Сети ЭВМ и коммуникации
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Ноября 2013 в 03:48, контрольная работа
Краткое описание
Учет использования ресурсов заключается в измерении параметров использования ресурсов сети отдельными пользователями и группами пользователей с целью оптимального распределения ограниченных ресурсов.
Управление обработкой ошибок предполагает выявление и фиксацию ошибок, извещение пользователей и, по возможности, автоматическое устранение ошибок. Управление защитой данных заключается в выявлении чувствительных
ресурсов сети, выявлении связи таких ресурсов с набором пользователей, в контроле точек доступа к чувствительным ресурсам и регистрации нарушений порядка доступа.
Содержание
Задание на контрольную работу: ........................................................................3
Часть 1...................................................................................................................5
Часть 2...................................................................................................................8
Часть 3........................................................
Список литературы: .............................................................................................9
Приложение 1.....................................................................................................18
Прикрепленные файлы: 1 файл
Министерство высшего образования и науки
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Институт заочного образования
Кафедра информационных систем и вычислительной техники
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ “СЕТИ ЭВМ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ”
Выполнил студент___________________________________________
Шифр________________________ Группа_______________________
Специальность________________________________ Курс _________
Дата защиты __________________________________
Оценка _______________________________________
Преподаватель _________________________________
город
2013
2
Содержание
Задание на контрольную работу: ........................................................................3
Часть 1...................................................................................................................5
Часть 2...................................................................................................................8
Часть 3.........................................................Ошибка! Закладка не определена.
Список литературы: .............................................................................................9
Приложение 1.....................................................................................................18
3
Задание на контрольную работу
MatrTest - SetiPaper.mtr
Вариант 36. Задание на контрольную работу:
Часть 1.
Режим ЛВС: n пользователей, каждый из которых затрачивает в
среднем Teta с на обдумывание ответа, работают с сервером в диалоговом
режиме. Время реакции сервера на запрос пользователя с вероятностью P не
должно превышать Tdop.
Известны следующие величины:
* время обдумывания Teta = 120 с
* допустимое время реакции сервера Tdop = 9 с
* средний интервал поступления запросов от всех пользователей
Tlambda = 5.401946 с
* коэффициент загрузки сервера Ro = 0.440021 _
Требуется найти:
* n [_] - число пользователей
* P [_] - вероятность того, что время реакции сервера не превышает
допустимое
* eta [1/с] - интенсивность обдумывания пользователя
* mu [1/с] - интенсивность обслуживания сервера
* lambda [1/с] - интенсивность общего потока требований,
циркулирующих в системе
* lambda1 [1/с] - интенсивность потока требований одного
пользователя, циркулирующих в системе
* Tmu [с] - среднее время обслуживания запроса сервером
* Tlambda1 [с] - средний интервал поступления запросов от одного
пользователя
4
* Ro1 [_] - коэффициент загрузки пользователя
* delta [1/с] - величина разности между mu и lambda
* Ts [с] - время пребывания запроса на сервере
Часть 2.
Дать общую характеристику сегментации ЛВС с использованием
коммутаторов.
Часть 3.
Дать общую характеристику службы управления сетью и протокола
SNMP.
Дата выдачи 19.11.2013
5
Часть 1
Для анализа диалогового режима работы сети используем модель
замкнутой сети массового обслуживания ЗСеМО и методику расчета трафика
для интерактивного режима работы n пользователей.
Таблица соответствия
P
eta
Tmu
Tlambda1
n
Teta
Tdop
mu
P
η
T
μ
T
λ1
n
T
η
T
доп
μ
-
-
-
-
-
120
9
-
lambda
lambda1
Tlambda
Ro
Ro1
delta
Ts
λ
λ
1
T
λ
ρ
ρ
1
δ
T
s
-
-
5.401946
0.440021
-
-
-
Известны следующие величины:
* время обдумывания T
η
= 120 с
* допустимое время реакции сервера T
доп
= 9 с
* средний интервал поступления запросов от всех пользователей
T
λ
= 5.401946 с
* коэффициент загрузки сервера ρ = 0.440021 _
Требуется найти:
* n - число пользователей
* P - вероятность того, что время реакции сервера не превышает
допустимое
* η - интенсивность обдумывания пользователя
* μ - интенсивность обслуживания сервера
* λ - интенсивность общего потока требований, циркулирующих в
системе
* λ
1
- интенсивность потока требований одного пользователя,
циркулирующих в системе
6
* T
μ
- среднее время обслуживания запроса сервером
* T
λ1
- средний интервал поступления запросов от одного пользователя
* ρ
1
- коэффициент загрузки пользователя
* δ - величина разности между μ и λ
* T
s
- время пребывания запроса на сервере
Решение:
По известным величинам производим расчет:
- интенсивность обдумывания пользователя
1/c
0083333
,0
120
1
1
T
- интенсивность общего потока требований, циркулирующих в системе
1/c
1851185
,0
401946
,5
1
1
T
- интенсивность обслуживания сервера
1/c
4207037
,0
440021
,0
1851185
,0
- интенсивность потока требований одного пользователя, в системе
1/c
0077519
,0
9
0083333
,0
1
1
1
1
1
доп
T
- число пользователей
88
,
23
0077519
,0
1851185
,0
1
n
- среднее время обслуживания запроса сервером
c
376969
,2
4207037
,0
1
1
T
- средний интервал поступления запросов от одного пользователя
c
129
0077519
,0
1
1
1
1
T
- коэффициент загрузки пользователя
930232
,0
0083333
,0
0077519
,0
1
1
7
1/c
23558582
,0
1851185
,0
4207037
,0
- время пребывания запроса на сервере
c
2447488
,4
2355252
,0
1
1
s
T
- вероятность того, что время реакции сервера не превышает
допустимого
88
.0
1
1
9
1851185
,0
4207037
,0
)
(
e
e
P
доп
T
Автоматизированная проверка результатов с помощью программы
SetiPaper2008
problem SetiPaper var 36
n 23,88
P 0,88
eta 0,0083333
mu 0,4207037
lambda 0,1851185
lambda1 0,0077519
Tmu 2,3769693
Tlambda1 129
Ro1 0,930232
delta 0,2355852
Ts 4,2447488
end
Результаты проверки:
n Y
P Y
eta Y
mu Y
lambda Y
lambda1 Y
Tmu Y
Tlambda1 Y
Ro1 Y
delta Y
Ts Y
Оценка: 5
523-078-59
8
Часть 2
Общая характеристика сегментации ЛВС с использованием коммутаторов.
Использование разделяемой среды передачи между всеми узлами
сегмента при большом числе станций и интенсивном трафике резко снижает
производительность сети.
Традиционные ЛВС рассчитаны на совместное использование ресурсов
пользователями небольшого числа станций. К числу разделяемых ресурсов
относятся файлы и периферийные устройства. Поскольку картина трафика в
таких сетях имеет ярко выраженный взрывной характер, использование
разделяемой между всеми пользователями полосы может приводить к
существенному замедлению работы. Стандарты Ethernet и TokenRing
регулируют доступ сетевых устройств к разделяемой среде передачи. Когда
одно из устройств передает данные в сеть, все остальные должны ждать
окончания передачи, не делая попыток передать в сеть свои данные.
Такая схема разделения доступа к среде очень эффективна в небольших
сетях, используемых для совместного использования файлов или принтеров.
Сегодня размер и сложность локальных сетей значительно возросли, а число
устройств измеряется тысячами. В сочетании с ростом потребностей
пользователей недетерминистический характер традиционных сетевых
архитектур (таких как Ethernet и TokenRing) начал ограничивать
возможности сетевых приложений. Коммутация ЛВС является популярной
технологией, способной продлить жизнь существующих ЛВС на базе
Ethernet и TokenRing. Преимущества коммутации заключаются в
сегментировании сетей - делении их на более мелкие фрагменты со
значительным снижением числа станций в каждом сегменте. Изоляция
трафика в небольшом сегменте приводит к многократному расширению
доступной каждому пользователю полосы, а поддержка виртуальных ЛВС
(VLAN) значительно повышает гибкость системы.
9
Мосты обрабатывают поступающие кадры последовательно и поэтому
не могут удовлетворить возрастающие требования к пропускной способности
ЛВС. Многопортовый коммутатор работает на канальном уровне,
анализирует заголовки кадров, автоматически строит адресную таблицу и на
основании этой таблицы направляет кадр в один из своих выходных портов
или фильтрует его, удаляя из буфера.
Отличие коммутаторов от мостов заключается в параллельной
обработке поступающих кадров. Для этого коммутатор должен иметь
несколько внутренних процессоров для обработки кадров, каждый из
которых выполняет алгоритм моста.
Коммутатор предоставляет
каждой
станции
или
сегменту,
подключенным к его портам, выделенную пропускную способность
протокола. Технология коммутации для повышения производительности
используется как в сетях Ethernet, так и в других ЛВС таких, как TokenRing и
FDDI. Поскольку технология Ethernet больше других страдает от повышения
времени ожидания доступа к среде при повышении загрузки сегмента, узкие
места крупных сетей Ethernet, в первую очередь, нуждаются в средствах
разгрузки.
Принципы работы коммутатора в сетях любых технологий одинаковы
и не зависят от физической среды передачи, формата пакета и других
деталей:
- обеспечивается одновременное продвижение кадров между парами
портов коммутатора;
- используется алгоритм работы прозрачного моста, т. е. коммутатор
изучает на основании проходящего через него трафика адреса конечных
узлов сети, строит адресную таблицу сети и затем на ее основании
производит передачу кадров между сегментами сети Etherswitch или
межкольцевые передачи в сетях TokenRing или FDDI.
10
Характер нагрузки на портах коммутатора постоянно меняется, и могут
возникнуть ситуации перегрузки (переполнения порта коммутатора). Для
управления потоком кадров в полудуплексном режиме используются два
метода.
1. Метод обратного давления (back pressure) основан на том, что
коммутатор не подчиняется протоколу CSMA/CD и создает искусственно
коллизии в сегменте, посылая в него jam-последовательность.
2. Метод агрессивного поведения порта коммутатора для захвата
среды после передачи кадра или после коллизии. Захват среды после
передачи кадра осуществляется за счет того, что коммутатор сокращает
технологическую паузу между кадрами с 9,6 мкс до 9,1 мкс. Компьютеры
выдерживают стандартную паузу 9,6 мкс и поэтому не могут захватить
среду. Захват среды после коллизии основан на сокращении коммутатором
стандартной паузы 51,2 мкс до 50 мкс.
Современные коммутаторы строятся на основе одной или нескольких
специализированной БИС. Неблокирующий режим в коммутаторах
обеспечивается за счет быстродействующего узла для передачи кадров
между микропроцессорами портов.
В основе такого узла может использоваться:
• коммутационная матрица;
• разделяемая многовходовая память;
• общая шина.
В одном коммутаторе возможна комбинация этих трех принципов
построения быстродействующего узла.
Коммутаторы с общей шиной
Высокоскоростная шина связывает процессоры портов в режиме
разделения времени (рис. 1). Условие неблокирующего режима:
производительность
шины
должна
быть
не
менее
суммы
производительностей всех портов коммутатора.
11
Рис. 1.
Кадр передается по шине небольшими частями – ячейками, чтобы
обеспечить псевдопараллельный режим. Размер ячейки часто выбирается 48
байт (как в ATM).
Входной блок процессора помещает в ячейку тэг (номер порта
назначения). Каждый выходной блок имеет фильтр тэгов, который отбирает
только нужные тэги.
Коммутатор с разделяемой памятью.
Память имеет переключаемые входы и выходы (рис. 2). Входные блоки
процессоров передают менеджеру портов запросы на запись данных в
очередь того порта, который соответствует адресу назначения пакета.
Рис. 2.
12
Три основных варианта конструктивного исполнения:
• автономные коммутаторы с фиксированным количеством входов;
• модульные коммутаторы на основе шасси;
• коммутаторы с фиксированным количеством входов, собираемые в стек.
Модульные коммутаторы на основе шасси используются, как правило,
на магистрали сети. Эти коммутаторы имеют комбинированную схему, в
которой модули взаимодействую через общую шину или разделяемую
память. Шасси имеет резервные блоки питания и вентиляторы. Технология
“hot swap” позволяет заменять модули без выключения питания.
Стековые коммутаторы выполнены в отдельном корпусе и поэтому
могут работать автономно. Однако в них предусмотрены специальные
интерфейсы, которые позволяют объединять их в систему. Скорость
передачи между модулями ограничена 200-400 Мбит/с из-за того, что
расстояние между корпусами коммутаторов больше, чем между модулями на
шасси. Стековые коммутаторы применяются для создания рабочих групп и
отделов.
Основные показатели производительности коммутаторов:
• скорость фильтрации кадров;
• скорость продвижения кадров;
• пропускная способность;
• задержка передачи кадров.
На производительность влияют следующие характеристики:
• тип коммутации – «на лету» или с полной буферизацией кадров;
• размер буфера (буферов) кадров;
• производительность внутренней шины;
• производительность процессора (процессоров);
• размер внутренней адресной таблицы.
13
Скорость фильтрации кадров определяется скоростью:
• приема кадров в буфер;
• просмотра адресной таблицы;
• уничтожения кадра.
Скорость продвижения кадров определяется скоростью:
• приема кадров в буфер;
• просмотра адресной таблицы;
• передачи кадра в сеть через порт назначения.
Задержка передачи для коммутации «на лету» от 5 до 40 мкс, а для
коммутации с полной буферизацией кадров – от 50 до 200 мкс. В
коммутаторах, транслирующих протоколы, возможна адаптивная смена
режима коммутации.
Максимальная емкость адресной таблицы определяет предельное
количество MAC-адресов, с которыми может одновременно работать
коммутатор.
В ЛВС коэффициент пульсации трафика достигает 50-100. Буферы
сглаживают кратковременную пульсацию трафика. В ответственных частях
сети коммутаторы имею буферную память от нескольких десятков до сотен
килобайт на порт. Общий буфер в модуле управления коммутатора имеет
буферную память несколько мегабайт. В таблице 2 дано сравнение
коммутации «на лету» с полной буферизацией кадров.
Таблица 2
Функция
«на лету»
С полной
буферизацией кадров
Защита от плохих кадров
нет
да
Поддержка разнородных сетей
(Ethernet, TokenRing, FDDI, ATM)
нет
да
Задержка передачи пакетов
низкая (5-40 мкс) при
низкой нагрузке, средняя
при высокой нагрузке
средняя при любой
нагрузке
Поддержка резервных связей
нет
да
Анализ трафика
нет
да
14
Коммутация ЛВС позволяет создавать виртуальные сети (VLAN) из
групп пользователей, основываясь на их задачах, а не по физическому
расположению в сети. Технология виртуальных ЛВС позволяет
пользователям свободно перемещаться по сети, оставаясь в своей рабочей
группе.
Применение технологии VLAN позволяет:
1. Повысить производительность каждой VLAN;
2. Изолировать сети друг от друга для управления правами
пользователей и защиты от широковещательного шторма (broadcast storm).
Выделение виртуальных сетей можно выполнить на основе одного
коммутатора по одному из вариантов (рис. 3):
1. Порты группируются по принадлежности к одной из VLAN;
2. MAC-адреса группируются по принадлежности к одной из VLAN.
Рис. 3.
15
Часть 3.
Служба управления сетью. Протокол SNMP.
Модель ISO предусматривает пять основных функций (направлений)
управления сетью:
• управление эффективностью,
• управление конфигурацией,
• учет использования ресурсов,
• управление обработкой ошибок,
• управление защитой данных.
Управление эффективностью
предусматривает
измерение
и
обеспечение требуемого уровня показателей эффективности: пропускной
способности сети, времени реакции на запросы пользователей, коэффициента
использования оборудования и т. д.
Управление эффективностью включает:
1. Сбор информации о параметрах, используемых для измерения
эффективности;
2. Анализ собранной информации для определения нормальных
уровней параметров эффективности;
3. Определение пороговых значений параметров, используемых для
сигнализации о возникающих проблемах.
Управляемые
объекты постоянно
контролируют
параметры
эффективности и, в случае превышения установленных пороговых значений,
посылают сигнал тревоги в систему управления сетью.
Управление конфигурацией предусматривает учет установленных
программных и аппаратных средств, их версий, анализ отклонений в их
работе, влияющих на гладкую работу системы.
Учет использования ресурсов заключается в измерении параметров
использования ресурсов сети отдельными пользователями и группами
пользователей с целью оптимального распределения ограниченных ресурсов.
16
Управление обработкой ошибок предполагает выявление и фиксацию
ошибок, извещение пользователей и, по возможности, автоматическое
устранение ошибок.
Управление защитой данных заключается в выявлении чувствительных
ресурсов сети, выявлении связи таких ресурсов с набором пользователей, в
контроле точек доступа к чувствительным ресурсам и регистрации
нарушений порядка доступа.
Рис. 4.
На рис. 4 представлена архитектура системы управления сетью.
Программное обеспечение управляемых устройств имеет специальные
модули (агенты), которые собирают информацию об управляемом устройстве
и накапливают ее в базе данных управления БД (MIB – Management
Information Base). Эта информация передается в модуль (сервер) управления
сетью посредством протокола управления сетью SNMP (simple Network
Management Protocol). Передача управления осуществляется по запросу
менеджера управления или, в случае отклонений контролируемых
параметров от установленных значений, по инициативе агента.
Управляемые объекты, которые не имеют агентов, могут
контролироваться с помощью “уполномоченных управления” (proxy),
установленных в других устройствах.
17
Список литературы:
1. Сети ЭВМ и телекоммуникации: Учебно-методический комплекс / сост.
Г.И.Анкудинов, И.Г.Анкудинов. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009. – 212 с.
2. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для
вузов. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2010. – 944 е.: ил.
3. Анкудинов Г. И., Анкудинов И. Г., Стрижаченко А. И. Сети ЭВМ и
телекоммуникации. Архитектура и сетевые технологии: Учеб. пособие.
[Новое изд.]. – СПб.: СЗТУ, 2006, – 182 .
4. ru.wikipedia.org/wiki/HTTP
5. ru.wikipedia.org/wiki/WWW
18
Приложение 1
Экран проверки расчетов по заданию
Информация о работе Сети ЭВМ и коммуникации