Пример расчета надежности локальной вычислительной сети
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) обычно включает в свой состав комплект рабочих станций пользователя, рабочую станцию администратора сети (может использоваться одна из пользовательских станций), серверное ядро (комплект аппаратных серверных платформ с серверными программами: файл-сервер, WWW-сервер, сервер БД, почтовый сервер и т.п.), коммуникационное оборудование (маршрутизаторы, коммутататры, концентраторы) и структурированную кабельную систему (кабельное оборудование).
Расчет надежности ЛВС начинают с формирования понятия отказа данной сети. Для этого анализируются управленческие функции, выполнение которых на предприятии осуществляется с использованием данной ЛВС. Выбираются такие функции, нарушение которых недопустимо, и определяется оборудование ЛВС, задействованное при их выполнении. Например: безусловно в течение рабочего дня должна обеспечиваться возможность вызова/записи информации из базы данных, а также обращение к Internet.
Для совокупности таких функций по структурной электрической схеме определяется оборудование ЛВС, отказ которого непосредственно нарушает хотя бы одну из указанных функций, и составляется логическая схема расчета надежности.
При этом учитываются количества и условия работы ремонтно-восстановительных бригад. Обычно принимаются следующие условия:
— восстановление ограниченное – т.е. в любой момент времени не может восстанавливаться более, чем один отказавший элемент, т.к. имеется одна ремонтная бригада;
— среднее время восстановления отказавшего элемента устанавливается или исходя из допустимых перерывов в работе ЛВС, или из технических возможностей доставки и включения в работу этого элемента.
В рамках изложенного выше подхода к расчету схема расчета надежности, как правило, может быть сведена к последовательно-параллельной схеме.
Установим в качестве критерия отказа ЛВС отказ оборудования, входящего в ядро сети: серверов, коммутаторов или кабельного оборудования.
Считаем, что отказ рабочих станций пользователей не приводит к отказу ЛВС, а поскольку одновременный отказ всех рабочих станций – событие маловероятное, сеть при отдельных отказах рабочих станций продолжает функционировать.
Примем, что рассматриваемая локальная сеть включает два сервера (один обеспечивает выход в интернет), два коммутатора и пять кабельных фрагментов, относящихся к ядру сети. Интенсивность отказов и восстановлений для них приведены ниже, по-прежнему КГ=1-l/m.
XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2022
Информатизация является неотъемлемой частью современного общества. Основа информатизации – это инфраструктура. Локальная сеть выступает в роли фундамента данной инфраструктуры. Данное изобретение расширило границы коммуникации между людьми, сделала их взаимодействие более надежным.
Локальные сети имеют различия в ролях и назначении, в структурах, методах, по которым пользователь будет иметь доступ к сети, методам получения и передачи информации между частями локальной сети. Локальным сетям присущи свои недостатки и достоинства в зависимости от структуры и области их назначения.
Локальные сети впервые были использованы колледжами и университетами в 1960-х годах. Эти компьютерные сети использовались для каталогизации библиотечных коллекций, составления расписания занятий, записи оценок учащихся и обмена ресурсами оборудования.
После выпуска Ethernet такие компании, как Novell и Microsoft, разработали программные продукты для управления этими локальными сетями Ethernet. Со временем эти сетевые инструменты стали частью популярных компьютерных операционных систем. В Microsoft Windows 10 есть инструменты для настройки домашней сети.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и коммутационных устройств, соединенных кабелями). Локальная сеть может быть разного масштаба, это может быть либо небольшая домашняя сеть для одного устройства под руководством одного пользователя, либо огромная корпоративная сеть, рассчитанная на несколько тысяч пользователей и устройств в многоэтажном комплексе.
LAN включает в себя кабели, точки доступа, коммутаторы, маршрутизаторы и другие компоненты, которые позволяют устройствам подключаться к внутренним серверам, веб-серверам и другим локальным сетям по глобальным сетям.
В самом простом случае для построения сети будет достаточно сетевых карт и кабеля. Если нужно создать сложную сеть, в таком случае понадобится специальное оборудование.
Надежность информационно-коммуникационных систем зависит от надежности каких-либо конкретных элементов и оборудования системы, программного обеспечения, которое выполняет функцию управления реализацией вычислительных процессов, Так как пользователи мониторинга и вычислительной техники заинтересованы только в получении правильного результата вычислений во времени, то все вышеперечисленные элементы должны обладать определенным порогом надежности, необходимым в какой-либо конкретной ситуации.
Под надежностью информационно-коммуникационной сети подразумевается характеристика, которая будет обеспечивать связь и поддерживать ее значения на определенном уровне установленных показателей качества которые в первую очередь связаны с надежностью сети.
В общем, характеристика надежности ИС включает в себя следующее:
— Надежность — характеристика, которая поддерживают работоспособность в течение определенного времени;
— Стабильность — это свойство поддержания работоспособности в условиях помех;
— Исправляемость — это характеристика, которая заключается в адаптации к профилактике, выяснении причины поломок и повреждений, поддержании и восстановлении рабочего состояния с помощью всяческих модификаций.
— Безопасность — это свойство, связанное с невозможностью проведения посторонних вмешательств;
Вышеуказанные характеристики надежности выражаются численно индексом надежности, который представляет собой количественную характеристику 1 или более характеристик, определяющих надежность ИС. Текущий этап развития географически распределенной сети передачи данных зависит от сложности и количества инфраструктуры, качества предоставляемых услуг связи и доступности услуг.
Сети передачи данных являются экономически эффективными, и при проектировании или модернизации растет спрос на надежность сети, что требует соответствующего обоснования и предоставляет расчеты для обеспечения надежности. Низкая надежность приводит к убыткам, убыткам и штрафным санкциям для клиентов.
Повышение надежности сети связано с дополнительными затратами, которые могут превысить выгоды, получаемые от предоставления информационно-коммуникационных услуг. В связи с этим задача достижения характеристик надежности, необходимых для проектирования или модернизации сети, при минимально возможных затратах на ее обеспечение является актуальной.
Надежность сети обеспечивается за счет использования более надежного оборудования и внедрения резервирования в структуру сети для повышения доступности сети, то есть обеспечения отказоустойчивости. Комплексные решения проблем надежности включают области как аппаратной, так и структурной надежности.
В первом случае возникает проблема обеспечения надежности сетевых элементов, таких как сетевое оборудование, каналы передачи данных, программное обеспечение, etc.be решено. Структурная надежность обеспечивает сетевые функции, связанные с передачей данных. Для анализа структурной надежности используется индекс подключения сетевой графовой модели.
Основным направлением обеспечения надежности передачи информации является построение дополнительных ресурсов в сети передачи данных, различные методы маршрутизации, оценка надежности структуры на этапе проектирования, маршрутизация позволяет распределять трафик между каналами и узлами и компенсировать это увеличение.
Резервирование является одним из способов повышения надежности информационно-коммуникационной сети. 1 Резервирование — это универсальный принцип обеспечения надежности, широко используемый в природе, технике и технологиях и распространяющийся на другие аспекты человеческой жизни.
В этом способе используется резервирование, и конструктивных, технических и эксплуатационных средств может быть недостаточно для достижения высокой надежности технической системы, включая дополнительные запасные (резервные) элементы и соединения, по сравнению с минимумом, необходимым для выполнения этих функций в таких условиях эксплуатации.
Структурное резервирование (элементы) обеспечивает использование элементов резервирования устройства. Суть такого рода резервирования заключается в том, что дополнительные элементы, узлы и устройства вставляются в требуемую минимальную версию системы, а элементы заменяются базовыми компонентами или несколькими компонентами.
В то же время избыточные конструктивные элементы, узлы, устройства и т.д. Он предназначен для выполнения эксплуатационных функций в случае выхода из строя соответствующих основных элементов, компонентов и оборудования. Повторение информации предполагает использование избыточной информации. Простейшим примером реализации такого типа избыточности является многократная передача одного и того же сообщения по каналу связи. Другим примером является использование специальных символов для обозначения аппаратных сбоев и последствий сбоев. Здесь следует отметить, что использование избыточности в информации также влечет за собой необходимость введения элементов избыточности.
Временное резервирование обеспечивает дополнительное использование времени. В случае такого типа бронирования предполагается, что движение может быть возобновлено путем восстановления автомобиля после остановки в результате поломки. В то же время это также предполагает выделение времени для выполнения необходимой работы, которое явно превышает необходимый минимум.
Автономное резервное копирование — один из наиболее распространенных вариантов. Она заключается в использовании нескольких независимых объектов, выполняющих одну и ту же задачу. Каждое из этих устройств имеет свой собственный вход и выход, обычно автономный источник питания.
Локальные сети прочно укрепились в жизни человека, получили широкое применение в различных областях деятельности человека, тем самым сделав обмен информацией более простым.
Выбор ЛВС может зависеть от таких вещей как количество пользователей в сети, необходимой скоростью получения, передачи данных, а также дальности. В данный перечень также могут входить пропускная способность, стоимость сети, ее топология и тд.
Надежность локальной сети также является одним из важных аспектов. Это нужно учитывать во время проектирования, построения и сопровождения любой ЛВС независимо от ее будущей области применения.
Ненадежная и плохо обслуживаемая локальная сеть может являться причиной частых проблем как для рядового пользователя, так и для работника, обслуживающего данную сеть. Это может вызвать финансовые потери, потери ценных данных, а также такого ресурса как время.
Список используемых источников
Северанс Ч. Как работают компьютерные сети и интернет . — ДМК Пресс: 2022. — 116 с.
Сергеев А. Основы локальных компьютерных сетей. Учебное пособие . — Лань, 2022. — 184 с.
Максимов Н., Попов И. Компьютерные сети. Учебное пособие. — Форум, 2022. — 464 с.