تحلیل و طراحی شبکه بین سه شعبه دانشگاه آزاد و بررسی ترافیک عبوری

یکی از مهم ترین مراحل ایجاد یک شبکه، تحلیل درست شبکه و عملکرد و نیازمندی های آن است. مقاله زیر به صورت فرضی یک دانشگاه بزرگ به همراه چند دانشکده را در نظر گرفته و شبکه مورد نیاز آن را طراحی نموده است. در انتها هم توسط نرم افزار مانیتورینگ Wireshark ترافیک شبکه بررسی شده است.

 ۱- شرح پروژه

شبکه پیشنهادی برای یک مکان آموزشی در نظر گرفته شده است. این شبکه باید یک دانشگاه مرکزی (دانشگاه آزاد قروین) و دو شعبه دیگر از این دانشگاه ( شعبه تاکستان و شعبه بویین زهرا) را به هم متصل کند. واحد مرکزی شامل پنج دانشکده است. شعبه تاکستان ۴۵ کیلومتر از شعبه مرکزی فاصله دارد و شعبه بویین زهرا هم ۵۵  کیلومتر از شعبه مرکزی فاصله دارد. این شبکه قرار نیست که نیاز دانشجویان را برطرف کند، بلکه اشتراک منابع و مدیریت بهتر از اهداف آن است. این شبکه صرفا برای اتصال کارمندان و تبادل داده بین آنها باید طراحی شود.

 

۱-۱- کاربران موجود:

کاربران اصلی شبکه در دانشگاه مرکزی شامل ۳ کاربر Administrator، ۳ منشی مدیر، ۱۰ عضو آموزش، ۸ عضو دانشکده علوم انسانی، ۶ عضو دانشکده حسابداری و ۳ عضو دانشکده کامپیوتر است.

کاربران در شعب شامل ۴ عضو Administrator، ۴ منشی مدیر، ۴ کاربر دانشکده کامپیوتر، ۱۶ عضو دانشکده علوم انسانی و ۲ کاربر دانشکده حسابداری هستند.

و در نهایت والدین، اساتید هیئت علمی و اساتید حق التدریسی و افراد عموم کاربران درجه دو این شبکه محسوب می شوند. اما این کاربران مستقیم با شبکه ارتباطی ندارند.

 

۱-۲- جریان های ترافیکی موجود در شبکه:

نوع داده هایی که در این شبکه مبادله می شود شامل اطلاعیه ها، اطلاعات مالی، پروفایل اعضا و صفحات وب است. بیشتر داده ها به صورت Text است اما داده صوتی و تصویری هم وجود دارد.

داده ها توسط کاربران نهایی و  اغلب به وسیله نرم افزار های نصب شده در ویندوز ۲۰۰۰ مانند Dream waver و Office 2007 تولید می شوند. اما داده های سایر نرم افزار ها مانند Paint، Notepad، Photoshopو … هم وجود دارد.

 

۲- تحلیل نیازمندی ها:

۲-۱- نیاز های شبکه

1. ارائه سرویس مطمئن: هدف اصلی طراحی این شبکه باید دسترسی مطمئن و ایمن در تبادل اطلاعات بین دانشگاه مرکزی و شعب آن باشد. هیچ شخصی خارج از کارمندان دانشگاه نباید به شبکه دسترسی داشته باشند.
2. یکپارچه سازی و به روز رسانی : در حال حاضر در این سه واحد تعدادی LAN وجود دارد که به روز و با هم سازگار نیستند. شبکه باید طوری طراحی شود که توسط یک WAN مجتمع تبادل اطلاعات انجام شود.
3. پردازش انواع اطلاعات: شبکه باید به کاربران اجازه دهد که تمام متون اسکی و غیر اسکی، اشکال گرافیکی، فایل های صوتی و تصویری را با هم تبادل کنند.
4. قابلیت همکاری: شبکه باید از تمام امکانات و تجهیزات سخت افزاری موجود استفاده کند و برای کاربران موقعیت فیزیکی سخت افزار ها مشکلی ایجاد نکند.
5. مقیاس پذیری: شبکه باید طوری طراجی شود که با اضافه شدن شعبه جدید هم مشکلی به وجود نیاید.

 

۲-۲- نیاز مندی های کاربر

• دسترسی به نرم افزار های واحد آموزش و مالی
• امکان مشاهده و کنترل دوربین های امنیتی موجود در دانشگاه ها توسط مدیران
• امکان دسترسی به اینترنت بی سیم توسط کارمندان
• امکان پشتیبان گیری از اطلاعات سرور ها
• دسترسی راحت به منابع سخت افزاری به اشتراک گذاشته مانند فکس و پرینتر
• امکان تبادل اطلاعات به صورت ایمن

۲-۳- نیازمندی های کاربرد

• نرم افزار آموزش
• نرم افزار امور مالی
• سایت دانشگاه
• ویدئو کنفرانس
• VPN
• VoIP
• ایمیل
• دوربین های امنیتی

۲-۴- تعداد کاربران و سطوح اولویت:

در دانشگاه مرکزی کاربران Administrator، منشی و اعضای دانشگاه هستند. در سطح شعب هم کاربران Administrator ، منشی و اعضای ۳ دانشکده هستند. حداکثر تعداد کاربرانی که همزمان به شبکه دسترسی خواهند داشت حدود ۱۰۰ کاربر و به طور متوسط ۳۳ کاربر در شعبه مرکزی، ۳۰ کاربر در شعبه ۱ و ۳۰ کاربر در شعبه ۲ و ۷ کاربر هم برای مواقع نیاز خواهد بود.

سه سطح دسترسی داریم که بالاترین اولویت با مدیران است.

1. Management
2. User
3. Background

کاربران با سطح دسترسی  Management باید در ارسال ایمیل یا Backup گیری و … اولویت داشته باشد.

 

۲-۵-  نیازمندی های سرعت انتقال:

شبکه باید طوری طراحی شود که برای انتقال فایل و داده مشکلی نداشته باشد. مصاحبه با کارمندان و بررسی شبکه موجود نشان داد که میانگین توان عملیاتی ۲۰ mbps برای هر کاربر در هر LAN و ۱۰ mbps برای هر کاربر بین LAN ها نیاز خواهد بود.

 

فرضیات طراحی:

1. شبکه دانشگاه مرکزی Firewall دارد و تمام اطلاعات ورودی و خروجی را کنترل میکند.
2. سرویس اینترنت هم توسط شبکه داشگاه مرکزی ارائه می شود.

 

 نیازمندی های ذخیره سازی:

در این شبکه نیاز به ذخیره سازی اطلاعات تمام دانشجویان، اساتید و اطلاعات خود مراکز داریم. هر کاربر به صورت میانگین ۱۰۰ MB از فضای سرور را نیاز خواهد داشت. حداکثر میزان فضای مورد استفاده هر کاربر از سرور  ۱ GB خواهد بود. به علاوه سیستم عامل شبکه خدود ۵۰۰ MB از هر LAN را اشغال خواهد کرد. هر PC باید حداقل فضای ۱۰ GB داشته باشد. هر سرور LAN هم حداقل ۲۰ GB فضا نیاز دارد. سرور اصلی در دانشگاه مرکزی هم حداقل ۳۶ GB فضا نیاز دارد.

 

نیاز های امنیتی:

یک Firewall باید دسترسی کاربران غیرمجاز را کنترل کند. بین دسترسی کاربران مدیر و کاربران معمولی تفاوت وجود دارد. تمامی Account ها باید با دسترسی محدود و کنترل شده باشند.

 

 

دیاگرام سطح بالای شبکه:

 

دیاگرام شعبه مرکزی

 

 

دیاگرام LAN اصلی شعبه مرکزی

 

دیاگرام LAN دانشکده حسابداری

 

 

دیاگرام LAN واحد آموزش در شعبه مرکزی

 

 

دیاگرام LAN دانشکده علوم انسانی

 

 

دیاگرام LAN دانشکده کامپیوتر

 

دیاگرام شعبه تاکستان

 

دیاگرام LAN اصلی شعبه تاکستان

 

 

دیاگرام LAN دانشکده کامپیوتر و حسابداری

 

دیاگرام LAN دانشکده علوم انسانی

 

 

دیاگرام شبکه واحد بویین زهرا

 

دیاگرام LAN اصلی شعبه بویین زهرا

 

دیاگرام LAN دانشکده کامپیوتر و علوم انسانی

دیاگرام LAN دانشکده علوم انسانی

 

 

 

مانیتور ترافیک شبکه:

تخمین میزان ترافیک:

بررسی LAN موجود و مصاحبه با کارمندان نشان می دهد که بیشترین تبادل اطلاعات در سه ماه اول سال است. ترافیک روزانه از ساعت ۸ صبح تا ۶ بعد از ظهر است. بیشترین ترافیک در دو زمان ۸ تا ۱۲ و ۱۵ تا ۱۷ عصر است. در شب ها و روزهای تعطیل ترافیک به حداقل می رسد.

1. میانگین توان عملیاتی مورد نیاز برای هر LAN در ساعات کاری ۲ mbps است.
2. میانگین توان عملیاتی مورد نیاز برای هر WAN در ساعات کاری۰۴ mbps است.
3. حداکثر میزان ترافیک مورد انتظار در هر LAN حدود ۴ mbps است.
4. حداکثر میزان ترافیک مورد انتظار در هر WAN حدود ۴ mbps است.

 

برای تحلیل ترافیک موجود در شبکه از نرم افزار WireShark استفاده شد و اطلاعات زیر به دست آمد:

 

میانگین تعداد بسته ها و میانگین ترافیک:

نموداری از پروتکل های اجرا شده در شبکه:

 

 

 

آمار بسته های تبادل شده بین هاست ها:

 

 

آماری از طول بسته های IP:

 

 

 

نمودار ارسال و دریافت بسته ها در پروتکل TCP: