Введение
Сеть обеспечивает обмен информацией и ее совместное использование (разделение). Компьютерные сети делят на:
· локальные (ЛВС, Local Area Network, LAN), представляющие собой группу близко расположенных компьютеров, связанный между собой;
· распределенные (глобальные, Wide Area Networks, WAN).
Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют периферийное оборудование и устройства хранения информации.
Локальные вычислительные сети (ЛВС) позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве. Для локальных сетей прокладывается специализированная кабельная система, положение возможных точек подключения абонентов ограничено этой кабельной системой. Локальные сети – LAN (Local-Area Network) – являются элементами более крупномасштабных образований, таких как CAN (Campus-Area Network – кампусная сеть, объединяющая локальные сети близко расположенных зданий), MAN (Metropolitan-Area Network – сеть городского масштаба), WAN (Wide-Area Network – широкомасштабная сеть), GAN (Global-Area Network – глобальная сеть). Наконец, «сетью сетей» называют глобальную сеть Интернет.
|
|
Любая сеть, будь то локальная вычислительная сеть ВУЗа или крупного предприятия, виртуальная частная сеть или глобальная сеть всей страны, должна соответствовать стандартам, принятых для проектирования и построения сетей.
Компьютерная сеть (Network) – это группа точек, узлов или станций, соединенных между собой коммуникационными каналами и набор оборудования, обеспечивающего соединение станций и передачу между ними информации.
В данном курсовом проекте проводится расчёт локальной компьютерной сети в соответствии с зданием с использованием технологий Ethernet 10Base-F и Ethernet 10Base-Т, номер базовой сети 130.224.0.0.
Построение сетевой модели и определение вероятности доведения сообщений от источника к приёмнику
1.1 Постановка задачи исследования и исходные данные
Нагрузка между узлами связи в сети:
Нагрузка между узлами в сети | ||||||||||||||
1-2 | 1-3 | 1-5 | 1-6 | 2-3 | 2-4 | 2-6 | 2-7 | 3-4 | 3-6 | 3-7 | 5-7 | 6-7 | ||
10 | 6 | 8 | 12 | 14 | 16 | 8 | 6 | 4 | 16 | 12 | 8 | 6 |
Найти и выписать все пути доведения информации от узла сети (УС) 1 до УС 7.
Определить вероятность Рд доведения сообщения от УС1 до УС7 при условии, что Pj=0.9 для всех УС и Pj=0.8 для всех каналов связи (КС).
Определение значения Рд для следующих вариантов:
Pj=1 для всех КС и Pj=0.9;0.8;0.7;…;0.1 для всех УС одновременно.
Pj=1 для всех УС и Pj=0.9;0.8;0.7;…;0.1 для всех КС одновременно.
Построить графики Рд=(f)Pj для КС и УС. Сделать выводы о влиянии надёжности каналов связи аппаратуры УС на показатель структурной устойчивости системы.
|
|
Также необходимо найти минимальную сеть, достаточную для передачи всех потоков и вычислить максимальную пропускную способность сети.
1.2 Графовая модель ВС и пути доведения информации
На основании исходных данных строим графовую модель вычислительной сети:
№ 1..7 - узлы связи.
№ 8..20 – каналы связи.
Всевозможные варианты пути доведения информации от первого узла к седьмому:
Ia = I1 I8 I2 I12 I3 I17 I6 I20 I7
Ib = I1 I8 I2 I12 I3 I18 I7
Ic = I1 I8 I2 I14 I6 I20 I7
Id = I1 I8 I2 I15 I7
Ie = I1 I9 I3 I17 I6 I20 I7
Iff = I1 I9 I3 I18 I7
Ig = I1 I10 I5 I19 I7
Ih = I1 I11 I6 I20 I7
1.3 Вероятность доведения сообщения от узла 1 до узла 7
Для определения вероятности введём переменную случайного события
, т.е. любой j-ый элемент, по которому может пройти информация получит 1, иначе 0. Aj = Pj. Согласно исходным данным, Pj(У.С.)=0,9 Pj(К.С.)=0,8. Искомая вероятность вычисляется по формуле: . В свою очередь, Iyi = 1-(1-Ia)(1-Ib)(1-Ic)(1-Id)(1-Ie)(1-Iff)(1-Ig)(1-Ih), где Ii-возможные пути передачи информации от 1-го узла к 7-му, найденные в пп. 1.2.
Для вычисления данной вероятности реализуем следующий алгоритм на языке Pascal:
Рис. 1.1 – Алгоритм вычисления вероятности доведения сообщений
Листинг программы:
program veroyatnost;
uses crt;
var
N:longint;
k,j:integer;
Ia,Ib,Ic,Id,Ie,Iff,Ig,Ih:real;
Pus,Pks,S,P:real;
I:array [1..20] of real;
Iy:array [1..10000] of real;
begin
ClrScr;
randomize;
N:=10000;
S:=0;
Pus:=0.9;
Pks:=0.9;
for k:=1 to N do
begin
for j:=1 to 7 do
begin
I[j]:=random;
if I[j]>Pus then I[j]:=0
else I[j]:=1;
end;
for j:=8 to 20 do
begin
I[j]:=random;
if I[j]>Pks then I[j]:=0
else I[j]:=1;
end;
Ia:= I[1]*I[8]*I[2]*I[12]*I[3]*I[17]*I[6]*I[20]*I[7];
Ib:= I[1]*I[8]*I[2]*I[12]*I[3]*I[18]*I[7];
Ic:= I[1]*I[8]*I[2]*I[14]*I[6]*I[20]*I[7];
Id:= I[1]*I[8]*I[2]*I[15]*I[7];
Ie:= I[1]*I[9]*I[3]*I[17]*I[6]*I[20]*I[7];
Iff:=I[1]*I[9]*I[3]*I[18]*I[7];
Ig:= I[1]*I[10]*I[5]*I[19]*I[7];
Ih:= I[1]*I[11]*I[6]*I[20]*I[7];
Iy[k]:=1-(1-Ia)*(1-Ib)*(1-Ic)*(1-Id)*(1-Ie)*(1-Iff)*(1-Ig)*(1-Ih);
S:=S+Iy[k];
end;
P:=S/N;
write (‘P=’,P:5:3);
readln;
end.
В результате выполнения программы получили Рд=0,802
1.4 Графики Pд=(f)Pj
Для построения графиков в программе устанавливаем Ркс=1 и изменяем Рус от 0,9 до 0,1, фиксируя соответствующие значения Рд. Аналогично устанавливаем Рус=1 и изменяем Ркс от 0,9 до 0,1.
Количество испытаний: 10000
0,1 | 0,010 | 0,119 |
0,2 | 0,039 | 0,270 |
0,3 | 0,095 | 0,443 |
0,4 | 0,165 | 0,599 |
0,5 | 0,248 | 0,758 |
0,6 | 0,358 | 0,872 |
0,7 | 0,491 | 0,948 |
0,8 | 0,635 | 0,986 |
0,9 | 0,808 | 0,998 |
| Ркс=1 | Рус=1 |
Количество испытаний: 1000
0,1 | 0,010 | 0,126 |
0,2 | 0,044 | 0,269 |
0,3 | 0,100 | 0,431 |
0,4 | 0,188 | 0,605 |
0,5 | 0,259 | 0,727 |
0,6 | 0,360 | 0,872 |
0,7 | 0,512 | 0,945 |
0,8 | 0,645 | 0,985 |
0,9 | 0,821 | 0,997 |
| Ркс=1 | Рус=1 |
Количество испытаний: 10
0,1 | 0 | 0 |
0,2 | 0 | 0,2 |
0,3 | 0 | 0,4 |
0,4 | 0,1 | 0,7 |
0,5 | 0,2 | 0,7 |
0,6 | 0,4 | 1 |
0,7 | 0,6 | 0,9 |
0,8 | 0,6 | 1 |
0,9 | 0,8 | 1 |
| Ркс=1 | Рус=1 |
Очевидно, что при увеличении количества испытаний (10→10000), дисперсия (отклонение от средней величины) будет уменьшаться, т.е. результат будет наиболее точным.
1.5 Минимальная сеть, достаточная для передачи всех потоков
Построим сеть в соответствии с наличием путей между УС и нагрузкой - плотностью потока информации между узлами.
Минимальная сеть означает, что суммарная пропускная способность всех ребер такой сети минимальная.
Берем самую минимальную нагрузку 4 и распределяем ее по всем каналам связи.
(1) (2)
Затем из (2) выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
(3) (4)
Из (4) снова выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
(5) (6)
Из (6) выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
(7) (8)
Из (8) выбираем минимальную нагрузку 2, в результате получим:
(9) (10)
Для деревьев (1),(3),(5),(7),(9) строим цикл с рёбрами равными равномерной нагрузке. Делим нагрузку для полученных деревьев напополам и сложим с (10).
|
|