Проектирование локально-вычислительной сети

Из описания метода коллективного доступа к общей шине и механизма

реагирования на коллизии видно, что вероятность того, что станция может

получить в свое распоряжение общую шину для передачи данных, зависит от

загруженности сети, то есть от того, насколько часто возникает потребность

у станций в передаче кадров. При значительной загруженности сети возрастает

вероятность возникновения коллизий, и полезная пропускная способность сети

Ethernet падает из-за повторных попыток передачи одних и тех же кадров.

Следует отметить, что метод доступа CSMA/CD вообще не гарантирует станции,

что она когда-либо сможет получить доступ к среде. Конечно, при небольшом

сетевом трафике вероятность такого поворота событий невелика, но если

сетевой трафик приближается к максимальной пропускной способности сети,

подобное становится очень вероятным. Для характеристики загруженности сети

вводят понятие коэффициента загруженности (использования) сети. Коэффициент

загруженности сети определяется как отношение трафика, передаваемого по

сети, к ее максимальной пропускной способности.

Для сетей Fast Ethenet максимальная пропускная способность равна 100Мбит/с

(200 Мбит/с в полнодуплексном режиме), а трафик, передаваемый по сети,

равен сумме интенсивностей трафиков, генерируемых каждым клиентом сети.

Говоря о максимальной пропускной способности сети, следует различать

полезную и полную пропускную способность. Под полезной пропускной

способностью понимается скорость передачи полезной информации, объем

которой всегда несколько меньше полной передаваемой информации, так как

каждый передаваемый кадр содержит служебную информацию, гарантирующую его

правильную доставку адресату.

Отличие полезной пропускной способности от полной пропускной способности

зависит от длины кадра.

Так как доля служебной информации всегда одна и та же, то, чем меньше общий

размер кадра, тем выше «накладные расходы». Служебная информация в кадрах

Ethernet составляет 18 байт (без преамбулы), а размер поля данных кадра

меняется от 46 до 1500 байт.

Сам размер кадра меняется:

от 46 + 18 = 64 байт до 1500 + 18 = 1518 байт.

Поэтому для кадра минимальной длины полезная информация составляет всего

лишь 46/64 = 0,72 от общей передаваемой информации, а для кадра

максимальной длины 1500/1518 = 0,99 от общей информации.

Чтобы рассчитать полезную пропускную способность сети для кадров

максимального и минимального размера, необходимо учесть различную частоту

следования кадров. Естественно, что, чем меньше размер кадров, тем больше

таких кадров будет проходить по сети за единицу времени, перенося с собой

большее количество служебной информации.

Так, для передачи кадра минимального размера, который вместе с преамбулой

имеет длину 72 байта, или 576 бит, потребуется время, равное 576 bt, а если

учесть межкадровый интервал в 96 bt то получим, что период следования

кадров составит 672 bt.

При скорости передачи в 100 Мбит/с это соответствует времени 6,72 мкс.

Тогда частота следования кадров, то есть количество кадров, проходящих по

сети за 1 секунду, составит 1/6,72 мкс = 148 809 кадр/с.

При передаче кадра максимального размера, который вместе с преамбулой имеет

длину 1526 байт или 12208 бит, период следования составляет 12 208 bt + 96

bt = 12 304 bt, а частота кадров при скорости передачи 100 Мбит/с составит

1/123,04 мкс = 8127 кадр/с.

Зная частоту следования кадров и размер полезной информации, переносимой

каждым кадром, нетрудно рассчитать полезную пропускную способность сети.

Для кадра минимальной длины полезная пропускная способность равна 46

байт/кадр 148 809 кадр/с = 54,76 Мбит/с, что составляет лишь немногим

больше половины от общей максимальной пропускной способности сети.

Для кадра максимального размера полезная пропускная способность сети равна

1500 байт/кадр 8127 кадр/с = 97,52 Мбит/с.

Таким образом, в сети Fast Ethernet полезная пропускная способность может

меняться в зависимости от размера передаваемых кадров от 54,76 до 97,52

Мбит/с, а частота следования кадров изменяется в диапазоне от 8127 до 148

809 кадр/с.

3.2 Расчет степени использования канала.

В условиях стремительного роста интенсивности информационного обмена в

современных сетях часто возникает необходимость в применении научно

обоснованных методов предсказания последствий изменений в сети, смены

топологии сети и т.д.

Для проведения расчета степени использования канала необходимо определить,

что, собственно, входит в состав этой системы и то, какие параметры

подлежат оценке.

[pic] - стационарная вероятность пребывания n требований в системе

[pic] - интенсивность поступления требований (величина, обратная среднему

интервалу времени между моментами поступления)

[pic] - скорость обслуживания (величина, обратная среднему времени

обслуживания)

[pic] - среднее число требований в системе

[pic] - среднее число требований, ожидающих в очереди

[pic] - среднее время пребывания требований в системе

[pic]- среднее время, которое требование ожидает в очереди

Используя в нашем расчете минимальную (64 байта) и максимальную (1500 байт)

длину кадра, также принимая для расчета скорости работы канала равные 10,

20, 30, 40, 100, 200, 300, 400 Мбит/с. и интенсивность поступления кадров

от каждой персональной машины равной 30 кадрам в секунду определим:

Min длина кадра равна 64 байта=64*8=512 бит

Max длина кадра равна 1500 байт=1500*8=12000 бит

У нас имеется 2 виртуальных канала (VLAN 1 и VLAN 2).

К первому виртуальному каналу подключены 60 компьютеров.

Ко второму виртуальному каналу подключены 40 компьютеров.

Тогда интенсивность поступления кадров будет:

Для VLAN 1: 30 пак/сек.*60 комп.=1800 пак/сек.

Для VLAN 2: 30 пак/сек.*40 комп.=1200 пак/сек.

Суммарная интенсивность будет: 1800+1200=3000 пак/сек.

Переведем пакеты в биты и получим:

Для [pic]= 3000*512=1536000

Для [pic]= 3000*12000=36000000

Отсюда определим коэффициент использования :

[pic]

Сведем полученные данные в таблицу:

|[pic] |[pic] от|[pic] от|

|Мбит/с |[pic] | |

| | |[pic] |

|10 |0,15 | |

|20 |0,08 | |

|30 |0,05 | |

|40 |0,04 | |

|100 |0,015 |0,36 |

|200 |0,008 |0,18 |

|300 |0,005 |0,12 |

|400 |0,004 |0,09 |

Стационарная вероятность пребывания требований в системе будет:

[pic]

|[pic] |[pic] от|[pic]от |

|Мбит/с | |[pic] |

| |[pic] | |

|10 |0,75 | |

|20 |0,88 | |

|30 |0,95 | |

|40 |0,94 | |

|100 |0,975 |0,64 |

|200 |0,988 |0,72 |

|300 |0,995 |0,78 |

|400 |0,994 |0,91 |

Полученные данные представим на рисунке 3.2.1

ГЛАВА 4. Экология и безопасность жизнедеятельности.

4.1 Техника безопасности при работе с ЭВМ.

Работы, производящиеся при проектировании локально-вычеслительной сети, а

также при последующей ее эксплуатации и обслуживании, можно квалифицировать

как творческую работу с персональными электронными вычислительными машинами

(ПЭВМ) и прочими терминальными устройствами.

Изучение и решение проблем, связанных с обеспечением здоровых и безопасных

условий, в которых протекает труд человека - одна из наиболее важных задач

в разработке новых технологий и систем проектирования. Изучение и

выявление возможных причин производственных несчастных случаев,

профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров, и разработка

мероприятий и требований, направленных на устранение этих причин позволяют

создать безопасные и благоприятные условия для труда человека.

Работа сотрудников непосредственно связана компьютером, а соответственно с

дополнительным вредным воздействием целой группы факторов, что существенно

снижает производительность их труда. К таким факторам можно отнести:

1) воздействие вредных излучений от монитора;

2) неправильная освещенность;

3) не нормированный уровень шума;

4) нарушение микроклимата;

5) наличие напряжения;

и другие факторы.

Требования к мониторам и ПЭВМ.

Визуальные эргономические параметры монитора являются параметрами

безопасности, и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья

пользователей. Все мониторы должны иметь гигиенический сертификат,

включающий в том числе оценку визуальных параметров.

Конструкция монитора, его дизайн и совокупность эргономических параметров

должны обеспечивать надежное и комфортное считывание отображаемой

информации в условиях эксплуатации.

Конструкция монитора должна обеспечивать возможность фронтального

наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг

вертикальной оси в пределах плюс-минус 30 градусов и в вертикальной

плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах плюс-минус 30 градусов с

фиксацией в заданном положении. Дизайн монитора должен предусматривать

окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света.

Корпус монитора и ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны

иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4 - 0,6

и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

На лицевой стороне корпуса монитора не рекомендуется располагать органы

управления, маркировку, какие-либо вспомогательные надписи и обозначения.

При необходимости расположения органов управления на лицевой панели они

должны закрываться крышкой или быть утоплены в корпусе.

Для обеспечения надежности считывания информации при соответствующей

степени комфортности ее восприятия должны быть определены оптимальные и

допустимые диапазоны визуальных эргономических параметров

При проектировании и разработке монитора сочетания визуальных

эргономических параметров и их значения, соответствующие оптимальным и

допустимым диапазонам, полученные в результате испытаний в

специализированных лабораториях, аккредитованных в установленном порядке, и

подтвержденные соответствующими протоколами, должны быть внесены в

техническую документацию на монитор.

Конструкция монитора должна предусматривать наличие ручек регулировки

яркости и контраста, обеспечивающих возможность регулировки этих параметров

от минимальных до максимальных значений.

Так же, конструкция монитора и ПЭВМ должна обеспечивать мощность

экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии

0,05 м от экрана и корпуса монитора при любых положениях регулировочных

устройств, которая не должна превышать 7,7 х 10 А/кг, что соответсвует

эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/час (100 мкР/час).

Электромагнитные излучения.

При работе на персональном компьютере наиболее тяжелая ситуация связана с

полями излучений очень низких частот, которые способны вызывать

биологические эффекты при воздействии на живые организмы. Обнаружено что

поля с частотой порядка 60 Гц могут инициировать изменения в клетках

животных (вплоть до нарушения синтеза ДНК). Поэтому для защиты от этого

вида излучений используются следующие рекомендации:

. применяются видеоадаптеры с высоким разрешением и частотой обновления

экрана не ниже 70-72 Гц;

. применяются мониторы соответствующие стандарту MPR II, а также ТСО-92.

Соответствие стандарту MPR II по электромагнитным излучениям можно

проверить, используя прибор Combinova или аналогичный. В соответствии со

стандартом, следует проводить измерения в 16 точках на расстоянии 50 см от

монитора и оценить испытываемые устройства по параметрам "максимум

излучения крайне низкой частоты (КНЧ)" и "Максимум излучения очень низкой

частоты (ОНЧ)". Чтобы монитор удовлетворял требованиям указанного

стандарта, его КНЧ-замеры не должны превышать 200 нТ, а ОНЧ-замеры - 25 нТ.

Вследствие воздействия электронного пучка на слой люминофора поверхность

экрана приобретает электростатический заряд. Сильное электростатическое

поле небезобидно для человеческого организма. На расстоянии 50 см влияние

электростатического поля уменьшается до безопасного для человека уровня.

Применение специальных защитных фильтров позволяет свести его к нулю.

Но при работе монитора электризуется не только его экран, но и воздух в

помещении.

Причем приобретает он положительный заряд, а положительно наэлектризованные

молекулы кислорода не воспринимается организмом как кислород и не только

заставляют легкие работать впустую, но приносят в легкие микроскопические

частицы пыли.

Для защиты служащих применяется:

. внешний экран, с металлическим напылением, заземленный на общую шину:

. экран монитора, имеющий антистатическую поверхность, что исключает

притягивание пыли;

. частое проветривание помещения.

При эксплуатации монитор компьютера излучает мягкое рентгеновское

излучение. Опасность этого вида излучения связана с его способностью

проникать в тело человека на глубину 1-2 см и поражать поверхностный кожный

покров. Для безопасной работы на микроЭВМ служащему необходимо находиться

на расстоянии не менее 30 см от экрана дисплея. Реально в офисе служащие

находятся на расстоянии более чем 30 см от экрана дисплея. Монитор

стандарта MPR II оснащен внешним защитным поляризационным фильтром типа

ErgoStar. При измерении радиоактивного фона на расстоянии 30 сантиметров от

дисплея показания составили 15 мкР/ч. что не превышает допустимого уровня

радиационного фона.

Освещенность.

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации мониторов и ПЭВМ должно

осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и

административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы

с документами, допускается применение комбинированного освещения.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа

должна быть 300-500 лк. (минимальный размер объекта различения-толщина

штриха буквы - 0.3 мм,отсюда разряд зрительной работы – работа высокой

точности). Допускается установка светильников местного освещения для

подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов

поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом

яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в

поле зрения, доля быть не более 200 кд/кв.м.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран,

стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и

расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и

искусственного освещения.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения

пользователя монитора и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими

поверхностями не должно превышать 3:1-5:1, а между рабочими поверхностями и

поверхностями стен и оборудования - 10:1.

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться

преимущественно люминисцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного

освещения производственных и административно-общественных помещениях

допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт.

Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий

светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения

пользователя при рядном расположении мониторов и ПЭВМ. При периметральном

расположении компьютеров линии светильников должны находиться ближе к

переднему краю, обращенному к оператору.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях

использования мониторов и ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам

и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену

перегоревших ламп.

Шум.

Источниками шума на предприятиях ИО являются сами вычислительные машины

(встроенные в стойки ЭВМ вентиляторы, принтеры и т.д.), центральная система

вентиляции и кондиционирования воздуха и другое оборудование.

В производственных помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является

вспомогательной, уровни шума на рабочих местах не должны превышать

значений, установленных для данных видов работ Санитарными нормами

допустимых уровней шума на рабочих местах.

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские,

расчетные кабины и посты управления, залы вычислительной техники и др.)

уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50дБА.

В помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие

лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не

должен превышать 60 дБА. В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень

шума не должен превышать 65 дБА. На рабочих местах в помещениях, где

размещены шумные агрегаты вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и т.п.),

уровень шума согласно СанПиН 2.2.2.542-96 не должен превышать 75 дБА.

Шумящее оборудование, уровни шума которого превышают нормированные, должно

находиться вне помещения с ВДТ и ПЭВМ. Шум в машинных залах снижают,

ослабляя шумы самих источников и специальными архитектурно-строительными

решениями.

Дополнительными мероприятиями по шумогашению в машинных залах могут быть:

-устройство подвесного потолка, который служит звукопоглощающим экраном;

-использование звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами

звукопоглощения в области частот 63-8000 Гц для отделки помещений;

-уменьшения площади стеклянных ограждений и оконных проемов;

-установка особо шумящих устройств на упругие (войлочные и т.п.) прокладки;

-применение на рабочих местах звукогасящих экранов;

-использование однотонных занавесей из плотной ткани, подвешенных в складку

на расстоянии 15-20 см от ограждения.

Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.

Микроклимат.

Микроклиматические параметры производственной среды - это сочетание

температуры, относительной влажности и скорости воздуха.

Эти параметры в значительной степени влияют на функциональную деятельность

человека, его самочувствие, здоровье, а также и на надежность работы

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8