Оптимизация системы маршрутизации СПД Красноярской железной дороги
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Описание предметной области 5
1.1 Описание объекта исследования 6
1.2 Текущее состояние СПД КрасЖД 8
1.3 Адресный план СПД КрасЖД 15
1.4 Проверка таблицы маршрутизации и VRF 16
1.5 Суммирование маршрутов OSPF в СПД КрасЖД 19
1.6 Обоснование и цели модернизации 21
2 Краткое описание программы GNS3 22
2.1 Моделирование СПД в GNS3 22
2.2 Построение СПД в среде GNS3 24
2.3 Настройка маршрутизаторов в GNS3 26
2.4 Проверка результатов 30
3 Варианты оптимизации системы маршрутизации 32
3.1 Перераспределение маршрутной информации 32
3.2 Организация полностью тупиковых зон 36
3.3 Организация полностью NSSA зон 39
3.4 Сравнение вариантов оптимизации 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
ПРИЛОЖЕНИЕ А Топологическая схема сетей передачи данных Красноярской железной дороги 47
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Спроектированная схема СПД Красноярской железной дороги в GNS3 48
ПРИЛОЖЕНИЕ В Конфигурационный файл маршрутизатора R2 после настройки перераспределения маршрутной информации .... 49
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Конфигурационный файл маршрутизатора R2 после
настройки полностью тупиковой NSSA зоны 51
1 Описание предметной области 5
1.1 Описание объекта исследования 6
1.2 Текущее состояние СПД КрасЖД 8
1.3 Адресный план СПД КрасЖД 15
1.4 Проверка таблицы маршрутизации и VRF 16
1.5 Суммирование маршрутов OSPF в СПД КрасЖД 19
1.6 Обоснование и цели модернизации 21
2 Краткое описание программы GNS3 22
2.1 Моделирование СПД в GNS3 22
2.2 Построение СПД в среде GNS3 24
2.3 Настройка маршрутизаторов в GNS3 26
2.4 Проверка результатов 30
3 Варианты оптимизации системы маршрутизации 32
3.1 Перераспределение маршрутной информации 32
3.2 Организация полностью тупиковых зон 36
3.3 Организация полностью NSSA зон 39
3.4 Сравнение вариантов оптимизации 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
ПРИЛОЖЕНИЕ А Топологическая схема сетей передачи данных Красноярской железной дороги 47
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Спроектированная схема СПД Красноярской железной дороги в GNS3 48
ПРИЛОЖЕНИЕ В Конфигурационный файл маршрутизатора R2 после настройки перераспределения маршрутной информации .... 49
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Конфигурационный файл маршрутизатора R2 после
настройки полностью тупиковой NSSA зоны 51
Железнодорожный комплекс не только занимает ведущее место в транспортной системе страны, но и имеет особое стратегическое значение для России. Железнодорожный транспорт является связующим звеном единой экономической системы. Он обеспечивает стабильную деятельность промышленных предприятий, своевременную доставку жизненно важных грузов в самые отдаленные уголки страны, а также является самым доступным транспортом для перевозки граждан.
В мировую тройку лидеров железнодорожных компаний входит открытое акционерное общество "Российские железные дороги". ОАО "РЖД" было учреждено постановлением Правительства РФ от 18 сентября 2003 года № 585 "О создании открытого акционерного общества "Российские железные дороги". Создание компании стало итогом первого этапа реформирования железнодорожной отрасли в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 18 мая 2001 года № 384 "О Программе структурной реформы на железнодорожном транспорте " [1].
ОАО "РЖД" осуществляет грузовые и пассажирские перевозки в дальнем и в пригородном сообщениях, ведет строительство объектов инфраструктуры, создает научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, поддерживает содержание социальной сферы, а так же имеет представительства в других странах, например в Германии, Китае, Франции и так далее.
По данным с официальных источников итоги деятельности ОАО «РЖД» за I полугодие 2015 г. показывают отрицательную динамику, как в пассажирообороте, так и в грузоперевозках. Пассажирооборот снизился на 8,2%, а сумма грузоперевозок и грузооборота составляет -2,5% по сравнению с предыдущим годом [2]. Тем не менее, главной целью компании по-прежнему остается обеспечение потребностей государства, юридических и физических лиц в железнодорожных перевозках, работах и услугах, оказываемых железнодорожным транспортом, а также извлечение прибыли.
Бесперебойная и безаварийная работа такого многоотраслевого хозяйства требует взаимоувязанной и слаженной работы всех звеньев. Одним из важнейших звеньев данной системы является функционирование сетей передачи данных (далее - СПД).
Согласно последним законодательным актам РФ особое внимание при защите информации уделяется вопросам обеспечения конфиденциальности персональной информации при ее хранении, обработке и передачи по открытым каналам электросвязи.
Являясь одним из лидеров железнодорожных компаний, компания ОАО «РЖД» возлагает на себя обязательства за сохранность и конфиденциальность передаваемых данных через различные каналы связи. Работоспособность и эффективность коммуникационной инфраструктуры напрямую зависит от правильно спроектированной или модернизированной корпоративной сети, выбора надежного и производительного оборудования.
СПД характеризуется следующими показателями: скорость передачи данных, которая зависит от типа и качества канала связи, типа используемого оборудования; пропускная способность, которая оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени: знак/c.; достоверность передачи информации оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков; надежность коммуникационной системы определяется средним временем безотказной работы. Из этого следует, что к оборудованию, которое используется для передачи информации, выдвигаются следующие требования: обеспечение надежности, производительности, способность к динамическому развитию сетей, масштабируемости, управляемости и адаптации к меняющимся задачам.
СПД ОАО «РЖД» на сегодняшний день представляет собой сеть маршрутизаторов TCP/IP, состоящую из 16 дорожных сегментов, сегмента главного вычислительного центра (ГВЦ) и магистрального сегмента. В свою очередь 16 дорожных сегментов включают в себя региональные, транзитно-периферийные, периферийные и оконечные узлы, в которых создана собственная инфраструктура, построены локальные вычислительные сети, установлены маршрутизаторы разного уровня, обеспечивающие необходимые сервисы для организации обмена информацией. Такая сложноструктурированная сеть требует особого внимания при функционировании, модернизации и обслуживании.
В данной работе рассмотрена топологическая схема сети передачи данных одного из 16 сегментов СПД ОАО «РЖД», а именно топологическая схема СПД Красноярской железной дороги (далее КрасЖД).
Целью работы является рассмотрение вопроса модернизации системы маршрутизации в СПД КрасЖД.
Так как протестировать или внести какие-либо изменения в СПД КрасЖД в реальных условиях не представляется возможным, что обусловлено политикой безопасности РЖД, в рамках данной работы необходимо спроектировать СПД КрасЖД и провести тестирование различных вариантов оптимизации системы маршрутизации на симуляторе. В качестве основного программного обеспечения для проектирования СПД КрасЖД используется симулятор сети - GNS3.
Исходя из вышеперечисленных условий, в данной работе определяются следующие задачи:
- Проведение анализа текущего состояния СПД КрасЖД;
- Выявление возможных проблем в системе маршрутизации СПД;
- Проектирование СПД КрасЖД в среде GNS3;
- Разработка вариантов по оптимизации данной сети.
Актуальность работы обусловлена оптимизацией системы маршрутизации не только рассматриваемого участка, но и остальных сегментов РЖД.
В мировую тройку лидеров железнодорожных компаний входит открытое акционерное общество "Российские железные дороги". ОАО "РЖД" было учреждено постановлением Правительства РФ от 18 сентября 2003 года № 585 "О создании открытого акционерного общества "Российские железные дороги". Создание компании стало итогом первого этапа реформирования железнодорожной отрасли в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 18 мая 2001 года № 384 "О Программе структурной реформы на железнодорожном транспорте " [1].
ОАО "РЖД" осуществляет грузовые и пассажирские перевозки в дальнем и в пригородном сообщениях, ведет строительство объектов инфраструктуры, создает научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, поддерживает содержание социальной сферы, а так же имеет представительства в других странах, например в Германии, Китае, Франции и так далее.
По данным с официальных источников итоги деятельности ОАО «РЖД» за I полугодие 2015 г. показывают отрицательную динамику, как в пассажирообороте, так и в грузоперевозках. Пассажирооборот снизился на 8,2%, а сумма грузоперевозок и грузооборота составляет -2,5% по сравнению с предыдущим годом [2]. Тем не менее, главной целью компании по-прежнему остается обеспечение потребностей государства, юридических и физических лиц в железнодорожных перевозках, работах и услугах, оказываемых железнодорожным транспортом, а также извлечение прибыли.
Бесперебойная и безаварийная работа такого многоотраслевого хозяйства требует взаимоувязанной и слаженной работы всех звеньев. Одним из важнейших звеньев данной системы является функционирование сетей передачи данных (далее - СПД).
Согласно последним законодательным актам РФ особое внимание при защите информации уделяется вопросам обеспечения конфиденциальности персональной информации при ее хранении, обработке и передачи по открытым каналам электросвязи.
Являясь одним из лидеров железнодорожных компаний, компания ОАО «РЖД» возлагает на себя обязательства за сохранность и конфиденциальность передаваемых данных через различные каналы связи. Работоспособность и эффективность коммуникационной инфраструктуры напрямую зависит от правильно спроектированной или модернизированной корпоративной сети, выбора надежного и производительного оборудования.
СПД характеризуется следующими показателями: скорость передачи данных, которая зависит от типа и качества канала связи, типа используемого оборудования; пропускная способность, которая оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени: знак/c.; достоверность передачи информации оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков; надежность коммуникационной системы определяется средним временем безотказной работы. Из этого следует, что к оборудованию, которое используется для передачи информации, выдвигаются следующие требования: обеспечение надежности, производительности, способность к динамическому развитию сетей, масштабируемости, управляемости и адаптации к меняющимся задачам.
СПД ОАО «РЖД» на сегодняшний день представляет собой сеть маршрутизаторов TCP/IP, состоящую из 16 дорожных сегментов, сегмента главного вычислительного центра (ГВЦ) и магистрального сегмента. В свою очередь 16 дорожных сегментов включают в себя региональные, транзитно-периферийные, периферийные и оконечные узлы, в которых создана собственная инфраструктура, построены локальные вычислительные сети, установлены маршрутизаторы разного уровня, обеспечивающие необходимые сервисы для организации обмена информацией. Такая сложноструктурированная сеть требует особого внимания при функционировании, модернизации и обслуживании.
В данной работе рассмотрена топологическая схема сети передачи данных одного из 16 сегментов СПД ОАО «РЖД», а именно топологическая схема СПД Красноярской железной дороги (далее КрасЖД).
Целью работы является рассмотрение вопроса модернизации системы маршрутизации в СПД КрасЖД.
Так как протестировать или внести какие-либо изменения в СПД КрасЖД в реальных условиях не представляется возможным, что обусловлено политикой безопасности РЖД, в рамках данной работы необходимо спроектировать СПД КрасЖД и провести тестирование различных вариантов оптимизации системы маршрутизации на симуляторе. В качестве основного программного обеспечения для проектирования СПД КрасЖД используется симулятор сети - GNS3.
Исходя из вышеперечисленных условий, в данной работе определяются следующие задачи:
- Проведение анализа текущего состояния СПД КрасЖД;
- Выявление возможных проблем в системе маршрутизации СПД;
- Проектирование СПД КрасЖД в среде GNS3;
- Разработка вариантов по оптимизации данной сети.
Актуальность работы обусловлена оптимизацией системы маршрутизации не только рассматриваемого участка, но и остальных сегментов РЖД.
В данной работе был рассмотрен вопрос оптимизации участка сети передачи данных Красноярской железной дороги. Целью работы являлась оптимизация системы маршрутизации в СПД КрасЖД.
В ходе работы произведено изучение текущего состояния сети, функционирующего оборудования, протокола маршрутизации OSPF.
В связи с невозможностью проведения тестов в реальной СПД КрасЖД, для анализа и проведения экспериментов была разработана модель СПД КрасЖД в эмуляторе GNS3. На спроектированной модели СПД были проведены различные методы оптимизации системы маршрутизации. Работа в GNS3 позволила проанализировать предложенные варианты оптимизации и выбрать наилучший.
Результаты работы показывают, что при применении любого из предложенных вариантов оптимизации системы маршрутизации в СПД динамика функционирования маршрутизаторов значительно увеличиться, за счет снижения нагрузки на вычислительные процессы, вызванной большим количеством записей в таблицах LSDB. Но наилучшим вариантом для оптимизации СПД КрасЖД является создание полностью тупиковых NSSA зон.
Итогом работы являются разработанные и проанализированные варианты оптимизации системы маршрутизации. Полученные результаты отражают эффективность предложенных вариантов.
Тема данной работы является актуальной и имеет стратегическое значение для дальнейшего функционирования и развития СПД КрасЖД.
Цель, поставленная в работе, полностью достигнута.
В ходе работы произведено изучение текущего состояния сети, функционирующего оборудования, протокола маршрутизации OSPF.
В связи с невозможностью проведения тестов в реальной СПД КрасЖД, для анализа и проведения экспериментов была разработана модель СПД КрасЖД в эмуляторе GNS3. На спроектированной модели СПД были проведены различные методы оптимизации системы маршрутизации. Работа в GNS3 позволила проанализировать предложенные варианты оптимизации и выбрать наилучший.
Результаты работы показывают, что при применении любого из предложенных вариантов оптимизации системы маршрутизации в СПД динамика функционирования маршрутизаторов значительно увеличиться, за счет снижения нагрузки на вычислительные процессы, вызванной большим количеством записей в таблицах LSDB. Но наилучшим вариантом для оптимизации СПД КрасЖД является создание полностью тупиковых NSSA зон.
Итогом работы являются разработанные и проанализированные варианты оптимизации системы маршрутизации. Полученные результаты отражают эффективность предложенных вариантов.
Тема данной работы является актуальной и имеет стратегическое значение для дальнейшего функционирования и развития СПД КрасЖД.
Цель, поставленная в работе, полностью достигнута.