Načrtovanje in izračun zanesljivosti in učinkovitosti lokalnega računalniškega omrežja. Primer izračuna zanesljivosti lokalnega omrežja Kaj razlikuje protokol TCP od protokola UDP

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študentje, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki uporabljajo bazo znanja pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Uvod

lokalno omrežje

Danes je na svetu več kot 130 milijonov računalnikov, več kot 80 % jih je povezanih z različnimi informacijskimi in računalniškimi omrežji, od majhnih lokalnih omrežij v pisarnah do globalnih omrežij, kot je internet.

Izkušnje z delovanjem omrežja kažejo, da je približno 80 % vseh informacij, poslanih po omrežju, zaprtih v eni pisarni. Zato so posebno pozornost razvijalcev začela pritegniti tako imenovana lokalna omrežja.

Lokalno omrežje je niz računalnikov, perifernih naprav (tiskalniki ipd.) in stikalnih naprav, povezanih s kabli.

Lokalna omrežja se od drugih omrežij razlikujejo po tem, da so običajno omejena na zmerno geografsko območje (ena soba, ena stavba, eno območje).

Veliko je odvisno od kakovosti in premišljenosti izvedbe začetne faze implementacije LAN - od predprojektne raziskave sistema upravljanja z dokumenti podjetja ali organizacije, kjer naj bi bilo nameščeno računalniško omrežje. Tukaj so določeni tako pomembni kazalniki omrežja, kot so njegova zanesljivost, obseg funkcionalnosti, življenjska doba, neprekinjen čas delovanja, servisna tehnologija, delovanje omrežja in največja obremenitev, varnost omrežja in druge značilnosti.

Svetovni trend povezovanja računalnikov v omrežje je posledica številnih pomembnih razlogov, kot so pospeševanje prenosa informacijskih sporočil, zmožnost hitre izmenjave informacij med uporabniki, sprejemanja in pošiljanja sporočil, ne da bi zapustili delovno mesto, zmožnost hitre izmenjave informacij med uporabniki. takojšnje prejemanje kakršnih koli informacij od koder koli na svetu, kot tudi izmenjava informacij med računalniki različnih proizvajalcev, ki delujejo z različno programsko opremo.

Tako velike potenciale, ki jih nosi računalniško omrežje, in nov porast potenciala, ki ga doživlja informacijski kompleks, ter občutno pospeševanje proizvodnega procesa nam ne dajejo pravice, da tega ne sprejmemo v razvoj in ne uporabimo v praksi. .

1. Namen dela.

Namen dela je pridobiti veščine pri razvoju strukture lokalnih računalniških omrežij, izračunati glavne kazalnike, ki določajo delovanje omrežja.

2. Teoretični del

2.1 Glavni cilji ustvarjanja lokalnega računalniško omrežje(LAN).

Nenehna potreba po optimizaciji distribucije virov (predvsem informacijskih virov) nas občasno sooča s potrebo po razvoju temeljne rešitve problematike organizacije IVS (informacijskega in računalniškega omrežja) na podlagi obstoječega računalniškega parka in programskega paketa. ki ustreza sodobnim znanstvenim in tehničnim zahtevam, ob upoštevanju naraščajočih potreb in možnosti nadaljnjega postopnega razvoja omrežja v povezavi s pojavom novih tehničnih in programskih rešitev.

Na kratko lahko izpostavimo glavne prednosti uporabe LAN-a:

Skupna raba virov

Razdelitev virov omogoča gospodarno porabo virov,

na primer nadzorujte zunanje naprave, kot so laserski tiskalniki, z vseh povezanih delovnih postaj.

Ločevanje podatkov.

Skupna raba podatkov zagotavlja možnost dostopa in upravljanja baz podatkov iz perifernih delovnih postaj, ki potrebujejo informacije.

Ločitev programske opreme

Ločitev programske opreme omogoča hkratno uporabo centralizirane, predhodno nameščene programske opreme.

Skupna raba procesorskih virov

Ko so viri procesorja v skupni rabi, je mogoče uporabiti računalniško moč za obdelavo podatkov s strani drugih sistemov v omrežju.

Osnojasne definicije in terminologijo

Lokalno omrežje (LAN) je hitra komunikacijska linija strojne opreme za obdelavo podatkov na omejenem območju. LAN lahko združuje osebne računalnike, terminale, miniračunalnike in velike računalnike, tiskalne naprave, sisteme za obdelavo govornih informacij in druge naprave -

Omrežne naprave (SU) - specializirane naprave, zasnovane za zbiranje, obdelavo, pretvarjanje in shranjevanje informacij, prejetih od drugih omrežne naprave, delovne postaje, strežniki itd.

Glavna komponenta lokalnega omrežja je delovna postaja lokalnega omrežja (RSLAN), torej računalnik, katerega zmogljivosti strojne opreme omogočajo izmenjavo informacij z drugimi računalniki.

Lokalno omrežje je kompleksen tehnični sistem, ki je kombinacija strojne in programske opreme, saj preprosta povezava naprav ne pomeni, da lahko delujejo skupaj. Učinkovita komunikacija med različnimi sistemi zahteva ustrezno programsko opremo. Ena od glavnih funkcij operativne podpore LAN je vzdrževanje takšne povezave.

Pravila seje – kako sistem anketira in naj se anketira – se imenujejo protokoli.

Sistemi naj bi bili podobni, če uporabljajo iste protokole. Pri uporabi različnih protokolov lahko med seboj komunicirajo tudi s pomočjo programske opreme, ki izvaja vzajemno pretvorbo protokolov, LAN se lahko uporablja za komunikacijo ne samo z osebnimi računalniki. Povezujejo lahko video sisteme, telefonske sisteme, proizvodno opremo in skoraj vse, kar zahteva visokohitrostno podatkovno komunikacijo. Več lokalnih omrežij je mogoče združiti prek lokalnih in oddaljenih povezav v načinu povezovanja.

Osebni računalniki so povezani v omrežje predvsem za skupno rabo programov in podatkovnih datotek, prenos sporočil (način E-naslov) in za souporabo virov (tiskalne naprave, modemi ter strojna in programska oprema za medmrežno delovanje). V tem primeru osebni računalniki se imenujejo delovne postaje lokalnega omrežja.

Sodobna tehnologija LAN omogoča uporabo različnih vrst kablov v istem omrežju, pa tudi nemoteno povezovanje različnih LAN opreme, kot so Ethernet, Archnet in Token-ring, v isto omrežje.

Perdachas rešen pri ustvarjanju LAN

Pri ustvarjanju LAN se razvijalec sooča s težavo: z znanimi podatki o namenu, seznamom funkcij LAN in osnovnimi zahtevami za kompleks strojne in programske opreme LAN zgraditi omrežje, torej rešiti naslednje naloge :

določite arhitekturo LAN: izberite vrste komponent LAN;

oceniti kazalnike uspešnosti LAN;

določite stroške LAN.

Pri tem je treba upoštevati pravila za povezovanje komponent LAN, ki temeljijo na standardizaciji omrežja, in njihove omejitve, ki jih določijo proizvajalci komponent LAN.

Konfiguracija LAN za avtomatiziran nadzorni sistem je v bistvu odvisna od značilnosti določenega področja uporabe. Te lastnosti so zvedene na vrste posredovanih informacij (podatki, govor, grafika), prostorsko razporeditev naročniških sistemov, intenzivnost informacijskih tokov, dovoljene zamude informacij med prenosom med viri in prejemniki, obseg obdelave podatkov v virih. in potrošniki, značilnosti naročniške postaje, zunanji klimatski, elektromagnetni dejavniki, ergonomske zahteve, zahteve po zanesljivosti, stroški LAN itd.

Določanje topologije omrežja

Upoštevajte možnosti topologije in sestavo komponent lokalnega omrežja.

Topologija omrežja je določena z načinom, kako so njegova vozlišča povezana s komunikacijskimi kanali. V praksi se uporabljajo 4 osnovne topologije:

v obliki zvezde (sl. 1, a, 1, b);

prstan (slika 2);

pnevmatika (slika 3);

drevesno ali hierarhično (slika 4).

AK - aktivno pesto PC - pasivno pesto Sl. 4. Hierarhično omrežje s vozlišči.

Izbrana topologija omrežja mora ustrezati geografski lokaciji omrežja LAN, zahtevam, ki so določene za značilnosti omrežja, navedene v tabeli. eno.

Tabela 1. Primerjalni podatki o značilnostih LAN.

Izberite vrsto komunikacijskega medija. sukani par

Najcenejša kabelska povezava je zvita dvožilna žična povezava, ki se pogosto imenuje "sukani par" (twisted pair). Omogoča vam prenos informacij s hitrostjo do 10 Mbit / s, je enostaven za rast, vendar ni varen. Dolžina kabla ne sme presegati 1000 m pri hitrosti prenosa 1 Mbps - Prednosti so nizka cena in brezhibna namestitev, Za povečanje odpornosti proti hrupu informacij, zaščitenih sukani par, to je sukani par, nameščen v zaščitni ovoj, podoben zaslonu koaksialnega kabla. To poveča stroške sukanega para in njegovo ceno približa ceni koaksialnega kabla,

Koaksialni kabel

Koaksialni kabel ima povprečno ceno, dobro odpornost proti hrupu in se uporablja za komunikacijo na dolgih razdaljah (več kilometrov). Hitrost prenosa informacij od 1 do 10 Mbps, v nekaterih primerih pa lahko doseže 50 Mbps - koaksialni kabel se uporablja za osnovni in širokopasovni prenos informacij,

Širokopasovni koaksialni kabel

Širokopasovni koaksialni kabel je imun na motnje, enostaven za gojenje, vendar je njegova cena visoka. Hitrost prenosa informacij je 500 Mbps. Pri prenosu informacij v osnovnem pasu na razdaljo več kot 1,5 km je potreben ojačevalnik ali tako imenovani repetitor (repeater), zato se skupna razdalja med prenosom informacij poveča na 10 km. Za računalniška omrežja s topologijo vodila ali drevesa mora imeti koaksialni kabel zaključni upor (terminator) na koncu.

Ethernet kabel

Ethemet kabel je tudi koaksialni kabel z valovni upor 50 ohmov. Imenuje se tudi debel Ethernet (debel) ali rumeni kabel (rumeni kabel).

Zaradi svoje odpornosti proti hrupu je draga alternativa običajnim koaksialnim kablom. Največja razpoložljiva razdalja brez repetitorja ne presega 500 m, skupna razdalja ethernetnega omrežja pa je približno 3000 m. Ethernet kabel zaradi svoje hrbtenične topologije uporablja na koncu le en zaključni upor.

Cenejši - kabel

Cenejši od ethernetnega kabla je Cheapernet kabel ali, kot se pogosto imenuje, tanka ethernetna povezava. Je tudi koaksialni kabel 50 ohmov s hitrostjo prenosa deset milijonov bps. Pri povezovanju segmentov kabla Cheapernet so potrebni tudi repetitorji. Računalniška omrežja s Cheapernet-kabelom imajo nizke stroške in minimalne stroške pri gradnji. Povezave na omrežno ploščo so narejene z uporabo široko uporabljenih majhnih bajonetnih konektorjev (CP-50). Dodatna zaščita ni potrebna. Kabel je povezan z osebnim računalnikom s tee konektorji (T-konektorji). Razdalja med dvema delovnima postajama brez repetitorjev je lahko največ 300 m, skupna razdalja za omrežje na Cheapernet kablu pa je približno 1000 m. Oddajnik Cheapernet je nameščen na omrežni plošči tako za galvansko ločitev med adapterji kot za ojačanje zunanji signal.

optičnih vlaken

Najdražji so optični vodniki, imenovani tudi kabel iz steklenih vlaken. Hitrost širjenja informacij prek njih doseže nekaj gigabitov na sekundo. Dovoljena odstranitev več kot 50 km. Zunanjega vpliva motenj praktično ni. To je trenutno najdražja povezava LAN. Uporabljajo se tam, kjer se pojavijo elektromagnetna interferenčna polja ali kjer je treba informacije prenašati na zelo dolge razdalje brez uporabe repetitorjev. Imajo antispazmodne lastnosti, saj je tehnika prisluškovanja v kablih iz optičnih vlaken zelo zapletena. Optični vodniki so združeni v LAN z uporabo zvezdne povezave.

Izbira vrste sestavljanja kompletain glede na način prenosa informacij

Token Ring LAN

Ta standard je razvil IBM. Kot prenosni medij se uporablja neoklopljeni ali oklopljeni sukani par (UPT ali SPT) ali optično vlakno. Hitrost prenosa podatkov 4 Mbps ali 16 Mbps. Kot način nadzora dostopa postaje do prenosnega medija se uporablja metoda - token ring (Token Ring). Glavne določbe te metode:

Naprave so povezane z omrežjem v obročni topologiji;

Vse naprave, povezane v omrežje, lahko prenašajo podatke le, če prejmejo dovoljenje za prenos (žeton);

v danem trenutku ima to pravico samo ena postaja v omrežju.

Računalnike je mogoče povezati v omrežje v zvezdasti ali obročasti topologiji.

Arcnet LAN

Arknet (Attached Resource Computer NETWORK) je preprosta, poceni, zanesljiva in precej prilagodljiva arhitektura LAN. Leta 1977 ga je razvila družba Datapoint Corporation. Kasneje je Arcnet pridobil licenco SMC (Standard Microsystem Corporation), ki je postal glavni razvijalec in proizvajalec opreme za omrežja Arcnet. Za prenosni medij se uporablja sukana parica, koaksialni kabel (RG-62) z valovno impedanco 93 Ohm in optični kabel s hitrostjo prenosa podatkov 2,5 Mbps. Pri povezovanju naprav v Arcnet se uporabljata topologija vodil in zvezda. Način nadzora dostopa postaj do prenosnega medija je vodilo žetonov (Token Bus). Ta metoda ima naslednja pravila:

V vsakem trenutku ima to pravico samo ena postaja v omrežju;

Osnovna načela dela

Prenos vsakega bajta v Arcnetu se izvaja s posebnim paketom ISU (Information Symbol Unit), ki ga sestavljajo trije servisni start/stop biti in osem podatkovnih bitov. Na začetku vsakega paketa se pošlje začetni ločilec AB (Alert Burst), ki je sestavljen iz šestih servisnih bitov. Začetno ločilo deluje kot preambula paketa.

V omrežju Arcnet se lahko uporabljata dve topologiji: zvezda in vodilo,

Ethernet LAN

Specifikacija Etherneta je bila predlagana s strani Xerox Corporation v poznih sedemdesetih letih. Kasneje sta se temu projektu pridružila Digital Equipment Corporation (DEC) in Intel Corporation. Leta 1982 je bila objavljena specifikacija za Ethernet različico 2.0. Na podlagi Etherneta je inštitut ieee razvil standard ieee 802.3. Razlike med njimi so majhne.

Osnovna načela dela:

Na logični ravni Ethernet uporablja topologijo vodila;

Vse naprave, priključene na omrežje, so enakovredne, to pomeni, da lahko vsaka postaja kadar koli začne s prenosom (če je prenosni medij prost);

Podatki, ki jih posreduje ena postaja, so na voljo vsem postajam v omrežju.

Izberiteop omrežni operacijski sistem

Široka paleta vrst računalnikov, ki se uporabljajo v računalniških omrežjih, vključuje različne operacijske sisteme: za delovne postaje, za omrežne strežnike na ravni oddelkov in strežnike na ravni podjetja kot celoto. Lahko imajo različne zahteve glede zmogljivosti in funkcionalnosti, zaželeno je, da imajo lastnost združljivosti, ki bi omogočala skupno delovanje različnih operacijskih sistemov. Omrežne operacijske sisteme lahko razdelimo v dve skupini: za celoten oddelek in za celotno podjetje. OS za oddelke ali delovne skupine zagotavlja nabor omrežnih storitev, vključno s skupno rabo datotek, aplikacij in tiskalnikov. Zagotoviti morajo tudi lastnosti, odporne na napake, na primer delo z nizi RAID, podpiranje arhitekture grozdov. Omrežne operacijske sisteme oddelkov je običajno lažje namestiti in upravljati kot operacijske sisteme za podjetja, imajo manj funkcij, manj zaščite podatkov in imajo šibkejšo interoperabilnost z drugimi vrstami omrežij ter slabšo zmogljivost. Omrežni operacijski sistem za celotno podjetje mora najprej imeti osnovne lastnosti vseh izdelkov podjetja, vključno z:

razširljivost, to je zmožnost enako dobrega delovanja v širokem razponu različnih kvantitativnih značilnosti omrežja,

združljivost z drugimi izdelki, to je zmožnost dela v kompleksnem heterogenem okolju interneta v načinu plug-and-play.

Omrežni operacijski sistem podjetja mora podpirati bolj zapletene storitve. Tako kot omrežni operacijski sistem delovne skupine bi moral tudi omrežni operacijski sistem podjetja uporabnikom omogočiti skupno rabo datotek, aplikacij in tiskalnikov ter to storiti za več uporabnike in količino podatkov ter z večjo zmogljivostjo. Poleg tega omrežni OS za celotno podjetje omogoča povezovanje heterogenih sistemov – tako delovnih postaj kot strežnikov. Na primer, tudi če OS deluje na platformi Intel, mora podpirati delovne postaje UNIX, ki se izvajajo na platformah RISC. Podobno mora strežniški OS, ki se izvaja na računalniku RISC, podpirati DOS, Windows in OS/2. Omrežni operacijski sistem za celotno podjetje mora podpirati več skladov protokolov (kot so TPSYP, IPX/SPX, NetBIOS, DECnet in OSI), kar omogoča enostaven dostop do oddaljenih virov, priročni postopki upravljanja storitev, vključno z agenti za sisteme za upravljanje omrežja.

Pomemben element omrežnega operacijskega sistema za celotno podjetje je centralizirana služba za pomoč uporabnikom, ki hrani podatke o uporabnikih in skupnih omrežnih virih. Ta storitev, znana tudi kot imeniška storitev, zagotavlja enkratno logično prijavo uporabnika v omrežje in mu omogoča priročno sredstvo za ogled vseh virov, ki so mu na voljo. Skrbnik, če obstaja centralizirano omrežje pomoč, je razbremenjeno ustvarjanja ponavljajočega se seznama uporabnikov na vsakem strežniku, kar pomeni, da je razbremenjeno velike količine rutinskega dela in morebitnih napak pri določanju sestave uporabnikov in njihovih pravic na posameznem strežniku. Pomembna lastnost službe za pomoč uporabnikom je njena razširljivost, ki jo zagotavlja porazdeljena baza podatkov uporabnikov in virov.

Omrežni operacijski sistemi, kot so Banyan Vines, Novell NetWare 4.x, IBM LAN Server, Sun NFS, Microsoft LAN Manager in Windows NT Server, lahko služijo kot operacijski sistem za podjetja, medtem ko je NetWare 3.x, Personal Ware, Artisoft LANtastic več primeren za majhne delovne skupine.

Merila za izbiro operacijskega sistema na ravni podjetja so naslednje značilnosti:

Organska podpora za večstrežniško omrežje;

Visoka učinkovitost operacij z datotekami;

Možnost učinkovite integracije z drugimi operacijskimi sistemi;

Razpoložljivost centralizirane razširljive službe za pomoč uporabnikom;

dobre razvojne možnosti;

Učinkovito delo oddaljenih uporabnikov;

Različne storitve: datotečni servis, storitev tiskanja, varnost podatkov in toleranca napak, arhiviranje podatkov, storitev sporočanja, različne baze podatkov in drugo;

Različni transportni protokoli: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, AppleTalk;

Podpora za različne operacijske sisteme končnih uporabnikov: DOS, UNIX, OS/2, Mac;

Podpora za standarde omrežne opreme Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet;

Razpoložljivost priljubljenih aplikacijskih vmesnikov in mehanizmov za klic oddaljenih postopkov RPC;

Sposobnost interakcije s sistemom za nadzor in upravljanje omrežja, podpora za standarde upravljanja omrežja SNMP.

Seveda noben od obstoječih omrežnih operacijskih sistemov ne izpolnjuje v celoti naštetih zahtev, zato izbira omrežnega operacijskega sistema praviloma poteka ob upoštevanju proizvodnih razmer in izkušenj. Tabela prikazuje glavne značilnosti priljubljenih in trenutno razpoložljivih omrežnih operacijskih sistemov.

Ugotavljanje zanesljivosti LAN. 2.4.1. PKazalniki zanesljivosti LAN

Na splošno je zanesljivost lastnost tehnične naprave ali izdelka, da v določenem časovnem obdobju opravlja svoje funkcije znotraj toleranc.

Zanesljivost izdelka je določena v fazi načrtovanja in je v veliki meri odvisna od meril, kot so izbira tehničnih in tehnoloških specifikacij, skladnost sprejetih oblikovalskih rešitev s svetovno raven. Na zanesljivost LAN vplivajo tudi pismenost osebja na vseh ravneh uporabe omrežja, pogoji transporta, skladiščenja, namestitve, prilagajanja in delovanja posameznega omrežnega vozlišča, skladnost s pravili za uporabo opreme.

Pri izračunu in ocenjevanju zanesljivosti računalniškega omrežja bodo uporabljeni naslednji izrazi in definicije:

Operativnost - stanje izdelka, v katerem lahko opravlja svoje funkcije v okviru uveljavljenih zahtev.

Neuspeh je dogodek, pri katerem se poslabša delovanje izdelka.

Okvara - stanje izdelka, v katerem ne izpolnjuje vsaj ene zahteve tehnične dokumentacije.

Čas delovanja - trajanje izdelka v urah ali drugih časovnih enotah.

MTBF ali srednji čas med okvarami je povprečna vrednost obratovalnega časa popravljenega izdelka med okvarami.

Verjetnost brezhibnega delovanja - verjetnost, da v določenem časovnem obdobju ne bo prišlo do okvare izdelka.

Stopnja okvare - verjetnost okvare izdelka, ki ga ni mogoče popraviti na enoto časa po določenem času.

Zanesljivost - lastnost izdelka, da ohrani zmogljivost v določenem času delovanja.

Trajnost - lastnost izdelka, da vzdržuje zmogljivost do mejnega stanja s prekinitvami za vzdrževanje in popravila.

Vir - čas delovanja izdelka do mejnega stanja, določeno v tehnični dokumentaciji.

Življenjska doba - koledarsko trajanje izdelka do mejnega stanja, določenega v tehnični dokumentaciji.

Vzdrževanje - razpoložljivost izdelka za njegovo vzdrževanje

in popravilo.

Zanesljivost je kompleksna lastnost, ki vključuje lastnosti, kot so:

izvedba;

vztrajnost;

vzdržljivost;

vzdržljivost.

Glavna lastnost, ki jo opisujejo kvantitativne značilnosti, je učinkovitost.

Izguba zmogljivosti - neuspeh. Okvare električnega izdelka lahko pomenijo ne le električne ali mehanske poškodbe, temveč tudi odstopanje njegovih parametrov preko sprejemljivih meja. V zvezi s tem so lahko neuspehi nenadni in postopni.

Pojav nenadnih okvar v napravi so naključni dogodki. Te okvare so lahko neodvisne, ko pride do okvare enega elementa v napravi neodvisno od drugih elementov, in odvisne, ko je okvara enega elementa posledica okvare drugih. Delitev okvar na nenadne in postopne je pogojna, saj so lahko nenadne okvare posledica razvoja postopnih okvar.

Glavne kvantitativne značilnosti zanesljivosti (operabilnost):

verjetnost brezhibnega delovanja v času t: P(t);

verjetnost okvare v času t: Q(t)= 1 - P(t);

stopnja napak X(t) - označuje povprečno število okvar, ki se pojavijo na enoto časa delovanja izdelka;

povprečni čas delovanja izdelka do okvare T (recipročna stopnja okvare).

Dejanske vrednosti teh lastnosti so pridobljene iz rezultatov testov zanesljivosti. Pri izračunih časa do okvare se / šteje za naključno spremenljivko, zato se uporablja aparat teorije verjetnosti.

Lastnosti (aksiomi):

Р(0)=1 (upošteva se izkoriščanje delujočih produktov);

lim t _ >00 P(t)=O (zmogljivosti ni mogoče vzdrževati v nedogled);

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

Med življenjsko dobo tehnične naprave lahko ločimo tri obdobja, pri katerih se stopnja okvare razlikuje na različne načine. Odvisnost stopnje okvare od časa je prikazana na sliki 5.

sl.5. Tipična krivulja spremembe X(t) med življenjsko dobo (življenjsko dobo) izdelka.

I - stopnja utekanja dX(t)/dt<0

II - stopnja normalnega delovanja X(t)-konst

III - stopnja staranja dX(t)/dt>0

V prvem obdobju, ki se imenuje obdobje utekanja, se ugotavljajo strukturne, tehnološke, montažne in druge napake, zato se lahko stopnja odpovedi na začetku obdobja poveča, z bližanjem običajnega obratovalnega obdobja pa se zmanjša.

Za obdobje normalnega delovanja so značilni nenadni izpadi stalne intenzivnosti, ki se proti obdobju obrabe povečujejo.

Med obdobjem obrabe se stopnja odpovedi sčasoma povečuje, ko se izdelek obrablja.

Očitno bi moralo biti glavno obdobje obdobje normalnega delovanja, druga obdobja pa so obdobja vstopa in izstopa iz tega obdobja.

Aksiom 3 velja za elemente, ki jih ni mogoče obnoviti (mikrovezja, radijski elementi itd.). Postopek delovanja sistemov in izdelkov, ki jih je mogoče obnoviti, se razlikuje od enakega postopka za neponovljive po tem, da poleg toka okvar elementov izdelka obstajajo faze popravila okvarjenih elementov, t.j. obstaja tok obnovitve elementov. Pri sistemih, ki jih je mogoče obnoviti, tretja lastnost značilnosti zanesljivosti ni izpolnjena: 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.

Pri konfiguriranju računalniških omrežij delujejo s konceptom, kot je srednji čas med okvarami enega ali drugega elementa omrežja (Tn).

Na primer, če je bilo med letom testiranih 100 izdelkov in 10 od njih ni uspelo, bo Tn enak 10 let. tiste. predvideva se, da bodo v 10 letih vsi izdelki propadli.

Kvantitativna značilnost za matematično opredelitev zanesljivosti je stopnja okvare naprave na enoto časa, ki se običajno meri v številu okvar na uro in je označena s simbolom X.

Povprečni čas med okvarami in srednji čas obnovitve sta med seboj povezana s faktorjem razpoložljivosti Kr, ki je izražen z verjetnostjo, da bo računalniško omrežje v delujočem stanju:

Tako bo faktor razpoložljivosti Kg celotnega omrežja določen kot produkt delnega faktorja razpoložljivosti Kri. Treba je opozoriti, da se omrežje šteje za zanesljivo, ko je Kr > 0,97.

Primer izračuna zanesljivostiin lokalnega omrežja

Lokalno omrežje običajno vključuje nabor uporabniških delovnih postaj, delovno postajo skrbnika omrežja (uporablja se lahko ena od uporabniških postaj), strežniško jedro (nabor strežniških platform strojne opreme s strežniškimi programi: datotečni strežnik, WWW strežnik, strežnik baz podatkov, poštni strežnik itd.), komunikacijsko opremo (usmerjevalniki, stikala, vozlišča) in strukturirano kabliranje (kabelska oprema).

Izračun zanesljivosti LAN se začne z oblikovanjem koncepta okvare danega omrežja. Za to se analizirajo funkcije upravljanja, katerih izvajanje v podjetju se izvaja s tem LAN. Izberejo se takšne funkcije, katerih kršitev je nesprejemljiva, in določi se oprema LAN, vključena v njihovo izvajanje. Na primer: seveda bi moralo biti med delovnim dnevom možno klicati / zapisovati informacije iz baze podatkov, pa tudi dostop do interneta.

Za celoto takšnih funkcij se oprema LAN določi v skladu s strukturnim električnim diagramom, katerega okvara neposredno krši vsaj eno od navedenih funkcij, in sestavi se logični diagram za izračun zanesljivosti.

Ob tem se upošteva število in delovni pogoji ekip za popravilo in obnovo. Običajno so sprejeti naslednji pogoji:

Izterjava je omejena – t.j. kadar koli ni mogoče obnoviti več kot enega neuspešnega elementa, ker obstaja ena ekipa za popravilo;

povprečni čas obnovitve okvarjenega elementa je določen bodisi na podlagi dopustnih prekinitev delovanja LAN bodisi na podlagi tehničnih zmogljivosti dostave in vključitve tega elementa v delo.

V okviru zgornjega pristopa k izračunu je shemo za izračun zanesljivosti praviloma mogoče reducirati na serijsko vzporedno shemo.

Kot merilo okvare LAN postavimo izpad opreme, ki je vključena v jedro omrežja: strežniki, stikala ali kabelska oprema. Menimo, da izpad uporabniških delovnih postaj ne vodi do okvare LAN-a, in ker je hkratna okvara vseh delovnih postaj malo verjeten dogodek, omrežje v primeru posameznih okvar delovnih postaj še naprej deluje.

sl.6. Shema elementov LAN za izračun celotne zanesljivosti.

Predpostavimo, da obravnavana lokalnem omrežju vključuje dva strežnika (eden omogoča dostop do interneta), dve stikali in pet kosov kablov, povezanih z jedrom omrežja. Stopnje neuspeha in obnovitve zanje so navedene spodaj.

V to smer,

1) stopnja okvare celotnega omrežja L je 6,5 * 10-5 1 / h,

2) povprečni čas med okvarami celotnega omrežja Tn je približno 15,4 tisoč ur,

3) povprečni čas okrevanja Tv je 30 ur.

Izračunane vrednosti ustrezne pripravljenosti so predstavljene v tabeli. 4:

Faktor razpoložljivosti celotnega omrežja je

Izračun učinkovitosti LAN

Za določitev parametrov delovanja omrežja se izvede izbor in utemeljitev kontrolnih točk. Za te izbrane točke se zbirajo informacije in izračunajo parametri:

Čas obdelave povpraševanja - izračun časovnega intervala med oblikovanjem povpraševanja in prejemom odgovora nanjo, opravljen za izbrane osnovne storitve.

odzivni čas v obremenjenem in neobremenjenem omrežju - izračun kazalnika uspešnosti neobremenjenega in neobremenjenega omrežja.

Čas zakasnitve pri prenosu okvirja - izračun časa zakasnitve okvirja povezovalne plasti za izbrane glavne omrežne segmente.

določitev realne prepustnosti - določitev dejanske prepustnosti za poti izbranih glavnih omrežnih vozlišč.

analitični izračun kazalnikov zanesljivosti - analitična ocena možne stopnje okvar in povprečnega časa med okvarami.

faktor razpoložljivosti - analitični izračun stopnje pripravljenosti (povprečni čas obnovitve) LAN.

Predpostavimo, da je omrežje med dvema uporabnikoma organizirano po shemi, prikazani na sliki 7.

Delovni nalog

Za opravljanje dela potrebujete:

a) ponovite varnostna pravila pri delu z računalniško opremo;

b) preučiti gradivo za predavanja za predmete "", kot tudi teoretični del teh smernic;

c) izbrati napol hipotetično podjetje ali organizacijo in z vidika avtomatizacije preučiti v njem obstoječi sistem poteka dela. Predlagati nov sistem poteka dela, ki temelji na uporabi računalniških omrežij, oceniti prednosti in slabosti obstoječih in predlaganih sistemov (hitrost, stroški, topologija, spremembe na plačilni listi itd.);

d) izračunati številčne kazalnike novega sistema delovnega toka: zanesljivost omrežja, čas med okvarami, stopnjo razpoložljivosti, čas dostave sporočila naslovniku, čas prejema potrdila o dostavi sporočila;

e) v skladu z zahtevami iz oddelka 5 izda poročilo o laboratorijskem delu;

g) zagovarjati laboratorijsko delo tako, da učitelju dokaže:

1) poročilo o laboratorijskem delu;

2) razumevanje osnovnih načel organiziranja lokalnega omrežja;

3) teoretično znanje o kvantitativnih parametrih računalniškega omrežja.

Ko se pripravljate na obrambo s samotestiranjem, je priporočljivo odgovoriti na varnostna vprašanja iz 5.

4. Zahteve za poročilo

Laboratorijsko poročilo mora vsebovati:

a) naslovna stran

b) pogoj naloge;

c) utemeljitev razvoja LAN in izračuni za predlagano topologijo omrežja;

d) pripombe in zaključke o opravljenem delu.

Bibliografija

1.Guseva A.I. Delo v lokalnih omrežjih NetWare 3.12-4.1: Učbenik - M.: "DIALOG-MEPhI", 1996. - 288 str.

2. Lorin G. Porazdeljeni računalniški sistemi:. - M.: Radio in komunikacija, 1984. - 296 str.

4. Frolov A.V., Frolov G.V. Lokalna omrežja osebnih računalnikov. Uporaba protokolov IPX, SPX, NETBIOS - M.: "DIALOG-MEPhI", 1993. - 160 str.

Gostuje na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Lokalno omrežje, stikalna vozlišča in komunikacijske linije, ki zagotavljajo prenos podatkov uporabnikov omrežja. Povezovalni sloj modela OSI. Postavitev računalnikov. Izračun celotne dolžine kabla. Programska in strojna oprema lokalnega omrežja.

seminarska naloga, dodana 28.06.2014


Načini povezovanja različnih računalnikov v omrežje. Osnovna načela organizacije lokalnega omrežja (LAN). Razvoj in oblikovanje lokalnega omrežja v podjetju. Opis izbrane topologije, tehnologije, standarda in opreme.

diplomsko delo, dodano 19.06.2013


Cilji informatizacije šole št. 15 v Zavolzhye. Oblikovanje in organizacija šolske mreže. Struktura in osnovne funkcije lokalnega omrežja. Značilnosti programske in strojne opreme, konstrukcijski mehanizmi in značilnosti administracije LAN.

diplomsko delo, dodano 20. 5. 2013


Utemeljitev posodobitve lokalnega omrežja (LAN) podjetja. LAN strojna in programska oprema. Izbira topologije omrežja, kabla in stikala. Izvedba in nastavitev WiFi- dostopne točke. Zagotavljanje zanesljivosti in varnosti omrežja.

diplomsko delo, dodano 21.12.2016


Izdelava lokalnega omrežja, njegova topologija, kabelski sistem, tehnologija, strojna in programska oprema, minimalne zahteve strežnika. Fizična konstrukcija lokalno omrežje in organizacija dostopa do interneta, izračun kabelskega sistema.

seminarska naloga, dodana 05.05.2010


Računalniško lokalno omrežje: načrtovanje v dveh nadstropjih, interakcija približno 30 strojev. Razdalja med stroji in stikali je najmanj 20 metrov, število stikal je v okviru projekta. Logična in fizična topologija omrežja.

laboratorijske naloge, dodano 27.09.2010


Glavne vrste komunikacijskih linij. Lokalna omrežja (LAN) kot porazdeljeni sistemi za obdelavo podatkov, značilnosti pokritosti ozemlja, stroški. Analiza možnosti in smiselnosti uporabe omrežne opreme pri gradnji sodobnih LAN.

diplomsko delo, dodano 16.06.2012


Izračuni parametrov predvidenega lokalnega računalniškega omrežja. Skupna dolžina kabla. Distribucija IP naslovov za projektirano omrežje. Specifikacija opreme in potrošnega materiala. Izbira operacijskega sistema in aplikacijske programske opreme.

seminarska naloga, dodana 01.11.2014


Pregled metod za načrtovanje lokalnega omrežja za učilnice ene od visokošolskih zgradb po standardu Ethernet z uporabo sukanega para in tankega koaksialnega kabla v vseh pogledih po standardih 10Base-T in 10Base.

seminarska naloga, dodana 24.03.2011


Glavne faze vzdrževanja in posodobitve lokalnega omrežja podjetja. Vrsta avtomatizirane dejavnosti v podjetju. Izbira topologije lokalnega računalniškega omrežja. Strojna in programska oprema. Značilnosti sedemslojnega modela OSI.

Najpomembnejša značilnost računalniških omrežij je zanesljivost. Izboljšanje zanesljivosti temelji na principu preprečevanja motenj v delovanju z zmanjševanjem stopnje okvar in okvar z uporabo elektronskih vezij in komponent z visoko in ultra visoko stopnjo integracije, zmanjšanjem stopnje motenj, lažjimi načini delovanja vezij, zagotavljanje toplotnih načinov njihovega delovanja, pa tudi z izboljšanjem metod sestavljanja opreme.

Odpornost na napake je takšna lastnost računalniškega sistema, ki mu kot logičnemu stroju omogoča, da nadaljuje z dejanji, podano s programom potem ko pride do okvare. Uvedba tolerance napak zahteva odvečno strojno in programsko opremo. Navodila v zvezi s preprečevanjem napak in toleranco napak, ki so glavni v problemu zanesljivosti. Pri vzporednih računalniških sistemih je dosežena tako najvišja zmogljivost kot v mnogih primerih zelo visoka zanesljivost. Razpoložljive redundantne vire v vzporednih sistemih je mogoče fleksibilno uporabiti za zmogljivost in zanesljivost.

Ne smemo pozabiti, da koncept zanesljivosti vključuje ne samo strojno opremo, temveč tudi programsko opremo. Glavni cilj povečanja zanesljivosti sistemov je celovitost v njih shranjenih podatkov.

Varnost je ena glavnih nalog, ki jih rešuje vsako običajno računalniško omrežje. Na varnostni problem je mogoče gledati z različnih zornih kotov – zlonamerno poškodovanje podatkov, zaupnost informacij, nepooblaščen dostop, kraje itd.

Vedno je lažje zagotoviti zaščito informacij v lokalnem omrežju, kot če ima podjetje ducat avtonomno delujočih računalnikov. Na voljo vam je praktično eno orodje - rezerva(rezerva). Za preprostost poimenujmo ta proces redundanca. Njegovo bistvo je ustvariti popolno kopijo podatkov na varnem mestu, ki se redno in čim pogosteje posodablja. Za osebni računalnik so diskete bolj ali manj varen medij. Možna je uporaba streamerja, vendar je to dodaten strošek za opremo.

riž. 5.1. Izzivi varnosti podatkov

Najlažji način za zaščito podatkov pred različnimi težavami je v primeru omrežja z namenskim datotečnim strežnikom. Vse najpomembnejše datoteke so skoncentrirane na strežniku in shranjevanje enega računalnika je veliko lažje kot desetih. Koncentracija podatkov olajša tudi redundanco, saj jih ni treba zbirati po celotnem omrežju.

Zaščitene linije izboljšujejo varnost in zanesljivost omrežja. Zaščiteni sistemi so veliko bolj odporni na zunanja RF polja.

Zanesljivost in varnost

Eden od začetnih ciljev ustvarjanja porazdeljenih sistemov, ki vključujejo računalniška omrežja, je bil doseči večjo zanesljivost v primerjavi s posameznimi računalniki.

Pomembno je razlikovati med več vidiki zanesljivosti. Za tehnične naprave Uporabljajo se kazalniki zanesljivosti, kot so srednji čas do okvare, verjetnost okvare, stopnja okvare. Vendar so ti kazalniki primerni za ocenjevanje zanesljivosti preprostih elementov in naprav, ki so lahko le v dveh stanjih - delujoče ali neuporabne. Kompleksni sistemi, sestavljeni iz številnih elementov, imajo poleg stanja zdravja in neoperabilnosti lahko še druga vmesna stanja, ki jih te značilnosti ne upoštevajo. V zvezi s tem se za oceno zanesljivosti kompleksnih sistemov uporablja drugačen nabor značilnosti.

Razpoložljivost ali razpoložljivost se nanaša na del časa, ko se sistem lahko uporablja. Razpoložljivost je mogoče izboljšati z uvedbo redundance v strukturo sistema: ključni elementi sistema morajo obstajati v več primerih, tako da, če eden od njih odpove, drugi zagotavljajo delovanje sistema.

Da je sistem razvrščen kot visoko zanesljiv, mora biti vsaj zelo dostopen, vendar to ni dovolj. Zagotoviti je treba varnost podatkov in jih zaščititi pred popačenjem. Poleg tega je treba vzdrževati doslednost (konsistentnost) podatkov, na primer, če je več kopij podatkov shranjenih na več datotečnih strežnikih, da se poveča zanesljivost, je treba njihovo identiteto nenehno zagotavljati.

Ker omrežje deluje na podlagi mehanizma za prenos paketov med končnimi vozlišči, je ena od značilnosti zanesljivosti verjetnost, da bo paket dostavljen do ciljnega vozlišča brez popačenja. Poleg te lastnosti se lahko uporabijo tudi drugi kazalniki: verjetnost izgube paketa (zaradi katerega koli od razlogov - zaradi prekoračitve medpomnilnika usmerjevalnika, zaradi neusklajenosti kontrolne vsote, zaradi pomanjkanja delujoče poti do ciljnega vozlišča itd. .), verjetnost popačenja posameznega bita prenesenih podatkov, razmerje izgubljenih paketov in dostavljenih.

Drug vidik splošne zanesljivosti je varnost(varnost), to je sposobnost sistema, da zaščiti podatke pred nepooblaščenim dostopom. V porazdeljenem sistemu je to veliko težje narediti kot v centraliziranem. V omrežjih se sporočila prenašajo po komunikacijskih linijah, ki pogosto potekajo skozi javne prostore, v katerih so lahko nameščene naprave za prisluškovanje linij. Še eno ranljivo mesto so lahko brez nadzora osebni računalniki. Poleg tega vedno obstaja potencialna nevarnost zloma varnosti omrežja s strani nepooblaščenih uporabnikov, če ima omrežje izhode na globalnih omrežjih skupna uporaba.

Druga značilnost zanesljivosti je toleranca napak. V omrežjih je toleranca napak razumljena kot sposobnost sistema, da skrije pred uporabnikom okvaro svojih posameznih elementov. Na primer, če so kopije tabele baze podatkov shranjene hkrati na več datotečnih strežnikih, uporabniki morda preprosto ne bodo opazili okvare enega od njih. V sistemu, ki je odporen na napake, okvara enega od njegovih elementov vodi do določenega zmanjšanja kakovosti njegovega dela (degradacije) in ne do popolne zaustavitve. Torej, če eden od datotečnih strežnikov v prejšnjem primeru odpove, se zaradi zmanjšanja stopnje paralelizacije poizvedb poveča le čas dostopa do baze podatkov, vendar bo na splošno sistem še naprej opravljal svoje funkcije.

Uvod
Pred mnogimi leti so bili osebni računalniki (PC) uporabljeni samostojno, kot majhni otoki računalniške moči, ki so naseljevali mize domov in pisarn. In samo dejstvo, da je vsak računalnik pogosto izvajal drugačno različico operacijskega sistema ali aplikacije, je bilo zaznano kot nič drugega kot nadležna nadloga.
Ko so leta minila, je omrežna tehnologija prevzela osebne računalnike in uporabniki so začeli razumeti, da lahko sodelujejo. Dajanje osebnih računalnikov možnosti medsebojne interakcije je odprlo ogromne možnosti za sodelovanje in sodelovanje. Danes so računalniška omrežja ključnega pomena za delovanje vseh vrst podjetij in jih najdemo celo v domovih, saj povezujejo več osebnih računalnikov. Z ustrezno instrumentacijo in konfiguracijo so lahko računalniška omrežja zelo hitra in zanesljiva v delovanju.
Vendar pa lahko omrežja odpovejo, in ko pride do napak, je treba sprejeti drastične ukrepe za odkrivanje in odpravljanje težave. In če pomislimo, da lahko poleg kablov, zvezdišč, usmerjevalnikov, stikal in drugih omrežnih naprav številna računalniška omrežja vključujejo na stotine in celo tisoče osebnih računalnikov, postane jasno, da učinkovito odpravljanje težav zahteva več kot le zamenjavo osebnih računalnikov in drugih omrežnih naprav.

Zaščita pred napakami v posredovanih informacijah v CS
Zanesljivost omrežja je povezana z zmožnostjo zanesljivega (brez napak) prenosa uporabniških podatkov iz enega DTE (podatkovne terminalske opreme) do drugega DTE. Vključuje zmožnost obnovitve po napakah v omrežju ali izgubi podatkov, vključno z okvarami povezave, DTE, DCE (oprema za zaključevanje podatkovnih povezav) ali DCE (oprema za preklapljanje podatkov). Zanesljivost je povezana tudi z vzdrževanjem sistema, ki vključuje dnevno testiranje, preventivno vzdrževanje, kot je zamenjava okvarjenih ali okvarjenih komponent; diagnoza napak v primeru okvare. V primeru težave s katero koli komponento lahko omrežni diagnostični sistem zlahka zazna napako, izolira težavo in po možnosti izklopi to komponento iz omrežja. Pojav napak pri prenosu informacij je razložen bodisi s tujimi signali, ki so vedno prisotni v kanalih, bodisi z motnjami, ki jih povzročajo zunanji viri in atmosferski pojavi, ali z drugimi razlogi. V telefoniji se popačenje šteje za spremembo oblike toka v sprejemni napravi, v telegrafiji pa za spremembo trajanja prejetih trenutnih paketov v primerjavi s oddanimi paketi.
"Nepravilnosti" ali napake lahko na splošno razvrstimo kot naključne, impulzivne in mešane.
Naključne napake se pojavljajo naključno v blokih prejetih podatkov. Večina resničnih medijskih kanalov (kot tudi satelitskih) je nagnjena k naključnim napakam.
Kanali z impulznimi napakami večino časa kažejo stanje brez napak, včasih pa so skupinske ali posamezne napake. Predmet takšnih napak so radijski signali, pa tudi kabli in žice, kot so telefonski kanali iz sukanih žičnih parov.
Za izboljšanje zanesljivosti in kakovosti komunikacijskih sistemov, skupinskih metod zaščite pred napakami, redundantnega kodiranja in sistemov z povratne informacije. V praksi se pogosto uporablja kombinacija teh metod. Skupinske metode zaščite pred napakami vključujejo metodo, ki se že dolgo uporablja v telegrafiji, znana kot Verdanovo načelo: vse informacije (ali posamezne kombinacije kod) se posredujejo večkrat, običajno liho število (vsaj trikrat). Prejete informacije shrani posebna naprava in jih primerja. O pravilnosti prenosa se presoja po naključju večine prejetih informacij po metodah "dva od treh", "trije od petih" itd.
Druga metoda, ki prav tako ne zahteva kodiranja informacij, vključuje prenos informacij v blokih, sestavljenih iz več kodnih kombinacij. Na koncu vsakega bloka se pošlje informacija, ki vsebuje kvantitativne značilnosti poslanega bloka, na primer število enic ali nič v bloku. Na sprejemnem koncu se te lastnosti ponovno izračunajo, primerjajo s tistimi, ki se prenašajo po komunikacijskem kanalu, in če se ujemajo, se šteje, da je blok pravilno prejet. Če se kvantitativne značilnosti ne ujemajo, se na oddajno stran pošlje signal napake.
Med načini zaščite pred napakami je najbolj razširjeno kodiranje za popravljanje napak, ki omogoča pridobivanje bolj kakovostnih kazalnikov delovanja komunikacijskih sistemov. Njegov glavni namen je sprejeti vse možne ukrepe za zagotovitev, da je verjetnost izkrivljanja informacij dovolj majhna, kljub prisotnosti motenj ali okvar omrežja. Proti hrupno kodiranje vključuje razvoj korektivnih (šumno imunskih) kod, ki zaznavajo in popravljajo določene vrste napak, ter konstrukcijo in implementacijo kodirnih in dekodirnih naprav.
Pri prenosu informacij so lahko kode, odvisno od številskega sistema, dvopozicijske in večpozicijske. Glede na stopnjo odpornosti proti hrupu so dvopozicijske kode razdeljene na navadne in na hrup.
Dvopozicijske navadne kode uporabljajo vse možni elementi kodne kombinacije in so enotne, če je dolžina vseh kodnih kombinacij enaka, na primer telegrafska koda s petimi elementi, in neenakomerne, kadar kombinacije kod sestavljajo različno število elementov, na primer Morsejeva koda.
Kode za odpravljanje napak poleg informacijskih elementov vedno vsebujejo enega ali več dodatnih elementov, ki so verifikacijski in služijo za doseganje višje kakovosti prenosa podatkov. Prisotnost odvečnih informacij v kodah omogoča odkrivanje in popravljanje (ali samo odkrivanje) napak.
Izbira korekcijskih kod je v določeni meri odvisna od zahtev po zanesljivosti prenosa. Za njegovo pravilno izbiro so potrebni statistični podatki o vzorcih napak, njihovi naravi, številu in porazdelitvi v času. Tako je na primer popravljalna koda, ki popravlja posamezne napake, lahko učinkovita le, če so napake statistično neodvisne in verjetnost njihovega pojava ne presega določene vrednosti. Ta koda se izkaže za popolnoma neuporabno, če se napake pojavijo v skupinah (paketih). Ponavljajoče se kode, ki popravljajo skupinske napake, so lahko tudi neučinkovite, če je število napak med prenosom večje od dovoljene norme.
Razvite različne korektivne kode delimo na neprekinjene in blokovne. V neprekinjenih ali ponavljajočih se kodah
krmilni elementi se nahajajo med informacijskimi. V bloku
V kodah se informacije kodirajo, prenašajo in dekodirajo v ločenih skupinah (blokih) enake dolžine. Blok kode so ločljive (vsi informacijski in kontrolni elementi so postavljeni na strogo določena mesta) in neločljive (elementi kodne kombinacije nimajo jasne delitve na odvečne in informacijske). Neločljive kode vključujejo kodo s stalnim številom ničel in enic.
Ločljive kode sestavljajo sistematične in nesistematične. V sistematičnih kodah se kontrolni simboli oblikujejo z različnimi linearnimi kombinacijami. Sistematske kode so najobsežnejša in najbolj uporabljena skupina korektivnih kod. Vključujejo kode, kot so Hammingova koda, ciklične kode, kode Bowes-Chowdhury in druge. Veliki računalniški sistemi (Amdal, IBM, Burroughs, ICL) uporabljajo zelo sofisticirano tehniko za preverjanje napak pri prenosu po komunikacijskih linijah med stroji. Računalnik običajno uporablja enostavnejšo tehniko preverjanja napak. Ena najpreprostejših oblik preverjanja napak je tako imenovani echoplex. V skladu s to tehniko se vsak znak, ki ga osebni računalnik pošlje prek dupleksne komunikacijske linije oddaljenemu naročniku, vrne nazaj v računalnik v obliki odmeva. Če računalnik prejme isti znak, kot je bil poslan, se domneva, da je bil prenos znaka pravilen. Če ne, je med prenosom prišlo do napake in je potreben ponovni prenos istega znaka. Echoplex se uporablja v dvosmernih dupleksnih komunikacijskih kanalih.
Druga pogosto uporabljena (in razmeroma preprosta) metoda je pariteta. Njegovo bistvo je v tem, da se vsaki kodni kombinaciji doda en bit, v katerem se zapiše ena, če je število enic v kodni kombinaciji liho, ali nič, če je sodo. Pri dekodiranju se šteje število enot v kodni kombinaciji. Če se izkaže za enakomerno, se prejete informacije štejejo za pravilne, če ne, potem so napačne.
Druga oblika preverjanja napak je kontrolna vsota. To je preprosta metoda in se običajno uporablja v povezavi s preverjanjem napak z uporabo echoplex ali sodo/neparno preverjanje. Njegovo bistvo je v tem, da oddajni računalnik sešteje številčne vrednosti vseh prenesenih simbolov. Šestnajst najmanj pomembnih števk vsote je vstavljenih v šestnajstbitni števec kontrolne vsote, ki se skupaj z informacijami o uporabniku posreduje na sprejemni računalnik. Prejemni računalnik opravi enake izračune in primerja prejeto kontrolno vsoto s poslano. Če se te vsote ujemajo, se domneva, da je bil blok prenesen brez napak.Najnovejša beseda na področju nadzora napak na področju osebnega računalnika je ciklično preverjanje redundance (CRC - cyclic redundancy check). Široko se uporablja v protokolih HDLC, SDLC, vendar se je v industriji osebnih računalnikov pojavil relativno nedavno. Polje za nadzor napak je vključeno v okvir s strani oddajnega vozlišča. Njeno vrednost dobimo kot funkcijo vsebine vseh drugih polj. Prejemno vozlišče izvaja identične izračune še enega polja za nadzor napak. Ta polja se nato primerjajo; če se ujemata, obstaja velika verjetnost, da je bil paket poslan brez napak.

Porazdelitev virov v omrežjih
Spletni viri so zelo bogati in nenehno rastejo. To so spletne strani (vsebujejo besedilo, slike, programčke Java, okvirji itd.), glasbene datoteke v formatu MP3, posneti pretočni avdio in video, virtualni svetovi. Viri so razporejeni med ogromno število strežnikov, razpršenih po vsem svetu, in so na voljo milijonom uporabnikov. Protokol HTTP je sredstvo, ki vsakemu uporabniku omogoča pridobitev katerega koli predmeta, ne glede na to, koliko tisoč kilometrov je izmerjena razdalja med uporabnikovim gostiteljem in oddaljenim strežnikom in koliko ponudnikov internetnih storitev je na poti zahteve. Vendar pa je čas dostopa do spletnih virov včasih precej pomemben. Na poti objekta do uporabnikovega gostitelja so povezave nizke hitrosti, kar vodi do znatnih zamud pri prenosu. Na poti predmeta je vsaj eno preobremenjeno vozlišče, ki ima visoko vrednost zakasnitve in izgubo paketa. Do preobremenitev lahko pride tudi, če so vhodi vozlišča visokohitrostne povezave. Spletni strežnik, na katerega je naslovljena zahteva, je preobremenjen in zahteva lahko dolgo čaka na vročitev.
Za rešitev težave z zamudami se uporablja preprost trik: isti vir se nahaja na več strežnikih, zahteva pa se preusmeri na "najboljši" strežnik. Za spletno stran ali datoteko MP3 je "najboljši" strežnik tisti, ki ima najkrajši čas izvedbe poizvedbe. Pogosto tak strežnik pripada ponudniku internetnih storitev, ki je najbližji uporabnikovemu gostitelju.
Dodeljevanje virov vključuje mehanizme za podvajanje virov in načine, kako gostitelji določijo, kateri strežniki so najbolj primerni za izpolnjevanje zahtev. V drugi polovici devetdesetih let prejšnjega stoletja so se orodja za dodeljevanje sredstev razširila; trenutno se aktivno uporabljajo, zlasti na področju avdio in video informacij. Obstaja več velikih podjetij za distribucijo virov. Cisco, Lucent, Inktomi in CacheFlow razvijajo sorodno strojno in programsko opremo, medtem ko Akamai, Digital Island in AT&T zagotavljajo storitve dodeljevanja virov ponudnikom virov, kot je Yahoo! in CNN. Dodeljevanje virov je področje aktivnega raziskovanja tako z znanstvenega kot industrijskega vidika.
Z leti so inženirji in raziskovalci prišli do številnih rešitev glede dodeljevanja virov. Te rešitve lahko v grobem razdelimo v tri skupine: spletno predpomnjenje, omrežja za distribucijo vsebine (CDN) in souporaba datotek med enakovrednimi. Spodaj si bomo ogledali vsako od tehnologij, vendar bomo najprej nekoliko razjasnili terminologijo. Za ponudnika virov bomo šteli vsako osebo, organizacijo ali podjetje, ki ima vir na voljo uporabnikom interneta. Izvorni strežnik predmeta bo strežnik, kjer se je objekt prvotno nahajal in kjer je vedno mogoče najti kopijo tega predmeta.
Spletni predpomnilnik, ki ga pogosto imenujemo proxy strežnik, je omrežje, ki izvaja zahteve HTTP v imenu izvornega strežnika. Spletni predpomnilnik ima svojo diskovno napravo za shranjevanje, ki vsebuje predhodno zahtevane kopije predmetov. Kot je prikazano na sl. Uporabnikov brskalnik je mogoče konfigurirati tako, da najprej usmeri vse zahteve HTTP v spletni predpomnilnik (ta postopek je zelo preprost v brskalnikih Microsoft in Netscape).

Ko je brskalnik tako konfiguriran, se vsak zahtevani predmet najprej poišče v spletnem predpomnilniku. Običajno strežnike predpomnilnika zakupijo in namestijo ponudniki internetnih storitev. Na primer, univerza lahko ustvari strežnik za predpomnilnik v svojem lokalnem omrežju in konfigurira vse brskalnike za dostop do strežnika predpomnilnika.
Spletno predpomnjenje je oblika skupne rabe virov, ker podvaja objekte izvornega strežnika in organizira uporabniški dostop do lokalnih kopij objektov. Upoštevajte, da ponudnik virov ne vpliva na postopek podvajanja; nasprotno, podvajanje je odvisno samo od zahtev uporabnikov.
Predpomnjenje je postalo zelo razširjeno na internetu iz treh razlogov. Prvi je, da lahko predpomnilniški strežniki znatno skrajšajo čas izvajanja uporabniške zahteve, še posebej, če hitrost prenosa med uporabnikom in strežnikom predpomnilnika presega hitrost prenosa med uporabnikom in izvornim strežnikom. Pogosto se za povezavo uporabnika s strežnikom predpomnilnika uporabljajo hitre komunikacijske linije, tako da če je zahtevani objekt na voljo na strežniku predpomnilnika, se njegova dostava uporabniku zgodi v zelo kratkem času. Drugi razlog za priljubljenost mehanizma za predpomnjenje je, da lahko znatno zmanjša promet med lokalnimi omrežji in internetom. To posledično omogoča znižanje stroškov dragih komunikacijskih linij, ki povezujejo lokalna omrežja z internetom. Poleg tega pride do občutnega zmanjšanja prometa predpomnilnika na celotnem internetu, kar vodi k boljši kakovosti storitev za aplikacije za vse uporabnike globalnega omrežja. Končno, tretji razlog za uspeh predpomnjenja je ta, da vam omogoča hitro distribucijo virov med uporabnike. Tudi če prodajalec uporablja poceni omrežno opremo z nizko hitrostjo, bodo najbolj priljubljeni viri kmalu v spletnih predpomnilnikih, zato jih bodo uporabniki lahko prenesli s sprejemljivo kakovostjo storitve. Tako uporaba strežnika za predpomnilnik daje boljše rezultate kot povečanje pasovne širine dostopne linije in ne zahteva zamenjave omrežne opreme. Seveda najem in namestitev strežnika za predpomnilnik nista brezplačni, vendar bi bili stroški univerze v primeru nadomestne dostopne linije precej višji. Upoštevajte, da je za ustvarjanje spletnega predpomnilnika dovolj poceni osebni računalnik, poleg tega pa obstaja brezplačna programska oprema za strežnike predpomnilnika.
Omrežje za dostavo (in distribucijo) vsebin (English Content Delivery Network ali Content Distribution Network, CDN) je geografsko porazdeljena omrežna infrastruktura, ki vam omogoča optimizacijo dostave in distribucije vsebine končnim uporabnikom na internetu. Uporaba CDN s strani ponudnikov vsebin prispeva k povečanju hitrosti prenosa avdio, video, programske opreme, iger in drugih vrst digitalnih vsebin s strani uporabnikov interneta na mestih prisotnosti omrežja CDN.
Mreže za dostavo in distribucijo vsebin sestavljajo geografsko razporejene večnamenske platforme, katerih interakcija omogoča najučinkovitejšo obdelavo in zadovoljevanje zahtev uporabnikov ob prejemu vsebin.
Pri uporabi omrežja CDN se podatki osrednjega strežnika internetnega vira replicirajo na periferne platforme. Vsaka platforma vzdržuje popolno ali delno kopijo distribuiranih podatkov posodobljeno. Omrežno vozlišče, ki je del platforme, komunicira z lokalnimi omrežji internetnih ponudnikov in distribuira vsebine do končnih uporabnikov po najkrajši omrežni poti od strežnika, ki je optimalen glede na obremenitev. Dolžina omrežne poti je odvisna od geografske ali topološke oddaljenosti uporabniškega računalnika od strežnika ali stroškov prenosa prometa v regiji prisotnosti.
Predpomnjenje je najpogostejši način implementacije rešitve CDN, saj vključuje optimalno izrabo prostora na disku in povezovanje omrežnih kanalov. V tem primeru največji čas, porabljen za prenos datoteke (čakalna vrsta datotek), nosi prvi uporabnik, ki se je prijavil na izvirni strežnik ponudnika vsebine. Vsi naslednji uporabniki bodo dostopali do že prenesenih replik (HTTP objektov) z najbližjega strežnika. Tako je na oddaljenih strežnikih shranjena samo priljubljena in pogosto zahtevana vsebina.
Veliki CDN-ji so lahko sestavljeni iz ogromnega števila porazdeljenih vozlišč in gostijo svoje strežnike neposredno v omrežju vsakega lokalnega ponudnika internetnih storitev. Mnogi operaterji CDN se osredotočajo na pasovno širino povezovalnih kanalov in minimalno število povezovalnih točk v regiji prisotnosti. Ne glede na uporabljeno arhitekturo je glavni namen takšnih omrežij pospešiti prenos tako statične vsebine kot neprekinjenega toka podatkov.
Glede na to, kako so funkcije porazdeljene med omrežnimi računalniki, so omrežni operacijski sistemi in s tem omrežja razdeljeni v dva razreda: enakovredni in dvojni rang. Če računalnik zagotavlja svoje vire drugim uporabnikom omrežja, potem igra vlogo strežnika. V tem primeru je računalnik, ki dostopa do virov drugega računalnika, odjemalec. Kot smo že omenili, lahko računalnik, ki deluje v omrežju, opravlja funkcije odjemalca ali strežnika ali kombinacijo obeh funkcij.
V omrežjih peer-to-peer imajo vsi računalniki enake pravice dostopa do virov drug drugega. Vsak uporabnik lahko poljubno razglasi kateri koli vir svojega računalnika za skupno rabo, nato pa ga lahko drugi uporabniki izkoristijo. V takšnih omrežjih vsi računalniki izvajajo isti operacijski sistem, kar vsem računalnikom v omrežju omogoča potencialno enako izkušnjo.
V omrežjih peer-to-peer lahko pride tudi do funkcionalne asimetrije: nekateri uporabniki svojih virov ne želijo deliti z drugimi in v tem primeru njihovi računalniki delujejo kot odjemalci, skrbnik je drugim računalnikom dodelil le funkcije organiziranja skupne rabe virov. , kar pomeni, da so strežniki, v tretjem V primeru, da lokalni uporabnik ne nasprotuje uporabi svojih virov in ne izključuje možnosti dostopa do drugih računalnikov, mora OS, nameščen na njegovem računalniku, vključevati tako strežnik kot odjemalca. deli. Za razliko od omrežij z namenskimi strežniki v omrežjih peer-to-peer ni specializacije operacijskega sistema glede na prevladujočo funkcionalno usmerjenost - odjemalec ali strežnik. Vse različice se izvajajo s konfiguracijo iste različice OS.
Peer-to-peer omrežja je lažje organizirati in upravljati, vendar se uporabljajo predvsem za združevanje majhnih skupin uporabnikov, ki ne postavljajo velikih zahtev glede količine shranjenih informacij, njihove zaščite pred nepooblaščenim dostopom in hitrosti dostopa. Ob povečanih zahtevah po teh lastnostih so bolj primerna dvostopenjska omrežja, kjer strežnik bolje rešuje problem servisiranja uporabnikov s svojimi viri, saj sta njegova strojna oprema in omrežni operacijski sistem posebej zasnovana za ta namen.

Zaščita in obnova podatkov po nesreči v CS
Glede na možne vrste motenj v omrežju (z motnjo razumemo tudi nepooblaščen dostop) so številne vrste zaščite informacij združene v dva glavna razreda:
- sredstva fizične zaščite, vključno s sredstvi za zaščito kabelskega sistema, napajalnih sistemov, arhivskih orodij, diskovnih nizov itd.
- programska oprema za zaščito, vključno z: protivirusnimi programi, sistemi diferenciacije pooblastil, programsko opremo za nadzor dostopa.
- administrativni zaščitni ukrepi, vključno z nadzorom dostopa do prostorov, razvojem varnostne strategije podjetja, načrti za izredne razmere itd.
Treba je opozoriti, da je takšna delitev precej poljubna, saj se sodobne tehnologije razvijajo v smeri združevanja zaščite programske in strojne opreme. Takšna programska in strojna orodja se najpogosteje uporabljajo, zlasti na področju nadzora dostopa, zaščite pred virusi itd.

Fizična zaščita podatkov

kabelski sistem

Napajalni sistemi

Sistemi arhiviranja in podvajanja informacij

Zaščita pred nesrečami

Programske in strojno-programske metode zaščite

Zaščita računalniških virusov

Zaščita pred nepooblaščenim dostopom

Lokalno omrežje (LAN) običajno vključuje nabor uporabniških delovnih postaj, delovno postajo skrbnika omrežja (uporablja se lahko ena od uporabniških postaj), strežniško jedro (nabor strežniških platform strojne opreme s strežniškimi programi: datotečni strežnik, WWW strežnik, strežnik baz podatkov, poštni strežnik itd.), komunikacijsko opremo (usmerjevalniki, stikala, vozlišča) in strukturirani kabelski sistem (kabelska oprema).

Izračun zanesljivosti LAN se začne z oblikovanjem koncepta okvare danega omrežja. Za to se analizirajo funkcije upravljanja, katerih izvajanje v podjetju se izvaja s tem LAN. Izberejo se takšne funkcije, katerih kršitev je nesprejemljiva, in določi se oprema LAN, vključena v njihovo izvajanje. Na primer: seveda bi moralo biti med delovnim dnevom možno klicati / zapisovati informacije iz baze podatkov, pa tudi dostop do interneta.

Za celoto takšnih funkcij se oprema LAN določi v skladu s strukturnim električnim diagramom, katerega okvara neposredno krši vsaj eno od navedenih funkcij, in sestavi se logični diagram za izračun zanesljivosti.

Ob tem se upošteva število in delovni pogoji ekip za popravilo in obnovo. Običajno so sprejeti naslednji pogoji:

Izterjava je omejena – t.j. kadar koli ni mogoče obnoviti več kot enega neuspešnega elementa, ker obstaja ena ekipa za popravilo;

Povprečni čas obnovitve okvarjenega elementa je določen bodisi na podlagi dovoljenih prekinitev delovanja LAN-a bodisi na podlagi tehničnih zmogljivosti dostave in aktiviranja tega elementa.

V okviru zgornjega pristopa k izračunu je shemo za izračun zanesljivosti praviloma mogoče reducirati na serijsko vzporedno shemo.

Kot merilo okvare LAN postavimo izpad opreme, ki je vključena v jedro omrežja: strežniki, stikala ali kabelska oprema.

Menimo, da izpad uporabniških delovnih postaj ne vodi do okvare LAN-a, in ker je hkratna okvara vseh delovnih postaj malo verjeten dogodek, omrežje v primeru posameznih okvar delovnih postaj še naprej deluje.

Predpostavimo, da obravnavano lokalno omrežje vključuje dva strežnika (eden omogoča dostop do interneta), dve stikali in pet kosov kablov, povezanih z jedrom omrežja. Stopnje okvare in okrevanja zanje so navedene spodaj, še vedno K G =1-l/m.

Vrednosti intenzivnosti obnovitve so največje za kable, katerih zamenjava se izvaja z rezervnimi, najmanjša pa za stikala, katerih popravilo izvajajo specializirana podjetja.

Izračun lastnosti podsistemov strežnikov, stikal in kablov se izvede po izrazih za serijsko povezavo elementov.

Podsistem strežnika:

l C \u003d 2 * l 1 \u003d 4 * 10 -5; K HS \u003d 1-4 * 10 -4; m C \u003d 1 / h.

Preklopni podsistem:

l k \u003d 2 * 10 -5; K Gk \u003d 1-2 * 10 -3; m k \u003d 1 / h.

Kabelski podsistem:

l l \u003d 5 * 10 -6; K Gl \u003d 1-5 * 10 -6; m l \u003d 1 / h.

Za celotno omrežje:

l s \u003d 6,5 * 10 -5; K G s \u003d 1-2,4 * 10 -3; m s \u003d 0,027 1 / h.

Rezultat izračuna:

T \u003d 15 tisoč ur, K G = 0,998, T B "37 ur.