Єременко Олександра Сергіївна, Лемешко Валентин Олександрович, Куренко Владислав Олександрович

Дослідження показників надійності фрагменту локальної інфокомунікаційної мережі

На основі проведеного аналізу встановлено, що для забезпечення та підвищення надійності інфокомунікаційних мереж (ІКМ) потрібно комплексно залучати функціонал всіх рівнів еталонної моделі взаємодії відкритих систем. Рішення окремих рівнів повинні реалізовуватись системно на різних ділянках мережі та при захисті (резервуванні) різних типів мережних елементів – маршрутизаторів, каналів та шляхів. За допомогою симулятора Cisco Packet Tracer спроєктована надійна локальна інфокомунікаційна мережа. На рівні локальної мережі, яка функціонувала з використання технології Ethernet, підвищення структурної надійності забезпечувалось на підставі введення додаткових каналів між комутаторами для створення сильнозв’язної топології. Використання протоколу STP, а саме його версій PVST+ та Rapid PVST, дозволило забезпечити швидке реагування мережі на відмови її елементів – маршрутизаторів та каналів зв’язку між ними. Для забезпечення відмовостійкого доступу до сервісів глобальної мережі у розділі було налаштовано протокол відмовостійкої маршрутизації HSRP. Результати тестування ІКМ підтвердили високий рівень її надійності як при безвідмовній роботі мережі, так і в умовах можливих відмов. У статті проведено аналіз рівня надійності множини мережних топологій. Аналіз стосувався впливу рівня надійності окремих каналів та структурної надлишковості на ймовірності безвідмовної роботи з’єднань між різними комутаторами мережі. Результати аналізу підтвердив, що введення надлишковості у топологію мережі призводить до підвищення рівня структурної надійності ІКМ. Отримані кількісні результати дозволяють обґрунтувати вибір тієї чи іншої топології ІКМ для забезпечення заданого рівня її структурної надійності. Ґрунтуючись на отриманих результатах, можна розробити рекомендації щодо вибору тієї чи іншої мережної топології в залежності від стану комутаторів, його портів та вимог щодо рівня надійності ІКМ взагалі.

Ключові слова: мережа, надійність, аналіз, відмовостійкість, топологія, комутатор

Yeremenko Oleksandra, Lemeshko Valentyn, Kurenko Vladyslav

Research of reliability indicators of a local infocommunication network fragment

Based on the analysis, it is established that to ensure and improve the reliability of information and communication networks (ICN), it is necessary to comprehensively involve the functionality of all layers of the Open Systems Interconnection reference model. The solutions of individual layers should be implemented systematically in different parts of the network and when protecting (backing up) different types of network elements — routers, links, and paths. The Cisco Packet Tracer simulator was used to design a reliable local information and communication network. At the level of the local network, which operated using Ethernet technology, the structural reliability was increased by introducing additional links between switches to create a strongly connected topology. The use of the STP protocol, namely its PVST+ and Rapid PVST versions, made it possible to ensure quick response to network failures of its elements — routers and communication links between them. The HSRP fault-tolerant routing protocol was configured to ensure access to WAN services. The results of the ICN testing confirmed its high reliability level during network uptime and in the face of possible failures. The article analyzes the reliability level of several network topologies. The analysis focused on the impact of the reliability level of individual links and structural redundancy on the probability of fault-free operation of connections between different network switches. The analysis results confirmed that introducing redundancy in the network topology increases ICN structural reliability. The obtained quantitative results allow us to justify the choice of a particular topology to ensure a given level of structural reliability. Based on the results, it is possible to develop recommendations for choosing a specific network topology depending on the state of the switches, their ports, and the requirements for the reliability level of the ICN in general.

Keywords: network, reliability, analysis, fault tolerance, topology, switch