Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Проектирование сетей связи. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

PDU

1/ T 1 20 10 50



   n

j j PDU

h v ·T

j Gj

v R / 8

j j PDU

h v · T

G1 j

h h Ip UDP RTP   

2.2.2. Расчёт производительности узла доступа с учётом структуры нагрузки, поступающей от абонентов, использующих различные услуги

Рассчитать параметры сети для кодеков согласно варианту задания. Длительность дейтаграммы T дации RFC 1889 [23]. При этом в секунду передаётся следующее количество кадров[9]:

Размер пакетизированных данных определяется по формуле:

, (2.5)

где vj – скорость кодирования, байт/с, hj – размер пакетизированных данных; T

– длительность одной речевой выборки (длительность

PDU

пакета).

Рассчитать vj – скорость кодирования, байт/с; hj – размер пакетизированных данных для двух выбранных согласно варианту кодеков (индекс j соответствует 1 – для первого кодека, 2 – для второго кодека).

При использовании кодека скорость кодирования и размер пакетизированных данных определяются по формулам:

(байт/с),

равна 20 мс согласно рекомен-

PDU

кадров в секунду. (2.4)

(байт), (2.6)

где

[11]: Ip – 20 байт; UDP – 8 байт; RTP – 12 байт.

абонентов, необходимо учесть их долю в общей структуре пользователей, количество вызовов в час наибольшей нагрузки (ЧНН), среднюю длительность разговора, т.е.

-скорость потока из табл.2.1.

Для определения размера пакета необходимо учесть заголовки

Суммарный размер пакета для кодека определяется по формуле:

. (2.7)

Для определения числа пакетов, генерируемых первой группой

1j 1j 1 1 1

N n · t ·f ·p ·N

2_Tj 1j 1 1 2

N n · t · f ·p · N

2_Tj

2_ j 2 2j 2j

N p · N ·V / h

2_ jNД

, (2.8)

где N1j – число пакетов, генерируемое первой группой пользователей в ЧНН; n1j – число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом;

t1 – средняя длительность разговора в секундах для первой группы

абонентов; f1 – число вызовов в ЧНН для первой группы абонентов;

p1 – доля пользователей первой группы в общей структуре абонентов; N – общее число пользователей.

Для расчёта числа пакетов, возникающих в результате пользования голосовыми сервисами, для второй группы абонентов воспользуемся полученной ранее формулой для первой группы абонентов [12]:

, (2.9)

где

– число пакетов, генерируемое второй группой пользовате-

лей в ЧНН при использовании голосовых сервисов; n1j – число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом; t2 – средняя длительность разговора в секундах для второй группы абонентов; f2 – число вызовов в ЧНН для второй группы абонентов; p2 – доля пользователей второй группы в общей структуре абонентов; N – общее число пользователей.

Для расчёта числа пакетов в ЧНН необходимо задаться объёмом переданных данных. Предположим, что абоненты второй группы относятся к Интернет-сёрферам, т.е. в основном просматривают вебстраницы. Средний объём данных, переданных за час при таком способе подключения, составит около V2, что необходимо выразить в битах. То есть V2 (Мбайт) = 8·1024·1024. Число пакетов, переданных в ЧНН абонентами второй категории, будет равно:

, (2.10)

где

– количество пакетов, генерируемых в ЧНН абонентами

второй группы при использовании сервисов передачи данных; p2 – до-

2j 2_ j 2 _ j

N N N

ТД

3_ j 1j 3_ 3 3

N n · t · f · p · N

Тт

3_ jNТ

3_Дj 3 3 j

N p · N · V / h

3j j

n v/ h

ля пользователей второй группы в общей структуре абонентов; h

размер поля данных пакета; N – общее число пользователей.

Суммарное число пакетов, генерируемых второй группой пользователей в сеть в ЧНН, будет равно:

. (2.11)

Аналогичные формулы могут применяться к сервисам передачи голоса, а именно:

, (2.12)

где

– число пакетов, генерируемое третьей группой пользовате-

лей в ЧНН при использовании голосовых сервисов; n1j – число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом; t3 – средняя длительность разговора в секундах; f3 – число вызовов в ЧНН; p3 – доля пользователей третьей группы в общей структуре абонентов; N – общее число пользователей. Предположим, что абоненты третьей группы относятся к «активным» пользователям Интернета, т.е. используют не только http, но и ftp, а также прибегают к услугам пиринговых сетей [12]. Объём переданных и принятых данных при таком использовании Интернета составляет до V3 . Число пакетов, переданных в ЧНН, будет равно:

. (2.13)

–

деоуслуг, воспользуемся соображениями относительно размера пакета, приведёнными в предыдущем пункте. Размер пакета не должен превосходить 200 (120) байт (вместе с накладными расходами). Например, при скорости передачи v=2048 кбит/с и размере полезной нагрузки пакета hj число пакетов, возникающих при трансляции одного канала, равно:

Для расчёта числа пакетов, генерируемых пользователями ви-

. (2.14)

3_Вj 3 3 j 3 _

N p · N· n · t ,

3_Вj

3j 3_ j 3_Дj 3 _Вj

N N N N  

 

j 1j 2 2 3 3 j 3 3j 3_

N N · n · t· f p ·V p ·V / h p · N · n · t



   

_ j j

N N / 3600





Количество пакетов, передаваемых по каналами в ЧНН, составит [19]:

(2.15)

где

– число пакетов, генерируемое третьей группой пользовате-

лей в ЧНН при использовании видеосервисов; n3j – число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом при просмотре видео, сжатого по стандарту MPEG2; t

– среднее время просмотра каналов в ЧНН,

3_В

с; p3 – доля пользователей третьей группы в общей структуре абонентов; N – общее число пользователей.

Суммарное число пакетов, генерируемых третьей группой пользователей в сеть в ЧНН, будет равно [12]:

. (2.16)

2.2.3. Расчет требований к производительности мультисервисного узла доступа

Мультисервисный узел доступа должен обслуживать трафик от всех трёх групп пользователей. Кроме того, именно узел доступа должен обеспечить поддержку качества обслуживания путем приоритезации трафика, которая должна осуществляться независимо от используемой технологии транспортной сети доступа. Суммарное число пакетов, которое должен обработать мультисервисный узел доступа, будет равно [22]:

. (2.17)

Среднее число пакетов в секунду рассчитывается для двух выбранных кодеков и равно:

. (2.18)

Данные показатели позволяют оценить требования к производительности маршрутизатора, агрегирующего трафик мультисервисной сети доступа NGN [22]. Проанализировать, как и какие группы сети

Номер группы

Количество передаваемых пакетов в секунду

Кодек 1

Кодек 2

Первая группа (p1),%

Вторая группа (p2) ,%

Третья группа (p3) ,%

больше всего загружают систему для рассчитываемых длин пакетов. Для этого полученные данные занести в табл. 2.2. По заполненной таблице постройте диаграммы и сделайте вывод о загрузке сети пользователями трех групп абонентов.

Таблица 2.2. Количество передаваемых пакетов в секунду

2.2.4. Расчет времени задержки, интенсивности и коэффициента использования системы

Для выполнения данного пункта необходимо следующее [11].

1. Рассчитать среднее время задержки пакета в сети доступа.

2. Рассчитать интенсивность обслуживания пакета при норме

задержки

длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа.

с различными кодеками.

длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа с помощью прикладной программы MathCad.

чества обслуживания, предоставляемыми оператором пользователю. Параметры QoS описаны в рекомендации ITU Y.1541 [24]. В частности, задержка распространения из конца в конец при передаче речи не

= 5 мс для двух типов кодеков.

3. Построить зависимость максимальной величины для средней

4. Определить коэффициент использования системы для случаев

5. Построить зависимости максимальной величины средней

Требования к полосе пропускания определяются гарантиями ка-

100 мсpt

t t t

пакет з



(1 ) 2(1 )

  



  

j b j j





1 (1 ) 2







  

 

j j b з



должна превышать 100 мс, а вероятность превышения задержки порога в 50 мс не должна превосходить 0,001, т.е.

p{tp > 50 мс} ≤ 0.001 [11].

Задержка из конца в конец складывается из следующих составляющих:

, (2.19)

где tp – время передачи пакета из конца в конец, t

– время пакети-

пакет

зации (зависит от типа трафика и кодека), tз – время задержки при транспортировке в сети доступа. Допустим, что задержка сети доступа не должна превышать 5 мс. Время обработки заголовка IP-пакета близко к постоянному. Распределение интервалов между поступлениями пакетов соответствует экспоненциальному закону [19].

Для данной модели известна формула, определяющая среднее время вызова в системе (формула Поллачека – Хинчина) [22]:

, (2.20)

где

– средняя длительность обслуживания одного пакета;

квадрат коэффициента вариации,

0,2;

–суммарный поток.

–

Зависимость максимальной величины средней длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа:

. (2.21)

Построить данные зависимости с помощью прикладной программы MathCad. Время

должно выбираться как минимальное из

двух возможных значений. Первое значение – величина, полученная из последней формулы. Второе значение – та величина, которая определяется из условия ограничения загрузки системы, – r. Обычно эта ве-

  



j j j

  



j j j





1 ( (1 ) )



  exp t

j j j

j h





int 2 2

( / )      

tel H

N N N N n t p V h

личина не должна превышать 0,5. При среднем значении задержки в сети доступа 5 мс коэффициент использования равен:

. (2.22)

Рассчитать коэффициент использования для двух кодеков. При высоком уровне эксплуатации небольшие флуктуации параметров могут привести к нестабильной работе системы. Определим параметры системы при её использовании на 50 %. Средняя длительность обслуживания будет определяться формулой:

. (2.23)

При этом интенсивность обслуживания равна:

. (2.24)

Рассчитывать вероятность p(t)=

при извест-

ных λ и τ нецелесообразно, так как в стандарте Y.1541 [24] вероятность P{t>50 мс} < 0.001 определена для передачи из конца в конец. При известном среднем размере пакета hj определить требуемую полосу пропускания по формуле [19]:

бит/с. (2.25)

Предположим, что в структурном составе абонентов отсутствуют группы пользователей, использующих видео. При этом в приведенном выше анализе следует опустить расчёт числа пакетов, возникающих при использовании сервисов высокоскоростной передачи данных и видеоуслуг [22]. Число генерирующих пакетов, возникающих в ЧНН, будет равно:

, (2.26)

где N ми в ЧНН; N пой пользователей в ЧНН; p

– число пакетов телефонии, генерируемое всеми пользователя-

tel

– число пакетов Интернета, генерируемое второй груп-

int

– доля пользователей второй группы в

2 Н

общей структуре абонентов; nj – число пакетов, генерируемых в се-

_ j 2 2

N 3600 ( )/3600



      

П j H j

N N n t f p V h

(0,005) 1 (N (1 0,2) / (2 0,005))





   

j П

 

0.005

  



j j j





кунду одним абонентом при использовании кодека G.711u; t – средняя длительность разговора в секундах; N – общее число пользователей.

Число пакетов в секунду определяется по формуле [22]:

. (2.27)

Среднее время обслуживания одного пакета при норме задержки 5 мс будет равно [11]:

. (2.28)

Коэффициент использования определяется по формуле:

. (2.29)

При этом необходимая пропускная способность сети IP- телефонии равна:

, бит/с. (2.30)

2.3. Проектирование корпоративной сети

В данном пункте курсового проекта необходимо осуществить проектирование корпоративной сети с помощью программного пакета Riverbed Modeler Academic Edition [29, 30]. Программный пакет скачать с сайта [30], предварительно зарегистрировавшись. Компания предоставляет студентам бесплатный ознакомительный доступ к этому программному продукту. Методика регистрации приведена ниже. После перехода на соответствующую ссылку появится окно (рис. 2.1)

Далее необходимо пройти регистрацию (ввод персональных данных) и подтвердить введенную информацию по электронной почте, на которую должно прийти сообщение от администратора сайта (если сообщение не пришло, нужно проверить папку спам). После перейти к скачиванию программы Riverbed Modeler Academic Edition 17.5, а затем к ее установке.

кор

Рис. 2.1. Сайт разработчика

Установка программы показана в [31], а примеры работы с программой приведены в [29]. Оборудование и количество абонентов кор-

поративной сети ния 1, а спецификация предложенного оборудования приведена в при-

ложении 2. По приведенному в спецификации оборудованию сделать выводы о его экономической эффективности. Далее необходимо следующее.

1. Пользуясь представленными в [29] примерами, составить эс-

киз сети и описать предприятие, сферу деятельности, организационную структуру, объяснить необходимость взаимодействия между отделами, а также с внешними организациями, обосновать выбор оборудования, приложений, алгоритмов маршрутизации, программного обеспечения.

2. Смоделировать сеть с применением пакета Riverbed Modeler

Academic Edition. При обосновании модели сети сначала необходимо воспользоваться исходными данными и сценарием, дать название проекту и сценарию (File-New – название проекта) (рис. 2.2).

следует выбирать согласно заданию из приложе-

Рис. 2.2. Name project

Далее необходимо выбрать размер сети (выбирать office) и нажать клавишу Next. На следующем этапе необходимо выбрать конкретные размеры местности (м) (Х=100, Y=100), на которой будет располагаться сеть (механизм выбора размеров местности аналогичен выбору размера сети). Далее необходимо определиться с выбором оборудования и технологий, которые будут представлены в проекте (в курсовом проекте используется Sm_Int_Model_List-Yes). Для этого в списке выделить необходимый элемент, в поле Include появится надпись Yes, означающая, что этот пакет включен в проект.

После нажатия клавиши Next программа предлагает убедиться в правильности введенных данных. После проверки параметров создаваемого проекта и нажатия клавиши Finish появляются рабочая область, где будет создаваться сеть, и палитра, в которой отображаются элементы, использованные в проекте. Если все было выбрано правильно, должно получиться следующее поле (рис. 2.3).

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]