МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра «Телекомунікації»
ДОСЛІДЖЕННЯ ШВИДКОСТІ ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ
ЧЕРЕЗ СОМ, LPT ТА USB ПОРТИ КОМП’ЮТЕРА.
Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу
«Телекомунікаційні мережі ч.І»
Для студентів спеціальності
«Інформаційні мережі зв’язку»
Львів 2002
“Дослідження швидкості передавання даних через COM, LPT i USB порти комп’ютера”. Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу “Телекомунікаційні мережі ч.І” для студентів спеціальності “Інформаційні мережі зв’язку”. Львів 2002. 12 с.
Автори: к.т.н. доц. Павликевич М.Й.
ст. викладач Костів О.Л.
асистент Кирик М.І.
Рецензент: професор д.т.н. Тимченко О.В.
У лабораторній роботі розглянуто будову та принципи функціонування стандартних портів персонального комп’ютера та функціонування програмного забезпечення для зв’язку двох персональних комп’ютерів між собою.
Методичні вказівки розглянуто на засіданні кафедри “Телекомунікації” Національного університету “Львівська політехніка” від______2002 р. протокол №____. Мета роботи : вивчити програмне та апаратне забезпечення для з’єднання двох комп’ютерів через COM, LPT та USB порти
Порядок виконання роботи
Ознайомитись з короткими теоретичними даними.
Розрахувати швидкість переписування файлу через СОМ та LPT порти у середовищі Norton Commander.
Розрахувати швидкість переписування файлу через СОМ та LPT порти за допомогою програми Fast Linkx.
Розрахувати швидкість переписування файлу через СОМ та LPT порти у середовищі Windows 9x.
Розрахувати швидкість переписування файлу через USB порти за допомогою програми Link Commander.
Результати вимірювань занести в таблицю 3 та зробити висновки.
Скласти звіт про виконану роботу.
Теоретичні відомості.
Для об’єднання двох комп’ютерів у мережу для їх спільної роботи, як правило, використовуються такі методи:
Локальна мережа з використанням мережних адаптерів;
Null-modem для COM портів;
Null-modem для LPT портів;
З’єднання за допомогою USB портів.
Перший шлях вимагає додаткового обладнання (мережеві адаптери, кабель, активні пристрої), що не завжди є доцільним. Особливо, якщо комп’ютери не постійно будуть об’єднані у єдину мережу, а об’єднуються на короткий час (наприклад для переписування даних з жорсткого диску однієї машини на жорсткий диск іншої). Саме для таких несистематичних, одноразових операцій використовуються пункти №№ 2-4.
Хоча з використанням LPT та COM портів будувались невеликі мережі (наприклад з’єднання кількох комп’ютерів за допомогою COM –портів в ОС UNIX чи з’єднання комп’ютерів за допомогою СОМ та LPT в мережу за допомогою мережевої ОС LANTASTIC).
Нуль-модеми бувають двох видів: для СОМ (послідовних) портів і для LPT (паралельних ) портів. Перший тип підключається до того ж типу портів, що і звичайний модем (як правило їх два), другий до порту принтера (що при наявності принтера не зовсім зручно).
Нуль-модемний кабель для СОМ портів. Даний кабель зручний тим, що на комп'ютері, звичайно, один СОМ порт вільний. Недолік у тому, що швидкість передачі даних всього 115200 біт/сек. Стандарт RS232C розроблено у 1969 році Американською асоціацією цифрової промисловості. У ньому використано двопровідну лінію зв’язку, двополярні сигнали амплітудою 25 В.
Існує 2 типи СОМ портів: DB-25 (широкий, 25 -контактів) і DB-9 (вузький, 9-контактний).
СОМ-порт є асинхронним. При з’єднанні через цей порт комп’ютер приймає та передає інформацію по одному біту. Часові інтервали між байтами при цьому значення не мають. Суттєвими є лише інтервали між бітами в середині одного байту. У лінії з’єднання двох машин підтримується сигнал високого рівня, якщо передавання даних відсутнє.
При передаванні інформації, на початку передавання інформації сигнал падає до логічного 0 (відзначаючи стартовий біт). Потім йдуть біти даних (7 або 8). Байт, що передається може супроводжуватись бітом парності, що використовується для виявлення одинарних помилок в байті, що передається, а потім передаються один або два стопових біти. Після чого у лінії знову встановлюється рівень сигналу логічної 1.
При послідовному асинхронному обміні передавальне і приймальне обладнання повинно працювати з однією і тією ж швидкістю обміну, що вимірюється в бітах за секунду (бодах).
При ініціалізації СОМ порту встановлюються наступні параметри: довжина слова, кількість стоп-бітів, наявність чи відсутність контролю парності і швидкість обміну інформацією між комп’ютерами.
Параметри сигналу:
логічного нуля: –3В..-25В;
логічної одиниці: +3В..+25В.
Як правило використовують середнє значення +/- 12В. Гарантована довжина проходження сигналу 25 м.
Схему роз’єму СОМ-портів зображено у таблиці1.
Табл.1 Роз’єм СОМ-порту (інтерфейс RS-232C)
Для зв’язку двох машин по СОМ-портах можуть застосовується два види кабелю (рис. 1 і рис. 2).
Рис. 1. Найпростіший кабель для з’єднання двох комп’ютерів
Рис. 2. Кабель Null-modem для COM портів RS 232C.
Нуль-модемний кабель для LPT портів. Цей тип нуль модемного кабелю підключається до того ж порту, що і принтер. LPT порти працюють з інтерфейсом CENTRONICS. Він належить до паралельних синхронних інтерфейсів. Логічні рівні даного інтерфейсу сумісні з рівнями ТТЛ логіки. Максимальна відстань передавання сигналу 5 м.
Теоретична максимальна швидкість передавання даних через цей порт 500 Кбіт/с, а реально не більше 200 Кбіт/с. Має буфер ємністю 64 байти. Отже, передавання через паралельний порт, незважаючи на обмеження, удвічі швидше, ніж через послідовний.
Синхронізується зовнішнім імпульсом стробу, відповідь сигналами -BUSY чи -ASK (див. Табл.2).
Сигнал -Strobe-синхронізуючий сигнал.
D0..D7-дані, що передаються.
-ASK-перехід з високого рівня на низький означає завершення вводу даних.
-BUSY-високий рівень означає не готовність до прийому даних, низький готовність. Сигнал стає високим підчас вводу даних.
PE - високий рівень закінчення паперу.
SLCT-високий рівень показує, що до порту щось підключено
-ERROR-низький рівень означає наявність помилки.
-INIT-коли сигнал стає низького рівня контролер скидається в вихідний стан і буфер друкування очищається.
-AUTOFD-якщо сигнал встановлено на низький рівень, то папір перемотується на одну стрічку вперед після друкування
-SLCT IN -ввід даних можливий, якщо рівень цього сигналу є низький.
Класичний інтерфейс CENTRONICS був однонапрямленим. Дані D0..D7 тільки передавались на зовнішні периферійні пристрої. Для з’єднання двох комп’ютерів між собою, як вхідні використовувались сигнали -ASK, -BUSY, PE, SLCT, -ERROR на які заводились сигнали з D0..D4.
У 1992 році затверджено швидкісний стандарт передавання даних через паралельний порт (стандарт EPP). Він дає змогу передавати дані через двонаправлений порт Fast Centronics зі швидкістю 2 Мбіт/с. У цьому випадку використовують DMA –прямий доступ до пам’яті. Пізніше з’явився стандарт ЕСР (Zippy), який також використовує порт Fast Centronics, однак має інший алгоритм ущільнення. На практиці використання паралельних портів для передавання даних в комп’ютерних мережах непоширене (головним чином, їх застосовують для прямого сполучення комп’ютерів).
Сигнали інтерфейсу CENTRONICS відображено у табл.2.
Таблиця 2.
Інтерфейс CENTRONICS для LPT порта.
Інтерфейс USB (Universal Serial Bus - Універсальний Послідовний Інтерфейс) призначений для підключення периферійних пристроїв до персонального комп'ютера. Специфікація периферійної шини USB розроблена лідерами комп'ютерної і телекомунікаційної промисловості -- Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC і Northern Telecom -- для підключення комп'ютерної периферії поза корпусом машини за стандартом plug'n'play (автонастройки), у результаті відпадає необхідність в установці додаткових плат у слоти розширення і переконфігуровування системи. Персональні комп'ютери, що мають шину USB, дозволяють підключати периферійні пристрої і здійснюють їхнє автоматичне конфігурування, як тільки пристрій фізично буде приєднано до машини, і при цьому відпаде необхідність перезавантажувати або виключати комп'ютер, і так само запускати програми встановлення і конфігурування. Шина USB дозволяє одночасно підключати послідовно до 127 пристроїв, таких, як монітори або клавіатури, що виконують роль додатково залучених компонентів, або хабів (тобто пристроїв, через які підключаються інші пристрої).
USB інтерфейс забезпечує обмін інформацією з периферійними пристроями на трьох швидкостях (специфікація USB 2.0):
Низька швидкість (Low Speed - LS) - 1,5 Мбіт/с;
Повна швидкість (Full Speed - FS) - 12 Мбіт/с;
Висока швидкість (High Speed - HS) - 480 Мбіт/с.
Для підключення периферійних пристроїв використовується 4-жильний кабель:
живлення +5 В,
сигнальні проводи D+ та D-,
спільний провід.
Інтерфейс USB з'єднує між собою хост (host) і пристрої. Хост знаходиться всередині персонального комп'ютера й керує роботою всього інтерфейсу. Для того, щоб до одного порту USB можна було підключати більше одного пристрою, застосовуються хаби (hub - пристрій, що забезпечує підключення до інтерфейсу інших пристроїв). Кореневий хаб (root hub) знаходиться всередині комп'ютера і під’єднаний безпосередньо до хоста. В інтерфейсі USB використовується спеціальний термін "функція" - це логічно завершений пристрій, що виконує якусь специфічну функцію. Топологія інтерфейсу USB являє собою набір із 7 рівнів (tier): на першому рівні знаходиться хост і кореневий хаб, а на останньому - тільки функції (Рис.3).
Всі передачі даних по інтерфейсу ініціюються хостом. Дані передаються у вигляді пакетів. В інтерфейсі USB використовується декілька різновидів пакетів:
пакет-признак (token paket) описує тип і напрям передачі даних, адрес пристрою порядковий номер кінцевої точки (КТ - адресована частина USB-пристрою); пакети-признаки бувають декількох типів: IN, OUT, SOF, SETUP;
пакет із даними (data packet) містить передані дані;
пакет узгодження (handshake packet) призначений для повідомлення про результати пересилки даних; пакети узгодження бувають декількох типів: ACK, NAK, STALL.
З'єднання двох комп'ютерів через USB. З'єднання двох комп'ютерів по USB можливо, але для цього не можна використовувати простий кабель USB A-A. Для цього використовується спеціальний кабель A-A, що має в середині кабеля оптронну розв'язку. Установка і конфігурація здійснюється втоматично.
Хост
Хост-
система
Хост
Функція
Функція
Функція
Хаб
Хаб
Кореневий
хаб
Функція
Хаб
Хаб
Функція
Функція
Хаб
Функція
Функція
Рівень 1
Рівень 2
Рівень 3
Рівень 4
Рівень 5
Рівень 6
Рівень 7
Рис.3. Структура USB інтерфейсу.
Хід роботи.
Під’єднайте до двох комп’ютерів Null-modem кабель для СОМ чи LPT портів.
Ввімкніть комп’ютери.
Запустіть програму NORTON COMMANDER (NC).
Активізуйте меню програми NC, натиснувши клавішу F9.
Активізуйте пункт LEFT і виберіть команду LINK.
У меню, що висвітилось задайте на одному з комп’ютерів тип MASTER (головний), a на другому тип SLAVE ( залежний) та порт через який йде з’єднання (COM1, COM2 і т.д. чи LPT1, LPT2) і натисніть опцію LINK (з’єднання).
Виберіть файл розміром 300-500 Кбайт та здійсніть його переписування з диска одного комп’ютера на інший, вимірявши час переписування за допомогою електронного годинника чи секундоміра. Керування переписуванням можна здійснити з тільки з терміналу головного комп’ютера.
За формулою V= S/t ,
Де S-об’єм файлу;
t-час переписування файлу
знайти швидкість переписування файлу за допомогою програми.
Дані занести в таблицю 3.
Запустіть програму FAST LYNX
Активізуйте меню CONFIGURATION (конфігурація) та задайте порт через який буде проходити з’єднання.
В режимі SPLIT SCREEN MODE (режим розділення екрану) здійсніть настройку комп’ютерів: виберіть диски та каталоги на яких буде здійснюватись робота. (див. підказки в меню статусу внизу екрану).
Повторіть пункти 7-8.
Запустіть WINDOWS 9x. Встановіть програму "Пряме кабельне з'єднання". Для встановлення даної програми зайдіть у розділ "Зв'язок" програми установки Windows ("Настроювання" -> "Панель керування" -> "Установка і видалення програм") і виберіть "Пряме кабельне з'єднання". Разом з "Прямим кабельним з'єднанням" установиться і програма "Віддалений доступ до мережі". Після цього необхідно перезавантажити комп'ютер.
Тепер треба настроїти параметри мережі. Для цього зайдемо в "Панель керування" -> "Мережа".
У розділі встановлених компонентів перераховані протоколи, служби і мережні плати встановлені на комп'ютері. У нас установлений клієнт "Сімейний вхід у систему", мережний пристрій "Контролер віддаленого доступу" і протокол TCP/IP.
Тепер нам треба кожному комп'ютеру привласнити своє унікальне ім'я. Для цього входимо на вкладку "Ідентифікація" і вказуємо "Ім'я комп'ютера" і "Робочу групу", і якщо хочеться, то усі свої дії можна прокоментувати в поле "Опис комп'ютера".
Особливу увагу приділіть тому, щоб на обох комп'ютерах були однакові назви робочої групи, ну і відповідно різні імена.
Для того щоб мати доступ до файлів і принтерів на комп'ютері натисніть кнопку "Доступ до файлів і принтерів..." і виділіть пункти "Файли цього комп'ютера можна зробити загальними" і "Принтери цього комп'ютера можна зробити загальними". Тепер з іншого комп'ютера можна одержати доступ до файлів і принтерів цього комп'ютера. Для цього потрібно зробити ще одну операцію, але попередньо перезавантажитися.
Тепер потрібно зробити загальними диски чи папки, до яких ми хочемо мати доступ з іншого комп'ютера. Робиться це в такий спосіб: якщо треба мати доступ до всього диска, то, двічі кликнувши на іконці "Мій комп'ютер", вибираємо диск, якщо треба дозволити доступ тільки до окремої папки, то в "Провіднику" вибираємо папку, натискаємо праву кнопку миші й у контекстному меню вибираємо "Доступ...".
Локальний ресурс означає, що диск чи папка не доступні для іншого комп'ютера.
Загальний ресурс означає, що до даної папки чи диску можна одержати доступ. У цьому випадку треба внести "Мережне ім'я" - ім'я, під яким дану папку чи диск будуть бачити інші користувачі.
За замовчуванням це ім'я диска чи папки, до якої дозволяють доступ. "Замітки" - необов'язкове поле для введення - довільний текст, що описує даний диск чи папку. "Тип доступу" - дозволяє вибрати який вид доступу дозволений для даного ресурсу. За замовчуванням це "Тільки читання", але можна вибрати повний доступ, чи доступ у залежності від введеного пароля. Аналогічно можна зробити і принтери комп'ютера загальними ресурсами.
Приступаємо до процедури встановлення зв'язку. Для цього знадобиться програма "Пряме кабельне з'єднання". Після установки її можна знайти в розділі "Стандартні" -> "Зв'язок".
Запускаємо програму на обох комп'ютерах. Тепер треба вибрати який комп'ютер буде залежним, а який ведучим Вибираємо режим роботи "Залежний" для комп'ютера, до ресурсів якого треба одержати доступ, а іншої робимо ведучим. Натискаємо "Далі".
Вибираємо порт, до якого в нас приєднаний нуль-модемний кабель.. Після вибору порту програма готова до зв'язку. Натискаємо кнопку "Готово". При цьому залежний комп'ютер починає працювати в режимі очікування, а ведучий у режимі виклику.
З'явиться діалогове віконце, яке повідомить про перевірку імені користувача і пароля, і ведучий комп'ютер запросить ім'я залежного комп'ютера. Необхідно ввести ім'я, що ви занесли в поле "Ім'я комп'ютера" у властивостях мережного оточення Якщо ім'я комп'ютера задане вірно, то на ведучому комп'ютері з'явиться список виділених у спільне ресурсів, а сам залежний комп'ютер з'явиться в мережному оточенні ведучого комп'ютера.
Повторіть пункти 7-8.
Запустіть програму Link Commander У програмі є два основних вікна Local PC (локальна станція) і Remote PC (віддалена станція), у яких відображаються наявні в комп'ютері диски. При запуску програми вона автоматично робить пошук пристрою USB Smart Link і намагається знайти віддалений комп'ютер і запущену на віддаленому комп'ютері таку ж програму. При перебуванні його відбувається повна синхронізація файлових систем на всіх дисках. Для індикації перебування віддаленого комп'ютера в правом нижньому куті програми є індикатори. При передачі файлів не видається ніякої службової інформації, а просто пишеться, що такий файл копіюється: Ні розмір, ні зразковий час передачі не вказуються.
При копіюванні на віддаленому комп'ютері блокується вікно програми. Програма працює відповідно до режиму Hot Swap і при відключенні/підключенні віддаленого комп'ютера спрацьовує автоматично. При відключенні будь-якої машини в процесі копіювання, програма припиняє копіювання і немає можливості продовжити перерваний процес.
Повторіть пункти 7-8.
Закінчіть роботу. Здайте звіти.
Таблиця. 3
Контрольні питання.
Що таке послідовний та паралельний порт комп’ютера?
Чому передавання інформації через LPT порт відбувається швидше, ніж через СОМ порти?
Чому гарантована відстань передачі сигналу через СОМ порти є більша, ніж через LPT?
Які переваги порту USB?
Який з портів найменше допускає помилок під час передачі інформації COM, LPT чи USB?
Список літератури.
Буров Є. Комп’ютерні мережі. Львів БаК, 1999р.-468с.
Standart IBM PC.Справочник. Устройство,установка, техническое обслуживание и ремонт персональных компьютеров/Составитель Карпов Г. –Кишенев, ВИРТ, 1991г.-192с.