71024

Исследование модели шинной ЛВС с маркерным доступом

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изучить структуру и принципы построения ЛВС с шинной топологией с маркерным методом доступа к моноканалу. Изучить особенности работы шинных ЛВС с маркерным методом доступа на основе протоколов канального и физического уровней ЭМ ВОС.

Русский

2014-10-31

159 KB

0 чел.

Министерство Образования Российской Федерации

Марийский Государственный Технический Университет

Факультет Информатики и Вычислительной Техники

Лабораторная работа №2

Исследование модели шинной ЛВС

с маркерным доступом

Вариант №8

Выполнил:

студент ФИВТ

группы ПС-41

Полевщиков Д.А.

Проверила:

Васяева Е. С.

Йошкар-Ола

2004


Цель работы:

Исследование особенностей построения и функционирования шинной ЛВС с маркерным методом доступа и определение основных характеристик сети. 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 структуру и принципы построения ЛВС с шинной топологией с маркерным методом доступа к моноканалу.
  2.  Изучить особенности работы шинных ЛВС с маркерным методом доступа на основе протоколов канального и физического уровней ЭМ ВОС.
  3.  Определить основные характеристики ЛВС шинной топологии с маркерным методом доступа на основе исследования аналитической модели сети.
  4.  Исследовать следующие зависимости:

а) нормированного времени доставки сообщений от загрузки сети. Значение R изменять в диапазоне (0..1)  с шагом 0,1;

б) нормированного времени доставки сообщений от длины сети. Значение S изменять в диапазоне (0..50-80 км)  с шагом 1;

в) нормированного времени доставки сообщений от числа станций в сети. Значение М изменять в диапазоне (0..150-400)  с шагом 1;

г) нормированного времени доставки сообщений от скорости модуляции сигнала. Значение В изменять в диапазоне (1..10106-100106 бит/с)  с шагом 1106;

д) пропускной способности сети от средней длительности кадра. Значение  изменять в диапазоне (1010-6.. 100010-6 c)  с шагом 20 мкс;

е) латентного периода сети от длины сети TL(S). Значение S изменять в диапазоне (0..50-100 км)  с шагом 1.

ж) латентного периода сети от скорости модуляции сигнала TL(В). Значение В изменять в диапазоне (1..10106-100106 бит/с)  с шагом 10106.

з) латентного периода сети от скорости распространения сигнала по кабелю TL(V). Значение V изменять в диапазоне (1..1104-5105 км/с)  с шагом 1,5104.

и) латентного периода сети от числа станций в сети TL(М). Значение М изменять в диапазоне (0..100)  с шагом 1.

Исходные данные:

S (протяжённость сети) = 2 км

B (скорость модуляции) = 25 Мбит/с

M (число станций) = 60

λср (средняя интенсивность сообщений) = 20 с–1

Lи (средний объём информации в кадре) = 1600 бит

Lс (средний объём служебной части кадра) = 168 бит

V (скорость распространения сигнала) = 230000 км/с

np (максимальное число ретрансляторов) = 2

Lp (максимальная задержка ретранслятора) = 14 бит

Lм (длина маркерного кадра) = 24 бит

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


Расчёт:

Время распространения сигнала между наиболее удалёнными станциями

τ = τрт*nр + τр = Lp / B * nр + S / V = 14 / 25000000 * 2 + 2 / 230000 = 1.12 + 8.696 =
9.816 мкс

Cуммарная средняя длительность передачи кадра

τср = Lи / B +Lс / B = 1600 / 25000000 + 168 / 25000000= 64 + 6.72 = 70.72 мкс

Длительность маркерного кадра

τм = Lм / B = 24 / 25000000 = 0.96 мкс

Время на подготовку станции к передаче

τL = Ll / B = 3 / 25000000 = 0.12 мкс

Латентный период сети

 TL = M*( τL + τ) = 60*(0.12 + 9.816) = 596.1 мкс

Параметр дальнодействия

 α’ = (M* τм +TL)/ τср = (60*0.96 + 596.1) / 70.72 = 9.244

Пропускная способность канала

С = 1, т.к. с увеличением длин очередей доля маркерных сообщений уменьшается

Коэффициент вариации времени передачи кадров

 v = τи / τср =  64 / 70.72 = 0.905

Суммарная интенсивность сообщений, исходящих от станций

λ = Mср = 1200 с–1

Суммарный коэффициент загрузки

 R = λ*τср = 1200 * 70.72*10–6 = 0.085

Относительная задержка доставки сообщения

 τn / τср = [R (1 + v2) + α’] / (2 – 2R) = [0.085*(1+0.819) + 9.244] / [2 – 2*0.085] = 5.135

Время доставки сообщения

 τn = 5.135 * τср = 5.135*70.72 = 363.1 мкс

Минимальная задержка доставки (R→0)

 τnmin = α’*τср / 2 = 9.244*70.72 / 2 = 326.9 мкс


Исследование зависимостей

а) нормированного времени доставки сообщений от загрузки сети.

R

0

4.622

0.1

5.237

0.2

6.005

0.3

6.993

0.4

8.31

0.5

10.154

0.6

12.919

0.7

17.529

0.8

26.748

0.9

54.406

1

4.982e16

Предельное значение коэффициента загрузки R, при котором нормированное время доставки сообщения неограниченно возрастает, равно пропускной способности сети С=1. По графику видно, что при больших значениях загрузки шинная топология с маркерным доступом выгодно отличается от сети со случайным доступом.

б) нормированного времени доставки сообщений от длины сети. 

S

0

1.104

5

11.181

10

21.258

15

31.335

20

41.413

25

51.49

30

61.567

35

71.644

40

81.721

45

91.798

50

101.875

Нормированное время доставки сообщения возрастает при увеличении длины канала, т.к. возрастает латентный период сети. Из построенных графиков видно, что при одинаковой длине кабеля случайный метод доступа обеспечивает более быструю доставку сообщений, чем маркерный метод. С другой стороны, отсутствие необходимости распознавания коллизий при маркерном методе позволяет увеличить протяженность сети.


в)
нормированного времени доставки сообщений от числа станций в сети.

M

0

0

30

2.454

60

5.135

90

8.077

120

11.32

150

14.912

180

18.913

210

23.397

240

28.457

270

34.211

300

40.814

Нормированное время доставки сообщений возрастает при увеличении числа станций в сети, т.к. увеличивается коэффициент загрузки и латентный период сети. Число станций при данных параметрах сети существенно больше, чем при случайном методе. Графики показывают, что маркерный метод имеет преимущества над случайным методом при большом числе станций.

г) нормированного времени доставки сообщений от скорости модуляции сигнала.

B

1

-0.909

5e6

3.573

1e7

3.302

1.5e7

3.815

2e7

4.453

2.5e7

5.135

3e7

5.837

3.5e7

6.55

4e7

7.269

4.5e7

7.993

5e7

8.719

Сигнал с бОльшей частотой затухает быстрее, из-за этого возрастает количество неверно переданных кадров, следовательно повышается нормированное время передачи. Низкая же скорость не позволяет сети в нужный срок передать необходимый объём данных (мнимая часть графика). Оптимальное значение B лежит примерно между 0.7*107 и 1.2*107 Гц.

tcp

С

0

1

0.001

1

д) пропускной способности сети от средней длительности кадра.

Пропускная способность сети всегда равна 1 и не зависит от средней длительности кадра, т.к. в течение каждого цикла опроса канал всегда загружен передаваемыми сообщениями (маркерными и информационными). По этому параметру маркерный метод выгоднее случайного, при котором пропускная способность никогда не равна 1.

е) латентного периода сети от длины сети TL(S)

TL

S

0

7.44e-5

5

1.379e-3

10

2.683e-3

15

3.987e-3

20

5.292e-3

25

6.596e-3

30

7.9e-3

35

9.205e-3

40

0.011

45

0.012

50

0.013

Латентный период растёт, т.к. требуется больше времени на прохождение сигнала и, соответственно, на передачу маркера (плюс задержки из-за искажённых кадров). Из графика видно, что уменьшить латентный период сети можно, уменьшая протяженность сети, т.к. при этом уменьшается полное время распространения сигнала по кабелю.

ж) латентного периода сети от скорости модуляции сигнала TL(В)

TL

B

1e6 2.382e

2.382e

6e6 8.317e

8.317e

1.1e7 6.908e

6.908e

1.6e7 6.38e

6.38e

2.1e7 6.103e

6.103e

2.6e7 5.933e

5.933e

3.1e7 5.817e

5.817e

3.6e7 5.734e

5.734e

4.1e7 5.671e

5.671e

4.6e7 5.622e

5.622e

При увеличении скорости модуляции уменьшается время срабатывания сетевых карт τL и полное время распространения сигнала по кабелю τ, следовательно, уменьшается латентный период сети TL=M(τL+τ), что и показывает данный график..

з) латентного периода сети от скорости распространения сигнала по кабелю TL(V)

TL

V

1e4

0.012

6e4

2.074e-3

1.1e5

1.165e-3

1.6e5

8.244e-4

2.1e5

6.458e-4

2.6e5

5.359e-4

3.1e5

4.615e-4

3.6e5

4.077e-4

4.1e5

3.671e-4

4.6e5

3.353e-4

Латентный период уменьшается, поскольку при увеличении скорости распространения сигнала времени на передачу сигналов требуется меньше, соответственно маркерный кадр достигает очередной станции и быстрее и она может быстрее начать передачу.


и) латентного периода сети от числа станций в сети TL(М)

TL

M

1 9.936e

9.936e

12 1.192e

1.192e

23 2.285e

2.285e

34 3.378e

3.378e

45 4.471e

4.471e

56 5.564e

5.564e

67 6.657e

6.657e

78

7.75e

89 8.843e

8.843e

100 9.936e

9.936e

Из графика видно, что уменьшить латентный период сети можно, уменьшая число станций в сети, т.к. латентный период сети складывается из латентных времен всех станций L и полного времени распространения сигнала по кабелю .S.

Вывод

Были определены заданные зависимости нормированного времени доставки сигнала и латентного периода сети от различных параметров (длина, скорость модуляции,  загруженность сети и т.д.) Были выявлены причины полученного вида зависимостей.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60465. Формування соціально зрілої особистості 90 KB
  В процесі роботи з учнівським колективом надаю допомогу кожному учневі пізнати себе своє Я знайти своє місце в колективі однолітків суспільстві. Здійснюю через співпрацю з вчителями-предметниками впроваджуючи цикл психологічних...
60466. Будова і функції зубів. Гігієна зубів 46 KB
  Мета: ознайомити учнів з будовою зубів їх видами та функціями; розвивати вміння виявляти причини хвороб зубів та робити висновки щодо профілактики захворювання зубів; виховувати свідоме ставлення до свого здоров’я...
60467. Подорожуємо Англією 401 KB
  Скажіть в яких країнах розмовляють цією мовою Учні називають англомовні країни А чи знаєте ви де ж вперше пролунали слова англійською мовою тобто де ж виникла англійська мова...
60468. УСТНЫЙ ЖУРНАЛ «ПО СТРАНИЦАМ ИСТОРИИ» 363.5 KB
  Цель: Расширить знания детей об освобождении родного края от немецко-фашистских захватчиков, формировать активную жизненную позицию, воспитывать патриотизм и уважение к защитникам Родины.
60469. Моя Батьківщина - Україна 120.5 KB
  Обладнання: картини рідної природи; карта України; символи України; вишиваний рушник колосся і калина; назви народних символів; картки з прислівями назви сторінок усного журналу.
60470. «Україно, квіте любий, сонячная руто…» (Україна у житті та творчості зарубіжних поетів) 101.5 KB
  Володимир Маяковський про Україну 13 січня 1924 року в газеті Пролетарська правда що виходила у Києві було надруковано оголошення: Товаришу Маяковський Робітничі кореспонденти чекають на вас у своєму клубі 13 січня о 1 годині дня. 21 квітня 1845 року він пішов на військову службу.