на тему:

«Разработка локальной информационно-телекоммуникационной сети»

по предмету:

«Информационно – телекоммуникационные системы и сети»

Содержание

Часть 1

Задание____________________________________________________________________3

Теоретические сведения______________________________________________________4

Ход расчетов________________________________________________________________6

Оценка эффективности двух вариантов информационного обмена по критерию минимума временных затрат________________________________________________________8

Выводы____________________________________________________________________8

Часть 2

Задание____________________________________________________________________9

Введение___________________________________________________________________9

Компьютерная сеть на основе сетевой технологии Ethernet 10Base-T________________10

Общая схема построения ЛВС на основе сетевой технологии Ethernet 10Base-T с магистралью 1000Base-LX _________________________________________________________15

Структурная схема прохождения компьютерной сети на третьем этаже 1 и 2 здания___16

Структурная схема прохождения компьютерной сети на втором этаже 1 и 2 здания___17

Структурная схема прохождения компьютерной сети на первом этаже 1 здания______18

Структурная схема прохождения компьютерной сети на первом этаже 2 здания______19

Коммутатор des-1016d с 16 портами 10/100Base-tx____________________________20

Управляемый коммутатор DGS-3024 2 уровня с 24портами 10/100/1000Base-T + 4 комбо-портами 1000Base-T/Mini GBIC (SFP)________________________________________22

Модуль Mini GBIC DEM-310GT с 1 портом 1000Base-LX для одномодового оптического кабеля, питание 3,3В______________________________________________________________25

Сетевой адаптер DFE-528TX для PCI шины____________________________________26

Межсетевой экран DFL-600__________________________________________________28

Трехпортовый принт-сервер DP-300U_________________________________________32

Eserv – все что необходимо для подключения предприятия к Сети _________________35

Microsoft Windows Server 2003________________________________________________37

Прайс-лист на все оборудование______________________________________________38

Подтверждение корректности построения данной ЛВС___________________________41

Недостатки разработанной ЛВС_______________________________________________42

Заключение________________________________________________________________43

Литература________________________________________________________________44

Часть 1

Задание

1. Рассчитать временные затраты полного информационного обмена между двумя рабочими станциями, согласно заданного маршрута с учетом параметров качества отдельных сегментов.

2. Определить оптимальный маршрут в сети между двумя заданными пользователями по алгоритму Дейкстры.

3. Рассчитать временные затраты для аналогичных условий информационного обмена по оптимальному маршруту.

4. Оценить эффективность двух вариантов информационного обмена по критерию минимума временных затрат.

Исходные данные для расчетов:

Номер варианта – 7

Станции сети – от В к Н

Количество узлов – 8

Маршрут – 4-7-10-13-14-15-12-9

Рис.1. Структурная модель однородной компьютерной сети.

Теоретические сведения

Для проверки работоспособности сети необходимо определить время двойного оборота для максимально удаленных узлов. Если время распространения сигнала меньше (или равно) величине максимально допустимой временной задержки, то сеть работоспособна. Если же время двойного оборота больше допустимого, то необходимо изменить топологию сети.

При анализе работоспособности сети используются показатели из таблицы 1, а также необходимо использовать конкретную модель анализа.

Таблица 1

Параметры	Значения
Битовая скорость	10 Мбит/с
Интервал отсрочки	512 битовых интервала
Межкадровый интервал (IGP)	9,6 мкс
Максимальное число попыток передачи	16
Максимальное число возрастания диапазона паузы	10
Длина jam-последовательности	32 Бита
Максимальная длина кадра (без преамбулы)	1518 байт
Минимальная длина кадра (без преамбулы)	64 байта (512 бит)
Длина преамбулы	64 Бит
Минимальная длина случайной паузы после коллизии	0 битовых интервалов
Максимальная длина случайной паузы после коллизии	524000 битовых интервала
Время двойного оборота (PDV)	512 Бит
Максимальное число станций в сети	1024
Bit Time - длительность передачи/приема 1 бит	Ethernet - 10^-7c, Fast Ethernet - 10^-8c, Gigabit Ethernet - 10^-9c

Положения для данной модели анализа основаны на точном расчете временных характеристик проектируемых компьютерных сетей. При этом в расчетах используют два критерия:

• сравнение расчетного значения двойного времени прохождения сигнала по проектируемой сети (PDVрас) с максимально допустимым значением (PDVmax) равным 512 Бит

PDVрас< PDVmax (1)

• сравнение величины сокращения межкадрового интервала IGP проектируемой сети с максимально допустимой величиной сокращения IGP равной 9,6 мкс

IGPрас< IGPmax (2)

При выполнении расчетов по первому критерию необходимо выделить три типа сегментов:

• начальный сегмент, соответствующий началу пути максимальной длины;

• конечный сегмент, соответствующий последнему из сегментов максимального пути;

• промежуточный сегмент, входящий в путь максимальной длины.

Промежуточных сегментов в анализируемом пути может быть несколько, а начальный и конечный сегменты могут меняться местами.

Если длина сегмента, входящего в выбранный путь, не является максимальной, то необходимо рассчитать время двойного прохождения сигнала в таком сегменте по формуле:

tp = Lt0 + tmin (3)

t0 – значение распределенной временной задержки;

tmin – значение временной задержки для сетевого оборудования (при этом необходимо учитывать тип сегмента).

В соответствии с таблицей 2 и выражением 3 можно определить величины задержек для любых участков сети.

Таблица 2

Тип сегмента	Мах. L	Начальный сегмент		Промежуточный сегмент		Конечный сегмент		Удельная задержка
	m	tmin	tmax	tmin	tmax	tmin	tmax	t0
10Base-5	500	11.8	55	46.5	89.8	169.5	212.8	0.087
10Base-2	185	11.8	30.8	46.5	65.5	169.5	188.5	0.103
10Base-T	100	15.3	26.6	42	53.3	165	176.3	0.113
10Base-FL	2000	12.3	212.3	33.5	233.5	156.5	156.5	0.1
AUI	50	0	5.1	0	5.1	0	0	0.103
FOIRL	1000	7.8	107.8	29	129	152	252	0.1

Суммарная величина временных задержек всех сегментов выделенного пути не должна превышать значения предельной величины равной 512 бит.

Для вычисления величины сокращения IGP используем понятия начального и промежуточного сегментов. Учитывая при этом, что конечный сегмент не вносит своего вклада в сокращение IGP, так как пакет на последнем сегменте не проходит через сетевое оборудование.

Для получения полной величины сокращения IGP необходимо просуммировать данные из таблицы 3 (значение времени сокращения межкадрового интервала) для сегментов, входящих в путь максимальной длины и сравнить полученную величину с предельно допустимым значением (49 бит). Если при вычислении для обратного направления допустимое уменьшение IGP так же не превышает предельной величины, то сеть работоспособна в соответствии со стандартом.

Таблица 3

Сегмент	Начальный сегмент	Промежуточный сегмент
10Base-5	16	11
10Base-2	16	11
10Base-T	16	11
10Base-FL	11	8

В таблице 4 приведены обозначения сегментов в структурной моделе однородной компьютерной сети.

Таблица 4

Сегмент	Обозначение
10Base-5	p1
10Base-2	p2
10Base-T	p3
10Base-FL	p0
AUI	p4

Наикратчайшим путем между двумя рабочими станциями называют самый лучший или оптимальный маршрут, который можно использовать для передачи информации между ними.

При определении наилучших, наикратчайших или оптимальных маршрутов в сети необходимо иметь некоторую оценку качества каждого звена, что достигается маркировкой каждого звена специальным весом, который должен вычисляться с применением определенной системы мер. Конкретная мера может изменяться для разных сетей. Звенья с меньшим весом предпочтительнее звеньев с более высоким весом.

Следующим шагом, учитывающим взвешенность звеньев, является поиск оптимального маршрута. По алгоритму Дейкстры берем одиночный узел и вычисляем длину путей между этим узлом и всеми другими узлами сети. Наикратчайший путь и будет оптимальным.

Ход расчетов

Рис. 2. Маршруты ( черный круг – вариант 7, серый – оптимальный ).

На рисунке 2 черным цветом показан маршрут от станции В к станции Н согласно с вариантом 7. Согласно с табл.4 этот путь включает в себя 9 сегментов: 10Base-2 (2 шт.), 10Base-5, 10Base-T (2 шт.), 10Base-FL (4 шт.). Начальный сегмент 10Base-FL, а конечный - 10Base-5.

Рассчитаю задержку для каждого сегмента по формуле 3.

р0-200

tp =200*0,1+12,3=32,3(Бит)

р0-60

tp = 60*0,1+33,5=39,5(Бит)

р0-300

tp =300*0,1+33,5=63,5(Бит)

р3-80

tp =80*0,113+42=51,04(Бит)

р2-80

tp =80*0,103+46,5=54,74(Бит)

р3-20

tp =20*0,113+42=44,26(Бит)

р2-20

tp =20*0,103+46,5=48,56(Бит)

р0-500

tp =500*0,1+33,5=83,5(Бит)

р1-100

tp =100*0,087+169,5=178,2(Бит)

В результате суммарная задержка составит 32,3+39,5+63,5+51,04+54,74+44,26+48,56+83,5+178,2=595,6(Бит), а это больше, чем предельно допустимая величина 512 Бит, т.е. сеть неработоспособна.

Но произведу расчет суммарной задержки для этого же пути, но в обратном направлении, при этом начальным сегментом будет 10Base-5, а конечным - 10Base-FL. Для этого найду задержку для этих сегментов:

р1-100

tp =100*0,087+11,8=20,5(Бит)

р0-200

tp =200*0,1+156,5=176,5(Бит)

Суммарная задержка равна:

20,5+83,5+48,56+44,26+54,74+51,04+63,5+39,5+176,5=582,1(Бит),

что также больше чем 512 Бит. Таким образом, подтверждена неработоспособность сети по данному маршруту.

Только для формальности найду величину сокращения IGP, просуммировав данные из табл. 3.

11+8+8+11+11+11+11+8=79 (Бит)

16+8+11+11+11+11+8+8=84 (Бит),

что больше предельно допустимой величины в 49 Бит.

В соответствии со стандартом сеть неработоспособна.

На рисунке 2 серым цветом показан оптимальный маршрут (4-7-8-9) от станции В к станции Н, выбранный по алгоритму Дейкстры. Согласно с табл.4 этот путь включает в себя 5 сегментов: 10Base-2, 10Base-5, 10Base-T, 10Base-FL (2 шт.). Начальный сегмент 10Base-FL, а конечный - 10Base-5.

Рассчитаю задержку для каждого сегмента по формуле 3.

р0-200

tp =32,3 Бит - начальный сегмент

tp =176,5 Бит - конечный сегмент

р0-60

tp =39,5 Бит

р2-30

tp =30*0,103+46,5=49,59 (Бит)

р3-20

tp =20*0,113+42=44,26 (Бит)

р1-100

tp =178,2 Бит - конечный сегмент

tp =20,5 Бит - начальный сегмент

В результате суммарная задержка составит:

32,3+39,5+49,59+44,26+178,2=343,85 (Бит)

20,5+44,26+49,59+39,5+176,5=330,35 (Бит),

задержка в обоих направлениях оптимального пути не превышает 512 Бит, т.е. сеть работоспособна.

Вычисляю IGP:

11+8+11+11=41 (Бит),

16+11+11+8=46 (Бит),

что меньше предельно допустимой величины.

Сеть работоспособна в соответствии со стандартом.

Оценка эффективности двух вариантов информационного обмена по критерию минимума временных затрат

Из приведенных выше вычислений:

Таблица 5

маршрут	4-7-10-13-14-15-12-9	4-7-8-9
временные затраты
задержка, Бит	595.6/582.1	343.85/330.35
IGP, Бит	79/84	41/46

Аналитическая величина выигрыша оценивается выражением:

Эф = (Кc1-Кс0)/Кс0*100%,

где Кс1 и Кс0 – показатели качества сравниваемых систем.

Эф1=(595,6-343,85)/343,85*100%=73%

Эф2=(582,1-330,35)/330,35*100%=76%

Выводы

• Сравнивая данные варианты информационного обмена исходя из табл.5 по критерию минимума временных затрат видно, что оптимальный маршрут, выбранный с помощью алгоритма Дейкстры, эффективнее. Более того, маршрут из варианта 7 неработоспособный в соответствии со стандартом.

• Аналитически величина выигрыша оптимального маршрута над заданным составляет в среднем 74%.