Диссертация
по теме магистрской работы:
"Разработка системы управления корпоративной телекоммуникационной сетью ЗАО "Фарлеп-Телеком-Холдинг"
Теплякова Сергея Владимировича
Актуальность тематики магистерской работы
Любая сложная вычислительная сеть требует дополнительных специальных средств управления помимо тех, которые имеются в стандартных сетевых операционных системах. Это связано с большим количеством разнообразного коммуникационного оборудования, работа которого критична для выполнения сетью своих основных функций. Распределенный характер крупной корпоративной сети делает невозможным поддержание ее работы без централизованной систему управления, которая в автоматическом режиме собирает информацию о состоянии каждого концентратора, коммутатора и маршрутизатора и передает эту информацию оператору сети. Обычно система управления работает в автоматизированном режиме, выполняя наиболее простые действия по управлению сетью автоматически, а сложные решения предоставляя принимать человеку на основе подготовленной системой информации. Система управления должна быть интегрированной. Это значит, что функции управления разнородными устройствами должны служить общей цели обслуживания конечных пользователей сети с заданным качеством.
Но проблема состоит в том, что существующая корпоративная сеть является устарелой по современным меркам и требует усовершенствование с целью устранения некоторых недостатков:
- сеть является полностью прозрачной, т.е. является единым доменом широковещательного шторма, что существенно снижает полезную пропускную способность сети;
- отсутствие возможности контроля и фильтрации трафика;
- существующая архитектура сети не обеспечивает необходимый уровень безопасности;
- на данный момент связь со многими станциями осуществляется с помощью модемного соединения по протоколу PPP (Point to Point Protocol – протокол типа «точка – точка»).
Т.о. задача создания системы управления сетью разбивается на 2 подзадачи: модернизацию существующей корпоративной сети с целью устранения вышеперечисленных недостатков и собственно создание системы управления новой, совершенной корпоративной сети.
Целью магистерской работы является: создание системы управления корпоративной телекоммуникационной сетью ЗАО «Фарлеп-Телеком-Холдинг», что позволит значительно повысить эффективность использования дорогостоящего сетевого оборудования компании, позволит проводить мониторинг и анализ корпоративной сети, производить автоматическую проверку аппаратуры и кабельных систем, наблюдать за трафиком сети и выявлять узкие места, а также управлять виртуальными сетями.
Рассмотрим более подробно задачу модернизации существующей корпоративной сети.
С помощью корпоративной сети компании «Фарлеп-Телеком-Холдинг» решаются следующие задачи:
- задача информационной поддержки предприятия;
- предоставление услуг передачи данных внешним пользователям;
- задача управления телефонными станциями.
Информационная поддержка включает в себя сбор информации, ее статистический анализ и обработку. Задачу предоставления услуг передачи данных можно разделить на две составляющие: предоставление услуг доступа к глобальной сети Internet для провайдеров и абонентов, а также предоставление услуг аренды собственных каналов передачи данных.
Задача управления телефонными станциями Ф-1500 в телефонной компании осуществляется с помощью персональных компьютеров, соединенных в корпоративную сеть. Т.к. ядром этой станции является IBM-PC совместимый компьютер на базе процессора AMD 5x86, управление которой осуществляется с помощью ПК, подключенного к станции через последовательный порт RS-232, то для управления телефонной станцией достаточно получить удаленный доступ к соответствующему компьютеру и с помощью специального программного обеспечения осуществлять управление, контроль или диагностику станции.
На сегодняшний день существует несколько задач управления телефонными станциями:
- Конфигурация станции, которая включает:
- настройка оборудования;
- настройка пучков соединительных линии;
- конфигурация направлений, маршрутов абонентских линий.
- Анализ статистической информации: трафика, загруженности пучков и т.п.
- Резервирование баз данных и файлов настройки станции.
- Замена версий программного обеспечения, с дальнейшим тестированием.
Распределенная структура корпоративной сети может быть представлена на рисунке 1.
ПК – персональный компьютер;
АТС – автоматическая телефонная станция;
М – маршрутизатор;
Рисунок 1 – Структурная схема системы управления
Задачу модернизации можно разбить на 2 части: модернизация магистральных каналов связи и модернизацию локальных сетей.
Для модернизации магистральных каналов связки могут быть использованные следующие типы линий связи:
- воздушные;
- радиоканалы;
- волоконно-оптические каналы;
Для решения поставленной задачи лучше всего использовать волоконно-оптический кабель. Это обусловлен несколькими причинами: к большинству станций уже проложенный высококачественный одномодовый волоконно-оптический кабель, который используется для передачи станционных потоков Е1, и вдобавок он обеспечит наибольшую скорость передачи данных, лучшую помехозащищенность и защиту от несанкционированного доступа.
Т.о. связь между отдельными сетями (сегментами 6 и 7) можно осуществить таким образом (рисунок 2).
где TP – Twisted Pare (витая пара проводов)
Рисунок 2 – Организация магистрального канала между двумя сегментами корпоративной сети
Поскольку все станции компании соединенные в одно физическое кольцо, то можно воспользоваться этой физической топологией при организации компьютерной сети компании, которая позволит повысит надежность корпоративной сети за счет избыточной связи, но для исключения активных петель нужно блокировать некоторые порты коммутаторов. Наибольшее просто эта задача решается вручную, но существуют и алгоритмы, которые разрешают решать ее автоматически. Наиболее известным является стандартный алгоритм покрывающего дерева (Spanning Tree Algorithm, STA).
При организации модернизованной сети целесообразно задать приоритет коммутатору, который находится в центре управления, чтобы именно он был корневой, тогда расстояние от сегмента 1 ко всем другим сегментам будет минимальным.
Покрывающее дерево для модернизованной корпоративной сети будет иметь вид, представленный на рисунке 3.
Рисунок 3 – Покрывающее дерево модернизованной сети
Необходимым условием реализации данной структурной схемы - это использование в каждом сегменте современных коммутаторов, которые поддерживают алгоритм покрывающего дерева, так как иначе администратору сети придется вручную отключать ряд портов, во избежание перекрестных связей, что приведет к снижению гибкости и надежности системы управления.
В данный момент вся сеть разделена на 2 подсети одним маршрутизатором, который выполнен на базе персонального компьютера с двумя сетевыми адаптерами. То есть сеть разбитая на два (причем не равномерных) домена широковещательных рассылок.
Широковещательные посылки уменьшают полезную пропускную способность сети, в особенности если они будут проходить через магистральные участки с более низкой пропускной способностью.
Для локализации широковещательного трафика необходимо сегментировать корпоративную сеть маршрутизаторами, которые будут препятствовать прохождению широковещательных посылок.
Т.о. модернизация позволит создать современную распределенную компьютерную сеть (представленную на рисунке 4), которая позволит централизованно управлять всеми телефонными станциями компании, а также позволит более эффективно решать задачи информационной поддержки предприятия и более эффективно использовать существующую дорогостоящую аппаратуру компании.
где К – конвертор Fast Ethernet модели PLANET FT-702S.
Рисунок 5 – Модернизованная корпоративная сеть компании «Фарлеп-Телеком-Холдинг»