1.2. Расчет и планирование среднего трафика и коэффициента

использования сети

Для каждой из задач определяется эффективный трафик П_эг по формуле:

- среднее время занятия задачей сети (прил. 1),

--общее времени работы сети,

П_н - в случае полного занятия сети задачей номинальная пропускная способность сети, в случае фиксированного трафика - его значение. Общий сетевой трафик определяется по формуле:

∑П_Эi - сумма сетевых задач. (Обмен файлами + Сетевая печать и т.д.)

К_СТ - коэффициент служебного трафика (0.05-0.07).

К_З - коэффициент запаса (1,2-2.0).

N_K - количество компьютеров в сети.

N_C - количество серверов в сети.

Т_СРС - среднее время выполняемой задачи одного сервера.

Рассчитывается коэффициент использования сети к_исп,="П_общ/П_ном, который должен находиться в пределах (0,З-0,6).

Для расчета трафика сеть разбивается на логические сегменты с помощью коммутаторов. Суммарный трафик пересчитывается для каждого логического

сегмента (прил.2, 3). Для каждого логического сегмента уточняется коэффициент использования сети, как указано выше.

Общий сетевой трафик для всей сети: 53,85+55,75/2 = 54.8 (Мбит/с)

Коэффициент использования всей сети: (0,557+0,557)/2=0,557

Из полученного результата можно сказать, что общий коэффициент использования сети находится в норме.

1.3. Выбор топологии сетевых соединений

Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором разворачивается ЛВС. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для фирмы, разброс цен здесь также достаточно велик.

Расположение кабелей, соединяющих компоненты сети воедино, называется топологией. Топология сети определяет не только физическое расположение кабелей, но и физическое подключение клиентов к сети. В настоящее время используются сети, строящиеся на основе топологии трех типов (а также различных производных от этих типов). К таким типам топологий относятся: топология типа «Шина» (линейная), «кольцо» (кольцевая), «звезда» (каждый компьютер подключается при помощи отдельного ответвления к одному, общему, центральному устройству).

Шинная топология - самая простая сетевая структура. Обобщенная схема соединения компьютеров шиной напоминает цепочку, хотя на практике дело обстоит несколько иначе.

Канал связи и компьютер образуют Т-образное соединение, причем при конкретной реализации Т-образное соединение обеспечивается специальными сетевыми средствами, например, с помощью Т-соединителя, как в тонком Ethernet, или трансивера, как в толстом Ethernet

Функционирование компьютерной сети с шинной топологией происходит следующим образом. Данные (сигналы) передаются компьютером на шину. Каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация. После проверки данных (основываясь на определенных сетевым протоколом правилах) компьютер либо принимает данные, если они посланы

ему, либо игнорирует их, если они предназначены другому компьютеру.

Волновой принцип распространения сигнала в канале связи имеет, как минимум, две особенности. Затухание ограничивает длину шины и, следовательно, число компьютеров, подключенных к ней, а отражение вынуждает использовать на обоих концах шины терминаторы. "Проблемы шинной топологии проявляются тогда, когда

1. происходит разрыв (нарушение контактов) в любой точке шины;

2. сетевой адаптер (сетевая плата, сетевая карта) одного из компьютеров выходит из строя и начинает передавать на шину сигналы с помехами;

3. необходимо подключить к сети новый компьютер.

В первом случае компьютеры с одной стороны обрыва теряют контакт с компьютерами другой стороны, причем оба из образовавшихся сегментов шины теряют одну оконечную нагрузку. Во втором случае шум (помехи) нарушают устойчивую работу всей сети. В третьем - работу сети необходимо приостановить.

При кольцевой топологии сеть не имеет конечного пункта соединения. Данные передаются от компьютера к компьютеру по кольцу в одном направлении. Передачу данных может инициировать любой узел в любой момент времени, но передача, естественно, осуществляется только тогда, когда канал связи между соседними узлами свободен.

Каждый узел принимает данные (вместе с адресом получателя и обычно с адресом отправителя), анализирует адрес получателя и, если сообщение адресовано не ему, передает это сообщение дальше.

Используя кольцевую топологию, можно подсоединить к сети большое количество узлов, решив проблему помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла. Следовательно, размеры территории, покрываемой сетью, не являются ограничением для сети с кольцевой топологией. Здесь важно обеспечить надежную связь между соседними узлами.

Недостатки кольцевой организации компьютерной сети:

1. разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети (подключение нового узла или замена/отключение старого возможны лишь при разрыве кольца);

2. время передачи сообщения определяется временем последовательного «срабатывания» каждого узла, находящегося между отправителем и получателем сообщения;

3. из-за прохождения данных через каждый узел сети высока вероятность проявления эффекта «испорченного телефона» - преднамеренного или непреднамеренного искажения информации.

Топология «звезда» является неполно связной топологией, когда для обмена данными между двумя компьютерами может потребовать промежуточная передача данных через другие узлы сети (при полносвязной топологии каждый компьютер в сети связан со всеми остальными, что делает этот вариант громоздким и неэффективным).

Эта топология известна в англоязычной литературе также как колесо со спицами (hub and spoke), а сам термин хаб происходит от английского слова, обозначающего ступицу колеса. Сеть звездообразной топологии состоит виз центрального узла, к которому подключены несколько остроконечных устройств.

Звездообразная топология объединяет два существенно функционально различных типа сетей, в зависимости от того, что представляет собой центральный узел и какими возможностями обладают оконечные устройства.

Исторически первый тип звездообразных сетей использовался для подключения терминалов к центральному компьютеру. Центральный компьютер имел некоторое количество - мини-компьютеры до нескольких десятков - адаптеров последовательных портов RS232 или «токовая петля» и использовал их для взаимодействия с терминалами. Сами по себе терминалы общаться друг с другом не способны. Вычислительные системы такой структуры постепенно уходят в прошлое, хотя сама по себе топология

сохраняет актуальность - например, именно так выглядят модемные пулы провайдеров Интернет.

Второй тип звездообразных сетей состоит из полноценных вычислительных систем, способных общаться друг с другом, а роль центрального устройства выполняет пассивный или активный хаб или, в последнее время все чаще и чаще, коммутатор. Именно такую топологию имеют сети стандартов ШЕЕ 802.3 10 BaseT, 100 BaseT4 и 100 BaseTX, то есть разновидности Ethernet. Звездообразная топология используется также сетями ARCNet, IEEE 802.4, USB, IOLANetn др.

Пассивные хабы дешевы, сами по себе весьма надежны, имеют малые размеры и не требуют источников питания, поэтому могут устанавливаться практически где угодно, например, в кабельных коробах подъездов жилых домов. Однако сеть, построенная на пассивных хабах, по эксплуатационным характеристикам во многом похожа на шину: обрыв любого из кабеле приводит к потере согласования и возникновению отраженных волн, то есть к отказу всей сети. Как и шина, пассивный хаб не обеспечивает гальванической развязки между лучами «звезды». Как и шина, он не имеет встроенных средств диагностики и требует использования тестеров или временных рефлектометров.

Наконец, пассивные хабы приводят к большим потерям мощности сигнала, что ограничивает полный размер построенных на них сетей. Из-за этого некоторые стандарты, например Ethernet, вообще запрещают использование пассивных хабов, а другие, как ARCNet или IOLANet, не допускают их каскадного соединения.

Активные хабы лишены всех перечисленных недостатков. Как правило, такой хаб имеет гальваническую развязку для всех портов, поэтому появление высокого напряжения в одном из портов в худшем случае приводит к выгоранию только этого порта, а не всей сети. Обрыв или короткое замыкание кабеля также приводит к нарушению работы только одного порта, при этом активные хабы обычно имеют индикаторы, которые позволяют сразу увидеть,какие порты работают, а какие отключены, что позволяет ограничить работу по поиску неисправности действительно неисправным участком.

Наконец, будучи повторителем, активный хаб позволяет создавать сети гораздо большего размера, чем это возможно при помощи шин и пассивных хабов.

При всем этом хаб представляет собой достаточно простое устройство и частота его отказов существенно ниже, чем у большинства других компонентов сети. Поэтому активные хабы, хотя и намного дороже пассивных, но пользуются гораздо большей популярностью у сетевых администраторов.

Каскадное соединение хабов позволяет создавать более крупные сети древовидной структуры. Образованная хабами сеть не должна содержать циклов, потому что избежать развития стоячих волн в кольцевых участках практически невозможно; кроме того, многие способы кодирования сигналов не работают или очень плохо работают в условиях двойного приема.

Каскадирование хабов, даже активных, наталкивается на определенные трудности. Часть их обусловлена протоколами канального уровня, ограничениями на размер домена коллизий. Другая часть состоит в том, что простой повторитель, то есть простой усилитель сигнала, усиливает все, что происходит из линии - как сигнал, так и шумы. При этом большинство схем усилителей добавляют к сигналу и собственные шумы. Таким образом, сигнал, прошедший через несколько повторителей, имеет значительно больший уровень шума, чем распространяющийся через пассивный канал. Поэтому большинство стандартов ограничивает количество повторителей в одной сети.

Исходя из всего вышеперечисленного, оптимальным видом топологии для проекта является звездообразная топология, так как она имеет широкое применение в наши дни, её легко модифицировать и у нее имеется высокая отказоустойчивость.

Из выше сказанного и (прил.4) можно сделать вывод, что Fast Ethernet и топология «Звезда» для данного проекта является идеальным выбором, который позволит создать более продуктивно задуманную локальную сеть.