Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор существующих методик проектирования корпоративных информационно-вычислительных сетей ... 12 і і
1.1 Особенности корпоративных сетей 12
1.1.1 Определение и классификация корпоративных сетей 12
1.1.2 Состав и эволюция корпоративных сетей 14
1.2 Анализ и оценка существующих подходов к проектированию корпоративных информационно-вычислительных сетей 16
1.2.1 Обзор информационных источников 16
1.2.2 Существующие методики проектирования КИВС 20
1.3 Постановка задачи создания методики выбора структуры кивс на начальных этапах проектирования 22
1.3.1 Выбор критерия оптимальности 23
1.3.2 Область исследований 24
1.4 Выводы 25
ГЛАВА 2. Особенности реализации некоторых подсистем корпоративных сетей, стандарты 27
2.1 Стандарты компьютерных сетей 27
2.2 Модульный дизайн кампусных сетей 28
2.3 Структурированная кабельная система (скс) 29
2.4 Логическая структура кампусной сети 34
2.5 Способы соединения активного сетевого оборудования 36
2.6 Выводы 38
Глава 3. Методика выбора структуры кивс 39
3.1 Общее описание методики выбора структуры кивс 39
3.1.2 Особенности процедуры иерархической декомпозиции 40
3.1.2 Особенности системы иерархических взаимосвязанных моделей подсетей 41
3.1.3 Последовательность действий методики 42
3.2 Построение информационной модели организации 44
3.2.1 Последовательность построения информационной модели 44
3.2.2 Описание действий алгоритма 46
3.4 Метод использования средств имитационного моделирования 58
3.4.1 Идеология создания модели малой КИВС в системе Comnet 3 59
3.4.2 Формирование данных для моделирования, переход к стохастическим параметрам трафика 61
3.4.3 Выбор логической структуры кампусной сети с использованием средств имитационного моделирования 65
3.5 Подход к построению математических моделей подсетей 66
3.6 Выбор лучшей структуры подсети отдела 68
3.6.1 Обобщенный алгоритм выбора структуры подсети отдела 68
3.6.2 Модель и задача выбора наилучшей структуры подсети отдела 69
3.6.3 Разработка ПО для решения задачи выбора структуры подсети отдела 76
3.7 Выбор лучшей структуры подсети департамента 79
3.7.1 Алгоритм выбора лучшей структуры подсети департамента 79
3.7.2 Модель и задача выбора наилучшей структуры подсети департамента (кампусной сети) 81
3.7.3 Разработка ПО для решения задачи выбора структуры подсети департамента 94
3.8 Выводы 99
ГЛАВА 4. Оценка точности разработанной методики 100
4.1. Метод оценки точности 100
4.1.1. Набор тестовых конфигураций КИВС 103
4.2. По расчета структуры кивс методом последовательного перебора 106
4.3. Анализ полученных результатов 109
4.4. Выводы 116
ГЛАВА 5. Решение задачи модернизации кивс оцв внии жт с использованием разработанной методики 117
5.1. Описание кивс оцв вниижт, исходные данные 117
5.2. Анализ исходной структуры КИВС ОЦВ ВНИИЖТ 120
5.3. Выбор лучшей структуры кивс ОЦВ ВНИИЖТ 121
5.3.1. Построение информационной модели 122
5.3.2. Выбор структуры подсетей КИВС ОЦВ уровня отдела 129
5.3.3. Определение логической структуры КИВ С ОЦВ ВНИИ ЖТ. 131
5.3.4. Выбор структуры подсети КИВС ОЦВ уровня департамента 138
5.4. Оценка качества модернизированной структуры кивс оцв 148
5.5. Выводы 150
Заключение 151
Литература
- Особенности корпоративных сетей
- Стандарты компьютерных сетей
- Построение информационной модели организации
- Набор тестовых конфигураций КИВС
Введение к работе
Актуальность темы исследования
В настоящее время выбор структуры корпоративных информационно-вычислительных сетей (КИВС) чаще всего осуществляется импирическим путем. Как правило, это делают специалисты, основываясь на собственном опыте. Таким образом, процесс проектирования КИВС субъективен и зависит от конкретного человека (или фирмы, осуществляющей проектирование). На начальном этапе, когда число КИВС было невелико, такой подход к проектированию был приемлем. Стремительное развитие информационных технологий, их активное внедрение в производство и бизнес привело к резкому увеличению спроса на корпоративные вычислительные сети. Кроме того, назрела необходимость оценки качества и модернизации большого количества КИВС, спроектированных и введенных в эксплуатацию в 90-х годах XX века. Появились компании осуществляющие проектирование, монтаж и техническое сопровождение КИВС. Методики и алгоритмы проектирования в таких компаниях являются основным производственным средством (ноу-хау) и составляют коммерческую тайну. Из-за этого они недоступны для широкого круга специалистов, нельзя оценить их достоинства и недостатки, вносить изменения, направленные на улучшение качества методик и алгоритмов проектирования. Отсутствие общедоступных методик и алгоритмов выбора структур КИВС негативно сказывается на развитии данной области IT. Наличие общедоступных методик и алгоритмов выбора структур КИВС сделают эту область открытой для более широкого круга специалистов, ускорит темп её развития.
Научные исследования и разработки, посвященные данной проблемной области, сделанные как несколько десятилетий назад, так и современные обладают рядом существенных недостатков, основными из которых являются: синтез структуры КИВС без тщательного анализа потребностей организации в информационном обмене, без учета структуры и параметров информационного
взаимодействия внутри организации; использование при расчете и оптимизации сетевой инфраструктуры низкоэффективных алгоритмов, делающими практически невозможным получение решений с удовлетворительной точностью за приемлемое время даже на современных вычислительных машинах [30], [41], [43]; несоответствие получаемых проектам сетей требованиям современных стандартов [34], что существенно снижает их практическую ценность. Такие недостатки присущи большей части работ, за исключением лишь некоторых, например, посвященных проектированию региональных сетей [2].
Анализ проектных процедур показывает, что наиболее сложными и трудоемкими являются начальные этапы проектирования КИВС, поскольку именно на этих этапах принимаются решения, оказывающие влияние на качество всей сети. Ошибки, допущенные на начальных этапах проектирования, в конечном счете, приводят к необходимости переделки всего проекта, а значит к значительным материальным убыткам. Поэтому представляется актуальным разработка эффективной методики, в рамках которой осуществляется формализация, алгоритмизация и автоматизация решения задач выбора структуры КИВС на начальных этапах проктирования.
Несмотря на относительную молодость этой области IT, на некоторые ее компоненты введены международные стандарты. Кроме того, существует довольно обширный опыт и наработки в сфере проектирования вычислительных сетей (ВС), накопленный ведущими компаниями производителями оборудования для компьютерных сетей, таких как Cisco, 3Com и д.р. Поэтому, для повышения практической значимости и легкой реализации разработанного проекта сети на практике, выбор структуры КИВС в рамках разрабатываемой методики в обязательном порядке должен вестись в соответствии с международными стандартами в области компьютерных сетей, а также учитывать опыт ведущих компаний.
Алгоритмы, реализующие выбор наилучшей структуры КИВС должны позволять получать решения за приемлемое время. Особое внимание стоит
уделить анализу бизнес процессов организации с последующей формализации их в информационной модели, которая должна использоваться в качестве главного источника данных при проектирования КИВС. Цель работы
Целью диссертации является разработка методики выбора структуры КИВС на начальных этапах проектирования, позволяющей осуществлять синтез структуры сети с минимизированной стоимостью.
Достижение поставленной цели предполагает решение в диссертационной работе следующих основных задач:
разработку метода построения информационной модели организации, расчета параметров информационного взаимодействия её структурных элементов (СЭ) с использованием процедуры иерархической декомпозиции и анализа бизнес процессов;
исследование и разработку метода использования средств имитационного моделирования для получения параметров работы проектируемой КИВС, разработка принципов формирования исходных данных для имитационных моделей КИВС;
разработку методики выбора структуры КИВС на начальных этапах проектирования, основанной на системе взаимосвязанных иерархических моделей подсетей, обеспечивающей синтез структуры сети с наименьшей стоимостью;
разработку способа оценки точности методики выбора структуры КИВС;
разработку инструментального программного обеспечения (ПО) для автоматизации решения задачи получения наилучшей структуры КИВС и оценки точности разработанной методики.
Методы исследования
Для решения поставленных задач применялись методы теории графов,
математической логики, теории множеств, теории вероятностей и
математической статистики, математического программирования,
имитационного моделирования, современные методологии программирования,
CASE технологии.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
разработан метод построения информационной модели организации, расчета параметров информационного взаимодействия её СЭ с использованием процедуры иерархической декомпозиции;
предложен метод использования средств имитационного моделирования для получения параметров работы КИВС, а также принципы формирования исходных данных для имитационных моделей КИВС;
разработана методика выбора структуры КИВС на начальных этапах, основанная на системе взаимосвязанных иерархических оптимизационных моделей подсетей, обеспечивающая синтез структуры сети с минимизированной стоимостью, проведена оценка её точности;
разработана система взаимосвязанных иерархических моделей подсетей,
произведена формализация задачи выбора наилучшей структуры сети, разработано ПО, автоматизирующее решение задачи выбора наилучшей структуры сети. Практическая значимость
Предлагаемая в диссертационной работе методика выбора структуры КИВС позволяет синтезировать минимизированную по стоимости структуру сети, удовлетворяющую потребностям организации в информационном обмене, созданную с использованием современных технологий построения и управления компьютерными сетями и- учетом опыта ведущих компаний производителей сетевого оборудования, отвечающую требованиям международных стандартов. Особенности методики позволяют без дополнительной адаптации реализовывать разработанные проекты на практике. Кроме того, учет опыта ведущих компаний и стандартов позволяет значительно улучшить качественные показатели проектируемых сетей (стоимость эксплуатации, надежность, масштабируемость, управляемость и др.). Кроме того, при помощи данной методики можно проводить анализ и оценку уже
существующих КИВС, разрабатывать ряд проектов модернизации с различной стоимостью работ, а также оценивать эффективность предложенных решений. Практическая ценность методики подтверждена при её использовании для анализа и модернизации сегментов КИВС Отраслевого центра внедрения Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ОЦВ ВНИИ ЖТ), модели и алгоритмы, частично реализованные в виде программ, используются в производственных процессах ЗАО «ACT» (см. приложение И). Достоверность
Достоверность полученных результатов основана на, использовании современных технологий построения и управления компьютерными сетями, учете требований международных стандартов, обобщении опыта и наработок ведущих компаний производителей сетевого оборудования применении адекватных моделей КИВС, практической реализации и апробации работы. Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Информационные средства и технологии» 18-20 октября 2005 г. и 17-19 октября 2006 г. Москва МЭИ (ТУ). Публикация результатов работы
Данилин Г.Г., Зарвигоров Д.А. Обзор подходов и методологий проектирования корпоративных сетей// Труды международной технической конференции «Информационные средства и технологии». - М.: Янус-К, 2005;
Данилин Г.Г., Зарвигоров Д.А. Построение корпоративных сетей на основе взаимодействия иерархических моделей// Труды международной технической конференции «Информационные средства и технологии». -М.: Янус-К, 2006;
3,. Данилин Г.Г., Зарвигоров Д.А. Оценка качества структур кампусных вычислительных сетей// Вестник МЭИ, №2, 2008.
11 Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 52 наименований и приложений. Работа содержит 152 страниц машинописного текста содержательной части, 60 рисунков, 22 таблиц и 5 страниц библиографии. Положения, выносимые на защиту
методика выбора структуры КИВС на начальных этапах, основанная на системе взаимосвязанных иерархических оптимизационных моделей подсетей, обеспечивающая синтез структуры сети с минимизированной стоимостью, способ оценки точности разработанной методики;
метод построения информационной модели организации и расчета параметров информационного взаимодействия между её СЭ;
метод использования средств имитационного моделирования для получения параметров работы КИВС, принципы формирования исходных данных для имитационных моделей КИВС;
система взаимосвязанных иерархических моделей подсетей, построенная с использованием современных сетевых технологий, требований международных стандартов и опыта ведущих компаний производителей сетевого оборудования.
Особенности корпоративных сетей
Корпоративные вычислительные сети возникли не на пустом месте. Сначала на предприятиях создавались небольшие локальные сети, используемые только небольшой группой сотрудников - так называемые сети отделов или рабочих групп. Сети отделов или рабочих групп используются группой людей, объединенных решением общей задачи, такой, например, как бухгалтерский учет или маркетинг. Главной целью сетей отделов является разделение ресурсов, таких как приложения, данные, принтеры и т.д. Сети рабочих групп и отделов обычно создаются на основе какой либо одной сетевой технологии канального уровня - Ethernet, Token Ring, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet. Основными признаками сети рабочей группы или отдела являются, таким образом, однородность и небольшой масштаб. Повышение эффективности работы членов отдела возможно путем получения доступа к информации других отделов [25].
Итак, следующим шагом в эволюции сетей является объединение локальных сетей, обслуживающих нескольких отделов1 в единую сеть здания или группы зданий. Такие сети называют сетями калтусов. Сеть кампуса может простираться на несколько километров, но при этом глобальные соединения не требуются. Услуги, предоставляемые сетями кампусов, не ограничиваются простым разделением файлов и принтеров, а часто включают доступ и к серверам других типов, например, к факс-серверам. В результате сотрудники каждого отдела получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Важным сервисом, предоставляемым сетями кампусов, стал доступ к корпоративным базам данных.
Именно на уровне сети кампуса начинаются проблемы интеграции. Типы компьютеров, сетевых операционных систем, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в каждом отделе. Отсюда вытекают сложности управления кампусными сетями.
А поскольку сети отделов, входящие в состав кампусной сети, достаточно независимы и часто построены на базе различных технологий, их объединение осуществляется на сетевом уровне [19]. Большие КИВС объединяют несколько кампусных сетей и интегрируют все информационные ресурсы организации.
Решающие влияние на развитие структуры КИВС оказывало и оказывает распределение и структура информационных потоков. Несмотря на то, что у каждого предприятия параметры информационных потоков индивидуальны, есть общие черты, связанные с технологиями автоматизированной обработки корпоративной информации.
В 90-е годы XX века в мире произошли кардинальные изменения как на рынках товаров и услуг, так и в информационных технологиях. Переломным событием в этой области стало появление Интернета. Изменения, причиной которых стал Интернет, многогранны. Гипертекстовая служба WWW изменила способ представления информации человеку, собрав на своих страницах все популярные ее виды - текст, графику и звук. Транспорт Интернет - недорогой и доступный практически всем предприятиям - существенно облегчил задачу построения территориальной корпоративной сети. Стек TCP/IP сразу же вышел на первое место, потеснив прежних лидеров локальных сетей IPX и NetBIOS, а в территориальных сетях - Х.25.
Интернет все больше использоваться не только для распространения информации, но и для осуществления самих деловых операций - покупки товаров и услуг, перемещения финансовых активов и т.п. Сюда нужно добавить и обмен информацией с предприятиями-соисполнителями или партнерами по бизнесу. Использование технологии Intranet сломало привычные пропорции внутреннего и внешнего трафика предприятия в целом и его подразделений -старое правило, гласящее, что 80% трафика является внутренним и только 20% идет вовне, сейчас не отражает истинного положения дел [36]. Интенсивное обращение к Web-сайтам внешних организаций и других подразделений предприятия резко повысило долю внешнего трафика.
Другим примером влияния изменений, которые претерпевает технология автоматизированной обработки информации на современном предприятии, стало появление технологии управления пользователями, основанной на виртуальных сетях VLAN (virtual local area network). Данная технология внесла изменения в логику взаимодействия некоторых узлов сети, вследствие чего возникла необходимость в адаптации структур подсетей с целью повышения качества функционирования КИВС [35], [11].
Стандарты компьютерных сетей
В настоящее время на многие компоненты малых КИВС разработаны стандарты. Работы по стандартизации ведутся большим количеством организаций. В зависимости от статуса организации различают следующие виды стандартов [26]: Стандарты отдельных фирм: например, стек протоколов SNA компании IBM или графический интерфейс OPEN LOOK для Unix-систем от Sun); стандарты специализированных комитетов и объединений, создаваемых несколькими компаниями, например стандарты технологии ATM, разрабатываемые специально созданным объединением ATM Forum; национальные стандарты, например, стандарт FDDI, представляющий один из многочисленных стандартов института ANSI; международные стандарты, например, модель и стек коммуникационных протоколов Международной организации по стандартизации (ISO).
Поскольку разрабатываемая методика выбора структуры КИВС охватывает нижние три уровня базовой модели OSI, то приведем главные стандарты, действующие на этих уровнях.
Физический уровень. Европейский ISO/IEC11801 и американский TIA/EIA-568В [50]: стандарты определяют электрические характеристики витых неэкранированных медных кабелей для частот в диапазоне: до 16 МГц - UTP cat 3, до 20 МГц - UTP cat 4, до 100 МГц - UTP cat 5, до 250 МГц - UTP cat 6, до 600 МГц - UTP cat 7 (обязательно экранируются).
В зависимости от распределения показателя преломления и величины диаметра сердечника различают: многомодовое волокно 50/125 и 62,5/125 (дробь обозначает соотношение диаметров световода и внешней оболочки), характеристики которого определены в стандартах IEC-793, ISO/IEC 11801,
TIA/EIA-568 В (TSB-72 [51]); характеристики одномодовго оптоволокна 10/125 определены в стандарте IEC-793, TIA/EIA-568 В (TSB-72 [51]). Канальный уровень (MAC и LLC подуровни). Среди стандартов, описывающих протоколы канального уровня можно выделить: стандарты технологий локальных сетей (LAN). К ним можно отнести IEEE 802.3 - стандарты, описывающие семейство протоколов Ethernet; IEEE 802.5 - стандарты, описывающие семейство протоколов Token Ring; группа национальных стандартов ANSI, описывающая технологию FDDI; IEEE 802.11 - стандарты, на беспроводные сети LAN; IEEE 802.2 - стандарт, описывающий LLC подуровень; IEEE 802.1Q - стандарты определяющий способы построения VLAN [49]; стандарты технологий глобальных сетей. К ним можно отнести стандарты ITU/ANSI, FRF, описывающие протокол Frame Relay; группа стандартом ATM, в разработке которых участвовала группа ATM Forum, а также ITU/ANSI.
Сетевой уровень. На этом уровне необходимо упомянуть стандарты, описывающие протокол IP - RFC 950, 1518, 791.
Структурным элементам, составляющим организационную структуру предприятия соответствуют следующие подсети КИВС: сеть отдела, сеть департамента (подразделения). Департамент представляет собой крупную единицу деления предприятия со сложной структурой информационных потоков, функции передачи которых, как правило, берет на себя кампусная сеть. Рассмотрим некоторые современные сетевые технологии и решения, применяемые при построении кампусных сетей. Для упрощения задачи построения камусных сетей ведущими фирмами производителями сетевого оборудования, в частности Cisco Systems был предложен подход, в соответствии с которым, физическая структура кампусной сети представляется как набор модулей или блоков [46], [48]. Каждый блок можно рассматривать и специфицировать отдельно и независимо от других. Отдельные преимущества, присущие различным технологиям, могут быть добавлены в состав сети, не оказывая влияния на логическую структуру сети. В составе физической структуры кампусной сети можно выделить следующие блоки: ядро сети (Core), центр обработки данных (ЦОД), блок подключения кампусной сети к региональной сети (WAN), блок «сеть отдельного здания».
Ядро сети является центром всей модели физической структуры сети. К нему подключаются все другие блоки - рисунок 2.1. Блоки WAN и ЦОД могут не входить в состав конкретной кампусной сети. Блоки «ядро сети» и «сеть здания» присутствуют обязательно.
Поиск и устранение неисправностей в кампусной сети с модульным дизайном значительно упрощен из-за хорошей структуризации сети.
Построение информационной модели организации
Создание информационной модели организации является важнейшим действием, выполняемым в рамках методики выбора структуры КИВС. Смысл информационной модели состоит в формировании и формализации большинства данных, необходимых для проектирования [10].
Для использования в методике выбора структуры КИВС информационная модель должна иметь определенный вид и содержать конкретный набор данных. Задачу выбора структуры КИВС можно решить более успешно, если считать, физическое расположение СЭ и их членов не фиксированы, а также подлежат выбору в определенных пределах.
Для создания информационной модели организации предлагается последовательность действий, представленная в виде схемы обобщенного алгоритма (рисунок 3.5). Кратко опишем каждое действие. Сначала реализуется процедура иерархической декомпозиции, в рамках которой организационная структура предприятия приводится к древовидному виду.
Выделяются иерархические уровни, с расположенными на них СЭ Ma/j, а=1,3 (действие 1). Определяется физическое расположение всех СЭ JMf/j и осуществляется устранение нелокальности первого типа (нелокальности будут подробно рассмотрены ниже). Реализуется переход от СЭ b/f,.j к соответствующим им подсетям КИВС Ла,у, а=1,3 (действие 4).В соответствии с логикой методики, включающей две стадии (декомпозицию и интеграцию) построение информационной модели необходимо начинать с уровня а=1 (MJ/J). Однако детально рассматривать структуру информационного взаимодействия внутри рабочих групп, отделов мы не будем. Подробному анализу и занесению в информационную модель подвергнуться лишь несколько характеристик информационного взаимодействия, оказывающих влияние на структуру КИВС: среднее количество информации передаваемое/принимаемое автоматизированным рабочим местом (АРМ) каждого из членов М ,у, суммарный трафик, доли внешнего и внутреннего трафиков (действие 7). Информационная модель уровня а=2, наоборот, должна содержать все нюансы информационного взаимодействия подсетей А1 ц. Определяется структура и количественные характеристики информационного взаимодействия А1 ц (действие 9). В рамках действия 10 в соответствии со структурой и параметрами информационного взаимодействия внутри подсети уровня а=2 (малой КИВС) и другими соображениями осуществляется выделение VLAN, определяется структура и параметры информационного взаимодействия между виртуальными сетями. После того, как VLAN выделены осуществляется минимизация нелокальности второго типа (действие 11).
Для автоматизации некоторых этапов рассматриваемого действий (1,9,11) можно воспользоваться одним из многочисленных CASE-средств. В настоящей работе будет использоваться средство построения диаграмм Windows Visio. Для создания информационной модели будет использоваться собственная методология, схожая с DFD (рассматривается ниже). Диаграмма должна отображать потоки данных, генерируемых приложениями, автоматизирующими бизнес процессы и работы организации. Основу методологии составляет графический язык, использующийся при определении структуры и расчете параметров информационного взаимодействия между Л1 и VLAN. Для использования средств CASE моделирования необходимо определить следующие позиции [15], [23]: цель моделирования - что должна показывать модель; область моделирования — описание области как системы в целом, так и её компонентов является основой построения модели. При формулировании области необходимо учитывать два компонента: ширину и глубину. Ширина подразумевает определение границ модели, что будет рассматриваться внутри модели, а что снаружи. Глубина определяет на каком уровне детализации модель является завершенной; точка зрения на моделируемую систему — определение субъекта системы. Действие 1. Иерархическая декомпозиция Входные данные: вид деятельности организации, административный состав; Входные данные (то, что заносится в информационную модель): структурированный административный состав - система иерархических уровней с расположенными на них СЭ АҐ/ф f - число СЭ на уровне a = 1,3, n(i) - количество СЭ М1 ц, входящих в состав СЭ М2/,
Цель CASE моделирования: состоит в структурировании административного состава организации, определении функций каждой СЭ; Точка зрения на моделируемую систему: рассматриваются элементы административного состава - иерархические уровни и СЭ; Область CASE моделирования: область охватывает все СЭ (ширина). Глубина равняется трем: На самом высоком уровне (а=3) - сама организация, департамент {а=2) - уровень ниже, отделы, рабочие группы (a=i) - самый низкий уровень .
Набор тестовых конфигураций КИВС
В настоящей работе будет использован метод оценки точности, основанный на сравнении точного решения, полученного методом последовательного перебора всех возможных вариантов структур КИВС и решения, полученного при помощи разработанной методики в переделах размерностей задач, где этот перебор возможен. Для получения точного решения ключевым моментом является размерность задачи, т.е. возможное число структур КИВС, подлежащих анализу. Оценим возможное количество структрур: 1. для 24 АРМ (количество, подключаемое к одному коммутатору): 13 24 15=5760 вариантов, где 13 - количество видов сетевых технологий, 15 - число аппаратных конфигураций; 2. для оборудования, расположенного в РПЭ: 7 2 10=140 вариантов, где 7 -количество видов сетевых технологий, 2 — число возможных вариантов соединения активного сетевого оборудования (стек, прямое подключение), 10 - максимальное количество ЛС в транке. 3. для оборудования, расположенного в РПЗ: 3 2 10=60 вариантов, где 3 -кол-во видов сетевых технологий, 2 - число возможных вариантов соединения сетевого оборудования, 10 - макс, кол-во ЛС в транке.
Таким образом, для кампуса, состоящего из двух двухэтажных зданий, с двухстами рабочими станциями количество возможных структур КИВС, будет равно 5760 9 140 4 60. И это без учета локальных серверов и логических структур малой КИВС. Такое количество вариантов структур даже с учетом стремительного развития вычислительной техники не поддается анализу за приемлемое время и является наглядным подтверждением тезиса о том, что невозможно решить задачу проектирования КИВС без использования процедуры декомпозиции.
Для существенного уменьшения количества возможных структур КИВС, подлежащих анализу методом последовательного перебора, предлагается проводить анализ только сетевой структуры (КС и активное оборудование) и не рассматривать вопросы, связанные с выбором аппаратных конфигураций рабочих станций и серверов. Данное допущение не скажется на результате, поскольку функции стоимости аппаратного обеспечения и сетевой инфраструктуры по области ограничений абсолютно независимы. Кроме того, предлагается ограничиться рассмотрением КИВС, расположенной только в одном здании, то есть исключить из анализа магистральные КС, соединяющие здания. Если же в ходе исследования выяснится, что погрешность является результатом ошибочного определения параметров сетевой структуры - каналов связи, то магистральные КС будут включены в рассмотрение. Тогда для КИВС, расположенной в двухэтажном здании и объединяющей сто рабочих станций (1/2 от КИВС, рассмотренной выше), получим: 13 56 = 1164374848 вариантов, где 13 - кол-во вариантов подключения к КИВС 24 АРМ (к одному коммутатору), 56 -7 2 4 - кол-во возможных вариантов реализации РПЭ (максимальное кол-во ЛС в транке равно 4, так как расчет будет вестись для активного оборудования D-Link). Анализ такого количества возможных структур уже вполне под силу современной вычислительной технике. Таким образом, получить точное решение возможно лишь для небольших КИВС.
Для определения источника источника ошибки, а также прогноза величины ошибки для больших КИВС необходимо исследовать влияние на ошибку каждой переменной, входящей в состав целевой функции, при фиксировании других. Для оценки точности методики выбора структуры КИВС предлагается следующая последовательность действий:
1. Формируется набор тестовых КИВС с размерностями, позволяющими получить точное решение за приемлемое время. В тестовом наборе КИВС должна обеспечиваться вариативность переменных, входящих в состав целевой функции;
2. С помощью специальной программы, обеспечивающей получение точного решения методом последовательного перебора (см. п.4.2), и предлагаемой методики для каждой тестовой КИВС определяется лучшая структура и рассчитывается значение целевой функции (стоимость КИВС);
3. Производится сравнение полученных результатов, определяется разница. Устанавливается характер зависимости величины ошибки от переменных, входящих в состав целевой функции. На основе полученных данных делается прогноз о возможном значении ошибки для больших КИВС и определяется граница применимости разработанной методики выбора структуры КИВС.
