Проектирование и расчет надежности и эффективности локальной вычислительной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

локальный вычислительный сеть

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров, и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети, от малых локальных сетей в офисах, до глобальных сетей типа Internet.

Опыт эксплуатации сетей показывает, что около 80% всей пересылаемой по сети информации замыкается в рамках одного офиса. Поэтому особое внимание разработчиков стали привлекать так называемые локальные вычислительные сети.

Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т.п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями.

Локальные вычислительные сети отличаются от других сетей тем, что они обычно ограничены умеренной географической областью (одна комната, одно здание, один район).

Очень многое зависит от качества и продуманности исполнения первоначальной стадии внедрения ЛВС - от предпроектного обследования системы документооборота того предприятия или той организации, где предполагается установить вычислительную сеть. Именно здесь закладываются такие важнейшие показатели сети, как ее надежность, спектр функциональных возможностей, срок ее службы, непрерывное время работоспособности, технология обслуживания, рабочая и максимальная загрузка сети, защищенность сети и другие характеристики.

Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений, не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а также обмен информацией между компьютерами разных фирм-производителей, работающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть, и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а также значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.

1. Цель работы.

Целью работы является получение навыков разработки структуры локальных вычислительных сетей, расчет основных показателей, определяющих работу сети.

2. Теоретическая часть

2.1.Основные цели создания локальной вычислительной сети (ЛВС).

Постоянная потребность в оптимизации распределения ресурсов (прежде всего информационных) периодически ставит нас перед необходимостью разработать принципиальное решение вопроса по организации ИВС (информационно-вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного комплекса, отвечающего современным научно-техническим требованиям, с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

Кратко можно выделить основные преимущества применения ЛВС:

Разделение ресурсов

Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы,

например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.

Разделение данных.

Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.

Разделение программных средств

Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

Разделение ресурсов процессора

При разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть.



Основные определения и терминология

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой быстродействующую линию связи аппаратных средств обработки данных на ограниченной территории. ЛВС может объединять персональные ЭВМ, терминалы, миниЭВМ и универсальные вычислительные машины, устройства печати, системы обработки речевой информации и другие устройства-

Сетевые устройства (СУ) - специализированнные устройства, предназначенные для сбора, обработки, преобразования и хранения информации, получаемой от других сетевых устройств, рабочих станций, серверов и т.д.

Основной компонентой локальной вычислительной сети является рабочая станция локальной вычислительной сети (РСЛВС), т.е., ЭВМ, аппаратные возможности которой позволяют обмениваться информацией с другими ЭВМ.

Локальная вычислительная сеть - это сложная техническая система, являющаяся совокупностью аппаратных и программных средств, так как простое соединение устройств, однако, не означает возможность их совместной работы. Для эффективной связи различных систем требуется соответствующее программное обеспечение. Одна из основных функций операционного обеспечения ЛВС заключается в обслуживании такой связи.

Правила сеязи - каким образом система производит опрос и должна быть опрошена - называются протоколами.

Системы называются подобными, если они используют одинаковые протоколы. При использовании различных протоколов они также могут работать по связи друг с другом с помощью программного обеспечения, которое производит взаимное преобразование протоколов, ЛВС могут быть использованы для связи не только ПК. Они могут связывать видео-системы, системы телефонной связи, производственное оборудование и почти все, что требует быстродействующего обмена данными. Несколько локальных вычислительных сетей можно объединить через местные и удаленные связи в режиме межсетевого взаимодействия.

Персональные компьютеры объединяются в сеть в основном для совместного использования программ и файлов данных, передачи сообщений (режим электронной почты) и для совместного использования ресурсов (устройств печати, модемов и аппаратных и программных средств межсетевой связи). В этом случае персональные компьютеры называют рабочими станциями локальной вычислительной сети.

Современная технология локальных вычислительных сетей позволяет использовать различные типы кабелей в одной и той же сети, а также беспрепятственно соединять в одну сеть различное оборудование ЛВС, такое как Ethernet, Archnet, и Token-ring.

Задачи, решаемые при создания ЛВС

Создавая ЛВС, разработчик стоит перед проблемой: при известных данных о назначении, перечне функций ЛВС и основных требованиях к комплексу технических и программных средств ЛВС построить сеть, то есть решить следующие задачи:

определить архитектуру ЛВС: выбрать типы компонент ЛВС;

рассчитать количество компонент ЛВС;

произвести оценку показателей эффективности ЛВС;

определить стоимость ЛВС.

При этом должны учитываться правила соединения компонентов ЛВС, основанные на стандартизации сетей, и их ограничения, специфицированные изготовителями компонент ЛВС.

Конфигурация ЛВС для АСУ существенным образом зависит от особенностей конкретной прикладной области. Эти особенности сводятся к типам передаваемой информации (данные, речь, графика), пространственному расположению абонентских систем, интенсивностям потоков информации, допустимым задержкам информации при передаче между источниками и получателями, объемам обработки данных в источниках и потребителях, характеристикам абонентских станций, внешним климатическим, электромагнитным факторам, эргономическим требованиям, требованиям к надежности, стоимости ЛВС и т.д.

Определение топологии сети

Рассмотрим варианты топологии и состав компонент локальной вычислительной сети.

Топология сети определяется способом соединения ее узлов каналами связи. На практике используются 4 базовые топологии:

звездообразная (рис. 1 ,а , 1 ,б);

кольцевая (рис. 2);

шинная (рис. 3);

древовидная или иерархическая (рис. 4).

Рис.



Рис.

Рис.

АК - активный концентратор ПК - пассивный концентратор Рис. 4. Иерархическая сеть с концентраторами.

Выбранная топология сети должна соответствовать географическому расположению сети ЛВС, требованиям, установленным для характеристик сети, перечисленным в табл. 1.

Таблица 1. Сравнительные данные по характеристикам ЛВС.



Таблица

Выбор типа коммуникационных средств. Витая пара

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое "витой парой" (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помсхонезащищенно. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с- Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка, Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е, витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля,

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с-Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации,

Широкополосный коаксиальный кабель

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с, При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель), Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Ethernet-кабель

Ethemet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable).

Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Cheapernet - кабель

Более дешевым, чем Ethernet кабель является соединение Cheapernet-кабель или, как его часто называют, тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десять миллионов бит / с. При соединении сегментов Cheapernet-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительное экранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (T-connectors). Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеля - около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала.

Оптоволоконные линии

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гагабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают тротивоподспушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в ЛВС с помощью звездообразного соединения.

Выбор типа построения сети по методу передачи информации

Локальная сеть Token Ring

Этот стандарт 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 станции к передающей среде используется метод - маркерное кольцо (Token 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 сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо.

Локальная сеть Arcnet

Arknet (Attached Resource Computer NETWork ) - простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на Arcnet приобрела корпорация SMC (Standard Microsistem Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей Arcnet. 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 Arcnet применяют топологии шина и звезда. Метод управления доступом станций к передающей среде - маркерная шина (Token Bus). Этот метод предусматривает следующие правила:

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

- данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Основные принципы работы

Передача каждого байта в Arcnet выполняется специальной посылкой ISU(Information Symbol Unit - единица передачи информации), состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается начальный разделитель АВ (Alert Burst), который состоит из шести служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции преамбулы пакета.

В сети Arcnet можно использовать две топологии: звезда и шина,

Локальная сеть Ethernet

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. Различия между ними незначительные.

Основные принципы работы:

На логическом уровне в Ethernet применяется топология шина;

- все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е, любая станция может начать передачу в любой момент времени( если передающая среда свободна);

- данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Выбор сетевой операционной системы

Большое разнообразие типов компьютеров, используемых в вычислительных сетях, влечет за собой разнообразие операционных систем: для рабочих станций, для серверов сетей уровня отдела и серверов уровня предприятия в целом. К ним могут предъявляться различные требования по производительности и функциональным возможностям, желательно, чтобы они обладали свойством совместимости, которое позволило бы обеспечить совместную работу различных ОС. Сетевые ОС могут быть разделены на две группы: масштаба отдела и масштаба предприятия. ОС для отделов или рабочих групп обеспечивают набор сетевых сервисов, включая разделение файлов, приложений и принтеров. Они также должны обеспечивать свойства отказоустойчивости, например, работать с RAID-массивами, поддерживать кластерные архитектуры. Сетевые ОС отделов обычно более просты в установке и управлении по сравнению с сетевыми ОС предприятия, у них меньше функциональных свойств, они меньше защищают данные и имеют более слабые возможности по взаимодействию с другими типами сетей, а также худшую производительность. Сетевая операционная система масштаба предприятия прежде всего должна обладать основными свойствами любых корпоративных продуктов, в том числе:

масштабируемостью, то есть способностью одинаково хорошо работать в широком диапазоне различных количественных характеристик сети,

совместимостью с другими продуктами, то есть способностью работать в сложной гетерогенной среде интерсети в режиме plug-and-play.

Корпоративная сетевая ОС должна поддерживать более сложные сервисы. Подобно сетевой ОС рабочих групп, сетевая ОС масштаба предприятия должна позволять пользователям разделять файлы, приложения и принтеры, причем делать это для большего количества пользователей и объема данных и с более высокой производительностью. Кроме того, сетевая ОС масштаба предприятия обеспечивает возможность соединения разнородных систем - как рабочих станций, так и серверов. Например, даже если ОС работает на платформе Intel, она должна поддерживать рабочие станции UNIX, работающие на RISC-платформах. Аналогично, серверная ОС, работающая на RISC-компьютере, должна поддерживать DOS, Windows и OS/2. Сетевая ОС масштаба предприятия должна поддерживать несколько стеков протоколов (таких как ТСРЯР, IPX/SPX, NetBIOS, DECnet и OSI), обеспечивая простой доступ к удаленным ресурсам, удобные процедуры управления сервисами, включая агентов для систем управления сетью.

Важным элементом сетевой ОС масштаба предприятия является централизованная справочная служба, в которой хранятся данные о пользователях и разделяемых ресурсах сети. Такая служба, называемая также службой каталогов, обеспечивает единый логический вход пользователя в сеть и предоставляет ему удобные средства просмотра всех доступных ему ресурсов. Администратор, при наличии в сети централизованной справочной службы, избавлен от необходимости заводить на каждом сервере повторяющийся список пользователей, а значит избавлен от большого количества рутинной работы и от потенциальных ошибок при определении состава пользователей и их прав на каждом сервере. Важным свойством справочной службы является ее масштабируемость, обеспечиваемая распределенностью базы данных о пользователях и ресурсах.

Такие сетевые ОС, как Banyan Vines, Novell NetWare 4.x, IBM LAN Server, Sun NFS, Microsoft LAN Manager и Windows NT Server, могут служить в качестве операционной системы предприятия, в то время как ОС NetWare 3.x, Personal Ware, Artisoft LANtastic больше подходят для небольших рабочих групп.

Критериями для выбора ОС масштаба предприятия являются следующие характеристики:

Органичная поддержка многосерверной сети;

Высокая эффективность файловых операций;

Возможность эффективной интеграции с другими ОС;

Наличие централизованной масштабируемой справочной службы;

Хорошие перспективы развития;

Эффективная работа удаленных пользователей;

Разнообразные сервисы: файл-сервис, принт-сервис, безопасность данных и отказоустойчивость, архивирование данных, служба обмена сообщениями, разнообразные базы данных и другие;

Разнообразные транспортные протоколы: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, AppleTalk;

Поддержка многообразных операционных систем конечных пользователей: DOS, UNIX, OS/2, Mac;

Поддержка сетевого оборудования стандартов Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet;

Наличие популярных прикладных интерфейсов и механизмов вызова удаленных процедур RPC;

Возможность взаимодействия с системой контроля и управления сетью, поддержка стандартов управления сетью SNMP.

Конечно, ни одна из существующих сетевых ОС не отвечает в полном объеме перечисленным требованиям, поэтому выбор сетевой ОС, как правило, осуществляется с учетом производственной ситуации и опыта. В таблице приведены основные характеристики популярных и доступных в настоящее время сетевых ОС.

Таблица



Определение надежности работы ЛВС. 2.4.1. Показатели надежности работы ЛВС

В общем случае, надежность - это свойство технического устройства или изделия выполнять свои функции в пределах допустимых отклонений в течение определенного промежутка времени.

Надежность изделия закладывается на стадии проектирования и существенно зависит от таких критериев, как выбор технической и технологической спецификации, соответствия принятых конструкторских решений мировому уровню. На надежность ЛВС также влияют грамотность персонала на всех уровнях пользования сетью, условия транспортировки, хранения, монтажа, наладки и обкатки каждого узла сети, соблюдение правил эксплуатации оборудования.

При расчетах и оценке надежности вычислительной сети будут использоваться следующие термины и определения:

Работоспособность - состояние изделия, при котором оно способно выполнять свои функции в пределах установленных требований.

Отказ - событие, при котором нарушается работоспособность изделия.

Неисправность - состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному требованию технической документации.

Наработка - продолжительность работы изделия в часах или других единицах времени.

Наработка на отказ, или среднее время безотказной работы - среднее значение наработки ремонтируемого изделия между отказами.

Вероятность безотказной работы - вероятность того, что в данный промежуток времени не возникнет отказа изделия.

Интенсивность отказов - вероятность отказа неремонтируемого изделия в единицу времени после данного момента времени.

Безотказность - свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки.

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с перерывами на обслуживание и ремонт.

Ресурс - наработка изделия до предельного состояния, оговоренная в технической документации.

Срок службы - календарная продолжительность работы изделия до предельного состояния, оговоренная в технической документации.

Ремонтопригодность - доступность изделия для его обслуживания

и ремонта.

Надежность является комплексным свойством, которое включает в себя такие свойства как:

работоспособность;

сохраняемость;

ремонтопригодность;

долговечность.

Основное свойство, описываемое количественными характеристиками - работоспособность.

Утрата работоспособности - отказ. Отказы электротехнического изделия могут означать не только электрические или механические повреждения, но и уход его параметров за допустимые пределы. В связи с этим отказы могут быть внезапными и постепенными.

Возникновения внезапных отказов в устройстве являются случайными событиями. Эти отказы могут быть независимыми, когда отказ одного элемента в устройстве происходит независимо от других элементов, и зависимыми, когда отказ одного элемента вызван отказом других. Разделение отказов на внезапные и постепенные является условным, так как внезапные отказы могут быть вызваны развитием постепенных отказов.

Основные количественные характеристики надежности (работоспособности):

вероятность безотказной работы за время t: P(t);

вероятность отказа за время t: Q(t)= 1 - P(t);

интенсивность отказов X(t) - указывает среднее число отказов, возникающее за единицу времени эксплуатации изделия;

среднее время наработки изделия до отказа Т (величина, обратная интенсивности отказов).

Реальные значения указанных характеристик получают по результатам испытаний на надежность. В расчетах времени до отказа / считается случайной величиной, поэтому используется аппарат теории вероятностей.

Свойства (аксиомы):

Р(0)=1 (рассматривается эксплуатация работоспособных изделий);

lim_t __>00 P(t)=O (работоспособность не может быть сохранена неограниченное время);

dP(t)/dt<0 (в случае если после отказа изделие не восстанавливается).

В течение срока службы технического устройства можно выделить три периода, интенсивность отказов в которых меняется по-разному. Зависимость интенсивности отказов от времени показана на рис.5.

Рис.5. Типичная кривая изменения X(t) в течение срока эксплуатации (жизни) изделия.

I - этап приработки dX(t)/dt<0

II - этап нормальной эксплуатации X(t)-const

III - этап старения dX(t)/dt>0



В первый период, называемый периодом приработки, происходит выявление конструктивных, технологических, монтажных и других дефектов, поэтому интенсивность отказов может повышаться в начале периода, понижаясь при подходе к периоду нормальной работы.

Период нормальной работы характеризуется внезапными отказами постоянной интенсивности, которая увеличивается к периоду износа.

В период износа интенсивность отказов увеличивается с течением времени по мере износа изделия.

Очевидно, основным должен быть период нормальной работы, а другие периоды являются периодами входа и выхода из этого периода.

Аксиома 3 действительна для невосстанавливаемых элементов (микросхем, радиоэлементов и т.п.). Процесс эксплуатации восстанавливаемых систем и изделий отличается от такого же процесса для невосстанавливаемых тем, что наряду с потоком отказов элементов изделия присутствуют стадии ремонта отказавших элементов, т.е. присутствует поток восстановления элементов. Для восстанавливаемых систем не выполняется третье свойство характеристик надежности: dP(t)/dt<0. За период времени At могут отказать два элемента системы, а быть восстановленными - три аналогичных элемента, а значит производная dP(t)/dt>0.

При конфигурировании вычислительных сетей оперируют таким понятием, как среднее время наработки на отказ того или иного элемента сети (Тн).

Например, если тестировалось 100 изделий в течение года и 10 из них вышло из строя, то Тн будет равно 10 годам. Т.е. предполагается, что через 10 лет все изделия выйдут из строя.

Количественной характеристикой для математического определения надежности является интенсивность отказов устройства в единицу времени, которая обычно измеряется числом отказов в час и обозначается значком X.

Среднее время наработки на отказ и среднее время восстановления работоспособности связаны между собой через коэффициент готовности Кг, который выражается в вероятности того, что вычислительная сеть будет находиться в работоспособном состоянии:



Таким образом, коэффициент готовности Кг всей сети будет определяться как произведение частных коэффициент готовности Kri. Следует отметить, что сеть считается надежной при Кг > 0,97.

Пример расчета надежности локальной вычислительной сети

Локальная вычислительная сеть 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, коммутаторы, 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.

Рис.6. Схема элементов ЛВС для расчета суммарной надежности.

Примем, что рассматриваемая локальная сеть включает два сервера (один обеспечивает выход в Internet), два коммутатора и пять кабельных фрагментов, относящихся к ядру сети. Интенсивность отказов и восстановлений для них приведены ниже.



Таблица

Таким образом,

1) интенсивность отказа всей сети L составляет 6,5* 10-⁵ 1/ч,

2) среднее время наработки на отказ всей сети Тн составляет примерно 15,4 тыс.ч,

3) среднее время восстановления Тв составляет 30 ч.

Расчетные значения соответствующих готовности представлены в табл. 4:

Таблица

Коэффициент готовности всей сети составляет

Расчет эффективности работы ЛВС

Для определения параметров функционирования сети проводиться выбор и обоснования контрольных точек. Для данных выбранных точек проводиться сбор информации и расчет параметров:

время обработки запросов - расчет интервала времени между формированием запроса и получением на него ответа, выполняемый для выбранных базовых сервисов.

время реакции в нагруженной и ненагруженной сети - расчет показателя производительности ненагруженной и ненагруженной сети.

время задержки передачи кадра - расчет времени задержки кадров канального уровня выбранных основных сегментов сети.

определение реальной пропускной способности - определение реальной пропускной способности для маршрутов выбранных основных узлов сети.

аналитический расчет показателей надежности - аналитическая оценка возможной интенсивности отказов и среднего времени наработки на отказ.

коэффициент готовности - аналитический расчет степени готовности (среднего времени восстановления) ЛВС.

Допустим, что сеть между двумя пользователями организована по схеме, представленной на рис.7.

Рис.

Порядок выполнения работы

Для выполнения работы необходимо:

а) повторить правила техники безопасности при работе с вычислительной техникой;

б) изучить лекционные материалы по курсам "", а также теоретическую часть настоящих методических указаний;

в) выбрать полугипотетическое предприятие или организацию и изучить в нем существующую систему документооборота с точки зрения автоматизации. Предложить новую систему документооборота, основанную на применении вычислительных сетей, оценить преимущества и недостатки существующей и предлагаемой систем (быстродействие, стоимость, топология, изменения фонда оплаты труда и др.);

г) рассчитать числовые показатели новой системы документооборота: надежность сети, время наработки на отказ, коэффициент готовности, время доставки сообщения до адресата, время получения квитанции о доставке сообщения;

д) в соответствии с требованиями, приведенными в разделе 5, оформить отчет по лабораторной работе;

ж) защитить лабораторную работу, продемонстрировав преподавателю:

1) отчет по лабораторной работе;

2) понимание основных принципов организации локальной вычислительной сети;

3) теоретические знания по количественным параметрам работы вычислительной сети.

При подготовке к защите для самопроверки рекомендуется ответить на контрольные вопросы, приведенные в разделе 5.

4. Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

а) титульный лист;

б) условие задания;

в) обоснование для разработки ЛВС и расчеты по предложенной топологии сети;

г) комментарии и выводы по проделанной работе.



Список литературы

1.Гусева А.И. Работа в локальных сетях NetWare 3.12-4.1: Учебник.- М.: "ДИАЛОГ-МИФИ", 1996. - 288 с.

2.Лорин Г. Распределенные вычислительные системы:. - М.: Радио и связь, 1984. - 296 с.

3.Майерс Г. Архитектура современных ЭВМ: В 2-х кн. Кн.2. - М.: Мир, 1985.-312 с.

4.Фролов А.В., Фролов Г.В. Локальные сети персональных компьютеров. Использование протоколов IPX, SPX, NETBIOS.- M.: "ДИАЛОГ-МИФИ", 1993. - 160 с.

Размещено на Allbest.ru

...