Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Топології комп’ютерних мереж. Базові технології локальних мереж
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Завдання
Предмет:
Захист інформації
Група:
ЗІ-32
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра захисту інформації
Звіт
до лабораторної роботи №1
Топології комп’ютерних мереж.
Базові технології локальних мереж.
Львів 2009р.
Завдання:
Змоделювати в програмі Packet Tracer конфігурацію мережі, згідно варіанту, та визначити домени колізій. Ознайомитися з логікою роботи пристроїв канального рівня.
Короткі теоретичні відомості:
Стандарт 10Base-2
Стандарт 10Base-2 використовує як передавальне середовище коаксіальний кабель з діаметром центрального мідного проводу 1,89 мм і зовнішнім діаметром біля 5 мм ("тонкий" Ethernet). Кабель має хвильовий опір 50 Ом. Такими характеристиками володіють кабелі марок RG-58/U, RG-58A/U, RG-58C/U.
Максимальна довжина сегмента без повторювачів складає 185 м, сегмент повинний мати на кінцях погоджуючи термінатори з опором 50 Ом. Тонкий коаксіальний кабель дешевше товстого, через що мережі l0Base-2 іноді називають мережами Cheapernet (від cheaper — більш дешевий). Але за дешевизну кабелю приходиться розплачуватися якістю — "тонкий2 коаксіал має гіршу перешкодозахищеність, гіршою механічну міцністю і більш вузькою смугою пропущення.
Станції підключаються до кабелю за допомогою високочастотного BNC Т-конектора, що являє собою трійник, один відвід якого з'єднується з мережним адаптером, а два інших — із двома кінцями розриву кабелю. Максимальна кількість станцій, що підключаються до одного сегмента, — 30. Мінімальна відстань між станціями —1м. Кабель "тонкого" коаксіалу має розмітку для підключення вузлів із кроком у 1 м.
Стандарт l0Base-2 також передбачає використання повторювачів, застосування яких також повинно відповідати "правилу 5-4-3". У цьому випадку мережа буде мати максимальну довжину в 5х185=925 м. Очевидно, що це обмеження є більш сильним, чим загальне обмеження в 2500 метрів.
Стандарт l0Base-2 дуже близький до стандарту l0Base-5. Але трансівери в ньому об'єднані з мережними адаптерами за рахунок того, що більш гнучкий тонкий коаксіальний кабель може бути підведений безпосередньо до вихідного розйому плати мережного адаптера, встановленого в шасі комп'ютера. Кабель у даному випадку "висить" на мережному адаптері, що утрудняє фізичне переміщення комп'ютерів.
Типовий склад мережі стандарту l0Base-2, що складає з одного сегмента кабелю, показаний на рис. 1.
Рис.1 Мережа стандарту 10Base-2.
Реалізація цього стандарту на практиці приводить до найбільш простого рішення для кабельної мережі, тому що для з'єднання комп'ютерів вимагаються тільки мережні адаптери, Т-конектори і термінатори 50 Ом. Однак цей вид кабельних з'єднань найбільше сильно підданий аваріям і збоям: кабель більш схильний до сприймання перешкод, ніж "товстий" коаксіал, у моноканалі мається велика кількість механічних з'єднань (кожен Т-конектор дає три механічних з'єднання, два з який мають життєво важливе значення для всієї мережі), користувачі мають доступ до розйомів і можуть порушити цілісність моноканалу. Крім того, естетика і ергономічність цього рішення залишають бажати кращого, тому що від кожної станції через Т-конектор відходять два досить помітних проводи, що під столом часто утворять моток кабелю — запас, необхідний на випадок навіть невеликого переміщення робочого місця.
Загальним недоліком стандартів l0Base-5 і l0Base-2 є відсутність оперативної інформації про стан моноканалу. Ушкодження кабелю виявляється відразу ж (мережа перестає працювати), але для пошуку відрізка кабелю, що відмовив, необхідний спеціальний прилад - кабельний тестер.
Стандарт 10Base-Т
Стандарт прийнятий у 1991 році, як доповнення до існуючого набору стандартів Ethernet, і має позначення 802.3L.
Мережі 10Base-Т використовують як середовище дві неекрановані кручені пари (Unshielded Twisted Pair, UTP). Багатопарний кабель на основі неекранованої кручений пари категорії 3 (категорія визначає смугу пропущення кабелю, величину перехресних наведень NEXT і деякі інші параметри його якості) телефонні компанії вже досить давно використовували для підключення телефонних апаратів усередині будинків. Цей кабель носить також назву Voice Grade, що говорить про те, що він призначений для передачі голосу.
Ідея пристосувати цей популярний вид кабелю для побудови локальних мереж виявилася дуже плідною, тому що багато будинків вже були оснащені потрібною кабельною системою. Залишалося розробити спосіб підключення мережних адаптерів і іншого комунікаційного устаткування до крученого парі таким чином, щоб зміни в мережних адаптерах і програмного забезпечення мережних операційних систем були б мінімальними в порівнянні з мережами Ethernet, на коаксіалі. Це вдалося, тому перехід на кручену пару вимагає тільки заміни трансівера мережного адаптера чи порту маршрутизатора, а метод доступу і всі протоколи канального рівня залишилися тими ж, що й у мережах Ethernet на коаксіале.
Кінцеві вузли з'єднуються по топології "точка-точка" зі спеціальним пристроєм — багато портовим повторювачем за допомогою двох кручених пар. Одна кручена пара потрібна для передачі даних від станції до повторювача (вихід Тх мережного адаптера), а інша — для передачі даних від повторювача до станції (вхід Rx мережного адаптера). На мал. 3.10 показано приклад трьох портового повторювача. Повторювач приймає сигнали від одного з кінцевих вузлів і синхронно передає їх на всі свої інші порти, з якого надійшли сигнали.
Багато портові повторювачі в даному випадку звичайно називаються концентраторами (англомовні терміни — hub чи concentrator). Концентратор здійснює функції повторювача сигналів на всіх відрізках кручених пар, підключених до його портів, так що утвориться єдине середовище передачі даних — логічний моноканал (логічна загальна шина). Повторювач, виявляє колізію в сегменті у випадку одночасної передачі сигналів по декількох своїх Rx-входах і посилає jam-послідовність на усі свої Тх - виходи. Стандарт визначає бітову швидкість передачі даних 10 Мбіт/с і максимальну відстань відрізка кручений пари між двома безпосередньо зв'язаними вузлами (станціями і концентраторами) не більш 100 м при наявності крученої пари якості не нижче категорії 3. Ця відстань визначається смугою пропущення кручений пари — на довжині 100 м вона дозволяє передавати дані зі швидкістю 10 Мбіт/с при використанні манчестерського коду.
Рис. 2. Мережа стандарту 10Base-T: Tx - передавач; Rx – приймач.
Концентратори l0Base-T можна з'єднувати один з одним за допомогою тих же портів, що призначені для підключення кінцевих вузлів. При цьому потрібно подбати про те, щоб передавач і приймач одного порту були з'єднані відповідно з приймачем і передавачем іншого.
Рис. 3. Ієрархічне з'єднання концентраторів Ethernet.
Для забезпечення синхронізації станцій при реалізації процедур доступу CSMA/CD і надійного розпізнавання станціями колізій у стандарті визначене максимальне число концентраторів між будь-якими двома станціями мережі в 4. Це правило зветься "правило 4-х хабів" і воно заміняє "правило 5-4-3", яке застосовується до коаксіальних мереж. При створенні мережі l0Base-T з великим числом станцій концентратори можна з'єднувати один з одним ієрархічним способом, утворюючі деревоподібну структуру (рис. 4).
Максимальна довжина мережі в 2500 м тут розуміється, як максимальна відстань між будь-якими двома кінцевими вузлами мережі (часто застосовується також термін "максимальний діаметр мережі"). Очевидно, що якщо між будь-якими двома вузлами мережі не повинно бути більше 4-х повторювачів, то максимальний діаметр мережі l0Base-T складає 5х100= 500 м. Мережі, побудовані на основі стандарту l0Base-T, володіють у порівнянні з коаксіальними варіантами Ethernet багатьма перевагами. Ці переваги зв'язані з поділом загального фізичного кабелю на окремі кабельні відрізки, підключені до центрального комунікаційного пристрою. І хоча логічно ці відрізки як і раніше утворять загальне поділюване середовище, їхній фізичний поділ дозволяє контролювати їх стан і відключати у випадку обриву, короткого замикання чи несправності мережного адаптера на індивідуальній основі. Це обставина істотна полегшує експлуатацію великих мереж Ethernet, тому що концентратор звичайно автоматично виконує такі функції, повідомляючи при цьому адміністратора мережі про виниклу проблему.
У стандарті l0Base-T визначена процедура тестування фізичної працездатності двох відрізків крученої пари, що з'єднують трансівер кінцевого вузла і порт повторювача. Ця процедура називайся тестом зв’язності (link test), і вона заснована на передачі кожні 16 мс спеціальних імпульсів J і К манчестерського коду між передавачем і приймачем кожної крученої пари. Якщо тест не проходить, то порт блокується і відключає проблемний вузол від мережі. Тому що коди і J і К є забороненими при передачі кадрів, то тестові послідовності не впливають на роботу алгоритму доступу до середовища.
Поява між кінцевими вузлами активного пристрою, що може контролювати роботу вузлів і ізолювати від мережі некоректно працюючі, є головною перевагою технології l0Base-T у порівнянні зі складними в експлуатації коаксіальними мережами. Завдяки концентраторам мережа Ethernet придбала деякі риси відмовостійкійкої системи.
Технологія Token Ring
Мережева технологія Token Ring характеризується детермінованим алгоритмом доступу до розподіленого середовища передавання даних, який базується на передачі станціям права на використання середовища в певному порядку. Це право передається за допомогою кадру спеціального формату, який називається маркером або токеном. Логічна топологія даної технології представляє собою кільце, в якому будь-яка станція завжди безпосередньо одержує дані від тієї станції, яка є попередньою в кільці (рис. 4).
Рис 4. Логічна топологія технології Token Ring.
Одержавши маркер, станція аналізує його і при відсутності в неї даних на передавання забезпечує його передачу до наступної станції. Станція, яка має дані на передавання, при одержані маркера знімає його з кільця, що дає їй право доступу до фізичного середовища і передавання своїх даних. Після того станція видає в кільце кадр даних установленого формату послідовно по бітам. Дані проходять по кільцю до станції призначення завжди в одному напрямку.
Час володіння станцією розподіленим середовищем у мережі Token Ring обмежується часом утримання маркера (token holding time), із плином якого станція зобов’язана припинити передавання власних даних (поточний кадр дозволяється завершити) і передати маркер дальше по кільцю. Час утримання маркера по замовчуванню становить 10 мс, протягом яких станція може встигнути передати один чи декілька кадрів у залежності від їх розміру.
Для контролю мережі одна зі станцій виконує роль активного монітора. Активний монітор вибирається під час ініціалізації кільця як станція з максимальним значенням МАС-адресу (номер мережевого адаптера станції). При виході активного монітора з ладу, процедура ініціалізації кільця повторюється і вибирається новий активний монітор. Активний монітор відповідає за наявність у мережі єдиної копії маркера. Якщо активний монітор не одержує маркер протягом певного проміжку часу (наприклад, 2.6с), то він породжує новий маркер.
Стандарт Token Ring передбачає побудову зв’язків у мережі за допомогою концентраторів, які називаються MAU (Multistation Access UNIT) чи MSAU (Multi-Station Access Unit), тобто пристроями багатостанційного доступу (рис. 5). В даній мережі може бути підключено до 260 станцій.
Рис. 5. Фізична конфігурація мережі Token Ring.
Концентратор Token Ring може бути активним чи пасивної. Пасивний концентратор просто з'єднує порти внутрішніми зв'язками так, щоб станції, що підключаються до цих портів, утворили кільце. Ні посилення сигналів, ні їх ресінхронізацію пасивний MSAU не виконує. Такий пристрій можна вважати простим кросовим блоком за одним виключенням — MSAU забезпечує обхід якого-небудь порту, коли приєднаний до цього порту комп'ютер виключають. Така функція необхідна для забезпечення зв’язності кільця поза залежністю від стану підключених комп'ютерів. Звичайно обхід порту виконується за рахунок релейних схем, що харчуються постійним струмом від мережного адаптера, а при вимиканні мережного адаптера нормально замкнуті контакти реле з'єднують вхід порту з його виходом.
Хід роботи:
1.
При даній конфігурації мережі наявні 3 домени колізії.
2.
При даній конфігурації мережі наявні 5 домени колізії.
3.
При даній конфігурації мережі наявні 6 доменів колізії.
4.
При даній конфігурації мережі наявні 8 доменів колізії.
Висновок: Мости, комутатори і маршрутизатори поділяють мережу Ethernet на декілька доменів колізій.
Мости використовують для локалізації трафіка апаратні адреси комп'ютерів. Це ускладнює розпізнавання приналежності того або іншого комп'ютера до визначеного логічного сегмента – сама адреса не містить ніякої інформації з цього приводу. Тому міст досить спрощено подає розподіл мережі на сегменти – він запам'ятовує, через який порт на нього надійшов кадр від кожного комп'ютера мережі, і надалі передає кадри, призначені для цього комп'ютера, на вказаний порт
Комутатор (switch, switching hub) за принципом опрацювання кадрів нічим не відрізняється від моста. Основна його відмінність від моста полягає в тому, що він є свого роду комунікаційним мультипроцесором, тому що кожен його порт оснащений спеціалізованим процесором, що опрацьовує кадри за алгоритмом моста незалежно від процесорів інших портів. За рахунок цього загальна продуктивність комутатора звичайно набагато вище продуктивності традиційного моста, що має один процесорний блок.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора