Hem / PÅ/ Design och beräkning av tillförlitlighet och effektivitet för ett lokalt nätverk. Datornätverkets topologi bestäms Stöder olika typer av trafik

Designa och beräkna tillförlitligheten och effektiviteten i ett lokalt nätverk. Datornätverkets topologi bestäms Stöder olika typer av trafik

Skicka ditt bra arbete i kunskapsbasen är enkel. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara mycket tacksamma för dig.

Postat den http://www.allbest.ru/

Introduktion

lokalt nätverk

Idag finns det mer än 130 miljoner datorer i världen, och mer än 80% av dem är förenade i olika informations- och datanät, från små lokala nätverk på kontor till globala nätverk som Internet.

Erfarenheten av driftnät visar att cirka 80% av all information som skickas över nätverket är låst inom ett kontor. Därför började utvecklarnas särskilda uppmärksamhet locka de så kallade lokalnäten.

Ett lokalt nätverk är en samling datorer, kringutrustning (skrivare, etc.) och kopplingsenheter anslutna med kablar.

Lokala nätverk skiljer sig från andra nät genom att de vanligtvis är begränsade till ett måttligt geografiskt område (ett rum, en byggnad, ett distrikt).

Mycket beror på kvaliteten och omtänksamheten vid genomförandet av det inledande stadiet av LAN -implementering - på förprojektundersökningen av dokumenthanteringssystemet för företaget eller organisationen där det ska installera ett datornät. Det är här som så viktiga indikatorer på nätet som dess tillförlitlighet, funktionsomfång, dess livslängd, kontinuerlig drifttid, underhållsteknik, drift och maximal nätverksbelastning, nätverkssäkerhet och andra egenskaper läggs.

Den globala trenden mot att ansluta datorer i ett nätverk beror på ett antal viktiga skäl, såsom överföringen av informationsmeddelanden, möjligheten att snabbt utbyta information mellan användare, ta emot och överföra meddelanden utan att lämna arbetsplatsen, möjligheten att omedelbart ta emot all information från var som helst i världen, samt informationsutbyte mellan datorer från olika tillverkare, som körs under olika program.

Sådana enorma potentiella möjligheter som datornätverket bär, och den nya potentiella uppgång som informationskomplexet upplever, liksom en betydande acceleration av produktionsprocessen, ger oss inte rätten att inte acceptera detta för utveckling och inte tillämpa dem i praktiken.

1. Syftet med arbetet.

Syftet med arbetet är att förvärva färdigheter i utvecklingen av strukturen för lokala datanät, beräkning av de viktigaste indikatorerna som bestämmer nätverkets funktion.

2. Teoretisk del

2.1 Huvudmålen med att skapa ett lokalt nätverk (LAN).

Det ständiga behovet av att optimera fördelningen av resurser (främst information) ställer oss regelbundet inför behovet av att utveckla en grundläggande lösning på frågan om att organisera ett informations- och datanätverk (IKT) på grundval av en redan befintlig datorpark och programvara komplex som uppfyller moderna vetenskapliga och tekniska krav, med hänsyn till de växande behoven och möjligheten till ytterligare gradvis utveckling av nätverket i samband med uppkomsten av nya tekniska och mjukvarulösningar.

I korthet kan de främsta fördelarna med att använda ett LAN lyftas fram:

Dela resurser

Att dela resurser möjliggör ekonomisk användning av resurser,

till exempel styra kringutrustning som laserskrivare från alla anslutna arbetsstationer.

Dataseparation.

Datadelning ger möjlighet att komma åt och hantera databaser från perifera arbetsstationer som behöver information.

Separation av programvara

Separation av mjukvaruverktyg ger möjlighet att samtidigt använda centraliserade, tidigare installerade programverktyg.

Dela processorresurser

Genom att dela processorresurser är det möjligt att använda datorkraft för databehandling av andra system i nätverket.

Den huvudsakligatydliga definitioner och terminologi

Ett lokalt nätverk (LAN) är en höghastighets kommunikationslinje med databehandlingshårdvara i ett begränsat område. Ett LAN kan förena persondatorer, terminaler, minidatorer och datorer för allmänna ändamål, utskriftsenheter, talbehandlingssystem och andra enheter -

Nätverksenheter (ND) är specialiserade enheter som är utformade för att samla in, bearbeta, transformera och lagra information som tas emot från andra nätverksenheter, arbetsstationer, servrar etc.

Huvudkomponenten i ett lokalt nätverk är en arbetsstation i ett lokalt nätverk (RSLVS), dvs en dator, vars hårdvarufunktioner gör det möjligt att utbyta information med andra datorer.

Ett lokalt nätverk är ett komplext tekniskt system som är en kombination av hårdvara och programvara, eftersom en enkel anslutning av enheter dock inte betyder att de kan fungera tillsammans. För att kommunicera effektivt mellan olika system krävs lämplig programvara. En av huvudfunktionerna för operativt stöd för ett LAN är att upprätthålla en sådan anslutning.

Fröreglerna - hur systemet undersöker och bör pollas - kallas protokoll.

System sägs vara lika om de använder samma protokoll. När de använder olika protokoll kan de också kommunicera med varandra med hjälp av programvara som utför ömsesidig protokollkonvertering, LAN kan användas för att kommunicera inte bara med en PC. De kan länka videosystem, telefonsystem, produktionsutrustning och nästan allt som kräver snabb kommunikation. Flera lokala nätverk kan anslutas via lokala och fjärranslutningar i sammankopplingsläget.

Persondatorer är främst nätverksanslutna för att dela program och datafiler, överföra meddelanden (e-postläge) och för att dela resurser (utskriftsenheter, modem och maskin- och programvarukopplingar). I detta fall kallas persondatorer för arbetsstationer i det lokala nätverket.

Modern LAN-teknik gör att olika typer av kablar kan användas i samma nätverk, samt att sömlöst ansluta olika LAN-utrustningar som Ethernet, Archnet och Token-ring till ett nätverk.

Perstugor löst när man skapar ett LAN

När du skapar ett LAN står utvecklaren inför ett problem: med kända data om syftet, listan över LAN -funktioner och de grundläggande kraven för uppsättningen hårdvara och mjukvaruverktyg för LAN, bygg ett nätverk, det vill säga lösa följande uppgifter :

definiera LAN -arkitekturen: välj typer av LAN -komponenter;

utvärdera prestandaindikatorer för LAN;

bestämma kostnaden för LAN.

I detta fall bör reglerna för anslutning av LAN -komponenter baserade på standardisering av nätverk och deras begränsningar som anges av tillverkarna av LAN -komponenter beaktas.

Konfigurationen av ett LAN för ett ICS beror avsevärt på egenskaperna hos ett specifikt applikationsområde. Dessa funktioner reduceras till typerna av överförd information (data, tal, grafik), prenumerationssystemens rumsliga placering, informationsflödenas intensitet, tillåtna fördröjningar av information under överföring mellan källor och mottagare, mängden databehandling i källor och konsumenter, egenskaper hos abonnentstationer, yttre klimat, elektromagnetiska faktorer, ergonomiska krav, tillförlitlighetskrav, LAN -kostnad etc.

Fastställande av nätverkstopologi

Tänk på topologialternativen och sammansättningen av komponenterna i det lokala nätverket.

Topologin i ett nätverk bestäms av hur dess noder är anslutna med kommunikationskanaler. I praktiken används 4 grundläggande topologier:

stjärnformad (fig. 1, a, 1, b);

ringformad (fig. 2);

däck (fig. 3);

trädliknande eller hierarkisk (fig. 4).

AK - aktiv koncentrat PC - passiv koncentrator Fig. 4. Hierarkiskt nätverk med nav.

Den valda nätverkstopologin måste överensstämma med LAN -nätverkets geografiska läge, de krav som ställs för nätverkets egenskaper, listade i tabell. 1.

Tabell 1. Jämförande data om LAN -egenskaperna.

Valet av kommunikationstyp. Vridet par

Den billigaste kabelanslutningen är en tvinnad tvåtrådig anslutning, ofta kallad ett "tvinnat par". Det låter dig överföra information med en hastighet på upp till 10 Mbit / s, den kan enkelt uppgraderas, men den är också osäker. Kabellängden kan inte överstiga 1000 m vid en överföringshastighet på 1 Mbit / s - Fördelarna är lågt pris och problemfri installation.För att öka ljudets immunitet används ofta skärmad tvinnat par, det vill säga ett vridet par placerade i ett skyddande hölje, som skölden på en koaxialkabel. Detta ökar kostnaden för det tvinnade paret och för priset närmare priset på en koaxialkabel,

Koaxialkabel

Koaxialkabel har ett genomsnittligt pris, bra bullerimmunitet och används för kommunikation över långa avstånd (flera kilometer). Informationsöverföringshastigheter från 1 till 10 Mbps, och i vissa fall kan de nå 50 Mbps - Koaxialkabel används för grundläggande och bredbandsinformation,

Bredbandskoaxialkabel

Bredbandskoaxialkabel är immun mot störningar, lätt att bygga, men dyr. Informationsöverföringshastigheten är 500 Mbit / s. Vid överföring av information i basfrekvensbandet över ett avstånd på mer än 1,5 km krävs en förstärkare eller en så kallad repeater (repeater), därför är det totala avståndet under informationsöverföring ökar till 10 km. För datanätverk med buss- eller trädtopologi måste koaxialkabeln ha ett avslutningsmotstånd (terminator) i slutet.

Ethernet -kabel

Ethemet är också en 50 ohm koaxialkabel. Det kallas också tjock Ethernet eller gul kabel.

På grund av dess bullerimmunitet är det ett dyrt alternativ till konventionella koaxialkablar. Det maximala tillgängliga avståndet utan repeater överstiger inte 500 m, och det totala avståndet för Ethernet -nätverket är cirka 3000 m. Ethernet -kabeln, på grund av sin stoftopologi, använder endast ett avslutningsmotstånd i slutet.

Cheapernet - kabel

Cheapernet -kabel, eller tunn Ethernet som det ofta kallas, är billigare än Ethernet. Det är också en 50 ohm koaxialkabel med en dataöverföringshastighet på tio miljoner bitar / s. Repeterare krävs också när du ansluter kabelsegment med billigare nät. Datornätverk med Cheapernet-kabel är låga kostnader och minimala kostnader för expansion. Nätverkskorten ansluts med vanliga små bajonettkontakter (CP-50). Ytterligare skärmning krävs inte. Kabeln ansluts till datorn med hjälp av T-kontakter. Avståndet mellan två arbetsstationer utan repeterare kan vara maximalt 300 m, och det totala avståndet för nätet på Cheapernet -kabeln är cirka 1000 m. Cheapernet -sändtagaren är placerad på nätverkskortet både för galvanisk isolering mellan adaptrarna och för förstärkning den externa signalen.

Fiberoptiska linjer

De dyraste är optiska ledare, även kallade glasfiberkablar. Igenom dem når flera gagabit per sekund. Det tillåtna avståndet är mer än 50 km. Det finns praktiskt taget inget yttre inflytande av störningar. Detta är för närvarande den dyraste LAN -anslutningen. De används där elektromagnetiska störningsfält uppstår eller där information måste överföras över mycket långa avstånd utan att repeterare används. De har anti-störningsegenskaper, eftersom förgreningstekniken i fiberoptiska kablar är mycket komplex. Optokopplarna är anslutna till LAN med en stjärnanslutning.

Välja typ av byggsatsoch genom metoden för informationsöverföring

Lokalt tokenringnätverk

Denna standard utvecklades av IBM. Oskärmad eller skärmad tvinnat par (UPT eller SPT) eller optisk fiber används som överföringsmedium. Dataöverföringshastighet 4 Mbps eller 16 Mbps. Token Ring -metoden används som en metod för att styra stationens åtkomst till överföringsmediet. Huvudpunkterna i denna metod:

Enheter är anslutna till nätverket med en ringtopologi;

Alla enheter som är anslutna till nätverket kan överföra data först efter att ha fått tillstånd att överföra (token);

vid varje given tidpunkt har endast en station i nätverket denna rättighet.

Nätverket kan ansluta datorer i en stjärna- eller ringtopologi.

Lokalt nätverk Arcnet

Arknet (Attached Resource Computer NETWork) är en enkel, billig, pålitlig och tillräckligt flexibel LAN -arkitektur. Utvecklad av Datapoint Corporation 1977. Därefter förvärvades Arcnet -licensen av Standard Microsistem Corporation (SMC), som blev huvudutvecklare och tillverkare av utrustning för Arcnet -nätverk. Twisted pair, koaxialkabel (RG-62) med en karakteristisk impedans på 93 Ohm och fiberoptisk kabel används som överföringsmedium, dataöverföringshastigheten är 2,5 Mbit / s. Vid anslutning av enheter i Arcnet används buss- och stjärntopologier. Metoden för att styra åtkomst av stationer till överföringsmediet är en tokenbuss. Denna metod innehåller följande regler:

Vid varje given tidpunkt har endast en station i nätverket denna rättighet;

Grundläggande arbetsprinciper

Överföringen av varje byte till Arcnet utförs av ett speciellt meddelande ISU (Information Symbol Unit), bestående av tre tjänststart / stoppbitar och åtta databitar. I början av varje paket sänds den initiala AB (Alert Burst) -separatorn, som består av sex overheadbitar. Den ledande avgränsaren fungerar som en ingress för paketet.

Två topologier kan användas i ett Arcnet -nätverk: stjärna och buss,

Lokalt Ethernet -nätverk

Ethernet -specifikationen introducerades i slutet av sjuttiotalet av Xerox Corporation. Senare gick Digital Equipment Corporation (DEC) och Intel Corporation med i detta projekt. 1982 publicerades Ethernet -specifikationen version 2.0. Baserat på Ethernet utvecklade ieee -institutet ieee 802.3 -standarden. Skillnaderna mellan dem är små.

Grundläggande arbetsprinciper:

På logisk nivå använder Ethernet en busstopologi;

Alla enheter som är anslutna till nätverket är lika, det vill säga att alla stationer kan starta överföringen när som helst (om överföringsmediet är ledigt);

Data som överförs av en station är tillgänglig för alla stationer i nätverket.

Väljnätverksoperativsystem op

Det stora utbudet av datortyper som används i datanätverk innebär en mängd olika operativsystem: för arbetsstationer, för avdelningsnätverksservrar och servrar på företagsnivå i allmänhet. De kan ha olika krav på prestanda och funktionalitet, det är önskvärt att de har egenskapen kompatibilitet, vilket skulle möjliggöra interoperabilitet mellan olika operativsystem. Nätverksoperativsystem kan delas in i två grupper: avdelningsövergripande och företagsövergripande. OS för avdelningar eller arbetsgrupper tillhandahåller en uppsättning nätverkstjänster, inklusive delning av filer, applikationer och skrivare. De måste också tillhandahålla feltoleransegenskaper, till exempel arbete med RAID -matriser, stöd för klusterarkitekturer. Institutionella NOS är i allmänhet enklare att installera och hantera än företags -NOS, de har mindre funktionalitet, mindre dataskydd och mindre driftskompatibilitet med andra typer av nätverk och lägre prestanda. Ett företagsövergripande nätverksoperativsystem måste först och främst ha de grundläggande egenskaperna hos alla företagsprodukter, inklusive:

skalbarhet, det vill säga förmågan att fungera lika bra i ett brett spektrum av olika kvantitativa egenskaper hos nätverket,

driftskompatibilitet med andra produkter, det vill säga möjligheten att arbeta i en komplex heterogen miljö mellan nätverk i ett plug-and-play-läge.

Ett företags nätverksoperativsystem måste stödja mer komplexa tjänster. Precis som ett arbetsgrupps nätverksoperativsystem måste ett företags nätverksoperativsystem tillåta användare att dela filer, applikationer och skrivare för fler användare och data och med bättre prestanda. Dessutom ger företagsövergripande nätverksoperativsystem möjlighet att ansluta heterogena system - både arbetsstationer och servrar. Till exempel, även om operativsystemet körs på en Intel -plattform, måste det stödja UNIX -arbetsstationer som körs på RISC -plattformar. På samma sätt måste ett server -operativsystem som körs på en RISC -dator stödja DOS, Windows och OS / 2. Ett företagsnätverksoperativsystem måste stödja flera protokollstackar (t.ex. TCPNR, IPX / SPX, NetBIOS, DECnet och OSI), vilket ger enkel åtkomst till fjärrresurser, praktiska servicehanteringsprocedurer, inklusive agenter för nätverkshanteringssystem.

En viktig del av ett företagsövergripande nätverksoperativsystem är en centraliserad helpdesk som lagrar data om användare och nätverksresurser. Denna tjänst, även känd som en katalogtjänst, tillhandahåller en enda logisk inloggning för en användare i nätverket och ger ett bekvämt sätt att se alla resurser som är tillgängliga för honom. Administratören, om det finns en centraliserad helpdesk i nätverket, befrias från behovet av att skapa en upprepad lista med användare på varje server, vilket innebär att han befrias från mycket rutinarbete och potentiella fel vid bestämning av användarnas sammansättning och deras rättigheter på varje server. En viktig egenskap hos helpdesk är dess skalbarhet, som tillhandahålls av den distribuerade databasen med användare och resurser.

Nätverksoperativsystem som Banyan Vines, Novell NetWare 4.x, IBM LAN Server, Sun NFS, Microsoft LAN Manager och Windows NT Server kan fungera som företagets operativsystem, medan NetWare 3.x, Personal Ware, Artisoft LANtastic är mer lämplig för små arbetsgrupper.

Kriterierna för att välja ett företagsövergripande operativsystem är följande egenskaper:

Organiskt stöd för flera servernätverk;

Hög effektivitet för filoperationer;

Möjlighet till effektiv integration med andra operativsystem;

Tillgänglighet för en centraliserad skalbar helpdesk;

Goda utvecklingsutsikter;

Effektivt arbete för fjärranvändare;

Olika tjänster: filtjänst, utskriftstjänst, datasäkerhet och feltolerans, dataarkivering, meddelandetjänst, olika databaser och andra;

Olika transportprotokoll: TCP / IP, IPX / SPX, NetBIOS, AppleTalk;

Stöd för en mängd olika slutanvändaroperativsystem: DOS, UNIX, OS / 2, Mac;

Stöd för nätverksutrustningsstandarder Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet;

Tillgänglighet för populära API: er och RPC -anropsmekanismer för fjärrprocedurer;

Möjligheten att interagera med nätverkets kontroll- och hanteringssystem, stöd för SNMP -nätverkshanteringsstandarder.

Naturligtvis uppfyller inget av de befintliga nätverksoperativsystem dessa krav fullt ut, så valet av ett nätverksoperativsystem utförs som regel med hänsyn till produktionssituationen och erfarenheten. Tabellen sammanfattar de viktigaste egenskaperna hos de för närvarande populära och tillgängliga nätverksoperativsystemen.

Bestämning av tillförlitligheten för LAN. 2.4.1. NSLAN -tillförlitlighetsindikatorer

I allmänhet är tillförlitlighet egenskapen för en teknisk enhet eller produkt att utföra sina funktioner inom de tillåtna avvikelserna inom en viss tidsperiod.

Produktens tillförlitlighet fastställs i designstadiet och beror i huvudsak på kriterier som valet av tekniska och tekniska specifikationer, överensstämmelse med de antagna designlösningarna till världsnivå. Tillförlitligheten för ett LAN påverkas också av personalens läskunnighet på alla nivåer av nätanvändning, villkoren för transport, lagring, installation, justering och testning av varje nätverksnod och överensstämmelse med reglerna för drift av utrustningen.

Vid beräkning och bedömning av tillförlitligheten hos ett datornätverk kommer följande termer och definitioner att användas:

Servicevänlighet är tillståndet för en produkt där den kan utföra sina funktioner inom de fastställda kraven.

Misslyckande är en händelse där produktens prestanda störs.

Fel - ett tillstånd för en produkt där den inte uppfyller minst ett krav i den tekniska dokumentationen.

Drifttid - varaktigheten av produktens drift i timmar eller andra tidsenheter.

MTBF, eller MTBF, är medelvärdet av MTBF för en reparerad produkt mellan fel.

Sannolikhet för felfri drift - sannolikheten för att ett produktfel inte kommer att inträffa under en viss tidsperiod.

Misslyckande är sannolikheten för en produkt som inte kan repareras per tidsenhet efter en given tidpunkt.

Tillförlitlighet är en produkts egenskap att förbli i drift under en viss driftstid.

Hållbarhet är en produkts egenskap för att behålla sin prestanda upp till gränsläget med avbrott för underhåll och reparation.

Resurs - produktens drifttid till det begränsande tillståndet, enligt specifikationen i den tekniska dokumentationen.

Livslängd - kalenderns varaktighet för produktens drift till det gränsläge som anges i den tekniska dokumentationen.

Hållbarhet - produktens tillgänglighet för service

och reparera.

Pålitlighet är en komplex egenskap som innehåller egenskaper som:

arbetsförmåga;

bevarande;

underhållbarhet;

varaktighet.

Huvudegenskapen som beskrivs av kvantitativa egenskaper är effektivitet.

Förlust av prestanda - vägran. Fel i en elektrisk produkt kan innebära inte bara elektriska eller mekaniska skador, utan också att parametrarna avgår utanför de tillåtna gränserna. I detta avseende kan misslyckanden vara plötsliga och gradvisa.

Plötsliga enhetsfel är slumpmässiga händelser. Dessa misslyckanden kan vara oberoende när ett element i enheten misslyckas oberoende av andra element och beroende, när ett element misslyckas orsakas av andra. Uppdelningen av misslyckanden i plötsliga och gradvisa är villkorlig, eftersom plötsliga misslyckanden kan orsakas av utvecklingen av gradvisa misslyckanden.

De viktigaste kvantitativa egenskaperna hos tillförlitlighet (prestanda):

sannolikheten för felfri drift för tiden t: P (t);

sannolikheten för fel i tiden t: Q (t) = 1 - P (t);

felfrekvens X (t) - anger det genomsnittliga antalet fel som uppstår per enhet av produktens driftstid;

den genomsnittliga tiden för produktens drifttid till fel T (det omvända av felfrekvensen).

De verkliga värdena för dessa egenskaper erhålls från resultaten av tillförlitlighetstester. Vid beräkning av tiden för att misslyckas / anses vara en slumpmässig variabel, används därför apparaten för sannolikhetsteorin.

Egenskaper (axiom):

Р (0) = 1 (driften av användbara produkter övervägs);

lim t _> 00 P (t) = O (funktionsförmågan kan inte bibehållas på obestämd tid);

dP (t) / dt<0 (в случае если после отказа изделие не восстанавливается).

Under livslängden för en teknisk enhet kan tre perioder urskiljas, där felfrekvensen varierar på olika sätt. Beroendet av felfrekvensen i tid visas i fig. 5.

Bild 5. Typisk X (t) -kurva över produktens livslängd.

I - inkörningssteg dX (t) / dt<0

II - stadium av normal drift X (t) -konst

III - åldringsstadium dX (t) / dt> 0

Under den första perioden, kallad inkörningsperiod, identifieras strukturella, tekniska, installations- och andra defekter, därför kan felfrekvensen öka i början av perioden och minska när den närmar sig normal drift.

Perioden för normal drift kännetecknas av plötsliga misslyckanden med konstant intensitet, vilket ökar mot slitage.

Under slitage ökar felfrekvensen med tiden när produkten slits ut.

Uppenbarligen bör den huvudsakliga perioden vara det normala arbetets period, och de andra perioderna är perioderna för in- och utresa från denna period.

Axiom 3 gäller för icke-återvinningsbara element (mikrokretsar, radioelement, etc.). Driftsprocessen för återvinningsbara system och produkter skiljer sig från samma process för icke-återvinningsbara genom att tillsammans med flödet av fel hos produktelement finns det stadier av reparation av felaktiga element, d.v.s. det finns ett flöde av återhämtning av element. För återvinningsbara system uppfylls inte den tredje egenskapen till tillförlitlighetsegenskaper: dP (t) / dt<0. За период времени At могут отказать два элемента системы, а быть восстановленными - три аналогичных элемента, а значит производная dP(t)/dt>0.

När de konfigurerar datanätverk fungerar de med ett sådant koncept som medeltiden mellan fel i ett visst nätverkselement (Tn).

Till exempel, om 100 produkter testades under ett år och 10 av dem misslyckades, blir Тn lika med 10 år. De där. alla produkter förväntas vara ur funktion efter 10 år.

En kvantitativ egenskap för den matematiska definitionen av tillförlitlighet är en enhets felfrekvens per tidsenhet, som vanligtvis mäts med antalet fel per timme och indikeras med X.

Medeltiden mellan misslyckanden och genomsnittlig återhämtningstid är relaterade till varandra genom tillgänglighetsfaktorn Kg, vilket uttrycks i sannolikheten för att datornätverket kommer att fungera:

Således kommer tillgänglighetsfaktorn Kg för hela nätet att bestämmas som produkten av den partiella tillgänglighetsfaktorn Kri. Det bör noteras att nätverket anses pålitligt när Kr> 0,97.

Ett exempel på beräkning av tillförlitlighetoch lokalt nätverk

Ett lokalt datanätverk innehåller vanligtvis en uppsättning användararbetsstationer, en nätverksadministratörs arbetsstation (en av användarstationerna kan användas), en serverkärna (en uppsättning hårdvaruserverplattformar med serverprogram: filserver, WWW -server, databasserver, e -postserver etc.), kommunikationsutrustning (routrar, switchar, hubbar) och strukturerad kablage (kabelutrustning).

Beräkning av LAN -tillförlitlighet börjar med bildandet av begreppet misslyckande i ett givet nätverk. För detta analyseras hanteringsfunktionerna, vars implementering på företaget utförs med hjälp av detta LAN. Sådana funktioner väljs, vars överträdelse är oacceptabel, och LAN -utrustningen som är involverad i deras implementering bestäms. Till exempel: naturligtvis, under arbetsdagen, ska det vara möjligt att ringa / skriva information från databasen, samt få tillgång till Internet.

För en uppsättning sådana funktioner, enligt det elektriska strukturella diagrammet, bestäms LAN -utrustningen, vars fel direkt bryter mot minst en av de angivna funktionerna och ett logiskt diagram för beräkning av tillförlitligheten upprättas.

Detta tar hänsyn till antalet och arbetsförhållandena för reparations- och restaureringsteam. Följande villkor accepteras vanligtvis:

Begränsad återhämtning - dvs. mer än ett misslyckat element kan inte återställas vid en viss tidpunkt. det finns ett reparationsteam;

den genomsnittliga återhämtningstiden för ett misslyckat element bestäms antingen på grundval av tillåtna avbrott i driften av LAN eller från de tekniska möjligheterna för leverans och inkludering i driften av detta element.

Inom ramen för ovanstående metod för beräkning kan tillförlitlighetsberäkningsschemat i regel reduceras till ett serieparallellt schema.

Låt oss som ett kriterium för LAN -fel fastställa fel på utrustning som ingår i nätverkets kärna: servrar, switchar eller kabelutrustning. Vi anser att misslyckandet i användararbetsstationer inte leder till fel i LAN, och eftersom alla arbetsstationer samtidigt misslyckas är en osannolik händelse, fortsätter nätverket att fungera i händelse av individuella fel på arbetsstationerna.

Bild 6. Layout av LAN -element för att beräkna den totala tillförlitligheten.

Låt oss anta att det aktuella lokala nätverket innehåller två servrar (en ger tillgång till Internet), två switchar och fem kabelfragment relaterade till nätverkskärnan. Fel- och återhämtningsgraden för dem ges nedan.

Således,

1) felfrekvensen för hela nätverket L är 6,5 * 10-5 1 / h,

2) medeltiden mellan fel i hela nätverket Тн är cirka 15,4 tusen timmar,

3) den genomsnittliga återhämtningstiden för TV är 30 timmar.

De beräknade värdena för motsvarande beredskap presenteras i tabell. 4:

Tillgänglighetsfaktorn för hela nätverket är

Beräkning av effektiviteten för LAN

För att bestämma parametrarna för nätverksfunktionen utförs valet och motiveringen av kontrollpunkter. För data från de valda punkterna samlas information in och parametrarna beräknas:

begäran behandlingstid - beräkning av tidsintervallet mellan bildandet av en begäran och mottagandet av ett svar på det, utfört för de valda grundtjänsterna.

responstid i ett laddat och urlastat nätverk - beräkning av prestandaindikatorn för ett lossat och lossat nätverk.

ramöverföringsfördröjningstid - beräkning av ramfördröjningstiden för länklagret för de valda huvudnätverkssegmenten.

bestämning av verklig bandbredd - bestämning av verklig bandbredd för rutterna för de valda huvudnoderna i nätverket.

analytisk beräkning av tillförlitlighetsindikatorer - en analytisk bedömning av den möjliga felfrekvensen och medeltiden mellan misslyckanden.

tillgänglighetsfaktor - analytisk beräkning av tillgänglighetsgraden (genomsnittlig återställningstid) för ett LAN.

Låt oss anta att nätverket mellan två användare är organiserat enligt schemat som visas i figur 7.

Arbetsorder

För att slutföra arbetet måste du:

a) upprepa säkerhetsreglerna när du arbetar med datorer;

b) studera föreläsningsmaterialet för kurserna "", liksom den teoretiska delen av dessa riktlinjer;

c) välja ett halvhypotetiskt företag eller en organisation och studera det befintliga dokumenthanteringssystemet i det ur automationssynpunkt. Föreslå ett nytt dokumenthanteringssystem baserat på användning av datanätverk, utvärdera fördelar och nackdelar med befintliga och föreslagna system (prestanda, kostnad, topologi, förändringar i lönesumman, etc.);

d) beräkna de numeriska indikatorerna för det nya dokumenthanteringssystemet: nätverkssäkerhet, MTBF, tillgänglighetsgrad, meddelandets leveranstid till adressaten, tidpunkten för mottagandet av ett mottagningsmeddelande;

e) i enlighet med kraven i avsnitt 5, upprätta en rapport om laboratoriearbete;

g) försvara laboratoriearbetet genom att demonstrera för läraren:

1) en rapport om laboratoriearbete;

2) förstå de grundläggande principerna för att organisera ett lokalt nätverk;

3) teoretisk kunskap om datanätverkets kvantitativa parametrar.

När du förbereder skydd för självtest rekommenderas att du svarar på säkerhetsfrågorna i avsnitt 5.

4. Krav för rapporten

Laboratorierapporten ska innehålla:

a) titelblad;

b) uppdragets skick;

c) motivering för utvecklingen av ett LAN och beräkningar för den föreslagna nätverkstopologin;

d) kommentarer och slutsatser om det utförda arbetet.

Bibliografi

1.Guseva A.I. Arbetar i lokala nätverk NetWare 3.12-4.1: Textbook - M: "DIALOG -MEPhI", 1996. - 288 sid.

2. Lorin G. Distribuerade datorsystem:. - M.: Radio och kommunikation, 1984.- 296 sid.

4. Frolov A.V., Frolov G.V. Lokala nätverk av persondatorer. Med protokoll IPX, SPX, NETBIOS. - M.: "DIALOG -MEPhI", 1993. - 160 sid.

Publicerat på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Lokalt nätverk, switchnoder och kommunikationslinjer som tillhandahåller dataöverföring av nätverksanvändare. Datalänkskikt i OSI -modellen. Upplägget på datorer. Beräkning av den totala kabellängden. Lokal nätverksprogramvara och hårdvara.

term paper, tillagd 28/06/2014

Sätt att ansluta olika datorer till ett nätverk. Grundprinciper för att organisera ett lokalt nätverk (LAN). Utveckling och design av ett lokalt nätverk på företaget. Beskrivning av vald topologi, teknik, standard och utrustning.

avhandling, tillagd 19/06/2013

Målen för informatisering av skola nr 15 i Volga -regionen. Skolans nätverksdesign och organisation. Lokalnätverkets struktur och huvudfunktioner. Egenskaper för programvara och hårdvara, konstruktionsmekanismer och funktioner för LAN -administration.

avhandling, tillagd 2013-05-20

Motivering av moderniseringen av företagets lokala nätverk (LAN). LAN -hårdvara och programvara. Val av nätverkstopologi, kabel och switch. Implementering och konfiguration av Wi -Fi - åtkomstpunkter. Säkerställa nätverkets tillförlitlighet och säkerhet.

avhandling, tillagd 2016-12-21

Skapande av ett lokalt nätverk, dess topologi, kabeldragning, teknik, hårdvara och programvara, minimikrav på servern. Fysisk konstruktion av ett lokalt nätverk och organisation av internetåtkomst, beräkning av kabelsystemet.

term paper, tillagt 05/05/2010

Datornätverk: design på två våningar, interaktion mellan cirka 30 maskiner. Avståndet mellan maskiner och omkopplare är minst 20 meter, antalet omkopplare ligger inom projektet. Logisk och fysisk nätverkstopologi.

laboratoriearbete, tillagt 27/09/2010

De viktigaste typerna av kommunikationslinjer. Lokala nätverk (LAN) som ett distribuerat databehandlingssystem, funktioner i områdets täckning, kostnad. Analys av möjligheter och relevans för användning av nätverksutrustning vid konstruktion av modernt LAN.

avhandling, tillagd 2016-06-16

Beräkningar av parametrarna för det projicerade lokalnätet. Total kabellängd. Tilldelning av IP -adresser för det designade nätverket. Specifikation av utrustning och förbrukningsmaterial. Val av operativsystem och programvara.

term paper, tillagd 2014-11-01

Granskning av metoder för att utforma ett lokalt nätverk för klassrum i en av högskolebyggnaderna med Ethernet-standard med tvinnade par och tunna koaxialkablar i alla parametrar, med 10Base-T och 10Base-standarder.

term paper, tillagt 2011-03-24

De viktigaste stadierna av underhåll och modernisering av företagets lokala nätverk. Typ av automatiserad aktivitet på företaget. Valet av lokalnätverkets topologi. Hårdvara och mjukvara. Egenskaper hos OSI-modellen med sju lager.

Det viktigaste kännetecknet för datanätverk är tillförlitlighet. Förbättrad tillförlitlighet är baserad på principen om att förhindra funktionsstörningar genom att minska antalet fel och fel genom användning av elektroniska kretsar och komponenter med en hög och ultrahög integrationsgrad, minska interferensnivån, ljuskörningssätt, säkerställa termiska driftslägen, liksom genom att förbättra metoder för montering av utrustning ...

Feltolerans är en egenskap hos ett datorsystem som tillhandahåller det som en logisk maskin med möjlighet att fortsätta åtgärder som anges av programmet efter att ett fel uppstår. Införandet av feltolerans kräver redundant hårdvara och programvara. Områden relaterade till felförebyggande och feltolerans är centrala i tillförlitlighetsproblemet. På parallella datorsystem uppnås både högsta prestanda och i många fall mycket hög tillförlitlighet. De tillgängliga redundansresurserna i parallella system kan användas flexibelt för att både förbättra prestanda och förbättra tillförlitligheten.

Man bör komma ihåg att begreppet tillförlitlighet inte bara inkluderar hårdvara utan också programvara. Huvudmålet med att förbättra systemens tillförlitlighet är integriteten hos de data som lagras i dem.

Säkerhet är en av huvuduppgifterna som löses av alla vanliga datornätverk. Säkerhetsproblemet kan ses från olika vinklar - skadlig datakorruption, sekretess för information, obehörig åtkomst, stöld, etc.

Det är alltid lättare att säkerställa skyddet av information i ett lokalt nätverk än i närvaro av ett dussin autonomt fungerande datorer i ett företag. Du har praktiskt taget ett verktyg till ditt förfogande - backup. För enkelhetens skull, låt oss kalla denna process för en reservation. Dess essens är att skapa en fullständig kopia av data på en säker plats, uppdaterad regelbundet och så ofta som möjligt. För en persondator fungerar disketter som ett mer eller mindre säkert medium. Det är möjligt att använda en streamer, men detta är en extra kostnad för utrustning.

Ris. 5.1. Datasäkerhetsutmaningar

Det enklaste sättet att skydda dina data från alla typer av irritationer är i fallet med ett nätverk med en dedikerad filserver. Alla de viktigaste filerna är koncentrerade till servern, och att spara en maskin är mycket enklare än tio. Koncentration av data gör det också lättare att säkerhetskopiera, eftersom det inte behöver samlas in i hela nätverket.

Skärmade linjer förbättrar nätverkssäkerhet och tillförlitlighet. Skärmade system är mycket mer motståndskraftiga mot externa RF -fält.

1) egenskaperna hos de enheter som används i nätverket;

2) nätverksoperativsystemet som används;

3) sättet för fysisk anslutning av nätverksnoder med kommunikationskanaler;

4) hur signaler sprids över nätverket.

60. För standard- Ethernet -teknik används ...

1) koaxialkabel;

2) linjär topologi;

3) ringtopologi;

4) Carrier Sense Access;

5) vidarebefordran av token

6) fiberoptisk kabel;

61. Ange hur arbetsstationen kan vara fysiskt ansluten till nätverket?

1) med nätadapter och kabeluttag

2) med hjälp av ett nav

3) med ett modem och en särskild telefonlinje

4) använder servern

62. Lokala nätverk kan inte vara det fysiskt kombinera med ...

1) servrar

2) gateways

3) routrar

4) nav

63. Vad är den största nackdelen med en ringtopologi?

1. höga kostnader för nätverket;

2. låg nätverkssäkerhet;

3. hög kabelförbrukning;

4. låg brusimmunitet i nätverket.

64. För vilken topologi är påståendet sant: "Ett datorfel stör inte hela nätverkets funktion"?

1) grundläggande stjärntopologi

2) grundläggande topologi "buss"

3) grundläggande ringtopologi

4) påståendet är inte sant för någon av de grundläggande topologierna

65. Vilken är den största fördelen med en stjärntopologi?

1. låg kostnad för nätverket;

2. hög tillförlitlighet och hanterbarhet för nätverket;

3. låg kabelförbrukning;

4. bra brusimmunitet i nätverket.

66. Vilken topologi och åtkomstmetod används i Ethernet -nätverk?

1) buss och CSMA / CD

2) buss- och tokenöverföring

3) ring- och marköröverföring

4) buss och CSMA / CA

67. Vilka egenskaper hos nätet bestäms av valet av nätverkstopologi?

1. kostnaden för utrustning

2. nätverkssäkerhet

3. subventionering av datorer i nätverket

4. nätverksförlängning

68. Vilken är den främsta fördelen med metoden för passering av token?

inga kollisioner (kollisioner)
enkel teknisk genomförande
låg kostnad för utrustning

Etapper av datautbyte i nätverksanslutna datasystem

1) datatransformation i processen att flytta från den övre nivån till den nedre1

2) datatransformation som ett resultat av att flytta från den lägre nivån till den övre

3) transport till den mottagande datorn2

70. Vad är huvudprotokollet för hypertextöverföring på Internet?

2) TCP / IP

3) NetBIOS

71. Vad heter en enhet som tillhandahåller ett domännamn på begäran baserat på en IP -adress och vice versa:

1) DFS -server

2) värd - dator

3) DNS -server

4) DHCP -server

72. DNS -protokoll upprättar korrespondens ...

1) IP -adresser med switchport

2) IP -adresser med en domänadress

3) IP -adresser med MAC -adress

4) MAC -adresser med en domänadress

73. Vilka IP -adresser kan inte tilldelas värdar på Internet?

1) 172.16.0.2;

2) 213.180.204.11;

3) 192.168.10.255;

4) 169.254.141.25

Den unika 32-bitars sekvensen med binära siffror som unikt identifierar en dator i ett nätverk kallas

1) MAC -adress

2) url;

3) IP - adress;

4) ram;

Vilka (eller vad) identifierare tilldelas i en IP -adress med hjälp av en nätmask

1) nätverk

2) nätverk och nod

3) nod

4) adapter

76. För varje server som är ansluten till Internet ställs följande adresser in:

1) endast digitalt;

2) endast domän;

3) digital och domän;

4) adresser bestäms automatiskt;

77. På nätverksnivån för interaktion mellan OSI -modellen ...

1) vidarebefordran av felaktiga data utförs;

2) vägen för meddelandeöverföring bestäms;

3) de program som ska genomföra interaktionen bestäms;

78. Vilket protokoll används för att bestämma den fysiska MAC -adressen för en dator som motsvarar dess IP -adress?

OSI -modellen innehåller _____ interaktionsnivåer

1) sju

2) fem

3) fyra

4) sex

80. Vilken nätverksklass måste vara registrerad för att en organisation med 300 datorer ska kunna komma åt Internet?

81. Vad är skillnaden mellan TCP och UDP?

1) använder portar när den körs

2) upprättar en anslutning innan data överförs

3) garanterar leverans av information

82. Vilket av följande protokoll finns i nätverksskiktet i TCP / IP -stacken?

De fungerar, men inte riktigt som vi skulle vilja. Till exempel är det inte särskilt tydligt hur man begränsar åtkomsten till en nätverksenhet; varje morgon slutar bokförarens skrivare att fungera och det finns en misstanke om att ett virus bor någonstans, eftersom datorn har blivit ovanligt långsam.

Låter bekant? Du är inte ensam, det här är klassiska symptom på fel i konfigurationen av nätverkstjänster. Detta är ganska fixbart, vi hjälpte hundratals gånger med att lösa liknande problem. Låt oss kalla det modernisering av IT -infrastruktur, eller öka tillförlitligheten och säkerheten för ett datornätverk.

Förbättra tillförlitligheten för ett datornätverk - vem tjänar det på?

Först och främst behövs han av en ledare som inte är likgiltig för sitt företag. Resultatet av ett väl genomfört projekt är en betydande förbättring av nätverksprestanda och nästan fullständig eliminering av fel. Av denna anledning bör pengarna som används för att modernisera nätet för att förbättra infrastrukturen och öka säkerhetsnivån inte betraktas som en kostnad, utan en investering som säkert kommer att löna sig.

Ett nätverksmoderniseringsprojekt är också nödvändigt för vanliga användare, eftersom det låter dem fokusera på direktarbete och inte på att lösa problem.

Hur vi genomför ett projekt för modernisering av nätverk

Vi är redo att hjälpa dig att förstå problemet, det är inte svårt. Börja med att ringa oss och be om en IT -granskning. Han kommer att visa dig vad som orsakar dina dagliga problem och hur du kan bli av med dem. Vi kommer att göra det åt dig antingen billigt eller gratis.

I huvudsak är en IT -revision en del av ett projekt för modernisering av nätverk. Som en del av en IT -granskning kommer vi inte bara att undersöka servern och arbetsplatserna, räkna ut systemen för att slå på nätverksutrustning och telefoni, utan också utveckla en projektplan för nätverksmodernisering, fastställa projektbudgeten både vad gäller vårt arbete och nödvändig utrustning eller programvara.

Nästa steg är själva genomförandet av nätverksmoderniseringsprojektet. Huvudarbetet utförs på servern, eftersom det är han som är den definierande komponenten i infrastrukturen. Vår uppgift inom ramen för nätverksmoderniseringsprojektet är att inte så mycket eliminera manifestationerna som problemens rötter. Som regel kokar de ner till ungefär samma konceptuella infrastrukturfel:

a) servrar och arbetsstationer fungerar som en del av en arbetsgrupp, inte en domän, som Microsoft rekommenderar för nätverk med fler än fem datorer. Detta leder till problem med användarautentisering, oförmåga att effektivt ange lösenord och begränsa användarrättigheter, oförmåga att använda säkerhetspolicyer.

b) felaktigt konfigurerade nätverkstjänster, särskilt DNS, och datorer slutar se varandra eller nätverksresurser. Av samma anledning "saktar nätverket" oftast ner utan någon uppenbar anledning.

c) datorer har en brokig antivirusprogram installerad, vilket gör skyddet till ett durkslag. Du kan arbeta på en långsam maskin i flera år utan att veta att 80% av dess resurser används för att attackera andra datorer eller skicka skräppost. Tja, kanske till och med stjäla dina lösenord eller överföra allt du skriver till en extern server. Tyvärr är detta fullt möjligt, tillförlitligt antivirusskydd är en viktig och nödvändig del av alla nätverksmoderniseringsprojekt.

Dessa är de tre vanligaste orsakerna till infrastrukturproblem, och var och en av dem innebär ett akut behov av att ta itu med dem. Det är nödvändigt att inte bara åtgärda problemet, utan också att korrekt bygga systemet för att eliminera själva möjligheten att de ser ut.

Förresten, vi försöker använda frasen "modernisering av informationssystemet" istället för "modernisering av nätverk" när vi försöker se bredare ut än nätverksproblem. Enligt vår uppfattning bör ett informationssystem övervägas ur olika synvinklar, och en professionell, när han utvecklar ett nätverksmoderniseringsprojekt, bör ta hänsyn till följande aspekter av sitt arbete.

Informationssäkerhet för ditt företag

På tal om företagets informationssäkerhet anser vi att det är mycket viktigt inte så mycket externt skydd mot intrång via Internet, som effektiviseringen av det interna arbetet för anställda. Tyvärr orsakas inte den största skadan av företaget av okända hackare, utan av de människor som du känner av synen, men som kan bli kränkta av dina beslut eller anser att informationen är deras egen. En chef som tar bort en kundbas eller en arg medarbetare som kopierar bokförings- eller hanteringsinformation "för säkerhets skull" är två av de vanligaste säkerhetsöverträdelserna.

Datasäkerhet

Tyvärr finns dataintegritet sällan på listan över chefer och till och med många IT -proffs. Man tror att när rymdskepp går ut ur omloppsbana är det nästan omöjligt att förhindra servernedbrytningar. Och det nätverksmoderniseringsprojekt som genomförs täcker ofta inte denna del av infrastrukturen.

Vi är delvis överens om att det inte alltid är möjligt att förhindra en olycka. Men det är möjligt och nödvändigt för varje IT-specialist som respekterar sig själv att se till att uppgifterna alltid förblir intakta och säkra, och företagets arbete kan återställas inom en eller två timmar från det att serverfelet inträffade. Under nätverksmoderniseringsprojektet anser vi det vara vår plikt att implementera både maskinvarusäkerhetssystem för lagringsmedier och säkerhetskopiering av data enligt ett speciellt schema som gör att du kan återställa data vid rätt tidpunkt och säkerställa deras säkerhet under lång tid. Och om administratören inte förstår innebörden av ovanstående ord, är han mildt sagt inte pålitlig som professionell.

Långsiktig utrustningsdrift

Långsiktiga prestanda för servrar och arbetsstationer är direkt relaterat till vad de är gjorda av och hur. Och vi försöker hjälpa dig att välja sådan utrustning som köps under lång tid och inte kräver uppmärksamhet på många år. Och som en del av ett nätverksmoderniseringsprojekt är det ofta nödvändigt att uppgradera serverns disksystem - tyvärr glöms det ofta bort. Detta beror på att hårddiskarnas verkliga liv inte överstiger 4 år, och efter denna tid måste de bytas ut på servrar. Detta bör övervakas som en del av server- och datorunderhåll, eftersom det är avgörande för tillförlitligheten av datalagring.

Underhåll av server- och datorsystem

Man får inte glömma att även en mycket välstrukturerad och pålitlig infrastruktur kräver kompetent och noggrant underhåll. Vi anser att IT -outsourcing när det gäller infrastrukturunderhåll är en logisk fortsättning på konstruktionsarbetet. Det finns ett antal företag som har sina egna IT -specialister, men vi fick i uppdrag att underhålla serversystem. Denna praxis visar hög effektivitet - företaget betalar endast för serverstöd och tar på sig uppgifter på låg nivå. Vi är ansvariga för att säkerställa att säkerhets- och säkerhetskopieringspolicyer respekteras, att rutinunderhåll utförs och att vi övervakar serversystem.

Relevans av IT -lösningar

Världen förändras ständigt. IT -världen förändras dubbelt så snabbt. Och teknik föds och dör snabbare än vi skulle vilja lägga pengar på att uppdatera dem. Därför anser vi att när vi genomför ett nätverksmoderniseringsprojekt är det nödvändigt att implementera inte bara de nyaste, utan också de mest pålitliga och motiverade lösningarna. Inte alltid vad alla pratar om är ett universalmedel eller en lösning på ditt problem. Ofta är saker inte alls som beskrivet. Virtualisering och molndatorer används av tusentals företag, men införandet av vissa tekniker är inte alltid ekonomiskt motiverat. Och tvärtom - ett korrekt utvalt och kompetent genomfört nätverksmoderniseringsprojekt och ett rimligt val av programvara ger nya möjligheter till arbete, sparar tid och pengar.

Betald Windows eller gratis Linux? MS SharePoint eller Bitrix: Företagsportal? IP -telefoni eller klassiker? Varje produkt har sina egna meriter och sin egen omfattning.

Vad behöver ditt företag? Hur genomför man ett projekt för att modernisera ett nätverk eller införa en ny tjänst för att inte avbryta företagets arbete? Hur kan du se till att ditt genomförande är framgångsrikt och dina anställda får de bästa verktygen för jobbet? Ring oss, låt oss ta reda på det.

Föreläsning 13. Krav för datanätverk

De viktigaste mätvärdena för nätverksprestanda diskuteras: prestanda, tillförlitlighet och säkerhet, utökningsbarhet och skalbarhet, transparens, stöd för olika typer av trafik, servicekvalitetsegenskaper, hanterbarhet och driftskompatibilitet.

Nyckelord: prestanda, responstid, genomsnitt, omedelbar, maximal, total genomströmning, överföringsfördröjning, variation i överföringsfördröjning, tillförlitlighetsmätvärden, medeltid mellan fel, sannolikhet för fel, felfrekvens, tillgänglighet, tillgänglighet, dataintegritet, konsistens, datakonsistens, sannolikhet för dataöverföring, säkerhet, feltolerans, skalbarhet, skalbarhet, transparens, multimediatrafik, synkronicitet, tillförlitlighet, förseningar, dataförlust, datortrafik, centraliserad kontroll, övervakning, analys, nätverksplanering, tjänstekvalitet (QoS), förseningar paketöverföring, graden av förlust och snedvridning av paket, service "; bästa ansträngning";, service "; med maximal ansträngning";, "; när det är möjligt";.

Efterlevnad är bara ett av många krav för dagens nätverk. I det här avsnittet kommer vi att fokusera på några andra, inte mindre viktiga.

Den vanligaste önskan som kan göras för driften av ett nätverk är att nätverket utför den uppsättning tjänster som det är avsett att tillhandahålla: till exempel tillhandahållande av åtkomst till filarkiv eller sidor på offentliga webbplatser, utbyte av e-post inom företaget eller globalt. interaktiva röstmeddelanden, IP-telefoni etc.

Alla andra krav - prestanda, tillförlitlighet, kompatibilitet, hanterbarhet, säkerhet, utökningsbarhet och skalbarhet - är relaterade till kvaliteten på denna kärnuppgift. Och även om alla ovanstående krav är mycket viktiga, ofta begreppet "; kvalitet på tjänsten"; (Quality of Service, QoS) i ett datornätverk tolkas snävare: det innehåller bara de två viktigaste egenskaperna hos nätverket - prestanda och tillförlitlighet.

Prestanda

Potentiellt hög prestanda är en av de främsta fördelarna med distribuerade system, som inkluderar datanätverk. Denna egenskap tillhandahålls av den grundläggande men tyvärr inte alltid praktiskt realiserbara möjligheten att distribuera arbete mellan flera datorer i nätverket.

Huvudegenskaper för nätverksprestanda:

reaktionstid;

trafikhastighet;

bandbredd;

överföringsfördröjning och överföringsfördröjningsvariation.

Nätverkets svarstid är ett integrerat mått på nätverkets prestanda ur användarens synvinkel. Det är denna egenskap som användaren har i åtanke när han säger: "; Idag är nätverket långsamt";.

I allmänhet definieras svarstiden som intervallet mellan förekomsten av en användarförfrågan för en nätverkstjänst och mottagandet av ett svar på den.

Uppenbarligen beror värdet på denna indikator på vilken typ av tjänst som användaren får åtkomst till, på vilken användare och vilken server som kommer åt, liksom på det aktuella tillståndet för nätverkselement - belastningen på segment, switchar och routrar genom vilka begäran passerar, belastningen på servern, etc.

Därför är det vettigt att också använda en vägd genomsnittlig uppskattning av nätverkets svarstid, med ett medelvärde av denna indikator mellan användare, servrar och tid på dagen (vilken nätverksbelastning till stor del beror på).

Nätverkets svarstider består vanligtvis av flera komponenter. I allmänhet innehåller den:

tidpunkt för beredning av förfrågningar på klientdatorn;

tidpunkten för överföring av förfrågningar mellan klienten och servern genom nätverkssegment och mellanliggande kommunikationsutrustning;

tid för behandling av förfrågningar på servern;

tidpunkten för överföring av svar från servern till klienten och den tid det tar att bearbeta svaren från servern på klientdatorn.

Det är uppenbart att sönderdelningen av reaktionstiden i komponenter inte intresserar användaren - han är intresserad av det slutliga resultatet. Det är dock mycket viktigt för en nätverksspecialist att skilja från den totala reaktionstiden komponenterna som motsvarar stadierna i den faktiska nätverksbearbetningen av data - överföring av data från klienten till servern via nätverkssegment och kommunikationsutrustning.

Genom att känna till svarstidens nätverkskomponenter kan du utvärdera prestanda för enskilda nätverkselement, identifiera flaskhalsar och vid behov uppgradera nätverket för att förbättra dess totala prestanda.

Nätverkets prestanda kan också kännetecknas av hastigheten för trafiköverföring.

Trafiköverföringshastigheten kan vara omedelbar, maximal och genomsnittlig.

medelhastigheten beräknas genom att dividera den totala mängden överförd data med tidpunkten för överföringen, och en tillräckligt lång tidsperiod väljs - en timme, en dag eller en vecka;

den momentana hastigheten skiljer sig från den genomsnittliga genom att ett mycket litet tidsintervall väljs för medelvärde - till exempel 10 ms eller 1 s;

maximal hastighet är den högsta hastighet som registrerats under observationsperioden.

Oftast används indikatorer som medel- och maxhastighet vid design, konfigurering och optimering av ett nätverk. Medelhastigheten med vilken trafiken, ett enskilt element eller nätet som helhet, bearbetar trafik, gör det möjligt att bedöma nätverkets funktion under en lång tid, under vilken topparna i kraft av lagen om stora siffror toppar och droppar av trafikintensitet kompenserar varandra. Med den snabbaste hastigheten kan du uppskatta hur nätverket kommer att hantera topparna i samband med särskilda driftstider, till exempel på morgontimmarna, när anställda i företaget nästan samtidigt loggar in i nätverket och får tillgång till delade filer och databaser. Vanligtvis, vid bestämning av hastighetsegenskaperna för ett visst segment eller en enhet, tilldelas inte trafiken för en viss användare, applikation eller dator i den överförda datan - den totala mängden överförd information beräknas. Men för en mer exakt bedömning av tjänstens kvalitet är sådan detaljrikedom önskvärd, och nyligen tillåter nätverkshanteringssystem det.

Genomströmningförmåga- Högsta möjliga hastighet för trafikbehandling, bestämd av standarden för den teknik som nätverket är byggt på. Bandbredd återspeglar den maximala mängden data som överförs av nätverket eller en del av det per tidsenhet.

Bandbredden är inte längre en användaregenskap, som responstiden eller hastigheten för dataöverföring över nätverket, eftersom den talar om hastigheten för att utföra interna nätverksoperationer - överföring av datapaket mellan nätverksnoder via olika kommunikationsenheter. Men det karakteriserar direkt kvaliteten på nätverkets huvudfunktion - att transportera meddelanden - och används därför oftare vid analys av nätverksprestanda än svarstid eller hastighet.

Genomströmning mäts antingen i bitar per sekund eller paket per sekund.

Nätverkets genomströmning beror både på egenskaperna hos det fysiska överföringsmediet (kopparkabel, optisk fiber, tvinnat par) och den antagna dataöverföringsmetoden (Ethernet -teknik, FastEthernet, ATM). Bandbredd används ofta som en egenskap hos inte så mycket av nätverket som den faktiska tekniken som nätverket är byggt på. Betydelsen av denna egenskap för nätverksteknik visas i synnerhet genom att dess betydelse ibland blir en del av namnet, till exempel 10 Mbps Ethernet, 100 Mbps Ethernet.

Till skillnad från responstid eller trafikhastighet beror genomströmningen inte på nätverkstrafik och har ett konstant värde som bestäms av den teknik som används i nätverket.

I olika delar av ett heterogent nätverk, där flera olika tekniker används, kan bandbredden vara olika. För att analysera och konfigurera ett nätverk är det mycket användbart att känna till data om genomströmningen av dess enskilda element. Det är viktigt att notera att på grund av den sekventiella karaktären av dataöverföring med olika element i nätverket kommer den totala genomströmningen av en sammansatt väg i nätverket att vara lika med minimum för genomströmningen av ruttens beståndsdelar. För att öka genomströmningen av en sammansatt väg är det först och främst nödvändigt att uppmärksamma de långsammaste elementen. Ibland är det användbart att arbeta med den totala nätverksbandbredden, som definieras som den genomsnittliga mängden information som överförs mellan alla nätverksnoder per tidsenhet. Denna indikator kännetecknar nätverkets kvalitet som helhet utan att skilja det från enskilda segment eller enheter.

Överföringsfördröjning definieras som fördröjningen mellan det ögonblick som data kommer till ingången till en nätverksenhet eller del av nätverket och det ögonblick som det visas vid utdata från denna enhet.

Denna prestandaparameter är nära i betydelse för nätverkets reaktionstid, men skiljer sig genom att den alltid bara kännetecknar nätverksstadierna för databehandling, utan bearbetningsfördröjningar av nätets slutnoder.

Typiskt kännetecknas nätverkets kvalitet av värdena för maximal överföringsfördröjning och fördröjningsvariation. Inte alla typer av trafik är känsliga för överföringsförseningar, åtminstone för de förseningar som är typiska för datanätverk - vanligtvis överstiger förseningar inte hundratals millisekunder, mindre ofta - flera sekunder. Denna fördröjningsordning för paket som genereras av filtjänsten, e-posttjänsten eller utskriftstjänsten har liten inverkan på kvaliteten på dessa tjänster ur nätverksanvändarens synvinkel. Å andra sidan kan samma förseningar i paket som innehåller röst- eller videodata leda till en betydande minskning av kvaliteten på informationen som ges till användaren - utseendet på "eko" -effekten, oförmågan att avgöra några ord, bildvibrationer , etc.

Alla dessa egenskaper hos nätverksprestanda är ganska oberoende. Medan nätverksbandbredden är konstant, kan trafikhastigheten variera beroende på nätverksbelastningen, utan att naturligtvis överskrida bandbreddsgränsen. Så i ett 10-Mbps Ethernet-nätverk med ett segment kan datorer utbyta data med hastigheter på 2 Mbps och 4 Mbps, men aldrig 12 Mbps.

Genomströmnings- och överföringsförseningar är också oberoende parametrar, så att ett nätverk kan ha till exempel hög genomströmning, men införa betydande förseningar i överföringen av varje paket. Ett exempel på en sådan situation tillhandahålls av en kommunikationskanal som bildas av en geostationär satellit. Genomströmningen av denna kanal kan vara ganska hög, till exempel 2 Mbit / s, medan överföringsfördröjningen alltid är minst 0,24 s, vilket bestäms av utbredningshastigheten för den elektriska signalen (cirka 300 000 km / s) och längden av kanalen (72 000 km) ...

Pålitlighet och säkerhet

Ett av de första målen med att skapa distribuerade system, som inkluderar datanätverk, var att uppnå större tillförlitlighet jämfört med enskilda datorer.

Det är viktigt att skilja mellan flera aspekter av tillförlitlighet.

För relativt enkla tekniska enheter används sådana tillförlitlighetsindikatorer som:

Medeltid mellan misslyckanden;

Sannolikhet för misslyckande;

Avvisningsfrekvens.

Dessa indikatorer är emellertid lämpliga för att bedöma tillförlitligheten för enkla element och enheter som kan vara i endast två tillstånd - driftbara eller inaktiva. Komplexa system som består av många element, utöver tillstånden för driftbarhet och inoperabilitet, kan ha andra mellanliggande tillstånd som inte tar hänsyn till dessa egenskaper.

För att bedöma tillförlitligheten hos komplexa system används en annan uppsättning egenskaper:

Tillgänglighet eller tillgänglighet;

Datasäkerhet;

Konsistens (konsistens) av data;

Sannolikheten för dataöverföring;

Säkerhet;

Feltolerans.

Tillgänglighet, eller tillgänglighet, avser den tidsperiod som ett system kan användas. Tillgängligheten kan ökas genom att införa redundans i systemstrukturen: systemets nyckelelement måste finnas i flera kopior, så att om en av dem misslyckas säkerställs systemets funktion av andra.

För att ett datasystem ska anses vara mycket tillförlitligt måste det åtminstone ha hög tillgänglighet, men det räcker inte. Det är nödvändigt att säkerställa datasäkerheten och skydda den från snedvridning. Dessutom måste dataens konsistens (konsistens) bibehållas, till exempel om flera kopior av data lagras på flera filservrar för att förbättra tillförlitligheten, är det nödvändigt att alltid säkerställa deras identitet.

Eftersom nätet fungerar på grundval av en mekanism för överföring av paket mellan ändnoder är en av tillförlitlighetsegenskaperna sannolikheten för att paketet kommer att levereras till destinationsnoden utan distorsion. Tillsammans med denna egenskap kan andra indikatorer också användas: sannolikheten för paketförlust (av någon anledning - på grund av ett överflödigt routerbuffert, en felaktig kontrollsumma, frånvaron av en effektiv väg till destinationsnoden, etc.), sannolikheten av en enda bit överförd data som skadas, förhållandet mellan antalet förlorade och levererade paket.

En annan aspekt av övergripande tillförlitlighet är säkerhet, det vill säga systemets förmåga att skydda data från obehörig åtkomst. Detta är mycket svårare i ett distribuerat system än i ett centraliserat. I nätverk överförs meddelanden över kommunikationslinjer, som ofta passerar genom offentliga utrymmen där avlyssningsapparater kan installeras. Oövervakade persondatorer kan bli ytterligare en sårbarhet. Dessutom finns det alltid ett potentiellt hot om att äventyra skyddet av nätverket från obehöriga användare om nätverket har tillgång till globala offentliga nätverk.

En annan egenskap hos tillförlitligheten är feltolerans. I nätverk avser feltolerans ett systems förmåga att dölja misslyckandet hos dess enskilda element för användaren. Till exempel, om kopior av en databastabell lagras samtidigt på flera filservrar, kanske användare helt enkelt inte märker att en av dem misslyckas. I ett feltolerant system leder fel på ett av dess element till en viss minskning av kvaliteten på dess arbete (nedbrytning), och inte till en fullständig avstängning. Så om en av filservrarna misslyckas i föregående exempel, ökar endast åtkomsttiden till databasen på grund av en minskning av graden av parallellisering av frågor, men i allmänhet fortsätter systemet att utföra sina funktioner.

Extensibilitet och skalbarhet

Termerna "; extensibility"; och "; skalbarhet"; används ibland som synonymer, men detta är inte sant - var och en av dem har en klart definierad oberoende betydelse.

Sträckbarhet(sträckbarhet)	Skalbarhet(skalbarhet)
Möjlighet till relativt enkelt tillägg av enskilda nätverkselement	Möjlighet att lägga till (valfritt ljus) nätverkselement
Enkelheten att expandera systemet kan tillhandahållas inom några mycket begränsade gränser.	Skalbarhet innebär att nätverket kan utökas inom ett mycket brett intervall, samtidigt som nätverkets konsumentegenskaper bibehålls

Sträckbarhet(utökningsbarhet) innebär möjligheten att relativt enkelt lägga till enskilda nätverkselement (användare, datorer, applikationer, tjänster), öka längden på nätverkssegment och ersätta befintlig utrustning med kraftfullare. Samtidigt är det i grunden viktigt att det enkelt att expandera systemet ibland kan tillhandahållas inom mycket begränsade gränser. Till exempel är ett Ethernet -LAN baserat på ett enda tjockt koaxialkabelsegment mycket skalbart i den meningen att nya stationer enkelt kan anslutas. Ett sådant nät har dock en gräns för antalet stationer - det bör inte överstiga 30–40. Även om nätverket tillåter fysisk anslutning till ett segment och ett större antal stationer (upp till 100), försämrar detta ofta drastiskt nätverksprestanda. Närvaron av en sådan begränsning är ett tecken på dålig skalbarhet av systemet med god töjbarhet.

Skalbarhet(skalbarhet) innebär att nätverket kan öka antalet noder och längden på länkarna över ett mycket brett intervall, medan nätverkets prestanda inte försämras. För att säkerställa skalbarhet i nätverket måste ytterligare kommunikationsutrustning användas och nätverket måste struktureras på ett speciellt sätt. Till exempel har ett flersegmentnätverk byggt med switchar och routrar och en hierarkisk länkstruktur bra skalbarhet. Ett sådant nätverk kan innehålla flera tusen datorer och samtidigt ge varje nätverksanvändare önskad servicekvalitet.

Genomskinlighet

Transparens i ett nätverk uppnås när nätverket presenteras för användare inte som en uppsättning separata datorer sammankopplade med ett komplext kabelsystem, utan som en enda traditionell dator med ett tidsdelningssystem. Sun Microsystems berömda slogan "; Nätverket är datorn"; - talar om just ett sådant transparent nätverk.

Öppenhet kan uppnås på två olika nivåer - på användarnivå och på programmeringsnivå. På användarnivå betyder transparens att han använder samma kommandon och välbekanta procedurer för att arbeta med fjärrresurser som han gör med lokala resurser. På programmatisk nivå är transparens att en applikation kräver samma samtal för att komma åt fjärrresurser som den gör för att komma åt lokala resurser. Det är lättare att uppnå transparens på användarnivå, eftersom alla funktioner i procedurerna som är associerade med systemets distribuerade natur döljs för användaren av programmeraren som skapar applikationen. Öppenhet på applikationsnivå kräver att alla detaljer i distributionen döljs med hjälp av nätverksoperativsystemet.

Genomskinlighet- nätverkets egenskap att dölja detaljerna i dess interna struktur för användaren, vilket gör det lättare att arbeta i nätverket.

Nätverket måste dölja alla särdrag i operativsystem och skillnader i datortyper. En Macintosh -användare ska kunna få tillgång till resurser som stöds av UNIX, och en UNIX -användare ska kunna dela information med användare av Windows 95. De allra flesta användare vill inte veta något om interna filformat eller UNIX -kommandosyntax. En användare av en IBM 3270-terminal ska kunna utbyta meddelanden med användare i ett nätverk av persondatorer utan att behöva fördjupa sig i hemligheterna med svåråtkomliga adresser.

Begreppet transparens gäller olika aspekter av nätverket. Exempelvis innebär platsgenomskinlighet att användaren inte behöver veta var mjukvaru- och hårdvaruresurser finns, till exempel processorer, skrivare, filer och databaser. Resursnamnet får inte innehålla information om dess plats, så namn som mashinel: prog.c eller \\ ftp_serv \ pub är inte transparenta. På samma sätt innebär omplaceringstransparens att resurser kan röra sig fritt från en dator till en annan utan att byta namn. En annan av de möjliga aspekterna av transparens är parallellismens transparens, vilket innebär att processen med parallellisering av beräkningar sker automatiskt, utan deltagande av en programmerare, medan systemet själv distribuerar parallella grenar av applikationen till processorer och datorer i nätverket. För närvarande kan det inte sägas att egenskapen för transparens är helt inneboende i många datanätverk; det är snarare ett mål som utvecklarna av moderna nätverk strävar efter.

Stöd för olika typer av trafik

Datornätverk var ursprungligen avsedda för att dela datorresurser: filer, skrivare etc. Trafiken som genereras av dessa traditionella datanätverkstjänster har sina egna egenskaper och skiljer sig avsevärt från meddelandetrafik i telefonnät eller till exempel i kabel -TV -nätverk. Under 1990 -talet kom dock trafiken av multimediadata, som representerar digitalt tal och videobilder, in i datanätverk. Datornätverk började användas för att organisera videokonferenser, utbildning baserad på videofilmer, etc. Naturligtvis kräver dynamisk överföring av multimediatrafik olika algoritmer och protokoll och följaktligen annan utrustning. Även om andelen multimediatrafik fortfarande är liten har den redan börjat tränga in i både globala och lokala nätverk, och denna process kommer naturligtvis att fortsätta aktivt.

Huvuddragen i trafiken som genereras under den dynamiska överföringen av röst eller bild är närvaron av strikta krav för synkronisering av överförda meddelanden. För högkvalitativ återgivning av kontinuerliga processer, som är ljudvibrationer eller förändringar i ljusintensitet i en videobild, är det nödvändigt att erhålla uppmätta och kodade signalamplituder med samma frekvens som de mättes på sändarsidan. Om meddelandena är fördröjda blir det snedvridningar.

Samtidigt kännetecknas trafiken av datadata av en extremt ojämn intensitet av meddelanden som kommer in i nätverket i avsaknad av strikta krav för synkronisering av leverans av dessa meddelanden. Till exempel genererar åtkomst för en användare som arbetar med text på en fjärrdisk ett slumpmässigt flöde av meddelanden mellan fjärrkontrollen och lokala datorer, beroende på användarens handlingar, och förseningar i leverans i vissa (ganska breda från en dator synvinkel) begränsningar har liten effekt på servicekvaliteten för en nätverksanvändare. Alla datorkommunikationsalgoritmer, motsvarande protokoll och kommunikationsutrustning var utformade för exakt detta "; pulserande"; trafikens karaktär, därför kräver behovet av att överföra multimediatrafik grundläggande förändringar, både i protokollen och i utrustningen. Idag ger nästan alla nya protokoll stöd för multimediatrafik i en eller annan grad.

Det är särskilt svårt att kombinera traditionell dator- och multimediatrafik i ett nätverk. Överföring av uteslutande multimediatrafik från ett datornätverk, även om det är förknippat med vissa svårigheter, är mindre krångligt. Men samexistensen mellan två typer av trafik med motsatt kvalitet på servicekraven är mycket svårare. Vanligtvis klassificerar protokoll och utrustning i datanätverk multimediatrafik som tillval, så kvaliteten på tjänsten är dålig. Idag görs stora ansträngningar för att skapa nätverk som inte kränker intressen för en av de typer av trafik. Närmast detta mål är nätverk baserade på ATM -teknik, vars utvecklare initialt tog hänsyn till fallet med samexistens mellan olika typer av trafik i ett nätverk.

Kontrollerbarhet

Helst är nätverkshantering ett system som övervakar, kontrollerar och hanterar varje element i nätverket, från de enklaste till de mest sofistikerade enheterna, samtidigt som nätverket behandlas som en helhet, snarare än som en olika samling av separata enheter.

Kontrollerbarhet nätverk innebär möjligheten att centralt övervaka tillståndet för huvudelementen i nätverket, identifiera och lösa problem som uppstår under driften av nätverket, utföra prestandaanalys och planera nätverkets utveckling.

Ett bra hanteringssystem övervakar nätverket och, vid upptäckt av ett problem, utlöser en åtgärd, korrigerar situationen och meddelar administratören om vad som hände och vilka åtgärder som vidtagits. Samtidigt måste styrsystemet samla in data på grundval av vilka utvecklingen av nätverket kan planeras. Slutligen bör styrsystemet vara oberoende av tillverkare och ha ett användarvänligt gränssnitt som låter dig utföra alla åtgärder från en konsol.

I taktiska uppgifter står administratörer och tekniker inför de dagliga utmaningarna att hålla nätverket igång. Dessa uppgifter kräver en snabb lösning, personalen i nätverket måste svara snabbt på meddelanden om fel som kommer från användare eller automatiska nätverkskontroller. Gradvis blir allmänna prestanda, nätverkskonfiguration, felhantering och datasäkerhetsproblem synliga, vilket kräver en strategisk strategi, det vill säga nätverksplanering. Planering inkluderar dessutom prognoser om förändringar i användarens krav för nätverket, frågor om användning av nya applikationer, ny nätverksteknik etc.

Behovet av ett ledningssystem är särskilt tydligt i stora nätverk: företag eller globalt. Utan ett kontrollsystem kräver sådana nätverk närvaro av kvalificerade operatörer i varje byggnad i varje stad där nätverksutrustningen är installerad, vilket i slutändan leder till behovet av att underhålla en enorm personal av underhållspersonal.

För närvarande finns det många olösta problem inom nätverkshanteringssystem. Det är uppenbarligen inte tillräckligt mycket praktiska, kompakta och multiprotokollverktyg för nätverkshantering. De flesta av de befintliga verktygen hanterar inte nätverket alls, utan övervakar bara dess funktion. De övervakar nätverket, men vidtar inga aktiva åtgärder om något har hänt nätverket eller är på väg att hända. Det finns få skalbara system som kan betjäna både avdelnings- och företagsskaliga nätverk-väldigt många system hanterar endast enskilda nätverkselement och analyserar inte nätverkets förmåga att utföra dataöverföring av hög kvalitet mellan slutanvändare.

Kompatibilitet

Kompatibilitet eller integritet innebär att nätverket kan innehålla en mängd olika program och hårdvaror, det vill säga att det kan samexistera olika operativsystem som stöder olika kommunikationsprotokollstackar och köra hårdvara och applikationer från olika tillverkare. Ett nätverk som består av element av olika typer kallas heterogent eller heterogent, och om ett heterogent nätverk fungerar utan problem integreras det. Det huvudsakliga sättet att bygga integrerade nätverk är att använda moduler gjorda i enlighet med öppna standarder och specifikationer.

Service kvalitet

Service kvalitet(Quality of Service, QoS) kvantifierar sannolikheten för att ett nätverk kommer att överföra en specifik dataström mellan två noder enligt behoven hos en applikation eller användare.

Till exempel, vid överföring av rösttrafik genom ett nätverk, förstås servicekvalitet oftast som en garanti för att röstpaket kommer att levereras av nätverket med en fördröjning på högst N ms, medan fördröjningsvariationen inte kommer att överstiga M ms, och dessa egenskaper kommer att bibehållas av nätverket med en sannolikhet på 0,95 vid ett visst tidsintervall. Det vill säga för en applikation som överför rösttrafik är det viktigt att nätverket ser till att just denna uppsättning QoS -egenskaper uppfylls ovan. Filtjänsten behöver garantier för genomsnittlig bandbredd och utökar den med korta intervall till någon maximal nivå för snabb överföring av krusning. Helst bör nätverket garantera specifika QoS -parametrar formulerade för varje enskild applikation. Av uppenbara skäl är emellertid de utvecklade och redan befintliga QoS -mekanismerna begränsade till att lösa ett enklare problem - vilket garanterar några genomsnittliga krav som ställs för de viktigaste typerna av applikationer.

Oftast styr parametrarna som förekommer i olika definitioner av servicekvalitet följande prestandaindikatorer för nätverket:

Bandbredd;

Paketöverföringsförseningar;

Paketförlust och distorsion.

Tjänstekvaliteten garanteras för vissa dataflöden. Kom ihåg att en dataström är en sekvens av paket som har vissa gemensamma egenskaper, till exempel källnodadress, information som identifierar typ av applikation (TCP / UDP -portnummer) osv. Begrepp som aggregering och differentiering kan tillämpas på strömmar. Således kan dataflödet från en dator representeras som en uppsättning flöden från olika applikationer, och flödena från datorerna i ett företag aggregeras till ett dataflöde för en abonnent hos en viss tjänsteleverantör.

QoS -stödmekanismer skapar inte bandbredd av sig själva. Nätverket kan inte ge mer än vad det har. Så den faktiska bandbredden för kommunikationskanaler och kommunikationsutrustning för transitering är nätverksresurserna som är utgångspunkten för driften av QoS -mekanismer. QoS -mekanismer styr bara fördelningen av tillgänglig bandbredd enligt applikationskrav och nätverksinställningar. Det mest uppenbara sättet att omfördela nätverksbandbredd är att hantera paketköer.

Eftersom data som utbyts mellan två slutnoder passerar genom ett antal mellanliggande nätverksenheter, såsom hubbar, switchar och routrar, kräver QoS-stöd växelverkan mellan alla nätverkselement längs trafikvägen, det vill säga end-to-end; ("; end-to-end";, "; e2e";). Alla QoS -garantier är lika exakta som de svagaste; ett element i kedjan mellan avsändare och mottagare. Därför måste du tydligt förstå att QoS -stöd i endast en nätverksenhet, till och med en ryggradsenhet, bara kan förbättra kvaliteten på tjänsten eller inte påverka QoS -parametrarna alls.

Implementeringen av QoS -stödmekanismer i datanätverk är en relativt ny trend. Länge fanns datanät utan sådana mekanismer, och detta beror främst på två skäl. För det första var de flesta applikationer som körs i nätverket ”krävande”, vilket innebär att paketförseningar eller variationer i genomsnittlig genomströmning över ett ganska brett intervall inte resulterade i betydande förlust av funktionalitet. Exempel på "krävande" applikationer är de vanligaste e-post- eller fjärrkopieringsprogrammen på nätverk på 1980-talet.

För det andra var bandbredden på 10 megabit Ethernet-nät i sig inte bristfällig i många fall. Således tillät det delade Ethernet-segmentet, till vilket 10-20 datorer var anslutna, som ibland kopierade små textfiler, vars volym inte överstiger flera hundra kilobyte, trafiken för varje par interaktiva datorer att passera nätverket så snabbt som krävs av de applikationer som genererade denna trafik.

Som ett resultat drev de flesta nätverk med en transportkvalitet som uppfyllde applikationernas behov. Det är sant att dessa nätverk inte gav några garantier för kontrollen av paketfördröjningar eller den bandbredd med vilken paket överförs mellan noder, inom vissa gränser. Vid tillfällig nätstopp, när en betydande del av datorer samtidigt började överföra data med maximal hastighet, blev latens och bandbredd sådan att applikationen kraschade - det var för långsamt, med trasiga sessioner etc.

Det finns två huvudmetoder för att säkerställa nätverkskvaliteten. Det första är att nätverket garanterar att användaren följer ett visst numeriskt värde för serviceindikatorns kvalitet. Till exempel kan ramrelä och ATM -nät garantera användaren en given bandbredd. I det andra tillvägagångssättet (bästa ansträngning) försöker nätverket tjäna användaren så effektivt som möjligt, men garanterar ingenting.

Transporttjänsten som tillhandahålls av sådana nät kallades "bästa insats", det vill säga tjänsten "bästa ansträngning"; (eller "; om möjligt";). Nätverket försöker bearbeta den inkommande trafiken så snabbt som möjligt, men samtidigt ger det inga garantier för resultatet. De flesta tekniker som utvecklades på 1980 -talet är exempel: Ethernet, Token Ring, IP, X.25. Service "; med maximal ansträngning"; är baserad på en rättvis algoritm för att bearbeta köer som uppstår från nätverksträngsel, när paketets ankomsthastighet för en tid överstiger hastigheten för vidarebefordran av dessa paket. I det enklaste fallet betraktar köbehandlingsalgoritmen paket med alla flöden som kamrater och avancerar dem i ankomstordningen (First In - First Out, FIFO). Om kön blir för stor (passar inte i bufferten) löses problemet genom att helt enkelt kasta nya inkommande paket.

Uppenbarligen är tjänsten "; bästa insats"; Ger acceptabel servicekvalitet endast när nätverksprestandan är mycket högre än den genomsnittliga efterfrågan, det vill säga att den är överdriven. I ett sådant nätverk är bandbredden tillräcklig även för att stödja topptrafikperioder. Det är också uppenbart att en sådan lösning inte är ekonomisk - åtminstone i förhållande till bandbredden för dagens teknik och infrastruktur, särskilt för breda nätverk.

Att bygga nätverk med överdriven bandbredd, som är det enklaste sättet att säkerställa den nödvändiga servicekvaliteten, tillämpas emellertid ibland i praktiken. Till exempel tillhandahåller vissa TCP / IP -nätverksleverantörer en kvalitetssäkringstjänst genom att konsekvent upprätthålla en viss överskott av bandbredd på ryggraden i förhållande till kundernas behov.

Under de förhållanden där många mekanismer för att upprätthålla servicekvaliteten just håller på att utvecklas är användningen av överskott av bandbredd för dessa ändamål ofta den enda möjliga, om än tillfälliga, lösningen.

Alternativ 1

1. Vilken av teknikerna kommer att minska responstiden för nätverket när användaren arbetar med

en databasserver?

överföring av servern till nätverkssegmentet där majoriteten av klienterna arbetar

ersätta serverhårdvaruplattformen med en mer produktiv

minska intensiteten hos klientförfrågningar

minska storleken på databasen

2. Vilket av följande påståenden är fel?

överföringslatens är synonymt med nätverkets svarstid

bandbredd är synonymt med trafikhastighet

överföringsfördröjning - den ömsesidiga bandbredden

QoS -mekanismer kan inte öka nätverksbandbredden

3. Vilka av de angivna egenskaperna kan tillskrivas tillförlitlighet

datornätverk?

tillgänglighet eller tillgänglighet

reaktionstid

dataintegritet

dataens konsistens (konsistens)

överföringsfördröjning

sannolikhet för dataöverföring

Alternativ 2

1. I nätverket, från 3 till 5, mättes dataöverföringshastigheten. Var besluten

medelhastighet. Den momentana hastigheten mättes med intervall om 10 sekunder. Slutligen bestämdes maxhastigheten. Vilka påståenden är korrekta?

medelhastigheten är alltid mindre än max

medelhastigheten är alltid mindre än momentan

momentan hastighet är alltid mindre än max

2. Med vilken av följande översättningar av namnen på nätverkets egenskaper från engelska

håller du med om ryska?

tillgänglighet - tillförlitlighet

feltolerans - feltolerans

tillförlitlighet - beredskap

säkerhet - sekretess

extensibility - extensibility

skalbarhet - skalbarhet

3. Vilket av påståendena är korrekt?

nätverket kan ha hög bandbredd, men införa betydande förseningar i överföringen av varje paket

service "; bästa insats"; tillhandahåller acceptabel servicekvalitet endast om det finns överskott av bandbredd i nätverket

Alternativ 3

1. Vilka påståenden är korrekta?

genomströmning är ett konstant värde för varje teknik

nätverksbandbredd är lika med den högsta möjliga dataöverföringshastigheten

bandbredd beror på mängden överförd trafik

nätverket kan ha olika värden för bandbredd på olika platser

2. Vilken egenskap måste först och främst ha ett nätverk så att det kan tillskrivas

känt företagssloganSolMikrosystem: "; Nätverket är en dator";?

hög prestanda

hög tillförlitlighet

hög grad av transparens

utmärkt skalbarhet

3. Vilka påståenden är fel?

extensibilitet och skalbarhet är två namn för samma systemegenskap

med QoS kan du öka nätverksbandbredden

för datatrafik är enhetligheten i dataöverföring viktigare än hög nätverkssäkerhet

alla påståenden är korrekta

Obligatorisk litteratur

1. V.G. Olifer, NA. Olifer

Dator nätverk. Principer, teknik, protokoll

studieguide för studenter vid högre utbildningsinstitutioner,

studenter i riktning "; Informatik och datorer

Metod";

ytterligare litteratur

1. V.G. Olifer, N.A. Olifer

Nätverksoperativsystem

Peter, 2001

2. A.Z. Dodd

Telekommunikationens värld. Översikt över teknik och bransch

Olymp-Business, 2002

Om projekt 2

Förord 3

Föreläsning 1. Utveckling av datornätverk. Del 1. Från Charles Babbages maskin till de första globala nätverken 4

Två rötter till datanätverk 4

Utseendet på de första datorerna 5

Programmonitorer - 6 första operativsystem

Multiprogrammering 6

Multiterminalsystem - Förbild av nätverk 8

Första nätverk - globalt 8

Arvet från telefonnät 9

Föreläsning 2. Utveckling av datornätverk. 12

Del 2. Från de första lokalnäten till modern nätverksteknik 12

Minidatorer - samlare av lokala nätverk 12

Framväxten av standard LAN -teknik 13

Persondatorers roll i utvecklingen av datornätverk 13

Nya möjligheter för användare av lokala nätverk 14

Utveckling av nätverksoperativsystem 14

Föreläsning 3. Huvuduppgifterna för att bygga nätverk 18

Datorkommunikation med kringutrustning 18

Kommunikation av två datorer 20

Klient, omdirigerare och server 21

Problemet med fysisk dataöverföring över kommunikationslinjer 22

Föreläsning 4. Kommunikationsproblem med flera datorer 25

Fysisk länktopologi 25

Värdadressering 30

Föreläsning 5. Byta och multiplexa 35

Generaliserat kopplingsproblem 35

Definiera informationsflöden 36

Definiera rutter 37

Meddela nätverket om den valda rutten 37

Vidarebefordran - flödesigenkänning och omkoppling vid varje transitnod 38

Multiplexing och demultiplexing 39

Delad media 41

Föreläsning 6. Kanalbyte och paketväxling. Del 1 44

Olika metoder för anslutningar 44

Kanalväxling 45

Paketbyte 47

Byta meddelande 50

Föreläsning 7. Kanalväxling och paketväxling. Del 2 52

Permanent och dynamisk omkoppling 52

Paketomkopplad genomströmning 53

Ethernet är ett exempel på standardpaketväxlingsteknik 55

Datagramöverföring 57

Virtuella kretsar i paketomkopplade nätverk 58

Föreläsning 8. Struktureringsnät 62

Skäl för att strukturera nätverkens transportinfrastruktur 62

Fysisk nätverksstruktur 63

Logisk nätverksstruktur 65

Föreläsning 9. Datorers funktionella roller i ett nätverk 71

Skiktad nätverksmodell 71

Datorers funktionella roller i ett nätverk 72

Peer-to-peer-nätverk 73

Dedikerade servernätverk 74

Nätverkstjänster och operativsystem 76

Föreläsning 10. Dator- och telekommunikationsnätverks konvergens 79

Allmän struktur för telekommunikationsnätet 80

Telekomoperatörers nätverk 82

Företagsnätverk 86

Avdelningsnätverk 88

Campusnätverk 89

Företagsnätverk 89

Föreläsning 11. OSI 93 Modell

Skiktad metod 94

Nedbrytning av nätverksproblemet 94

Protokoll. Gränssnitt. Protokollstack 95

OSI modell 97

Allmänna egenskaper hos OSI 97 -modellen

Fysiskt lager 100

Länk lager 100

Nätverkslager 102

Transportnivå 103

Sessionsnivå 104

Representant nivå 104

Applikationsnivå 105

Nätverksoberoende och nätverksoberoende nivåer 105

Föreläsning 12. Standardisering av nätverk 109

Begreppet "; öppet system"; 109

Modularitet och standardisering 110

Källor till standarder 111

Internet 112 -standarder

Standard kommunikationsprotokollstackar 114

informationResurser med syfte

Det är tillåtet att använda det uteslutande för utbildningsändamål; det är förbjudet att duplicera informationsresurser (2)

bok

tillåtenanvända sig avuteslutande v pedagogisksyften. Det är förbjudet attreplikeringinformationResurser med syfte få kommersiella fördelar, liksom andra ...

Det är tillåtet att använda det uteslutande för utbildningsändamål; det är förbjudet att duplicera informationsresurser (4)

Handledning

I telekommunikationsbiblioteket och presenteras som citat, tillåtenanvända sig avuteslutande v pedagogisksyften. Det är förbjudet attreplikeringinformationResurser med syfte få kommersiella fördelar, liksom andra ...

Det är tillåtet att använda det uteslutande för utbildningsändamål; det är förbjudet att duplicera informationsresurser (5)

Lista över självstudier

Det är tillåtet att använda det uteslutande för utbildningsändamål; det är förbjudet att duplicera informationsresurser (3)