Оптимизация топологии ЛВС

Лабораторная работа № 1

ОПТИМИЗАЦИЯ ТОПОЛОГИИ ЛВС

Цель работы: ОСВОЕНИЕ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ КОЛЬЦЕВОЙ ТОПОЛОГИИ И ТОПОЛОГИИ ТИПА ОБЩАЯ ШИНА-ЗВЕЗДА .

5.1. ТОПОЛОГИЯ ТИПА ОБЩАЯ ШИНА-ЗВЕЗДА

Семейство сетевого оборудования HP Tiber Twist фирмы Hewlett-Packard базируется на стандарте IEEE 802.3, разработанном на основе спецификации сетей Ethernet. Данная спецификация получила широкое распространение благодаря ряду своих несомненных достоинств: небольшой стоимости и оптимальной производительности (10 Мбит/с, что соответствует скоростям работы с диском современных персональных компьютеров). Однако сам принцип работы этих сетей делает очевидными имеющиеся существенные недостатки.

Выход из строя шины влечет за собой отказ всей сети. При подключении к сети нового узла вся сеть должна быть выведена из строя на некоторое время. Эти недостатки шины топологии устраняются при переходе к топологии звезды, что является в настоящее время общей тенденцией в развитии локальных сетей. При гаком подходе все узлы сети подключаются к общему устройства - концентратору. Это позволяет облегчить локализацию неисправностей в узлах сети, что дает возможность обеспечения сохранности информации. Этот подход поддерживается стандартом IEEE 802.3, который является новым этапом в развитии Ethernet.

Звездообразная топология обеспечивается использованием концентраторов. Концентратор - это многопортовый повторитель сети с автосегментацией. Все порты концентратора равноправны. Получив сигнал от одной из подключенных к нему станций, концентратор транслирует его на все свои активные порты. При этом если на каком-либо, из портов обнаружена неисправность, этот порт автоматически отключается (сегментируется), а после ее устранения снова делается активным. Обработка коллизий при такой схеме может осуществляться самим концентратором.

Задачу оптимизации топологии ЛВС можно сформулировать следующим образом: требуется определить физические места расположения концентраторов при заданном количестве рабочих станций. При этом имеют место следующие ограничения:

места расположения рабочих станций ЛВС известны и заданы соответствующими координатами в пространстве х, у, z;

каждая рабочая станция связана только с одним концентратором;

количество рабочих станций, подключаемых к одному концентратору, ограничено его характеристиками;

длина кабеля, соединяющего рабочую станцию с концентратором, не должна превышать заданного значения;

длина кабелей, соединяющих концентраторы, ограничена заданным значением.

В качестве критерия оптимизации целесообразно принять затраты на каналы связи ДВС. Формализация задачи может быть выполнена следующим образом.

[pic 1]

Пусть имеется множество Q= {q1,, q2,,..., qn} концентраторов, определенным образом соединенных друг с другом, и множество R=[r1, r2.,...,rт} рабочих станций, причем каждая рабочая станция rj, может быть соединена только с одним концентратором qj,. Координаты rj заданы в пространстве вектором {xi, yi, zi}. Эти значения являются известными. Возможная структура такой системы приведена на рис. 1

Множество связей между концентраторами целесообразно задавать матрицей связности Н, элементы которой характеризуют соответствующий канал связи (КС), если таковой имеется (в противном случае hij,=0). Для приведенной на рис. 1 структуры матрица Н имеет вид:

Рис.1 Структура ЛВС.

где hij — длина КС.

Для решения общей задачи минимизации стоимости каналов связи необходимо, решить две частные задачи.

1. Провести разбиение всего множества рабочих станций R на k групп (по количеству концентраторов).