Содержание:
Задание……………………………………………………………………………………………2
Введение………………………………………………………………………………………….3
1.
Построение сетевой модели и определение вероятности доведения сообщений от источника к приемнику……………………………………………………………………4
1.4 Графики Pд
=(f)Pj…..…………………………………………………………………….8
2. Проектирование локальной вычислительной сети…………………………………..13
2.1. Постановка задачи исследования и исходные данные………………………………13
2.2. Разбиение сети предприятия на логические подсети………………………………..14
2.3. Построение топологии сети……………………………………………………………...
2.4. Расчёт параметров PDV и PVVсети……………………………………………………..
2.5. Спецификации физической среды первого сегмента…………………………………..
2.6. Расчёт экономических затрат на построение и монтаж ЛВС………………………….
2.7. Календарный план………………………………………………………………………..
Заключение………………………………………………………………………………………...
Используемая литература………………………………………………………………………....
Введение
Сеть
обеспечивает обмен информацией и ее совместное использование (разделение). Компьютерные сети делят на:
· локальные (ЛВС, Local Area Network, LAN), представляющие собой группу близко расположенных компьютеров, связанный между собой;
· распределенные (глобальные, Wide Area Networks, WAN).
Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют периферийное оборудование и устройства хранения информации.
Локальные вычислительные сети (ЛВС) позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве. Для локальных сетей прокладывается специализированная кабельная система, положение возможных точек подключения абонентов ограничено этой кабельной системой. Локальные сети – LAN (Local-Area Network) – являются элементами более крупномасштабных образований, таких как CAN (Campus-Area Network – кампусная сеть, объединяющая локальные сети близко расположенных зданий), MAN (Metropolitan-Area Network – сеть городского масштаба), WAN (Wide-Area Network – широкомасштабная сеть), GAN (Global-Area Network – глобальная сеть). Наконец, «сетью сетей» называют глобальную сеть Интернет.
Любая сеть, будь то локальная вычислительная сеть ВУЗа или крупного предприятия, виртуальная частная сеть или глобальная сеть всей страны, должна соответствовать стандартам, принятых для проектирования и построения сетей.
Компьютерная сеть (Network) –
это группа точек, узлов или станций, соединенных между собой коммуникационными каналами и набор оборудования, обеспечивающего соединение станций и передачу между ними информации.
В данном курсовом проекте проводится расчёт локальной компьютерной сети в соответствии с зданием с использованием технологий Ethernet 10Base-F и Ethernet 10Base-Т, номер базовой сети 130.224.0.0 .
1
Построение сетевой модели и определение вероятности доведения сообщений от источника к приёмнику
1.1 Постановка задачи исследования и исходные данные
Нагрузка между узлами связи в сети:
| Нагрузка между узлами в сети |
| 1-2 |
1-3 |
1-5 |
1-6 |
2-3 |
2-4 |
2-6 |
2-7 |
3-4 |
3-6 |
3-7 |
5-7 |
6-7 |
| 10 |
6 |
8 |
12 |
14 |
16 |
8 |
6 |
4 |
16 |
12 |
8 |
6 |
Найти и выписать все пути доведения информации от узла сети (УС) 1 до УС 7.
Определить вероятность Рд доведения сообщения от УС1 до УС7 при условии, что Pj=0.9 для всех УС и Pj=0.8 для всех каналов связи (КС).
Определение значения Рд для следующих вариантов:
Pj=1 для всех КС и Pj=0.9;0.8;0.7;…;0.1 для всех УС одновременно.
Pj=1 для всех УС и Pj=0.9;0.8;0.7;…;0.1 для всех КС одновременно.
Построить графики Рд=(f)Pj для КС и УС. Сделать выводы о влиянии надёжности каналов связи аппаратуры УС на показатель структурной устойчивости системы.
Также необходимо найти минимальную сеть, достаточную для передачи всех потоков и вычислить максимальную пропускную способность сети.
1.2 Графовая модель ВС и пути доведения информации
На основании исходных данных строим графовую модель вычислительной сети:
№ 1..7 - узлы связи.
№ 8..20 – каналы связи.
Всевозможные варианты пути доведения информации от первого узла к седьмому:
Ia = I1
I8
I2
I12
I3
I17
I6
I20
I7
Ib = I1
I8
I2
I12
I3
I18
I7
Ic = I1
I8
I2
I14
I6
I20
I7
Id = I1
I8
I2
I15
I7
Ie = I1
I9
I3
I17
I6
I20
I7
Iff = I1
I9
I3
I18
I7
Ig = I1
I10
I5
I19
I7
Ih = I1
I11
I6
I20
I7
1.3 Вероятность доведения сообщения от узла 1 до узла 7
Для определения вероятности введём переменную случайного события
 , т.е. любой j-ый элемент, по которому может пройти информация получит 1, иначе 0. Aj
= Pj
. Согласно исходным данным, Pj
(У.С.)=0,9 Pj
(К.С.)=0,8. Искомая вероятность вычисляется по формуле:  . В свою очередь, Iyi
= 1-(1-Ia
)(1-Ib
)(1-Ic
)(1-Id
)(1-Ie
)(1-Iff
)(1-Ig
)(1-Ih
), где Ii
-возможные пути передачи информации от 1-го узла к 7-му, найденные в пп. 1.2.
Для вычисления данной вероятности реализуем следующий алгоритм на языке Pascal:
Рис. 1.1 – Алгоритм вычисления вероятности доведения сообщений
Листинг
программы
:
program veroyatnost;
uses crt;
var
N:longint;
k,j:integer;
Ia,Ib,Ic,Id,Ie,Iff,Ig,Ih:real;
Pus,Pks,S,P:real;
I:array [1..20] of real;
Iy:array [1..10000] of real;
begin
ClrScr;
randomize;
N:=10000;
S:=0;
Pus:=0.9;
Pks:=0.9;
for k:=1 to N do
begin
for j:=1 to 7 do
begin
I[j]:=random;
if I[j]>Pus then I[j]:=0
else I[j]:=1;
end;
for j:=8 to 20 do
begin
I[j]:=random;
if I[j]>Pks then I[j]:=0
else I[j]:=1;
end;
Ia:= I[1]*I[8]*I[2]*I[12]*I[3]*I[17]*I[6]*I[20]*I[7];
Ib:= I[1]*I[8]*I[2]*I[12]*I[3]*I[18]*I[7];
Ic:= I[1]*I[8]*I[2]*I[14]*I[6]*I[20]*I[7];
Id:= I[1]*I[8]*I[2]*I[15]*I[7];
Ie:= I[1]*I[9]*I[3]*I[17]*I[6]*I[20]*I[7];
Iff:=I[1]*I[9]*I[3]*I[18]*I[7];
Ig:= I[1]*I[10]*I[5]*I[19]*I[7];
Ih:= I[1]*I[11]*I[6]*I[20]*I[7];
Iy[k]:=1-(1-Ia)*(1-Ib)*(1-Ic)*(1-Id)*(1-Ie)*(1-Iff)*(1-Ig)*(1-Ih);
S:=S+Iy[k];
end;
P:=S/N;
write (‘P=’,P:5:3);
readln;
end.
В результате выполнения программы получили Рд=0,802
1.4 Графики
P
д
=(
f
)
Pj
Для построения графиков в программе устанавливаем Ркс=1 и изменяем Рус от 0,9 до 0,1, фиксируя соответствующие значения Рд. Аналогично устанавливаем Рус=1 и изменяем Ркс от 0,9 до 0,1.
Количество испытаний: 10000
| 0,1
|
0,010 |
0,119 |
| 0,2
|
0,039 |
0,270 |
| 0,3
|
0,095 |
0,443 |
| 0,4
|
0,165 |
0,599 |
| 0,5
|
0,248 |
0,758 |
| 0,6
|
0,358 |
0,872 |
| 0,7
|
0,491 |
0,948 |
| 0,8
|
0,635 |
0,986 |
| 0,9
|
0,808 |
0,998 |
| Ркс=1 |
Рус=1 |
Количество испытаний: 1000
| 0,1
|
0,010 |
0,126 |
| 0,2
|
0,044 |
0,269 |
| 0,3
|
0,100 |
0,431 |
| 0,4
|
0,188 |
0,605 |
| 0,5
|
0,259 |
0,727 |
| 0,6
|
0,360 |
0,872 |
| 0,7
|
0,512 |
0,945 |
| 0,8
|
0,645 |
0,985 |
| 0,9
|
0,821 |
0,997 |
| Ркс=1 |
Рус=1 |
Количество испытаний: 10
| 0,1
|
0 |
0 |
| 0,2
|
0 |
0,2 |
| 0,3
|
0 |
0,4 |
| 0,4
|
0,1 |
0,7 |
| 0,5
|
0,2 |
0,7 |
| 0,6
|
0,4 |
1 |
| 0,7
|
0,6 |
0,9 |
| 0,8
|
0,6 |
1 |
| 0,9
|
0,8 |
1 |
| Ркс=1 |
Рус=1 |
Очевидно, что при увеличении количества испытаний (10→10000), дисперсия (отклонение от средней величины) будет уменьшаться, т.е. результат будет наиболее точным.
1.5 Минимальная сеть, достаточная для передачи всех потоков
Построим сеть в соответствии с наличием путей между УС и нагрузкой - плотностью потока информации между узлами.
Минимальная сеть означает, что суммарная пропускная способность всех ребер такой сети минимальная.
Берем самую минимальную нагрузку 4 и распределяем ее по всем каналам связи.
 
(1) (2)
Затем из (2) выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
 
(3) (4)
 Из (4) снова выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
(5) (6)
Из (6) выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
 
(7) (8)
Из (8) выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
 
(9) (10)
Для деревьев (1),(3),(5),(7),(9) строим цикл с рёбрами равными равномерной нагрузке. Делим нагрузку для полученных деревьев напополам и сложим с (10).
1.6
Вычисление максимальной пропускной способности сети
Пути:
Ia = I1
I8
I2
I12
I3
I17
I6
I20
I7
Ib = I1
I8
I2
I12
I3
I18
I7
Ic = I1
I8
I2
I14
I6
I20
I7
Id = I1
I8
I2
I15
I7
Ie = I1
I9
I3
I17
I6
I20
I7
Iff = I1
I9
I3
I18
I7
Ig = I1
I10
I5
I19
I7
Ih = I1
I11
I6
I20
I7
Для расчёта максимальной пропускной способности будем рассматривать последовательно все пути доведения информации от источника к получателю.
На каждом шаге выбираем из рассматриваемого пути ребро, которое имеет наименьшую пропускную способность (нагрузку), затем из пропускной способности каждого канала Cij вычитается минимальная пропускная способность φ этого пути. На каждом последующем шаге необходимо учитывать, что изменение пропускной способности канала распространяется на все остальные пути, в которые этот канал входит.
Для нахождения максимальной пропускной сети необходимо просуммировать все полученные значения минимальных пропускных способностей каналов путей.
| Канал |
Ia |
Ib |
Ic |
Id |
Ie |
Iff |
Ig |
Ih |
| Cij |
Cij-φ1 |
Cij |
Cij-φ2 |
Cij |
Cij-φ3 |
Cij |
Cij-φ4 |
Cij |
Cij-φ5 |
Cij |
Cij-φ6 |
Cij |
Cij-φ7 |
Cij |
Cij-φ8 |
| 1-2 |
10 |
4 |
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 1-3 |
6 |
6 |
6 |
0 |
| 1-5 |
8 |
0 |
| 1-6 |
12 |
12 |
| 2-3 |
14 |
8 |
8 |
4 |
| 2-4 |
| 2-6 |
8 |
8 |
| 2-7 |
6 |
6 |
| 3-4 |
| 3-6 |
16 |
10 |
10 |
10 |
| 3-7 |
12 |
8 |
8 |
2 |
| 5-7 |
8 |
0 |
| 6-7 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 6 |
4 |
0 |
0 |
0 |
6 |
8 |
0 |
Максимальная пропускная способность сети равна:
С = 6 + 4 + 6 + 8 = 24
2 Проектирование локальной вычислительной сети
2.1 Постановка задачи исследования и исходные данные
Локальная сеть предприятия должна быть разделена на логические подсети, каждая из которых состоит из некоторого числа сегментов.
Заданы параметры сети:
Количество подсетей – 5;
Количество сегментов в каждой подсети –  ,  ,  ,  ,  ,
Количество компьютеров в каждой подсети – ,  ,  ,  ,  ,
Номер базовой сети – 130.244.0.0.
Каждая подсеть образует отдельный домен коллизий.
IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками, например, 130.244.0.0 - традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000010 11110100 00000000 00000000 - двоичная форма представления этого же адреса.
Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая - к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу
относится тот или иной IP-адрес.
Характеристики адресов разного класса :
Класс Первые биты Наименьший Наибольший Максимальное число
номер сети номер сети узлов в сети
A 0 1.0.0.0 126.0.0.0 
В 10 128.0.0.0 191.255.0.0 
С 110 192.0.1.0 223.255.255.0 
D 1110 224.0.0.0 239.255.255.255 Multicast
Е 11110 240.0.0.0 247.255.255.255 Зарезервирован
Большие сети получают адреса класса А, средние - класса В, а маленькие класса С.
В задании указан IP-адрес 130.244.0.0 – он принадлежит классу В, поскольку первый байт адреса равен 130 и он попадает в диапазон 128-191. Следовательно, номером сети являются первые два байта 130.244.0.0.
Для разбиения данной сети на подсети используем маски.
Маска - это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети.
2.2 Разбиение сети предприятия на логические подсети
С учётом заданного количества компьютеров в каждой подсети произведём распределение IP-адресов между подсетями и компьютерами.
Для первой подсети:
IP-адрес: 130.244.0.0 или 10000010.11110100.00000000.00000000.
Маска: 255.255.224.0 или 11111111.11111111.11100000.00000000.
Адрес 130.244.0.1 для маршрутизатора.
Адреса для 49 компьютеров: 130.244.0.2 – 130.244.0.50.
| № комп. |
IP-адрес |
| 1 |
10000010.11110100.00000000.00000010 |
130.244.0.2 |
| 2 |
10000010.11110100.00000000.00000011 |
130.244.0.3 |
 |
|
|
| 49 |
10000010.11110100.00000000.00100011 |
130.244.0.50 |
Для второй подсети:
IP-адрес: 130.244.32.0 или 10000010.11110100.00100000.00000000.
Маска: 255.255.224.0 или 11111111.11111111.11100000.00000000.
Адрес 130.244.32.1 для маршрутизатора
Адреса для 41 компьютеров: 130.244.32.2 – 130.244.32.42.
| № комп. |
IP-адрес |
| 1 |
10000010.11110100.001000000.00000010 |
130.244.32.2 |
| 2 |
10000010.11110100.00100000.00000011 |
130.244.32.3 |
|
|
|
| 41 |
10000010.11110100.00100000.00101010 |
130.244.32.42 |
Для третьей подсети:
IP-адрес: 130.244.64.0 или 10000010.11110100.01000000.00000000.
Маска: 255.255.224.0 или 11111111.11111111.11100000.00000000.
Адрес 130.244.64.1 для маршрутизатора
Адреса для 56 компьютеров: 130.244.64.2 – 130.244.64.57.
| № комп. |
IP-адрес |
| 1 |
10000010.11110100.01000000.00000010 |
130.244.64.2 |
| 2 |
10000010.11110100.01000000.00000011 |
130.244.64.3 |
|
|
|
| 56 |
10000010.11110100.01000000.00111001 |
130.244.64.57 |
Для четвертой подсети:
IP-адрес: 130.244.96.0 или 10000010.11110100.01100000.00000000.
Маска: 255.255.224.0 или 11111111.11111111.11100000.00000000.
Адрес 130.244.96.1 для маршрутизатора
Адреса для 40 компьютеров: 130.244.96.2 – 130.244.96.41.
| № комп. |
IP-адрес |
| 1 |
10000010.11110100.01100000.00000010 |
130.244.96.2 |
| 2 |
10000010.11110100.01100000.00000011 |
130.244.96.3 |
|
|
|
| 40 |
10000010.11110100.01100000.00101011 |
130.244.96.41 |
Для пятой подсети:
IP-адрес: 130.244.124.0 или 10000010.11110100.10000000.00000000.
Маска: 255.255.224.0 или 11111111.11111111.11100000.00000000.
Адрес 130.244.124.1 для маршрутизатора
Адреса для 39 компьютеров: 130.244.124.2 – 130.244.124.40.
| № комп. |
IP-адрес |
| 1 |
10000010.11110100.10000000.00000010 |
130.244.124.2 |
| 2 |
10000010.11110100.10000000.00000011 |
130.244.124.3 |
|
|
|
| 39 |
10000010.11110100.10000000.00101000 |
130.244.124.40 |
2.3 Построение топологии сети
Построим локальную сеть, пользуясь исходными данными.
Первая подсеть имеет в своём составе 3 сегмента, длинной 100 метров, используемая среда 10BaseТ.
Вторая подсеть имеет в своём составе 3 сегмента, длинной 2000 метров, используемая среда 10BaseТ.
Третья подсеть имеет в своём составе 2 сегмента, длинной 100 метров, используемая среда 10BaseТ.
Четвертая подсеть имеет в своём составе 3 сегмента, длинной 100 метров, используемая среда 10BaseТ.
Пятая подсеть имеет в своём составе 2 сегмента, длинной 2000 метров, используемая среда 10BaseF.
Таблица маршрутизации
| Адрес сети |
Маска |
Адрес следующего маршрутизатора |
Адрес порта |
| 130.0.0.0 |
255.0.0.0 |
130.0.0.1 |
130.0.0.1 |
| 0.0.0.0 |
0.0.0.0 |
130.244.0.254 |
130.244.0.254 |
| 130.244.0.0 |
255.255.224.0 |
130.244.0.1 |
130.244.0.1 |
| 130.244.32.0 |
255.255.224.0 |
130.244.32.1 |
130.244.32.1 |
| 130.244.64.0 |
255.255.224.0 |
130.244.64.1 |
130.244.64.1 |
| 130.244.96.0 |
255.255.224.0 |
130.244.96.1 |
130.244.96.1 |
| 130.244.124.0 |
255.255.224.0 |
130.244.124.1 |
130.244.124.1 |
Проверим правильность разбиения сети на подсети. При наложении IP-адрес узла назначения маски должен получиться адрес подсети. Следовательно, при наложении на адрес подсети маски должно произойти «сохранение» номера подсети. Наложение это побитовая логическая операция «и».
IP-адрес 130.244.0.0 маска 255.255.224.0
10000010.11110100.00000000.00000000
11111111.11111111.11100000.00000000
10000010.11110100.00000000.00000000 = 130.244.0.0
IP-адрес 130.244.64.0 маска 255.255.224.0
10000010.11110100.01000000.00000000
11111111.11111111.11100000.00000000
10000010.11110100.01000000.00000000 = 130.244.64.0
2.4 Расчёт параметров
PDV
и
PVV
сети
Для надёжного распознавания коллизий должно выполняться следующее соотношение: Tmin≥ PDV, где Tmin– время передачи кадра минимальной длины, PDV – время, за которое сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего узла сети. Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удалёнными друг от друга станциями сети, то это время называется временем двойного оборота (PathDelayValue, PDV).
В стандарте Ethernet принято, что минимальная длина поля данных кадра составляет 46 байт (что вместе со служебными полями даёт минимальную длину кадра 64 байт, а вместе с преамбулой – 72 байт или 576 бит). В 10-мегабитном Ethernetвремя передачи кадра минимальной длины равно 575 битовых интервалов, следовательно, время двойного оборота должно быть меньше 57,5 мкс.
Согласно заданию, каждая подсеть образует отдельный домен коллизий. Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Поэтому расчёт PDV произведём для каждой подсети. Расчёт производиться для самого длинного пути в посети.
Расчёт PDV
Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах. В таблице приведены данные, необходимые для расчета значения PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet. Битовый интервал обозначен как bt.
Данные для расчета значения PDV
| Тип сегмента
|
База левого
сегмента, bt
|
База
промежуточного
сегмента, bt
|
База правого
сегмента, bt
|
Задержка среды
на 1 м, bt
|
Максимальная
длина
сегмента, м
|
| 10Base-5 |
11,8 |
46,5 |
169,5 |
0,0866 |
500 |
| 10Base-2 |
11,8 |
46,5 |
169,5 |
0,1026 |
185 |
| 10Base-T |
15,3 |
42,0 |
165,0 |
0,113 |
100 |
| 10Base-FB |
- |
24,0 |
- |
0,1 |
2000 |
| 10Base-FL |
12,3 |
33,5 |
156,5 |
0,1 |
2000 |
| FOIRL |
7,8 |
29,0 |
152,0 |
0,1 |
1000 |
| AUI (> 2 м) |
0 |
0 |
0 |
0,1026 |
2+48 |
Рассчитаем PDV для первой подсети (10BaseT):
Левый сегмент 1: 15,3+11*0,113=16,543
Промежуточный сегмент 2: 42,0+11*0,113=43,243
Промежуточный сегмент 3: 42,0+11*0,113=43,243
Правый сегмент 4: 165,0+11*0,113=166,243
PDV=16,543+43,243+43,243+166,243=269,272 битовых интервала.
Рассчитаем PDV для второй подсети (10BaseT):
Левый сегмент 1: 15,3+22,2*0,113=17,8086
Промежуточный сегмент 2: 42,0+22,2*0,113=44,5086
Промежуточный сегмент 3: 42,0+22,2*0,113=44,5086
Правый сегмент 4: 165,0+22,2*0,113=167,5086
PDV=17,8086+44,5086+44,5086+167,5086=274,334 битовых интервала.
Рассчитаем PDV для третьей подсети (10BaseT):
Расчет совпадает с расчетом для первой подсети, следовательно, PDV=269,272 битовых интервала.
Рассчитаем PDV для четвертой подсети (10BaseT):
Расчет совпадает с расчетом для первой подсети, следовательно, PDV=269,272 битовых интервала.
Рассчитаем PDV для пятой подсети (10BaseF):
Левый сегмент 1: 12,3+222,2*0,1=34,52
Промежуточный сегмент 2: 33,5+222,2*0,1=55,72
Промежуточный сегмент 3: 33,5+222,2*0,1=55,72
Правый сегмент 4: 156,5+222,2*0,1=178,72
PDV=34,52+55,72+55,72+178,72=324,68 битовых интервала.
Расчёт PVV.
Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала повторителями, то есть величину PVV.
Для расчета PVV воспользуемся значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEEE.
Сокращение межкадрового интервала повторителями
| Тип сегмента
|
Передающий сегмент, bt
|
Промежуточный сегмент, bt
|
| 10Base-5 или 10Base-2 |
16 |
11 |
| 10Base-FB |
- |
2 |
| 10Base-FL |
10,5 |
8 |
| 10Base-T |
10,5 |
8 |
В соответствии с этими данными рассчитаем значение PVV для подсетей.
Первая, вторая, третья, четвертая подсеть.
Левый сегмент 1: 16.
Промежуточный сегмент 2: 11.
Промежуточный сегмент 3: 11.
PVV=38 – это меньше предельного значения в 49 битовых интервалов.
Пятая подсеть.
Левый сегмент №1: 10,5.
Промежуточный сегмент №2: 8.
Промежуточный сегмент №3: 8.
PVV=26,5 – это меньше предельного значения в 49 битовых интервалов.
Все полученные подсети соответствуют стандартам Ethernet по всем параметрам, связанным с длинами сегментов, количеством повторителей, временем двойного оборота и уменьшением межкадрового интервала повторителями.
2.5 Спецификация физической среды
Основными характеристиками линии связи является амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и пропускная способность. Выбор способа представления дискретной информации в виде сигналов, подаваемых на лини. Связи, называется физическим или линейным кодированием. От выбранного способа кодирования зависит спектр сигналов и, соответственно, пропускная способность линии.
Код B8ZS исправляет последовательности, состоящие из 8 нулей. Для этого, он после первых трех нулей вместо оставшихся пяти нулей вставляет пять цифр: V-1*
-0-V-1*
. V здесь обозначает сигнал единицы, запрещенной для данного такта полярности, то есть сигнал, не изменяющий полярность предыдущей единицы, 1*
- сигнал единицы корректной полярности, а знак звездочки отмечает тот
факт, что в исходном коде в этом такте была не единица, а ноль. В результате на 8 тактах приемник наблюдает 2 искажения - очень маловероятно, что это случилось из-за шума на линии или других сбоев передачи. Поэтому приемник считает такие нарушения кодировкой 8 последовательных нулей и после приема заменяет их на исходные 8 нулей. Код B8ZS построен так, что его постоянная составляющая равна нулю при любых последовательностях двоичных цифр.
Исходный код: «сайгатуллин» в таблице ASCI :
(с) 10001000001 (а) 10000110000 (й) 10000111001 (г) 10000110011 (а) 10000110000 (т) 10001000010 (у) 10001000011 (л) 10000111011 (л) 10000111011 (и) 10000111000 (н) 10000111101.
В двоичном коде: 1000100000110000110000100001110011000011001110000110000100010000101000100001110000111011100001110111000011100010000111101
Так как в данном сочетании нет подряд восьми нулей, то этот код B8ZSбудет полностью совпадать с кодом AMI.
Изображение сигнала в коде B8ZS:
Поскольку в локальной сети используется 100BaseF длительность импульса  .
Период следования импульса  .
Ширина спектра  .
Скважность  .
Частота следования сигнала  .
Связь между полосой пропускания линии и ее максимально возможной пропускной способностью, вне зависимости от принятого способа физического кодирования, установил Найквист:
С = 2F log2
M, где М - количество различимых состояний информационного параметра.
У нас сигнал имеет 5 различимых состояния, следовательно пропускная способность равна удвоенному значению ширины полосы пропускания линии связи, то есть
Для расчета максимального количества кадров минимальной длины, проходящих по сегменту Ethernet, выберем кадр Кадр 802.3/LLC.
Таким образом, длина минимального кадра составляет 67 байт, что составляет 536 бит. На его передачу затрачивается 5,36 мкс. Прибавив межкадровый интервал в 9,6 мкс, получаем, что период следования кадров минимальной длины составляет 14,96 мкс. Отсюда максимально возможная пропускная способность сегмента Ethernetсоставляет 66845 кадр/с. Проанализировав полученное время следования минимального пакета, получаем, что в первой, третьей и четвертой подсети выполняется условие Tmin
> PDV, PDV=7,516мкс, Tmin
=14,96 мкс. Во второй сети PDV=7,657мкс, в пятой подсети PDV=9,062мкс. Это условие обеспечивает надежное распознавание коллизий. Что является условием качественной работы сети.
Кадры максимальной длины технологии Ethernet имеют поле длины 1518 байт, что составляет 12144 бит. Время передачи составляет 131,04 мкс. Максимально возможная пропускная способность сегмента Ethernet для кадров максимальной длины составляет 7631 кадр/с.
Теперь рассчитаем, какой максимальной полезной пропускной способностью в бит в секунду обладают сегменты Ethernet при использовании кадров разного размера.
Под полезной пропускной способностью протокола
понимается скорость передачи пользовательских данных, которые переносятся полем данных кадра. Эта пропускная способность всегда меньше номинальной битовой скорости протокола Ethernet за счет нескольких факторов:
• служебной информации кадра;
• межкадровых интервалов (IPG);
• ожидания доступа к среде.
Для кадров минимальной длины полезная пропускная способность равна:
Сп
= 66845· 67 · 8 = 35,83 Мбит/с.
Это меньше предельной пропускной способности 100 Мбит/с, но следует учесть, что кадры минимальной длины используются в основном для передачи квитанций, так что к передаче собственно данных файлов эта скорость отношения не имеет.
Для кадров максимальной длины полезная пропускная способность равна:
Сп
= 7631· 1518 · 8 = 92,67 Мбит/с,
что весьма близко к номинальной скорости протокола.
Рассчитаем загруженность сети при передачи кадров минимальной и максимальной длины.
Так как в первой подсети 49 компьютеров, то максимальная, 100 % загруженность сети по минимальному кадру составляет: 49·67·8=26264 бит. Реальная загруженность сети - 1496 бита. Что составляет 5,7 %.
Максимальная загруженность сети по максимальному кадру составляет 49·1518·8=595056 бит. Реальная - 13104 бит. Это составляет 2,2 %.
Для второй подсети: минимальный кадр – 41·67·8=21976 бит. Реальная загруженность сети - 1496 бита. Что составляет 6,81 %; максимальный кадр – 41·1518·8=497904 бит. Реальная - 13104 бит. Это составляет 2,63 %.
Для третьей подсети: минимальный кадр – 56·67·8=30016 бит. Реальная загруженность сети - 1496 бита. Что составляет 4,98 %; максимальный кадр – 56·1518·8=680064 бит. Реальная - 13104 бит. Это составляет 1,93 %.
Для четвертой подсети: минимальный кадр – 40·67·8=21440 бит. Реальная загруженность сети - 1496 бита. Что составляет 6,98 %; максимальный кадр – 40·1518·8=485760 бит. Реальная - 13104 бит. Это составляет 2,7 %.
Для пятой подсети: минимальный кадр – 39·67·8=20904 бит. Реальная загруженность сети - 1496 бита. Что составляет 7,16 %; максимальный кадр – 39·1518·8=473616 бит. Реальная - 13104 бит. Это составляет 2,77 %.
Загруженность подсети не превышает порога, определённого для Ethernet в 30%. В случае превышения этого порога полезная пропускная способность сети резко падает из-за роста интенсивности коллизий и увеличения времени ожидания доступа к среде.
Таким образом, созданная сеть является работоспособной с точки зрения предъявляемых требований.
Заключение
В настоящем курсовом проекте были проведены необходимые расчеты для проектирования локальной вычислительной. Были выделены IP-адреса для 5 подсетей и 225 устройств в подсетях, произведён расчёт PDV и PVV для каждой подсети. Так же был произведен подбор необходимого сетевого оборудования.
Список использованной литературы:
1. Олифер В. Г. Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для ВУЗов. 2-е издание. Санкт – Петербург, Питер, 2004 год.-864с.
2. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. 2-ое изд. – СПб.: Питер, 2005. – 703 с.: ил.
|