Исходные данные

Исходные данные остаются прежними, как в лабораторной работе №1, за исключением коэффициента загрузки (нормированной нагрузки) R. Для про­ведения серии экспериментов принять R равной:

Первая серия экспериментов	0,1	0,3	0,5	0,7	0,9
Вторая серия экспериментов	0,9	1,1	1,3	1,5	2

Порядок выполнения работы

1. Используя формулу (1.11) лабораторной работы №1, определите суммар­ные интенсивности Х потока запросов для всех точек каждой серии экспериментов. Для облегчения дальнейшего расчета и процесса реконструирования можно принять емкость каждого источника равной 1, т.о. будем полагать, что все источники имеют одинаковую интенсивность. Используя формулу (1.10) лабораторной работы №1, определите интенсивности (нестационарности по­тока) источников для всех точек каждой серии экспериментов.

2. Используя Реконструктор СИМЛВС, задайте первую серию эксперимен­тов в режиме 1 (интенсивность запросов = var, время передачи = const). В ка­честве аргумента функции коэффициента фактической загрузки выберите ко­эффициент предложенной нагрузки в соответствии с исходными данными пер­вой серии экспериментов,

3. Используя Симулятор, проведите первую серию экспериментов.

4. Используя Анализатор результатов, определите зависимость коэффици­ента фактической загрузки от коэффициента предложенной нагрузки.

5. Повторите пункты 1,2,3 для второй серии экспериментов.

6. Дайте оценку зависимости коэффициента фактической загрузки от коэф­фициента предложенной нагрузки.

Отчет по лабораторной работе включает

1. Цель работы.

2. Исходные данные.

3. Таблицу результатов экспериментов.

4. График зависимости коэффициента фактической загрузки от коэффициента предложенной нагрузки.

5. Оценку графика, построенного в п. 4.

Контрольные вопросы

1.Что называется предложенной нагрузкой и производительностью сети?

2. Как зависит производительность сети Ethernet от предложенной нагрузки?

3. Какое явление называется крахом Ethernet?

4. Что называется базированием?

5. Что называется базой?

6. Какие основные показатели включает база?

7. Каково назначение протокола SNMP и стандарта RMON?

8. Что может быть причиной перегруженности сети?

9. Как можно решить проблему перегруженности сети?

10.Каково назначение моста?

11 .Какие функции выполняет мост, и к какому уровню эталонной модели относятся эти функции?

12. B чем отличие моста от повторителя?

Лабораторная работа №4 Имитационное моделирование сети Fast Ethernet

Цель работы: Определение основных характеристик Fast Ethernet с

помощью системы имитационного моделирования локальных вычислительных сетей (СИМЛВС)

Сеть Fast Ethernet - это составная часть стандарта IEEE 802.3, появившая­ся в 1995 году. Она представляет собой более быструю версию стандартной се­ти Ethernet, использующую всё тот же метод доступа МДКН/ОК, но рабо­тающую на значительно большей скорости передачи 100 Мбит/с. Сохраняется также в Fast Ethernet формат пакета (кадра), принятый в классической вер­сии Ethernet. Основная топология сети - пассивная звезда, это сближает её с типами традиционной сети Ethernet 10BASE - F и IOBASE - F. Многопорто­вые повторители (концентраторы) сети Fast Ethernet могут соединяться меж­ду собой связными сегментами, что позволяет строить сложные конфигура­ции.

Стандарт определяет три типа среды передачи для Fast Ethernet:

- 100BASE - Т4, т. е. передача идёт со скоростью 100 Мбит/с в основной полосе частот по четырём витым парам электрических проводов;

- 100BASE-TX, т. е. передача идёт со скоростью 100 Мбит/с в основной полосе частот по двум витым парам электрических проводов;

- 100BASE - FX, т, е. передача идёт со скоростью 100 Мбит/с в основной полосе частот по двум оптоволоконным кабелям.

Стандарт определяет два типа многопортовых повторителей (концентра­торов) для Fast Ethernet:

- повторители Класса 1 характеризуются тем, что преобразуют проходя­щие по сегментам сигналы в цифровую форму, прежде чем передавать их во все другие сегменты. Поэтому к ним можно присоединять сегменты разных типов: 100BASE - Т4, 100BASE - ТХ, 100BASE - FX. Но процесс преобразо­вания требует временной задержки, поэтому можно использовать только один повторитель класса 1 в пределах одной зоны конфликта;

- повторители Класса 2 непосредственно повторяют приходящие на них сигналы и передают их в другие сегменты без преобразования. Поэтому к ним можно подключать только сегменты одного типа. Задержка в повторителях класса 2 меньше, чем в повторителях класса 1, поэтому можно применять два таких повторителя в пределах одной зоны конфликта. Повторители класса. 2 могут иметь либо порты ТХ / FX, либо Т4 / FX.

Хотя узлы в Fast Ethernet соединены с использованием топологии типа звезда, сеть функционирует так, как будто это шинная топология. Повтори­тель ретранслирует сигнал, пришедший на один порт, всем остальным портам, Порты повторителя соединяются внутренней цифровой шиной. Шина не за­висит от типа физической среды уровня PHY, используемой в каждом из пор­тов, исключительно быстра и часто бывает выполнена на базе единственной микросхемы. Число портов повторителя ограничено, как правило, 8 ÷ 36 еди­ниц.

Для сети Fast Ethernet существуют правила топологии, которые гаранти­руют корректную работу сети. Правила топологии определяют возможные конфигурации области коллизий Fast Ethernet, которые рекомендуется ис­пользовать.

Рис. 4.1. Повторитель Fast Ethernet

Таблица 4.1.

Задержки для разных компонент, 1ВТ =10наносекунд

Устройство	Задержка распространения, ВТ
Повторитель класса 1	70
Повторитель класса 2(все порты Т4)	33.5
Повторитель класса 2(комбинация портов Т4 и ТХ/FX)	46
NIC TX или FX	25
NIC T4	34.5

В сети первой конфигурации два узла соединяются напрямую, без использования повторителя. Такая конфигурация называется соединением DTE - DTE. Узлом может служить любой компонент сети, кроме повторителя (например, рабочая станция, принтер, порт переключателя или порт маршрутизатора).

Рис. 4.2. Соединение DTE - DTE (DTE - оконечное оборудование)

Таблица 4.2.

Максимальная длина кабеля А в сети первой конфигурации

Вид кабеля	Длина, м
Любой медный	100
Полудуплексный волоконно-оптический	412
Полнодуплексный волоконно-оптический	2000

В сети второй конфигурации сегмент Fast Ethernet содержит только один повторитель класса 1 или класса 2.

Рис. 4.3. Соединение узлов с повторителем (MDI - разъём повторителя или порт MDI)

Таблица 4.3.

Максимальная длина кабелей А и В в сети второй конфигурации

Вид Кабеля А	Вид Кабеля В	Класс повтори­теля	Макс. длина кабеля А, м	Макс. длина кабеля В, м	Макс. диаметр сети, м
ТХ FX TX Т4 FX ТХ Т4 FX	ТХ,FX FX FX FX FX FX FX	1и2 1 1 1 2 2 2	100 100 100 136 100 100 160	100 160.8 131 136 208.8 204 160	200 260.8 231 272 308.8 304 320

Здесь и далее предполагается, что при использовании смешанных сред пе­редачи применяется один оптоволоконный кабель.

В сети третьей конфигурации используются два повторителя класса 2. Для связи повторителей (кабель связи С) используется медный кабель длиной не более 5 метров.

Рис. 4.4. Схема сети с двумя повторителями класса 2

Таблица 4.4.

Максимальная длина кабелей А и В в сети третьей конфигурации

Вид кабеля А	Вид кабеля В	Макс. длина кабеля А, м	Макс. длина кабеля В, м	Макс. диаметр сети, м
TX, FX TX T4 FX	TX, FX FX FX FX	100 100 100 114	100 116.2 136.3 114	200 216.2 236.3 228

Преимущества Fast Ethernet перед другими высокоскоростными техноло­гиями:

- Сетевые адаптеры Fast Ethernet могут автоматически переключаться со скорости 10 Мбит/с на скорость 100 Мбит/с, что обеспечивает совместимость с более ранними версиями Ethernet.

Высокоскоростные сети FDDI и ATM отличаются, неубедительным соот­ношением цена / производительность, а при эксплуатации ATM могут возник­нуть проблемы, связанные с совместимостью.

Стандарт Fast Ethernet является открытым стандартом, разработанным не единственной компанией и не принадлежащим единственной компании. Любая компания может совершенствовать продукты Fast Ethernet. Это об­стоятельство отличает данную технологию от других, например Token Ring фирмы IBM или 100VG - Any LAN фирмы Hewlett Packard.

На основе сегментов Fast Ethernet и переключателей ( мостов) можно стро­ить различные по размеру и сложности структуры. Рассмотрим небольшую (на основе одного сегмента) сеть Fast Ethernet. Офис в 30 - 40 человек легко под­держивается единственным сегментом Fast Ethernet.

Рис. 4.5. Примерная схема сети для малого офиса

В системе моделирования СИМЛВС дня описания топологии используются только двухпортовые повторители (ретрансляторы). Однако СИМЛВС можно использовать для описания сети Fast Ethernet. Для этого нужно средствами СИМЛВС описать строение многопортового повторителя.

Рис. 4.6. Описание сета для малого офиса средствами СИМЛВС

На рис. 4.6 показаны:

• SGO – цифровая шина многопортового повторителя;

• SGi, (i = 1 - N-1), – i - кабель А, связывающий компьютер (STi) с много­портовым повторителем, описывается как i - сегмент длиной Si;

• SGN – кабель В, связывающий файловый сервер (STN) с многопорто­вым повторителем, описывается как сегмент длиной SN;

• Sti – I - узел – компьютер сети;

• STN – N - узел – файловый сервер сети.

Можно принять задержку распространения в сегменте SGO равной 0.0001, а задержку распространения в ретрансляторе равной половине за­держки многопортового повторителя (таблица 4.1). Для описания сегмента SGO средствами СИМЛВС вводятся дополнительная станция ST и источник IST с 0.0001 интенсивностью, тяготение к источнику IST отсутствует.

Таблица 4.6.

Исходные данные В=100 Мбит/с T=1сек

Параметр	Последняя цифра студенческого билета 1
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Длина кадра L, бит	11950	700	1950	3200	4450	5700	6950	8200	9450	10700
Число портов многопортового повторителя, N+1	8	10	12	6	20	24	12	10	8	12
Тип кабеля А	ТХ	ТХ	T4	T4	FX	FX	T4	T4	ТХ	TX-
Тип кабеля В	FX	FX	FX	FX	FX	FX	FX	FX	FX	FX
Коэффициент предложенной нагрузки, R ' ''"	1	0.1	0,2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9
Класс повторителя	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2

Принять максимальными длины кабелей А и В.

Принять следующие положения:

• все компьютеры - клиенты имеют идентичное - тяготение;

• каждый компьютер - клиент с вероятностью 0.5 посылает запрос серверу и с вероятностью 0.5 посылает запрос компьютерам - клиентам;

• тяготение компьютера - клиента к любом;' компьютеру - клиенту одинаково;

• сервер с вероятностью 0.8 посылает запросы компьютерам - клиентам и с веро­ятностью 0.2 посылает запросы принтеру или Internet (тяготение сервера на себя);

• тяготение сервера к любому компьютеру - клиенту одинаково;

• сетевые адаптеры подключаются к сегментам без трансивера.