Комп’ютерні мережі

Оскільки лівий і правий сегменти мають різні величини базової затримки, то у випадку різних типів сегментів на  кінцях мережі необхідно виконати обрахунок двічі : перший раз прийняти в якості лівого сегмент одного типу , а другий раз – сегмент іншого типу. За результат приймається  максимальне значення PDV.

Для мережі на Рис.3.1 : 

 

  Лівий сегмент 1 : 15,3 + 100 * 0,113 = 26,6 bt.

  Проміжний сегмент 2 : 33,5 + 1000 * 0,1 = 133,5 bt.

  Проміжний сегмент 3 :  24 + 500 * 0,1= 74,0 bt.

  Проміжний сегмент 4 :  24 + 500 * 0,1= 74,0 bt.

  Проміжний сегмент 5 :  24 + 600 * 0,1= 84,0 bt.

  Правий сегмент 6 : 165 + 100 * 0,113 = 176,3 bt.

 

Додаючи всі значення , отримуємо значення PDV = 568,4bt < 575bt. Тобто мережа є працеспроможною за критерієм часу подвійного обертання сигналу. 

  

Обрахунок PVV.  Щоб визнати конфігурацію мережі коректною необхідно розрахувати також зменшення міжкадрового інтервалу PVV . Для розрахунку PVV для Ethernet також використовуються дані з таблиці 3.2 рекомендовані ІЕЕЕ : 

 

Таблиця 3.2. Скорочення міжкадрового інтервалу повторювачами

 

У відповідності з цими даними для нашої мережі обрахунок PVV буде таким :

Лівий сегмент 1 : скорочення на 10,5 bt.

Проміжний сегмент 2 : 8 bt.

Проміжний сегмент 3 : 2 bt.

Проміжний сегмент 4 : 2 bt.

Проміжний сегмент 5 : 2 bt.  

 

Сума цих величин дає значення  PVV = 24,5bt < 49bt. Мережа є працездатною і за цим критерієм.

 

Таким  чином , мережа ,  наведена на Рис.3.1 ,  відповідає стандартам Ethernet  за усіма показниками , пов’язаними як із довжиною сегментів , так і з кількістю повторювачів.

 

 

Для того, щоб мережа Fast Ethernet, що складається із сегментів різної фізичної природи, працювала коректно, необхідно, щоб виконувалися три основних умови:  

1. Кількість станцій у мережі не повинна перевищувати 1024 .
2. Подвоєна затримка поширення сигналу (Path Delay Value, PDV), між двома найбільш віддаленими  одна від одної станціями мережі не повинна перевищувати 512 бітових інтервалів.
3. Скорочення міжкадрової відстані (Interpacket Gap Shrinkage) , при проходженні послідовності кадрів через усі повторювачі , не більш, ніж на 96 бітових інтервалів.

Примітка: бітовий інтервал 10 нс.

 

Для повторювачів класу І час подвійної затримки поширення сигналу передаючим середовищем обраховується на підставі таблиці 3.3. При цьому не розділяють сегменти на лівий , правий та проміжний.

Таблиця 3.3  Затримки, які вносяться кабелем.

 

Затримки, які вносять два взаємодіючих через повторювач мережні адаптери (або порти комутатора), беруться з таблиці 3.4.

Таблиця 3.4 Затримки, які вноситься мережними адаптерами

 

Враховуючи , що подвійна затримка , яка вноситься повторювачем класу І, дорівнює 140 bt, можна розрахувати час подвійного обертання сигналу для мережі довільної конфігурації , враховуючи максимальні можливі довжини неперервних сегментів кабелів. Якщо отримане значення меньше 512 , то за критерієм розпізнавання  колізій мережа є коректною. Рекомендується залишати запас для стійкої роботи мережі в діапазоні 0-5 bt ( як правило – 4 bt ).

На Рис 3.2 зображено можливе розміщення об’єктів.

 

Найбільша відстань від комутатора до концентратора на поверсі 80 м., а від концентратора до комп’ютера – 90 м.

 

 

З’єднання між поверхами можна виконувати багатомодовим оптоволокном. В межах поверху використовується неекранована скручена пара категорії 5 (UTP5).

Комутатори розміщуються в апаратній кімнаті на кожному поверсі. Таке розміщення здешевить витрати на монтування оптоволокна та забезпечить легкість модернізації та  розширення. Між комутаторами встановлюються резервні зв’язки для підвищення надійності. Комутатор третього (середнього) поверху має 5 резервних портів, що забезпечує розширення мережі  майже в усьому будинку. Концентратори, в свою чергу, теж мають вільні порти, що забезпечує під’єднання додаткових комп’ютерів в межах кімнати. 

На третьому поверсі доцільно розмістити сервер для внутрішнього користування, а на першому – комунікаційний , для звязку з зовнішніми мережами . Наприклад , мережею кампуса або Internet.

Рис. 3.2  Стуктура мережі Fast Ethernet

Рис. 3.3 Домен колізій

 

Обрахунок PDV.  Для спрощення розрахунків звичайно використовують довідникові дані ІЕЕЕ, що містять значення затримок поширення сигналів в повторювачах, прийомопередавачах ( транссіверах ) і різних фізичних середовищах ( таблиця 3.1 ).

 

Розглянемо найкритичнішу ділянку мережі – з найбільш віддаленим концентратором і комп’ютерами ( Рис.3.2 ).

Врахуємо що 

подвоєна затримка , що вноситься повторювачем класу II, рівна 33,5*2=67bt

 Затримка, що вноситься кабелем 

UTP Cat 51,112 bt

Оптоволокно1,0 bt

Два адаптера T4 138 bt

Для розрахунку PDV розглядаємо один домен колізій ( Рис.3.3 ).

Отже:

2 адаптера T4 = 138bt

Сегмент А90*1.112=100,08 bt

Сегмент В90*1.112=100,08 bt

Концентратор  67 bt

PDV=67+100,08+100,08+138=405,16 bt

Отже PDV = 405,16 bt

 

Додаємо ще 10%  запасу від знайденого PDV. Отримуємо PDV = 445,68bt. Знайдене значення значно менше за 512 bt, отже наша мережа відповідає стандарту.

 

Обрахунок PVV. Знову розглядаємо домен колізій ( Рис.3.3 ). Скорочення міжкадрової відстані робить лише концентратор (класу ІІ), який вносить затримку в 33,5bt, що є меншим, ніж максимально допустиме значення. Таким чином , і по цьому параметру мережа працеспроможна.

 

Отже PVV = 33,5

 

 

Нижче наводимо приклад виконання курсової роботи . Пояснювальна записка повинна включати наступні пункти :

1. Вихідні дані на проектування

При проектуванні локальної мережі слід дотримуватися завдання, яке розміщуеться в такій таблиці: 

Спроектована локальна мережа повинна задовільняти цим умовам, а також умовам, що є специфічними для стандартів 10Base-T та 10Base-2.

2. Теоретичні відомості

В цьому розділі наводяться основні теоретичні відомості , які стосуються локальних мереж Ethernet  заданого стандарту ( або стандартів ).

3. Опис проекту мережі

Перш за все, при проектуванні мережі, слід визначити як розташовуються станції (комп’ютери) в межах поверхів. Також слід передбачити розміщення та з’єднання мережного обладнання. Для цього створено умовні плани поверхів зі з’єднаннями в межах поверху, та загальний план будівлі зі з’єднаннями між поверхами. На планах також слід дотримуватись відповідності масштабу для певних елементів. Попередньо було визначено, що створювана мережа розміщується на двох суміжних (один під одним) поверхах. Це  дещо спрощує розробку мережі та передбачає типове застосування і розміщення мережі. Всі плани поверхів та план з’єднань між поверхами та їх розміри наведені нижче на Рис.4.1- 4.2. На планах використано наступні умовні позначення:

• робоча станція, що відповідає одному робочому місцю в мережі.
• комутатор
• концентратор.
• набір всіх ліній, що йдуть від терміналів до концентратора, тобто вони не з’єднуються в одну, а просто використовують суміжний простір кімнати для свого прокладання.

Рис.4.1. Умовний план поверху

Рис.4.2. Умовний план з’єднань між поверхами.

 

Пропорційно вимірам представлені робочі місця (кружечки), концентратори та комутатори. Це обумовлене тим, що нам необхідно лише “точне” значення довжини з’єднань між вузлами і правдиві розміри робочого місця та кімнат, а комутатори та концентратори повинні демонструвати всі під’єднані до них лінії.

На Рис.4.2 показані розрізи відповідних поверхів. Представлені кімнати з розташуванням в них станцій. Відповідно до умовних графічних позначень, що описані вище, на рисунках представлені всі зв’язки мережі, всі пристрої, що забезпечують функціонування мережі та зв’язки, що йдуть до інших поверхів. 

 

 

 

Для спрощення обрахунків зазвичай використовують довідкові дані, що містять значення затримок розповсюдження сигналів в повторювачах, прийомопередавачах і в різних фізичних середовищах. Відповідні дані для стандарту 10Base-T мережі Ethernet приведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1

 

Лівим сегментом називається сегмент, з якого починається шлях сигналу від виходу передавача (вихід Тх) кінцевого вузла. Потім сигнал проходить через проміжні сегменти і доходить до приймача (вхід Rх) найбільш віддаленого вузла найбільш віддаленого сегмента, який називається правим. З кожним сегментом пов’язана постійна затримка, що називається базовою, яка  залежить тільки від сегменту і від положення сегмента на шляху сигналу (лівий, проміжний, правий). Крім того, з кожним сегментом пов’язана затримка розповсюдження сигналу вздовж кабеля сегмента, яка залежить від довжини сегмента і обраховується шляхом множення часу розповсюдження сигналу по одному метру кабеля (в бітових інтервалах) на довжину кабеля в метрах. Найдовший сегмент зображений на рис 3.

 

Рис.3. Найдовший шлях проходженя сигналу.

 

Загальне значення PDV рівне сумі базових та змінних затримок всіх сегментів мережі. Значення констант в таблиці приведені з врахуванням подвоєння величини затримки.

Перед розрахунком PDV слід визначити які дві станції і відповідні сегменти є найбільш віддаленими. Довжина кожного зв’язку після визначення  збільшується на 15%. Це потрібно для попередження непередбачених витрат кабелю: огинання перешкод, відстань над землею і т.ін. Використовуються наступні позначення:

• T–H: зв’язок між найбільш віддаленими терміналом та концентратором в даній кімнаті
• H – S: зв’язок між концентратором з даної кімнати і комутатором на даному поверсі.
• S – S: зв’язок між комутатором на даному поверсі і комутатором на іншому поверсі.

Обраховуємо значення PDV :

 

• Лівий сегмент (2-й поверх Т – Н): 15.3 (база) + 14*0.113 = 16.882 bt.
• Проміжний сегмент (2-й поверх Н - S): 42 (база) + 6*0.113 = 42.678 bt.
• Проміжний сегмент (2-й і 1-й поверхи S – S): 42(база)+ 3*0.113 = 45.339 bt.
• Проміжний сегмент (1-й поверх Н – S): 42 (база) + 6*0.113 = 42.678 bt.
• Правий сегмент (3-й поверх 3 кімната T–H):165(база)+14*0.113= 166.582 bt.

Сума всіх складових: PDV = 311.159 bt. Оскільки значення PDV менше максимально допустимої величини 575 bt, то ця мережа відповідає критерію  максимально можливої затримки подвійного обертання сигналу.

 

 

Для розрахунку PVV також можна скористатися табличними значеннями максимальних величин зменшення міжкадрового інтервалу при проходженні повторювачів для різних фізичних середовищ. Для 10Base-T дані з таблиці 3.2  наведені в таблиці 4.2.

 

Таблиця 4.2

 

Відповідно за цими даними розрахуємо значення PVV для нашої мережі:

Лівий сегмент: 10.5 bt.

Проміжний сегмент 1: 8 bt.

Проміжний сегмент 2: 8 bt.

Проміжний сегмент 3: 8 bt.

Сума цих значень дає PVV, що рівне 34.5 bt, що менше граничного значення в 49 інтервалів.

 

 

В цьому розділі робляться висновки стосовно виконаного проекту.

 

 

1. Комп’ютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. В.Г. Олифер, 
2.  Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.: ил.
3. Комп’ютерні мережі. Є. Буров, 1999.- 468 с.: іл.
4. Комп’ютерные сети. Учебный курс, 2-е изд. (+ СD-ROM). Дж. Челлис, Ч. Перкинс, М. Стриб; перевод с англ. – Лори, 1997

 

 

Вихідні дані до завдання вибираються у відповідності до значень останніх трох цифр номера залікової книжки, починаючи від останньої цифри. Кожній цифрі відповідає варіант у відповідній таблиці. Перша цифра (тобто остання цифра номера залікової ) – перша таблиця і т.д., таномеру в списку журналу

Висота кімнат -3.5М, перекриття -0.5М. стіни -0.4М  

 

1. Стандарти можливих технологій (за ост. цифрою зал. кн.)

2. Кількість поверхів (за передост. цифрою зал .кн.):

3. Площа кімнат [кв.м] (за 3-ю з кінця цифрою зал. кн.):

4. Кількість робочих груп (кімнат) на поверсі (за № в списку.):

5. Кількість комп’ютерів в робочій групі (за № в списку.):

 

1.Організація коридору [одностор/двостор. та ширина] (за ост цифрою зал. кн.):

Можливе використання концентраторів (Hubs) та комутаторів (Switches). Мережні адаптери – відповідно до стандарту використаних технологій.