Расчет пропускной способности компьютерной сети

Расчет пропускной способности ЛВС

6. максимальная задержка одного ретранслятора в битах Lp = 15 бит.

7. тип протокола, из которого устанавливается средняя длина информационной части кадра Lи = 1520 бит (Ethernet),

8. средняя длина служебной части протокола кадра Lс = 320 бит,

9. закон распределения длин служебной части кадра – детерминированный,

10. закон распределения длин информационной части кадра — экспоненциальный),

11. среднее значение интенсивности сообщений, поступающих суммарно от всех станций l = 560 1/с.

На основании указанных исходных данных произведем расчет времени задержки в сети и определим её пропускную способность.

1. Время распространения сигналов по кабелю между двумя наиболее удалёнными станциями:

tр = S/V = 49/(2,3. 10 8 ) = 0,21 мкс

2. Максимальное время задержки сигнала в ретрансляторах

tрт = Np х (Lp/B) = 1 х 15/(10 8 ) = 1,5 х 10 -7 c = 0,15 мкс

3. Полное время распространения сигнала по сети (максимальное)

t = tрт +tр = 0,21+ 0,15 = 0,36 мкс

4. Длительность информационной части кадра

tи = Lи/B = 1520/(100 х 10 6 ) = 152. 10 -7 c =15,2 мкс

5. Длительность служебной части кадра

tс = Lc/B = 320/(100 х 10 6 ) = 32 х 10 -7 c = 3,2 мкс

6. Суммарная длительность кадра

tср = tи + tс = 15,2+3,2 = 18,4 мкс

7. Коэффициент вариации времени передачи кадров сообщений

nср = sср/tср = = sи/tср = 15,2/18,4 = 0,826

8. Средняя интенсивность поступления сообщений от каждой из станций

9. Суммарный коэффициент загрузки в сети

R = l х tср = 560c -1 х 18,4 х 10 -6 c = 0,01

10. Коэффициент дальнодействия с учётом времени задержки в ретрансляторах

11. Относительное время задержки доставки сообщений Wn

12. Время доставки сообщения

tn = W х tср = 1,0196 х 18,4 =18,8 мкс

13. Пропускная способность сети

14. Предельно допустимое значение суммарной интенсивности, при которой загрузка равна пропускной способности канала

15. Минимальное время задержки доставки (при R=0)

Расчёт показывает, что при малых загрузках сети время доставки tn, рассчитанное по п.12, незначительно превышает максимальное время доставки tn min. Таким образом, использование сетевого стандарта Ethernet оправдано и спроектированная сеть имеет запас по интенсивности передаваемых сообщений.

В ходе выполнения данной курсовой работы спроектирована ЛВС стандарта Fast Ethernet 100 Мбит/с иерархического типа, состоящая из 14 рабочих станций и 1 сервера. Выполнены следующие этапы проектирования:

— описано назначение ЛВС и требования к ней, исходя из задач выбранной организации

— на основании сравнительного анализа подобрано оборудование для организации ЛВС

— выполнен обзор топологий и стандартов на ЛВС, выбрана оптимальная конфигурация сети

— освещены вопросы программного обеспечения для всех рабочих мест сети и выделенного сервера, выбора ОС и пакетов прикладных программ

— проведен расчет пропускной способности сети на скорости 100 Мбит/с

— выполнена примерная смета расходов исходя из текущих оптовых цен на комплектующие товары.

Спроектированная ЛВС, в связи с существующими реалиями рынка IT, будет подвержена моральному старению. Именно поэтому стоит вопрос о перспективах развития сети, модернизации её компонентов. Существующая организация сети позволяет в дальнейшем:

— Увеличить общее количество рабочих мест до 20 без изменения конфигурации сетевого оборудования

— Провести модернизацию сервера (наращивание объема памяти, добавление в систему еще одного жесткого диска SCSI), что скажется на объемах доступного дискового пространства всех рабочих станций и скорости работы.

— Настроить серверную ОС, чтобы использовать файловый сервер в качестве сервера приложений, т.е. в режиме, когда сервер отдает рабочим станциям часть вычислительной мощности. При этом скорость работы рабочих станций будет ограничена в принципе только пропускной способностью сети и возможностями сервера

— Если скорость 100 Мбит/с будет сильно затруднять работу в сети, возможна установка сетевого оборудования другого скоростного стандарта – Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с).

Все эти мероприятия позволят значительно увеличить производительность рабочих станций сети без изменения их аппаратных конфигураций, за меньшее время и с удовлетворительными финансовыми затратами, чем если бы производилась модернизация всех рабочих станций. Это еще раз подтверждает преимущества иерархической сети с выделенным сервером.

Источник

Расчёт количества компьютеров

К_comp=N*K*12*6,

Обоснование топологии предлагаемых вариантов сети (соединение оборудования)

Топология — это способ физического соединения компьютеров в локальную сеть. Существует три основных топологии, применяемые при построении компьютерных сетей. Топологиятипашина (рис.1), представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены всерабочие станции. На концах кабеля находятсятерминаторы, для предотвращения отражения сигнала. Рис. 1 Топология шинаДостоинства:

• Небольшое время установки сети;
• Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
• Простота настройки;
• Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети; Недостатки:
  • Любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети;
  • Сложная локализация неисправностей;
  • С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

  Кольцо— базоваятопологиякомпьютерной сети, в которойрабочие станцииподключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть (рис.2) Рис. 2 Топология кольцоДостоинства:

  • Простота установки;
  • Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
  • Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

  Недостатки:

  • Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
  • Сложность конфигурирования и настройки;
  • Сложность поиска неисправностей.

  Звезда— базоваятопологиякомпьютерной сети, в которой всекомпьютерысети присоединены к центральному узлу (обычносетевой концентратор), образуя физическийсегмент сети(рис.3).Подобныйсегмент сетиможет функционировать как отдельно, так и в составе сложнойсетевой топологии(как правило «дерево»). Рис. 3 Топология звездаДостоинства:

  • выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
  • хорошая масштабируемостьсети;
  • лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
  • высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
  • гибкие возможности администрирования.

  Недостатки:

  • выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;
  • для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
  • конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

  Выберем топологию «дерево» как комбинацию нескольких сегментов сети с топологией типа «звезда» Используем следующий вариант сетевого использования принтера: принтер, который должен быть доступен нескольким пользователям сети, подключен к одному из компьютеров и сделан общедоступным сетевым ресурсом. После этого пользоваться этим принтером могут все пользователи данной сети.

  1. Источник

     1.4 Расчет пропускной способности сети

     

     Скорость доступа к сети Internet: = 2, Мбит/с

     

     Скорость доступа к IP-телефонии:

     

     Скорость доступа к IPTV: = 4, Мбит/с

     Рассчитаем пропускную способность сети на уровне доступа при условии, что услугами одновременно пользуются 100% пользователей:

     

     , (1.1)

     

     где ,

     

     ,

     n – количество портов в коммутаторе уровня доступа

     

     

     Для IPTV мы предварительно выделяем 50 каналов, значит:

     

     ,

     

     

     =251,2, Мбит/с

     Ситуация, когда всеми услугами одновременно пользуются 100% пользователей, встречаются крайне редко. По итогам мониторинга некоторых операторов в среднем услугой Интернет одновременно пользуются примерно 70% пользователей, а услугой SIP-телефонии – 30% пользователей. Тогда пропускная способность сети на уровне доступа будет равна:

     

     , (1.2)

     

     Пропускная способность сети на уровне агрегации рассчитывается следующим образом.

     Так как к одному узлу агрегации подходят 40 коммутаторов уровня доступа, то количество пользователей подключенных к одному коммутатору уровня агрегации будет равно:

     

     , (1.3)

     

     где — количество коммутаторов, соединенных с одним узлом агрегации

     

     Тогда при условии, что всеми услугами одновременно пользуются 100% пользователей, пропускная способность одного узла агрегации будет равна:

     

     , (1.4)

     

     где ,

     

     ,

     

     

     

     =

     При условии, что услугой Интернет одновременно пользуются примерно 70% пользователей, а услугой SIP-телефонии – 30% пользователей, пропускная способность одного узла агрегации будет равна:

     

     , (1.5)

     

     =

     Пропускная способность сети на уровне агрегации будет равна:

     

     , (1.6)

     

     где — количество коммутаторов агрегации в кольце уровня агрегации

     6,4 Гбит/с

     Полученные при расчете результаты не превышают заданные параметры сети. Следовательно, перегрузок на выбранном оборудовании не будет.

     2. Выбор оборудования

     Основными критериями при выборе решений для построения ядра сети являются производительность, отказоустойчивость и поддержка QoS.

     1. Выбор коммутатора в ядро сети
        1. Huawei Quidway S6700
        1. ZTE ZXR10 8905
        • Списки контроля доступа (ACL) для пакетной фильтрации трафика;
        • Средства безопасного администрирования:
        • поддержку протоколов SSH,SNMPv3 и HTTPS, обеспечивающих шифрование каналов управления;
        • удобные инструменты управления и мониторинга SDM и Autosecure;
        • Поддержку централизованной аутентификации, авторизации и учета административной деятельности, удаленного доступа и подключений к сети с помощью протоколов RADIUS и TACACS+;
        • Обеспечение целостности и конфиденциальности данных на сетевом уровне с использованием стека протоколов IPSec;
        • Cisco IOS Firewall – контекстный межсетевой экран, в число особенностей которого входят:
        • Средства классификации трафика – по заголовкам канального и сетевого уровней, а также функциональность Network-Based Application Recognition (NBAR)для распознавания приложений, QoS Policy Propagation Through BGP.
        • Средства организации очередей и управления перегрузками – Priority Queuing (PQ), Custom Queuing (CQ), Weighted Fair Queuing (WFQ), Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ), Low Latency Queuing (LLQ), Weighted Random Early Detection (WRED).
        • Средства ограничения и сглаживания трафика – Committed Access Rate (CAR), Generic Traffic Shaping (GTS), Frame Relay Traffic Shaping (FRTS).
        • Механизмы повышения эффективности использования каналов связи – Compressed Real Time Protocol (CRTP), Link Fragmentation and Interleaving (LFI),сжатие данных.
        1. ВыборBRAS
           1. Ericsson (RedBack) SmartEdge 400
           1. Cisco ASR 1004
           1. Huawei MA5200G-8

           Источник