1ПК=2,6*10⁶·1024+80+960+160=3862,4 кбит/с

Получаем, что V_1ПК< V_max1ТП, следовательно, выделяемой для каждой станции полосы пропускания будет достаточно для предоставления всех видов услуг даже в том случае, когда в концентратор включены только рабочие станции.

Будем полагать, что распределение аппаратных IP-телефонов и рабочих станций по зданиям, этажам и концентраторам приблизительно равномерное.

Количество участков сети определим следующим образом:

N_уч=

результат округляем до большего целого.

N_уч=

Используя полученное значение N_YH, в дальнейшем будем учитывать тот факт, что N_YH обязательно увеличится, так как необходимо иметь небольшой резерв на случай выхода из строя портов или экстренную необходимость подключения новых устройств.

В каждом здании будем располагать следующее количество участков сети:

,

.

Распределение количества участков сети по зданиям отразим в таблице ниже.

Таблица 5.1.

Номер здания, i	1	2	3	Всего
Количество участков, NYH1ZD i	13	13	14	40

Определим количество участков сети, которые будут расположены на каждом этаже соответствующего здания следующим образом:

На каждый этаж распределяем примерно одинаковое количество участков. Количество определяем следующим образом. Если значение N_YH1ЭT дробное, то для одних этажей берем целую часть, а для других – к целой части добавляем единицу. Для каких этажей брать целую часть, а для каких добавлять к целой части единицу, выбираем самостоятельно случайным образом. Если значение N_YH1ЭT целое, берем одинаковое значение для всех этажей. В любом случае, для каждого здания в итоге сумма количества участков в i-ом здании должна получиться равной N_YH1ZDi из табл. 5.1.

Распределение участков сети по этажам каждого здания сведем в таблицу ниже.

Таблица 5.2.

Этаж, j	Номер здания, i
	1	2	3
	Количество участков на этаже NYH1ЭТj
1	4	4	4
2	4	4	5
3	5	5	5
ВСЕГО	13	13	14

О пределим количество аппаратных IP-телефонов в каждом здании следующим образом

Для случаев дробных или целых значений N_IPTA1ZD – поступаем аналогично расчету количества участков в каждом здании, используем те же принципы.

Распределение аппаратных IP-телефонов по зданиям сведем в таблицу ниже.

Таблица 5.3.

Номер здания, i	1	2	3	Всего
Количество аппаратных IP-тел, NIPTA1ZDi	9	9	10	28

О пределим количество рабочих станций, устанавливаемых в каждом здании, следующим образом:

Для случаев дробных или целых значений N_WS1ZD поступаем также, как в предыдущем расчете, только имеем в виду рабочие станции, а не аппаратные IP-телефоны.

Распределение рабочих станций по зданиям сведем в таблицу ниже.

Таблица 5.4.

Номер здания, i	1	2	3	Всего
Количество WS, NWS1здi	84	84	84	252

Определим предполагаемое количество точек подключения на каждом этаже в каждом здании в соответствии с полученными данными (табл. 5.2.):

П олученные данные сведем в таблицу ниже. Сначала заполним столбец таблицы со значениями N_ТП1этj для здания i (i=1 до 4), затем добавим столбец с количеством WS на каждом этаже здания i, которое определим следующим образом:

В случае дробных значений N_WS1ЭТj поступаем так же, как в расчете величин N_YH1ЭТi.

Добавим еще один столбец с количеством аппаратных IP-телефонов на каждом этаже здания i, количество будем определять самостоятельно, исходя из общего количества IP-телефонов в здании i (табл. 5.3.) и распределяя телефоны приблизительно равномерно по этажам здания. Добавим следующий столбец с суммой значений предыдущих двух столбцов - это будет столбец с полученным количеством точек подключения. Затем добавим еще один столбец с разностью значений полученного количества точек подключения и предполагаемым количеством N_ТП1ЭТ (первый столбец) для здания i. Если значение в этом столбце равно 0 или отрицательное, это значит, что емкости участков сети на этаже j здания i хватает для включения всех ТП. Если значение столбца больше 0, то соответствующей емкости недостаточно и необходимо организовать на этом этаже еще m-ое количество участков (m=1 и более, определяется относительно числа 7, например, если разность равна 2, то достаточно m=1, если 9, то необходимо уже m=2). Поэтому для здания i добавим еще один столбец с указанием количества дополнительных участков на всех этажах. Если дополнительные участки не организуются),кости хватает), в соответствующем столбце ставим 0. Дополнительные участки необходимы, так как нужно обеспечить небольшой резерв. В некоторых зданиях этот резерв будет организован «сам собой» за счет свободной емкости участков на некоторых этажах. В завершение добавим еще один столбец для здания i с общим количеством участков для каждого этажа (из табл.5.2 плюс дополнительные участки). В таблице отразим расчеты для каждого здания.

Таблица 5.5

Здание 1
Этажи, j	1
	NТП1ЭТj прдпол.	NWS1ЭТ	NIPTA1ЭТj	NТП1ЭТj получ.	Дополн. ТП	Дополн. участки	Общее кол-во участков
1	28	28	3	31	3	1	5
2	28	28	3	31	3	1	5
3	35	28	3	31	-4	0	5
Всего	77	84	9	93	-	2	15
Этажи, j	Здание 2
	NТП1этj предпол.	NWS1этj	NIPTA1этj	NТП1этj получ.	Дополн. ТП	Дополн. участки	Общее кол-во участков
1	28	28	3	31	3	1	5
2	28	28	3	31	3	1	5
3	35	28	3	31	-4	0	5
Всего	77	84	9	93	-	2	15

Продолжение таблицы 5.5

Этажи, j	Здание 3
	NТП1этj предпол.	NWS1этj	NIPTA1этj	NТП1этj получ.	Дополн. ТП	Дополн. участки	Общее кол-во участков
1	28	28	3	31	3	1	5
2	35	28	3	31	-4	0	5
3	35	28	4	32	-4	0	5
Всего	98	84	10	94	-	1	15

Теперь необходимо распределить рабочие станции и IP-телефоны по участкам. Распределение производим самостоятельно, приблизительно равномерно, учитывая данные в таблице 5.5. (N_WS1ЭТ, N_IPTA1ЭТ, общее количество участков), для каждого здания и этажа.

Распределение WS и IP-телефонов сводим в таблицу ниже. Число столбцов для участков в таблице выбираем по наибольшему значению столбца общего количества участков для здания i из табл 5.5. На этаже, где каких-либо участков нет, в соответствующей ячейке таблицы ставим прочерк.

Таблица 5.6.

Этажи, j	Здание 1
	Участки, m
	1		2		3		4		5
	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT
1	5	1	5	1	5	1	5	1	5	1
2	5	-	6	1	6	1	6	1	6	1
3	6	-	6	-	6	-	6	-	6	-
Всего	16	1	17	2	17	2	17	2	17	2
Этажи, j	Здание 2
	Участки, m
	1		2		3		4		5
	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT
1	5	1	5	1	5	1	5	1	5	1
2	5	-	6	1	6	1	6	1	6	1
3	6	-	6	-	6	-	6	-	6	-
Всего	16	1	17	2	17	2	17	2	17	2

Продолжение таблицы 5.6

Этажи, j	Здание 3
	Участки, m
	1		2		3		4		5
	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT	WS	IPT
1	5	1	5	1	5	1	5	1	5	1
2	5	1	6	1	6	1	6	1	6	1
3	6	-	6	-	6	-	6	-	6	-
Всего	16	2	17	2	17	2	17	2	17	2

Используя полученную таблицу 5.6., определим полосу пропускания, которая будет выделена каждой WS в каждом участке на каждом этаже следующим образом:

, где m - номер участка (табл.5.6.), j - номер этажа (табл.5.6.),

V_кан = 100 Мбит/с, V_IPT = 80 кбит/с,

K_IPTmj - количество IP-телефонов, включенных в участок m на этаже j (табл.5.6.),

K_WSmj - количество WS, включенных в участок m на этаже j (табл.5.6.).

З начение V_YH1WSmj округляем до 2 знака после запятой. Рассчитанные значения V_YH1WSmj сведем в таблицу ниже, где добавим для каждого участка каждого этажа еще один столбец с разностью V_YH1WSmj-V_1ПК, которая показывает значение дополнительной полосы пропускания, получаемой каждой станцией, расположенной на участке m этажа j. Также определим среднее значение V_YH1WS по каждому участку, а затем - по каждому зданию следующим образом:

N_YHZDi - берем из таблицы 5.5., столбец «Общее количество участков» для здания i,

V_YH1WSmj - только что рассчитанные значения из этой же таблицы 5.7.

Число столбцов для участков в таблице выбираем по наибольшему значению столбца общего количества участков для здания i из табл 5.5. На этаже, где каких-либо участков нет, в соответствующей ячейке таблицы ставим прочерк. Средние значения округляем до второго знака после запятой.

Таблица 5.7.

Здание 1
Этажи, j	Участки, m
	1		2		3		4		5
	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК
1	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6
2	-	-	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93
3	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Всего	20464	16601,6	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53
Среднее знач. по участку	20464		18758,67		18758,67		18758,67		18758,67
Среднее знач. по зданию	19099,74
Здание 2
Этажи, j	Участки, m
	1		2		3		4		5
	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК
1	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6
2	-	-	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93
3	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Всего	20464	16601,6	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53
Среднее знач. по участку	20464		18758,67		18758,67		18758,67		18758,67
Среднее знач. по зданию	19099,74

Продолжение таблицы 5.7

Здание 3
Этажи, j	Участки, m
	1		2		3		4		5
	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК	Vуч1WSm	Vуч1WSm -V1ПК
1	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6	20464	16601,6
2	20464	16601,6	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93	17053,33	13190,93
3	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Всего	40928	33203,2	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53	37517,33	29792,53
Среднее знач. по участку	20464		18758,67		18758,67		18758,67		18758,67
Среднее знач. по зданию	19099,74

О пределим количество свободных портов на участках сети в каждом здании на каждом этаже следующим образом (используем данные табл.5.6.):

Результаты расчетов сведем в таблицу ниже. Число столбцов для участков в таблице выбираем по наибольшему значению столбца общего количества участков для здания i из табл. 5.5. На этаже, где каких-либо участков нет, в соответствующей ячейке таблицы ставим прочерк.

Таблица 5.8

Здание 1
Этажи,j	Участки, m
	1	2	3	4	5
	Количество свободных портов на участке
1	1	1	1	1	1
2	-	0	0	0	0
3	-	-	-	-	-
Всего	1	1	1	1	1
Здание 2
Этажи,j	Участки, m
	1	2	3	4	5
	Количество свободных портов на участке
1	1	1	1	1	1
2	-	0	0	0	0
3	-	-	-	-	-
Всего	1	1	1	1	1
Здание 3
Этажи,j	Участки, m
	1	2	3	4	5
	Количество свободных портов на участке
1	1	1	1	1	1
2	1	0	0	0	0
3	-	-	-	-	-
Всего	2	1	1	1	1

Определим необходимую полосу пропускания магистральных каналов (минимальную и максимальную) в каждом сегменте сети следующим образом (используем таблицы 5.4., 5.3. и 5.7.):

i - номер сегмента (здания).

Рассчитанные значения V_{МАГ1СЕГМimin} и V_{МАГ1СЕГМimax} (округленные до второго знака после запятой) для каждого сегмента сведем в таблицу ниже. В одной строке укажем значения V_{МАГ1СЕГМimin} в Мбит/с, в другой – V _{МАГ1СЕГМmax} в Мбит/с. Еще в одной строке ниже укажем количество гигабитных каналов от сегмента к магистральному коммутатору. Количество гигабитных каналов определяем следующим образом:

.

Использование нескольких гигабитных каналов возможно благодаря наличию в коммутаторах возможности объединения портов или установки нескольких интерфейсных модулей.

Таблица 5.9.

Параметры	Сегмент, i
	1	2	3	Всего (NGbкобщ)
VМАГ1СЕГМimin	317,54	317,54	317,62	-
VМАГ1СЕГМimax	1567,48	1567,48	1567,56	-
NGbКАНi	2	2	2	6