Проектирование структурированной кабельной системы предприятия в среде OpNet - Курсовая работа

Данная курсовая работа посвящена выполнению заданий с помощью комплекса программ «OPNET IT Guru Academic Edition», входящего в состав семейства «Optimum Performance Network». А именно проектированию сети, состоящей из сети предприятия: три отдела, в каждом по десять пользователей, два сервера - электронная почта и «FTP», один роутер и одно «WAN-соединение», с пропускной способностью 1,544 Мбит/сек, соединяющего сеть предприятия с внешней сетью: состоит из двух серверов - «Web&Email» и «FTP».Комплекс инструментальных средств «Optimum Performance Network» (OPNET) представляет собой виртуальную сетевую среду («Virtual Network Environment»), которая моделирует поведение сетей, включающих маршрутизаторы, коммутаторы, протоколы, серверы и сетевые приложения. Виртуальная сетевая среда позволяет эффективно диагностировать сложные проблемы, тестировать модификации сетей перед их практической реализацией, планировать будущие сценарии, такие как рост трафика, сбои и отказы сети. Комплекс позволяет моделировать локальные и глобальные сети; анализировать работу клиент-серверных приложений в сети, исследовать влияние различных факторов и технологий на работу сети; осуществлять оценку и анализ производительности, анализ и проверку взаимодействий сетевых протоколов, выполнять оптимизацию и планирование сетей и т.д. На рисунке 1 показан пример графического представления сети в системе OPNET. При этом сеть может быть интегрированная с учетом расстояний на географическую карту требуемого региона.Модель сети в среде OPNET может быть представлена с разным уровнем глубины в зависимости от целей анализа. Основные уровни моделирования представлены в таблице 2. Уровень СоставляющиеВ качестве основных элементов сети могут использоваться детализируемые и не детализируемые подсети, устройства, сетевые приложения, протоколы и каналы связи. Для приложений определяются тип создаваемой нагрузки и функциональное назначение (файловый обмен, электронная почта, работа с удаленной БД и т.д.). Для каналов связи определяются сетевая технология, протокол и интерфейсы. Среда передачи, позволяющая узлам, присоединенным к шине, связываться друг с другом; Обеспечивает узлам возможность связи с шиной;В OPNET существует достаточное количество типов объектов, из которых компонуется модель элемента сети (см. рисунок 3). Используется при моделировании радиосвязи и связана с радиоприемниками и радиопередатчиками с помощью потока пакетов; Используется в узлах как точка входа для пакетов, приходящих с шинных связей; Через объект "шина связи" связан с объектом "канал передатчика шины" и поддерживает широкий спектр собираемой статистики; Через объект "шина связи" связан с объектом "канал приемника шины";Поведение базового объекта может быть представлено в виде модели процессов, заданной в нотации конечных автоматов. Пример такой модели приведен на рисунке 4.После того, как построена модель сети, сконфигурированы сетевые приложения и заданы интенсивности потоков данных, становится возможным сам процесс имитационного моделирования. При этом в специальном окне пользователь может задать такие характеристики модели, как число прогонов, время симуляции, возможность оптимизации трафика, условия остановки моделирования и параметры эффективности. В результате моделирования возможно получение следующих данных: · Динамические характеристики сетевой системы в виде выходных векторов («output vectors»), графики, показывающие изменения параметров сети во времени;Программа Opnet Modeler позволяет анализировать как существующие, так и проектируемые сети (в стадии системного проектирования).Шинная топология представляет собой топологию, в которой все устройства локальной сети подключаются к линейной сетевой среде передачи данных. Для того чтобы гарантировать, что в данный момент передает только одна станция, в сетях с шинной топологией используется механизм обнаружения конфликтов, иначе, если несколько станций одновременно попытаются осуществить передачу, возникнет коллизия. В случае возникновения коллизии, данные от каждого устройства взаимодействуют друг с другом (т.е. импульсы напряжения от каждого из устройств будут одновременно присутствовать в общей шине), и таким образом, данные от обоих устройств будут повреждаться. В сетях, использующих топологию «звезда», сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором.В такой архитектуре сети коммутаторы собирают все кабельные соединения внутри одного этажа, а соединения между этажами строятся на базе коммутаторов или маршрутизаторов по технологии древовидной вычислительной сети Ethernet, либо по технологии кольцевой оптоволоконной сети FDDI. Главный коммутатор (маршрутизатор) здания, расположенный на первом (нулевом) этаже

Содержание

Введение

1. О среде моделирования OPNET

1.1 Основные компоненты сетевой модели в среде OPNET

1.2 Элементы сети

1.3 Базовые объекты

1.4 Процессы в среде OPNET

1.5 Результаты имитационного моделирования

Вывод

2. Выбор топологии и архитектуры сети

2.1 Базовые сетевые топологии

2.2 Базовые сетевые архитектуры

2.3 Обоснование выбора топологии и архитектуры сети

3. Проектирование сети в среде OPNET

3.1 Движение сетевого трафика

3.1.1 Поток трафика между внешним «Web & Email» сервером и пользователями

3.1.2 Поток трафика между внешним FTP сервером и пользователями

3.1.3 Поток трафика между внутренним почтовым сервером и пользователями

3.1.4 Поток трафика между внутренним сервером FTP и пользователями

Вывод

4. Симуляция работы сети

4.1 Основной сценарий. Обычные нагрузки

4.1.1 Загруженность соединения

4.1.2 Задержки очереди

4.1.3 Задержки при использовании Email сервера

4.1.4 Загрузка файлов

4.1.5 Работа веб-приложений

4.2 Второй сценарий. Средние нагрузки

4.2.1 Загруженность соединения

4.2.2 Задержки очереди

4.2.3 Задержки при использовании Email сервера

4.2.4 Загрузка файлов

4.2.5 Работа веб-приложений

4.3 Третий сценарий. Пиковые нагрузки

4.3.1 Загруженность соединения

4.3.2 Задержки очереди

4.3.3 Задержки при использовании Email сервера

4.3.4 Загрузка файлов

4.3.5 Работа веб-приложений

Вывод

Заключение

Список литературы

Целью курсовой работы является обобщение и систематизация знаний полученных за время обучения в университете по такому предмету как «Инфокоммуникационные системы и сети».

Данная курсовая работа посвящена выполнению заданий с помощью комплекса программ «OPNET IT Guru Academic Edition», входящего в состав семейства «Optimum Performance Network». А именно проектированию сети, состоящей из сети предприятия: три отдела, в каждом по десять пользователей, два сервера - электронная почта и «FTP», один роутер и одно «WAN-соединение», с пропускной способностью 1,544 Мбит/сек, соединяющего сеть предприятия с внешней сетью: состоит из двух серверов - «Web&Email» и «FTP». Обоснованию выбора топологии сети и ее архитектуры, взятых за основу проектирования. Созданию потока трафика во внутренней сети, между пользователями и серверами электронной почты и «FTP», и во внешней, между пользователями и внешними серверами «Web&Email» и «FTP». Проведению симуляций и дальнейшему анализу работы сети при разных нагрузках на соединение, в том числе пиковых.

Программа Opnet Modeler позволяет анализировать как существующие, так и проектируемые сети (в стадии системного проектирования). При использовании Opnet Modeler отпадает необходимость трудоемких расчетов для слабых мест сети. Любую сетевую ситуацию, расширение или преобразование сети можно сначала смоделировать и оценить последствия и только потом начинать монтажные работы и закупку оборудования. Сравнение различных сценариев развития сети позволит избежать ошибок еще на этапе проектирования и снизить издержки на переработку проекта к минимуму.