3. Порядок выполнения работы

Две ЛВС взаимодействуют друг с другом через глобальную сеть при помощи двух маршрутизаторов.

Суммарный трафик между сетями (Т_λ) определяется числом кадров, переданных в течение рабочего дня:

, (4.1)

где _i – интенсивность заказов, кадр/с;

t_p – время работы канала связи, с.

Как видно из формулы (4.1), интенсивность заказов λ_i характеризует среднюю скорость поступления кадров на устройство обслуживания - маршрутизатор.

Преобразование кадров к формату глобальной сети N_ГС состоит в добавлении заголовка и хвостовой части N_З-Х к кадрам формата локальной сети N_ЛВС:

N_ГС= N_ЛВС+ N_З-Х, (4.2)

Время обслуживания одного кадра глобальной сетью при заданной скорости обмена информацией глобальной сетью V_ГС определяется формулой

, (4.3)

Средняя скорость обслуживания глобальной сети (величина, обратная к ожидаемому времени обслуживания) определяется выражением

, (4.4)

Поскольку в полнодуплексной линии связи скорости передачи информации в обоих направлениях равны друг другу, то автоматически определяется значение скорости обслуживания глобальной сети в обоих направлениях передачи. Если средняя скорость обслуживания превосходит среднюю скорость поступления заказов ( ), то никаких очередей не возникает. Если же наоборот ( ), то маршрутизатор копирует все необходимые кадры из сети в свой буфер, где они пребывают до тех пор, пока маршрутизатор не преобразует их в кадры глобальной сети и не передаст по глобальной сети. Степень использования маршрутизатора или моста определяется отношением

, (4.5)

Вероятность отсутствия заказов или вероятность отсутствия очереди в маршрутизаторе ρ₀ определяется формулой

ρ₀=1- ρ, (4.6)

Среднее число кадров, передаваемых в данный момент времени по каналу глобальной сети, определяется как разность

, (4.7)

где - среднее число кадров в маршрутизаторе,

-среднее число кадров в очереди.

Для одноканальной однофазной системы величина определяется отношением

, (4.8)

Среднее число кадров в очереди определяется произведением

, (4.9)

Теория массового обслуживания позволяет рассчитать среднее время задержки кадра в системе и среднее время ожидания в очереди.

Среднее время задержки кадра в системе определяется величиной

, (4.10)

Среднее время ожидания кадра в очереди определяется произведением

, (4.11)

Время, затрачиваемое на передачу одного кадра по каналу глобальной сети, определяется формулой

4. Контрольное задание

В соответствии с таблицей 4.1:

1. Нарисовать структурную схему вычислительной системы, содержащей две ЛВС, объединенных глобальной сетью.

2. Дать краткое описание вычислительной системы и особенности обмена информацией между двумя ЛВС, описать варианты коммутации территориально-распределительных ЛВС.

3. Описать модель вычислительной системы ЛВС – глобальная сеть – ЛВС, используя аппарат теории массового обслуживания.

4. Определить параметры математической модели вычислительной сети:

   • интенсивность заказов ( ),

   • время обслуживания ( ),

   • средняя скорость обслуживания ( ),

   • коэффициент использования маршрутизатора (),

   • вероятность отсутствия очереди (заказов) в маршрутизаторе (₀),

   • среднее число кадров в маршрутизаторе ( ),

   • среднее число кадров в очереди ( ),

   • среднее число кадров, передаваемых в глобальную сеть ( ),

   • среднее время задержки кадра в маршрутизаторе ( ),

   • среднее время ожидания кадра в очереди ( ),

   • время передачи одного кадра по каналу глобальной сети ( ).

5. Оптимизировать параметры потока данных:

   • построить зависимость среднего времени задержки кадра в маршрутизаторе от скорости обмена информацией в глобальной сети. Определить минимальную скорость обмена информацией в глобальной сети, при которой среднее время задержки кадра в маршрутизаторе минимально.

   • Построить зависимости коэффициента использования маршрутизатора и вероятности отсутствия очереди в маршрутизаторе от скорости передачи информации в глобальной сети. Определить минимальную скорость передачи информации в глобальной сети, при которой коэффициент использования маршрутизатора стремится к нулю, а вероятность отсутствия очереди в маршрутизаторе стремится к единице.

Обосновать полученные результаты по оптимизации параметров потока данных.

Таблица 4.1

Варианты расчетного задания

Варианты, №№ п/п	Число кадров, передаваемых в течение рабочего дня, шт (T)	Продолжительность рабочего дня, ч (tp)	Средняя длина кадра, байт * (NЛВС)	Скорость передачи информации в глобальной сети, Кбит/с (VГС)
1	1200	4	1000	1,2
2	1600	4	1100	2,4
3	2000	4	1220	4,8
4	2400	5	1025	9,6
5	3000	5	1100	19,2
6	3600	5	1050	24,0
7	4800	6	1200	32,0
8	5600	6	1075	56,0
9	7200	6	1125	64,0
10	8000	6	1275	128,0
11	9600	6	1000	240,0
12	10000	6	1075	19,2
13	12000	6	1250	24,0
14	16000	8	1200	32,0
15	16000	8	1275	56,0
16	18000	8	1300	64,0
17	20000	8	1000	128,0
18	24000	8	1140	240,0
19	28000	8	1120	19,0
20	32000	8	1300	24,0
21	36000	8	1250	32,0
22	42000	8	1150	56,0
23	48000	8	1275	64,0
24	54000	8	1075	128,0
25	64000	8	1225	240,0

* Примечание: Типовая длина заголовка и хвостовой части кадра глобальной сети, добавляемая к кадру ЛВС – 25 байт.