Решение Вычислим какое количество времени занимает передача файла по каналу связи без архивации
 Скачать 1.16 Mb.
|
|
Задача 18 Пакет (по МСЭ-Т) - это набор двоичных символов, включающий в свой состав данные, информацию для управления соединением и контроля ошибок, и имеющий строго определенный формат. Пересылаемое через сеть сообщение (файл) разбивается на некоторое количество пакетов. Максимальный размер пакета определяется используемой сетевой технологией канального уровня. Пакеты могут иметь переменную длину, в пределах: от 50 до 1500 Байт. Пакеты рассматриваются узлами сети и транспортируются в сети, как независимые информационные блоки и собираются в целостное сообщение в узле назначения. Коммутаторы пакетной сети имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора занят передачей другого пакета. Буферизация сглаживает пульсации трафика на магистральных каналах между узлами до значений 1:10 – 1:2. На эффективность работы сети сильно влияют размеры пакетов, которые передает сеть. Слишком большие пакеты приближают сеть к сети с коммутацией сообщений. Время задержки в сети увеличивается, эффективность сети падает. Слишком маленькие пакеты заметно увеличивают долю служебной информации (накладные расходы), так как каждый пакет имеет заголовок фиксированной длины. Рассмотрим временную диаграмму передачи сообщения через сеть с КП, которая содержит на маршруте передачи 6 участков передачи (звеньев данных). Сообщение было разбито на 4 пакета, которые пересылаются через узлы сети G, K, L, H, E последовательно друг за другом (сохраняется последовательность передачи пакетов от источника). Все пакеты имеют одинаковый размер, но скорости передачи информации на разных участках сети отличаются. Такой режим передачи пакетов называется передачей в режиме виртуального соединения.  Рис.3 Временная диаграмма передачи сообщения через сеть с узлами КП. На рисунке учтены аналогичные временные интервалы, что были рассмотрены для сети с КС. Различают два режима передачи пакетов: режим виртуальных соединений и дейтаграммный режим. В первом случае все пакеты одного сообщения (информационного потока) передаются по одному и тому же маршруту – виртуальному соединению между конечным источником и конечным получателем. Именно такой режим передачи пакетов изображен на рис.3. Различают постоянные виртуальные соединения PVC, которые не разрываются месяцами, и коммутируемые виртуальные соединения SVC, создаваемые на время одного сеанса связи. Если передача пакетов, принадлежащих одному сообщению, производится независимо друг от друга, то есть каждый пакет движется в сети самостоятельно, пакеты могут добираться до получателя разными маршрутами, то в сети используется дейтаграммный режим передачи пакетов. В дейтаграммных сетях обязательно используется механизм контроля пребывания пакета в сети - параметр время жизни пакета в сети, например Т=5. Каждый раз при переходе пакета через узел (маршрутизатор) или нахождении в очереди, например, более 10с, значение Т уменьшается на единицу. При значении Т=0 пакет стирается, то есть удаляется из сети. Решение задачи 18 Составим таблицу расстояний между узлами на пути передачи сообщения, скоростей передачи и укажем тип используемой линии, пользуясь приведенной выше схемой сети.
Коммутация пакетов Найдем количество отсылаемых пакетов, если MTU пакета равен 400 байт. Длина сообщения - 2400 байт, соответственно количество пакетов будет равно 6. Размер пакета вместе с заголовком будет равен P + hp = 420 байт. Для удобства выразим размер пакета в битах Lпак_бит= 420*8= 3360 бит. Рассчитаем время передачи первого пакета по формуле:    Время задержки за счет распространения сигнала такое же как в сети с коммутацией сообщений.
Таблица 2 Расчетные значения для сети с КП Исходя из того, что на всем маршруте следования пакета встречаются участки пути с разным временем передачи, то необходимо учесть, что при попадании на участок, на котором скорость передачи меньше чем на первом, будет образовываться очередь из пакетов, передача вновь поступившего пакета произойдет в момент времени окончания предыдущего пакета. Межпакетные интервалы при передаче на абонентском доступе не показываем и не учитываем в расчете. Исходя из этого время передачи сообщения с помощью пакетной коммутации равно  Рассчитаем общее время передачи, исходя из того что общее время задержки за счет распространения сигнала такое же как в сети с коммутацией сообщений, т.к. скорости на маршрутах одни и те же, то  ВЫВОД: время прохождения информационного сообщения через сеть с коммутацией пакетов значительно меньше, чем при передаче сообщения того же объема и по тому же маршруту, но через узлы, работающие в режиме коммутации сообщений. Решить задачу в соответствии со своим вариантом:
Задача 19 Файл размером W байт передается от хоста-источника, подключенного к маршрутизатору Х, до хоста-получателей, подключенных к маршрутизатору Y, по выделенному в сети (KLFA) пути. Данный путь имеет надежность передачи равную p. Файл можно передать двумя способами: либо с помощью коммутации сообщений, либо с помощью коммутации пакета. Размер пакета равен MTU. Количество получателей m. В случае если сообщение или пакет передается с ошибкой, исходя из вероятности безошибочной передачи, то оно передается заново. Необходимо сравнить время, затрачиваемое на полную безошибочную передачу файла всем получателям. Если для передачи осталось одно сообщение – то оно передается безошибочно Недостающие данные аналогично задачи 1 и 2. Исходя из того, что один файл передается m раз, то необходимо определить общее число сообщений и общее число пакетов которые должны быть переданы. Общее число складывается из числа правильно переданных и повторно переданных в соответствии с вероятностью безошибочной передачи. Необходимо отметить что при повторной / повторных передач так же могут возникать ошибки и сообщение / пакет должны быть переданы еще раз. Тогда конечное число переданных сообщений / пакетов складывает из суммы успешной передачи на каждой итерации. В соответствии с условиями задачи сообщение/пакет передается побитно, т.к. вероятность безошибочной передачи равно p, то вероятность безошибочной передачи сообщения/пакета равно:   Определим сколько сообщений необходимо передать: В случае с коммутацией сообщений 1 файл передается m получателем, следовательно для данного случай количество сообщений равно m. В случае с коммутацией пакетов у каждого пользователя должен быть файл, который включает в себя:  Таким образом по одному и тому же каналу будет передаваться разное количество единиц передачи информации (сообщение/пакет) Количество ошибочно переданных единиц информации на первом шаге, которые необходимо передать заново определяется формулой:  количество шагов итераций зависит от общего числа передаваемых единиц и вероятности безошибочной передачи и в общем случае их может быть n, тогда, на n-ом шаге количество единиц информации с ошибками определяется формулой:  по условию задачи если осталась одна единица информации, то она передается без ошибки, в таком случае получаем уравнение:  таким образом общее число переданных единиц информации равняется  Зная время прохождения одной единицы информации из задачи 1 и 2 можем сравнить  Для примера, который рассматривался в задаче 1 и 2. Пусть файл размером 2400 байт передается 100 пользователям. При этом вероятность безошибочной передачи составляет 99,99 %. MTU=400. Исходные данные: mсообщ=100  p=0.9999 1. Найдем вероятность безошибочной передачи:   2. Определим количество итераций  Определим общее число передаваемых сообщений и пакетов  Определим время передачи для сообщений. Исходя из задачи 2 время передачи одного сообщения равно. Тсообщ=958,71 мсек, т.к. при коммутации сообщений они передаются последовательно, то для передачи 677 сообщений потребуется Тсообщ=958,71*677≈649046,67 мсек, Определим время передачи для пакетов исходя из формулы задачи 2.  Исходя из того, что время задержки за счет распространения сигнала одинаково что для коммутации сообщений, что для коммутации пакетов, то его можно не учитывать. Таким образом передача сообщений 100 пользователям займет в случае коммутации сообщений на 605044,10 мсек (порядка 10 минут) больше. Решить задачу 19 в соответствии со своим вариантом
Задача 20 |
одного пакета