2. Расчет локальной вычислительной сети

В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов - появились большие интегральные схемы. Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов. Закон Гроша перестал соответствовать действительности, так как десяток мини-компьютеров выполнял некоторые задачи (как правило, хорошо распараллеливаемые) быстрее одного мэйнфрейма, а стоимость такой мини-компьютерной системы была меньше.

1. Выбор сетевого оборудования и типа кабельного соединения

Для вычислительной системы и организации работоспособной сети требуется оборудование следующих типов:

• Сервер с двумя сетевыми платами

• Свитч с пропускной способностью портов 1 Gbit\s

• Свитч с пропускной способность портов 100 Mbit\s

Необходимо учесть резервное количество портов в свитчах, которое во время работы сети будет находиться свободным, а в случае непредвиденного выхода из строя однотипного свитча, расположенные в нём сетевые коннекторы можно будет расположить в резервных, не используемых ранее, портах. Таким образом число свободных (резервных) портов во всей вычислительной системе должно выть больше (на 5) либо равно числу портов самого многоканального свитча.

2. Расчет длины кабеля

В данной курсовой работе мы рассчитываем длину кабеля для более удобной закупки и прокладки его в последующем, данные о кабеле мы рассчитали и занесли в таблицу 19:

Таблица 19. Расчет длины кабеля.

№ кабинета	№розетки	Общая длина кабеля, м	Выход из серверной			Магистраль				Кабинет
			Учас ток №1	По дъем	Сте на	Учас ток №1	Учас ток №2	Учас ток №3	Сте на	Спу ск 1	Учас ток №1	Учас ток №2	Спу ск 2
01	01.01	37,41	1400	2000	500	18672	11742		500	2000	600
01	01.02	38,61	1400	2000	500	18672	11742		500	2000	1800
01	01.03	39,21	1400	2000	500	18672	11742		500	2000	2400
01	01.04	39,21	1400	2000	500	18672	11742		500	2000	2400
01	01.05	47,28	1400	2000	500	18672	7767		500	2000	7029	3408	4000
01	01.06	40,63	1400	2000	500	18672	7767		500	2000	7029	758
01	01.07	40,63	1400	2000	500	18672	7767		500	2000	7029	758
01	01.08	37,64	1400	2000	500	18672	7767		500	2000	4803
01	01.09	36,44	1400	2000	500	18672	7767		500	2000	3603
01	01.10	35,04	1400	2000	500	18672	7767		500	2000	2203
01	01.11	33,84	1400	2000	500	18672	7767		500	2000	1003
02	02.01	33,99	1400	2000	500	18672	7517		500	2000	1403
02	02.02	35,19	1400	2000	500	18672	7517		500	2000	2603
02	02.03	36,39	1400	2000	500	18672	7517		500	2000	3803
02	02.04	37,59	1400	2000	500	18672	7517		500	2000	5003
02	02.05	38,79	1400	2000	500	18672	7517		500	2000	6203
02	02.06	35,32	1400	2000	500	18672	3840		500	2000	6404
02	02.07	34,09	1400	2000	500	18672	3840		500	2000	5179
02	02.08	32,89	1400	2000	500	18672	3840		500	2000	3979
02	02.09	31,69	1400	2000	500	18672	3840		500	2000	2779
02	02.10	30,49	1400	2000	500	18672	3840		500	2000	1579
03	03.01	29,97	1400	2000	500	18672	3590		500	2000	1303
03	03.02	31,17	1400	2000	500	18672	3590		500	2000	2503
03	03.03	32,37	1400	2000	500	18672	3590		500	2000	3703
03	03.04	33,57	1400	2000	500	18672	3590		500	2000	4903
03	03.05	34,77	1400	2000	500	18672	3590		500	2000	6103
03	03.06	31,33	1400	2000	500	18672			500	2000	6254
03	03.07	30,13	1400	2000	500	18672			500	2000	5054
03	03.08	28,93	1400	2000	500	18672			500	2000	3854
03	03.09	27,73	1400	2000	500	18672			500	2000	2654
03	03.10	26,53	1400	2000	500	18672			500	2000	1454
04	04.01	44,05	1400	2000	500	18672			500	2000	7029	7950	4000
05	05.01	26,32	1400	2000	500	18672			500	2000	1250
05	05.02	27,67	1400	2000	500	18672			500	2000	2595
06	06.01	22,02	1400	2000	500	14969			500	2000	650
06	06.02	23,22	1400	2000	500	14969			500	2000	1850
06	06.03	24,42	1400	2000	500	14969			500	2000	3050
06	06.04	25,62	1400	2000	500	14969			500	2000	4250
06	06.05	19,31	1400	2000	500	11457			500	2000	1450
07	07.01	18,26	1400	2000	500	11207			500	2000	650
07	07.02	19,46	1400	2000	500	11207			500	2000	1850
07	07.03	20,66	1400	2000	500	11207			500	2000	3050
07	07.04	21,86	1400	2000	500	11207			500	2000	4250
07	07.05	15,30	1400	2000	500	7650			500	2000	1250
08	08.01	14,40	1400	2000	500	7400			500	2000	600
08	08.02	15,60	1400	2000	500	7400			500	2000	1800
08	08.03	16,80	1400	2000	500	7400			500	2000	3000
08	08.04	18,60	1400	2000	500	7400			500	2000	4800
08	08.05	11,95	1400	2000	500	4050			500	2000	1500
08	08.06	11,65	1400	2000	500	4050			500	2000	1200
11	11.01	20,08	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	1188
11	11.02	20,08	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	1188
11	11.03	20,85	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	1963
11	11.04	20,85	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	1963
11	11.05	23,00	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	4113
11	11.06	23,00	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	4113
11	11.07	23,90	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	5013
11	11.08	23,90	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	5013
11	11.09	26,15	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	7263
11	11.10	26,15	1400	2000	500	3000	2787	6700	500	2000	7263
11	11.11	27,93	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	7738		8000
11	11.12	27,93	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	7738		8000
11	11.13	20,93	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	4738		4000
11	11.14	20,93	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	4738		4000
11	11.15	20,58	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	4388		4000
11	11.16	20,58	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	4388		4000
11	11.17	14,10	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	1913
11	11.18	14,10	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	1913
11	11.19	13,68	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	1488
11	11.20	13,68	1400	2000	500	3000	2787		500	2000	1488
12	12.01	25,01	1400	2000	500	3000	2787	12000	500	2000	823
12	12.02	26,21	1400	2000	500	3000	2787	12000	500	2000	2023
12	12.03	27,41	1400	2000	500	3000	2787	12000	500	2000	3223
12	12.04	28,61	1400	2000	500	3000	2787	12000	500	2000	4423
12	12.05	29,81	1400	2000	500	3000	2787	12000	500	2000	5623
12	12.06	31,01	1400	2000	500	3000	2787	12000	500	2000	6823
12	12.07	32,21	1400	2000	500	3000	2787	12000	500	2000	8023
12	12.08	27,17	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	8032
12	12.09	27,17	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	8032
12	12.10	24,43	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	5294
12	12.11	24,43	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	5294
12	12.12	23,40	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	4263
12	12.13	23,40	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	4263
12	12.14	21,26	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	2123
12	12.15	21,26	1400	2000	500	3000	2787	6950	500	2000	2123
13	13.01	26,70	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	1547
13	13.02	26,70	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	1547
13	13.03	27,05	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	1889
13	13.04	27,05	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	1889
13	13.05	29,57	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	4414
13	13.06	29,57	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	4414
13	13.07	35,85	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	6689		4000
13	13.08	35,85	1400	2000	500	3000	2787	12969	500	2000	6689		4000
13	13.09	21,81	1400	2000	500			7450	500	2000	7955
13	13.10	20,61	1400	2000	500			7450	500	2000	6755
13	13.11	19,41	1400	2000	500			7450	500	2000	5555
13	13.12	18,21	1400	2000	500			7450	500	2000	4355
13	13.13	17,01	1400	2000	500			7450	500	2000	3155
13	13.14	15,81	1400	2000	500			7450	500	2000	1955
13	13.15	14,61	1400	2000	500			7450	500	2000	755

3. Расчет PDV

Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и в различных физических средах. В таблице приведены данные, необходимые для расчета значения PDVдля всех физических стандартов сетейEthernet, взятые из конспектов лекций.

Таблица 20 - Физические стандарты сетей Ethernet

Тип сегмента	База левого сегмента	База промежу­точного сегмента	База правого сегмента	Задержка среды на 1 м	Максимальная длина сегмента
10Base-5	11.8	46.5	169.5	0.0866	500
10Base-2	11.8	46.5	169.5	0.1026	185
10Base-T	15.3	42.0	165.0	0.113	100
10Base-FB	-	24.0	-	0.1	2000
10Base-FL	12.3	33.5	156.5	0.1	2000
FOIRL	7.8	29.0	152.0	0.1	1000
AUI (> 2 м)	0	0	0	0.1026	2+48

В нашем случи мы используем сегменты типа 10 Base-T.

Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика (выход Tx) конечного узла. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до приемника (входRx) наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента, который называется правым. С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый). Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых интервалах) на длину кабеля в метрах.

Общее значение PDVравно сумме базовых и переменных задержек всех сегментов сети. Значения констант в таблице даны с учетом удвоения величины задержки при круговом обходе сети сигналом, поэтому удваивать полученную сумму не нужно.

Так как левый и правый сегмент имеют различные величины базовой задержки, то в случае различных типов сегментов на удаленных краях сети необходимо выполнить расчеты дважды: один раз принять в качестве левого сегмента сегмент одного типа, а во второй раз - сегмент другого типа, а результатом считать максимальное значение PDV.

В первом варианте за левый сегмент примем компьютер №01.05, а за правый - №13.07

Рассчитаем значение PDVдля нашего случая.

1)Левый сегмент: 15.3 (база) + 47.28м0.113 /м = 20,64

2)Промежуточный сегмент: 42,0 + 2 0.113 = 42.226

3)Промежуточный сегмент 42,0 + 20.113 = 42.226

4)Промежуточный сегмент 42,0 + 20.113 = 42.226

5)Промежуточный сегмент: 42,0 + 2 0.113 = 42.226

6)Правый сегмент: 165 + 35.85 0.113 = 169,05

Сумма всех составляющих дает значение PDV, равное 358,59

Во втором варианте расчета левым сегментом будет №13.07, правым - №01.05

1)Левый сегмент 1: 15.3 (база) + 35,85 0.113 /м = 19,35

2)Промежуточный сегмент: 42,0 + 2 0.113 = 42.226

3)Промежуточный сегмент: 42,0 + 20.113 = 42.226

4)Промежуточный сегмент: 42,0 + 20.113 = 42.226

5)Промежуточный сегмент: 42,0 + 2 0.113 = 42.226

6)Правый сегмент: 165 + 47,28 0.113 = 170,34

Сумма всех составляющих дает значение PDV, равное 358,59

Так как значение PDVменьше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по величине максимально возможной задержки оборота сигнала. Несмотря на то, что ее общая длина больше 100 метров.

4. Расчет PVV

Для расчета PVVтакже можно воспользоваться табличными значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред (таблица 10 взята из того же справочника, что и предыдущая).

Таблица 21 - Физические стандарты сетей Ethernet

Тип сегмента	Передающий сегмент	Промежуточный сегмент
10Base-5 или 10Base-2	16	11
10Base-FB	-	2
10Base-FL	10.5	8
10Base-T	10.5	8

В соответствии с этими данными рассчитаем значение PVVдля нашего примера. Мы использовали сегмент типа 10Base-T.

1) Левый сегмент 10Base-T: дает сокращение в 10.5 битовых интервалов

2) Промежуточный сегмент 10Base-Т: 8

3) Промежуточный сегмент 10Base-Т: 8

4) Промежуточный сегмент 10Base-Т: 8

5) Промежуточный сегмент 10Base-Т: 8

Сумма этих величин дает значение PVV, равное 42,5, что меньше предельного значения в 49 битовых интервалов.

В результате, приведенная в примере сеть по всем параметрам соответствует стандартам Ethernet.