ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СЕТЕВОЙ МОДЕЛИ OSI - Студенческий научный форум

XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Личный портфель

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СЕТЕВОЙ МОДЕЛИ OSI

Анищенко В.В. 1
1НИУ БелГУ
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

В данной работе произведем оценку различных вариантов реализации физического уровня сетевой модели OSI. Физический уровень определяет электрические и физические характеристики соединения данных. Например, расположение штырей разъема, рабочие напряжения электрического кабеля, спецификации оптоволоконного кабеля и частота для беспроводных устройств. Он отвечает за передачу и прием неструктурированных необработанных данных в физической среде. Управление скоростью передачи битов осуществляется на физическом уровне. Это уровень сетевого оборудования низкого уровня и никогда не касается протоколов или других элементов более высокого уровня. Рассмотрим следующие среды передачи данных:

Телефонный кабель - применяется для прокладки линий связи в городских и сельских телефонных сетях.

Коаксиальный кабель - электрический кабель, состоящий из центрального проводника и экрана, расположенных соосно и разделённых изоляционным материалом или воздушным промежутком. Используется для передачи радиочастотных электрических сигналов.

Витая пара - представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Оптический кабель - кабель на основе волоконных световодов, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи, в виде фотонов, со скоростью меньшей скорости света из-за непрямолинейности движения.

Провода электропитания 220В - стандарт локальной сети через силовые линии, характеризуется преобразованием поступающих через сетевой порт Ethernet данных в высокочастотный сигнал, который транслируется через розетку 220 Вольт в электрическую сеть. На другом конце такой же адаптер в розетке получает не 220 Вольт, а комбинированный сигнал с передаваемыми пакетами данных.

Радиоволны - это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Кстати, свет это тоже электромагнитные волны, обладающие схожими с радиоволнами свойствами (отражение, преломление, затухание и т.п.).

Инфракрасное излучение - электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света и микроволновым радиоизлучением. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно отличаются от их свойств в видимом излучении

Спутниковые каналы - один из видов космической радиосвязи, основанный на использовании в качестве ретрансляторов искусственных спутников Земли, как правило специализированных спутников связи.Спутниковая связь осуществляется между так называемыми земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.

Беспроводная оптика - вид оптической связи, использующий электромагнитные волны оптического диапазона (как правило, инфракрасные), передаваемые через атмосферу

Для выбора оптимальной среды составим матрицу парных сравнений по 7 основным критериям (таблица 3):

Мобильность (как один из показателей эффективности использования ЛВС).

Удобство организации и обслуживания ЛВС.

Быстродействие (скорость передачи данных).

Стоимость организации и эксплуатации сети.

Надежность (защищенность передачи данных от искажений и помех).

Информационная безопасность (защищенность от несанкционированного доступа к информации, защищенность информации от возможных потерь).

Масштабируемость (возможность увеличения размера сети в будущем).

Таблица 3 – МПС критериев

Критерии

Мобильность

Удобство организации и обслуживания ЛВС

Быстродействие

Стоимость организации и эксплуатации сети

Надежность

Информационная безопасность

Масштабируемость

Нормированный векторлокальных приоритетов критериев

Мобильность

1

1/2

1/4

1

1/3

1/2

2

0.0736

Удобство организации и обслуживания ЛВС

2

1

1/3

2

2

1

4

0.1626

Быстродействие

4

3

1

4

2

3

6

0.3364

Стоимость организации и эксплуатации сети

1

1/2

1/4

1

1/3

1/2

2

0.0736

Надежность

3

1/2

1/2

3

1

2

5

0.1809

Информационная безопасность

2

1

1/3

2

1/2

1

4

0.1334

Масштабируемость

1/2

1/4

1/6

1/2

1/5

1/4

1

0.0394

Таким образом, при выборе среды передачи данных наибольшую важность имеют критерии «Быстродействие», «Надежность» и «Удобство организации и обслуживания ЛВС».

Сравним среды передачи данных по каждому критерию.

Таблица 4 – МПС СЭД по критерию «Мобильность»

Мобильность

Провода электропитания 220В

Витая пара

Инфракрасное излучение

Спутниковые каналы

Беспроводная оптика

Коаксиальный кабель

Телефонный кабель

Радиоволны

Оптический кабель

Нормированный вектор локальных приоритетов критериев

Провода электропитания 220В

1

1/3

1/2

2

2

1/2

1/2

1/6

1/5

0,0442

Витая пара

3

1

2

5

4

1

1

1/4

1/4

0,0984

Инфракрасное излучение

2

1/2

1

4

4

1

1

1/4

1/3

0,0812

Спутниковые каналы

1/2

1/5

1/4

1

1

1/4

1/4

1/8

1/7

0,0245

Беспроводная оптика

1/2

1/4

1/4

1

1

1/4

1/4

1/8

1/7

0,0251

Коаксиальный кабель

2

1

1

4

4

1

1

1/5

1/4

0,0829

Телефонный кабель

2

1

1

4

4

1

1

1/5

1/4

0,0829

Радиоволны

6

4

4

8

8

5

5

1

2

0,3202

Оптический кабель

5

4

3

7

7

4

4

1/2

1

0,2407

Таблица 5 – МПС СЭД по критерию «Удобство организации и обслуживания ЛВС»

Удобство организации и обслуживания ЛВС

Провода электропитания 220В

Витая пара

Инфракрасное излучение

Спутниковые каналы

Беспроводная оптика

Коаксиальный кабель

Телефонный кабель

Радиоволны

Оптический кабель

Нормирован ный вектор локальных приоритетов критериев

Провода электропитания 220В

1

1/2

4

5

5

1

1/2

1/3

1/3

0,0875

Витая пара

2

1

6

7

7

2

1

1/2

1/3

0,1381

Инфракрасное излучение

1/4

1/6

1

2

2

1/4

1/6

1/7

1/7

0,0292

Спутниковые каналы

1/5

1/7

1/2

1

1

1/5

1/7

1/8

1/8

0,0207

Беспроводная оптика

1/5

1/7

1/2

1

1

1/5

1/7

1/8

1/8

0,0210

Коаксиальный кабель

1

1/2

4

5

5

1

1/2

1/3

1/3

0,0875

Телефонный кабель

2

1

6

7

7

2

1

1/2

1/2

0,1469

Радиоволны

3

2

7

8

8

3

2

1

1

0,2293

Оптический кабель

3

3

7

8

8

3

2

1

1

0,2398

Таблица 6 – МПС СЭД по критерию «Быстродействие»

Быстродействие

Провода электропитания 220В

Витая пара

Инфракрасное излучение

Спутниковые каналы

Беспроводная оптика

Коаксиальный кабель

Телефонный кабель

Радиоволны

Оптический кабель

Нормирова нный вектор локальных приоритето

Провода электропитания 220В

1

1/5

4

2

8

2

3

2

1/4

0,1163

Витая пара

5

1

6

5

7

5

7

4

2

0,3141

Инфракрасное излучение

1/4

1/6

1

1/2

4

1/2

1

1/2

1/6

0,0413

Спутниковые каналы

1/2

1/5

2

1

5

1

2

1

1/6

0,0686

Беспроводная оптика

1/8

1/7

1/4

1/5

1

1/5

1/

4

1/5

1/4

0,0183

Коаксиальный кабель

1/2

1/5

2

1

5

1

2

1

1/6

0,0686

Телефонный кабель

1/3

1/7

1

1/2

4

1/2

1

1/2

1/6

0,0419

Радиоволны

1/2

1/4

2

1

5

1

2

1

1/5

0,0718

Оптический кабель

4

1/2

6

6

4

6

6

5

1

0,2590

Таблица 7 – МПС СЭД по критерию «Стоимость организации и эксплуатации сети»

Стоимость организации и эксплуатации сети

Провода электропитания 220В

Витая пара

Инфракрасное излучение

Спутниковые каналы

Беспроводная оптика

Коаксиальный кабель

Телефонный кабель

Радиоволны

Оптический кабель

Нормированный вектор локальных приоритетов критериев

Провода электропитания 220В

1

1/3

1

1/2

1

1/4

1

1/3

1/4

0,0485

Витая пара

3

1

3

2

3

1/2

3

1

1/3

0,1312

Инфракрасное излучение

1

1/3

1

1/2

1

1/4

1

1/3

1/4

0,0485

Спутниковые каналы

2

1/2

2

1

2

1/3

2

1/2

1/3

0,0831

Беспроводная оптика

1

1/3

1

1/2

1

1/4

1

1/3

1/4

0,0485

Коаксиальный кабель

4

2

4

3

4

1

4

2

1

0,2221

Телефонный кабель

1

1/3

1

1/2

1

1/4

1

1/3

1/4

0,0485

Радиоволны

3

1

3

2

3

1/2

3

1

1/2

0,1373

Оптический кабель

4

3

4

3

4

1

4

2

1

0,2323

Таблица 8 – МПС СЭД по критерию «Надежность»

Надежность

Провода электропитания 220В

Витая пара

Инфракрасное излучение

Спутниковые каналы

Беспроводная оптика

Коаксиальный кабель

Телефонный кабель

Радиоволны

Оптический кабель

Нормирован ный вектор локальных приоритетов критериев

Провода электропитания 220В

1

1/2

2

1

2

1/3

1

1/2

1/2

0,0813

Витая пара

2

1

4

2

4

5

2

4

2

0,2564

Инфракрасное излучение

1/2

1/4

1

1/2

1

6

2

4

4

0,1308

Спутниковые каналы

1

1/2

2

1

2

1/3

1

1/2

1/2

0,0813

Беспроводная оптика

1/2

1/4

1

1/2

1

1/5

1/2

1/4

1/4

0,0415

Коаксиальный кабель

3

1/5

1/6

3

5

1

3

2

2

0,1368

Телефонный кабель

1

1/2

1/2

1

2

1/3

1

2

2

0,0949

Радиоволны

2

1/4

1/4

2

4

1/2

1/2

1

1

0,0851

Оптический кабель

2

1/2

1/4

2

4

1/2

1/2

1

1

0,0919

Таблица 9 – МПС СЭД по критерию «Информационная безопасность»

Информационная безопасность

Провода электропитания 220В

Витая пара

Инфракрасное излучение

Спутниковые каналы

Беспроводная оптика

Коаксиальный кабель

Телефонный кабель

Радиоволны

Оптический кабель

Нормированный вектор локальных приоритетов критериев

Провода электропитания 220В

1

1

1

3

1

3

1/3

1/3

1/3

0,0770

Витая пара

1

1

1

3

1

3

1/3

1/3

1/3

0,0770

Инфракрасное излучение

1

1

1

3

1

3

1/3

1/3

1/3

0,0770

Спутниковые каналы

1/3

1/3

1/3

1

1/3

1

1/6

1/6

1/6

0,0294

Беспроводная оптика

1

1

1

3

1

3

1/3

1/3

1/3

0,0770

Коаксиальный кабель

1/3

1/3

1/3

1

1/3

1

1/6

1/6

1/6

0,0294

Телефонный кабель

3

3

3

6

3

6

1

1

1

0,2111

Радиоволны

3

3

3

6

3

6

1

1

1

0,2111

Оптический кабель

3

3

3

6

3

6

1

1

1

0,2111

Таблица 10 – МПС СЭД по критерию «Масштабируемость»

Масштабируемость

Провода электропитания 220В

Витая пара

Инфракрасное излучение

Спутниковые каналы

Беспроводная оптика

Коаксиальный кабель

Телефонный кабель

Радиоволны

Оптический кабель

Нормированный вектор локальных приоритетов критериев

Провода электропитания 220В

1

1/2

4

3

6

1

2

1/6

1/3

0,0862

Витая пара

2

1

6

5

8

3

4

8

5

0,2915

Инфракрасное излучение

1/4

1/6

1

1/2

3

1/4

1/2

1/8

1/7

0,0276

Спутниковые каналы

1/3

1/5

2

1

3

1/3

1/2

1/9

1/6

0,0351

Беспроводная оптика

1/6

1/8

1/3

1/3

1

1/6

1/4

1/9

1/8

0,0165

Коаксиальный кабель

1

1/3

4

3

6

1

2

1/6

1/3

0,0824

Телефонный кабель

1/2

1/4

2

2

4

½

1

1/7

1/5

0,0498

Радиоволны

6

1/8

8

9

9

6

7

1

3

0,2516

Оптический кабель

3

1/5

7

6

8

3

5

1/3

1

0,1594

Рассчитаем итоговые весомости.

Таблица 11 – Весомости сред передачи данных

Провода электропитания 220В

0,088555

Витая пара

0,213154

Инфракрасное излучение

0,063222

Спутниковые каналы

0,054394

Беспроводная оптика

0,033415

Коаксиальный кабель

0,091695

Телефонный кабель

0,094961

Радиоволны

0,148579

Оптический кабель

0,212024

Таким образом, самыми оптимальными являются следующие среды передачи данных физического уровня:

Витая пара

Оптический кабель

Радиоволны

Список источников и литературы:

Акимова, Юлия Сергеевна. Методы и алгоритмы обработки информации и принятия решений [Текст] : учеб. пособие / Ю. С. Акимова. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009.

Колбин, Р. В. Глобальные и локальные сети. Создание, настройка и использование / Р.В. Колбин. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2017.

Слисенко, А.О. Математические методы построения и анализа алгоритмов [Текст]/ А.О. Слисенко, С.В. Соловьев. - М.: [не указано], 2015.

Методы поддержки принятия решений. - М.: Едиториал УРСС, 2015.

Новиков, Ю.В. Аппаратура локальных сетей: функции, выбор, разработка / Ю.В. Новиков, Д.Г. Карпенко. - М.: Эком, 2017.

Просмотров работы: 5