Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проект локальной вычислительной сети

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-западный государственный заочный технический университет

Институт информационных систем и вычислительной техники

Кафедра ВМКСС

Курсовой проект

по дисциплине:

Сети ЭВМ и телекоммуникации

Выполнил: Тюрин Е.Ю.

Шифр: 7403011012

Специальность: 230101

Курс: IV

Проверил: Жуковский В. Е.

Санкт-Петербург

2010 г.

Содержание:

Задание на курсовой проект……………………………………………………...…3

Выбор топологии сети………………………………………………………………4

Исходные данные………………………………………………………………..…..4

Расчёт производительности серверов и рабочих станций………………..............7

Схема соединения и размещения оборудования…………………………..............9

Выбор оборудования передачи данных…………………………………………...12

Выбор сетевой ОС……………………………………………………………….…13

Подключение к удалённой ЛВС и к Internet……………………………...……....14

Расчет стоимости оборудования и ПО………………………………………….....14

Библиографический список…………………………………………………...…...15

Задание на курсовой проект № 403011012:

Разработать эскизный проект локальной вычислительной сети. Задание генерируется с помощью программы NetCalc.

Предприятие размещается в 3-этажном здании. План помещений одного этажа представлен на рис.1:

L1

L 2

C

D

E

Рис.1

Помещения 1..6 соединены коридором шириной 2 м. Размеры: L1=C+D+E=21м; L2=A+B=12м; A=4м; C=7м; D=4м.

Высота перекрытий между этажами: 5,05 м.

Нумерация пользователей в залах (зал – этаж , комната):

зал 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6

## [1-4] [5-7] [8-13] [14-21] [22-26] [27-37]

зал 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6

## [38-42] [43-46] [47-53] [54-62] [63-68] [69-80]

зал 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6

## [81-83] [84-85] [86-90] [91-97] [98-101] [102-111]

Пользователи разделяются на 6 типов:

тип 1=[6,12,18,24,30,36,42,48,54,60,66,72,78,84,90,96,102,108]

тип 2=[1,7,13,19,25,31,37,43,49,55,61,67,73,79,85,91,97,103,109]

тип 3=[2,8,14,20,26,32,38,44,50,56,62,68,74,80,86,92,98,104,110]

тип 4=[3,9,15,21,27,33,39,45,51,57,63,69,75,81,87,93,99,105,111]

тип 5=[4,10,16,22,28,34,40,46,52,58,64,70,76,82,88,94,100,106]

тип 6=[5,11,17,23,29,35,41,47,53,59,65,71,77,83,89,95,101,107]

Сеть обеспечивает 7 сервисов:

1,2,3 – файл-серверы, 4 – печать, 5 – база данных, 6 – e-mail, 7 – WEB.

Заданы параметры Q_ts, L_ts и T_ts для расчета параметров среды и активного оборудования.

Параметр Q_ts (Mбайт) – объем информации, пользователя типа t по сервису s за смену.:

---------- Сервис(s)------------à

Тип(t) 1 2 3 4 5 6 7

1,13E+002 4,64E+001 4,12E+001 3,30E+001 9,27E-001 5,15E+000 1,75E+001

2 1,13E+002 4,64E+001 4,12E+001 3,30E+001 9,27E-001 5,15E+000 1,75E+001

3 9,30E+001 6,20E+001 4,65E+001 3,10E+001 6,20E-001 6,20E+000 1,76E+001

4 1,47E+002 4,89E+001 6,35E+001 2,15E+001 7,82E-001 2,93E+000 1,66E+001

5 1,30E+002 6,48E+001 6,98E+001 1,99E+001 4,99E-001 3,99E+000 1,70E+001

6 1,37E+002 3,91E+001 4,89E+001 2,74E+001 9,78E-001 3,42E+000 1,66E+001

Параметр L_ts (Kбайт) – объем транзакции пользователя типа t по сервису s.:

---------- Сервис(s)------------à

Тип(t) 1 2 3 4 5 6 7

1 1300 1100 900 350 30 14 50

2 1300 1100 900 350 30 14 50

3 1100 1400 1000 340 24 18 50

4 1700 1200 1300 300 28 6 50

5 1500 1500 1350 280 22 10 50

6 1600 1000 1100 330 32 8 50

Параметр T_ts (сек) – среднее допустимое время реакции сети для пользователя типа t по сервису s.:

---------- Сервис(s)------------à

Тип(t) 1 2 3 4 5 6 7

1 30 56 52 48 70 4 14

2 30 56 52 48 70 4 14

3 26 40 56 44 110 6 14

4 24 60 44 56 60 7 14

5 20 44 48 52 100 9 14

6 22 52 60 40 80 8 14

Сеть должна быть подключена к уже имеющейся ЛВС, размещенной в здании, удаленном от основного здания на 512м.

Выбор топологии сети:

В качестве топологии сети выбрана иерархическая звезда, так как явными её преимуществами является повышенная устойчивость сети; легкость добавления/исключения нового компьютера; простота диагностики и устранения неполадок.

26 SH₀

S₁

S₇

S₂

S₄

S₅

S₆

S₃

Польз. 102 … 111

44 SH₁₈

Пользователи 1 … 4

27 SH₁

Польз. 5… 7

28 SH₂

···

Рис. 2

Условные обозначения:

S₁ – S₇ – серверы

SH₀ –SH₁₈ – коммутаторы,

Размещение пользователей по залам соответствует их принадлежности рабочим группам. Для описания схемы используется сквозная нумерация всех элементов (звеньев) сети. Линии связи устройств SH₁, SH₂,…, SH₁₈ с устройством SH получили номера 1-18, соответствующие номерам групп. Линии связи устройства SH с серверами – номера 19-25. Устройство SH₀ – номер 26. Устройства SH, SH₂,…, SH₁₈ получили номера 27-44.

Исходные данные программы NetCalc вариант = 403011012:

Допустимое время реакции на запрос (response_time) в секундах

Интенсивность трафика между клиентами и серверами (gamma) в Мбит/с

Размер запроса (req_size) в Кбайтах

Размер пакета (Psize) в байтах

Nservice 7 (количество сервисов) Psize 1000 (размер пакета)

type->user (разделение пользователей на типы, раздел повторяет 2 таблицу из задания)

[6,12,18,24,30,36,42,48,54,60,66,72,78,84,90,96,102,108] (тип1)

[1,7,13,19,25,31,37,43,49,55,61,67,73,79,85,91,97,103,109] (тип2)

[2,8,14,20,26,32,38,44,50,56,62,68,74,80,86,92,98,104,110] (тип3)

[3,9,15,21,27,33,39,45,51,57,63,69,75,81,87,93,99,105,111] (тип4)

[4,10,16,22,28,34,40,46,52,58,64,70,76,82,88,94,100,106] (тип5)

[5,11,17,23,29,35,41,47,53,59,65,71,77,83,89,95,101,107] (тип6)

end

group->user (нумерация пользователей в залах, раздел повторяет 1 таблицу из задания)

[1-4] [5-7] [8-13] [14-21] [22-26] [27-37]

[38-42] [43-46] [47-53] [54-62] [63-68] [69-80]

[81-83] [84-85] [86-90] [91-97] [98-101] [102-111]

end

type-service->response_time (среднее допустимое время реакции сети для пользователя типа t по сервису s, раздел повторяет матрицу значений T_tsиз задания)

30 56 52 48 70 4 14

26 40 56 44 110 6 14

24 60 44 56 60 7 14

20 44 48 52 100 9 14

22 52 60 40 80 8 14

end

type-service->gamma (интенсивности трафика для всех пар “тип пользователя – сервер”)

3,15E-002 1,29E-002 1,14E-002 9,16E-003 2,58E-004 1,43E-003 4,87E-003

2,58E-002 1,72E-002 1,29E-002 8,61E-003 1,72E-004 1,72E-003 4,88E-003

4,07E-002 1,36E-002 1,76E-002 5,97E-003 2,17E-004 8,14E-004 4,61E-003

3,60E-002 1,80E-002 1,94E-002 5,54E-003 1,39E-004 1,11E-003 4,71E-003

3,80E-002 1,09E-002 1,36E-002 7,60E-003 2,72E-004 9,50E-004 4,62E-003

end

type-service->req_size (раздел повторяет матрицу значений Lts (Kбайт) из задания)

1,30E+003 1,10E+003 9,00E+002 3,50E+002 3,00E+001 1,40E+001 5,00E+001

1,10E+003 1,40E+003 1,00E+003 3,40E+002 2,40E+001 1,80E+001 5,00E+001

1,70E+003 1,20E+003 1,30E+003 3,00E+002 2,80E+001 6,00E+000 5,00E+001

1,50E+003 1,50E+003 1,35E+003 2,80E+002 2,20E+001 1,00E+001 5,00E+001

1,60E+003 1,00E+003 1,10E+003 3,30E+002 3,20E+001 8,00E+000 5,00E+001

end

type-service->req_var (раздел содержит матрицу значений коэффициента вариации размера заданий для всех пар “тип пользователя – сервер”, req_var=0, если все запросы имеют одинаковый размер и req_var=1, если размер запроса случайный и подчиняется экспоненциальному распределению)

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

end

group-service->link (раздел содержит матрицу связей для всех пар “группа пользователей – сервер”, соответствующую топологии сети, первый элемент 1-й строки {1,27,19,26} – это перечень звеньев (z), связывающих группу g=1 с сервером s =1. Седьмой элемент строки{1,27,25,26} – это перечень звеньев (z), связывающих группу g=1 с сервером s =7)

[1,27,19,26] [1,27,20,26] [1,27,21,26] [1,27,22,26] [1,27,23,26] [1,27,24,26][1,27,25,26]

[2,28,19,26] [2,28,20,26] [2,28,21,26] [2,28,22,26] [2,28,23,26] [2,28,24,26][2,28,25,26]

[3,29,19,26] [3,29,20,26] [3,29,21,26] [3,29,22,26] [3,29,23,26] [3,29,24,26][3,29,25,26]

[4,30,19,26] [4,30,20,26] [4,30,21,26] [4,30,22,26] [4,30,23,26] [4,30,24,26][4,30,25,26]

[5,31,19,26] [5,31,20,26] [5,31,21,26] [5,31,22,26] [5,31,23,26] [5,31,24,26][5,31,25,26]

[6,32,19,26] [6,32,20,26] [6,32,21,26] [6,32,22,26] [6,32,23,26] [6,32,24,26][6,32,25,26]

[7,33,19,26] [7,33,20,26] [7,33,21,26] [7,33,22,26] [7,33,23,26] [7,33,24,26][7,33,25,26]

[8,34,19,26] [8,34,20,26] [8,34,21,26] [8,34,22,26] [8,34,23,26] [8,34,24,26][8,34,25,26]

[9,35,19,26] [9,35,20,26] [9,35,21,26] [9,35,22,26] [9,35,23,26] [9,35,24,26][9,35,25,26]

[10,36,19,26][10,36,20,26][10,36,21,26][10,36,22,26][10,36,23,26][10,36,24,26][10,36,25,26]

[11,37,19,26][11,37,20,26][11,37,21,26][11,37,22,26][11,37,23,26][11,37,24,26][11,37,25,26]

[12,38,19,26][12,38,20,26][12,38,21,26][12,38,22,26][12,38,23,26][12,38,24,26][12,38,25,26]

[13,39,19,26][13,39,20,26][13,39,21,26][13,39,22,26][13,39,23,26][13,39,24,26][13,39,25,26]

[14,40,19,26][14,40,20,26][14,40,21,26][14,40,22,26][14,40,23,26][14,40,24,26][14,40,25,26]

[15,41,19,26][15,41,20,26][15,41,21,26][15,41,22,26][15,41,23,26][15,41,24,26][15,41,25,26]

[16,42,19,26][16,42,20,26][16,42,21,26][16,42,22,26][16,42,23,26][16,42,24,26][16,42,25,26]

[17,43,19,26][17,43,20,26][17,43,21,26][17,43,22,26][17,43,23,26][17,43,24,26][17,43,25,26]

[18,44,19,26][18,44,20,26][18,44,21,26][18,44,22,26][18,44,23,26][18,44,24,26][18,44,25,26]

end

service->k_proto (раздел содержит значения накладных расходов на протокол для всех сервисов, этот коэффициент учитывает затраты на установление и завершение соединения, затраты на заголовки кадров, на подтверждение, повторные передачи, и т.д.)

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

end

Nlink, Nuser, Nservice, Ngroup = 44 111 7 18 (Nlink – количество связей для всех пар “группа пользователей – сервер”, Nuser – количество пользователей, Nservice – кол-во сервисов, Ngroup – кол-во групп)

Input RO (начальное значение коэффициента загрузки узлов сети) = 0,5

Input Mulink= 100,0 (пропускная способность элементов сети)

link->mu (раздел содержит значения пропускной способности (Мбит/с) для всех 44 звеньев передачи данных, т.е. коммутаторов/концентраторов и линий связи: Input Mulink= 100,0)

100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

100,0 100,0 100,0 100,0

end

link->delay (раздел содержит значения задержки для всех 44 звеньев передачи данных, т.е. коммутаторов/концентраторов и линий связи)

0,0E+00 0,0E+00 0,0E+00 0,0E+00 0,0E+00

0,0E+00 0,0E+00 0,0E+00 0,0E+00

end

service->server_mu (раздел содержит вычисленные программой ориентировочные значения (Мбит/с) пропускной способности 7 серверов ЛВС)

7,5E+00 3,2E+00 3,2E+00 1,7E+00 4,9E-02 2,8E-01 1,1E+00

end

type->client_mu (раздел содержит значения пропускной способности рабочих станций для 6 типов пользователей.)

1,4E-01 1,4E-01 1,4E-01 1,7E-01 1,7E-01 1,5E-01

end

end.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:

link -> коэффициент загрузки звена передачи (Раздел содержит значения коэффициента загрузки для всех 44 звеньев

передачи данных)

1 : 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01

6 : 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01

11 : 0,01 0,01 0,00 0,00 0,01

16 : 0,01 0,00 0,01 0,06 0,02

21 : 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01

26 : 0,13 0,00 0,00 0,01 0,01

31 : 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01

36 : 0,01 0,01 0,01 0,00 0,00

41 : 0,01 0,01 0,00 0,01

server -> коэффициент загрузки сервера (Раздел содержит значения коэффициента загрузки для всех 7 серверов)

1 : 0,48 0,48 0,48 0,47 0,51

6 : 0,48 0,44

type -> коэффициент загрузки рабочей станции (Раздел содержит значения коэффициента загрузки рабочих станций для 6 типов пользователей)

1 : 0,10 0,10 0,10 0,12 0,11

6 : 0,11

Наихудшее время реакции в % для серверов:

Сервер Группа Тип пользователя Время реакции

1 12 6 406,20%

2 12 3 219,80%

3 12 4 155,60%

4 12 6 53,45%

5 12 4 20,55%

6 12 1 42,49%

7 12 3 26,42%

Результаты первой итерации полного расчета показывают, что время реакции по серверам 1-3 для 12-й группы пользователей типа 6, 3 и 4 превышает допустимое значение 100%. Для того, чтобы получить удовлетворительный результат, следует увеличить путем подбора некоторые значения пропускной способности некоторых серверов и рабочих станций. Это увеличение должно быть, по возможности, минимально необходимым, чтобы избежать в результате расчетов завышенных требований в отношении стоимости и пропускной способности, как серверов, так и рабочих станций.

В рассматриваемом примере в результате нескольких итераций для следующих откорректированных значений пропускной способности серверов и рабочих станций

service->server_mu

7,9 3,3 3,3 1,8 4,8E-02 2,9E-01 1,2

type->client_mu

0,7 0,7 0,7 0,7 7,6E-01 0,7

получен следующий результат, который можно считать удовлетворительным:

Наихудшее время реакции в % для серверов:

Сервер Группа Тип пользователя Время реакции

1 12 6 99,62%

2 12 3 58,59%

3 12 4 49,37%

4 12 6 17,81%

5 12 4 19,74%

6 12 1 24,92%

7 12 1 9,13%

Расчёт производительности серверов и рабочих станций

Рассмотрим расчетные значения пропускной способности серверов

service->server_mu

7,9 3,3 3,3 1,8 4,8E-02 2,9E-01 1,2

И рабочих станций

type->client_mu

0,7 0,7 0,7 0,7 0,76 0,7

Для ориентировочного расчета быстродействия серверов и рабочих станций используем следующую формулу [1]:

(1)

Со следующими параметрами:

скоростью передачи данных HDD V_D =60 Мбит/с;

временем произвольного доступа к HDD t_D =0,005 с;

вероятностью обращения к HDD при обработке входящих пакетов p =0,05;

размером пакета q =1000 байт.

K_р – коэффициентом расширения (числом операций, приходящихся на 1 байт информации), берется по данным таблицы 1:

Таблица 1

Тип задач	Коэффициент пересчета
Учетные	200 ÷ 500
Планирования	1000 ÷5000
Прогнозирования	10000 ÷ 20000

Производительность серверов или рабочих станций, выраженную в пакетах в секунду,

вычисляем по формуле μ_пак = μ /(8q) . Например, для сервера 1 μ_пак =7,9*10⁶/(8*1000)=987,5

В таблице 2 приведены результаты вычисления быстродействия серверов 1-7 (Моп/с = миллионы операций в секунду), в таблице 3 - рабочих станций для 6 типов пользователей.

Таблица 2

Параметр	Сервер
Параметр	S₁	S₂	S₃	S₄	S₆	S₆	S₇
μ , Мбит/с	7,9	3,3	3,3	1,8	0,048	0,29	1,2
μ_пак , пак/c	987,5	412,5	412,5	225	6	36,25	150
K_p	300	500	500	300	1000	500	300
v, Моп/c	311	217	217	71	6,3	19	47

Таблица 3

Параметр	Тип пользователя
Параметр	1	2	3	4	5	6
μ , Мбит/с	0,7	0,7	0,7	0,7	0,76	0,7
μ_пак , пак/c	87,5	87,5	87,5	87,5	95	87,5
K_p	500	500	500	1000	700	500
v, Моп/c	46	46	46	92	69	46