Проектиране и изчисляване на надеждността и ефективността на локална мрежа. Пример за изчисляване на надеждността на локална мрежа Какво отличава TCP от UDP

Изпратете вашата добра работа в базата знания е проста. Използвайте формата по -долу

Студенти, аспиранти, млади учени, които използват базата знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Въведение

локална мрежа

Днес в света има повече от 130 милиона компютри и повече от 80% от тях са обединени в различни информационни и компютърни мрежи, от малки локални мрежи в офиси до глобални мрежи като интернет.

Опитът при работа с мрежи показва, че около 80% от цялата информация, изпратена по мрежата, е заключена в рамките на един офис. Затова специално внимание на разработчиците започна да привлича така наречените локални мрежи.

Локалната мрежа е съвкупност от компютри, периферни устройства (принтери и т.н.) и комутационни устройства, свързани чрез кабели.

Локалните мрежи се различават от другите мрежи по това, че обикновено са ограничени до умерена географска област (една стая, една сграда, един район).

Много зависи от качеството и внимателността на изпълнението на началния етап на внедряване на LAN - от предпроектното проучване на системата за управление на документи на това предприятие или организация, където се предполага да инсталира компютърна мрежа. Тук се поставят такива важни показатели на мрежата като нейната надеждност, диапазон от функционални възможности, експлоатационен живот, непрекъснато ъптайм, технология за поддръжка, експлоатационно и максимално натоварване на мрежата, мрежова сигурност и други характеристики.

Глобалната тенденция към свързване на компютри в мрежа се дължи на редица важни причини, като ускоряване на прехвърлянето на информационни съобщения, възможност за бърз обмен на информация между потребителите, получаване и предаване на съобщения, без да напускате работното място, възможност за незабавно да получавате всякаква информация от всяка точка на света, както и обмен на информация между компютри на различни производители, работещи под различен софтуер.

Такива огромни потенциални възможности, които носи компютърната мрежа, и новото нарастване на потенциала, което изпитва информационния комплекс, както и значително ускоряване на производствения процес, не ни дават правото да не приемаме това за развитие и да не ги прилагаме на практика.

1. Целта на работата.

Целта на работата е да се придобият умения в развитието на структурата на локалните мрежи, изчисляването на основните показатели, които определят работата на мрежата.

2. Теоретична част

2.1 Основните цели на създаването на локална мрежа (LAN).

Постоянната нужда от оптимизиране на разпределението на ресурси (предимно информация) периодично ни поставя пред необходимостта от разработване на фундаментално решение на въпроса за организирането на ICS (информационна и компютърна мрежа) на базата на съществуващ компютърен парк и софтуерен комплекс която отговаря на съвременните научни и технически изисквания, като се вземат предвид нарастващите нужди и възможността за по -нататъшно постепенно развитие на мрежата във връзка с появата на нови технически и софтуерни решения.

Накратко, основните предимства на използването на LAN могат да бъдат подчертани:

Споделяне на ресурси

Споделянето на ресурси позволява икономично използване на ресурсите,

например управлявайте периферни устройства, като лазерни принтери от всички свързани работни станции.

Разделяне на данни.

Споделянето на данни предоставя възможност за достъп и управление на бази данни от периферни работни станции, които се нуждаят от информация.

Разделяне на софтуера

Разделянето на софтуерни инструменти предоставя възможност за едновременно използване на централизирани, предварително инсталирани софтуерни инструменти.

Споделяне на процесорни ресурси

Чрез разделяне на процесорните ресурси е възможно да се използва изчислителна мощ за обработка на данни от други системи в мрежата.

Основнотоясни определения и терминология

Локалната мрежа (LAN) е високоскоростна комуникационна линия от хардуер за обработка на данни в ограничена зона. LAN може да обедини персонални компютри, терминали, миникомпютри и компютри с общо предназначение, печатащи устройства, системи за обработка на реч и други устройства -

Мрежовите устройства (ND) са специализирани устройства, предназначени да събират, обработват, трансформират и съхраняват информация, получена от други мрежови устройства, работни станции, сървъри и др.

Основният компонент на локална мрежа е работна станция на локална мрежа (RSLVS), т.е.компютър, чиито хардуерни възможности дават възможност за обмен на информация с други компютри.

Локалната мрежа е сложна техническа система, която е комбинация от хардуер и софтуер, тъй като простото свързване на устройства обаче не означава, че те могат да работят заедно. За ефективна комуникация между различните системи е необходим подходящ софтуер. Една от основните функции на оперативната поддръжка на LAN е поддържането на такава връзка.

Правилата за засяване - как системата се анкетира и трябва да бъде анкетирана - се наричат ​​протоколи.

Системите се наричат ​​подобни, ако използват едни и същи протоколи. Когато се използват различни протоколи, те също могат да комуникират помежду си с помощта на софтуер, който преобразува протоколите помежду си, LAN може да се използва за комуникация не само с компютър. Те могат да свързват видео системи, телефонни системи, производствено оборудване и почти всичко, което изисква високоскоростна комуникация. Няколко локални мрежи могат да бъдат свързани чрез локални и отдалечени връзки в режим на свързване.

Личните компютри са свързани в мрежа предимно за споделяне на програми и файлове с данни, предаване на съобщения (режим на електронна поща) и за споделяне на ресурси (печатащи устройства, модеми и хардуерна и софтуерна мрежа). В този случай персоналните компютри се наричат ​​работни станции на локалната компютърна мрежа.

Съвременната LAN технология позволява използването на различни видове кабели в една и съща мрежа, както и безпроблемно свързване на различно LAN оборудване като Ethernet, Archnet и Token-ring в една мрежа.

Первили, решени при създаване на LAN

При създаването на LAN, разработчикът се сблъсква с проблем: с известни данни за предназначението, списъка с LAN функции и основните изисквания за набор от хардуерни и софтуерни инструменти за LAN, изграждане на мрежа, тоест решаване на следните задачи :

дефинирайте LAN архитектурата: изберете типовете LAN компоненти;

оценява показателите за ефективност на LAN;

определя цената на LAN.

В този случай трябва да се вземат предвид правилата за свързване на LAN компоненти въз основа на стандартизацията на мрежите и техните ограничения, определени от производителите на LAN компоненти.

Конфигурацията на LAN за ICS зависи значително от характеристиките на конкретна област на приложение. Тези характеристики се свеждат до видовете предавана информация (данни, реч, графики), пространственото местоположение на абонатните системи, интензивността на информационните потоци, допустимите закъснения на информацията по време на предаването между източници и получатели, количеството обработка на данни в източници и потребители, характеристики на абонатните станции, външни климатични, електромагнитни фактори, ергономични изисквания, изисквания за надеждност, LAN разходи и др.

Определяне на топологията на мрежата

Помислете за опциите на топологията и състава на компонентите на локалната мрежа.

Топологията на мрежата се определя от начина, по който нейните възли са свързани чрез комуникационни канали. На практика се използват 4 основни топологии:

звездообразна (фиг. 1, а, 1, б);

пръстеновиден (фиг. 2);

гума (фиг. 3);

дървовидни или йерархични (фиг. 4).

AK - активен концентратор PC - пасивен концентратор Фиг. 4. Йерархична мрежа с хъбове.

Избраната топология на мрежата трябва да съответства на географското местоположение на LAN мрежата, изискванията, установени за характеристиките на мрежата, изброени в таблицата. 1.

Таблица 1. Сравнителни данни за характеристиките на LAN.

Изборът на вида комуникационни средства. Усукана двойка

Най-евтината кабелна връзка е усукана двупроводна кабелна връзка, често наричана „усукана двойка“. Тя ви позволява да прехвърляте информация със скорост до 10 Mbit / s, може лесно да бъде надградена, но също така е и несигурна. Дължината на кабела не може да надвишава 1000 м при скорост на предаване 1 Mbit / s - Предимствата са ниската цена и безпроблемната инсталация. За да се увеличи шумоустойчивостта на информацията, често се използва екранирана усукана двойка, т.е. двойка, поставена в екранираща обвивка, подобна на щита на коаксиален кабел. Това увеличава цената на усуканата двойка и приближава нейната цена до цената на коаксиален кабел,

Коаксиален кабел

Коаксиалният кабел има средна цена, добра устойчивост на шум и се използва за комуникация на дълги разстояния (няколко километра). Скорост на предаване на информация от 1 до 10 Mbps, а в някои случаи може да достигне 50 Mbps - Коаксиален кабел се използва за основно и широколентово предаване на информация,

Широколентов коаксиален кабел

Широколентовият коаксиален кабел е имунизиран срещу смущения, лесен за отглеждане, но скъп. Скоростта на предаване на информация е 500 Mbit / s. При предаване на информация в основната честотна лента на разстояние над 1,5 км е необходим усилвател или така наречения повторител (повторител), Следователно общото разстояние по време на предаване на информация се увеличава до 10 км. За компютърни мрежи с топология на шина или дърво, коаксиалният кабел трябва да има завършващ резистор (терминатор) в края.

Ethernet кабел

Ethemet също е 50 омов коаксиален кабел. Нарича се още дебел Ethernet или жълт кабел.

Поради своята устойчивост на шум, той е скъпа алтернатива на конвенционалните коаксиални кабели. Максималното налично разстояние без повторител не надвишава 500 м, а общото разстояние на Ethernet мрежата е около 3000 м. Ethernet кабелът, поради своята магистрална топология, използва само един завършващ резистор в края.

По -евтин - кабел

По -евтиният кабел или тънкият Ethernet, както често го наричат, е по -евтин от Ethernet. Това също е 50 омов коаксиален кабел със скорост на предаване на данни от десет милиона бита / сек. Повторителите също са необходими при свързване на по -евтини кабелни сегменти. Изчислителните мрежи с по-евтин кабел са с ниска цена и минимални разходи за разширяване. Мрежовите карти са свързани с широко използвани малки байонетни конектори (CP-50). Допълнително екраниране не се изисква. Кабелът се свързва към компютъра чрез Т-конектори. Разстоянието между две работни станции без повторители може да бъде максимум 300 m, а общото разстояние за мрежата по кабела Cheapernet е около 1000 м. Трансивърът Cheapernet се намира на мрежовата платка както за галванична изолация между адаптерите, така и за усилване външния сигнал.

Оптични линии

Най -скъпите са оптичните проводници, наричани още кабели от фибростъкло. Скоростта на разпространение на информация чрез тях достига няколко гагабита в секунда. Допустимото разстояние е повече от 50 км. На практика няма външно влияние на смущения. Това в момента е най -скъпата LAN връзка. Те се използват там, където възникват полета на електромагнитни смущения или където се изисква да се предава информация на много големи разстояния без използване на повторители. Те имат свойства против заглушаване, тъй като техниката на разклоняване във оптичните кабели е много сложна. Оптичните съединители са свързани към LAN чрез звездна връзка.

Избор на тип сграден комплекти по метода на предаване на информация

Локална мрежа с токен пръстен

Този стандарт е разработен от IBM. Неекранирана или екранирана усукана двойка (UPT или SPT) или оптично влакно се използва като среда за предаване. Скорост на пренос на данни 4 Mbps или 16 Mbps. Методът Token Ring се използва като метод за контрол на достъпа на станцията до носителя за предаване. Основните моменти на този метод:

Устройствата са свързани към мрежата с помощта на топология на звънене;

Всички устройства, свързани към мрежата, могат да предават данни само след получаване на разрешение за предаване (жетон);

във всеки един момент само една станция в мрежата има това право.

Мрежата може да свързва компютри в звездна или пръстенна топология.

Локална мрежа Arcnet

Arknet (Attached Resource Computer NETWork) е проста, евтина, надеждна и достатъчно гъвкава LAN архитектура. Разработен от Datapoint Corporation през 1977 г. Впоследствие лицензът на Arcnet е придобит от Standard Microsistem Corporation (SMC), която става основен разработчик и производител на оборудване за мрежи Arcnet. Като преносна среда се използват усукана двойка, коаксиален кабел (RG-62) с характерен импеданс от 93 ома и оптичен кабел, скоростта на предаване на данни е 2,5 Mbit / s. При свързване на устройства в Arcnet се използват топологии на шината и звездата. Методът за контролиране на достъпа на станциите до предавателната среда е символна шина. Този метод предоставя следните правила:

Във всеки един момент само една станция в мрежата има това право;

Основни принципи на работа

Прехвърлянето на всеки байт към Arcnet се извършва чрез специално съобщение ISU (Информационен символен блок), състоящо се от три бита за стартиране / спиране на услугата и осем бита за данни. В началото на всеки пакет се предава първоначалният разделител AB (Alert Burst), който се състои от шест сервизни бита. Водещият разделител действа като преамбюл за пакета.

В мрежата на Arcnet могат да се използват две топологии: звезда и шина,

Локална Ethernet мрежа

Спецификацията за Ethernet е въведена в края на седемдесетте от Xerox Corporation. По -късно към този проект се присъединиха Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. През 1982 г. е публикувана версията 2.0 на спецификацията на Ethernet. Въз основа на Ethernet институтът ieee разработи стандарта ieee 802.3. Разликите между тях са незначителни.

Основни принципи на работа:

На логическо ниво Ethernet използва топология на шината;

Всички устройства, свързани към мрежата, са равни, тоест всяка станция може да започне предаване по всяко време (ако носителят е свободен);

Данните, предавани от една станция, са достъпни за всички станции в мрежата.

Изберетемрежова операционна система op

Голямото разнообразие от видове компютри, използвани в компютърните мрежи, включва разнообразие от операционни системи: за работни станции, за мрежови сървъри на ниво отдел и като цяло за сървъри на ниво предприятие. Те могат да имат различни изисквания за производителност и функционалност, желателно е те да имат свойството на съвместимост, което би позволило оперативната съвместимост на различните операционни системи. Мрежовите операционни системи могат да бъдат разделени на две групи: в целия отдел и в предприятието. ОС за отдели или работни групи предоставят набор от мрежови услуги, включително споделяне на файлове, приложения и принтери. Те също така трябва да предоставят свойства за устойчивост на грешки, например работа с RAID масиви, поддръжка на клъстерни архитектури. Отделните NOS обикновено са по -лесни за инсталиране и управление от корпоративните NOS, те имат по -малко функционалност, по -малко защита на данните, по -малка оперативна съвместимост с други видове мрежи и по -ниска производителност. Мрежовата операционна система в цялото предприятие трябва преди всичко да притежава основните свойства на всеки корпоративен продукт, включително:

мащабируемост, тоест способност да работят еднакво добре в широк спектър от различни количествени характеристики на мрежата,

оперативна съвместимост с други продукти, тоест възможност за работа в сложна хетерогенна между-мрежова среда в plug-and-play режим.

Операционната система на корпоративна мрежа трябва да поддържа по -сложни услуги. Подобно на мрежовата операционна система на работна група, операционната система на корпоративна мрежа трябва да позволява на потребителите да споделят файлове, приложения и принтери за повече потребители и данни и с по -добра производителност. В допълнение, мрежова операционна система в цялата компания предоставя възможност за свързване на различни системи - както работни станции, така и сървъри. Например, дори ако операционната система работи на платформа Intel, тя трябва да поддържа UNIX работни станции, работещи на RISC платформи. По същия начин сървърната операционна система, работеща на компютър RISC, трябва да поддържа DOS, Windows и OS / 2. Операционната система на корпоративна мрежа трябва да поддържа множество протоколни стекове (като TCPNR, IPX / SPX, NetBIOS, DECnet и OSI), като осигурява лесен достъп до отдалечени ресурси, удобни процедури за управление на услуги, включително агенти за системи за управление на мрежата.

Важен елемент от корпоративната мрежова операционна система е централизирано бюро за помощ, което съхранява данни за потребители и мрежови споделяния. Тази услуга, известна още като услуга с указатели, осигурява единно логическо влизане за потребител в мрежата и осигурява удобен начин за преглед на всички налични ресурси, които са му на разположение. Администраторът, ако има централизирано бюро за помощ в мрежата, е освободен от необходимостта да създаде повтарящ се списък с потребители на всеки сървър, което означава, че той е освободен от много рутинна работа и потенциални грешки при определяне на състава на потребителите и техните права на всеки сървър. Важно свойство на бюрото за помощ е неговата мащабируемост, предоставена от разпределената база данни с потребители и ресурси.

Мрежовите операционни системи като Banyan Vines, Novell NetWare 4.x, IBM LAN Server, Sun NFS, Microsoft LAN Manager и Windows NT Server могат да служат като корпоративна операционна система, докато NetWare 3.x, Personal Ware, Artisoft LANtastic е повече подходящ за малки работни групи.

Критериите за избор на операционна система за цялото предприятие са следните характеристики:

Органична мулти-сървърна мрежова поддръжка;

Висока ефективност на файловите операции;

Възможност за ефективна интеграция с други операционни системи;

Наличие на централизирано мащабируемо бюро за помощ;

Добри перспективи за развитие;

Ефективна работа на отдалечени потребители;

Различни услуги: файлова услуга, услуга за печат, защита на данните и устойчивост на грешки, архивиране на данни, услуга за съобщения, различни бази данни и други;

Различни транспортни протоколи: TCP / IP, IPX / SPX, NetBIOS, AppleTalk;

Поддръжка за различни операционни системи за крайни потребители: DOS, UNIX, OS / 2, Mac;

Поддръжка на стандарти за мрежово оборудване Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet;

Наличие на популярни API и механизми за извикване на отдалечени процедури на RPC;

Възможност за взаимодействие със системата за управление и управление на мрежата, поддръжка на стандартите за управление на мрежата SNMP.

Разбира се, никоя от съществуващите мрежови операционни системи не отговаря напълно на изброените изисквания, така че изборът на мрежова операционна система, като правило, се извършва, като се вземат предвид производствената ситуация и опит. Таблицата обобщава основните характеристики на популярните и налични мрежови операционни системи в момента.

Определяне на надеждността на LAN. 2.4.1. NSПоказатели за надеждност на LAN

Като цяло надеждността е свойството на техническо устройство или продукт да изпълнява функциите си в рамките на допустимите отклонения в рамките на определен период от време.

Надеждността на продукта се определя на етапа на проектиране и по същество зависи от такива критерии като избора на технически и технологични спецификации, съответствието на приетите дизайнерски решения със световното ниво. Надеждността на LAN е повлияна и от грамотността на персонала на всички нива на използване на мрежата, условията за транспортиране, съхранение, инсталиране, настройка и тестване на всеки мрежов възел, спазване на правилата за експлоатация на оборудването.

При изчисляване и оценка на надеждността на компютърна мрежа ще се използват следните термини и определения:

Изправност - състоянието на продукта, в което той е в състояние да изпълнява своите функции в рамките на установените изисквания.

Неизправността е събитие, при което работата на продукта е нарушена.

Неизправност - състояние на продукт, при което той не отговаря на поне едно изискване от техническата документация.

Работно време - продължителността на работата на продукта в часове или други единици време.

MTBF или MTBF е средната стойност на MTBF на ремонтиран продукт между повредите.

Вероятност за безпроблемна работа - вероятността да не настъпи повреда на продукта в даден период от време.

Процентът на неизправност е вероятността от повреда на неремонтен продукт за единица време след даден момент от време.

Надеждност - свойството на продукта да остане в експлоатация за определено време на работа.

Трайността е свойството на продукта да поддържа ефективността си до граничното състояние с прекъсвания за поддръжка и ремонт.

Ресурс - времето за работа на продукта до гранично състояние, както е посочено в техническата документация.

Срок на експлоатация - календарната продължителност на експлоатацията на продукта до граничното състояние, посочено в техническата документация.

Поддържане - наличност на продукт за обслужване

и ремонт.

Надеждността е сложен имот, който включва свойства като:

работоспособност;

запазване;

поддръжка;

трайност.

Основното свойство, описано чрез количествени характеристики, е ефективността.

Загуба на изпълнение - отказ. Повредите на електрически продукт могат да означават не само електрически или механични повреди, но и излизане на неговите параметри извън допустимите граници. В това отношение провалите могат да бъдат внезапни и постепенни.

Внезапните повреди на устройството са случайни събития. Тези повреди могат да бъдат независими, когато повредата на един елемент в устройството възниква независимо от други елементи, и зависими, когато повредата на един елемент е причинена от повреда на други. Разделянето на неуспехите на внезапни и постепенни е условно, тъй като внезапните неуспехи могат да бъдат причинени от развитието на постепенни неуспехи.

Основните количествени характеристики на надеждността (производителността):

вероятността за работа без отказ за времето t: P (t);

вероятността за повреда във времето t: Q (t) = 1 - P (t);

степен на повреда X (t) - показва средния брой повреди, които възникват за единица време на работа на продукта;

средното време на работа на продукта до повреда T (обратното на степента на повреда).

Реалните стойности на тези характеристики са получени от резултатите от изпитванията за надеждност. При изчисляване на времето до повреда / се счита за случайна величина, следователно се използва апаратът на теорията на вероятността.

Свойства (аксиоми):

Р (0) = 1 (разглежда се работата на работещи продукти);

lim t _> 00 P (t) = O (работоспособността не може да се поддържа за неопределено време);

dP (t) / dt<0 (в случае если после отказа изделие не восстанавливается).

По време на експлоатационния живот на техническо устройство могат да се разграничат три периода, като степента на повреда, при която варира по различни начини. Зависимостта на степента на повреда от времето е показана на фиг. 5.

Фиг. 5. Типична крива X (t) през целия живот на продукта.

I - етап на работа dX (t) / dt<0

II - етап на нормална работа X (t) -конст

III - етап на стареене dX (t) / dt> 0

В първия период, наречен период на изтичане, се идентифицират структурни, технологични, инсталационни и други дефекти, поради което степента на повреда може да се увеличи в началото на периода, намалявайки с наближаването на периода на нормална експлоатация.

Периодът на нормална работа се характеризира с внезапни повреди с постоянен интензитет, който се увеличава към периода на износване.

По време на износване процентът на повреда се увеличава с времето, тъй като продуктът се износва.

Очевидно основният трябва да бъде периодът на нормална работа, а останалите периоди са периодите на влизане и излизане от този период.

Аксиома 3 е валидна за невъзстановими елементи (микросхеми, радиоелементи и др.). Процесът на експлоатация на възстановими системи и продукти се различава от същия процес за невъзстановими такива по това, че наред с потока от повреди на продуктови елементи, има етапи на ремонт на повредени елементи, т.е. има поток от възстановяване на елементи. За възстановените системи третото свойство на характеристиките на надеждност не е удовлетворено: dP (t) / dt<0. За период времени At могут отказать два элемента системы, а быть восстановленными - три аналогичных элемента, а значит производная dP(t)/dt>0.

Когато конфигурират компютърни мрежи, те работят с такава концепция като средното време между повредите на определен мрежов елемент (Tn).

Например, ако 100 продукта са тествани за една година и 10 от тях не са успели, тогава Тn ще бъде равно на 10 години. Тези. всички продукти се очаква да излязат от строя след 10 години.

Количествена характеристика за математическото определение на надеждността е степента на повреда на устройство за единица време, която обикновено се измерва с броя на отказите на час и се обозначава с X.

Средното време между повредите и средното време за възстановяване са свързани помежду си чрез коефициента на наличност Kg, който се изразява в вероятността компютърната мрежа да бъде в работно състояние:

Така коефициентът на наличност Kg на цялата мрежа ще бъде определен като произведение на коефициента на частична наличност Kri. Трябва да се отбележи, че мрежата се счита за надеждна, когато Kr> 0,97.

Пример за изчисляване на надеждносттаи локална мрежа

Локалната компютърна мрежа обикновено включва набор от потребителски работни станции, работна станция на мрежов администратор (може да се използва една от потребителските станции), сървърно ядро ​​(набор от хардуерни сървърни платформи със сървърни програми: файлов сървър, WWW сървър, сървър на база данни, пощенски сървър и др.), комуникационно оборудване (рутери, комутатори, хъбове) и структурирано окабеляване (кабелно оборудване).

Изчисляването на надеждността на LAN започва с формирането на концепцията за повреда на дадена мрежа. За това се анализират управленските функции, чието изпълнение в предприятието се извършва с помощта на тази LAN. Избират се функциите, чието нарушение е неприемливо, и се определя LAN оборудването, участващо в тяхното изпълнение. Например: разбира се, през работния ден трябва да е възможно да се обаждате / записвате информация от базата данни, както и да имате достъп до Интернет.

За набор от такива функции, съгласно структурната електрическа схема, се определя LAN оборудването, чиято повреда директно нарушава поне една от посочените функции и се съставя логическа диаграма за изчисляване на надеждността.

Това отчита броя и условията на работа на екипите за ремонт и възстановяване. Обикновено се приемат следните условия:

Ограничено възстановяване - т.е. повече от един неуспешен елемент не може да бъде възстановен по всяко време. има един екип за ремонт;

средното време за възстановяване на неуспешен елемент се задава или въз основа на допустими прекъсвания в работата на LAN, или от техническите възможности за доставка и включване в работата на този елемент.

В рамките на горния подход към изчислението схемата за изчисляване на надеждността, като правило, може да бъде сведена до последователно-паралелна схема.

Нека установим като критерий за повреда на LAN повредата на оборудването, включено в ядрото на мрежата: сървъри, комутатори или кабелно оборудване. Ние вярваме, че повредата на потребителските работни станции не води до повреда на LAN и тъй като едновременната повреда на всички работни станции е малко вероятно събитие, мрежата продължава да функционира в случай на отделни повреди на работните станции.

Фиг. 6. Разположение на LAN елементи за изчисляване на общата надеждност.

Да приемем, че разглежданата локална мрежа включва два сървъра (единият осигурява достъп до интернет), два превключвателя и пет фрагмента кабел, свързани с ядрото на мрежата. Степента на неизправност и възстановяване за тях са дадени по -долу.

Поради това,

1) степента на повреда на цялата мрежа L е 6,5 * 10-5 1 / h,

2) средното време между повредите на цялата мрежа Тн е приблизително 15,4 хиляди часа,

3) средното време за възстановяване на телевизора е 30 часа.

Изчислените стойности на съответната готовност са представени в таблица. 4:

Факторът за наличност на цялата мрежа е

Изчисляване на ефективността на LAN

За да се определят параметрите на функционирането на мрежата, се извършва подбор и обосновка на контролните точки. За данните за избраните точки се събира информация и се изчисляват параметрите:

време за обработка на заявка - изчисляване на времевия интервал между формирането на заявка и получаване на отговор към нея, извършено за избраните основни услуги.

време за реакция в заредена и разтоварена мрежа - изчисляване на показателя за ефективност на ненатоварена и разтоварена мрежа.

време на закъснение при предаване на кадър - изчисляване на времето на закъснение на кадъра на слоя на връзката на избраните основни мрежови сегменти.

определяне на реалната честотна лента - определяне на реалната честотна лента за маршрутите на избраните основни възли на мрежата.

аналитично изчисляване на показателите за надеждност - аналитична оценка на възможната степен на повреда и средното време между отказите.

коефициент на наличност - аналитично изчисляване на степента на наличност (средно време за възстановяване) на LAN.

Да приемем, че мрежата между двама потребители е организирана съгласно схемата, показана на фиг.

Работна поръчка

За да завършите работата, трябва:

а) повтаряйте правилата за безопасност при работа с компютри;

б) изучаване на лекционните материали за курсовете "", както и теоретичната част на тези насоки;

в) изберете полу-хипотетично предприятие или организация и проучете в нея съществуващата система за управление на документи от гледна точка на автоматизацията. Предлагане на нова система за управление на документи, базирана на използването на компютърни мрежи, оценка на предимствата и недостатъците на съществуващите и предложените системи (производителност, разходи, топология, промени в размера на заплатите и др.);

г) изчисляване на числените показатели на новата система за управление на документи: надеждност на мрежата, MTBF, коефициент на наличност, време за доставка на съобщението до адресата, време на получаване на разписка за доставка на съобщение;

д) в съответствие с изискванията, дадени в раздел 5, да изготви доклад за лабораторната работа;

ж) защитава лабораторната работа, като демонстрира на учителя:

1) доклад за лабораторната работа;

2) разбиране на основните принципи за организиране на локална мрежа;

3) теоретични познания за количествените параметри на компютърната мрежа.

Когато се подготвяте за защита за самодиагностика, се препоръчва да отговорите на въпросите за сигурност, дадени в раздел 5.

4. Изисквания към доклада

Лабораторният доклад трябва да съдържа:

а) заглавна страница;

б) условието на възлагането;

в) обосновка за разработването на LAN и изчисления за предложената топология на мрежата;

г) коментари и заключения за извършената работа.

Библиография

1. Гусева А.И. Работа в локални мрежи NetWare 3.12-4.1: Учебник. - М.: "ДИАЛОГ -МЕФИ", 1996. - 288 стр.

2. Лорин Г. Разпределени изчислителни системи:. - М.: Радио и комуникация, 1984.- 296 с.

4. Фролов А.В., Фролов Г.В. Локални мрежи за персонални компютри. Използване на протоколи IPX, SPX, NETBIOS. - М.: "ДИАЛОГ -МЕФИ", 1993. - 160 стр.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Локална мрежа, комутационни възли и комуникационни линии, осигуряващи предаване на данни на потребители на мрежата. Слой за връзка към данни на модела OSI. Разположението на компютрите. Изчисляване на общата дължина на кабела. Софтуер и хардуер за локална мрежа.

курсова работа, добавена на 28.06.2014 г.


Начини за свързване на различни компютри към мрежа. Основни принципи за организиране на локална мрежа (LAN). Разработване и проектиране на локална мрежа в предприятието. Описание на избраната топология, технология, стандарт и оборудване.

дипломна работа, добавена на 19.06.2013 г.


Целите на информатизацията на училище № 15 в Поволжието. Проектиране и организиране на училищна мрежа. Структурата и основните функции на локалната мрежа. Характеристики на софтуер и хардуер, конструктивни механизми и характеристики на LAN администрирането.

дипломна работа, добавена на 20.05.2013 г.


Обосновка на модернизацията на локалната мрежа (LAN) на предприятието. LAN хардуер и софтуер. Избор на мрежова топология, кабел и комутатор. Внедряване и конфигуриране на Wi -Fi - точки за достъп. Осигуряване на надеждността и сигурността на мрежата.

дипломна работа, добавена на 21.12.2016 г.


Създаване на локална мрежа, нейната топология, окабеляване, технология, хардуер и софтуер, минимални изисквания към сървъра. Физическо изграждане на локална мрежа и организация на достъп до Интернет, изчисляване на кабелната система.

курсова работа, добавена на 05.05.2010 г.


Компютърна локална мрежа: проектиране на два етажа, взаимодействие на около 30 машини. Разстоянието между машините и превключвателите е най -малко 20 метра, броят на превключвателите е в рамките на проекта. Логическа и физическа топология на мрежата.

лабораторна работа, добавена на 27.09.2010 г.


Основните видове комуникационни линии. Локалните мрежи (LAN) като разпределена система за обработка на данни, характеристики на зоната на покритие, разходите. Анализ на възможностите и значимостта на използването на мрежово оборудване при изграждането на съвременни локални мрежи.

дипломна работа, добавена на 16.06.2012 г.


Изчисления на параметрите на проектираната локална мрежа. Обща дължина на кабела. Разпределяне на IP адреси за проектираната мрежа. Спецификация на оборудването и консумативите. Избор на операционна система и приложен софтуер.

курсова работа, добавена на 11.01.2014 г.


Преглед на методите за проектиране на локална мрежа за класни стаи в една от сградите на колежа, използвайки Ethernet стандарт, използващ усукана двойка и тънки коаксиални кабели по всички параметри, използвайки стандарти 10Base-T и 10Base.

курсова работа, добавена на 24.03.2011 г.


Основните етапи на поддръжка и модернизация на локалната мрежа на предприятието. Вид автоматизирана дейност в предприятието. Изборът на топология на локалната мрежа. Хардуер и софтуер. Характеристики на седемслойния OSI модел.

Най -важната характеристика на компютърните мрежи е надеждността. Подобряването на надеждността се основава на принципа за предотвратяване на неизправности чрез намаляване на честотата на повреди и повреди чрез използване на електронни схеми и компоненти с висока и свръхвиска степен на интеграция, намаляване на нивото на смущения, леки режими на работа на веригите, осигуряване на топлинни режими на тяхната работа, както и чрез подобряване на методите за сглобяване на оборудване ...

Толерантността към грешки е свойство на изчислителна система, която я предоставя като логическа машина с възможност да продължи действията, посочени от програмата, след възникване на неизправност. Въвеждането на отказоустойчивост изисква излишен хардуер и софтуер. Областите, свързани с предотвратяването на повреди и толерантността към грешки, са централни за проблема за надеждността. При паралелни изчислителни системи се постигат както най -висока производителност, така и в много случаи много висока надеждност. Наличните ресурси за резервиране в паралелни системи могат гъвкаво да се използват както за подобряване на производителността, така и за подобряване на надеждността.

Трябва да се помни, че концепцията за надеждност включва не само хардуер, но и софтуер. Основната цел за подобряване на надеждността на системите е целостта на данните, съхранявани в тях.

Сигурността е една от основните задачи, решавани от всяка нормална компютърна мрежа. Проблемът със сигурността може да бъде разгледан от различни ъгли - злонамерено увреждане на данни, поверителност на информацията, неоторизиран достъп, кражба и т.н.

Винаги е по -лесно да се осигури защитата на информацията в локална мрежа, отколкото в присъствието на дузина автономно работещи компютри в една компания. На практика имате на разположение един инструмент - архивиране. За простота, нека наречем този процес резервация. Същността му е да създаде пълно копие на данните на сигурно място, актуализирано редовно и възможно най -често. За персонален компютър флопи дисковете служат като повече или по -малко защитен носител. Възможно е да се използва стример, но това е допълнителен разход за оборудване.

Ориз. 5.1. Предизвикателства за сигурността на данните

Най -лесният начин да защитите данните си от всякакви неприятности е в мрежа със специален файлов сървър. Всички най -важни файлове са концентрирани върху сървъра и запазването на една машина е много по -лесно от десет. Концентрацията на данни също улеснява архивирането, тъй като не е необходимо да се събират в цялата мрежа.

Екранираните линии подобряват сигурността и надеждността на мрежата. Екранираните системи са много по -устойчиви на външни радиочестотни полета.

Надеждност и безопасност

Една от първоначалните цели за създаване на разпределени системи, които включват компютърни мрежи, беше да се постигне по -голяма надеждност в сравнение с отделните компютри.

Важно е да се прави разлика между няколко аспекта на надеждността. За техническите устройства се използват такива показатели за надеждност като средно време между повредите, вероятност за повреда и степен на повреда. Тези показатели обаче са подходящи за оценка на надеждността на прости елементи и устройства, които могат да бъдат само в две състояния - работещи или неработещи. Сложните системи, състоящи се от много елементи, в допълнение към състоянията на работоспособност и неработоспособност, могат да имат други междинни състояния, които не вземат предвид тези характеристики. В тази връзка се използва различен набор от характеристики за оценка на надеждността на сложните системи.

Наличността или наличността се отнася до частта от времето, през което може да се използва система. Наличността може да бъде подобрена чрез въвеждане на излишък в структурата на системата: ключовите елементи на системата трябва да съществуват в няколко копия, така че ако един от тях се провали, функционирането на системата се осигурява от други.

За да се счита системата за високо надеждна, тя трябва поне да има висока наличност, но това не е достатъчно. Необходимо е да се гарантира безопасността на данните и да се предпази от изкривяване. Освен това трябва да се поддържа последователността (последователността) на данните, например, ако няколко копия от данни се съхраняват на няколко файлови сървъра за подобряване на надеждността, тогава е необходимо постоянно да се гарантира тяхната идентичност.

Тъй като мрежата работи на базата на механизъм за предаване на пакети между крайни възли, една от характерните характеристики на надеждността е вероятността да бъде доставен пакет до целевия възел без изкривяване. Наред с тази характеристика могат да се използват и други индикатори: вероятността от загуба на пакети (по някаква причина - поради препълване на буфера на рутера, поради несъответствие на контролната сума, поради липса на ефективен път към целевия възел и т.н. ), вероятностното изкривяване на един бит предавани данни, съотношението на загубените към доставените пакети.

Друг аспект на цялостната надеждност е сигурност(сигурност), тоест способността на системата да защитава данните от неоторизиран достъп. Това е много по -трудно в разпределена система, отколкото в централизирана. В мрежите съобщенията се предават по комуникационни линии, често преминаващи през обществени помещения, в които могат да бъдат инсталирани устройства за подслушване. Друга уязвимост може да бъде оставена без надзор на персонални компютри. Освен това винаги съществува потенциална заплаха от хакерска защита на мрежата от неоторизирани потребители, ако мрежата има достъп до глобални обществени мрежи.

Друга характеристика на надеждността е отказоустойчивостта. В мрежите толерантността към грешки се отнася до способността на системата да скрие повредата на отделните си елементи от потребителя. Например, ако копия на таблица от база данни се съхраняват едновременно на няколко файлови сървъра, тогава потребителите може просто да не забележат повредата на един от тях. В отказоустойчива система повредата на един от нейните елементи води до известно намаляване на качеството на нейната работа (влошаване), а не до пълно изключване. Така че, ако един от файловите сървъри се провали в предишния пример, само времето за достъп до базата данни се увеличава поради намаляване на степента на успоредност на заявките, но като цяло системата ще продължи да изпълнява функциите си.

Въведение
Преди много години персоналните компютри (персонални компютри) са били използвани независимо - като малки острови с изчислителна мощ, които населяват бюра в домове и офиси. И самият факт, че всеки компютър често работи с различна версия на операционна система или приложение, се възприема като нищо повече от досадно неудобство.
Минаха години и мрежовите технологии превзеха персоналните компютри и потребителите започнаха да осъзнават, че могат да работят заедно. Даряването на персонални компютри с възможност за взаимодействие помежду си отвори огромни възможности за сътрудничество и сътрудничество. Днес компютърните мрежи са жизненоважни за функционирането на всички видове бизнес и се намират дори у дома, свързвайки няколко компютъра. С подходящи инструменти и конфигурация компютърните мрежи могат да бъдат много бързи и надеждни.
Мрежите обаче могат да се провалят и когато възникнат проблеми, трябва да се предприемат драстични стъпки за откриване и коригиране на проблема. И когато вземете предвид, че в допълнение към кабелите, хъбовете, рутерите, комутаторите и други мрежови устройства, много компютърни мрежи могат да включват стотици или дори хиляди компютри, става ясно, че ефективното отстраняване на неизправности изисква повече от просто подмяна на персонални компютри и други мрежови устройства.

Защита срещу грешки в предадената информация в COP
Надеждността на мрежата е свързана с възможността за надеждно прехвърляне на потребителски данни (без грешки) от едно DTE (терминално оборудване за данни) към друго DTE. Той включва възможността за възстановяване от грешки или загуба на данни в мрежата, включително грешки при свързване, DTE, DCE (оборудване за терминиране на връзка за данни) или DCE (оборудване за превключване на данни). Надеждността е свързана и с поддръжката на системата, която включва ежедневни тестове, профилактична поддръжка, като например подмяна на повредени или повредени компоненти; диагностициране на неизправност в случай на неизправност. В случай на проблем с компонент, системата за диагностика на мрежата може лесно да открие грешката, да изолира проблема и евентуално да изключи този компонент от мрежата. Появата на грешки при предаването на информация се обяснява или с външни сигнали, които винаги присъстват в каналите, или с смущения, причинени от външни източници и атмосферни явления, или поради други причини. В телефонията изкривяването е промяна във формата на тока в приемащия апарат, а в телеграфията - промяна в продължителността на получените текущи съобщения в сравнение с изпратените съобщения.
„Нарушенията“ или грешките могат да бъдат класифицирани като случайни, импулсивни и смесени.
Случайни грешки се случват произволно в блокове от получени данни. Повечето истински медийни канали (както и сателитни канали) са склонни към случайни грешки.
Каналите с импулсни грешки показват състояние без грешки през повечето време, но понякога се появяват куп или еднократни грешки. Радиосигналите са обект на тези грешки, както и кабелите и проводниците, като например телефонни вериги с усукана двойка.
За подобряване на надеждността и качеството на комуникационните системи се използват групови методи за защита от грешки, излишно кодиране и системи за обратна връзка. На практика често се използва комбинация от тези методи. Груповите методи за защита от грешки включват метода, който отдавна се използва в телеграфията, известен като принципа на Вердан: цялата информация (или отделни кодови комбинации) се предава няколко пъти, обикновено нечетен брой пъти (най -малко три пъти). Получената информация се запаметява от специално устройство и се сравнява. Преценката за правилността на предаването се прави от съвпадението на по -голямата част от информацията, получена по методите „два от три“, „три от пет“ и т.н.
Друг метод, който също не изисква прекодиране на информация, включва предаването на информация в блокове, състоящи се от няколко кодови комбинации. В края на всеки блок се изпраща информация, съдържаща количествените характеристики на предавания блок, например броя единици или нули в блока. В приемния край тези характеристики се изчисляват отново в сравнение с тези, предавани по комуникационния канал и ако съвпадат, тогава блокът се счита за приет правилно. Ако количествените характеристики не съвпадат, към предаващата страна се изпраща сигнал за грешка.
Сред методите за защита от грешки най-широко разпространено е кодирането за коригиране на грешки, което дава възможност за получаване на по-качествени показатели за работата на комуникационните системи. Основната му цел е да предприеме всички възможни мерки, за да гарантира, че вероятността от изкривяване на информацията е достатъчно малка, въпреки наличието на смущения или грешки в мрежата. Кодирането, защитено от шум, включва разработването на коригиращи (защитени от шум) кодове, които откриват и коригират определени видове грешки, както и изграждането и внедряването на устройства за кодиране и декодиране.
При предаване на информация, в зависимост от системата с числа, кодовете могат да бъдат двупозиционни и многопозиционни. Според степента на шумоизолация двупозиционните кодове се делят на обикновени и шумоимунни.
Обикновените кодове с две позиции използват всички възможни елементи от кодови комбинации за предаване на данни и са еднакви, когато дължината на всички кодови комбинации е еднаква, например телеграфен код с пет елемента, и нередовен, когато кодовите комбинации се състоят от различни брой елементи, например азбука на Морз.
В допълнение към информационните елементи, кодовете за коригиране на грешки винаги съдържат един или повече допълнителни елементи, които се проверяват и служат за постигане на по-високо качество на предаване на данни. Наличието на излишна информация в кодовете ви позволява да откривате и коригирате (или само да откривате) грешки.
Изборът на корекционни кодове до известна степен зависи от изискванията за надеждността на предаването. За правилния му избор е необходимо да има статистически данни за моделите на грешки, тяхното естество, брой и разпределение във времето. Така например, коригиращ код, който коригира единични грешки, може да бъде ефективен само ако грешките са статистически независими и вероятността за тяхното възникване не надвишава определена стойност. Този код се оказва напълно неизползваем, ако се появят грешки в групи (партиди). Повтарящите се кодове за корекция на грешки също могат да бъдат неефективни, ако броят на грешките при предаване надвишава допустимата граница.
Разработените различни корекционни кодове се подразделят на непрекъснати и блокови. В непрекъснати или повтарящи се кодове
контролните елементи са разположени между информационните. В блокове
кодове, информацията се кодира, предава и декодира в отделни групи (блокове) с еднаква дължина. Блоковите кодове са разделими (цялата информация и контролните елементи са поставени в строго определени позиции) и неразделни (елементите на кодовата комбинация нямат ясно разделение на излишни и информационни). Неразделен е кодът с постоянен брой нули и единици.
Делимите кодове се състоят от систематични и несистематични. В систематичните кодове символите за проверка се формират с помощта на различни линейни комбинации. Систематичните кодове са най -голямата и най -широко използваната група кодове за корекции. Те включват кодове като кодове на Хаминг, циклични кодове, кодове на Бозе-Чоудхури и други. Големите изчислителни системи (Amdal, IBM, Burroughs, ICL) използват много сложни техники за проверка на грешки за предаване по комуникационни линии между машини. Компютърът обикновено използва по -проста техника за проверка на грешки. Една от най-простите форми на проверка на грешки е така нареченият ехоплекс. В съответствие с тази техника всеки символ, изпратен от компютъра по дуплексната комуникационна линия до отдалечения абонат, се отразява обратно към компютъра. Ако компютърът получи същия знак, както е изпратен, се приема, че прехвърлянето на знака е било правилно. Ако не, значи е възникнала грешка по време на предаването и същият знак трябва да се предава повторно. Echoplex се използва в двупосочни двустранни комуникационни канали.
Друг често използван (и сравнително прост) метод е паритетът. Същността му се състои в това, че към всяка кодова дума се добавя по един бит, в който се изписва единица, ако броят на единиците в кодовата дума е нечетен, или нула, ако е четен. При декодиране се брои броят на тези в кодовата комбинация. Ако се окаже четен, тогава получената информация се счита за правилна, ако не, тогава за грешна.
Друга форма за проверка на грешки са контролните суми. Това е неусложнена техника и обикновено се използва заедно с проверка на ехоплекс или четни / нечетни грешки. Същността му се състои в това, че предаващият компютър обобщава числовите стойности на всички предадени символи. Шестнадесетте най-малко значими цифри от сумата се поставят в шестнайсет-битов брояч на контролна сума, който заедно с информацията за потребителя се предава на приемащия компютър. Получаващият компютър извършва същите изчисления и сравнява получената контролна сума с изпратената. Ако тези суми съвпадат, се приема, че блокът е предаден без грешки.Последната дума в контрола на грешки в областта на компютъра е проверката на цикличната излишност (CRC). Той се използва широко в HDLC, SDLC протоколи, но се появи в компютърната индустрия сравнително наскоро. Полето за контрол на грешки е включено в рамката от предаващия възел. Стойността му се получава като някаква функция от съдържанието на всички останали полета. В приемащия възел се прави идентично изчисление за друго поле за контрол на грешки. След това тези полета се сравняват; ако съвпадат, вероятността е пакетът да е предаден без грешки.

Разпределение на ресурси в мрежи
Уеб ресурсите са много богати и продължават да растат. Това са уеб страници (съдържащи текст, изображения, Java аплети, рамки и т.н.), музикални файлове във формат MP3, записани поточно аудио и видео, виртуални светове. Ресурсите са разпределени в огромен брой сървъри, пръснати по целия свят и са достъпни за милиони потребители. HTTP протоколът е средство, което позволява на всеки потребител да получи всеки обект, независимо от това колко хиляди километра се измерва разстоянието между хоста на потребителя и отдалечения сървър и колко интернет доставчици са по пътя на заявката. Независимо от това, времето за достъп до уеб ресурси понякога е доста значително. По пътя на обекта към хоста на потребителя има нискоскоростни комуникационни линии, което води до значителни забавяния на предаването. По пътя на обекта има поне един претоварен възел, в който стойността на латентността е висока и настъпва загуба на пакети. Задръстванията могат да възникнат дори когато възелите на възела са високоскоростни връзки. Уеб сървърът, към който е адресирана заявката, е претоварен и времето за изчакване за обслужване на заявката може да бъде значително.
За да се реши проблемът със закъсненията, се използва прост трик: един и същ ресурс се намира на няколко сървъра и заявката се препраща към „най -добрия“ сървър. За уеб страница или MP3 файл "най -добрият" сървър ще бъде този, чието време за изпълнение на заявката е минимално. Често такъв сървър принадлежи на доставчика на интернет услуги (ISP), най -близо до хоста на потребителя.
Разпределението на ресурси предполага механизми за дублиране на ресурси, както и как хостовете определят кои сървъри са най -подходящи за изпълнение на заявки. През втората половина на 90 -те години на миналия век инструментите за разпределение на ресурси станаха широко разпространени; сега те се използват активно, особено в областта на аудио и видео информацията. Има няколко големи компании за разпределение на ресурси. Cisco, Lucent, Inktomi и CacheFlow разработват свързан хардуер и софтуер, а Akamai, Digital Island и AT&T предоставят услуги за разпределение на ресурси на ресурсни компании като Yahoo! и CNN. Разпределението на ресурсите е поле за активни изследвания както от научна, така и от индустриална гледна точка.
През годините инженерите и изследователите са измислили различни решения за разпределение на ресурси. Тези решения могат да бъдат грубо разделени на три групи: уеб кеширане, мрежи за разпространение на съдържание (CDN) и споделяне на файлове от типа peer-to-peer. По -долу ще разгледаме всяка от технологиите, но първо ще изясним малко терминологията. Като доставчик на ресурси ще имаме предвид всяко лице, организация или компания, които имат ресурс, достъпен за потребителите на Интернет. Сървърът източник на обекта ще означава сървърът, където първоначално се е намирал обектът и където винаги можете да намерите копие на този обект.
Уеб кеш, често наричан прокси сървър, е мрежа, която прави HTTP заявки от името на сървър източник. Уеб кешът има собствено дисково устройство за съхранение, съдържащо предварително поискани копия на обекти. Както е показано на фиг. Браузърът на потребителя може да бъде конфигуриран така, че всички генерирани HTTP заявки първо да се насочват към уеб кеша (тази процедура е много проста в браузърите Microsoft и Netscape).

След като браузърът е конфигуриран по този начин, всеки заявен обект първо се търси в уеб кеша. Обикновено кеш сървърите се отдават под наем и инсталират от ISP. Например университет може да създаде кеш сървър в своята локална мрежа и да конфигурира всички браузъри за достъп до кеш сървъра.
Уеб кеширането е форма на разпределение на ресурси, тъй като дублира обектите на сървъра източник и позволява на потребителите да имат достъп до локални копия на обектите. Обърнете внимание, че доставчикът на ресурси не влияе по никакъв начин на процеса на дублиране; напротив, дублирането зависи само от заявките на потребителите.
Кеширането стана широко разпространено в Интернет по три причини. Първият е, че кеш сървърите могат значително да намалят времето за изпълнение на потребителска заявка, особено ако скоростта на трансфер между потребителя и кеш сървъра надвишава скоростта на трансфер между потребителя и сървъра източник. Често високоскоростни комуникационни линии се използват за свързване на потребителя с кеш сървъра, следователно, ако необходимия обект е наличен на кеш сървъра, доставката му до потребителя се осъществява за много кратко време. Втората причина за популярността на кеширащия механизъм е, че той може значително да намали трафика между локални мрежи и интернет. Това позволява от своя страна да се намалят разходите за скъпи комуникационни линии, свързващи локалните мрежи с интернет. В допълнение, значително намаляване на кеширащия трафик се случва в интернет като цяло, което води до по -добро качество на услугата за приложения на всички потребители на глобалната мрежа. И накрая, третата причина за успеха на кеширането е, че позволява на ресурсите да се разпределят на потребителите с висока скорост. Дори ако доставчикът използва евтино, нискоскоростно мрежово оборудване, най-популярните ресурси скоро ще попаднат в уеб кешовете и следователно потребителите ще могат да ги изтеглят с приемливо качество на услугата. По този начин използването на кеш сървър дава по -добри резултати от увеличаването на честотната лента на линията за достъп и не изисква подмяна на мрежово оборудване. Разбира се, наемането и инсталирането на кеш сървър не е безплатно, но разходите на университета в случай на подмяна на линията за достъп биха били много по -високи. Обърнете внимание, че евтин персонален компютър е напълно достатъчен за създаване на уеб кеш и освен това има безплатен софтуер за кеш сървъри.
Мрежа за доставка на съдържание или мрежа за разпространение на съдържание (CDN) е географски разпределена мрежова инфраструктура, която оптимизира доставката и разпространението на съдържание до крайните потребители в Интернет. Използването на CDN от доставчици на съдържание помага да се увеличи скоростта на изтегляне на аудио, видео, софтуер, игри и други видове цифрово съдържание от интернет потребителите в точките на присъствие на мрежата CDN.
Мрежите за доставка и разпространение на съдържание се състоят от географски разпределени многофункционални платформи, чието взаимодействие позволява най -ефективната обработка и удовлетворяване на заявките на потребителите при получаване на съдържание.
При използване на CDN данните на централния сървър на интернет ресурса се репликират към периферните платформи. Всяка платформа поддържа актуално пълно или частично копие на разпространените данни. Мрежовият възел, който е част от платформата, взаимодейства с локалните мрежи на интернет доставчици и разпространява съдържание до крайните потребители по най -краткия мрежов маршрут от сървъра с оптимално натоварване. Дължината на мрежовия маршрут зависи от географската или топологичната отдалеченост на компютъра на потребителя от сървъра или цената на предаването на трафик в района на присъствие.
Кеширането е най -често срещаният метод за внедряване на решение за CDN, тъй като предполага оптимално използване на дисково пространство и канали за мрежова връзка. В същото време първият потребител, който се свърже с оригиналния сървър на доставчика на съдържание, поема максималните разходи за изтегляне на файл (опашка от файлове). Всички следващи потребители ще имат достъп до вече заредени реплики (HTTP обекти) от най -близкия до тях сървър. По този начин само популярно и често търсено съдържание се съхранява на отдалечени сървъри.
Големите CDN могат да се състоят от огромен брой разпределени възли и да хостват техните сървъри директно в мрежата на всеки локален ISP. Много CDN оператори се фокусират върху честотната лента на свързващите канали и минималния брой точки на връзка в района на присъствие. Независимо от използваната архитектура, основната цел на такива мрежи е да ускорят прехвърлянето както на статично съдържание, така и на непрекъснат поток от данни.
В зависимост от това как функциите са разпределени между компютрите в мрежата, мрежовите операционни системи и следователно мрежите са разделени на два класа: peer-to-peer и two-peer. Ако компютър предоставя своите ресурси на други потребители на мрежата, той играе ролята на сървър. В този случай компютър, който има достъп до ресурсите на друга машина, е клиент. Както вече споменахме, компютър, работещ в мрежа, може да изпълнява функциите на клиент или сървър, или комбинация от двете.
В мрежите peer-to-peer всички компютри имат равни права за достъп до ресурсите на другия. Всеки потребител може по желание да декларира всеки ресурс на компютъра си споделен, след което други потребители могат да го използват. В такива мрежи на всички компютри е инсталирана една и съща операционна система, която предоставя на всички компютри в мрежата потенциално равни възможности.
В мрежи peer-to-peer може да възникне и функционална асиметрия: някои потребители не искат да споделят ресурсите си с други и в този случай техните компютри действат като клиент, администраторът е възложил само функциите за организиране на споделянето на ресурси на други компютри, което означава, че са сървъри, на трето място, ако локалният потребител не възразява срещу използването на неговите ресурси и не изключва възможността за достъп до други компютри, инсталираната на компютъра му операционна система трябва да включва както сървърната, така и клиентската част. За разлика от мрежите със специални сървъри, в мрежите peer-to-peer няма специализация на ОС в зависимост от преобладаващия функционален фокус-клиент или сървър. Всички варианти се реализират чрез конфигуриране на една и съща версия на ОС.
Мрежите peer-to-peer са по-лесни за организиране и експлоатация, но се използват главно за обединяване на малки групи потребители, които не налагат големи изисквания за количеството съхранявана информация, нейната защита от неоторизиран достъп и скорост на достъп. С повишените изисквания за тези характеристики, двуредови мрежи са по-подходящи, където сървърът по-добре решава проблема с обслужването на потребителите със своите ресурси, тъй като неговата хардуерна и мрежова операционна система са специално проектирани за тази цел.

Защита и аварийно възстановяване на информация в CS
В зависимост от възможните видове прекъсвания на мрежата (под прекъсване имаме предвид и неоторизиран достъп), многобройни видове защита на информацията се комбинират в два основни класа:
- средства за физическа защита, включително средства за защита на кабелната система, захранващите системи, средствата за архивиране, дисковите масиви и др.
- софтуерни средства за защита, включително: антивирусни програми, системи за разграничаване на правомощията, софтуерни средства за контрол на достъпа.
- административни мерки за сигурност, включително контрол на достъпа до помещения, разработване на стратегия за сигурност на фирмата, планове за извънредни ситуации и др.
Трябва да се отбележи, че такова разделение е доста произволно, тъй като съвременните технологии се развиват в посока на комбинация от софтуерни и хардуерни средства за защита. Такъв софтуер и хардуер се използват най -широко, по -специално в областта на контрола на достъпа, защитата от вируси и др.

Физическа защита на данните

Кабелна система

Системи за захранване

Системи за архивиране и дублиране на информация

Защита от природни бедствия

Софтуерни и хардуерно-софтуерни методи за защита

Защита от компютърни вируси

Защита срещу неоторизиран достъп

Локалната компютърна мрежа (LAN) обикновено включва набор от потребителски работни станции, работна станция на мрежов администратор (може да се използва една от потребителските станции), сървърно ядро ​​(набор от хардуерни сървърни платформи със сървърни програми: файлов сървър, WWW сървър, сървър на бази данни, пощенски сървър и др.), комуникационно оборудване (рутери, комутатори, хъбове) и структурирано окабеляване (кабелно оборудване).

Изчисляването на надеждността на LAN започва с формирането на концепцията за повреда на дадена мрежа. За това се анализират управленските функции, чието изпълнение в предприятието се извършва с помощта на тази LAN. Избират се функциите, чието нарушение е неприемливо, и се определя LAN оборудването, участващо в тяхното изпълнение. Например: разбира се, през работния ден трябва да е възможно да се обаждате / записвате информация от базата данни, както и да имате достъп до Интернет.

За набор от такива функции, съгласно структурната електрическа схема, се определя LAN оборудването, чиято повреда директно нарушава поне една от посочените функции и се съставя логическа диаграма за изчисляване на надеждността.

Това отчита броя и условията на работа на екипите за ремонт и възстановяване. Обикновено се приемат следните условия:

Ограничено възстановяване - т.е. повече от един неуспешен елемент не може да бъде възстановен по всяко време. има един екип за ремонт;

Средното време за възстановяване за неуспешен елемент се определя или въз основа на допустимите прекъсвания в работата на LAN, или от техническите възможности за доставка и включване в работата на този елемент.

В рамките на горния подход към изчислението схемата за изчисляване на надеждността, като правило, може да бъде сведена до последователно-паралелна схема.

Нека установим като критерий за повреда на LAN повредата на оборудването, включено в ядрото на мрежата: сървъри, комутатори или кабелно оборудване.

Ние вярваме, че повредата на потребителските работни станции не води до повреда на LAN и тъй като едновременната повреда на всички работни станции е малко вероятно събитие, мрежата продължава да функционира в случай на отделни повреди на работните станции.

Да приемем, че разглежданата локална мрежа включва два сървъра (единият осигурява достъп до Интернет), два комутатора и пет фрагмента от кабел, свързани с мрежовото ядро. Процентите на откази и възстановявания за тях са дадени по-долу, все още K G = 1-l / m.

Степента на възстановяване е максимална за кабелите, които се сменят с резервни, и е минимална за ключове, които се ремонтират от специализирани фирми.

Изчисляването на характеристиките на сървърните подсистеми, превключватели и кабели се извършва с помощта на изрази за последователно свързване на елементи.

Сървърна подсистема:

l С = 2 * l 1 = 4 * 10 -5; До GS = 1-4 * 10 -4; m C = 1 / h.

Подсистема за превключване:

l до = 2 * 10 -5; K Gk = 1-2 * 10 -3; m to = 1 / h.

Кабелна подсистема:

l l = 5 * 10 -6; K GL = 1-5 * 10 -6; m l = 1 / час.

За цялата мрежа:

l s = 6,5 * 10 -5; K G s = 1-2,4 * 10 -3; m s = 0,027 1 / h.

Резултат от изчислението:

T = 15 хиляди часа, K G = 0,998, T B "37 часа.