ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ОБЪЕКТЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1.1 Протокол IPv4 6
1.1.1 Структура пакета IPv4 9
1.1.2 Фрагментация IP пакетов 11
1.1.3 Классы IP адресов 12
1.1.4 Использование масок в IP адресации 14
1.1.5 Особые IP адреса 16
1.1.6 IP-адреса, используемые в локальных сетях 18
1.2 Протокол IPv6 19
1.2.1 Особенности IPv6 21
1.2.2 Заголовок IPv6 22
1.2.3 Типы адресов в IPv6 23
1.2.4 Модель адресации в IPv6 24
1.2.5 Формы представления IPv6 24
1.3 Сети Virtual Local Area Network (VLAN) 26
1.3.1 VLAN. Общее описание 27
1.3.2 Процессы при использовании VLAN 28
1.3.3 Способы организации VLAN 29
1.3.4 VLAN на базе портов 29
1.3.5 VLAN на базе МАС-адресов 30
ГЛАВА 2. СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ МУЛЬТИСЕРВСИНОЙ
СЕТИ СВЯЗИ МИКРОРАЙОНА 32
2.1 Описание типовой схемы, исследуемой мультисервисной сети связи
микрорайона 32
2.2 Технология Riverbed Modeler 35
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ
МЕЖСЕТЕВЫХ ПРОТОКОЛОВ И VLAN-КАНАЛОВ ПО УСЛУГАМ 38
3.1 Сравнение эффективности работы протоколов IPv4 и IPv6 38
3.2 VLAN-каналы по услугам 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
Интенсивное развитие информационных технологий и сетей связи привело к созданию и внедрению современных инфокоммуникационных сетей
связи поддерживающих широкий спектр услуг практически все сферы деятельности человека. Поэтому на сегодняшний день сети связи различных организаций, а также мультисервисные сети микрорайонов, могут достигать достаточно больших размеров, поддерживать широкий спектр услуг и иметь хорошую масштабируемость. Такая организация сетей не возможна без объединения большого количества активных сетевых устройств в отдельные сетевые
сегменты, что в свою очередь приводит к появлению большого объема служебного трафика в сети, вызывающего дополнительные задержки трафика,
увеличения времени пребывания пакетов в сети и сложности администрирования таких сетей. Зачастую стремления операторов связи к увеличению эффективности работы мультисервисных сетей сводиться к оптимизации таких
параметров как пропускная способность, время задержки пакета в сети, загрузка серверов, скорости работы узлового сетевого оборудования. На сегодняшний день данная задача решается за счет применение новых технологий
таких как организация виртуальных локальных сетей VLAN и использование
протокола IPv6 позволяющие увеличить эффективность работы сети. Однако,
не все новые подходы могут быть достаточно эффективными в том или ином
случае. Таким образом, для того чтобы решить применять ту или иную технологию в инфокоммуникационных сетях в конкретном случае прибегают к имитационному моделированию, которое позволят на ранней стадии проектирования или сетевой
В данной работе поставлена цель, провести исследование эффективности
работы мультисервисной сети связи с точки зрения времени задержки пакетов,
пропускной способности, загрузке сетевых узлов, с помощью средств имитационного моделирования при внедрении технологий VLAN и IPv6.5
Для решения поставленной цели необходимо решить ряд поставленных
задач:
1. Провести анализ существующих средств имитационного
моделирования сетей связи.
2. Осуществить оценка параметров мультисервисной сети с помощью
средств имитационного моделирования.
3. Исследовать характеристики и значения параметров мультисервисной
сети связи при различных конфигурациях сети и типов услуг при
использовании технологии VLAN.
4. Исследовать характеристики и значения параметров мультисервисной
сети связи при различных конфигурациях сети и типов услуг при
использовании протокола IPv6.
В ходе выполнения работы в среде Riverbed Modeler была разработана
имитационная модель мультисервисной сети. Разработанная имитационная
модель позволяет моделировать поведение телекоммуникационной сети при
различных сценариях, оценивать её пропускную способность, определять уровень загрузки буферов сетевых устройств, задержки сетевого трафика и т.п.
С помощью разработанной модели сетевой инфраструктуры микрорайона были проведены эксперименты по оценке работоспособности сети с конфигурациями межсетевого протокола различной версии: IPv4 и IPv6. Также
проведены эксперименты по оценке эффективности работы сети и величины
нагрузки, создаваемой на сетевые узлы при использовании технологии VLANканалов.
Использование технологии
VLAN при передаче услуг до абонентов по выделенным виртуальным каналам
позволяет снизить нагрузку на активное сетевое оборудование и собственно
на всю сеть, позволяя обрабатывать больше полезной информации.
1. Камер, Д. Э. Сети TCP/IP, том 1. Принципы, протоколы и струк¬тура — М.:«Вильямс», 2003. — 880 с.
2. Семенов, Ю. А. Протоколы Internet. — 2-е изд., стереотип.. — М.: Горячая линия - Телеком, 2005. — 1100 с.
3. Общее описание RFC 793, 1981
4. Общее описание RFC 791, 1981
5. Общее описание RFC3330: Special-use IPv4 addresses (англ.); заме¬нён RFC5735: Special-use IPv4 addresses (англ.), 2002
6. Общее описание RFC1700: Assigned Numbers, 1994
7. Общее описание RFC1122: Requirements for Internet Hosts — Com¬munication Layers, 1989
8. Общее описание RFC1918: Address allocation for private internets, 1996
9. Общее описание RFC3927: Dynamic configuration of IPv4 link-local addresses, 2005
10. Новиков, Ю.В., Основы локальных сетей: курс лекций: учеб. посо¬бие : для студентов вузов, обучающихся по специальностям в обл. информ. технологий / Ю. В. Новиков, С. В. Кондратенко. — М.: Интернет — Ун-т Ин¬форм. Технологий, 2005. - 360 с.
11. Олифер, В. Г., Компьютерные сети. Принципы, технологии, про¬токолы: учебник для вузов / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. — 4-е изд. — СПб.:Питер, 2010. — 944 с.: ил.
12. Олифер В. Г., Компьютерные сети. Принципы, технологии, прото¬колы: учебник для вузов / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. — 3-е изд. — СПб.:Пи- тер, 2006. — 958 с.: ил.
13. Гольдштейн, Б.С. Протоколы сети доступа [Текст]. Том 2. 2-е изд., перераб. и доп. / Б. С. Гольдштейн. - М.: Радио и связь, 2002.
14. Гольдштейн, Б. С. Протоколы сети доступа: Учеб. пособие / Б. С. Гольдштейн. - М.: Радио и связь, 2005. - 292 с.
15. Олифер В.Г., Основы сетей передачи данных: Учеб. пособие / В.Г.Олифер, Олифер Н.А. - Интернет-университет информационных техноло¬гий - ИНТУИТ.ру, 2005. -176 с.
16. Ногл, М. TCP/IP. Иллюстрированный учебник М.: изд-во ДМК Пресс, 2001 — 480 с.
17. Фейт, С. TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) - Изд.: Лори, 2000 - 424
18. Берлин, А.Н. Основные протоколы Интернет - Изд.: Бином, 2013 - 504
19. Семенов, Ю.А. Алгоритмы телекоммуникационных сетей. Часть 1, 2 и 3. - изд.: Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" 2016 - 832
20. Герасименко Сети и телекоммуникации. Учебное пособие / Б. В. Соболь, А. А. Манин - изд.: Феникс, 2015 г. - 191
21. Хант К. TCP/IP. Сетевое администрирование - Изд.: Символ- Плюс, 2007 - 816
22. Средства информационного взаимодействия в современных рас¬пределенных гетерогенных системах / Р.Э. Асратян, В. Н. Лебедев; Изд.: Ле- нанд, 2009 - 130 стр.
23. IPv6. Администрирование сетей / Н. Р. Мэрфи, Д. Мэлоун Изд.: Кудиц-образ, 2007 год, 320 с.
24. Иртегов, Д.В. Введение в сетевые технологии СПб.: БХВ- Петербург, 2004 - 560 с.
25. Общее описание RFC 1883, 1995
26. Общее описание RFC 5006, 2007
27. Общее описание RFC 6106, 2010
28. IPv6 используется уже в 10% сетевых устройств мира [Электрон¬ный ресурс]/ www.overclockers.ru - информационных сайт https://www.overclockers.ru/softnews/73277/ipv6-ispolzuetsya-uzhe-v-10- setevyh-ustrojstv-mira.html (дата обращения 20.04.2016)
29. Cisco: к 2015 г. количество сетевых устройств может превысить 15 млрд [Электронный ресурс]/ www.cisco.com - официальный сайт компании Cisco http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2011/060111b.html
30. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение Изд. 2-е, испр. : Пер. с англ. М. : Издательский дом "Вильямc", 2003. — 1104 с. : ил.
31. Тимофеев, А.В. Адаптивное управление и интеллектуальный ана¬лиз информационных потоков в компьютерных сетях. - СПб.: Анатолия, 2012, 280 с Смелянский, Р. Л. Компьютерные сети. В 2 томах. Том 2. Сети ЭВМ:Р. Л. Издательство: Академия ISBN: 978-5-7695-7153-4.978-5-7695-7152-7, 2011
- 240 стр.
32. . TCP/IP. Для профессионалов / Т. Паркер, К. Сиян; 3-е изд. СПб.: Питер, 2004. - 859 с.: ил.
33. Дилип, Н. Стандарты и протоколы Интернета - Изд.: Русская Ре¬дакция, 2000 - 384 с.
34. Анализ сетевых протоколов: Лабораторный практикум по курсу «Сети ЭВМ и телекоммуникации»/ Н. Н. Коннов, В. Б. Механов. - Пенза: Изд- во ПГУ, 2010 - Ч. 1. - 68 с.
35. Web-протоколы. Теория и практика / Кришнамурти Б., Дж. Рекс¬форд; изд.: Бином, 2010 - 592 с.
36. Кульгин, М.В. Компьютерные сети. Практика построения, 2-е изд.
— СПб.: Питер, 2003. — 416 с.
37. Проектирование и внедрение компьютерных сетей / М. Палмер, Р. Б. Синклер; Изд.: БХВ-Петербург 2004 - 752
38. Моделирование и синтез оптимальной структуры сети Ethernet / Благодаров А. В., Пылькин А. Н., Скуднев Д. М. и др.; Изд.: Горячая линия- Телеком, 2014 - 112 с.
39. Таненбаум, Э. Компьютерные сети, Учебное пособие по компью¬терным сетям. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2012. — 960 с.
40. Вишневский, В.М. Теоретические основы проектирования компь¬ютерных сетей - Москва: Техносфера, 2003. - 512с.
41. Семенов, Ю.А. Телекоммуникационные технологии // book.itep.ru: сервер по телекоммуникационным технологиям. 2014. URL: http://book.itep.rU/4/41/eth_4111.htm (дата обращения: 11.06.2014).
42. Битнер, В. И. Михайлова, Ц. Ц. Сети нового поколения - NGN - М.: Горячая линия - Телеком, 2011 - 227 стр.
43. Берлин, А. Н. Оконечные устройства и линии абонентского участка информационной сети - М.: НОУ "Интуит", 2016г.- 395с.
44. Гулиян, Г. Б. Распределенные сети: современные технологии и ос¬новы проектирования - Изд.: НОЧ «МФПУ «Синергия» 2007 - 22 с.
45. Построение коммутируемых компьютерных сетей / Смирнова Е. В., Баскаков И. В., Пролетарский А. В. и др.; изд.: НОУ "Интуит"2016 - 202
46. Смирнова, Е.В. Технологии современных сетей Ethernet. Методы коммутации и управления потоками данных - изд.: БХВ-Петербург, 2012 - 272
47. Поляк-Брагинский, А.В. Локальные сети. Модернизация и поиск неисправностей - СПб.: БХВ-Петербург, 2006— 640 с.
48. Епанешников, А. М. Локальные вычислительные сети - изд.: Диа¬лог-МИФИ, 2005 - 224 с.
49. Чекмарев, Ю.В. Локальные вычислительные сети - М.: ДМК Пресс, 2009 - 200 с.
50. Никифоров, С. В. Введение в сетевые технологии. Элементы при¬менения и администрирования сетей : Учеб.пособие для вузов / С.В. Никифо¬ров .- М. : Финансы и статистика , 2003 - 223 c.
51. Сети и телекоммуникации: учеб. пособие для вузов / Пескова С. А., Кузин А. В. и др. 3-е изд., стер. .- М. : Академия, 2008 .- 350 с.
52. Семенов, А.Б. Проектирование и расчет структурированных ка-бельных систем и их компонентов. - М.: ДМК Пресс; М.: Компания АйТи, 2003. - 416 с.
53. Кузьменко, Н. Г. Компьютерные сети и сетевые технологии - изд.: Наука и техника, 2013 - 368 с.
54. Основы локальных сетей / Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий, 2005. — 360 с.
55. Вычислительная техника, сети и телекоммуникации. Учебное по¬собие для ВУЗов / Гребешков А.Ю., Попова Н.А. - М.: Гор. линия-Телеком, 2015 - 190 с.
56. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3-х томах под. ред. профессора В.П.Шувалова. - Изд.3-е,испр. и доп.- М.: Горячая линия-Телеком, 2003 - 647 с.: ил.
57. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / Пятибратов А. П., Гудыно Л. П., Кириченко А. А. М.: Финансы и статистика, 2004. — 512 с.: ил.
58. Тарасов, В.Н. Проектирование и моделирование сетей ЭВМ в си¬стеме OPNET Modeler: лабораторный практикум / В.Н. Тарасов, Н.Ф. Баха¬рева, А.Л. Коннов, Ю.А. Ушаков. - Оренбург: 2012. - 258 с.
59. Описание программного продукта Riverbed Modeler [Электронный ресурс]/ www.riverbed.com - официальный сайт компании Riverbed http://www.riverbed.com/gb/products/steelcentral/steelcentral-riverbed- modeler.html
60. Проектирование и внедрение компьютерных сетей / М. Палмер, Р. Б. Синклер - «БХВ-Петербург», 2004 - 740
61. Гулевич Д. С. Сети связи следующего поколения: Учеб. пособие / Д.С. Гулевич - Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 184 с.
62. Величко, В.В. Телекоммуникационные системы и сети: Учеб. по-собие В 3 томах. Том 3. Мультисервисные сети / В.В. Величко, Е.А. Субботин, В.В. Шувалов, А.Ф; под ред. В.П. Шувалова. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 592 с.
63. Ершов, В.А. Мультисервисные телекоммуникационные сети: Учеб. пособие / В.А. Ершов, Кузнецов Н.А. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Бау¬мана, 2009. - 432 с.: ил.