ЛР_1

Сети ЭВМ и телекоммуникации

Лабораторная работа №1

Изучение технологий локальных сетей на разделяемой среде

Цель работы

Изучить основные принципы построения и характеристики локальных сетей, использующих разделяемую среду для передачи данных, на примере метода доступа CSMA/CD и технологии Ethernet, получить практические навыки построения сетей Ethernet на коаксиальном кабеле и витой паре.

Теоретические сведения

Задание

Смоделировать работу локальной сети Ethernet на разделяемой при заданной нагрузке, зафиксировать и проанализировать изменение характеристик сети при возрастании нагрузки.

Схема ЛВС

Порядок выполнения

Варианты заданий моделируют работу сети в двух режимах:

1. «Одноранговая» сеть, в которой произвольные узлы взаимодействуют друг с другом (т.е. узлы равноправны с точки зрения сетевого взаимодействия). Пример такого взаимодействия:

2. Сеть «клиент-сервер», в которой узлы преимущественно взаимодействуют с одним из узлов, который играет роль центра обмена информацией. Пример такого взаимодействия:

Выполнение лабораторной работы включает следующие шаги:

1. Собрать схему сети (компьютеры ПК-1, ПК-2, ПК-3 подключены к концентратору по умолчанию). Убедиться, что установлена и работает связь между всеми участвующими в обмене узлами (использовать команду ping 192.168.150.x).

2. Запустить утилиту «Генератор трафика – Мастер» на одном из компьютеров сети.

3. Запустить утилиту «Генератор трафика – Агент» на рабочих станциях, участвующих в обмене данными (в соответствии с вариантом).

4. Задать в «мастере» параметры обмена данными между «агентами» (по варианту).

5. Запустить из «мастера» процесс обмена данными между «агентами»

6. Зафиксировать условия опыта и измеренные показатели обмена данными в Таблице (колонки 1-8):

   1. Предложенную нагрузку для каждого узла рассчитать как суммарную скорость исходящих информационных потоков.

   2. Фактическую среднюю скорость отправки и среднюю длину очереди фиксировать по счётчикам производительности Windows. При этом выбирать сетевой адаптер Ethernet “Realtek 8029” или “3COM 900” (данные сетевые адаптеры рабочих станций имеют адреса 192.168.150.0/24).

   3. Количество коллизий на рабочей станции ПК-6 фиксировать по показаниям утилиты «3COM NIC Doctor» (суммарные показатели счетчиков «Single Collisions» и «Multiple Collisions»). Количество коллизий, произошедших в процессе реализации одного опыта, определять как разницу показаний счетчиков после опыта и до него.

7. Изменить параметры обмена данными (по варианту), перейти к п. 4.

8. Рассчитать суммарные показатели обмена данными для каждого опыта и зафиксировать их в Таблице (колонки 9-13).

9. Построить графики зависимости средней длины очереди, суммарной фактической скорости, количества коллизий от предложенной нагрузки. Графики зависимостей построить отдельно для «одноранговой» сети и сети «клиент-сервер».

Содержание отчета

1. Титульный лист

2. Цель работы, задание

3. Схема ЛВС

4. Содержание работы:

   1. Результаты моделирования, оформленные в виде таблицы.

   2. Графики для «одноранговой» сети

   3. Графики для сети «клиент-сервер»

5. Выводы по зависимости качества работы сети CSMA/CD от нагрузки.

Контрольные вопросы

1. Классификация методов доступа к разделяемой среде

2. Принцип случайного доступа к разделяемой среде

3. Возникновение коллизии

4. Обнаружение коллизии. Алгоритм работы узла при обнаружении коллизии.

5. Условия корректного обнаружения коллизий

6. Домен коллизий

7. Спецификация физического уровня Ethernet 10Base-5

8. Спецификация физического уровня Ethernet 10Base-2

9. Спецификация физического уровня Ethernet 10Base-T

10. Спецификации физического уровня Ethernet 10Base-F

11. Принцип работы концентратора

Литература

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958 с.

Приложение 1. Варианты

№	Схемы обмена		Скорость, кбит/с			Время работы, сек.
	1. «Одноранговая» сеть	2. Сеть «клиент-сервер»	Начальная	Шаг	Кол-во шагов
1.	1 → 4 4 → 1 2 → 6 3 → 2	1 → 6 4 → 6 6 → 3 6 → 2	1000 1500 600 900	300	6	30
2.	5 → 4 2 → 3 4 → 6 1 → 2	2 → 6 3 → 6 6 → 4 6 → 2	1500 1700 950 1050	250	6	40
3.	1 → 2 2 → 3 3 → 6 3 → 2	2 → 6 3 → 6 6 → 3 6 → 2	1000 1500 2000 400	350	5	40
4.	3 → 4 5 → 3 4 → 6 1 → 2 4 → 3	1 → 6 2 → 6 6 → 4 6 → 5 6 → 2	1100 900 1400 800 1000	200	6	30
5.	5 → 6 3 → 5 4 → 5 2 → 3	5 → 6 3 → 6 6 → 5 6 → 2	2000 950 850 3000	250	5	30
6.	1 → 5 5 → 4 2 → 3 4 → 6	1 → 6 2 → 6 6 → 5 6 → 4	800 2000 1000 1400	260	6	40
7.	2 → 4 4 → 3 5 → 1 1 → 5 6 → 2	4 → 6 5 → 6 6 → 3 6 → 2 1 → 6	1100 950 1700 850 750	200	6	40
8.	4 → 6 4 → 5 3 → 5 5 → 4	3 → 6 4 → 6 6 → 5 6 → 4	2500 1500 700 1200	250	6	30
9.	1 → 6 2 → 5 3 → 4 6 → 2	1 → 6 4 → 6 6 → 3 6 → 2	3000 700 1800 900	200	6	40
10.	1 → 2 2 → 3 4 → 5 6 → 4	1 → 6 4 → 6 6 → 2 6 → 3	1900 1150 1000 850	230	7	30
11.	1 → 4 4 → 1 2 → 6 3 → 2	1 → 6 4 → 6 6 → 3 6 → 2	850 2000 1200 1450	280	5	30
12.	5 → 4 2 → 3 4 → 6 1 → 2	2 → 6 3 → 6 6 → 4 6 → 2	1400 950 1750 850	220	7	40
13.	1 → 2 2 → 3 3 → 6 3 → 2	2 → 6 3 → 6 6 → 3 6 → 2	2500 1800 700 1200	220	6	30
14.	3 → 4 5 → 3 4 → 6 1 → 2 4 → 3	1 → 6 2 → 6 6 → 4 6 → 5 6 → 2	3000 700 800 900 400	260	5	30
15.	5 → 6 3 → 5 4 → 5 2 → 3	5 → 6 3 → 6 6 → 5 6 → 2	1900 1200 900 800	250	7	30
16.	1 → 5 5 → 4 2 → 3 4 → 6	1 → 6 2 → 6 6 → 5 6 → 4	750 2000 1150 1400	260	6	40
17.	2 → 4 4 → 3 5 → 1 1 → 5 6 → 2	4 → 6 5 → 6 6 → 3 6 → 2 1 → 6	1050 950 1750 800 650	240	5	40
18.	4 → 6 4 → 5 3 → 5 5 → 4	3 → 6 4 → 6 6 → 5 6 → 4	2400 1700 500 1250	280	6	30
19.	1 → 6 2 → 5 3 → 4 6 → 2	1 → 6 4 → 6 6 → 3 6 → 2	3200 750 800 950	200	7	40
20.	1 → 2 2 → 3 4 → 5 6 → 4	1 → 6 4 → 6 6 → 2 6 → 3	2100 1500 1300 850	200	7	30
21.	3 → 6 5 → 4 1 → 5 4 → 1	1 → 6 4 → 6 6 → 5 6 → 3	1500 2300 900 1100	250	6	40
22.	5 → 6 2 → 5 4 → 2 6 → 5	2 → 6 4 → 6 6 → 5 6 → 4	2300 1800 950 1400	200	6	30
23.	3 → 4 4 → 5 1 → 3 6 → 2	1 → 6 3 → 6 6 → 4 6 → 2	1600 1800 1350 850	180	7	30
24.	1 → 4 4 → 2 2 → 6 3 → 1	1 → 6 4 → 6 6 → 1 6 → 2	1800 950 1050 1500	260	6	30
25.	1 → 4 2 → 3 4 → 6 6 → 2	2 → 6 3 → 6 6 → 4 6 → 2	1600 750 1400 1200	230	7	40

Приложение 2. Таблица для фиксации результатов

Схема обмена

№ опыта

Узел

Данные по узлам (исходящий трафик)

Суммарные данные (исходящий трафик)

Загруженность сети

Предложенная нагрузка

Фактическая средняя скорость

Средняя длина очереди

Счетчик коллизий

Предложенная нагрузка

Фактическая средняя скорость

Средняя длина очереди

Количество коллизий

до

после

кбит/с

кбит/с

кадров

кбит/с

кбит/с

кадров

%

Ci

Vi

Qi

N1i

N2i

C

V

Q

N

E

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

ПК-1 → ПК-2 ПК-3 → ПК-4 ПК-5 → ПК-6

1

ПК-1

C1

V1

Q1

C

V

Q

N

E

ПК-2

C2

V2

Q2

ПК-3

C3

V3

Q3

ПК-4

C4

V4

Q4

ПК-5

C5

V5

Q5

ПК-6

C6

V6

Q6

N16

N26

2

ПК-1

C1

V1

Q1

C

V

Q

N

E

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Приложение 3. Пример графика