Объединение компьютеров в общую локальную сеть (лабораторная работа №4)

1.

Лабораторная работа №4
ОБЪЕДИНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ
В ОБЩУЮ ЛОКАЛЬНУЮ СЕТЬ

2.

Условие задачи:
Объединить компьютеры n отделов компании
FIO&K° в общую локальную сеть при условии, что
расстояние между отделами составляет Ri метров и
трафик между ними составляет tr Mbps (type=1).
Если type=0, то обмен происходит только
электронной почтой.
Количество компьютеров в j-ом отделе hj.
Требуется наличие выхода в Интернет (Inetj=1),
если нет – Inetj=0.
Трафик внутри отдела j составляет trj Mbps.

3.

Задания:
1. Представить общую топологию сети.
2. Определить для каждого из отделов:
○
○
○
○
○
Коэффициент загрузки сети.
Рассчитать корректности сети (PDV, PVV).
В зависимости от ее нагрузки выбрать ответствующие типы
оборудования (линии связи, промежуточные устройства).
Каждому из компьютеров отдела присвоить IP адрес и
соответствующую маску посети.
Составить ARP таблицы.
3. В случае необходимости каждый из отделов дополнить
необходимым оборудованием для решения частных задач
(например, сервером для обеспечения выхода в Internet).
4. Рассчитать коэффициенты загрузки каналов связи между
отделами.

4.

Вариант 000
t
y
Rp
№N 1 e
0
0
0
I
n
t
e t
y
t h t r Rp t h
r 1 i i 2 e r 1
I
n
t
e t
y
t r Rp t h
i i 3 e r 1
I
n
e t
t r
Условие:
Количество отделов N: 3
Расстояние между отделами: 450м, 180м, 1000м.
1
4
1
0
Трафик
между
отделами:
87 Mbps, 20Mbps, 0 Mbps.
5
8 2
8
2 4
1 0
4
5
1 7 3 0 2 0 1 0 5 0 5 0 0 0 0 1 0
13 0отдел:
23 комп., интернет: нет, трафик: 2 Mbps
2 отдел: 45 комп., интернет: нет, трафик: 15 Mbps
3 отдел: 40 комп., интернет: да, трафик: 50 Mbps
i
i

5.

1. Представить общую топологию сети.
В MS Visio, или https://www.gliffy.com/

6.

!
Коэффициент загрузки сети Ethernet
Минимальная длина кадра для стандарта Ethernet:
72 байта = 72*8 = 576 бит
Скорость передачи 1 бита = 0,1 мкс.
Т.о. для передачи 1 кадра минимальной длины необходимо
0,1*576= 57,6 мкс.
Между кадровый интервал в Ethernet = 9,6 мкс.
Т.е. период следования кадров минимальной длины будет
равен
57,6 + 9,6=67,2 мкс.
Максимальная пропускная способность сети Ethernet будет
составлять:
F=106/67,2=14880 кадров/с.

7.

!
Коэффициент загрузки сети Fast Ethernet
Минимальная длина кадра для стандарта Fast Ethernet:
72 байта = 72*8 = 576 бит
Скорость передачи 1 бита = 0,01 мкс.
Т.о. для передачи 1 кадра минимальной длины необходимо
00,1*576= 5,76 мкс.
Между кадровый интервал в Fast Ethernet = 0,96 мкс.
Т.е. период следования кадров минимальной длины будет
равен
5,76 + 0,96=6,72 мкс.
Максимальная пропускная способность сети Fast Ethernet
будет составлять:
F=106/6,72=148809 кадров/с.

8.

!Коэффициент загрузки сети Gigabit Ethernet
Минимальная длина кадра для стандарта Gigabit Ethernet:
72 байта = 72*8 = 576 бит
Скорость передачи 1 бита = 0,001 мкс.
Т.о. для передачи 1 кадра минимальной длины необходимо
000,1*576= 0,576 мкс.
Между кадровый интервал в Gigabit Ethernet = 0,096 мкс.
Т.е. период следования кадров минимальной длины будет
равен
0,576 + 0,096 =0,672 мкс.
Максимальная пропускная способность сети Gigabit Ethernet
будет составлять:
F=106/0,672=1488095 кадров/с.

9.

Рассчитаем коэффициент загрузки сети
для 1-го отдела:
По условию задано, что все компьютеры будут передавать
одинаковые объёмы информации и с трафиком 2 Мbit/c.
Предположим, что данная информация будет передаваться
кадрами минимальной длины, что значительно понижает
пропускную способность сети.
Для того, чтобы передать 2 Mbit информации потребуется:
(2*1024*1024)/576=3640 кадров,
что меньше максимальной пропускной способности.
Коэффициент загрузки сети будет равен:
S=tri/f≤0,3 (30%).
S1=3640/14880=0,24≤0,3.
Тогда:
Следовательно, для объединения компьютеров внутри 3
отдела в общую локальную сеть будем использовать
стандарт Ethernet.

10.

Рассчитаем коэффициент загрузки сети
для 2-го отдела:
Ethernet: Для того, чтобы передать 15 Mbit информации
потребуется:
(15*1024*1024)/576= 27306,6 кадров,
что больше максимальной пропускной способности.
Следовательно стандарт Ethernet не подходит.
Проверяем стандарт Fast Ethernet:
S2=27306,6/148809 =0,183≤0,3
Следовательно, для объединения компьютеров внутри 2
отдела в общую локальную сеть будем использовать
стандарт Fast Ethernet.

11.

Рассчитаем коэффициент загрузки сети
для 3-го отдела:
Ethernet: Для того, чтобы передать 50 Mbit информации
потребуется:
(50*1024*1024)/576= 91022,2 кадров,
что больше максимальной пропускной способности.
Fast Ethernet:
S3= 91022,2/148809 = 0,61≥0,3.
Следовательно стандарт Fast Ethernet не подходит.
Gigabit Ethernet:
S3= 91022,2/1488095= 0,061≤ 0,3.
Следовательно, для объединения компьютеров внутри 3
отдела в общую локальную сеть будем использовать
стандарт Gigabit Ethernet.

12.

Определим стандарт для объединения отделов:
1 отдел:
Ethernet: Для того, чтобы передать 87 Mbit информации
потребуется:
(87*1024*1024)/576= 158378,6 кадров,
что больше максимальной пропускной способности.
Fast Ethernet: S1*= 158378,6/148809 = 1,06≥0,3.
Следовательно стандарт Fast Ethernet не подходит.
Gigabit Ethernet: S1*= 158378,6/1488095= 0,106≤0,3.
Следовательно, для объединения компьютеров 1 отдела в
общую локальную сеть будем использовать стандарт
Gigabit Ethernet.

13.

Определим стандарт для объединения отделов:
2 отдел:
Ethernet: Для того, чтобы передать 20 Mbit информации
потребуется:
(20*1024*1024)/576= 36488,8 кадров,
что больше максимальной пропускной способности.
Fast Ethernet:
S2*= 36488,8/148809 = 0,24≤0,3.
Следовательно, для объединения компьютеров 2 отдела в
общую локальную сеть будем использовать стандарт Fast
Ethernet.

14.

Определим стандарт для объединения отделов:
3 отдел:
Ethernet: Для того, чтобы передать 0 Mbit информации
потребуется:
(0*1024*1024)/576= 0 кадров.
(Обмен информацией происходит через электронную
почту).
Следовательно, для объединения компьютеров 3 отдела в
общую локальную сеть будем использовать стандарт
Ethernet.

15.

Выбор ответствующего типа
оборудования
Tekhnologia_Ethernet.pdf
Внутри отделов:
Будем считать, что расстояние между компьютерами в отделах 1-3 не
более 100м.
Для объединения компьютеров в отделе 1 воспользуемся стандартом
10Base-T, для соединения будем применять кабель «витая пара».
Для объединения компьютеров в отделе 2 воспользуемся стандартом
100Base-T, для соединения будем применять кабель «витая пара».
Для объединения компьютеров в отделе 3 воспользуемся стандартом
1000Base-T, для соединения будем применять кабель «витая пара».
Для объединения в общую локальную сеть:
Для объединения 1 отдела будем использовать стандарт 1000Base-SX,
для соединения будем применять многомодовое оптоволокно.
Для объединения 2 отдела будем использовать стандарт 100Base-FX, для
соединения будем применять многомодовое оптоволокно.
Для объединения 3 отдела будем использовать стандарт 10Base-FL, для
соединения будем применять оптический кабель.

16.

Коэффициенты корректности сети
(PDV, PVV)
● PDV – параметр, описывающий задержку при
передаче сигнала между двумя крайними
точками сети как при распространении по линии
связи, так и в активном оборудовании.
PDV измеряется в битовых последовательностях и не
должно превышать 576 (512 минимальный кадр + 64
преамбула).
● PVV – параметр, учитывающий уменьшение
межкадрового интервала в активном
оборудовании при передаче данных. Измеряется
в битовых последовательностях.

17.

!
Таблица для расчета PDV:
База
лево
Тип
го
сегм
сегм
ента
ента,
bt
10B
ase5
10B
ase2
10B
aseT
10B
aseFB
10B
aseFL
FOI
База
пром
е
жуто
чног
о
сегм
ента,
bt
База
прав
ого
сегм
ента,
bt
Заде
ржка
сре
ды
на 1
м, bt
Макс
имал
ьная
длин
а
сегм
ента,
м
0,0 500
11,8 46,5 169,
5 866
0,10
11,8 46,5 169,
5 26 185
165, 0,11 100
15,3 42,
0
0
3
-
24,
0
-
0,1 200
0
200
12,3 33,5 156,
0,1
5
0
7,8 29, 152, 0,1 100

18.

!
Таблица для расчета PVV
Передающ Промежут
ий
очный
сегмент, bt сегмент, bt
10Base-5
или
10Base-2
10BaseFB
16
11
-
2
10BaseFL
10,5
8
10Base-T
10,5
8

19.

Рассчитаем PDV и PVV
Расчет PDV:Рассчитывается для самых удалённых
компьютеров (1->3 отдел)
Cегмент1 (Левый): 15,3 + 100 м * 0,113 = 26,6
Сегмент2 (Промежуточный): 46,5 + 450 м * 0,0866 = 85,47
Сегмент3 (Промежуточный): 33,5 + 1000м * 0,1 = 133,5
Cегмент4 (Правый): 165 + 100м * 0,113 = 176.3
Итоговое значение PDV = 421,87 < 576
Расчет PVV (1->3 отдел):
Cегмент1 (Левый): =10.5
Сегмент2 (Промежуточный): =11
Сегмент3 (Промежуточный): =8
Cегмент4 (Правый): =10.5
PVV = 40 (<49 битных интервалов)
Таким образом, все условия корректности сети выполнены.

20.

IP адрес и маска подсети.
Составить ARP таблицы.
В связи с тем, что на сеть не накладываются никакие ограничения, то
воспользуемся IP-адресами класса С, которые изменяются в диапазоне
192.168.0.0-192.168.255.255
Отдел 1 (23 к 25-2=30)
192.168.0.0
Маска
подсети:
255.255.255.224 (11111111.
11111111.
11111111.
11100000)
IP
192.168.0.1
192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.0.5
192.168.0.6
MAC
00-00-0000-00-01
00-00-0000-00-02
00-00-0000-00-03
00-00-0000-00-04
00-00-0000-00-05
00-00-00-

21.

Отдел 2 (45 к 26-2=62)
192.168.1.0
Маска подсети:
255.255.255.192 (11111111.
11111111. 11111111.
11000000)
IP
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
192.168.1.5
192.168.1.6
192.168.1.7
192.168.1.8
192.168.1.9
MAC
00-00-0000-01-01
00-00-0000-01-02
00-00-0000-01-03
00-00-0000-01-04
00-00-0000-01-05
00-00-0000-01-06
00-00-0000-01-07
00-00-0000-01-08
00-00-0000-01-09

22.

Отдел 3 (40 к 26-2=62)
192.168.2.0
Маска подсети:
255.255.255.192 (11111111.
11111111. 11111111.
11000000)
IP
192.168.2.1
192.168.2.2
192.168.2.3
192.168.2.4
192.168.2.5
192.168.2.6
192.168.2.7
192.168.2.8
192.168.2.9
MAC
00-00-0001-01-01
00-00-0001-01-02
00-00-0001-01-03
00-00-0001-01-04
00-00-0001-01-05
00-00-0001-01-06
00-00-0001-01-07
00-00-0001-01-08
00-00-0001-01-09