4.2.1. Расчет pvv(Path Variability Value).

Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала повторителями, то есть величину PVV.

, (2)

при этом правый сегмент в расчет не включается.

Для расчета PVV также можно воспользоваться значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEEE для выбранного типа кабеля (табл.3.2).

Таблица 4.2. Уменьшение межкадрового интервала повторителями

Тип сегмента	Передающий сегмент, bt	Промежуточный сегмкнт, bt
10Base-FВ	-	2
10Base-FL	10,5	8
10Base-Т	10,5	8

Для сетей Ethernet предельное значение PVV - 49.

Если в сети вместо концентраторов используются коммутаторы, то общие PDV и PVV сети не суммируются по всем участкам, т.к. коммутаторы физически разделяют сеть, а условия (1) и (2) проверяются по каждому участку (домену коллизий).

Важным показателем работоспособности сети является коэффициент загрузки (S) сегмента сети:

S=P*m_i/f (3)

где Р- количество компьютеров в сегменте сети;

m_i - количество кадров в секунду, отправляемых в сеть i-м узлом (от 100 до 600 кадров в секунду, обычно при расчетах принимается 300 кадров в секунду);

f – максимально возможная пропускная способность сегмента, равная для стандарта Ethernet 14 880 кадров в секунду, для стандарта Fast Ethernet – 148800 кадров в секунду.

Имитационное моделирование сети Ethernet и исследование ее работы с помощью анализаторов протоколов показали, что при коэффициенте загрузки S>= 0,5 начинается быстрый рост числа коллизий, соответственно увеличивается время ожидания доступа к сети.

Задание 1

Спроектировать сеть для организации (данные в табл.4.3 и 4.4) и провести ее математический расчет.

Сеть должна удовлетворять следующим условиям:

1. в каждом корпусе сеть строится на основе коммутатора;

2. коммутаторы и концентраторы, используемые для подключения должны иметь 12, 16 или 24 порта, причем один из портов концентратора служит для подключения к устройству верхнего уровня.

Таблица 4.3. Данные для проектирования сети

Корпус	Этаж	Отдел 1	Отдел 2	Отдел 3
1	1	8	8
	2		10
	3	10		9
2	1	8		9
	2		8
	3	9		8

Таблица 4.4. Данные для расчета сети

Тип линии связи	Тип кабеля	Длина сегмента, м
Межкорпусные	10Base-T	100
Между устройствами (концентраторами, коммутаторами и т.д.)	10Base-T	10
Между компьютером и устройством	10Base-T	60

Выполнение задания 1

Для проектирования и расчета сети Ethernet выполним следующие пункты:

1. Выполним схему сети в редакторе Visio (рис.4.1.), для связи отдельных сегментов сети используем концентраторы и коммутаторы в соответствии с условием.

2. Проверим сеть на соответствие стандарту, считая, что все устройства являются повторителями, используя простой способ проверки (см. пункт 4.1.). Результаты проверки поместите в файл с именем «Задание№ номер задания» после схемы (ориентация страницы книжная).

3. Выделим самый длинный путь в сети или несколько путей, обозначив их сегменты на схеме цифрами. Схему поместите в файл «Задание№ номер задания». Ориентация страницы с заданием альбомная.

4. Проведем расчет на соответствие сети стандарту в соответствии с описанием (см. пункт 4.2), считая, что все устройства являются концентраторами. Расчеты и выводы поместите в файл. Файл сохраните в свой папке на учебном сервере.

5. Если в каждом корпусе сеть строится на основе коммутатора, сколько в ней будет доменов коллизий? Будет ли корректна сеть для каждого домена коллизий? Привести значения PDV и PVV для каждого участка.

6. Рассчитать величину коэффициента загрузки S для сегментов сети.

Рис.4.1. Вид схемы сети

Чтобы решить проблему быстродействия данной ЛВС нужно использовать смешанный тип подключения, т.е. внутри рабочих групп (отделов) использовать разделяемую среду передачи, а при подключении групп к серверу – индивидуальную среду для каждой рабочей группы

Самый длинный маршрут для данной сети будет 1-2-3-4-5. Остальные маршруты либо равны по длине этому, либо короче.

Проведем расчет в направлении от левого сегмента 1 к правому сегменту 5, считая что сеть строится на концентраторах:

Левый сегмент 1: 15.3+60•0.113=22.08

Промежуточный сегмент 2: 42+10•0.113=43.13

Промежуточный сегмент 3: 42+100•0.113=53.3

Промежуточный сегмент 4: 42+10•0.113=43.13

Правый сегмент 5: 165+60•0.113=171,78

Итого: 333.59<575

Как говорилось ранее величина PDV не должна превышать 575 битовых интервала. Рассчитанная нами величины удовлетворяет этому требованию.

Конечные сегменты данного пути одинаковы, поэтому достаточно просчитать путь в одном направлении.

Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала повторителями, то есть величину PVV.

,

при этом правый сегмент в расчет не включается.

Для расчета PVV также можно воспользоваться значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEEE для выбранного типа кабеля:

передающий сегмент 1: 10,5

промежуточный сегмент 2: 8

промежуточный сегмент 3: 8

промежуточный сегмент 4: 8

Итого 34,5

Для сетей Ethernet предельное значение - 49. Следовательно, рассчитанное значение по спроектированной конфигурации локальной сети удовлетворяет предельному установленному значению.

Задание 2.

Дана сеть организации, состоящая из 4-х зданий (рис.4.3). К этой сети нужно присоединить ПК здания 5 (рис.4.3). Сделайте выводы о работоспособности данной сети простым методом (пункт 4.1.) и с помощью математических расчетов (пункт 4.2.)..

Данные для расчетов смотри на рис. 4.3 и в таблицах 4.5 и 4.6. Сеть должна удовлетворять следующим условиям:

3. в каждом здании сеть строится на основе хаба;

4. концентраторы, используемые для подключения должны иметь 12, 16 или 24 порта, причем один из портов концентратора служит для подключения к устройству верхнего уровня.

Таблица 4.5. Данные для проектирования сети

Здания	Кол-во ПК	Расстояние от ПК до хаба	Тип кабеля для соединения
1	3	100	10Base-T
2	5	70	10Base-T
3	6	70	10Base-T
4	4	100	10Base-T
5	4	100	10Base-T

Таблица 4.6. Данные для расчета сети

Тип линии связи между зданиями	Тип кабеля	Длина сегмента, м
1-2	10Base-FB	600
2-3	10Base-FB	500
3-4	10Base-FB	500
4-5	10Base-FВ	1000

Рис. 4.3. Вид сети Ethernet

Выполнение задания 2

Для проектирования и расчета сети Ethernet выполним следующие пункты:

1. Выполним схему сети в редакторе Visio (пункт 5, рис.4.3), для связи отдельных сегментов сети используем концентраторы в соответствии с условием. Рядом с каждым концентратором укажите количество портов (определить самостоятельно).

2. Проверим сеть на соответствие стандарту, используя простой способ проверки (см. табл.3.1 и 4.1.). Результаты проверки поместите в файл с именем «Задание № номер задания» после схемы (ориентация страницы книжная). Сделайте выводы.

3. Выделим самый длинный путь в сети или несколько путей, обозначив их сегменты на схеме цифрами. Это путь 1-6. Схему поместите в файл «Задание № номер задания». Ориентация страницы с заданием книжная. Распечатайте схему.

4. Проведем расчет на соответствие сети стандарту в соответствии с описанием (см. 4.2). Расчеты и выводы, приведенные ниже, проверьте и поместите в файл. Файл сохраните в свой папке на учебном сервере.

Самый длинный маршрут для данной сети будет 1-2-3-4-5-6.

Проведем расчет в направлении от левого сегмента 1 к правому сегменту 6:

Левый сегмент 1: 15.3+100•0.113=26.6

Промежуточный сегмент 2: 24+600•0.1=84

Промежуточный сегмент 3: 24+500•0.1=74

Промежуточный сегмент 4: 24+500•0.1=74

Промежуточный сегмент 5: 33,5+1000•0.1=133.5

Правый сегмент 6: 165+100•0.113=176,3

Итого: 568.4<575

Как говорилось ранее величина PDV не должна превышать 575 битовых интервала. Рассчитанные нами величины удовлетворяет этому требованию.

Конечные сегменты данного пути одинаковы, поэтому достаточно просчитать путь в одном направлении.

Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала повторителями, то есть величину PVV.

,

при этом правый сегмент в расчет не включается.

Для расчета PVV также можно воспользоваться значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEEE для выбранного типа кабеля:

передающий сегмент 1: 10,5

промежуточный сегмент 2: 2

промежуточный сегмент 3: 2

промежуточный сегмент 4: 2

промежуточный сегмент 5: 8

Итого 24,5

Для сетей Ethernet предельное значение - 49. Следовательно, рассчитанное значение по спроектированной конфигурации локальной сети удовлетворяет предельному установленному значению.

Сколько в сети доменов коллизий? Рассчитайте величину коэффициента загрузки S для сети.

Задание 3.

Проверьте корректность сети для задания 2 (рис. 4.3), если расстояние между зданиями 4 и 5 будет 1200м.

Задание 4 (для самостоятельной работы)

1. Выполните схему сети (рис.6.1) в редакторе Visio, для связи отдельных сегментов сети используйте концентраторы. Рядом с каждым концентратором укажите количество портов. Обоснуйте выбор концентраторов для данной сети. Сколько доменов коллизий в сети? Если концентраторы заменить коммутаторами сколько будет доменов коллизий?

2. Выберите спецификации линий связи (сделайте надписи на схеме). Обоснуйте свой выбор.

3. Проверьте сеть на соответствие стандарту, используя простой способ проверки (см. табл.3.1 и 4.1.). Результаты проверки поместите в файл с именем «Задание № ...» после рисунка схемы (ориентация страницы книжная). Сделайте выводы.

4. Выделите самый длинный путь в сети или несколько путей, обозначив их сегменты на схеме цифрами. Схему поместите в файл «Задание № ...».Ориентация страницы альбомная. Распечатайте схему.

5. Проведите расчет на соответствие сети стандарту в соответствии с описанием (см. 4.2). Расчеты и выводы поместите в файл «Задание № ...». Файл сохраните в свой папке.

6. Рассчитать величину коэффициента загрузки S для сегментов сети.

Рис.6.1. Схема сети для расчета

Задание 5

Построение локальной сети Ethernet организации

Спецификация	Помещение		Количество компьютеров
	Длина (м.)	Ширина (м)
10Base-T	10	8	9

Равномерно расположить по периметру помещения заданное число компьютеров, оставив место для входной двери. Считать, что компьютерная сеть прокладывается по плинтусу, в связи с чем необходимо учесть подъем к компьютеру – 1,5 м.

10Base-T предусматривает построение ЛВС путем использования кабельных сегментов для создания точечных каналов связи (point-to-point links). Тем самым основной топологией становится уже не "шина", как в 10Base-5 и 10Base-2, а "звезда".

Правила применения технологии 10Base-T:

• сеть стандарта 10Base-Т может содержать максимум четыре концентратора.

• компьютеры подключаются к концентраторам с помощью UTP (STP) кабеля категории 3, 4 или 5.

• подключение компьютеров к концентраторам осуществляется с помощью коннекторов RJ-45 и.

• максимальная длина UTP сегмента - 100 м.

• максимальное количество компьютеров, подключенных ко всем концентраторам ЛВС - 1024.

• минимальная длина кабельного сегмента - 2.5 м.

• максимальная общая длина сети - 500 м.

Рисунок 2 – Схема локальной сети 10Base-T (с использованием коробов для кабеля)

Выполните расчет сети на корректность простым и расчетным способом. Сколько доменов коллизий в данной сети?

Рассчитайте величину коэффициента загрузки S для сети. Что нужно сделать, чтобы уменьшить его?

Экономический расчет:

Кабель UTP 5 кат. : 140 м.*0,4=$56

Сетевые адаптеры – 14 * 47=$658

UTP RJ-45 коннекторы – 28* $1,3=$36,4

Подключение рабочих станций: $420

Hub 10Base-T 16 портов: $180

Прокладка кабеля: $140

Итого, стоимость локальной компьютерной сети из 14-и компьютеров, смонтированной по технологии 10Base-T в помещении 10х8 м. будет составлять 1490,4 у.е.

Проверьте приведенный экономический расчет и откорректируйте в соответствии с настоящими ценами.

Расчет длины кабеля UTP

Метод суммирования заключается в подсчете длины трассы каждого кабеля с последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляется технологический запас величиной не более 10%, а также запас для выполнения разделки в розетках и на кроссовых панелях. Достоинством рассматриваемого метода является высокая точность.

Требуемая длина кабеля (L) рассчитывается по формуле

, (3.2)

где

L - длина кабельной трассы до оконечного устройства по плану;

Кs - коэф-фициент технологического запаса — 1,1 (10%);

Х = Х₁ + Х₂ - запас для выполнения разделки кабеля.

Параметр Х₁ обозначает запас со стороны аппаратной. Он зависит от ее размеров и численно равен расстоянию от точки входа горизонтальных кабелей в помещение кроссовой до самого дальнего коммутационного элемента с учетом всех спусков, подъемов и поворотов. Параметр Х₂ обозначает запас со стороны рабочего места. Он численно равен расстоянию от точки входа кабелей в помещение до самого дальнего оконечного устройства с учетом всех спусков, подъемов и поворотов. Запас X примем численно равным 15% .

Рассчитайте количество кабеля необходимое для прокладки кабельной сети (рисунок 2).

Задание 6

Выполнить проект сети по технологии Ethernet для организации (рисунок 2).

Обосновать выбор устройств для связи сегментов сети.

Выбрать спецификации для линий связи. Пояснить свой выбор.

Выполнить расчет компьютерной сети организации на корректность простым и расчетным способом.

Рассчитайте величину коэффициента загрузки S для сети. Сделайте выводы.

Покажите расстановку компьютеров в бухгалтерии (4м х 5м).

Рисунок 3 – Структура локальной компьютерной сети организации.

Количество компьютеров:

Бухгалтерия -3;

Отдел сбыта -2;

Отдел маркетинга – 3;

Склад – 1;

Директор – 1.

Расстояния между узлами:

A – 40 м,

Б – 80 м,

В – 220 м,

Г – 60 м.