Компьютерные сети 4

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.