Projektowanie sieci metodąTop-Down

Projektowanie sieci metodą Top-Down

http://www.topdownbook.com

Wydanie w języku polskim PWN 2007

Copyright 2004 Cisco Press & Priscilla Oppenheimer

W tej części

• Część I: Analiza potrzeb i celów odbiorcy

– Rozdział 2: Cele i kompromisy techniczne – Rozdział 3: Analiza istniejącej sieci

– Rozdział 4: Charakterystyka ruchu

Ustalenie jaka ma być

• Skalowalność

• Dostępność, niezawodność

• Pasmo

• Przepustowość i wpływ obciążenia

• Opóźnienia

Dostępność/niezawodność

4.32 1.44 .72 .01

30 10 5 .10

1577 99.70%

526 99.90%

263 99.95%

5 99.999%

Na godzinę dziennie Na tydzień Rocznie

.18 .06 .03 .0006

.29 2 105

99.98% .012

w minutach

Realne granice dostępności

• Dostępność może także być podana jako: mean time between failure (MTBF) i

mean time to repair (MTTR)

• Dostępność = MTBF/(MTBF + MTTR)

– Na przykład:

• nie ulega awarii częściej niż co 1 roku, czyli co 4,400 godzin i jest naprawiana w godzinę

• 1 godzina = 0,000114079553 roku

• 1 rok = 8766 godzin

• 4400/4401 = 99.98% dostępności

• Jeśli chcemy więcej to, czy jest czas na konserwację?

Inny opis dostępności

Dostępność Dostępność Maksymalna roczna niedostępność Sześć dziewiątek 99.9999% 31.5 s

Pięć dziewiątek 99.999% 5 min 35 s Cztery dziewiątki 99.99% 52 min 33 s Trzy dziewiątki 99.9% 8 godzin 46 min Dwie dziewiątki 99.0% 87 godzin 36 min Jedna dziewiątka 90.0% 36 dni 12 godzin

Według The Uptime Institute

The Uptime Institute (UI) zdefiniował klasyfikację systemów zasilania systemów informatycznych, (sieci) wg poziomu dostępności.

• Poziom I (Tier I) składa się z pojedynczej linii dystrybuującej zasilanie bez nadmiarowych komponentów, zapewniający 99,671%

dostępności.

• Poziom II (Tier II) składa się z pojedynczej linii dystrybuującej zasilanie z nadmiarowymi komponentami zapewniający dostępność 99,741% dostępności.

• Poziom III (Tier III) składa się z wielu aktywnych instalacji zasilających, lecz tylko jedna z nich ma elementy zapewniające redundancję oraz jest utrzymywana konkurencyjnie – zapewnia 99,982% dostępności.

• Poziom IV (Tier IV) składa się z wielu aktywnych instalacji zasilających, posiada komponenty nadmiarowe i jest odporna na uszkodzenia, zapewnia 99,995% dostępności.

Podstawowy schemat

Zalicza się do Poziomu 1

Zapewnia ono w stopniu podstawowym bezprzerwowe zasilanie systemów sieciowych i komputerowych.

Jednak w przypadku uszkodzenia UPS’a, albo nawet w przypadku serwisowych prac

konserwacyjnych, system informatyczny pozostanie bez rezerwy zasilania

Nadmiarowy schemat N+1 UPS

Zalicza się do Poziomu 2

Kiedy UPS_1 ulega uszkodzeniu, to zasilanie dostarcza UPS_2.

Taki system umożliwia rozbudowę systemu wraz ze wzrostem obciążenia.

Jednak w przypadku uszkodzenia UPS’a, albo nawet w przypadku serwisowych prac

konserwacyjnych, system informatyczny pozostanie bez rezerwy zasilania

Pełny schemat nadmiarowy

Zalicza się do Poziomu 4

Nie ma SPoF (Single Point of Failure)

Pasmo a przepływność Bandwidth vs. Throughput

• Pasmo ( bandwidth )

• Przepustowość ( pojemność kanału)

– zdolność do przekazywania danych w kanale komunikacyjnym

– podawana w b/s (bps) przy danym BER ( bit error rate) np. 10

• Przepływność ( szybkość przesyłu ) – szybkość transmisji danych bez błędów – podawana w bps a także w Bps, pps

• Przepływność jest miarą natężenia strumienia informacji (danych) gdy przepustowość jest cechą toru lub kanału telekomunikacyjnego

Pasmo, przepływność, obciążenie

obciążenie p

a s m o

realnie

Idealnie

100 % Pasma 100 % Pasma

Opóźnienia

• Wynika z czasów:

– Propagacji 2/3 c – Transmisji

– Przełączania, rutowania – Oczekiwania w kolejkach

• Czas reakcji oczekiwany przez ludzi to ok.

200-500 ms

• Opóźnienie głosu 135 ms

0 3 6 9 12 15

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Zajętość przepływności

Średnia długość kolejki

Długość kolejki a zajętość

( wykorzystanie, obciążenie, load )

Wykorzystanie = obciążenie / przepustowość Długości kolejki = wykorzystanie /(1 - wykorzystanie)

Przykład

• Przełącznik ma 5 użytkowników, każdy wysyła 10 ramek na sekundę

• Przeciętna długość ramek 1 024 bity

• Pakiety wychodzą przez łącze WAN 56Kbps

– Obciążenie = 5 x 10 x 1 024 = 51 200 bps – Zajętość = 51 200 / 56 000 = 91.4%

– Średnia długości kolejki = (0.914)/(1-0.914) = 10.63 pakietów

• Co z tego wynika?

Opóźnienie przykład cd.

• łącze WAN 100 km, 5 stacji

• Propagacja: 100 km / 200 km/ms = 0,5 ms

• Transmisja 1kb: 1024b/56000b/s = 18 ms

• Transmisja 1kB: 8192b/56000b/s = 146 ms

• Czas kolejkowania ( opróżnienia kolejki):

10.63*1024b / 56000b/s = 200 ms

• Czas przełączania: Store&Forward,czas

transmisji pakietu 1024b/56000b/s = 18 ms

Rozdział 3: Analiza istniejącej sieci

• Poznaj obecną sieć, weź schemat

• Stosowane technologie i media

Narysuj schemat sieci

Gigabit Ethernet

Eugene Ethernet 20 users

Web/FTP server

Grants Pass HQ 16 Mbps Token Ring

FEP (Front End Processor)

IBM Mainframe T1

Medford Fast Ethernet

50 users

Roseburg Fast Ethernet

30 users Frame Relay

CIR = 56 Kbps DLCI = 5

Frame Relay CIR = 56 Kbps

DLCI = 4

Grants Pass HQ Fast Ethernet

75 users

Internet T1

Stosowane technologie i media transmisji

• Światłowód jednomodowy SMFO, λ = 1550nm

• Światłowód wielomodowy MMFO, λ = 850nm

• Shielded twisted pair (STP) - 250 MHz

• Unshielded-twisted-pair (UTP) – 100 MHz

• Kabel koncentryczny - Coaxial 10-100 MHz

• Łącza mikrofalowe – 20-50GHz, λ =1cm

• Łącza laserowe – FSO 10

Hz, λ = 500nm

• Łącza radiowe - 2.4 i 5.5 GHz, λ =10cm

• Podczerwień – FSO 10

Hz, λ = 800nm

Ograniczenia budynku

• Czy nie trzeba uzależnić projektu od poprawy:

– klimatyzacji, ogrzewania czy wentylacji – zasilania

– ochrony od nietypowych zakłóceń

• Czy jest dość miejsca na:

– trasy kablowe – panele krosujące

– szafy paneli i urządzeń

– miejsca na prace instalacyjne i konserwacyjne