ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

РАСЧЕТ НАГРУЗКИ НА СЕТЬ

Нагрузка на сеть это объем данных, реально передаваемый по сети в единицу времени. Расчет нагрузки на сеть: V = nv_i где n – число компьютеров в сети,

v_i – нагрузка на один компьютер в сети. Расчет нагрузки на один компьютер: v = D/t, где D – переданные данные,

t – время, за которое были переданы данные. Пример:

D = 3 Mb, t = 60 секунд, тогда v = 3/60 = 0.05 Mb/сек. Нагрузка: V1 = 210*0.05 = 10.5 Mb/сек.

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ

Пропускная способность v_max это максимально возможная для данной сети скорость передачи данных, которая определяется битовой скоростью и некоторыми другими ограничивающими факторами (длительность интервалов между передаваемыми блоками данных, объем передаваемой по сети служебной информации и др.). Значения пропускной способности для сетевых технологий известны и приводится в стандарте. В большинстве случаев можно принять пропускную способность равной битовой скорости. v_max, для стандарта 100BaseTX составляет 100 Mbit/сек = 12.5Mb/сек.

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕТИ

Коэффициент использования сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности. Коэффициент использования сети рассчитывается по формуле:  = V/ vmax . Подставив данные, получим:  = 10.5/12.5 = 0.84

Результаты расчетов привести в табл.

Вариант системы	Нагрузка на один компьютер, D, Мбит/сек	Нагрузка на сеть, V, Мбит/сек	Максимальная пропускная способности сети, vmax, Мбит/сек	Коэффициент использования сети, %
Существующая система

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ

Под надежностью элемента (системы) понимают его способность выполнять заданные функции с заданным качеством в течение некоторого промежутка времени в определенных условиях. Изменение состояния элемента (системы), которое влечет за собой потерю указанного свойства, называется отказом. Системы передачи относятся восстанавливаемым системам, в которых отказы можно устранять.

Одно из центральных положений - теории надежности состоит в том, что отказы рассматривают в ней как случайные события. Интервал времени от момента включения элемента (системы) до его первого отказа является случайной величиной, называемой "время безотказной работы". Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой (по определению) вероятность того, что время безотказной работы будет менее t , обозначается q(t) и имеет смысл вероятности отказа на интервале 0...t. Вероятность противоположного события - безотказной работы на этом интервале – равна р(t) = 1 – q(t).

Мерой надежности элементов и систем, является интенсивность отказов l(t), представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент t, при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями l(t) и р(t) существует взаимосвязь

В период нормальной эксплуатации (после приработки, но еще до того, как наступил физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна . В этом случае

Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.

Среднее время безотказной работы (наработки на отказ) находят как математическое ожидание случайной величины "время безотказной работы

Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов

Оценим надежность некоторой сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Пусть p1(t), p2(t),…, pr(t)- вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени 0...t , r - количество элементов в системе. Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы (такой вид соединения элементов в теории надежности называется последовательным), то вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных ее элементов

где - интенсивность отказов системы, ч-1; - интенсивность отказа i-го элемента, ч-1.

Среднее время безотказной работы системы , ч, находится по формуле

К числу основных характеристик надежности восстанавливаемых элементов и систем относится коэффициент готовности

где tв - среднее время восстановления элемента (системы).

Он соответствует вероятности того, что элемент (система) будет работоспособен в любой момент времени.

Методика расчета основных характеристик надежности ЛВС состоит в следующем: расчет интенсивности отказов и среднего времени наработки на отказ тракта.

В соответствии с выражением интенсивность отказов ЛВС λ_ЛВС, ч-1, определяют как сумму интенсивностей отказов узлов сети (две рабочие станции, два концентратора, модем, и сервер) и кабеля

где - интенсивности отказов РС, концентратора, модема, сервера, одного метра кабеля соответственно, ч-1;

- количество РС, концентраторов, модемов, серверов;

- протяженность кабеля, км.

Вычислим среднее время безотказной работы ЛВС по формуле.

Вероятность безотказной работы ЛВС в течение заданного промежутка времени t1=24 ч (сутки), t2 = 720 ч (месяц) при λ_ЛВС=1,28·10-4 ч-1 находят по формуле.

При t = 24 ч (сутки)

.

При t =720 ч (месяц)

.

Расчет коэффициента готовности. Среднее время восстановления ЛВС , ч, находится по формуле

где - время восстановления соответственно РС, концентраторов, модемов, серверов и кабеля, ч.

Вычислим коэффициент готовности ЛВС по формуле (8.4).

Задание: Рассчитать надежность сети за год. Для расчета составить программу-«Калькулятор» для расчета данных. Результаты привести привести в виде таблицы.

Интенсивность отказов взять ГОСТ Р 51901.5-2005 (МЭК 60300-3-1:2003)

Рисунок А.1 - Зависимость интенсивности отказов от температуры

Для биполярной оперативной памяти интенсивность отказов исходных условиях λ_ref = 10^-7 ч^-1:

- температура окружающей среды: θ_{amb, ref} -40 °С (Принять 20°С);

- самонагрев - 20 °С (см. характеристики оборудования).

Каким будет значение интенсивности отказов при температуре окружающей среды θ_{amb, ref} - 70 °С с тем же значением самонагрева?

(Принять для закрытого пространства (коммутационные шкафы)

• Для нового оборудования 40 °С

• Для старого оборудования 60 °С

• Для кабинета принять 27 °С)

Модель интенсивности отказов в эксплуатационных режимах определяют по формуле:

где  - коэффициент температурного влияния.

Из рисунка А.1 следует, что коэффициент температурного влияния .

Используя значение исходной температуры и фактическую температуру определяем:

Интенсивность отказов для θ_amb = 70°С определяем по формуле указанной для шага 1

В одной системе координат получить графики, показывающие вероятность безотказной работы в зависимости от времени нормальной эксплуатации, приведен ниже: