Вирішення стандартної задачі на проектування комп'ютерної мережі Ethernet та розрахунок її параметрів - Вирішення стандартної задачі на проектування комп'ютерної мережі Ethernet та розрахунок її параметрів

Завдання: створити оптимальний план проведення локальної комп'ютерної мережі на одному з поверхів підприємства.

Варіант 9.

План кімнат:

Рис. 1. План розташування кімнат, у яких повинна бути проведена комп'ютерна мережа

Тип підключення до Internet: Модем, кімната 1.

Кімнати, у яких користувачі працюють з базами даних, розмір файлу та середня кількість користувачів:

Кімнати 2 та 3, розмір файлу - 10 МБ, 2 користувача.

Кімната 4 - кімната керівника.

Рішення задачі

1. Визначення архітектури мережі та простору адрес. Виходячи при цьому з міркувань забезпечення достатньо високої швидкодії при невисокій вартості проекту, та враховуючі перспективи розвитку. Для забезпечення оптимальної швидкодії мережі розведення будемо проводити на крученій парі 5 категорії.

Виходячи з того, що у кімнатах 2 та 3 працівникам необхідно використовувати корпоративну базу даних, цю мережу варто відокремити її від мережі у кімнатах 1 та 4. Тобто, варто використати 1 сервер бази даних та 1 маршрутизатор для виходу в Internet, та 2 концентратори. Один концентратор треба підключити до маршрутизатору і розвести на ньому мережу у кімнатах 1 та 4. Враховуючи те, що до цього концентратору буде підключено 16 + 8 = 24 комп'ютерів, і, крім того, один порт треба підключити до маршрутизатору, необхідно буде використати 24 + 1= 25 портів. Тобто, концентратор 2, підключений до маршрутізатору, навіть з врахуванням перспектив розвитку мережі, може мати 32 порти. Щодо розташування цього концентратору, варто його розташувати у кімнаті 1, у правому нижньому куті, ближче до кімнати 2. Адреса підмережі, яку буде обслуговувати цей концентратор, може бути 10.2.80.

До серверу бази даних підключається концентратор 1. Крім того, сервер зв'язаний з маршрутизатором через окремий сегмент мережі для забезпечення виходу користувачів підмережі, підключеної до концентратора 1, в Internet, а також для можливості зв'язку з комп'ютерами першої підмережі. Він з'єднує тільки два мережних інтерфейси - інтерфейс маршрутизатора з інтерфейсом сервера бази даних. Якщо для цього сегменту обрати підмережу третього рівня 10.2.81, то варто адресу інтерфейса маршрутизатора встановити 10.2.81.1, а адресу інтерфейса сервера - 10.2.81.2. Тоді для підмережі, яку обслуговує концентратор 2, залишається з виділеного простору адрес тільки адреса 10.12.82. Розрахуємо тепер кількість портів концентратора. Кількість підключених до нього комп'ютерів 4 + 24 = 28, тобто, враховуючи з'єднання з сервером, буде задіяно 29 портів. Маючи на увазі можливість розвитку мережі, будемо вважати, що у цьому випадку варто поставити концентратор на 32 порта. Щодо розташування концентратора, з точки зору економії кабелю варто поставити його у лівому куті кімнати 2, ближче до кімнати 1. На рис. Д.2 наведений узагальнений план проекту мережі. Тут для спрощення креслення числові адреси комп'ютерів вказані без адреси підмережі, тобто вони містять лише одне число - адрес комп'ютера у мережі. Повні чотирерівневі числові адреси вказані на інтерфейсах серверів, а на концентраторах вказані трирівневі адреси підмереж, які вони обслуговують.

    2. Розрахунок вартості кабеля. Оскільки вся мережа розведена крученою парою за деревоподібною топологією, згідно з умовою задачі вартість 1 метру кабеля буде 1,75 гривні для кабеля категорії 5. Згідно з планом мережі, розрахуємо довжину кабеля для всіх сегментів. Оскільки такі розрахунки можуть бути лише оціночними, отриману загальну розрахункову довжину збільшимо на 10%. 1. Міжсерверний сегмент, від інтерфейса 10.2.81.1 до інтерфейса 10.2.81.2 - l1 = 15 м. 2. Два сегмента кабеля від серверів до концентраторів 5 м та 10 м, ітого - l2 = 5 м + 10 м = 15 м. 3. П'ять сегментів кабеля від концентратора 2 до комп'ютерів з адресами 2, 3, 4, 5 та 6 підмережі 10.2.82, які знаходяться у кімнаті 3, довжиною по 15 м, 18 м, 21 м, 24 м та 27 м відповідно. Ітого, l3 = 15 м + 18 м + 21 м + 24 м + 27 м = 105 м. 4. П'ять сегментів кабеля від концентратора 2 до комп'ютерів з адресами 11, 10, 9, 8 та 7 підмережі 10.2.82, які знаходяться у кімнаті 3, довжиною по 5 м, 8 м, 11 м, 14 м та 17 м відповідно. Ітого, l4 = 5 м + 8 м + 11 м + 14 м + 17 м = 55 м. 5. П'ять сегментів кабеля від концентратора 2 до комп'ютерів з адресами 16, 15, 14, 13 та 12 підмережі 10.2.82, які знаходяться у кімнаті 4, довжиною по 10 м, 13 м, 16 м, 19 м та 22 м відповідно. Ітого, l5 = 10 м + 13 м + 16 м + 19 м + 22 м = 80 м. 6. П'ять сегментів кабеля від концентратора 2 до комп'ютерів з адресами 21, 20, 19, 18 та 17 підмережі 10.2.82, які знаходяться у кімнаті 4, довжиною по 20 м, 23 м, 26 м, 29 м та 32 м відповідно. Ітого, l6 = 20 м + 23 м + 26 м + 29 м + 32 м = 130 м. 7. П'ять сегментів кабеля від концентратора 1 до комп'ютерів з адресами 2, 3, 4, 5 та 6 підмережі 10.2.80, які знаходяться у кімнаті 2, довжиною по 5 м, 8 м, 11 м, 21, та 24 м відповідно. Ітого, l7 = 5 м + + 8 м + 11 м + 21 м + 24 м = 69 м. 8. П'ять сегментів кабеля від концентратора 1 до комп'ютерів з адресами 7, 8, 9, 10 та 11 підмережі 10.2.80, які знаходяться у кімнаті 2, довжиною по 29 м, 32 м, 35 м, 38 м та 41 м відповідно. Ітого, l8 = 29 м + 32 м + 35 м + 38 м + 41 м = 175 м. 9. П'ять сегментів кабеля від концентратора 1 до комп'ютерів з адресами 16, 15, 14, 13 та 12 підмережі 10.2.80, які знаходяться у кімнаті 2, довжиною по 23 м, 26 м, 29 м, 32 м та 35 м відповідно. Ітого, l9 = 23 м + 26 м + 29 м + 32 м + 35 м = 145 м. 10. П'ять сегментів кабеля від концентратора 1 до комп'ютерів з адресами 21, 20, 19, 18 та 17 підмережі 10.2.80, які знаходяться у кімнаті 2, довжиною по 15 м, 18 м, 21 м, 24, та 27 м відповідно. Ітого, l10 = 15 м + + 18 м + 21 м + 24 м + 27 м = 105 м. 11. П'ять сегментів кабеля від концентратора 1 до комп'ютерів з адресами 22, 23, 24, 25 та 26 підмережі 10.2.80, які знаходяться у кімнаті 1, довжиною по 15 м, 18 м, 21 м, 24, та 27 м відповідно. Ітого, l11 = 15 м + 18 м + 21 м + 24 м + 27 м = 105 м. 12. П'ять сегментів кабеля від концентратора 1 до комп'ютерів з адресами 31, 30, 29, 28 та 27 підмережі 10.2.80, які знаходяться у кімнаті 1, довжиною по 25 м, 28 м, 31 м, 34, та 37 м відповідно. Ітого, l12 = 25 м + 28 м + 31 м + 34 м + 37 м = 155 м.

Тепер необхідно визначити тип кабелю. Оскільки вся мережа розведена за деревоподібною топологією, треба використовувати кабель крученої пари. При цьому для всіх сегментів буде використаний кабель категорії 5, який, забезпечує швидкість передачі даних 100 Мбіт/c.

Враховуючи запас кабеля 10 %, загальна довжина кабеля крученої пари категорії 5, необхідна для прокладення мережі, складає:

Lк = (l1 + l2/2 + l3 + l4 + l5+ l6 + l7 + l8 + l9 + l10 + l11 + l12) Ч 1,1 = (15 м + 15 м + 105 м + 55 м +

+ 80 м + 130 м + 69 м + 175 м + 145 м + 105 м + 105 м + 155 м) Ч 1,1 = 1154 м Ч 1,1 ? 1156 м.

Тоді вартість кабеля складає:

Ск = 1156 м Ч 1,75 грн/м = 2021грн.

3. Розрахунок вартості концентраторів. Вартість концентраторів згідно з визначеною моделлю мережі складає:

Скон = 400 грн + 550 грн = 950 грн.

4. Розрахунок вартості мережних адаптерів. На всіх робочих станціях можна встановлювати мережні адаптери зі швидкістю передачі даних 100 Мбіт/с, кількість таких адаптерів 30 у підмережі 10.2.80 та 20 у підмережі 10.2.82. А також мережеві адаптери на сервері та маршрутизаторі. Два адаптера підмережі 10.2.81, теж розраховані на швидкодію на 100 Мбіт/с. Сумарна вартість мережних адаптерів буде:

Са = (30 + 20 + 2 + 2) Ч 150 грн = 54 Ч 150 грн = 8100 грн.

5. Розрахунок вартості серверів. Оскільки сервер для виходу в Інтернет працює тільки як комутатор та маршрутизатор і не потребує великої потужності, можна покупати один комп'ютер-маршрутизатор та один комп'ютер-сервер. Згідно з наведеними вище цінами загальна вартість маршрутизатора та сервера буде:

Сс = 2500 грн + 5000 грн = 7500 грн.

Рис. Д.3 План прокладення коробів

6. План прокладення кабелю та розрахунок загальної вартості проекту мережі. При проведенні мережі кабелі прокладаються у спеціальних коробах, які встановлюються вздовж стін. План прокладення коробів наведений на рис. Д.3. Якщо кількість кабелів у коробі повинна бути меншою, ніж 16, але більшою, ніж 8, необхідно брати короб на 16 кабелів.

Розрахунок необхідної кількості та вартості коробу:

Короб на 16 кабелів:

Скор1 = 0,5 грн/м Ч (20 м + 18 м + 18 м + 16 м) = 0,5 грн/м Ч 72 м = 36 грн;

Короб на 8 кабелів:

Скор2 = 0,3 грн/м Ч (3 Ч 10 м + 6 Ч 14 м) = 0,3 грн/м Ч 114 м = 34,2 грн;

Загальна вартість коробів:

Скор1 + Скор2 = 36 грн + 34,2 грн = 70,2 грн

Загальна вартість проекту мережі розраховується як сума всіх отриманих складових та наведена у звідній таблиці Д.1.

Таблиця Д.1. Вартість проекту мережі

Найменування виробів та комплектуючих

Кількість

Вартість, грн.

Комп'ютер-маршрутизатор

1 шт.

6000

Комп'ютер-сервер

1 шт.

2500

Концентратор, 24 портів

1 шт.

440

Концентратор, 32 порта

1 шт.

640

Внутрішній модем

1 шт.

75

Мережні адаптери, 100 Мбіт/с

54 шт.

8100

Кабель крученої пари категорії 5

1156 м

2021

Короб на 16 кабелів

72 м

36

Короб на 8 кабелів

114 м

34,2

Всього

19856

7. Розрахунок часу подвійного обернення сигналу та зменшення міжкадрового інтервалу для найбільш віддалених вузлів мережі.

Для проведення розрахунків PDV та PVV скористаємося методикою, описаною у розділі 5.1.10, та даними затримок розповсюдження сигналів для мереж стандарту Ethernet, наведеними у табл. 5.5. Для розробленого проекту локальної мережі найбільш віддаленими є вузли 10 та 11 підмережі 10.2.82.

Розрахункова довжина сегментів кабелю між цими вузлами та концентратором складає 38 м та 41 м відповідно. Структура частини мережі, для якої необхідно розрахувати значення PDV та PVV, наведена на рис. Д.4.

Рис. Д.4. Структура сегменту, для якого необхідно розрахувати значення PDV та PVV

Оскільки сегменти кабелю у підмережі, яка розглядається, мають різну довжину, необхідно PDV розрахувати двічи, взявши у першому випадку більшою довжину лівого сегменту, а у другому випадку - правого. Реальним значенням PDV буде більша з двох розрахованих величин, яка повинна бути меншою за 575 bt.

1. Розрахунок PDV для довжини лівого сегменту 41 м, правого - 38 м.

Лівий сегмент 1:

15,3 bt + 41 м Ч 0,113 bt/м = 19,93 bt.

Правий сегмент 2:

165 bt + 38 м Ч 0,113 bt/м = 169,29 bt.

Сума PDV на всіх сегментах:

PDV1 = 19,93 bt + 169,29 bt = 189,22 bt.

2. Розрахунок PDV для довжини лівого сегменту 38 м, правого - 41 м.

Лівий сегмент 1:

15,3 bt + 38 м Ч 0,113 bt/м = 19,59 bt.

Правий сегмент 2:

165 bt + 41 Ч 0,113 bt/м = 169,63 bt.

Сума PDV на всіх сегментах:

PDV2 = 19,59 bt + 169,63 bt = 189,22 bt.

3. Так як значення PDV однакові, то результуюче значення буде

PDV = 189,22 bt.

4. Значення зменшення міжкадрового інтервалу PVV, згідно з табл. 5.6, для обох розрахованих випадків конфігурації мережі становить PVV = 10,5 bt, що значно менше за критичну величину 49 bt.

Тобто, можна зробити висновок, що проект мережі є коректним і відповідає головному правилу Ethernet. В принципі, для отриманої нами простої конфігурації мережі можна було і не розраховувати значення PDV та PVV, оскільки розроблений проект повністю відповідає правилу чотирьох концентраторів, яке є більш жорстким, чим головне правило Ethernet.

8. Розрахунок часу затримки реакції системи на запити користувачів. Як Вам відомо, при використанні концентраторів вся підмережа, яку вони обслуговують, знаходиться у єдиній області колізій. А це означає, що у випадку, коли 2 користувачів одночасно звертаються до файлу розміром 5 МБ, будь то для читання чи для запису файлу, на кожне з двох робочих місць буде переданий весь інформаційний потік даної мережі, а він становить 5 МБ Ч 2 = 10 МБ. Тобто, в даному випадку, високошвидкісний мережний адаптер, розрахований на швидкість передачі даних 100 Мбіт/с та встановлений на сервері баз даних, у розробленому проект мережі задовольняє поточним вимогам та надає можливості для подальшого маштабування навантаження.

Проведемо розрахунки часу реакції системи на запит користувачів, виходячи з оцінки швидкості передачі даних для кадру Ethernet максимального розміру, наведених у розділі 5.1.5. Якщо розраховувати на обчислену там середню швидкість передачі даних Сп mах = 100 Мбіт/с, час затримки реакції системи на запит користувачів буде:

Tp = (10 Ч 1024 Ч 1024 Ч 8) біт / 100 Ч 106 біт/с = 0,84 c.

Оцінка оптимальності проекту мережі та пропозиції щодо його удосконалення. В спроектованій мережі затримка відповіді на запит користувачів є досить малою. Використання 100 Мбіт/с мережевих адаптерів у розробленому проекті мережі задовольняє поточним виробничим вимогам та надає можливості для подальшого маштабування навантаження. Тобто, розроблений проект мережі можна вважати оптимальним.

Похожие статьи




Вирішення стандартної задачі на проектування комп'ютерної мережі Ethernet та розрахунок її параметрів - Вирішення стандартної задачі на проектування комп'ютерної мережі Ethernet та розрахунок її параметрів

Предыдущая | Следующая