TD2-4

Top-Down cz.1.2
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
Top-Down cz.1.2
Ustalenie jaka ma być
•
•
•
•
•
Skalowalność
Dostępność, niezawodność
Pasmo
Przepustowość i wpływ obciążenia
Opóźnienia
Dostępność/niezawodność
Na godzinę
dziennie
Na tydzień
Rocznie
99.999%
.0006
.01
.10
5
99.98%
.012
.29
2
105
99.95%
.03
.72
5
263
99.90%
.06
1.44
10
526
99.70%
.18
4.32
30
1577
w minutach
Top-Down cz.1.2
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
Top-Down cz.1.2
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
Top-Down cz.1.2
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)
Top-Down cz.1.2
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 -9
• 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
100 % Pasma
p
a
s
m
o
realnie
ie
aln
e
Id
100 % Pasma
obciążenie
Top-Down cz.1.2
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
Średnia długość kolejki
Długość kolejki a zajętość
( wykorzystanie, obciążenie, load )
15
12
9
6
3
0
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Zajętość przepływności
Wykorzystanie = obciążenie / przepustowość
Długości kolejki = wykorzystanie /(1 - wykorzystanie)
1
Top-Down cz.1.2
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
Top-Down cz.1.2
Rozdział 3: Analiza istniejącej sieci
• Poznaj obecną sieć, weź schemat
• Stosowane technologie i media
Narysuj schemat sieci
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
16 Mbps
Token Ring
Gigabit
Ethernet
Grants Pass
HQ
Fast Ethernet
75 users
FEP
(Front End
Processor)
IBM
Mainframe
T1
Web/FTP server
Eugene
Ethernet
20 users
T1
Internet
Top-Down cz.1.2
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 1015 Hz, λ = 500nm
Łącza radiowe - 2.4 i 5.5 GHz, λ =10cm
Podczerwień – FSO 1014 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