67470

Исследование модели кольцевой ЛВС с маркерным доступом

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы: Исследование особенностей построения и функционирования кольцевой ЛВС с маркерным методом доступа и определение основных характеристик сети. Определить основные характеристики ЛВС основе исследования аналитической модели сети.

Русский

2014-09-10

1.4 MB

4 чел.

Министерство Образования Российской Федерации

Марийский Государственный Технический Университет

Факультет Информатики и Вычислительной Техники

Лабораторная работа №3

Исследование модели кольцевой ЛВС

с маркерным доступом

Вариант №12

                                                                                 Выполнил: ст. гр. ВМ-41

          Сафиуллин Н. Ш.

                                                                                 Проверил: преподаватель

                                                                                                     Васяева Е. С.

Йошкар-Ола,

2009г.


Цель работы:

Исследование особенностей построения и функционирования кольцевой ЛВС с маркерным методом доступа и определение основных характеристик сети. В результате выполнения лабораторной работы студент получает знания по структуре, форматам кадров и протоколам физического и канального уровней для ЛВС данного типа и навыки по расчёту основных характеристик для сетей с различными параметрами.

Задание:

  1.  Изучить ЛВС с кольцевой топологией с маркерным методом доступа к моноканалу.
  2.  Изучить особенности работы ЛВС на основе протоколов канального и физического уровней.
  3.  Определить основные характеристики ЛВС основе исследования аналитической модели сети.
  4.  Исследовать следующие зависимости:
  5.  нормированного времени доставки от загрузки сети . R = (0..1)  с шагом 0,1.
  6.  нормированного времени доставки от длины сети . S = (0..50-80 км)  с шагом 1.
  7.  нормированного времени доставки от числа станций . М = (0..150-400)  с шагом 1.
  8.  норм. времени доставки от скорости модуляции . В = (1..10106-100106 бит/с), шаг 11106.
  9.  пропускной способности от средней длительности кадра . = (10..1000 мкc), шаг 20 мкс.
  10.  пропускной способности от числа станций сети С(М). М = (0..150-400)  с шагом 1.
  11.  латентного периода сети от длины сети TL(S). S = (0..50-100 км)  с шагом 1.
  12.  латентного периода от скорости модуляции сигнала TL(В). В = (1..10106-100106 бит/с), шаг 10106.
  13.  латентного периода от скорости распространения сигнала TL(V). V = (1..5105 км/с), шаг 1,5104.
  14.  латентного периода сети от числа станций в сети TL(М). М = (0..100)  с шагом 1.
  15.  времени цикла от загрузки сети TЦ(R). R = (0..1)  с шагом 0,1.
  16.  времени цикла от числа станций в сети TЦ(М). М = (0..100)  с шагом 1.
  17.  времени цикла от числа маркеров в сети TЦ(N). N = (0..М+10)  с шагом 1.

Исходные данные:

S (протяжённость сети) = 2,5 км

B (скорость модуляции) = 25 Мбит/с

M (число станций) = 55

λср (средняя интенсивность сообщений) = 20 с–1

Lи (средний объём информации в кадре) = 1400 бит

N (число маркеров) = 10

L (средняя длина сообщения) = 1500 бит

V (скорость распространения сигнала) = 240000 км/с

Lм (длина маркерного кадра) = 32 бит

Ll (задержка на подготовку станции к передаче) = 3 бит

Расчёт:

Проведём расчёт для случаев с числом маркеров 1 и 20.

  1.  Длительность информационной части кадра

  1.  Длительность маркерного кадра

  1.  Время распространения сигнала между двумя соседними станциями

  1.  Средняя длительность сообщения

  1.  Коэффициент вариации времени передачи информационных кадров

  1.  Суммарное значение интенсивности поступления информационных сообщений

  1.  Суммарный коэффициент загрузки

  1.  Время, необходимое для подготовки станции к передаче,

  1.  Латентный период сети определяется соотношением

  1.  Параметр дальнодействия определяется соотношением

  1.  Пропускная способность канала при N=1 и N=20

  1.  Время цикла

При одном маркере в сети время цикла отрицательно, т.е. система неустойчива.

  1.  Нормированное время задержки сообщений

  1.  Время доставки сообщения

  1.  Минимальное время доставки сообщения (при R→0)

Исследование зависимостей

1. Нормированного времени доставки сообщений от загрузки сети.

Маркерный метод доступа позволяет избежать конфликтов,  присущих методу случайного доступа. Сеть остаётся в рабочем состоянии, хотя нормированное время доставки сообщений неограниченно возрастает по мере приближения загрузки сети к максимальной (R=1) – это обусловлено ростом длин очередей сообщений, т.е. новые сообщения генерируются быстрее, чем сеть успевает передать предыдущие. Для маркерного метода доступа сеть с кольцевой топологии имеет преимущество перед сетью с шинной топологией за счёт экономии на служебной информации в кадре.

2. Нормированного времени доставки сообщений от длины сети.

 

 

Сети с маркерным методом доступа сохраняют работоспособность, при случайном же доступе наступает отказ из-за увеличения промежутка времени, необходимого для обнаружения конфликтов (т.е. пока конфликт успеет распространиться до станции, она уже начинает передавать). Хотя при небольшой длине сети случайный доступ эффективнее маркерного (для шинной топологии). Сеть с кольцевой топологией меньше зависит от длины сети, поскольку у неё меньше латентный период (сигналы распространяются по коротким отрезкам между станциями) и сигнал регенерируется при прохождении каждого двухточечного участка между соседними станциями, таким образом вероятность искажения и повторной передачи кадра из-за затухания сигнала и помех значительно снижается.

3. Нормированного времени доставки сообщений от числа станций в сети.

 

 

С увеличением числа станций увеличиваются суммарный коэффициент загрузки сети, латентный период сети и, соответственно, время цикла сети. Следовательно растёт и нормированное время доставки сообщений. Преимущество  кольцевой ЛВС перед шинной ЛВС с маркерным методом объясняется тем, что при увеличении числа станций наряду с возрастанием наводимых ими помех возрастает и частота регенерации сигнала.

4. Нормированного времени доставки сообщений от скорости модуляции сигнала.

 

Порог минимальной частоты модуляции для ЛВС кольцевой топологии ниже, чем для шинной (так как не надо  передавать  обилие служебной информации). С увеличением частоты модуляции до определённого предела нормированное время доставки начинает увеличиваться из-за того, что сигнал высокой частоты затухает быстрее, следовательно увеличивается процент недействительных (бракованных) кадров, которые подлежат повторной передаче.

5. Пропускной способности сети от средней длительности кадра.

 

Кольцевая ЛВС быстро упирается в предел пропускной способности, обусловленный количеством станций в сети и количеством маркеров. ЛВС шинной топологии с маркерным доступом обладают постоянной пропускной способностью за счёт баланса между количеством маркерных и информационных сообщений. Для шинных ЛВС со случайным доступом увеличение длительности кадра означает уменьшение доли служебной информации.

6. Пропускной способности сети от числа станций сети.

 

При увеличении числа станций увеличивается латентный период  и время цикла сети, т.е. больше времени тратится при эстафетной передаче кадров, следовательно падает пропускная способность.

7. Латентного периода сети от длины сети TL(S).

В сети с кольцевой топологией сигналы передаются по коротким отрезкам от станции к станции, а не сразу распространяются по всему моноканалу, т.е. время распространения сигнала фактически меньше в M раз по сравнению с ЛВС шинной топологии. Латентный же период напрямую зависит от времени распространения сигнала.

8. Латентного периода сети от скорости модуляции сигнала TL(В).

 

 

При увеличении скорости модуляции сигнала уменьшается время, необходимое для подготовки станции к отправке, следовательно уменьшается латентный период. Латентный период сети с кольцевой топологией значительно меньше из-за небольшого времени распространения сигнала между соседними станциями (короткие двухточечные соединения).

9. Латентного периода сети от скорости распространения сигнала по кабелю TL(V). 

При увеличении скорости распространения сигнала уменьшается время достижения сигналом соседней станции и, соответственно, уменьшается латентный период. Латентный период сети с кольцевой топологией значительно меньше из-за небольшого времени распространения сигнала между соседними станциями (короткие двухточечные соединения).

10. Латентного периода сети от числа станций в сети TL(М).

При увеличении числа станций в сети с шинной топологией значительно возрастает доля времени на распространение сигналов между станциями в моноканале, тогда как в ЛВС кольцевой топологии сигнал распространяется только между двумя соседними станциями и увеличение числа станций компенсируется уменьшением длин соединений между соседними станциями. Таким образом, латентный период возрастает только из-за увеличения суммарного времени подготовки станций к отправке. Кроме того, в сети с кольцевой топологией качество сигнала не зависит от наводок от станций, поскольку регенерируется на каждом участке сети (на очередной станции при ретрасляции).

11. Времени цикла от загрузки сети TЦ(R).

При увеличении загрузки сети передаётся всё больше информационных кадром и, соответственно, уменьшается доля времени на обход сети маркером. Таким образом маркер(ы) обходят сеть дольше, т.е. растёт время цикла сети.

12. Времени цикла от числа станций в сети TЦ(М).

 

При увеличении числа станций маркерам требуется больше времени, чтобы обойти все станции, т.е. растёт время цикла сети.

13. Времени цикла от числа маркеров в сети TЦ(N).

Увеличенным числом маркеров все станции сети могут быть обойдены быстрее, т.е. уменьшается время цикла сети. При числе маркеров ниже определённого порога сеть становится неработоспособной. Чем больше в сети циркулирует маркеров, тем быстрее могут передаваться данные, т.к при одном маркере остальные станции простаивают, а при нескольких время простоя каждой станции снижается. Число маркеров ограничено снизу, при небольшом количестве маркеров сеть практически перестаёт работать из-за большого времени простоя станций, не имеющих маркер.

Выводы

В результате выполнения данной лабораторной работы были рассчитаны основные характеристики кольцевой ЛВС с маркерным методом доступа, были исследованы зависимости некоторых параметров сети.

Кольцевая топология имеет преимущества перед шинной за счёт использования коротких двухточечных соединений между станциями, что приводит к уменьшению времени распространения сигнала и меньшей зависимости от помех и затухания. Вследствие этого уменьшается латентный период сети и нормированное время доставки сообщения. Для более эффективного использования независимых соединений между станциями следует использовать многомаркерный тип доступа.

PAGE   \* MERGEFORMAT 5


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16220. Создание Help-файла 132 KB
  Лабораторная работа №8 Создание Helpфайла Цель работы: Изучить способы создания Helpов Постановка задачи: Разработать Helpфайл поддерживающий контекстнозависимую помощь для задачи вычисления определенного интеграла. Создать содержание и текст составленный не мене
16221. Разработка многопоточных приложений 402.5 KB
  Лабораторная работа №9 Разработка многопоточных приложений Цель работы: Изучить принципы организации параллельных вычислений в отдельных потоках Постановка задачи: Разработать приложение содержащее два потока. В первом потоке случайным образом формировать парам...
16222. Динамическое создание объектов на базе стандартных классов DELPHI 103 KB
  Лабораторная работа №11 Динамическое создание объектов на базе стандартных классов DELPHI Цель работы: Изучить принципы создания приложения без использования услуг инспектора объектов Постановка задачи: Разработать приложение реализующее вычисление определенного и...
16223. Динамическое создание объектов на базе стандартных классов DELPHI 128.5 KB
  Лабораторная работа №12 Динамическое создание объектов на базе стандартных классов DELPHI Цель работы: Изучить принципы создания COMсервера и COMприложения Постановка задачи: Разработать COMсервер реализующий три метода решения нелинейных уравнений. Разработать COMкл...
16224. Создание контроллеров автоматизации приложений Microsoft Office 129.5 KB
  Лабораторная работа №14 Создание контроллеров автоматизации приложений Microsoft Office Цель работы: Изучить принципы обмена данными между клиентом пользовательским приложением и сервером на примере приложения компании Microsoft Office Постановка задачи: Разработать кон...
16225. Имитационное моделирование и система GPSS 90.5 KB
  Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Теоретические основы автоматизированного управления Лабораторная работа № 1 Имитационное моделирование и система GPSS Цель работы: Изучить метод имитационного моделирования систем массового обслужив...
16226. Исследование характеристик фрагмента коммуникационной системы АСУ 158.5 KB
  Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Теоретические основы автоматизированного управления Лабораторная работа № 2 Исследование характеристик фрагмента коммуникационной системы АСУ Цель работы: Приобрести навыки анализа одно и многокан
16227. Оценка оперативности решения задач на ЭВМ в условиях отказов 108 KB
  Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Теоретические основы автоматизированного управления Лабораторная работа № 3 Оценка оперативности решения задач на ЭВМ в условиях отказов Цель работы: Приобрести навыки анализа СМО допускающих прерыв...
16228. Оценка производительности многопроцессорного вычислительного комплекса 61.5 KB
  Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Теоретические основы автоматизированного управления Лабораторная работа № 4 Оценка производительности многопроцессорного вычислительного комплекса Цель работы: Приобрести навыки анализа сетей мас...