УДК 004.7 
ББК 32.973.202 
     К70 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
зав. кафедрой «Систем автоматизированного проектирования»  
Московского государственного технического университета  
им. Н.Э. Баумана,  доктор техн. наук, профессор  И. П. Норенков;  
доктор техн. наук, профессор Московского государственного института  
электроники и математики (ТУ)  Е. А. Саксонов 
 
 
Корячко В. П., Перепелкин Д. А. 
К70        Анализ и проектирование маршрутов передачи данных 
в корпоративных сетях. – М.: Горячая линия–Телеком, 
2012. –  236 с.: ил. 

ISBN 978-5-9912-0268-8. 

В монографии анализируются технологии и особенности 
проектирования корпоративных сетей, рассматриваются мате-
матические модели и современные алгоритмы маршрутизации. 
Особое внимание уделено перспективным решениям, способ-
ствующим ускорению маршрутизации в корпоративных сетях 
и адаптации к динамическим изменениям в их структуре. 
Для специалистов в области разработки и внедрения ин-
формационных систем, администраторов корпоративных сетей, 
будет полезна студентам и аспирантам инфокоммуникацион-
ных и информационных специальностей. 
ББК 32.973.202 
 
 
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU 
 
Научное издание 
 
Корячко Вячеслав Петрович 
Перепелкин Дмитрий Александрович 
 
Анализ и проектирование маршрутов передачи данных 
в корпоративных сетях 
 
 
 
Подписано в  печать 12.04.2012.  Формат 60×88/16. Усл. печ. л. 14,75.  Изд. № 12268.  Тираж 500 экз. 
ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия–Телеком» 
 
ISBN 978-5-9912-0268-8             © В. П. Корячко, Д. А. Перепелкин, 2012 
© Издательство «Горячая линия–Телеком», 2012 

Введение 
 
Важнейшим условием повышения конкурентоспособности 
российских предприятий является внедрение современных 
информационных технологий (ИТ). Для повышения качества 
продукции и услуг на предприятиях активно внедряются кор-
поративные информационные системы. Важнейшим звеном     
в ИТ - инфраструктуре предприятия составляют корпоратив-
ные сети, предназначенные для обеспечения взаимодействия 
различных приложений информационных систем. 
Необходимость обеспечения качественного обслуживания 
современного трафика, передаваемого через IP-сети, обуслов-
ливает высокие требования к эффективности передачи паке-
тов данных от отправителя к получателю. Загрузка и пропуск-
ная способность линий связи корпоративной сети динамически 
меняются, что в свою очередь, может приводить к частой   
рассылке служебной информации об изменении маршрутов. 
Задача маршрутизации в сетях решается при условии, что 
кратчайший маршрут, обеспечивающий передачу пакета за 
минимальное время, зависит от топологии сети, пропускной 
способности и нагрузки на линии связи. Топология сети изме-
няется в результате отказов узлов и линий связи и отчасти 
при развитии телекоммуникационной системы (подключение     
новых узлов и линий связи). Пропускная способность каналов 
связи определяется типом передающей среды и зависит от 
уровня шумов и параметров аппаратуры. Наиболее динамиче-
ским 
фактором 
является 
нагрузка 
на 
линии 
связи, 

изменяющаяся довольно быстро и в трудно прогнозируемом 
направлении. 
Для выбора оптимального маршрута каждый узел связи 
должен располагать информацией о состоянии телекоммуни-
кационной системы в целом – всех остальных узлов и линий 
связи. Данные о текущей топологии сети и пропускной спо-
собности линий связи предоставляются узлам без затрудне-
ний. Однако нет способа для точного предсказания состояния 

В.П. Корячко, Д.А. Перепелкин 

нагрузки в сети. Поэтому при решении задачи маршрутизации 
могут использоваться данные о состоянии нагрузки, запазды-
вающие (из-за конечной скорости передачи информации) по 
отношению к моменту принятия решения о направлении пере-
дачи пакетов. Следовательно, во всех случаях алгоритмы 
маршрутизации выполняются в условиях неопределенности 
текущего 
и 
будущего 
состояния 
телекоммуникационной      
системы. 
Комплексное решение вышеперечисленных задач пред-
ставляет 
собой 
сложную научную 
проблему, 
связанную           
с разработкой научно-обоснованных моделей, методов и алго-
ритмов в условии динамических изменений в структуре и на-
грузках на линиях связи корпоративных сетей, обеспечиваю-
щих поддержку заданного качества обслуживания, админист-
рирования и адаптивного управления.  
Применение новых перспективных технологий для реше-
ния задачи маршрутизации корпоративных сетей позволяет 
повысить эффективность функционирования сети и уменьшить 
затраты на ее обслуживание. 
В монографии дается определение корпоративных сетей, 
анализируются технологии и особенности проектирования 
корпоративных сетей, рассматриваются математические моде-
ли и современные алгоритмы маршрутизации. Особое внима-
ние 
уделено 
перспективным 
решениям, 
способствующим            
ускорению маршрутизации в корпоративных сетях и адапта-
ции к динамическим изменениям в их структуре.  
Монография предназначена для специалистов в области 
разработки и внедрения информационных систем, админист-
раторов корпоративных сетей, будет полезна студентам и    
аспирантам 
инфокоммуникационных 
и 
информационных    
специальностей.   
 
 
 

Глава 1. Корпоративные сети 
 
1.1. Определение корпоративной сети 
Корпоративная сеть – совокупность  связанных между со-
бой локальных сетей, охватывающих территорию, на которой 
размещено одно предприятие  или  учреждение  в  одном  или  
нескольких  близко расположенных зданиях.  
Однако, корпоративная сеть, как правило, является тер-
риториально распределенной, т.е. объединяющей офисы, под-
разделения и другие структуры, находящиеся на значительном 
удалении друг от друга. Принципы, по которым строится кор-
поративная сеть, достаточно сильно отличаются от тех, что 
используются при создании локальной сети. Это ограничение 
является принципиальным, и при проектировании корпора-
тивной сети следует предпринимать все меры для минимиза-
ции объемов передаваемых данных. В остальном же, корпора-
тивная сеть не должна вносить ограничений на то, какие 
именно приложения и каким образом обрабатывают переноси-
мую по ней информацию. В настоящее время выбор структуры 
корпоративной сети осуществляется эмпирическим путем. Как 
правило, это делают специалисты, основываясь на собствен-
ном опыте. Таким образом, процесс выбора структуры корпо-
ративной сети зависит от конкретного человека (или компа-
нии). На начальном этапе, когда число корпоративных сетей 
было невелико, такой метод выбора структуры сети был при-
емлем. Стремительный прогресс вычислительных и телеком-
муникационных средств привел к резкому увеличению спроса 
на корпоративные сети. Отсутствие общедоступных методик и 
алгоритмов выбора структур корпоративных сетей заметно 
тормозит их развитие. Требуется системный подход к данной 
проблеме. Наличие эффективных общедоступных методик по-
зволило бы в значительной степени сократить временные и 
стоимостные затраты на проектирование сети, сделать доступ-
ным решение этой сложной задачи более широкому кругу спе-

В.П. Корячко, Д.А. Перепелкин 

циалистов, что несомненно приведет к качественному скачку в 
развитии корпоративных сетей. 
 
1.2. Особенности проектирования 
корпоративных сетей 
Основная цель проектирования корпоративных сетей со-
стоит в том, чтобы на основании характеристик корпоратив-
ных информационных потоков предприятия, параметров по-
требителей и производителей информации определить состав 
аппаратно-программных средств, структуру и организацию 
корпоративной сети, которые выполняли бы основные требо-
вания к качеству информационных услуг, предоставляемых 
сетью, при заданных ограничениях на затраты при ее проек-
тировании, внедрении и обслуживании [29]. Сетевые интегра-
торы и сетевые администраторы стремятся обеспечить выпол-
нение следующих требований при проектировании корпора-
тивной сети [20]: 
 расширяемость: возможность простой интеграции от-
дельных компонентов сети (пользователей, компьютеров, при-
ложений, служб); 
 масштабируемость: возможность увеличения количества 
узлов и протяженности связей, а также производительности 
сетевого оборудования и узлов; 
 производительность: обеспечение требуемых значений 
параметров производительности (время реакции, скорость пе-
редачи данных, задержка передачи и вариация задержки пе-
редачи) сетевых узлов и каналов связи; 
 управляемость: обеспечение возможностей централизо-
ванного управления, мониторинга состояния сети и планиро-
вания развития сети; 
 надежность: обеспечение безотказной работы узлов се-
ти и каналов связи, сохранности, согласованности и доставки 
данных без искажений узлу назначения; 
 безопасность: обеспечение защиты данных от несанк-
ционированного доступа. 

Анализ и проектирование маршрутов передачи данных 
7 

Учитывая масштабность, высокую степень гетерогенно-
сти, использование глобальных связей, проектирование кор-
поративных сетей является трудно формализуемым процессом. 
В настоящее время отсутствуют универсальные методики про-
ектирования корпоративных сетей. В большинстве случаев  
сетевые интеграторы при проектировании опираются на свой 
опыт 
и 
используют 
свои 
методики 
проектирования. 

Однако можно сформулировать некоторые, общие для всех 
сетевых интеграторов, типовые этапы выполнения сетевых 
проектов [27]. 
Процесс проектирования корпоративной сети состоит из 
следующих этапов представленных на рис. 1.1. 
1. Анализ требований. На этом этапе формулируются ос-
новные цели предприятия (сокращение производственного 
цикла, оперативный прием заказов, повышение производи-
тельности труда и т.д.) т.е. те цели, которые позволили бы по-
высить 
конкурентоспособность 
предприятия. 
Выполняется 
анализ существующих аналогичных систем, обосновывается 
необходимость в собственных проектах системы. 
2. 
Разработка 
бизнес-модели 
предприятия. 
Бизнес-
модель  или функциональная модель производства описывает 
основные, административные и вспомогательные бизнес-
процессы предприятия, информационные потоки между под-
разделениями 
иерархические 
взаимоотношения 
между       
подразделениями, и представляет собой структурированное 
отображение функций производственной системы, среды, ин-
формации и объектов, связывающих эти функции. 
3. Разработка технической модели корпоративной сети 
(структурный синтез). Техническая модель вычислительной 
сети представляет собой совокупность технических средств, 
необходимых для реализации проекта вычислительной сети. 
На данном этапе  определяются технические параметры сети – 
полный функциональный набор необходимых аппаратных и 
программных средств, без конкретизации марок и моделей 
оборудования. Например, определяются протоколы всех уров-

В.П. Корячко, Д.А. Перепелкин 

ней OSI для каждой из возможных подсетей, требуемая произ-
водительность маршрутизаторов, коммутаторов и концентра-
торов, характеристики среды передачи и прочие технические 
параметры сетевого оборудования. 
4. Разработка физической модели корпоративной сети 
(параметрический синтез). Физическая модель корпоративной 
сети представляет собой подробное описание технических и 
программных средств, их количества, технических параметров 
и способов взаимодействия. Таким образом, физическая мо-
дель является конкретизацией технической модели сети, в ко-
торой в соответствии с техническими параметрами, задавае-
мыми в технической модели, выбраны конкретные сетевые 
устройства, протоколы и прочие сетевые технические средст-
ва. Результаты выполнения данного этапа (структурная схема, 
параметры и алгоритмы функционирования сети) используют-
ся для последующего анализа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.1. Этапы проектирования корпоративной сети 
 

 
Анализ требований 
 

 
Разработка бизнес - модели 
 

 
Разработка технической модели 
 

 
Разработка физической модели 
 

 
Моделирование и оптимизация 
 

 
Установка и наладка системы 
 

 
Тестирование системы 
 

 
Сопровождение 
и эксплуатация  системы 
 

Анализ и проектирование маршрутов передачи данных 
9 

5. Моделирование и оптимизация сети. На данном этапе 
производится моделирование с целью оценки характеристик 
функционирования вычислительной сети и их оптимизации. 
6. Установка и наладка системы. Данный этап подразуме-
вает координирование поставок от субподрядчиков, инсталля-
цию и наладку оборудования, обучение персонала. 
7. Тестирование системы. На этом этапе должны прово-
диться приемочные испытания, оговоренные в контракте с ин-
тегратором. 
8. Сопровождение и эксплуатация системы. Этот этап не 
имеет четко определенных временных границ, а представляет 
собой непрерывный процесс. 
Таким образом, анализ этапов проектирования показыва-
ет, что проект самой корпоративной сети создается под функ-
циональную модель предприятия. Поэтому качество управле-
ние корпоративной сетью будет влиять на качество бизнес-
процессов предприятия. 
 
1.3. Технологии корпоративных сетей 
Современные технологии, на базе которых возможна ор-
ганизация корпоративной сети, могут быть классифицированы 
в соответствии с методами передачи данных. В общем случае 
можно выделить три основных метода: 
 коммутация каналов; 
 коммутация сообщений; 
 коммутация пакетов. 
Первые технологии коммутации пакетов – Х.25 и IP были 
спроектированы с учетом возможности работы с каналами свя-
зи плохого качества. При улучшении качества стало возмож-
ным использовать для передачи информации такой протокол, 
как HDIC, который нашел свое место в сетях Frame Relay. 
Стремление достичь большой производительности и техниче-
ской гибкости послужило толчком разработки технологии 
SMDS, возможности которой затем были расширены стандар-
тизацией АТМ. 

В.П. Корячко, Д.А. Перепелкин 

Одним из основных параметров, по которым можно про-
водить сравнение технологий, являются скорость и гарантия 
доставки информации. Так технология Х.25 и АТМ гарантиру-
ют надежную доставку пакетов (последняя – с помощью про-
токола SSCOP), а Frame Relay и SMDS работают в режиме, ко-
гда доставка не гарантирована. Далее, технология может    
гарантировать, что данные будут поступать их получателю в 
последовательности отправления. В противном случае порядок 
должен восстанавливаться на принимающей стороне. Сети      
с коммутацией пакетов могут ориентироваться на предвари-
тельное установление соединения или просто передавать дан-
ные в сеть. В первом случае могут поддерживаться как посто-
янные, 
так 
и 
коммутируемые 
виртуальные 
соединения.     
Важными параметрами также являются наличие механизмов 
контроля потока данных, системы управления трафиком, ме-
ханизмов обнаружения и предотвращения перегрузок. 
В конечном итоге, среди всех существующих технологий 
наиболее широкое применение при построении корпоративной 
сети нашли АТМ и IP. Подробно рассмотрим технологию IP. 
 
1.4. Технология IP 
Протокол IP является протоколом сетевого уровня, не 
ориентированным на соединения и представляющим данные 
для протоколов транспортного уровня ТСР (ориентированный 
на соединения) и UDP (не ориентированный на соединения). 
Протокол IP доставляет блоки данных (дейтаграммы) от 
одного IP-адреса к другому. IP-адрес является уникальным 32-
битным идентификатором сетевого интерфейса компьютера.   
В функции протокола IP входит определение маршрута для 
каждой дейтаграммы, при необходимости – сборка и разборка 
дейтаграммы на фрагменты, а также отправка источнику дей-
таграммы сообщения об ошибке в случае невозможности дос-
тавки.  Средства контроля корректности данных, подтвержде-
ния их доставки, обеспечения правильного порядка следова-
ния дейтаграмм, а также функции предварительного установ-