Анализ протокола передачи информации IP

Sобщ = S*3+Slink = 313,28*3+4,5 = 944,34м

То есть, для того, чтобы  соединить все компьютеры во всех трех аудиториях в единую сеть необходимо 944,34 м кабеля.

 

В результате проведения расчетов определили, что в помещении 18 м длиной и 7 м шириной с минимальной площадью на один компьютер, равной 4,5 и минимальным расстоянием между компьютерами, равным 1,2 м можно разместить до 28 компьютеров.

Количество компьютеров  вдоль трех соседних стен равно 28, где вдоль двух горизонтальных стен располагаются по 13 компьютеров, а вдоль вертикальной стены 4, из которых 2 компьютера являются угловыми.

  Реальное расстояние  между компьютерами по ширине  комнаты составляет 1,75 м, а по  длине  - 1,38 м. 

Расстояние до самого удаленного от коммутатора компьютера в сети составляет 21,06м, а расстояние до самого ближнего от коммутатора компьютера в сети – 1м в пределах одной аудитории.

Общая длина кабеля для  одной аудитории составляет 313,28 м. Так как по заданию имеется три идентичных аудитории, с одинаковым расположением компьютеров и расстояниями между ними, то для всех трех аудиторий необходимо 944,34 м соединительного кабеля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет затрат на установку сети

 

Расчет затрат на установку  сети является одним из самых важных этапов проектирования локальной сети, так как именно этот этап определяет целесообразность внедрения локальной сети в предприятие.

Затраты на установку сети включают в себя:

- Стоимость оборудования серверов;

- Стоимость оборудования для рабочих станций;

- Стоимость повторителей;

- Стоимость программного обеспечения.

 

1) При выборе оборудования для сервера выбирают один или несколько мощных процессоров и материнскую плату, поддерживающую их. Объем оперативной памяти должен быть не менее 2 Гб. Также выбирают несколько жестких дисков, обладающих большим объемом и высоким быстродействием. Для чтения и записи различных дисков выбирают накопитель на оптических дисках и накопитель гибких магнитных дисках.

Так как на сервере  есть выход в Интернет, и он является общим, то ему необходимо две сетевые карты. Стоимость оборудования сервера не должна превышать 100000 руб.

В результате была выбрана конфигурация, полностью удовлетворяющая всем требованиям, предъявляемым к оборудованию сервера (таблица 2).

 

Таблица 2 -  Стоимость  оборудования сервера

Наименование оборудования	Стоимость, руб.
S5000PAL "Alcolu", 2xLGA 771, S5000P, DDR2, FSB1066, 6xSATA, Video, LAN	14998,12
[BOX] Dual-Core Intel® Xeon® 5050, 3.0ГГц, LGA771, 2x2048k, FSB667МГц, Active or 1U Passive Heatsink [BX805555050A]	6414,61
[BOX] Dual-Core Intel® Xeon® 5050, 3.0ГГц, LGA771, 2x2048k, FSB667МГц, Active or 1U Passive Heatsink [BX805555050A]	6414,61
2048Mb (2x1024Mb) PC2-4300 533MHz DDR2 DIMM Kingston [KVR533D2N4K2/2G]	5239,46
2048Mb (2x1024Mb) PC2-4300 533MHz DDR2 DIMM Kingston [KVR533D2N4K2/2G]	5239,46
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
NEC DVD±RW+CD/RW ND-4571A [double layer] White IDE Retail	1299,71
3,5" 1.44Mb NEC	176
Сетевая карта FastEthernet 100Mb PCI Realtek 8139	110
Server Case SR1500 KDK Dowling 2, 1U Rack-Mountable, PSU installed 600W	11396,84
BTC 6301 Silver-Black Multimedia USB	433,24
Logitech Premium Wheel Optical M-BJ(BT)-58 PS/2 + USB [830925/831115/930994]	262,65
Samsung 931BF (SBQ) 1280x1024, 700:1, 300cd/m^2, DVI, 2ms GTG	9772,2
Итого:	74835,22

 

2) При выборе  оборудования для рабочих станций выбирают не слишком дорогое оборудование, но позволяющее избежать модернизации в ближайшем будущем в связи с постоянно растущими системными требованиями для программного обеспечения. Стоимость оборудования рабочей станции не должно превышать 20000 руб.

В результате было выбрана  конфигурация, полностью удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к оборудованию рабочей станции (таблица 3).

Таблица 3 - Стоимость  оборудования для рабочих станций.

Наименование оборудования	Стоимость, руб.
EPoX EP-9NPAJ-3P Socket 939, nForce4, DDR400, FSB2000, PCI-E, SATA Raid, Sound, USB 2.0, LAN1000, ATX	2190,55
AMD Athlon 64 3500+ Venice Socket 939 [ADA3500DAA4Bx]	2445,08
DIMM DDR400 PC3200 0512Mb Hynix	1722,12
120 GB 7200rpm 8Mb cache Hitachi HDS721612PLA380	1697,75
NEC DVD 16/48 DV-5800E IDE OEM	595,7
3,5" 1.44Mb NEC	176
128 PCI-E 6200TC TV DVI [MSI NX6200TC-TD128ELF] OEM	1269,93
Сетевая карта FastEthernet 100Mb PCI Realtek 8139	110
InWin IW-S551T, MiddleTower, ATX, 350W, USB, FAN, Airduct, 5.25''x3, 3.5''x4	1806,06
A4Tech KB-28G Gaming Keyboard PS/2	281,6
A4Tech BW-5UP Wheel Optical USB+PS/2	246,4
Samsung 710N (SKN) 1280x1024, 600:1, 300cd/m^2, 12ms	6279,23
Итого:	18820,42

 

3) Дополнительное оборудование

В данном разделе учитывается  стоимость концентраторов для всех аудиторий, стоимость всего кабеля, коннекторов, сетевых фильтров, принтера, сканера и источника бесперебойного питания для сервера.

Затраты на кабель равны  произведению общей длины кабеля на стоимость одного метра. Так при построении сети используется топология «звезда», то выбирается неэкранированная витая пара (UTP)

В качестве повторителей выбирают коммутаторы, так как их использование увеличивает пропускную способность сети. Количество портов коммутатора должно быть достаточным для подключения всех компьютеров то есть не менее 28.

В результате было выбрано все необходимое дополнительное оборудование для проектирования локальной сети (таблица 4)

 

Таблица 4 – Стоимость дополнительного оборудования

Наименование оборудования	Стоимость, руб.
Концентратор Asus Switch GX 2048/CEE (48ports, 10/100/1000Mbps, 19", 2 SFP slot, RS232/USB)	20750
Концентратор Asus Switch GX 2048/CEE (48ports, 10/100/1000Mbps, 19", 2 SFP slot, RS232/USB)	20750
Концентратор Asus Switch GX 2048/CEE (48ports, 10/100/1000Mbps, 19", 2 SFP slot, RS232/USB)	20750
TRENDnet TEG-S50TXE, 5-port Switch 10/100/1000Mbps Copper Gigabit	1546,11
Принтер HP LaserJet 1020 <Q5911A> A4, 600x600dpi, 14ppm, USB	4760
HP ScanJet 2400 Q3841A 1200х1200dpi, 48 bit, USB	1849,38
Разъем   RJ-45 8P8C для сети кат.5e со вставкой x 168 шт	1680
Кабель UTP 5 level (305m) Taiwan	1270
Кабель UTP 5 level (305m) Taiwan	1270
Кабель UTP 5 level (305m) Taiwan	1270
Кабель Patch cord UTP 5 level 5m x 6 шт	240
Pilot-S (1,8m), максимальный ток нагрузки 10A x 84 шт	29795,64
ИБП APC BK 650EI Back-UPS 650 VA 230V	3170
Итого:	109101,13

 

4) Программное обеспечение

В качестве программного обеспечения сервера выбирают серверную операционную систему Windows 2003 Server, так как предполагается использовать сервер как сервер приложений. Так же для работы локальных станций выбирают операционную систему Windows XP professional (таблица 5).

 

 

Таблица 5 - Стоимость  программного обеспечения

Наименование ПО	Стоимость, руб.
Windows Server Standard 2003 w/SP1 Win32 Russian AE CD 5 Clt	11928
MS Windows XP Professional Russian w/SP2b DSP [E85-04773] OEM	4183,44
Итого:		16111,44

 

В итоге сумма затрат на установку сети, включая стоимость  всех рабочих станций, стоимость  сервера, витой пары для соединения компьютеров, различного дополнительного  оборудования и программного обеспечения  составляет 1762142,65руб.

 

 

5 Расчет параметров сети 

 

Параметры сети включают в себя:

- время двойного оборота  (PDV);

- уменьшение межкадрового  интервала (PVV).

 

5.1 Расчет времени двойного оборота (PDV)

 

На работоспособность  сети помимо максимальной/минимальной длины кабеля, количества компьютеров в одном сегменте, числа повторителей между любыми двумя компьютерами сети влияет и  время двойного оборота (PDV).

Для надежного распознавания  коллизий необходимо, чтобы передающий компьютер успевал обнаружить коллизию еще до того, как он закончит передачу текущего кадра. Для этого время передачи кадра минимальной длины должно быть больше или равно времени, за которое сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего компьютера в сети. Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удаленными друг от друга компьютерами в сети (в одну сторону проходит неискаженный сигнал, а  на обратном пути распространяется уже искаженный коллизией сигнал), то это время называется временем двойного оборота (Path Delay Value, PDV).

Так как имеется три  аудитории с одинаковым количеством  компьютеров и их расположением, то для определения величины PDV для каждой аудитории достаточно рассчитать PDV для двух любых аудиторий.

Так как скорость распространения  электрического сигнала конечна, то каждый метр кабеля вносит задержку в распространение сигнала. Существенную задержку также вносят повторители, вынужденные побитно принимать и усиливать сигнал. Для упрощения расчетов используется таблица, содержащая величины задержек, указанных в битовых интервалах (таблица 6). Суммарная величина PDV, рассчитанная по таблице, не должна превышать 575 битовых интервалов. Для увеличения надежности сети, на случай отклонения параметров кабеля и повторителей, берется значение меньше на  четыре битовых интервала, то есть PDV не должно превышать 571 битовый интервал.

 

Рисунок 1 – Схема локальной  сети Ethernet

 

Таблица 6  – Данные для расчета значения PDV

Тип сегмента	Повторитель левого сегмента, bt	Повторители промежуточного сегмента, bt	Повторитель правого сегмента, bt	Задержка среды на 1 метр кабеля, bt	Максимальная длина сегмента, м
10Base-T	15,3	42,0	165,0	0,113	100

 

Согласно данным таблицы 6 был произведен расчет значения PDV для сети, построенной на основе исходных данных (рисунок 1):

Левый сегмент 1: 15,3 (повторитель)+22х0,113 (кабель) = 17,79

Промежуточный сегмент 2: 42 (повторитель)+2,0х0,113 (кабель) = 42,23

Промежуточный сегмент 3: 42 (повторитель)+2,0х0,113 (кабель) = 42,23

Правый сегмент 4: 165,0 (повторитель)+22х0,113 (кабель) = 167,49

Итого PDV: 269,74 битовых интервала

 

Так как расчетное  значение PDV гораздо меньше максимально допустимой величины 575, то сеть, построенная на основе исходных данных, проходит по критерию времени двойного оборота сигнала.

 

5.2 Расчет уменьшения межкадрового интервала (PVV).

 

Для корректного функционирования сеть должна иметь не только нормальное значение параметра PDV, но и нормальное значение уменьшения межкадрового интервала (PVV).

При отправке кадра, компьютеры обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервала. При прохождении через повторители, межкадровый интервал уменьшается. Суммарное сокращение межкадрового интервала (PVV) не должно превышать 49 битовых интервалов.

Так как по заданию имеется три аудитории с одинаковым количеством компьютеров и их расположением, то для определения величины PVV для каждой аудитории достаточно рассчитать PVV для двух любых аудиторий.

Для расчета PVV используется таблица, содержащая величины, указанные в битовых интервалах (таблица 7).

 

Таблица 7 – Сокращение межкадрового интервала повторителями

Тип сегмента	Передающий сегмент, bt	Промежуточный сегмент, bt
10Base-T	10,5	8

 

Согласно данным таблицы 7 был произведен расчет значения PVV для сети, построенной на основе исходных данных (рисунок 1):

Левый сегмент 1 10Base-T: сокращение в 10,5 bt

Промежуточный сегмент 2 10Base-T: 8

Промежуточный сегмент 3 10Base-T: 8

   Итого PVV: 26,5 битовых интервала

 

Рассчитанное значение PVV 26,5 меньше предельного значения в 49 битовых интервала. То есть сеть, построенная на основе исходных данных, проходит по критерию уменьшения межкадрового интервала.

 

 Произведя расчеты  времени двойного оборота и  уменьшения межкадрового интервала,  определили то, что сеть, спроектированная на основе исходных данных,  является  работоспособной и соответствует стандартам Ethernet по всем параметрам.