Проектирование локальных сетей

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Введение

1. Основные понятия и классификация локальных вычислительных сетей

1.1 Одноранговые и иерархические сети

1.2 Топологии локальных вычислительных сетей

1.3 Среда передачи данных локальных сетей

1.4 Базовые технологии построения локальных сетей

2. Основные сетевые модели

2.1 Базовая модель OSI (Open System Interconnection)

2.2 Модель DOD (Department of Defense)

2.3 Иерархическая сетевая модель

3. Адресация в IP-сетях

3.1 Классовая и бесклассовая IP- адресация

3.2 DHCP-сервер

3.3 Суммирование адресов

4. Маршрутизация в IP- сетях

4.1 Основные понятия маршрутизации

4.2 Таблица маршрутизации

4.3 Основные протоколы маршрутизации

5. Сетевое оборудование

5.1 Маршрутизатор

5.2 Коммутатор

6. Проектирование локальной сети

6.1 Описание проекта

6.2 Разработка логической схемы локальной сети

6.3 Проектирование схемы вычислительной сети

6.4 Разработка схемы адресации

6.5 Расчет длины кабеля

6.6 Расчет задержки сигнала в сегменте сети

6.7 Расчет надежности сети

7. Расчет себе стоимости

7.1 Особенности отрасли связи на современном этапе развития экономики

7.2 Расчет экономической эффективности

7.3 Определение трудоемкости настройки локальной сети

7.4 Определение среднечасовой оплаты труда разработчика

7.5 Расчет капитальных затрат

8. Охрана труда при работе на компьютере

8.1 Требования к освещению рабочих мест

8.2 Неблагоприятные воздействия при работе с ЭВМ

8.3 Эргонометрические характеристики рабочего места при работе с ЭВМ

8.4 Электропожаробезопасность

9. Действия граждан при угрозе совершения терроризма

Заключение

Список используемых источников

Приложения

Введение

С распространением электронно-вычислительных машин нетрудно предсказать рост в потребности передачи данных. На сегодняшний день в мире существует огромное количество компьютеров и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet.

Целью дипломного проекта является проектирование локальной вычислительной сети (ЛВС), формулирование адресного пространство сети. Ознакомление с основными понятиями и классификацией локально вычислительных сетей. Рассказать как производится адресация и маршрутизация в IP-сетях. Данная локальная сеть проектируется для обеспечение возможности совместной работы и быстрого обмена данными, централизованного хранение данных, разделение доступа к общим ресурсам, таким как принтеры и сеть Internet.

Тема «проектирование локальной сети» сейчас особенно актуальна, когда на пороге XXI век и во всем мире ценится мобильность, скорость и удобство, с наименьшей тратой времени.

1. Основные понятия и классификация локальных вычислительных сетей

Локальная вычислительная сеть (англ. LAN — Lokal Area Network) — это взаимосвязь между несколькими компьютерами через линии коммуникации в пределах небольшой территории или небольшой группы зданий. Локальная сеть используется для соединений компьютеров с целью совместного использования их ресурсов: принтеров, файлов, папок, дисков и т. д.

Локальна сеть начиналась между персональными компьютерами, начиналась с простого обмена данными по коммуникационным портам (COM) двух компьютерных систем с различной архитектурой, процессорами и, конечно, операционными системами (например, VMS и IBM-PC/XT) при помощи специально предназначенных программ, управление которыми синхронизировалось вручную, а скорость передачи данных едва достигала 1 К в секунду.

Компьютеры, подключённые к сети для обеспечения доступа к её ресурсам, называется рабочей станцией (Workstation).

Многопользовательский компьютер, который выполняет запросы от всех рабочих станций сети, называется сервером. Сервер предоставляет доступ к общем сетевым ресурсам и распределяет эти ресурсы.

1.1 Одноранговые и иерархические сети

Компьютерные сети, в зависимости от роли каждого конкретного подключенного к сети компьютера, делятся на два вида:

— одноранговые;

— иерархические.

В одноранговой сети все компьютеры имеют равные права, и каждый пользователь делает доступными или недоступными для общего использования ресурсы своего компьютера. В такой сети компьютеры находят друг друга по имени или по уникальному адресу.

В иерархической сети права доступа регулируется сервером. Сервер присваивает каждому компьютеру, входящему в сеть, уникальный адрес. Следит, чтобы адреса в сети не повторялись, а информация, посланная с одного компьютера, попала адресату и была недоступна другим пользователям сети.

Управление правами доступа и распределение сетевых адресов называется администрированием и выполняется специалистами — сетевыми администраторами.

Одноранговые сети проще в организации и эксплуатации, они применяются для объединения небольших групп пользователей, не предъявляющих больших требований к объемам хранимой информации, ее защищенности от несанкционированного доступа.

1.2 Топологии локальных вычислительных сетей

Компьютеры и другие компоненты локальной сети соединяются между собой различными способами. Используемая схема физического расположения сетевых компонентов называется топологией.

Выделяют три вида топологии сети:

— кольцо;

— общая шина;

— звезда;

При кольцевой топологии (Рисунок 1) все компьютеры сети подключаются к единому кольцевому кабелю. Пакеты проходят по кольцу в одном направлении через все сетевые платы подключенных к сети компьютеров. Преимущества кольцевой топологии состоят в том, каждый компьютер является повторителем: он усиливает сигнал перед отправкой следующей машине, что позволяет значительно увеличить размер сети.

Рисунок 1- Топология «Кольцо»

Недостатки сети с кольцевой топологией:

— Отказ одного компьютера в сети может повлиять на работоспособность всей сети.

— Кольцевую сеть трудно диагностировать.

— Добавление или удаление компьютера вынуждает разрывать сеть.

В случае использования общей шины (Рисунок 2) все компьютеры подключаются к одному кабелю, который называется шиной данных. При этом пакет будет приниматься всеми компьютерами, которые подключены к данному сегменту сети. Быстродействие сети во многом определяется числом подключенных к общей шине компьютеров. Чем больше таких компьютеров, тем медленнее работает сеть.

Рисунок 2- Топология с «общей шиной»

Преимуществами использования сетей с топологией «общая шина» являются значительная экономия кабеля, а так же простота создания и управления.

К недостаткам общей шины относятся:

— вероятность появления коллизий при увеличении числа компьютеров в сети,

— низкий уровень защиты передаваемой информации,

— все концы сетевого кабеля должны быть к чему-нибудь подключены, например к компьютеру или терминатору, чтобы предотвратить отражение электрических сигналов.

При использовании звездообразной топологии (Рисунок 3) каждый кабельный сегмент, идущий от любого компьютера сети, будет подключаться к центральному коммутатору или концентратору. Все пакеты будут транспортироваться от одного компьютера к другому через это устройство.

Рисунок 3- Топология «Звезда»

Преимуществами «звезды» является простота создания и управления, высокий уровень надежности сети, высокая защищенность информации, которая передается внутри сети (если в центре звезды расположен коммутатор).

Главный недостаток — поломка концентратора приводит к прекращению работы всей сети.

1.3 Среда передачи данных локальных сетей

Среда передачи данных классифицируется на две группы (Рисунок 4)

Рисунок 4 — Среда передачи данных

Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам без использования кабельной проводки. Беспроводная сеть использует стандарт IEEE 802. 11 и определяет два режима работы сети: точка-точка и клиент-сервер.

Режим точка-точка — это простая сеть, в которой связь между станциями (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. Точка доступа называется беспроводная базовая станция, предназначенная для обеспечения беспроводного доступа к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создания новой беспроводной сети.

Режим клиент-сервер беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций.

Проводные локальные сети соединяются с помощью кабелей, которые передают сигналы. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости и расстояние передачи информации.

Три основных категорий кабеля используемые в локальных сетях:

— витая пара;

— коаксиальный кабель;

— оптоволоконный кабель.

Витая пара (Рисунок 5) разделяется на два вида:

1. UTP (Unshielded Twisted Pair — неэкранированная витая пара)

2. STP (Shielded Twisted Pair — экранированная витая пара)

STP имеет плетеную оболочку из медной нити, которая имеет более высокий уровень защиты и качества, чем оболочка кабеля UTP

Рисунок 5 — Кабель с витыми парами

Расстояние между компьютерами или сетевым оборудованием, подключенные витой парой не должно превышать 100 м. Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях 10, 100 и 1000 Мбит/с. Данный вид кабеля подключается к компьютеру с помощью разъема RJ-45 (Registered Jack 45)

Коаксиальный кабель (Рисунок 6) состоит из медного провода, покрытого изоляцией, экранирующей металлической оплеткой и внешней оболочкой.

Рисунок 6 — Коаксиальный кабель

Для организации локальной сети применяются два типа коаксиального кабеля:

— ThinNet. (тонкий, диаметр 6 мм, 10Base2)

— ThickNet (толстый, диаметр 12 мм 10Base5)

Тонкий ThinNet обеспечивает передачу данных на расстояние до 185 м, а толстый ThickNet на расстояние до 500 м.

Рисунок 7- Оптоволоконный кабель

Скорость передачи информации в такой сети не превышает 10 Мбит/с. Обе разновидности кабеля, ThinNet и ThickNet, подключаются к разъему BNC, а на обоих концах кабеля должны быть установлены терминаторы.

В основе оптоволоконного кабеля (Рисунок 7) находятся оптические волокна (световоды), данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов информации на максимально доступных скоростях. Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования.

Таблица 1 — Сравнение типов кабеля

Тип

Скорость, Мбит/с

Максимальная длина, м

Установка

Цена

UTP

До 1000

100

Лёгкая

Самый дешёвый

STP

До 1000

150

Средней лёгкости

Дороже, чем UTP

Тонкий ThinNet

До 10

185

Лёгкая

Дешёвый

Толстый ThickNet

До 10

500

Средняя

Дешёвый

Оптоволокно

1 000 000

70 000

Самая сложная

Самый дорогой

Сравнение типов кабеля приведено в таблице 1

1.4 Базовые технологии построения локальных сетей

В локальных сетях выделяется 3 базовых технологий:

— Token Ring

— Аrcnet

— Ethernet

Token Ring разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная или экранированная витая пара (UPT или SPT) или оптоволокно. Скорость передачи данных 4 Мбит/с или 16Мбит/с. В качестве метода управления доступом станций к передающей среде используется метод — маркерное кольцо (Тоken Ring)

Основные положения этого метода:

­ устройства подключаются к сети по топологии кольцо;

­ все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);

­ в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.

В IВМ Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов: пакет управление/данные (Data/Соmmand Frame), маркер (Token) и пакет сброса (Аbort).

С помощью пакета управление/данные выполняется передача данных или команд управления работой сети. С помощью типа маркер станция может начать передачу данных только после получения такого пакета. В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных. Посылка пакета сброса называет прекращение любых передач.

В сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо.

Максимальная длина кольца 4000 м. Максимальная количество рабочих станций на кольце 260.

Arсnet — простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на Аrcnet приобрела корпорация SМС (Standard Microsistem Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей Аrcnet. В качестве передающей среды используются витая пара, коаксиальный кабель (RG-62) с волновым сопротивлением 93 Ом и оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных — 2,5 Мбит/с. При подключении устройств в Аrcnet применяют топологии шина и звезда. Метод управления доступом станций к передающей среде — маркерная шина (Тоken Bus).

Эта технология предусматривает следующие правила:

­ все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные только получив разрешение на передачу (маркер);

­ в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

­ данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Максимальная длина сети по самому длинному маршруту — 6 км. Количество рабочих станций подключенные к одной шине — 255 соответствует разрядности регистра сетевого адреса.

Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей.

Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.

Существуют следующее модификации этой технологии:

­ 10 Мбит/с Ethernet

­ Быстрый Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбит/с)

­ Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с)

­ 10-гигабитный Ethernet (Ethernet 10G, 10 Гбит/с)

Сравнительный анализ модификации Ethernet представлен в приложении А.

Сетевая технология АТМ (режим асинхронной передачи).

Одна из самых перспективных технологий построения высокоскоростных сетей любого класса. Сеть АТМ имеет звездообразную топологию. В качестве транспортного механизма лежит технология широкополосной ISDN, призванная обеспечить возможность создания единой, универсальной, высокоскоростной сети взамен множества сложных неоднородных существующих сетей. Технология АТМ используется в сетях любого класса для передачи любых видов трафика: как низко и среднескоростного (Эл. почта, факсы, данные) так и высокоскоростного в реальном масштабе времени (голос, видео). Технология работает с самыми разнообразными терминалами и по самым разным каналам связи. Скорость передачи данных по каналам АТМ лежит в пределах от 155 Мбит/с до 2200 Мбит/с.

Сетевая технология FDDI.

Оптоволоконный интерфейс распределенных данных. Во многом базируется на технологии Token Ring, но ориентирована на волоконнооптические линии связи. Есть возможность использовать и не экранированную витую пару. Длина кольца до 100 Км. Максимальное количество станций 500. Скорость передачи до 100 Мбит/с. Используется детерминированный маркерный метод доступа без выделения приоритетов. Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец — это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности, должны быть подключены к обоим кольцам. Данные в кольцах перемещаются в противоположных направлениях. Ввиду большой стоимости внедряется в основном в магистральных каналах и крупных сетях.

Сравнительный анализ базовых технологий локальных сетей представлен в приложении Б.

2. Основные сетевые модели

Сетевая модель — это модель взаимодействия сетевых протоколов. Сетевым протоколом называется набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть компьютерами.

2.1 Базовая модель OSI (Open System Interconnection)

Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международная организация по стандартизации ISO (англ. International Standards Organization) разработала базовую модель взаимодействия открытых систем OSI (англ. Open Systems Interconnection).

Модель OSI имеет вертикальную структуру, в которой все сетевые функции распределены между семью уровнями (Рисунок 8). Каждому такому уровню соответствует строго определенные операции, оборудование и протоколы.

Прикладной (Application) или Уровень Приложений. Обеспечивает интерфейс взаимодействия программ, работающих на компьютерах в сети. C помощью этих программ пользователь получает доступ сетевым услугам: обмен файлами, передача электронной почты, удаленный терминальный доступ и т. д.

Рисунок 8-Взаимосвязи между уровнями модели OSI

Представительский, или Уровень представления данных (Presentation). Определяет форматы передаваемой между компьютерами информации. На этом уровне осуществляется: сжатие и распаковка данных, шифрование и дешифровка, поддержка сетевых файловых систем и т. д.

Сеансовый (Session). Позволяет двум сетевым приложениям на разных компьютерах устанавливать, поддерживать и завершать соединение, называемое сетевым сеансом. Этот уровень отвечает за восстановление аварийно — прерванных сеансов связи и выполняет преобразование имен компьютеров в сетевые адреса.

Транспортный (Transport). Гарантирует доставку информации от одного компьютера другому. На этом уровне большие блоки данных разбиваются на более мелкие пакеты, которые доставляются компьютеру получателя в нужной последовательности, без потерь и дублирования, в конце передачи пакеты собираются в исходные блоки данных.

Сетевой уровень — обеспечивает связь двух любых точек сети. Осуществляет маршрутизацию по адресам, определяет путь, по которому следует пересылать данные.

Канальный (Data Link). Обеспечивает безошибочную передачу данных, полученных от вышележащего сетевого уровня, через физический уровень. Информация на этом уровне помещается в кадры (frames), где в начале заголовке кадра содержатся адреса получателя и отправителя, а также управляющая информация, а в конце — контрольная сумма, позволяющая выявить возникающие при передаче ошибки.

Канальный уровень разбивают на два подуровня (Рисунок 9): управления доступом к среде MAC (Media Access Control) и управления логической связью LLC (Logical Link Control).

Рисунок 9-Разделение канального уровня на подуровни MAC и LLC.

Уровень MAC обеспечивает совместный доступ сетевых адаптеров к физическому уровню, определение границ кадров, распознавание адресов назначения кадров (эти адреса часто называют физическими, или MAC-адресами).

Уровень LLC, действующий над уровнем MAC, отвечает за установление канала связи и за безошибочную посылку и прием сообщений с данными.

Физический уровень — осуществляет передачe неструктурированного потока битов, полученных от канального уровня. Физический уровень отвечает за поддержание связи (link) и описывает электрические, оптические, механические и функциональные интерфейсы со средой передачи: напряжения, частоты, длины волн, типы коннекторов, число и функциональность контактов, схемы кодирования сигналов и т. д.

2. 2 Модель DOD (Department of Defense)

Модель DOD или модель TCP/IP — модель сетевого взаимодействия, разработанная Министерством обороны США, практической реализацией которой является стек протоколов TCP/IP.

Стек протоколы TCP/IP — это набор сетевых протоколов передачи данных, используемых в сетях.

В отличие от модели OSI, модель DOD состоит из четырёх уровней (Рисунок 10):

— Уровень приложений

— Транспортный уровень

— Межсетевой уровень

— Уровень сетевого доступа

Рисунок 10- отличие модели DOD от модели OSI.

Уровень приложений или прикладной уровень. Верхний уровень модели, включающий протоколы, обрабатывающие данные пользователей и осуществляющие управление обменом данными между приложениями. На этом уровне стандартизируется представление данных.

Транспортный уровень, содержит протоколы для обеспечения целостности данных при сквозной передаче. Обеспечивает управление инициализацией и закрытием соединений.

Межсетевой уровень- уровень сети Интернет, Содержит протоколы для маршрутизации сообщений в сети.

Уровень сетевого доступа. Нижний уровень модели. Содержит протоколы для физической доставки данных к сетевым устройствам. Этот уровень размещает данные в фрейме.

2.3 Иерархическая сетевая модель

В этой модели все сетевые объекты распределяются по иерархическим уровням.

Крупные сети очень сложны, поскольку определяются множеством протоколов, конфигурациями и технологиями. С помощью иерархии можно упорядочить все компоненты в легко анализируемой модели.

Существует три иерархических уровня (Рисунок 11).

Каждый уровень отвечает за реализацию определенных функций.

Базовый уровень формирует ядро сети. На самом верху иерархии этот уровень отвечает за быструю и надежную пересылку больших объемов трафика.

Уровень распространения или уровень рабочих групп. Осуществляет маршрутизацию, фильтрацию и доступ к региональным сетям, а также определяет правила доступа пакетов к базовому уровню.

Рисунок 11-Иерархический сетевая модель.

Уровень доступа реализует управление пользователями и рабочими группами при обращении к ресурсам объединенной сети.

3. Адресация в IP-сетях

Адресация в IP-сетях — это предоставление каждому компьютеру в сети индивидуального адреса. Адресация в IP-сетях могут назначаться администратором сети вручную, или автоматически при помощи протокола DHCP.

IP- сети — это сети взаимосвязанных подсетей, основное назначение этой технологии — обеспечить взаимодействие автономных систем, которые соединены маршрутизаторами.

Основными типами адресов являются следующие:

— MAC-адрес;

— IP-адрес;

— DNS-имя.

MAC-адрес (физическим адрес), присваивается каждому сетевому адаптеру при его производстве. МАС-адрес имеет формат 48-разрядный (6 октетов): первые 3 байта назначаются самим производителем, старшие 3 октета — уникальный идентификатор фирмы производителя, а младшие.

IP — адрес — это уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP

IP-адрес делится на пять основных классов: A, B, C, D, E (Таблица 3)

Таблица 3- Структура IР-адреса

Класс А

0

N сети (7 бит)

N узла (24 бит)

Класс В

1

0

N сети (14бит)

N узла (18 бит)

Класс С

1

1

0

N сети (21 бит)

N узла (8 бит)

Класс D

1

1

1

0

групповой адрес (28 бит)

Класс Е

1

1

1

1

0

Зарезервированные адрес (27 бит)

Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети Номер сети и номер узла, определяется значениями первых битов адреса:

— Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса, А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. В сетях класса, А количество узлов должно быть больше 216, но не превышать 224.

— Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 — 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.

— Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла — 8 битов.

— Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес — multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

— Если адрес начинается с последовательности 11 110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

В таблице 4 приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

Таблица 4 — диапазоны номеров сетей

Класс

Наименьший адрес

Наибольший адрес

A

01.0. 0

126.0.0. 0

B

128.0.0. 0

191. 255.0. 0

C

192.0.1.0.

223. 255. 255. 0

D

224.0.0. 0

239. 255. 255. 255

E

240.0.0. 0

247. 255. 255. 255

IP-адреса бывают двух типов:

— Версия 4 (IPv4)

— Версия 6 (IPv6)

IPv4 использует 32-битные (четырёхбайтные) адреса, ограничивающие адресное пространство на 4 294 967 296 (232) адресов. IPv4 адреса записываются в виде четырех десятичных чисел от 0 до 255 разделенных символом «.» (точка), минимальный возможный адрес — 0.0.0. 0, максимальный — 255. 255. 255. 255.

IPv6 адреса имеют длину 128 бит, что дает в общей сложности 2128? 3.4 Ч 1038 возможных адресов в адресном пространстве. Это в ?79 септиллионов раз больше, чем все адресное пространство, определенное протоколом IPv4. IPv6 адреса записывается в виде восьми блоков шестнадцатеричных чисел от 0×0000 до 0xFFFF, разделенных двоеточием.

Сравнение протоколов IPv4 и IPv6 представлено в приложение В.

DNS-имя — символьный идентификатор, например, SERV1. IBM. COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена.

3.1 Классовая и бесклассовая IP- адресация

В сетях адресация осуществляется при помощью маски подсетей.

Рисунок 12- Сравнение классовой и бесклассовой маршрутизации.

Маской подсети или маской сети — битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. Например, узел с IP-адресом 12. 34. 56. 78 и маской подсети 255. 255. 255.0 находится в сети 12. 34. 56. 0/24 с длиной префикса 24 бита.

Длина префикса — количество двоичных единиц в маске подсети. Например

маской подсети 255. 255. 255.0 в двоичном виде 11 111 111 11 111 111 11 111 111 0, количество единиц 24 значит, длина префикса равняется 24.

IP- адресация разделяется на два вида:

1. Классовая адресация

2. Бесклассовая адресация

Классовая адресация сетей — метод IP-адресации, работающий с одним классом сети (Таблица 3). В классовой адресации все подсети в ходящие в локальную сеть должны иметь одну маску подсети (Рисунок 12). Если используется разные маску подсети то пакеты отправленные из подсети в другую будут уничтожаться, не доходя до получателя.

Бесклассовая адресация (англ. Classless Inter-Domain Routing (CIDR)) — метод IP-адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов. В бесклассовой адресации к каждой подсети локальной сети возможно применение различных масок подсетей (Рисунок 12). Количество адресов подсети не равно количеству возможных узлов. Начальный адрес сети резервируется для идентификации подсети, последний — в качестве широковещательного адреса.

3.2 DHCP-сервер

DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической настройки узла) — сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к серверу DHCP, и получает от него нужные параметры.

В ручной процедуре назначения адресов активное участие принимает администратор, который предоставляет DHCP-серверу информацию о соответствии IP-адресов физическим адресам или другим идентификаторам клиентов. Эти адреса сообщаются клиентам в ответ на их запросы к DHCP-серверу.

При автоматическом статическом способе DHCP-сервер присваивает IP-адрес (и, возможно, другие параметры конфигурации клиента) из пула наличных IP-адресов без вмешательства оператора. Границы пула назначаемых адресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера. Между идентификатором клиента и его IP-адресом по-прежнему, как и при ручном назначении, существует постоянное соответствие. Оно устанавливается в момент первичного назначения сервером DHCP IP-адреса клиенту. При всех последующих запросах сервер возвращает тот же самый IP-адрес.

DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, что дает возможность впоследствии повторно использовать IP-адреса другими компьютерами. Динамическое разделение адресов позволяет строить IP-сеть, количество узлов в которой намного превышает количество имеющихся в распоряжении администратора IP-адресов.

DHCP обеспечивает надежный и простой способ конфигурации сети TCP/IP, гарантируя отсутствие конфликтов адресов за счет централизованного управления их распределением.

3.3 Суммирование адресов

Суммирование адресов позволяет разделять сеть на подсети или наоборот соединить подсети в одну сеть (Рисунок 13). Суммирование подсетей производится за счет сокращение длины префикса. Например четыре сети 172. 16.0. 0/20, 172. 16. 32. 0/20, 172. 16. 64. 0/20, 172. 16. 96. 0/20 где, длинна префикса 20, в результате суммирование будет объединена в одну сеть с адресом 172. 16.0. 0/18 (Рис. 14).

При помощи суммирование каждый маршрутизатор сети отвечая за определенный участок сети, это обеспечивает уменьшения размера таблицы маршрутизации, тем самым снижает нагрузку на маршрутизаторы, уменьшает время на поиск маршрута (Рисунок 13).

Рисунок 13. — Суммирование адресов

На Рисунок 14 показан пример сокращения длины префикса.

Рисунок 14- Сеть, получившаяся в результате суммирования четырех сетей.

4. Маршрутизация в IP- сетях

4.1 Основные понятия маршрутизации

Маршрутизация (Routing) — процесс определения маршрута следования пакетов. Маршруты могут задаваться непосредственно администратором (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети

Маршрутизация бывает двух видов:

­ внутренняя

­ внешняя

Внутренняя для связи внутри одной крупной сети (например, корпоративной или локальной).

Внешняя-для связи между различными независимыми сетями.

4.2 Таблица маршрутизации

lan топология маршрутизация dhcp

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблицы маршрутизации хранятся и рассчитываются на маршрутизаторах.

По принципам формирования таблица разделяются на:

— статические;

— динамические;

— центральных статических таблиц.

Статические прописываются вручную системным администратором, изменяются по мере необходимости (например, подключения нового узла) тоже вручную. Таким образом, подходят для небольших сетей.

Динамические изменяются регулярно в автоматическом режиме, зависят от текущего состояния сети. Используются в крупных сетях, например, региональных.

Центральных статических таблиц — таблица маршрутизации рассчитывается на центральном узле, после чего рассылается узлам-получателям в статическом виде.

4.3 Основные протоколы маршрутизации

Наиболее распространенные протоколы маршрутизации: RIP; OSPF; BGP

RIP (Routing Information Protocol) -наиболее активно используется в небольших сетях. Количество маршрутизаторов не должно превышать 15, превышение может привести к нахождению неоптимального маршрута. Протокол RIP (Routing Internal Protocol) использует мерой длины количество шагов до цели, этот вид метрики не учитывает пропускной способности и загруженности отдельных сегментов сети. При работе протокола маршрутизатор посылает обновление каждые 30 с. Обновление — это сообщение, содержащее IP-адрес подсети и расстояние до нее по числу узлов. Если в течение 180 с. Не приходит обновление на маршрут, то он считается недействительным.

OSPF (Open Shortest Path First) — протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link-state technology) и использующий для нахождения кратчайшего пути. Маршрутизатор рассылает обновления раз в 4 с., но маршрут действителен до тех пор, пока не придет сообщение о его недопустимости.

BGP-Border Gateway Protocol. Обеспечивает взаимосвязь между независимыми сетями. Использует рассылку только обновлений. Содержит ряд функций, повышающий безопасность (например, аутетинфикацию пользователя). Обеспечивает контроль за правильностью работы маршрутизаторов и сетевых соединений. Обновления рассылаются каждые 4с.

5. Сетевое оборудование

Сетевое оборудование — устройства, из которых состоит компьютерная сеть. Условно выделяют два вида сетевого оборудования:

1) Активное сетевое оборудование — оборудование, которое способно обрабатывать или преобразовывать передаваемую по сети информацию. К такому оборудованию относятся сетевые карты, маршрутизаторы, принт-серверы.

2) Пассивное сетевое оборудование — оборудование, служащее для простой передачи сигнала на физическом уровне. Это сетевые кабели, коннекторы и сетевые розетки, повторители и усилители сигнала.

5.1 Маршрутизатор

Маршрутизатор (Router) — это устройство сетевого уровня, использующее одну или более метрик для определения оптимального пути передачи сетевого трафика на основании информации сетевого уровня.

На рисунке 15 представлена принцип работы маршрутизатора.

Рисунок 15 — Функциональная модель маршрутизатора

Метрика — числовое значение, влияющее на выбор маршрута в компьютерных сетях. Значение параметра метрики определяет приоритет, который назначается маршруту, связанному с определенным интерфейсом. Чем меньше число метрики, тем выше приоритет.

Типы маршрутизаторов:

— Внутренний маршрутизатор

— Граничный маршрутизатор

— Магистральный

— Пограничный

Внутренний маршрутизатор (internal router) --маршрутизатор, все интерфейсы которого принадлежат одной зоне. У таких маршрутизаторов только одна база данных состояния каналов.

Граничный маршрутизатор (area border router, ABR) --соединяет одну или больше зон с магистральной зоной и выполняет функции шлюза для межзонального трафика. У граничного маршрутизатора всегда хотя бы один интерфейс принадлежит магистральной зоне. Для каждой присоединенной зоны маршрутизатор поддерживает отдельную базу данных состояния каналов.

Магистральный (опорный) маршрутизатор (backbone router) --маршрутизатора у которого всегда хотя бы один интерфейс принадлежит магистральной зоне.

Пограничный маршрутизатор автономной системы --обменивается информацией с маршрутизаторами принадлежащими другим автономным системам

5.2 Коммутатор

Коммутатор (switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор (Switch) имеет встроенную память, в которой хранится информация о том, к какому порту подключен какой компьютер.

Коммутация — процесс соединения пользователей коммуникационной сети через транзитные узлы.

Коммутатор поддерживает три основных варианта коммутации:

1) С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.

2) Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нём нет метода обнаружения ошибок.

3) Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (первые 64 байта кадра анализируются на наличие ошибки и при её отсутствии кадр обрабатывается в сквозном режиме).

6. Проектирование локальной сети

6.1 Описание проекта

Цель дипломного проекта проектирование локальной IP-сети.

Локальная сеть должна обеспечить:

1) совместная обработка информации;

2) совместное использование файлов;

3) централизованное управление компьютерами;

4) контроль за доступом к информации;

5) централизованное резервное копирование всех данных;

6) совместный доступ в Интернет.

В проекте сеть организуется в кампусе, между четырьмя жилыми домами (расположенных квадратом): дома девятиэтажные четырехподъездные (считать, что в каждом доме на этаже находится четыре квартиры) (Рисунок 16).

Длина девятиэтажных домов:

— 120 метров, высота каждого этажа — 3 метра.

Рисунок 16 — Общий вид расположения домов

Необходимо:

— сформировать адресное пространство сети;

— спроектировать локальную IP-сеть.

Сеть является одноранговой, каждый пользователь внутри сети имеет доступ ко всем сетевым ресурсам, в том числе доступ к интернету сетевым принтерам и папкам. На каждый подъезд дома выделяется свое адресное пространство.

Локальной сети должна соответствовать основным критериям:

1) быстродействие;

2) надёжность;

3) стоимость;

4) информационная безопасность.

6.2 Разработка логической схемы локальной сети

Логическая схема локальной сети отражает логические связи между элементами сети.

Логическая схема локальной сети построена на основе иерархической модели (см. Рисунок 11) с применением топологии «звезда-кольцо» (см. Рисунок 17) и технологии Fast Ethernet 100Base TX со скоростью до 100 Мбит/с, а качестве среды передачи применяется недорогой кабель неэкранированной витой пары категории 5 (CAT5). Это обеспечивает быстродействие, отказоустойчивость и безопасность сети.

Рисунок 17 — Сеть с топологией «звезда-кольцо»

Ядро (core) сети состоит из шести связанных между собой маршрутизаторов М 1-М 6 (Рисунок 18)

Рисунок 18 — Ядро сети

Такое ядро является безопасным, так как при отказе одного из маршрутизаторов работа сети в целом не нарушается.

К маршрутизаторам М 5 и М 6 подключается файловый сервер и интернет (Рисунок 19).

Рисунок 19- Подключение файл-сервера и интернета к локальной сети

Это соединений обеспечит быстрый доступ к общим ресурсом сети располагаемых на сервере.

При выходе из строя одного из маршрутизаторов М 5 или М 6 доступ к серверу и интернету не нарушится.

К маршрутизаторам М 1- М 4 подключаются маршрутизаторы каждого зданий. Например: как было сказана выше в описание проекта, здание четырехподезные к маршрутизатору М 1 подсоединяются маршрутизаторы каждого поезда первого здания (М 1. 1-М 1. 4) (Рисунок 20).

Рисунок 20 — Подключение маршрутизатора М 1

Маршрутизаторы М 1- М 4 обеспечивают суммирование подсетей находящихся в здание, тем самым снижают нагрузку на ядро сети.

К маршрутизаторам находящихся в подъездах зданий через коммутаторы присоединяются пользователи сети (Рисунок 21)

Рисунок 21 — Подключение пользователей сети

6. 3 Проектирование схемы вычислительной сети

При выборе сетевых компонентов был использован каталог цен на компьютеры и комплектующие, предлагаемые ООО «КВАНТ». Выбранные устройства представлены ниже:

Физические устройства

1) Рабочие станции: материнская плата ASUS P6T; S1366, процессор Core i7 Quad; i7−930, с тактовой частотой 2. 8GHz, 3 Гб ОЗУ DDR 3, HDD 500 Гб, видеокарта ATI Radeon HD 5850, с объемом памяти 1 Гб,

2) На серверной машине использована такая же конфигурация, только с ОЗУ расширенным до 12 288 мб, дополнительной сетевой картой, приводом Asus DVD-RW и жестким диском 2 Тб;

3) Концентраторы COMPEX TP1016C E-net HUB 10Base-T 16 port;

4) Маршрутизатор CISCO881-K9

5) Маршрутизатор Buffalo WZR-1750DHP-RU

6) Сетевые полноцветные лазерные принтеры CANON 3500;

7) Сетевые адаптеры встроенные.

Сервер проектируемой сети расположим в последнем подъезде дома № 1.

Соединение между концентраторами COMPEX TP1016C E-net HUB 10Base-T 16 port осуществляется по межэтажным проходам, которые предусмотрены для прокладки антенных кабелей и телефонов. Концентраторы выбраны с учетом экономии средств на приобретение и монтаж оборудования.

Соединение маршрутизаторов между подъездами осуществляем через межэтажные проходы, которые предусмотрены для вывода антенных кабелей. В целях обеспечения безопасности маршрутизаторы и концентраторы размещаем в монтажные коробки, которые размещены на этажах возле электрощитов. Размещение концентраторов неудобно размещать в квартирах, т.к. усложняется их обслуживание и свободный доступ.

План размещения концентраторов COMPEX TP1016C E-net HUB 10Base-T 16 port на этажах показано в Приложении Г. Маршрутизаторы М 1-М 6 расположены на верхних этажах домов и соединены между собой. При включении всех концентраторов у нас получилось «ядро». Такое включение выгодно тем, что при пропадании электросети на одном из маршрутизаторов или обрыве кабеля, последующий маршрутизаторы продолжает работу, используя обходные путь.

Схема расположения концентраторов на этажах показана в Приложении Г. Концентратор верхнего этажа соединяется с концентратором этажа, который ниже.

Для расчета длины кабеля мы должны знать точное расположение концентраторов и расстояние между ними.

Чтение монтажных карт осуществляется следующим образом:

— в первом столбце находится адрес включения входа концентратора;

— во втором, расположение данного концентратора (№ дома-подъезд/ этаж);

— третьем, номер концентратора;

— четвертом, № вывода концентратора;

— пятом, выход концентратора подключен либо к рабочей станции (Квартира№…), либо к следующему концентратору (№ дома; К- № номер концентратора).

В задании к проектированию сказано, что разводку по квартирам не делать, поэтому длину кабелей до квартир не учитываем.

Расположение концентраторов вызвано тем, чтобы рационально в дальнейшем использовать подключение рабочих станций.

План помещения, где расположена серверная станция показан в Приложении Д.

6.4 Разработка схемы адресации

Адресная схема должна быть разработана в соответствии с иерархическим принципом проектирования компьютерных сетей.

Схема адресации должна позволять агрегирование адресов. Это означает, что адреса сетей более низких уровней (например, сеть здания по сравнению с сетью кампуса) должны входить в диапазон сети более высокого уровня с большей маской. Кроме того, необходимо предусмотреть возможность расширения адресного пространства на каждом уровне.

Сеть, рассматриваемая в данном дипломном проекте, имеет два уровня иерархии. Вся сеть разбита на 4 здания. В каждом здание на каждый подъезд выделяется подсеть. На каждый уровень иерархии выделено количество бит, достаточное для адресации содержащихся на данном уровне элементов и учитывающее возможное расширение сети.

Для раздачи адресов каждого здания использован диапазон 192. 168.0. 0/22, обладающий емкостью (22 бит адресного пространства).

Таблица 5- Распределение IP-адресов по зданиям

Номер здание

Номер подъезда

Диапазон адресов

Адрес подсети

Маска

1

1

192. 168.0. 1/22 -192. 168.3. 255/22

192. 168.0. 0/22

255. 255. 252. 0

2

192. 168.4. 1/22 -192. 168.7. 255/22

192. 168.4. 0/22

255. 255. 252. 0

3

192. 168.8. 1/22 -192. 168. 11. 255/22

192. 168.8. 0/22

255. 255. 252. 0

4

192. 168. 12. 1/22 -192. 168. 15. 255/22

192. 168. 12. 0/22

255. 255. 252. 0

2

1

192. 168. 16. 1/22 -192. 168. 19. 255/22

192. 168. 16. 0/22

255. 255. 252. 0

2

192. 168. 20. 1/22 -192. 168. 23. 255/22

192. 168. 20. 0/22

255. 255. 252. 0

3

192. 168. 24. 1/22 -192. 168. 27. 255/22

192. 168. 24. 0/22

255. 255. 252. 0

4

192. 168. 28. 1/22 -192. 168. 31. 255/22

192. 168. 28. 0/22

255. 255. 252. 0

3

1

192. 168. 32. 1/22 -192. 168. 35. 255/22

192. 168. 32. 0/22

255. 255. 252. 0

2

192. 168. 36. 1/22 -192. 168. 39. 255/22

192. 168. 36. 0/22

255. 255. 252. 0

3

192. 168. 40. 1/22 -192. 168. 43. 255/22

192. 168. 40. 0/22

255. 255. 252. 0

4

192. 168. 44. 1/22 -192. 168. 47. 255/22

192. 168. 44. 0/22

255. 255. 252. 0

4

1

192. 168. 48. 1/22 -192. 168. 51. 255/22

192. 168. 48. 0/22

255. 255. 252. 0

2

192. 168. 52. 1/22 -192. 168. 55. 255/22

192. 168. 52. 0/22

255. 255. 252. 0

3

192. 168. 56. 1/22 -192. 168. 59. 255/22

192. 168. 56. 0/22

255. 255. 252. 0

4

192. 168. 60. 1/22 -192. 168. 63. 255/22

192. 168. 60. 0/22

255. 255. 252. 0

При суммировании этих диапазонов на уровне ядра использован диапазон 192. 168.0. 0/16, обладающий наибольшей емкостью (16 бит адресного пространства).

Каждая подсеть в здание имеет максимальное количество абонентов 1024.

Максимальное количество абонентов в здание 4096. Максимальное количество пользователей сети 65 536.

Суммирование адресов первого здания показана на рисунке 22.

Рисунок 22 — Суммирование адресов первого здания

Суммирование остальных зданий происходит аналогична.

Сервер общего назначение имеет адрес 192. 168. 64. 0/22

6.5 Расчет длины кабеля

При расчете длины кабеля учитываются следующие очевидные положения. Каждая телекоммуникационная розетка связывается с коммутационным оборудованием одним кабелем. В соответствии со стандартом ISO/IEC 11 801 длина кабелей горизонтальной подсистемы не должна превышать 90 м. Кабели прокладываются по кабельным каналам. Принимаются во внимание также спуски, подъемы и повороты этих каналов.

Существует два метода вычисления количества кабеля:

— метод суммирования;

— эмпирический метод.

Метод суммирования заключается в подсчете длины трассы каждого горизонтального кабеля с последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляется технологический запас величиной до 10%, а также запас для выполнения разделки в розетках. Достоинством рассматриваемого метода является высокая точность. Однако при отсутствии средств автоматизации и проектировании СКС с большим количеством портов такой подход оказывается чрезмерно трудоемким.

При проектировании мы решили воспользоваться методом суммирования, т.к. эмпирический метод даст нам очень большую погрешность расчета.

Расчет начнем с подсчета магистрального кабеля проложенного по крышам домов, между верхними этажами.

Расположение домов, расстояние между домами и подъездами показано в Приложении Е.

Расстояние между концентраторами, которые установлены на верхних этажах многоэтажных домов составляют 36 м, расстояние между магистральными концентраторами дома № 1 и № 3 (также № 3 и № 2) — 86 м. Расстояние между магистральными концентраторами дома № 2 и дома № 4 (также как № 4и № 1)-90 м.

Общая длина магистральных кабелей составляет 928 м.

Между магистральным концентратором и концентраторами расположенными на этажах, как изображено на рисунке Ж.2 (Приложение Ж) рассчитаем длину требуемого кабеля. Для 12- ти этажек — 36 метров, для 9-ти этажек — 27 метров. Общая длина для подключения подъездных концентраторов составляет — 648 м.

Всего потребуется, учитывая 10% технологического запаса, запаса на разделку кабеля, затрат на прокладку кабелей в помещении серверной станции (Приложение Ж) — 1735 метров.

Для крепления кабелей по стенам домов рекомендуется приобрести кабель-каналы и полиэтиленовые монтажные скобы.

Для подключения концентраторов к питающей сети используется электрический кабель ПТСРВ 0,75×3.

6.6 Расчет задержки сигнала в сегменте сети

Сеть 100Base ТХ с четырьмя хабами:

Суммируются следующие задержки:

— поля адаптеров ТХ-100;

— два кабельных сегмента по 100 м и провод между маршрутизаторами — 5 м;

Задержка для кабеля:

(100+100+5) *1,112= 227,96, bt, (1)

где 1,112 коэффициент задержки для кабеля 5 категории;

4 хаба * 4 * 38=152,bt (2)

где 38 — коэффициент для концентратора;

Итого: 227. 96+152=379. 96 < 512 bt (для сети Ethernet).

6.7 Расчет надежности сети

Проектируемая ЛВС монтируется на основе готовых изделий, и время наработки на отказ берется из данных предоставляемых производителями оборудования.

Под надежностью элемента (системы) понимают его способность выполнять заданные функции с заданным качеством в течение некоторого промежутка времени в определенных условиях. Изменение состояния элемента (системы), которое влечет за собой потерю указанного свойства, называется отказом. Системы передачи относятся восстанавливаемым системам, в которых отказы можно устранять.

Одно из центральных положений — теории надежности состоит в том, что отказы рассматривают в ней как случайные события. Интервал времени от момента включения элемента (системы) до его первого отказа является случайной величиной, называемой «время безотказной работы». Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой (по определению) вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается q (t) и имеет смысл вероятности отказа на интервале 0… t. Вероятность противоположного события — безотказной работы на этом интервале — равна

р (t) = 1 — q (t), % (3)

Мерой надежности элементов и систем, является интенсивность отказов l (t), представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент t, при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями l (t) и р (t) существует взаимосвязь

,% (4)

В период нормальной эксплуатации (после приработки, но еще до того, как наступил физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна. В этом случае

,% (5)

Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.

Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов

, сек (6)

Оценим надежность нашей системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Пусть p1(t), p2(t),…, pr (t) — вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени 0… t, r — количество элементов в системе. Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы (такой вид соединения элементов в теории надежности называется последовательным), то вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных ее элементов

,% (7)

где — интенсивность отказов системы, ч-1;

— интенсивность отказа i-го элемента, ч-1.

Среднее время безотказной работы системы tcр. сист., ч, находится по формуле

, t (8)

К числу основных характеристик надежности восстанавливаемых элементов и систем относится коэффициент готовности

,% (9)

где tср — среднее время восстановления элемента (системы).

Он соответствует вероятности того, что элемент (система) будет работоспособен в любой момент времени.

Методика расчета основных характеристик надежности ЛВС состоит в следующем: расчет интенсивности отказов и среднего времени наработки на отказ тракта.

В соответствии с выражением интенсивность отказов ЛВС, ч-1, определяют как сумму интенсивностей отказов узлов сети (VPN маршрутизатор, три сервера, 10 рабочих станций) и кабеля

(10)

где — интенсивности отказов РС, маршрутизатора, сервера, одного метра кабеля соответственно, ч-1;

— количество РС, маршрутизаторов, серверов

L — протяженность кабеля, км.

Определяем по справочникам и условиям эксплуатации значения для отдельных устройств.

В итоге получаем:

= 4,77*10−5*10+5,26*10−5*1+4,02*10−5*3+4,28*10−7*0,1=2,69*10−4 (11)

Вычислим среднее время безотказной работы ЛВС по формуле

, t (12)

Вероятность безотказной работы ЛВС в течение заданного промежутка времени t1=24 ч (сутки), t2 = 720 ч (месяц) при 2,69*10−4 ч-1 находят по формуле:

При t = 24 ч (сутки)

, t (13)

При t =720 ч (месяц)

, t (14)

Расчет полезной пропускной способности сети

Следует различать полезную и полную пропускную способность. Под полезной пропускной способностью понимается скорость передачи информации, объем которой всегда несколько меньше передаваемой информации, так как каждый передаваемый кадр содержит служебную информацию, гарантирующую его правильную доставку адресату.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой