Разработка локальной вычислительной сети фотолаборатории (стр. 3 из 4)
– устройства подключаются к сети по топологии кольцо;
– все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);
– в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.
Типы пакетов. В IВМ Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов:
– пакет управление/данные (Data/Соmmand Frame);
– маркер (Token);
– пакет сброса (Аbort).
Пакет Управление/Данные. С помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети.
Маркер. Станция может начать передачу данных только после получения такого пакета, В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных.
Пакет Сброса. Посылка такого пакета называет прекращение любых передач.
В сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо.
2. Практическая часть
2.1 Определение рабочей нагрузки проектированной системой
Задачи, решаемые системой, и интенсивность их поступления.
| Вариант | 14 |
| № Задачи | 4 |
| Интенсивность | 0,5 |
| № Задачи | 10 |
| Интенсивность | 0,15 |
| № Задачи | 17 |
| Интенсивность | 0,07 |
| № Задачи | 1 |
| Интенсивность | 0,025 |
| № Задачи | 15 |
| Интенсивность | 0,04 |
| № Задачи | 8 |
| Интенсивность | 0,07 |
| № Задачи | Трудоемкость Процессорных Операций (млн.операций) | Среднее число Обращений к файлам | Количество обращений удаленных пользователей | |||||||||||
| F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 | F8 | F9 | F10 | F11 | F12 | |||
| 4 | 1000 | 240 | 200 | 120 | 150 | 80 | 160 | 11 | ||||||
| 10 | 2300 | 160 | 150 | 200 | 210 | 290 | 20 | |||||||
| 17 | 1500 | 340 | 210 | 200 | 180 | 80 | 16 | |||||||
| 1 | 900 | 50 | 100 | 120 | 260 | 200 | 18 | |||||||
| 15 | 3100 | 150 | 170 | 180 | 260 | 290 | 12 | |||||||
| 8 | 1700 | 260 | 230 | 260 | 280 | 180 | 24 | |||||||
| Параметры файлов | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 | F8 | F9 | F10 | F11 | F12 |
| Длина файла Гб(Мб) | 1000 | 2500 | 800 | 600 | 1200 | 2900 | 1700 | 1800 | 2000 | 2300 | 3400 | 1900 |
| Средняя длина блока 1(Кбайт) | 350 | 270 | 340 | 400 | 160 | 180 | 340 | 280 | 250 | 190 | 200 | 240 |
Для описания рабочей нагрузки, определяем следующие характеристики средней задачи. Интенсивность вычисляется по формуле:
λ=
*λm,где λm - интенсивность задачи.
λ=0,5+0,15+0,07+0,025+0,04+0,07=0,855 (1)
Для задачи класса m, общая задача ρm= λm/ λ
ρ 4= 0,5/0,855=0,584 (2)
ρ 10= 0,15/0,855=0,175
ρ 17= 0,07/0,855=0,081
ρ 1= 0,025/0,855=0,029
ρ 15= 0,04 /0,855=0,045
ρ 8= 0,07/0,855=0,081
Трудоемкость процессора операции.
θ =
ρm*θmθ = 0,584*1000+0,175*2300+0,081*1500+0,029*900+0,045*3100+ (3)
+0,081*1700=1411,3
Среднее число обращение к файлу
Dk=
ρm*dmkD1= ρ 4*240=140,16 (4)
D2= ρ 1*50=1,45
D3= ρ 10*160+ ρ 15*150=34,75
D4= ρ 4*200+ ρ 10*150+ ρ 15*170+ ρ 8*260=171,76
D5= ρ 8*230=18,63
D6= ρ 4*120+ ρ 8*260=91,14
D7= ρ 10*200+ ρ 17*340+ ρ 1*100=65,44
D8= ρ 4*150+ ρ1*120=91,08
D9= ρ 4*80+ ρ 10*210+ ρ 17*210+ ρ 15*180=108,58
D10= ρ 17*200+ ρ 1*260+ ρ 15*260+ ρ 8*280=58,12
D11= ρ 10*290+ ρ 17*180+ ρ 1*200+ ρ 15*290+ ρ 8*180=98,76
D12= ρ 4*160+ ρ 17*80=94,08
Dобщ=973,95
Средняя длина блока записи файлов.
Lср.блок=
lk*Dk/Dобщ=350*D1+270*D2+340*D3+400*D4+160*D5 (5)+180*D6+340*D7+280*D8+250*D9+190*D10+200*D11+240*D12/973,95=285,04
При наличии удаленных источников информации среднее число обращений, этих источников, задача вычисляется по формуле:
R=
Sk*rk = ρ 4*11+ ρ 10*20+ ρ 17*16+ ρ 1*18+ ρ 15*12+ ρ 8*24=14,22 (6)Среднее количество прерываний процессора определяется с учетом того, что любая операция обращения к файлу или удаленному пользователю приводит к прерыванию процессора.
Нпроиз=Dобщ+R+1
Нпроиз=973,95+14,22+1=1003,39 (7)
Средняя трудоемкость количество операций непрерывного счета на процессоре.
θо=θ/Нпроиз
θо=1411,3/1003,39=1,4 (8)
2.2 Проектирование вычислительной сети
2.2.1 Выбор центрального процессора
Для выбора центрального процессора определяется min быстродействия, используется выражение.
λц,п >λ*θ для определения коэффициента нагрузки.
λц,п = 0,855*1411,3=1206,6 (9)
λ – интенсивность задач.
θ – трудоемкость производимых операций.
Выбираем процессор, с тактовой частотой не менее λ.
Процессор является это основной микросхемой в компьютере. Процессор выполняет арифметические и логические операции, управляет работой всей
системы. Скорость и производительность работы компьютера зависит от установленного на нём процессора и от величины его тактовой частоты.
Поэтому для сервера был выбран процессор Intel Pentium 4 531 (3000MHz/800MHz/1Mb), EM64T, HT, Socket 775.
2.2.2 Выбор накопителей
G = ∑*Gk
G = 22100 (10)
Вывод: емкость винта должна быть не менее (G).
ρвзу = λ взу*Vвзу
1, где Vвзу – среднее время доступа к HDD (паспортная величина составляет 8*10 
)λвзу = λ*Dвзу , где Dвзу – количество обращений к файлам.
λвзу = 0,955*973,95 = 930,1 (11)
ρвзу = 930,1*8*10
= 0,75 (12)Станционные условия соблюдаются.
К основным параметрам жестких дисков относятся емкость, скорость и производительность. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую связан параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Для повышения надежности в серверах используют как минимум два винчестера или разбивают один на два. Первый жёсткий диск используют под операционную систему, а второй под данные.
Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство – контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный состав материнской платы. Наибольшее распространение получили два интерфейса: IDE и SATA.
Для сервера предпочтительнее приобретать жёсткий диск с интерфейсом SATA, потому – что он имеет более высокую производительность и не загружает процессор в отличие от IDE.
Поэтому, в разрабатываемом сервере, принимая во внимание вышеизложенное, предлагаю установить жесткий диск 250Gb Seagate Barracuda 7200.10 (ST3250620AS) 7200 об/м, SATA power, кэш 16Мб зарекомендовавшие себя гарантированной надежностью.
2.2.3 Конфигурация рабочей станции и сервера
По заданию курсового проекта, необходимо выбрать конфигурацию сервера соответствующую заданным условиям. Технические характеристики комплектующих сервера представлены в таблице 1.
Также необходимо выбрать топологию сети и сетевую среду. При выборе топологии я руководствовался по принципу надёжности, поэтому наиболее правильным выбором является топология “Звезда”. Сетевой средой будет кабель витая пара.
Таблица№1.
| Наименование | Описание | Цена.Руб. |
| Процессор | Intel Pentium 4 531 (3000MHz/800MHz/1Mb), EM64T, HT, Socket 775 | 2799 |
| Материнская плата | Intel 955Х, (LGA775, 1066/800МГц) D955XBKLKR, PCI-Express 16x, 4xDualDDR-II(667/533), 8xSATA-II, 3xUDMA, Sound 8ch, IEEE1394, GigabitLAN ATX | 4200 |
| HDD (НЖМД) | 250Gb Seagate Barracuda 7200.10 (ST3250620AS) 7200 об/м, SATA- II power, кэш 16Мб | 2543 |
| Floppy (НГМД) | “3.5” | 150 |
| DVD-ROM | DVD+R/RW & CDRW NEC ND-3540A | 873 |
| ОЗУ | DDR-II 1024Mb PC2-5300(667) Hynix Original | 3829 |
| Видеоадаптер | PCI-E NVidia 7600GS 256 DDR2 (128bit) Palit DVI+TV | 2721 |
| Мышь и клавиатура | Genius KB 600 black USB | 750 |
Стоимость сервера составила 25465 руб.
2.2.4 Выбор коммутатора
Allied Telesyn AT-FS708, 8 port 10/100Mb. Этот коммутатор оснащен 8 портами, они автоматически определяют режим работы Ethernet или Fast Ethernet. Модель Allied Telesyn AT-FS708 оснащена внутренним блоком питания. Скоростью передачи данных равна 10/100Мбит/с. Цена коммутатора составляет 1032 руб.
2.2.5 Выбор конфигурации ПК
В таблице 2 указаны технические характеристики комплектующих для рабочей станции.
Таблица№2.
| Наименование | Описание | Цена. Руб. |
| Процессор | Intel Pentium 4 531 (3000MHz/800MHz/1Mb), EM64T, HT, Socket 775 | 2799 |
| Материнская плата | Intel 915PL, (LGA775,800/533МГц) P5GPL-X, PCI-Express 16x, 2xDualDDR(400), 4xSATA, 1xUDMA, Sound 6ch, Gigabit LAN ATX | 2107 |
| HDD (НЖМД) | 160Gb Hitachi (HDS72*16*LA380) 7200 об/м, SATA/Molex power, кэш 8Мб, SATA-II | 1850 |
| Floppy (НГМД) | “3.5” | 150 |
| DVD-ROM | DVD+R/RW & CDRW NEC ND-3540A Black | 873 |
| ОЗУ | DDR-II 512Mb PC2-5300(667) Kingston | 1589 |
| Видеоадаптер | PCI-E ATI X1300Pro 256 DDR MSI (128 bit) MSI (RX1300Pro-TD256E) TV+DVI | 2032 |
| Мышь и клавиатура | Genius KB 600 black USB | 743 |
| Монитор | Acer 17" AL1716AS/S TFT точка 0.264, разрешение 1280х1024, яркость 300 кд/м, контраст 500:1, Угол обзора 140(горизонталь) , 130(вертикаль), 8мс, TN+Film | 5900 |
| Корпус | V-Tech 578BB Blue USB Midi-Tower 350W ATX | 1300 |
Стоимость рабочей станции составила 19343 руб.