11. Расчетная часть курсовой работы

Шинные ЛВС со случайным доступом с прослушиванием несущей и обнаружением конфликтов

Зададим следующие исходные данные сети:

• протяженность сети S = 2000 м - максимальное расстояние между двумя станциями,

• скорость модуляции В = 10 Мбит/с,

• число станций М = 90

• скорость распространения сигнала по кабелю связи V = 2,310⁵ км/с,

• максимальное число ретрансляторов между двумя станциями np = 3,

• максимальная задержка одного ретранслятора в битах Lp = 15 бит.

• тип протокола, из которого устанавливается средняя длина информационной части кадра Lи = 1560 бит,

• средняя длина служебной части протокола кадра Lс = 320 бит,

• закон распределения длин служебной части кадра (обычно детерминированный) с=0.

• закон распределения длин информационной части кадра (обычно экспоненциальный ) и = 1,

• среднее значение интенсивности сообщений, поступающих суммарно от всех станций  = 500 1/с.

В рассматриваемом примере сеть принимается однородной, это означает, что интенсивность сообщений, поступающих от каждой из станций, их длина и другие характеристики - идентичны.

На основании указанных исходных данных произведем расчет времени задержки в сети и определим её пропускную способность.

Для понимания излагаемого материала следует подробно изучить Л1. стр. 230-251.

1. Время распространения сигналов по кабелю между двумя наиболее удалёнными станциями:

р = S/V = 2/(2,3 ^. 10^-5) = 0,87 ^. 10^-5c = 8,7 мкс

2. Максимальное время задержки сигнала в ретрансляторах

рт = Np ^. (Lp/B) = 3 ^. 15/(10 ^. 10⁶) = 4,5 мкс

3. Полное время распространения сигнала по сети ( максимальное )

 = рт +р = 8,7 + 4,5 = 13,2 мкс

4. Длительность информационной части кадра

и = Lи/B = 1560/(10 ^. 10⁶) = 156 мкс

5. Длительность служебной части кадра

с = Lc/B = 320/(10 ^. 10⁶) = 32 мкс

6. Суммарная длительность кадра

ср = и + с = 156+32 = 188 мкс

7. Коэффициент вариации времени передачи кадров сообщений

ср = ср/ср = (и² + с²)/²ср = и/ср = 156/188 = 0,83

8. Средняя интенсивность поступления сообщений от каждой из станций

ср = /М = 500/90 = 5,5 с^-1

9. Суммарный коэффициент загрузки в сети

R = *ср = 500c^{-1 .} 188 ^. 10⁶c = 0,094

10. Коэффициент дальнодействия, с учётом времени задержки в ретрансляторах

 = /ср = 13,2/188 = 0,07

11. Относительное время задержки доставки сообщений Wn

12. Время доставки сообщения

tn = W ^. ср = 1,19 ^. 192 =228,5 мкс

13. Пропускная способность сети

13. Предельно допустимое значение суммарной интенсивности, при которой загрузка равна пропускной способности канала

13. Минимальное время задержки доставки ( при R=0 )

Расчёт показывает, что при малых загрузках сети время доставки tn, рассчитанное по п.12, незначительно превышает максимальное время доставки tn min.

Шинные ЛВС с маркерным доступом

Рассмотрим пример расчета времени доставки сообщений в шинный ЛВС с маркерным доступом. Сеть имеет топологию, рассмотренную выше и характеризуется аналогичными исходными данными. S = 2000 м, В = 10 Мбит/с, V = 2,310 км/с,

n_p = 3, Lp = 15 бит, М = 90,  = 500 1/с.

Среднюю длину информационной части кадра Lи примем также равной 1560 бит. В соответствии с протоколом сети с маркерным доступом, длина служебной части кадра Lс составляет 168 бит.

В отличии от Ethernet, в рассматриваемой сети с целью обеспечения бесконфликтной передачи добавляется маркерный кадр, длиной 24 бита. Полное время распространения сигнала с учетом ретрансляторов, будем считать, как и в предыдущем примере, равным  = 13,3 мкс.

Будем считать, что в сети осуществляется исчерпывающее обслуживание, при котором станция передаёт все имеющиеся у неё сообщения, и лишь после этого направляет маркерный кадр следующей очередной станции.

1. Длительность информационной части кадра, как и в предыдущем примере

2. Длительность служебной части кадра

3. Длительность маркерного кадра

4. Суммарная средняя длительность информационного кадра

5. Коэффициент вариации длин сообщений

6. Среднее значение интенсивности сообщений, поступающих от каждой из станций в однородной сети

7. суммарный коэффициент загрузки информационными сообщениями

8. Латентное время, необходимое для подготовки к работе станции, примем равным длительности двух бит ( =2 )

=мкс

9. Латентный период сети определяется соотношением

TL = M(L + ) = 90 ^. 0,20 + 90 ^. 13,2 = 1260 мкс

10. Параметр дальнодействия определяется соотношением

11. Нормативное время задержки сообщений определяется соотношением

12. Время доставки сообщения

13. Пропускная способность С, как было показано выше, равна единице, поскольку с увеличением длин очередей доля маркерных сообщений, по отношению к информационным сообщениям, уменьшается.

14.Минимальное время доставки сообщений, при отсутствии загрузки ( R—0), составляет

При малых загрузках, время tn, рассчитанное по пункту 12, незначительно превышает минимальное время t_min.

Кольцевые ЛВС с маркерным доступом

Рассмотрим пример расчета кольцевой ЛВС с маркерным доступом. Сеть характеризуется следующими данными: число станций М = 90, Расстояние между соседними станциями Sст = 10 м, скорость модуляции В = 4 Мбит/с, длина информационной части кадра Lи = 1560 бит, длина служебной части кадра, в соответствии с рассмотренным выше протоколом, Lс = 88 бит, длина маркера Lм = 24 бит, размер регистра ретранслятора  = 2 бит, суммарная интенсивность потока передаваемых сообщений  = 500 1/с, скорость распространения сигнала по кабелю связи между станциями V = 2,310⁵ км/с.

Закон распределения длин информационной части кадра - экспоненциальный (_и=_и).

1. Длительность информационной части кадра

2. Длительность служебной части кадра

3. Длительность маркерного кадра

4. Средняя длительность сообщений

5. Коэффициент вариации длин сообщений

6. Коэффициент загрузки сети

7. Латентное время станции

8. Коэффициент задержки в регистрах

9. Время распространения сигнала между соседними станциями

10. Коэффициент дальнодействия

11. Пропускная способность сети

12. Эквивалентный коэффициент загрузки сети

13. Относительное время доставки сообщений

14. Время доставки сообщения

=

15. Минимальное время доставки сообщения

Кольцевые ЛВС с тактированным доступом

Рассмотрим пример расчёта ЛВС с тактируемым доступом.

Кольцевую ЛВС с тактированным доступом, удовлетворяет следующим исходным данным:

- протяжённость сети S=2000 м

- скорость модуляции В=10 мбит/с

- число станций М=90

- скорость распространения сигнала по кабелю связи V=2,3^.10⁵ км/с

- в сети используется однократный тактируемый доступ с числом разрядов сдвигового регистра =2

- в сети действует пуассоновский поток сообщений (  = 1)

- среднее значение интенсивности потока сообщений, поступающих от каждой станции

- средняя длина сообщений Lи =1560 бит

- средняя длина информационной части сегмента d = 48 бит

- длина служебной части сегмента h = 22 бит

- сеть считается однородной

На основании принятых исходных данных произведём расчёт среднего времени задержки сообщений в сети и рассчитаем её пропускную способность.

1. Время распространения сигнала между соседними станциями

2. Средняя длительность сообщений

3. Суммарная интенсивность потока сообщений

4. Суммарный коэффициент загрузки

5. Эквивалентное число разрядов в кольце

6. Допустимое число разрядов в кольце

7. Эквивалентное число разрядов сегмента с учётом разделительных разрядов

8. Пропускная способность сети

9. Нормированное время доставки сообщений

10. Время доставки сообщения

11.Минимальное время доставки сообщения ( при R0 )

Расчеты показывают, что при указанных нагрузках время доставки сообщений t_и незначительно отличается от минимального.