Архив1 / docx54 / lab4 (2)

Министерство образования Российской Федерации

Тверской государственный технический университет

Кафедра электронных вычислительных машин

Методические указания

к лабораторной работе № 4 по дисциплине

«Проектирование ВС»

Выполнил: Никитин И. О.

ВМКСС 0703

Проверил: Неведомский А.Н.

Тверь, 2011

Цель: научится проектировать небольшую компьютерную сеть в среде Packet Tracer.

Задание

Спроектировать КС.

1. Объяснить выбор топологии КС.

2. Объяснить выбор технологии КС.

   1. Метод доступа.

   2. Период следования минимальных пакетов.

3. Описать протоколы сетевого и канальный уровня.

4. Экономически и технически обосновать выбор оборудования.

5. Нарисовать схему разводки сети.

Вариант № 7

Спроектировать КС состоящую из 20 компьютеров,1 сервера и одного сетевого принтера(компьютеры находятся в двух смежных и одной удалённой на 120м комнатах 4+5+11).

Топология КС

Звезда́ — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе не возможны, потому что управление полностью централизовано.

Кроме трех рассмотренной основной, базовой топологии нередко применяется также сетевая топология «дерево» (tree), которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд. Как и в случае звезды, дерево может быть активным, или настоящим (рис. 5), и пассивным (рис. 6). При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном - концентраторы (хабы).

Технологии КС

Fast Ethernet — спецификация IEЕЕ 802.3. Новая спецификация является наследницей стандарта Ethernet IEЕЕ 802.3, используя такой же формат кадра, механизм доступа к среде CSMA/CD и топологию звезда.

В спецификации IEEE 802.3 и функции канального уровня разбиты на два подуровня: управления логической связью (LLC) и уровня доступа к среде (MAC), который будет рассмотрен ниже. LLC, функции которого определены стандартом IEEE 802.2, фактически обеспечивает взаимосвязь с протоколами более высокого уровня, (например, с IP или IPX), предоставляя различные коммуникационные услуги:

Сервис без установления соединения и подтверждений приема. Простой сервис, который не обеспечивает управления потоком данных или контроля ошибок, а также не гарантирует правильную доставку данных.

Сервис с установлением соединения. Абсолютно надежный сервис, который гарантирует правильную доставку данных за счет установления соединения с системой-приемником до начала передачи данных и использования механизмов контроля ошибок и управления потоком данных.

Сервис без установления соединения с подтверждениями приема. Средний по сложности сервис, который использует сообщения подтверждения приема для обеспечения гарантированной доставки, но не устанавливает соединения до передачи данных.

Каждый узел в сети Fast Ethernet имеет контроллер доступа к среде (Media AccessController — MAC). MAC – ключевой элемент в Fast Ethernet, имеет три назначения:

• определяет, когда узел может передать пакет;

• пересылает кадры уровню PHY для преобразования в пакеты и передачи в среду;

• получает кадры из уровня PHY и передает обрабатывающему их программному обеспечению (протоколам и приложениям).

Самым важным из трех назначений MAC является первое. Для любой сетевой технологии, которая использует общую среду, правила доступа к среде, определяющие, когда узел может передавать, являются ее основной характеристикой. Разработкой правил доступа к среде занимаются несколько комитетов IЕЕЕ. Комитет 802.3, часто именуемый комитетом Ethernet, определяет стандарты на ЛВС, в которых используются правила под названием CSMA/ CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов).

Время следования минимальных пакетов.

PC>ping 192.168.0.10

Pinging 192.168.0.10 with 32 bytes of data:

Reply from 192.168.0.10: bytes=32 time=125ms TTL=128

Reply from 192.168.0.10: bytes=32 time=94ms TTL=128

Reply from 192.168.0.10: bytes=32 time=62ms TTL=128

Reply from 192.168.0.10: bytes=32 time=78ms TTL=128

Ping statistics for 192.168.0.10:

Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),

Approximate round trip times in milli-seconds:

Minimum = 62ms, Maximum = 125ms, Average = 89ms

Протоколы сетевого и канальный уровня.

Канальный уровень (англ. Data Link layer) — уровень сетевой модели OSI, предназначенный для передачи данных узлам находящимся в том же сегменте локальной сети. Также может использоваться для обнаружения и если возможно исправления ошибок возникших на физическом уровне. Примерами протоколов работающих на канальном уровне являются Ethernet для локальных сетей (много-узловой), Point-to-Point Protocol (PPP), HDLC и ADCCP для подключений точка-точка (двух-узловой).

Канальный уровень отвечает за доставку кадров между устройствами подключенными к одному сетевому сегменту. Кадры канального уровня не пересекают границ сетевого сегмента. Межсетевая маршрутизация и глобальная адресация это функция более высокого уровня, что позволяет протоколам канального уровня сосредоточится на локальной доставке и адресации.

Когда устройства пытаются использовать среду одновременно, возникают коллизии кадров. Протоколы канального уровня выявляют такие случаи и обеспечивают механизмы для уменьшения их количества или же их предотвращения.

Заголовок кадра содержит аппаратные адреса отправителя и получателя, что позволяет определить, какое устройство отправило кадр и какое устройство должно получить и обработать его. В отличии от иерархических и маршрутизируемых адресов, аппаратные адреса одноуровневые. Это означает, что никакая часть адреса не может указывать на принадлежность к какой либо логической или физической группе.

Многие протоколы канального уровня не имеют подтверждения о приёме кадра, некоторые протоколы даже не имеют контрольной суммы для проверки целостности кадра. В таких случаях, протоколы более высокого уровня должны обеспечивать управление потоком данных, контроль ошибок, подтверждение доставки и ретрансляции утерянных данных.

Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

ФУНКЦИИ

• получение доступа к среде передачи; метод доступа важнейшая функция канального уровня требуется всегда за исключением тех случаев когда реализована полносвязная топология (2 компьютера через кроссовер, компьютер со свичом в полнодуплексном режиме)

• выделение границ кадра; эта задача должна решатся всегда некоторые методы решения этой задачи: для выделения начала кадра можно зарезервировать какую-то начальную последовательность(возможно с применением запрещенных кодов) выделение конца кадра (одинаковая длина, запрещенные коды) битовые и байтовые замены

• аппаратная адресация или адресация канального уровня, требуется в том случае когда кадр могут получить сразу несколько получателей в локальных сетях аппаратные адреса применяются всегда (MAC-адреса) они записываются в ПЗУ сетевого адаптера изготовителя

• обеспечение достоверности принимаемых данных; во время передачи кадра есть вероятность что данные исказятся очень важно это обнаружить и не пытаться обработать кадр содержащий ошибку, обычно на канальном уровне используются алгоритмы контрольных сумм которые являются сложными и дают высокую гарантию обнаружения ошибок

• адресация протокола верхнего уровня в процессе декапсуляции указание формата вложенного PDU существенно упрощает обработку информации.поэтому чаще всего указывается протокол который находится в поле данных.за исключением тех случаев когда в поле данных может находится один единственный протокол

Internet Protocol — межсетевой протокол. Относится к маршрутизируемым протоколам сетевого уровня семейства TCP/IP.

Протокол IP используется для негарантированной доставки данных, разделяемых на так называемые пакеты от одного узла сети к другому. Это означает, что на уровне этого протокола (третий уровень сетевой модели OSI) не даётся гарантий надёжной доставки пакета до адресата. В частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (когда приходят две копии одного пакета; в реальности это бывает крайне редко), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прибыть вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают протоколы более высокого (транспортного уровня) сетевой модели OSI — например, TCP — которые используют IP в качестве транспорта.

IPv4

В современной сети Интернет используется IP четвёртой версии, также известный как IPv4. В протоколе IP этой версии каждому узлу сети ставится в соответствие IP-адрес длиной 4 октета (4 байта). При этом компьютеры в подсетях объединяются общими начальными битами адреса. Количество этих бит, общее для данной подсети, называется маской подсети (ранее использовалось деление пространства адресов по классам — A, B, C; класс сети определялся диапазоном значений старшего октета и определял число адресуемых узлов в данной сети, сейчас используется бесклассовая адресация).

IPv6

В настоящее время вводится в эксплуатацию шестая версия протокола — IPv6, которая позволяет адресовать значительно большее количество узлов, чем IPv4. Эта версия отличается повышенной разрядностью адреса, встроенной возможностью шифрования и некоторыми другими особенностями. Переход с IPv4 на IPv6 связан с трудоёмкой работой операторов связи и производителей программного обеспечения и не может быть выполнен одномоментно. На середину 2010 года в Интернете присутствовало более 3000 сетей, работающих по протоколу IPv6. Для сравнения, на то же время в адресном пространстве IPv4 присутствовало более 320 тысяч сетей, но в IPv6 сети гораздо более крупные, нежели в IPv4.

Для объединения компьютеров в единую сеть используется следующий тип коммутаторов:

D-link DES-3200-18

Цена 7 370 руб

Общие характеристики:

Тип устройства коммутатор (switch)

Возможность установки в стойку есть

Количество слотов для дополнительных интерфейсов 2

LAN

Количество портов коммутатора 16 x Ethernet 10/100 Мбит/сек

Поддержка работы в стеке есть

Размер таблицы MAC адресов 8192

Управление

Консольный порт есть

Web-интерфейс есть

Поддержка Telnet есть

Поддержка SNMP есть

Дополнительно

Поддержка стандартов Auto MDI/MDIX, IEEE 802.1q (VLAN)

Размеры (ШxВxГ) 441 x 44 x 207 мм

Дополнительная информация 2 комбо порта 1000BASE-T/SFP