Содержание
- Введение
- 1. Актуальность темы
- 2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты
- 3. Общие вопросы построения мультисервисных корпоративных сетей
- 3.1 Тенденции развития корпоративных сетей
- 3.2 Архитектура корпоративных сетей
- 3.3 Особенности предоставления услуг в корпоративных сетях
- 3.4 Принцип организации телекоммуникационной инфраструктуры корпоративных сетей
- 3.5 Механизмы обеспечения качества обслуживания в мультисервисных сетях
- 4. Установка задач исследования
- 5. Итоговая цель исследования
- Выводы
- Список источников
Введение
Современные темпы развития мультимедийных сервисов, систем автоматизации бизнес-процессов и роста количества информационных ресурсов предъявляют более жестокие требования к телекоммуникационным системам. В первую очередь конвергенция услуг в сетях нового поколения требует от каналов связи высоких показателей качества: меньших значений задержек и ее вариаций, гарантированную пропускную способность и т.д. В свою очередь большинство бизнес-процессов современного предприятия требует своевременного предоставления достоверной информации, для этого телекоммуникационная сеть должна иметь достаточный уровень надежности. С другой стороны улучшения характеристик сети связи требует дополнительных затрат на использование большего количества, больше качественных каналов связи, установление дополнительного оборудования. Таким образом, существует проблема эффективного использования экономичных и технических ресурсов предприятия.
Решения проблемы находится в области разработки эффективных методов оптимизации распределения потоков данных и проектирования телекоммуникационных сетей с учетом эффективного распределения.
1. Актуальность темы
Телекоммуникационные сети развиваются невероятно быстро. С каждым годом требования к качеству растут, как и потребности абонентов к сети. Вопрос оптимизации распределения потоков данных у телекоммуникационных сетях рассматривается ученными и специалистами различных стран. Предоставление услуг с гарантированным параметрами рассматриваются в ученых кругах. Значительное внимание данной проблеме уделяют компании-разработчики сетевого оборудования CISCO Systems, Juniper Networks, Huawei Technologies и т.д.
2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты
Цель работы – минимизация затрат на эксплуатация транспортного сегмента корпоративной сети при сбережении качества обслуживания за счет разработки алгоритма распределения потоков данных в зависимости от параметров трафика и характеристик каналов связи.
Основные задачи исследования:
- Провести анализ трафика, который передается в корпоративной сети
- Разработать критерии оценки эффективности работы транспортного сегмента корпоративной сети
- Рассмотреть вариант построения корпоративной сети с использованием предложенного специального маршрутизатора
- Разработать математическую и программную модели работы специального маршрутизатора
- Провести экспериментальные исследования работы маршрутизатора, с использование данных рассмотренного варианта построения корпоративной сети
- Провести анализ результатов моделирования
- Провести анализ показателей экономичной эффективности предложенного решения
- Предоставить рекомендации использования разработанной методики построения сети предприятия с использованием специального маршрутизатора и его модели
3. Общие вопросы построения мультисервисных сетей корпоративных сетей
3.1 Тенденции развития корпоративных сетей
Можно выделить три фактора, которые определяют развитие телекоммуникационных сетей: рост трафика, потребность общества в новых услугах и новейшие достижения в области технологий. Все эти факторы неразрывно взаимосвязаны между собой, однако каждый из них влияет на идеологию развития электросвязи.
Потребности в новых услугах, рост трафика приводят к изменению принципов построения сетей. В 1980-е годы инновационными были оптические технологии, аналоговые беспроводные сети, широкое распространение получили сети на основе стандарта Х.25. В 1990-х годах активно разрабатывались и внедрялись мобильные сети 2-го поколения;[1] развивались оптические технологии, основанные на мультиплексировании с разделением и уплотнением по длине волны, бурное развитие получила глобальная сеть Интернет.[2]
На сегодняшний день вектор развития телекоммуникационных сетей направлен на концепцию конвергентных сетей нового поколения (Next Generation Networks – NGN). [3] NGN – это концепция построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений, предусматривающий реализацию универсальной транспортной сети с распределенной коммутацией, вынесение функций предоставления услуг в конечные сетевые узлы и интеграцию с традиционными сетями связи.
Направления современных разработок связанных с созданием комплексных решений, позволяющих при развитии сетей следующего поколения сохранять существующие подключения и обеспечить непрерывную работу в любой сети, и где получить весь набор услуг. Подобным образом строятся корпоративные мультисервисные сети. По определению, корпоративные сети – это сети масштаба предприятия.[4] Такие сети объединяют большое количество узлов на всех территориях отдельного предприятия. Они могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может варьироваться в зависимости от рода деятельности предприятия, назначение филиала, от размеров компании. Филиалы одной компании могут располагаться в пределах одного города, страны, а так же размещаться на разных континентах. Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются выделенные проводные и беспроводные каналы связи, логические каналы организованы как на общедоступных сетях (Интернет), так и на закрытых сетях операторов связи.
Рисунок 1 - Структура типового узла корпоративной сети 25 кадров, 7 циклов, 40 кБ В общем случае каждую корпоративную сеть по аналогии модели OSI можно представить в виде нескольких взаимодействующих уровней. Нижний уровень – это абонентские терминалы (компьютеры, IP-телефоны, серверы). Абонентские терминалы связаны между собой другим уровнем – транспортной системой.
Основное предназначение первых двух уровней – это обеспечение накопления, обработку и надежную передачу данных. Следующий уровень представляет собой сетевые операционные системы.
На данном уровне организовывается работа дополнений разных терминалов, которые взаимодействуют между собой с помощью транспортной системы. Отдельным уровнем выделяют системы сервисов. К системным сервисам относят систему управления базами данных, web-серверы, почтовые серверы, а также серверные дополнения системы планирования ресурсов предприятия.
Базы данных предоставляют возможность сохранения в упорядоченном виде основную корпоративную информацию и осуществления базовых Поиску по ней и обеспечения работы ERP-системы. Web, почтовые серверы, серверы мгновенных сообщений и другие обеспечивают работу услуг обмена информации на предприятии, обработку данных пользователя. На следующем уровне действуют приложения, которые представляют собой интерфейс для доступа к базам данных, системных сервисов, а также дают пользователям всю информации в удобной для принятия решения форме. Рисунок 2 – Иерархия корпоративной сети Рассмотренные уровни типичны для любого предприятия. Более специфические инструменты выделены на следующем уровне. Специальные программные системы, которые исполняют задания, специфические для данного предприятия или предприятий данного типа.
Примерами таких систем могут служить ERP-системы, которые формируют стандартизированный единое информационное пространство предприятия.
К примеру, системы автоматизации банка, организации бухгалтерского учета, автоматизация проектирования, управление технологичными процессами и т.д. Основная цель корпоративной сети заключается в обеспечении работы верхних двух уровней единой иерархии.
Стратегические решения по поводу организации этих уровней, как правило, влияют на несколько частей этой иерархии одновременно, хотя сначала касаются только одного конкретного уровня или даже отдельной подсистемы этого уровня.
Такое взаимное влияние продуктов и решений необходимо обязательно учитывать при планировании технической политики развития сети, иначе можно столкнуться с необходимостью срочной и непредвиденной замены, например, сетевой технологии, потому что это новое приложение более требовательная к пропускной способности каналов связи или задержек на передачу данных. В последнее время актуальным направлением развития телекоммуникационных сетей предприятия является конвергенция услуг электросвязи. При этом каждая услуга предъявляет свои требования к каналам связи, а также появляется вопрос обеспечения качества обслуживания (Qos) в этих сетях.
Qos – это возможность коммуникационной системы предоставить определенный уровень качества услуг в зависимости от вида данных, которые передаются при существующих технологических ограничениях сети. К показателям качества обслуживания относят такие параметры: Все значения показателей качества обслуживания нормируются согласно с рекомендацией Международного союза электросвязи Y.1541 (13). На данный момент самые используемые услуги: Корпоративная сеть состоит из различных подсистем, которые могут представлять собой локальную сеть.[5] Сеть подсистем объединяется в единую корпоративную сеть с помощью глобальных каналов связи – транспортной сети.
[6]Есть несколько вариантов организации: - использование выделенных каналов связи - использование виртуальных каналов связи в рамках сети оператора связи - использование виртуальных каналов на публичной сети Для организации виртуальных сетей могут использоваться разные технологии. Например: Самое главное задание при построении сети – это обеспечение созданной сетью необходимого уровня обслуживания (QoS).
Качество обслуживания означает, что сеть будет передавать определенный поток данных между двумя узлами соответственно к требованиям программ или пользователя.
Сеть должна гарантировать особенные параметры качества обслуживания, сформулированные для каждого отдельного дополнения. При обеспечении качества обслуживания анализируются такие показатели сети: Качество обслуживания гарантируется для некоторого потока данных. К потокам применяются такие понятия, как агрегация и дифференцирование.
Так поток данных от одного компьютера может быть представлен как совокупность потоков от разных дополнений, а потоки от компьютеров одного предприятия объединены в один поток абонента некоторого провайдера услуг. Использование некоторых методов для обеспечения QoS, кроме обеспечения гарантированного качества сервисов, позволяет эффективней пользоваться ресурсами сети. Существуют такие методы обеспечения качества: Как уже было сказано, основная цель мультисервисной корпоративной сети - облегчить и ускорить обмен информацией в рамках предприятия, а также между предприятием и другими структурами хозяйствования.[7]
При этом использование сети должно быть оправданным и составлять наименьшую статью расходов. Рассмотрев принципы построения корпоративных сетей, их архитектуру, а также свойства и условия передачи трафика, приходим к выводу, что наиболее затратным элементом сети является транспортная сеть.
Такой вывод был сделан учитывая такие свойства данного элемента: Неоптимизированные проекты цифровых систем, независимо от базиса реализации, могут иметь значительную избыточность и, следовательно,
неэффективно использовать аппаратные ресурсы. Это приводит к актуализации задачи аппаратурной оптимизации, которая, в контексте
FPGA, сводится к снижению процента использования тех или иных внутренних блоков: LUT-элементов (LUT – Look-Up Table), модулей памяти,
схем синхронизации. Таким образом очень важно эффективное использование имеющихся ресурсов предприятия при проектировании, и повышение эффективности работы транспортной сети. Повышение эффективности работы транспортной сети возможно за счет оптимального использования нескольких каналов связи между сетями филиалов предприятия с различными характеристиками и стоимостью эксплуатации.
Решением данной проблемы может выступать «пограничный» маршрутизатор, который является промеж звеном между сетью филиалов и транспортной сетью. Идея использования пограничного маршрутизатора в следующем: маршрутизатор в режиме реального времени в определенные моменты времени анализирует состояние каждого из доступных каналов связи транспортной сети и распределяет потоки информации в зависимости от качества обслуживания, требуется стоимости передачи. Цель исследования: минимизация затрат на эксплуатацию транспортного сегмента корпоративной сети при сохранении качества обслуживания за счет разработки алгоритма распределения потоков данных в зависимости от параметров трафика и характеристик каналов связи. В данной работе были рассмотрены основные принципы построения и состав мультисервисных корпоративных сетей, потоков данных, которые в них передаются.
Также были рассмотрены пути повышения эффективности использования транспортного сегмента корпоративной сети. На момент написания данного реферата магистерская работа еще не завершена. Предполагаемая дата завершения: май 2018 года. Полный текст работы, а также материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты. 
3.2 Архитектура корпоративных сетей
3.3 Особенности предоставления услуг в корпоративных сетях
3.4 Принцип организации телекоммуникационной инфраструктуры корпоративных сетей
3.5 Механизмы обеспечения качества обслуживания в мультисервисных сетях
4. Установка задач исследования
5. Итоговая цель исследования
Вывод
Примечание
Список источников