Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана

Системы обработки информации и управления

Курсовая работа по дисциплине

«Аналитические модели систем обработки информации»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

(вид документа)

Бумага А4

(вид носителя)

38

(количество листов)

Вариант 10

Исполнитель:

студентка группы ИУ5-XX

XXX

Москва, 2016

Реферат

Данный документ представляет собой расчетно-пояснительную записку к курсовой работе по дисциплине “Аналитические модели систем обработки информации”. Целью курсовой работы является разработка проектного решения на объединенную сеть фирмы, включающей центральный офис и два удаленных филиала.

В данной работе приводится подробное описание процесса проектирования сети для каждого подразделения фирмы: разработка структурной схемы ЛВС центрального и удаленного офиса фирмы, выбор сети связи и оборудования, а также расчет характеристик функционирования сети связи и службы ремонта. Также в работе рассмотрены правила и принципы построения производительных и отказоустойчивых сетей центрального отделения и филиалов фирмы.

В работе выполнено аналитическое и имитационное моделирования и приведены таблицы сравнения результатов.

Содержание

Реферат 2

Техническое задание 4

1. Архитектура объединенной сети фирмы 6

1.1. Укрупненная схема сети 6

1.2. Схема сети центрального отделения фирмы 7

1.3. Схема сети филиала 1 8

1.4. Схема сети филиала 2 9

1.5. Правила и принципы построения производительных и отказоустойчивых сетей центрального отделения и филиалов фирмы 10

2. Выбор типа сети удаленной связи и оборудования сети 12

2.1. Выбор типа сети удаленной связи методом взвешенной суммы 12

2.2. Выбор оборудования сети методом анализа иерархий 16

3. Расчет основных характеристик функционирования сети удаленной связи 18

4. Расчет основных характеристик функционирования службы ремонта и обслуживания ЛВС 20

5. Аналитическое моделирование сети 23

6. Имитационное моделирование сети 29

7. Сравнительный анализ результатов моделирования 31

Выводы 32

Литература 33

Приложение 1. Структурная схема распределенной АСОИиУ фирмы 34

Приложение 2 Выбор типа сети связи и оборудования сети 35

Приложение 3. Основные характеристики функционирования сети удаленной связи 36

Приложение 4 Основные характеристики функционирования службы ремонта и обслуживания компьютеров 37

Приложение 5. Результаты аналитического и имитационного моделирования ЛВС и их сравнительный анализ 38

Техническое задание

НАИМЕНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ

Проектное решение на распределенную АСОИиУ фирмы.

ОСНОВАНИЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ

Основанием для разработки является учебный план, утвержденный кафедрой ИУ5 МГТУ им. Н. Э. Баумана.

ИСПОЛНИТЕЛЬ

XXX

НАЗНАЧЕНИЕ И ЦЕЛЬ РАЗРАБОТКИ

Разработать проектное решение на распределенную АСОИУ фирмы, объединяющую все ее подразделения. Фирма включает центральный офис и два удаленных филиала.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Задачи, подлежащие решению

1) разработать укрупненную блок-схему распределенной АСОИиУ фирмы;

2) разработать структурные схемы ЛВС центрального и удаленных офисов фирмы (филиалов фирмы);

3) выбрать рациональный вариант удаленной связи ЛВС, входящих в состав распределенной АСОИиУ фирмы;

4) оценить характеристики функционирования выбранного варианта удаленной связи ЛВС, входящих в состав распределенной АСОИиУ фирмы;

5) выбрать оборудование для сетей, входящих в состав распределенной АСОИиУ фирмы;

6) определить качество работы службы ремонта и обслуживания ЛВС;

7) выполнить аналитическое и имитационное моделирование ЛВС;

8) провести сравнительный анализ результатов моделирования;

9) разработать рекомендации по модернизации и реорганизации распределенной АСОИиУ фирмы.

Требования к составу и характеристикам технических средств

1) В центральном офисе фирмы должна быть расположена ЛВС 10G Base LR с одним коммутатором и ЛВС 100 Base FX с двумя коммутаторами. Обе сети должны подключаться к удаленному маршрутизатору.

2) В первом филиале фирмы должны быть расположены две сети ЛВС 100 Base T4, каждая с двумя коммутаторами. Обе сети должны подключаться к удаленному маршрутизатору.

3) Во втором филиале фирмы должна быть расположена ЛВС Token Ring на ВОЛС.

Требования к программному обеспечению

1) ЛВС должны работать под управлением сетевой ОС Windows Server.

2) В сети должна быть установлена СУБД SQL Server.

ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТАЦИИ

По окончании работы предъявляются следующие документы:

1) Техническое задание (ТЗ)

2) Расчетно-пояснительная записка (РПЗ)

3) Приложения (листы формата А4)

СТАДИИ И ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ

№

Название этапа

Сроки выполнения

1.	Построение сети, выбор сети связи и оборудования	01.09.16 - 25.09.16
2.	Расчет времени передачи и модель ремонтника	26.09.16 - 23.10.16
3.	Моделирование работы сети и оформление документации	24.10.16 - 20.11.16

ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЕМКИ

Прием работы осуществляется путем проверки соответствия выполненной работы пунктам технического задания.

1. Архитектура объединенной сети фирмы

1. Укрупненная схема сети

Рис.1. Укрупненная схема сети

1.2. Схема сети центрального отделения фирмы

Рис.2. Схема сети центрального отделения фирмы

Правила построения сети на базе стандарта 10G Base LR:

1. Максимальная длина между двумя наиболее удаленными узлами сети не должна превышать 10км;

2. В сети используется одномодовое волокно.

Правила построения сети на базе стандарта 100 Base FX:

1. Максимальная длина луча при использовании многомодового волокна не должна превышать 412м при полудуплексе, 2км при полном дуплексе;

2. Максимальная длина между двумя наиболее удаленными узлами сети не должна превышать 272 метров;

3. При использовании повторителей класса I максимальная длина сегмента составляет 136м;

4. В сети используется волоконно-оптический кабель (с двумя волокнами).

1.3. Схема сети филиала 1

Рис.3. Схема сети филиала 1

Правила построения сети на базе стандарта 100 Base T4:

1. В сети может быть последовательно соединено не более 2-х последовательно соединенных концентраторов;

2. Максимальная длина луча не должна превышать 100 метров (луч - витая пара, обрамленная с обеих сторон разъемами Rj45);

3. Максимальная длина между двумя наиболее удаленными узлами сети не должна превышать 205 метров;

4. Количество портов в стеке меньше 265 (в сети не более 2-х стеков). При добавлении любого концентратора в любой стек общая длина сети уменьшается на 10 м;

5. В сети используется неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair - UTP) пятой категории с волновым сопротивлением 100 Ом;

6. Не допускается образование колец;

7. Концентраторы обязательно подключаются к источнику электропитания.

1.4. Схема сети филиала 2

Рис.4. Схема сети филиала 2

Правила построения сети на базе стандарта Token Ring на ВОЛС:

1. Для построения сети TR на ВОЛС используют F-TAU (Fiber Optic Token Ring Access Unit), в порты RI/RO которого устанавливают TFR (Token Ring Fiber Optic Repeater). При этом расстояние между соседними F-TAU не более 3км;

2. Если до узла расстояние меньше 3км, то этот узел подсоединяется к F-TAU непосредственно;

3. Для подключения S-TAU (Shielded Token Ring Access Unit) к кольцу необходимо между F-TAU и S-TAU поставить конвертер сигналов TFC (Token Ring Fiber Optic Converter).

1.5. Правила и принципы построения производительных и отказоустойчивых сетей центрального отделения и филиалов фирмы

Производительность системы определяется сочетанием ее аппаратно-программных средств.

Повышение производительности может быть достигнуто путем использования аппаратных средств, обладающих лучшими характеристиками производительности по сравнению с уже применяющимися.

Повышение производительности сервера, следует производить в соответствии с предварительными расчетами “узких мест” – аналитическими расчетами, либо с помощью моделирования его работы. Эти расчеты показывают целесообразность увеличения производительности того или иного узла сервера - процессора, дисковой подсистемы. Аналогично для ЛВС можно определить, например, актуальность увеличения пропускной способности каналов связи.

Производительность сервера зависит от наличия:

- дублируемых процессоров;

- шин PCI и их большой производительности;

- большого ОЗУ;

- высокоскоростного дискового интерфейса;

- организация дисковых подсистем с использованием RAID, обеспечивающих увеличение производительности.

Отказоустойчивость – это один из основных факторов, который надо учитывать при построении современных сетей.

Уровень надежности сети зависит от уровня и типа отказоустойчивых решений, примененных в сети. Отказоустойчивость сети определяется двумя факторами: 1) Уровень избыточности сетевой инфраструктуры; 2) Время восстановления сети, т.е. время, необходимое для переключения потоков данных на работоспособные части сети в случае отказа ее части.

Ниже приведены некоторые соображения, которые необходимо принимать в расчет при проектировании отказоустойчивой сети:

• Архитектура сетевого оборудования (коммутаторов и/или их стеков)

  • Дублирование блоков питания

  • Возможность "горячей" замены компонентов

  • Дублирование управляющего модуля

• Дублирование соединений

  • Использование нескольких дублирующих соединений

    • Не рекомендуется использовать протокол Spanning Tree

      • В сети появляется много неработающих (заблокированных) соединений

      • Очень медленное время восстановления

    • Желательно использовать технологии Multi-Link Trunk (MLT) и Split-MLT

      • Автоматическая балансировка потоков данных между всеми работоспособными соединениями

      • Восстановление сети за доли секунды

    • Возможно внедрение протоколов балансировки нагрузки и дублирования на уровне маршрутизации

      • Рекомендуется использовать Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP)

      • Рекомендуется использовать Equal Cost Multi-Path (ECMP)

  • Разнесение окончания каналов

    • Окончание каналов на разных модулях ввода/вывода и/или на разных узлах для дополнительного дублирования

  • Разнесение каналов

    • Использование различных носителей и различных путей для критичных соединений

• Высоконадежное оборудование

  • Такими свойствами обладают устройства с высоким временем наработки на отказ.

Можно предпринять следующие изменения для повышения качества работы сети:

1. Заменить оборудование, использующее стандарт Token Ring на оборудование, использующее стандарт 100 VG AnyLAN или 100BaseT4, что позволит увеличить скорость передачи в данных сегментах сети.

2. Выбор типа сети удаленной связи и оборудования сети

2.1. Выбор типа сети удаленной связи методом взвешенной суммы

Рассмотрим следующие сети связи: ATM, ADSL и ISDN.