Галкин В.А., Аксенов А.Н., Антонов А.И. - Методические указания к лабораторным работам, страница 2

При больших скоростных возможностях ОПДможет оказаться, что текущее состояние канала связи не обеспечитсвоевременную передачу требуемых объемов информации. Затраты нааренду каналов связи существенно зависят от скоростных возможностейканала. Поэтому при решении задачи выбора оборудования будемопределять минимально допустимую эффективную скорость передачидля каждого типа ОПД, и следовательно, минимизировать затраты нааренду канала связи.Эффективная скорость передачи определяется как произведениемаксимально допустимой скорости оборудования передачи данных напонижающий коэффициент качества канала.При выполнении лабораторной работы определяется критическоезначение коэффициента качества канала, при котором коэффициентиспользования канала достигает максимального значения для того жеколичества выбранного оборудования передачи данных.Подкоэффициентомиспользованияпонимаетсяотношениевремени занятости канала передачей данных - t(i,j) ко времени работы8абонентской станции T(i)д.После определения критического значения коэффициента качестваканалавычисляется минимально допустимая эффективная скоростьпередачи данных:Vэфф = Vj * КксВ параметрах выбранного для данного абонентского пунктаоборудования передачи данных значения максимальной скоростизаменяются на ближайшее большее из стандартного ряда (100, 300, 600,1200, 2400, 4800, 9600, 19200) вычисленного значения эффективнойскорости передачи.В заключении вновь решается задача выбора ОПД, но уже длянайденной эффективной скорости передачи.1.4.

Порядок выполнения лабораторной работы.Требуемое время для выполнения: 4 часа.Изучитьтеоретическуючасть.Получитьупреподавателяиндивидуальное задание. Номер варианта определяется по спискугруппы. Для пакета Microsoft Office запустить файл «Задача выбораОПД.xls», для пакета LibreOffice и OpenOffice версии 2 и ниже — «ОПДOpenOffice.xls», версии 3 — «ОПД OpenOffice3.ods».

В пакете должны бытьразрешены макросы.Этап 1. Выбор оборудования передачи данных для АП спараметром максимальной скорости Vj.Оборудование для ГВЦ (АП 1) выбирается в последнюю очередь(нагрузка на ГВЦ считается автоматически и вводить ее не надо).9Ввести нагрузку на АП и выполнить действия в соответствии cприглашениями программы.Просмотреть и перенести в отчет зависимость капитальных иприведенных затрат от типа ОПД.Этап 2. Определение эффективной скорости передачи.Просмотреть и перенести в отчет зависимость Кисп = f (Ккс);Определить по графику Кисп = f (Ккс) ближайшую к Ккс=1 точкумаксимума и по ней Ккс, для которого V эфф = Vj * Kкс. Выбрать для Vэффближайшее большее значение из стандартного ряда (100, 300, 600, 1200,2400, 4800, 9600)ЗаменитьзначениескоростейнаVэффдлявсехтиповоборудования (Лист Расчет.

Столбец В)Этап 3. Выбор оборудования передачи данных для АП (спараметром Vэфф).После завершения расчетов результаты (№ АП, Тип ОПД, Vj, К, Lпр,Vэфф) зафиксировать в итоговой.Повторить выполнение этапов 1 - 3 для всех номеров АП вариантазадания. Для АП1 (ГВЦ) выполняется только этап 1. Перенести в отчетитоговую таблицу выбранного оборудования для всех АП вариантазадания.1.5. Содержание отчета.Отчет о лабораторной работе должен содержать:1. Для каждого АП графики зависимостей:1.1.капитальных и приведенных затрат от типа ОПД;101.2.коэфф.

использования канала от Ккс - Кисп=f(Ккс);1.3.капитальных и приведенных затрат от типа ОПД для Vэфф.2. Значение эффективной скорости передачи для выбранного типаОПД.3. Итоговую таблицу выбранного типа ОПД для каждого АП.1.5. Контрольные вопросы.1. Каким параметром задается качество канала связи?2. Как вычисляется значение эффективной скорости передачи?3. Почему уменьшаются приведенные затраты при Vэфф.?4.

Как задать загрузку АП1?1.6. Варианты заданий.№НомеpНагpузка№НомеpНагpузкаваpиантаАП[Кбайт]ваpиантаАП[Кбайт]2385016712323750400074050447504474012350012347515580015578014235014234067100671501318001317851691001691751718114567891011122380011193698530508530093125169000123500447007400067150447509305067100671007400013180093125931256716053200131785852509312010850053250238508524511300010875014235093100239001129501318001318001691002386053200131755113000169245143250532005321011300011297585250851503650036675740007398544750447252021222324252627121314152385015281234855800155750142350142345740007398585250851501085001087508525010840093100367901084501557252930Нагpузка АП1 (ГВЦ) вычисляется автоматически как сумма нагpузокподключенных к нему АП, поэтому значение нагpузки для АП1 не задано.13Лабораторная работа №2.«Оптимизация пропускной способности составляющихмаршрут каналов связи по критерию минимума затрат».2.1.

Цель работы.Закреплениетеоретическихзнанийпокурсу«Основытелекоммуникаций» и развитие практических навыков компьютерногомоделирования.2.2. Необходимое оборудование.Персональный компьютер с установленной средой Java RuntimeEnvironment,cистемадлявычисленияпропускнойспособностисоставляющих маршрут — каналов связи при критерии минимума затрат«ОПСК» (разработана студенткой кафедры ИУ5 Егоровой Ольгой).2.3.

Теоретическая часть.Рассмотрим следующую модель сети передачи данных, котораясостоит из N узлов коммутации и M линий связи. Предполагается, что:•Все линии связи абсолютно надежны•Все линии связи помехоустойчивы•Узлы коммутации имеют бесконечную память•Время обработки в узлах коммутации отсутствует•Длинывсехсообщенийнезависимыипоказательному закону со средним значениемраспределеныпо[бит]14•Трафик, поступающий в сеть, состоит из сообщений, имеющиходинаковый приоритет, и образует пуассоновский поток сосредним значением[пакетов/сек] для сообщений, возникающихв узле i и предназначенных узлу j.Обозначим:-полный трафик в сети, т.е. полное число пакетов всекунду, поступающих в сеть (и покидающих ее).Каждая линия связи состоит из единственного дуплексного каналасвязи с пропускной способностьюПри обозначении– стоимость единицы канальной емкости,стоимость канала будетА так же будем иметь в виду, что увеличение пропускнойспособности уменьшает среднюю загрузку в сети, но увеличиваетстоимость.

Пропускная способность канала ограничена.Введем некоторые упрощения:1. Все очереди связываются с линиями, выходящими из узла (иначеговоря, со входом в каждый канал).2. С каждой k-ой линией будем сопоставлять среднюю задержкуэтой линии(ожидание обслуживания + время передачи)Тогда, если Т – средняя задержка пакета, то γТ – среднее число пакетов,находящихся в сети. Если просуммируем по всем каналам в сети, то получим:или формулу Л.

Клейнрока:В данном случае сеть очередей сводится к модели, впервыеизученной Джексоном, в которой каждая линия связи рассматривается15как независимая СМО типа М/М/1.На вход k-ой очереди поступает пуассоновский поток пакетов синтенсивностьюпакетов/с. Средняя задержка в этом каналевыражается формулой:Tk =1µC k − λ kПодставляя данную формулу в предыдущую, получаем:Поиск минимума затрат D (с учетом время обработки пакета в узле изадержкуприраспространениисигналаполиниисвязи)исоответствующих ему значений Сk осуществляется с помощью методанеопределенных множителей Лагранжа.

При этом делается допущения,что стоимость канала линейно зависит от его емкости.Длязаданногопотокавканалеминимальная пропускная способность -необходимаопределенная. Если каналы будут обладать вточности такой емкостью, очереди на передачу бесконечно возрастут, чтоозначает наступление состояния насыщения сети.Поэтому, для определения предельных параметров сети значениепропускнойспособностиканаладолжнопревышатьзначениеминимальной емкости на один шаг и выбирается1. либо из стандартного ряда аналоговых линий 300, 600, 1200, 2400,4800, 9600, 19200, 38400 бит/с;2.

либо кратно 64 кбит/с для цифровых (до 2048 кбит/с).2.4. Пример выполнения лабораторной работы.Программа OPSK написана на Java, и, следовательно, может бытьзапущена на любой (практически) платформе: например Windows, Mac16OS, Linux, Solaris и т.д. Для запуска программы необходима виртуальнаямашина Java, которая входит в состав Java Runtime Environment (JRE),распространяемого компанией SUN, эта виртуальная машина ужеустановлена на большинстве компьютеров, но если она не установленазагрузить её можно с сайта: http://java.com/ru/download/index.jsp.В лабораторной работе нужно определить предельные параметрысети (средняя длина пакета, канальные емкости, среднее время задержкипакета в сети), при которых сохраняется единственный маршрут из узлаистока в узел-сток.После запуска программы OPSK и выбора из меню «Файл»-> «Новаямодель», вы получите рабочую область для создания модели сети.Используя компоненты «Узел» и «Канал связи» постройте граф сети,изображенный на рисунке 1.