3. Технологический раздел

3.1 Оценка надежности системы

Надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Для количественного выражения надежности объекта и для планирования эксплуатации используются специальные характеристики - показатели надежности. Они позволяют оценивать надежность объекта или его элементов в различных условиях и на разных этапах эксплуатации.

Расчет показателей качества ЛВС

Расчёт надёжности — это процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета.

Таблица 8 Исходные данные к расчету комплексных показателей качества

Наименование показателей	Условное обозначение	Ед. измерения	Значение
Фактическое время модификации сети	(tм)	ч.	2
Планируемое время модификации сети	(tм.пл)	ч.	3
Требуемая скорость обработки (передачи) информации	(t)	МБит/с	30
Фактическая скорость обработки (передачи) информации	(tф)	МБит/с	82
Среднее время между отказами	(to.ср.)	ч.	2000
Среднее время восстановления	(tв.ср.)	ч.	3
Суммарное время работы сети за месяц	(tо)	ч.	718
Суммарное время простоев сети за месяц	(tп)	ч.	2
Число отказов сети	(n)	ед.	4
Число тестирований сети	(N)	ед.	50

В данном случае расчет показателей надежности будет произведен с использованием данных, полученных за время эксплуатации сети.

В результате расчета определяются количественные значения показателей надёжности.

Время модификации определялось из расчета установки и подключения нового рабочего места (или перестановки старого в другое помещение).

Суммарное время работы сети за месяц бралось из расчета ее функционирования 24 часа в день, 7 дней в неделю, 30 дней за месяц. Исключением служит временный простой сети в связи с возникновением отказа (средняя продолжительность устранения отказа 3 часа) и сбоев.

Показатель своевременной обработки информации ):

(1)

где, – фактическая скорость обработки (передачи) информации, МБит/сек;

– требуемая скорость обработки (передачи) информации, МБит/сек.

Сеть считается эффективной, если фактическая скорость обработки информации равна или больше требуемой скорости.

Вывод: значение показателя в интервале свидетельствует о высокой эффективности сети.

Коэффициент реактивности :

(2)

где , – фактическое время модификации, ч.;

– планируемое (требуемое) время модификации, ч.

Вывод: значение , значит, сеть легко планируется относительно своей области применения. С точки зрения комплексных показателей масштабируемости и модифицируемости, значение в интервале характеризует быстро модифицируемую и легко масштабируемую сеть.

Коэффициент надежности , определяется по следующей формуле:

(3)

где, – суммарное время работы сети за определенный период, ч.;

– суммарное время простоев сети, связанных с поиском и устранением причин отказов, необходимой профилактикой, ремонтами, наладкой и т.д. (за исключением времени простоев, не зависящих от сети), ч.

Вывод: значение показателя в интервале характеризует сеть, как высоконадежную.

Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается.

(4)

где, – среднее время между отказами, ч. (иначе, наработка на отказ - параметр, характеризующий надёжность восстанавливаемой системы). Отражает среднюю продолжительность работы системы между ремонтами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ;

– среднее время восстановления, ч.

Вывод: значение показателя в интервале характеризует сеть, как высоконадежную.

Коэффициент вынужденного простоя : это отношение времени вынужденного простоя к сумме времени исправной работы и вынужденных простоев.

(5)

где, – среднее время между отказами, ч.;

– среднее время восстановления, ч.

Вывод: значение показателя в интервале характеризует сеть, как высоконадежную.

Коэффициент готовности и коэффициент вынужденного простоя связаны между собой зависимостью:

(6)

Интенсивность отказов ( ) условная плотность вероятности возникновения отказа, которая определяется как отношение числа отказавших изделий в единицу времени (количество отказов) к количеству проведенных испытаний:

(7)

где, – число отказов (или число отказавших модулей сети), ед.;

– число испытаний (или число испытываемых модулей сети), ед.

Вывод: значение показателя в интервале [0;0,1] характеризует сеть, как высоконадежную.

Пропускная способность

Термин "пропускная способность" в области знаний о компьютерах и сетях соотносится с объемами данных, которые могут передаваться при имеющейся сетевой связи или интерфейсе. Самая распространенная оценка пропускной способности - в единицах "бит в секунду" (бит/сек.). Само понятие пришло из электроинженерной отрасли, где пропускная способность (bandwidth – дословно переводится как ширина полосы частот (диапазона) или полоса пропускания) представляет собой общее расстояние или область между самым высоким и самым низким сигналами коммуникационного канала (частоты). Сетевая пропускная способность не является единственным определяющим фактором при оценке "скорости" сети, как зачастую думают конечные пользователи. Среди других ключевых элементов - производительность сети, задержки, а также выполняемые сетевые приложения могут оказывать свое влияние.

Наименьшая пропускная способность одного из коммутатора равна 12,8 Гбит/сек. Сетевые карты на компьютерах 10/100 Мбит/сек. Всего 21 компьютеров, не считая сервера.

21*100 Мбит/сек = 2100 Мбит/сек

2100 Мбит/сек / 1024 = 2,051 Гбит/сек.

Как видно из расчетов, пропускная способность коммутаторов, даже при пиковой нагрузке всех 21 компьютеров, позволяет справляться с передаваемым трафиком. При максимальной нагрузке коммутатор использует менее 20% от своей возможной пропускной возможности.

Расчет затухания

Так как сеть только планируется и мощность сигнала на входе и выходе неизвестны, то затухание сигнала рассчитываются по таблицам максимального затухания, максимального погонного затухания, максимального затухания соединительной аппаратуры для витой пары 100-Base-T (сопротивление 120 Ом, частота 100МГц) международного стандарта ISO/IEC 11801 (Information technology).

Передаваемый сигнал теряет свою мощность в нескольких точках рассматриваемого участка сети в соответствии со стандартом ISO/IEC 11801:

потери при соединении витой пары к сетевой карте 0,2 дБ;

потери при соединении витой пары к коммутатору 0,2 дБ;

потери на 100м витой пары 9,8 дБ.

Максимально допустимое затухание сигнала на сегменте витой пары не должно превышать 10,8 дБ. Затухание сигнала в сегменте вычисляется как сумма затухания в кабеле и на соединении.

Рассчитаем затухание также для каждого из сегментов сети. В связи с тем, что коммутаторы усиливают сигнал, то расчет должен идти до ближайшего коммутатора. Целесообразно рассчитать затухания для максимальных, по протяжению, сегментов витой пары.

Самый длинный сегмент в сети это между 21 рабочим местом и коммутатором в коммутационном шкафу. Длина кабеля между ними 34,9 м. Рассчитаем затухание по формуле (8):

, (8)

где – потери при соединении витой пары к сетевой карте;

- потери при соединении витой пары к сетевой карте;

– потери на 100м витой пары;

– максимальный сегмент сети от компьютера до ближайшего коммутатора.

.

Проведенные расчеты показывают, что сеть работоспособна даже при максимальной нагрузке. Все показатели не выходят за установленные предельные значения. Таким образом сеть будет функционировать без перебоев.