Calculul fiabilității rețelei
LAN-ul proiectat este montat pe baza produselor finite, iar timpul dintre eșecuri este preluat din datele furnizate de producătorii de echipamente.
Fiabilitatea unui element (sistem) este capacitatea acestuia de a efectua anumite funcții cu o anumită calitate pentru o anumită perioadă de timp, în anumite condiții. Modificarea stării elementului (sistemului), care implică pierderea acestei proprietăți, se numește eșec. Sistemele de transmisie se referă la sisteme recuperabile în care pot fi eliminate eșecurile.
Unul dintre punctele centrale - teoria fiabilității este că eșecurile sunt considerate ca fiind evenimente aleatorii. Intervalul de timp de la momentul includerii elementului (sistemului) la primul său eșec este o variabilă aleatoare numită "uptime". Funcția de distribuție cumulativă a variabilei aleatoare ce reprezintă (prin definiție) probabilitatea ca uptime este mai mică decât t, q notat (t) și are probabilitatea de eroare semnificație pe intervalul 0. t. Probabilitatea evenimentului opus - funcționarea fără defecțiuni la acest interval - este
O măsură a fiabilității elementelor și sistemelor este rata de defecțiune l (t), care este densitatea probabilității condiționate a eșecului la momentul t, cu condiția să nu existe defecțiuni până la acest punct. Între funcțiile l (t) și p (t) există o relație
În perioada de funcționare normală (după rulare, dar înainte de uzura fizică), rata de eroare este aproximativ constantă. În acest caz
Astfel, rata constantă de defecțiune caracteristică perioadei de funcționare normală corespunde unei scăderi exponențiale a probabilității de funcționare fără defecțiune cu timpul.
În consecință, timpul mediu de funcționare fără defecțiuni în timpul funcționării normale este invers proporțional cu rata defecțiunilor
Estimăm fiabilitatea sistemului nostru, constând în multe tipuri diferite de elemente. Să p1 (t), p2 (t), ..., pr (t) - probabilitatea de funcționare fără probleme a fiecărui element în intervalul de timp 0. t, r - numărul de elemente din sistem. Dacă defectele apar independent de elemente individuale, precum și refuzul de cel puțin un element duce la un eșec al întregului sistem (acest tip de elemente de legătură în teoria fiabilității numită secvențială), atunci probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a întregului sistem este produsul probabilitatea de defectare a unora dintre elementele sale
unde este rata de defecțiune a sistemului, h-1;
- rata de defectare a elementului i, h-1.
Durata medie de funcționare a sistemului tcp.sist. h, se găsește prin formula
Printre principalele caracteristici ale fiabilității elementelor și sistemelor restaurate se numără factorul de disponibilitate
unde tσр - timpul mediu de restaurare a unui element (sistem).
Aceasta corespunde probabilității ca elementul (sistemul) să fie operațional în orice moment.
Metodologia pentru calcularea principalelor caracteristici ale fiabilității LAN este următoarea: calculul ratei de defecțiune și timpul mediu până la defectarea căii.
Conform expresiei, rata de defectare LAN, h-1, este definită ca suma ratelor de defectare a nodurilor de rețea (router VPN, trei servere, 10 stații de lucru) și cablu
unde - rata de eroare a PC-ului, router-ului, serverului, respectiv un metru de cablu, h-1;
- numărul de PC-uri, routere, servere
L - lungimea cablului, km.
Determinăm valorile pentru dispozitive individuale din directoarele și condițiile de funcționare.
Ca rezultat, obținem:
Calculăm timpul mediu de funcționare fără defecțiuni a rețelei LAN prin formula
Probabilitatea de defectare a unui LAN într-un timp predeterminat t1 = 24 h (ore), t2 = 720 ore (o luna) la 2.69 * 10-4 h-1 au formula:
La t = 24 h (zi)
La t = 720 h (lună)
Calculând lățimea de bandă utilă a rețelei
Să calculam transferul teoretic util al Fast Ethernet fără a ține seama de coliziunile și întârzierile semnalului în echipamentele de rețea.
Diferența dintre lățimea de bandă utilă și lățimea totală a benzii depinde de lungimea cadrului. Deoarece cota informațiilor despre serviciu este întotdeauna aceeași, cu cât dimensiunea globală a cadrului este mai mică, cu atât este mai mare "aerienele". Informațiile de service din cadrul Ethernet sunt de 18 octeți (fără preambul și octetul de start), iar dimensiunea câmpului de date cadru variază de la 46 la 1500 de octeți. Dimensiunea cadrului în sine variază de la 46 + 18 = 64 octeți la 1500 + 18 = 1518 octeți. Prin urmare, pentru un cadru cu lungime minimă, informațiile utile sunt numai 46/64 = 0,72 din totalul informațiilor transmise, iar pentru rama de lungime maximă 1500/1518 = 0,99 din informațiile generale.
Pentru a calcula lățimea de bandă utilă a rețelei pentru cadrele de dimensiune maximă și minimă, este necesar să se țină seama de rata diferită a cadrelor. Firește, cu cât dimensiunea cadrului este mai mică, cu atât mai multe cadre vor trece prin rețea pe o unitate de timp, transportând cu ele o cantitate mare de informații de serviciu.
Astfel, pentru transmiterea unui cadru de dimensiune minimă, care, împreună cu preambulul are o lungime de 72 octeți, sau 576 de biți, să ia timp la 576 bt, și având în vedere intervalul interframe 96 bt, constatăm că perioada de cadru este 672 bt. La o rată de transmisie de 100 Mb / s, aceasta corespunde unui timp de 6,72 μs. Apoi, rata de cadru, adică numărul de cadre care trec prin rețea 1 secundă este de 1 / 6,72 ms = 148 810 cadre / sec. La transmiterea cadrului dimensiunea maximă, care, împreună cu preambulul are o lungime de 1526 octeți sau 12208 biți, perioada de repetiție este de 12 208 96 bt + bt = 12304 bt, o rată de cadre de 100 Mbit / s Viteza este de 1 / 123,04 ms = 8127 fps.
Cunoscând rata cadrelor f și mărimea informațiilor utile ale VB în octeți, efectuate de fiecare cadru, nu este dificil să se calculeze lățimea de bandă utilă a rețelei:
PP (biți / s) = VH * 8 * f. (15)
Pentru un cadru de lungime minimă (46 bytes) este rata de transfer teoretică PPT 1 = 148810 cadre / sec = 54,76 Mbit / s, care este doar puțin mai mult de jumătate din lățimea de bandă totală maximă.
Pentru un cadru de dimensiune maximă (1500 octeți), lățimea de bandă utilă a rețelei este egală cu PPT 2 = 8127 fps = 97,52 Mbit / s.
Astfel, în rețeaua Fast Ethernet, lățimea de bandă utilă poate varia în funcție de dimensiunea cadrelor transmise de la 54,76 la 97,52 Mbit / s.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: