Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ТОПОЛОГІЯ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ. БАЗОВІ ТЕХНОЛОГІЇ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
КН
Кафедра:
Кафедра автоматики та телемеханіки
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Звіт про виконання лабораторної роботи
Предмет:
Системи та мережі передавання даних
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет
“Львівська політехніка”
кафедра автоматики
та телемеханіки
Звіт
про виконання лабораторної роботи №1
на тему:” ТОПОЛОГІЯ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ. БАЗОВІ ТЕХНОЛОГІЇ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ”
з дисципліни “СИСТЕМИ ТА МЕРЕЖІ ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ”
Варіант №17
Мета : ознайомитись з базовими технологіями локальних мереж, такими як Ethernet та Token Ring, конфліктними та безконфліктними методами множинного доступу, що лежать в основі цих технологій, топологіями мереж та набути практичні навички при виборі відповідних технологій локальних мереж для виконання певних завдань та побудові мереж на їх основі.
Завдання
Домашня підготовка до роботи
Вивчити роль канального рівня 7-ми рівневої моделі OSI.
Вивчити основні властивості і характеристики технології Ethernet.
Вивчити основні властивості і характеристики технології Token Ring.
Ознайомитись з особливостями множинного доступу до середовища передавання даних, вміти порівняти між собою конфліктні та безконфліктні методи множинного доступу та технології на їх основі.
Виконати в лабораторії
Проглянути відеоматеріал по методах множинного доступу, технологіях Ethernet та Token Ring.
Навести можливі фізичні топології, на яких може базуватися технологія Ethernet та порівняти їх між собою.
Навести приклади, в яких випадках відбувається співпадіння фізичної та логічної топології мережі Ethernet , а в яких не відбувається.
Виконання роботи
. Технологія Ethernet.
В мережах Ethernet використовується метод доступу до середовища передавання даних, відомий під назвою множинний доступ з прослуховуванням несучої і виявленням колізій (CSMA/CD – carrier-sense-multiply-access-with-collision-detection).
Даний метод застосовується виключно в мережах з логічною спільною шиною. Всі комп’ютери такої мережі мають безпосередній доступ до спільної шини, тому вона може бути використана для передавання даних між будь-якими двома комп’ютерами мережі.
Основний принцип, покладений в основу Ethernet, – випадковий метод доступу до розподіленого середовища передавання даних. В якості такого середовища може використовуватись товстий (10Base-5) чи тонкий (10Base-2) коаксіальний кабель, вита пара (10Base-T), оптоволокно (10Base-FL, 10Base-FB). В даній технології чітко зафіксована топологія логічного зв’язку (“спільна шина”), хоча комп’ютери можуть підключаються до розподіленого середовища у відповідності з типовою структурою електричних зв’язків “спільна шина” (рис.2.) або “зірка” (рис.3).
Рис 2. Мережа Ethernet. Фізична топологія “спільна шина”.
Рис. 3 Мережа Ethernet. Фізична топологія “зірка”.
За допомогою розподіленої в часі шини будь-які два комп’ютери можуть обмінюватись даними. Час монопольного використання розподіленого середовища одним комп’ютером обмежується часом передавання одного кадру. Кадр – одиниця даних, якими обмінюються комп’ютери в мережі Ethernet. Кадр має фіксований формат і містить такі поля як: поле даних, поле адреси відправника, поле адреси отримувача, і т.д. Управління доступом до лінії зв’язку здійснюється мережевими адаптерами Ethernet, кожен з яких має унікальну адресу. Передавання даних здійснюється зі швидкістю 10 Мбіт/с. Ця величина і є перепускною здатністю мережі Ethernet. Важливою частиною технології Ethernet є процедура визначення доступу до середовища передавання. Щоб дістати можливість передати кадр, станція повинна переконатись, що розподілене середовище вільне. Це досягається прослуховуванням основної гармоніки сигналу. Ознака незайнятості середовища – відсутність на ній несучої частоти. Якщо середовище вільне, то станція має право розпочати передавання кадру. При попаданні кадру в розподілене середовище передавання даних всі мережеві адаптери одночасно починають приймати цей кадр. Всі вони аналізують адресу отримувача, і, якщо ця адреса співпадає з їх власною адресою, то кадр поміщається у внутрішній буфер відповідного мережевого адаптера.
Коли одночасно два чи більше комп’ютерів вирішують, що мережа вільна, і починають передавати дані, то зміст цих кадрів “зіштовхується” у спільному кабелі і відбувається спотворення інформації. Така ситуація називається колізією. В стандарті Ethernet передбачений алгоритм виявлення і опрацювання колізії – станції, які пробували передати свої кадри, припиняють передавання і після паузи випадкової тривалості пробують знову дістати доступ до середовища і передати той кадр, який визвав колізію. Ймовірність виникнення колізії залежить від інтенсивності мережевого трафіку.
Метод доступу CSMA/CD залишається тим самим для будь-якої специфікації фізичного середовища технології Ethernet. В таблиці 1 наведені специфікації фізичного середовища Ethernet.
В стандартах 10Base-5 і 10Base-2 дозволяється використовувати в мережі не більше 5 сегментів кабелю. Тільки 3 сегменти із 5 можуть бути навантаженими (правило 5-4-3), тобто такими, до яких під’єднуються кінцеві мережеві пристрої.
В стандарті 10Base-Т дозволяється використовувати не більше 4 повторювачів. Обмежене число повторювачів пояснюється додатковими затримками розповсюдження сигналу, яке вони вносять. Застосування повторювачів збільшує час подвійного розповсюдження сигналу, який для надійного розпізнавання колізій не повинен перевищувати час передавання кадру мінімальної довжини (576 біт).
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 встановленого формату послідовно по бітам. Дані проходять по кільцю до станції призначення завжди в одному напрямку. Кадр містить у собі окрім поля даних поле адреси отримувача і поле адреси відправника. Всі станції кільця ретранслюють кадр побітно, як повторювачі. Якщо кадр проходить через станцію призначення, то, розпізнавши свою адресу, ця станція копіює кадр у свій внутрішній буфер і встановлює в кадр ознаку підтвердження приймання. Станція, що видала кадр даних в кільце, при його повторному одержанні з підтвердженням приймання знімає цей кадр з кільця і передає в мережу новий маркер для забезпечення можливості іншим станціям мережі передавати дані.
Час володіння станцією розподіленим середовищем в 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 в залежності від їх розміру.
Для контролю мережі одна із 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.
Кожній робочій станції у кільці присвоєно певний пріоритет у керуванні маркером. Перші три біти маркера є бітами пріоритету. Станція, одержавши маркер, порівнює його пріоритет зі своїм і у випадку збігу має право на передавання. Якщо ж станція має менший пріоритет, ніж маркер, тоді вона просто ретранслює його. Останні три біти маркера станція використовує для заявки про свій пріоритет. Одержавши кадр, станція порівнює пріоритет, записаний у полі заявки пріоритету, зі своїм власним. Якщо вона має інформацію для передавання і її пріоритет більший від заявленого, то станція проставляє в полі заявки свій пріоритет. Отже, коли кадр повністю обійде кільце, в ньому буде записаний максимальний пріоритет станції, що потребує передавання.
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. Логічна топологія технології Token Ring
Концентратор Token Ring може бути пасивним і активним. Пасивний концентратор просто з’єднує порти внутрішніми зв’язками так, щоб станції, які під’єднуються до цих портів, утворювали кільце. MSAU забезпечує обхід порта, до якого приєднаний вимкнений комп’ютер. Активний концентратор окрім того виконує функції ресинхронізації та підсилення сигналів на відміну від пасивного концентратора.
У випадку використання пасивного MSAU, роль підсилення сигналів в цьому випадку бере на себе кожний мережевий адаптер, а роль ресинхронізуючого блоку виконує мережевий адаптер активного монітора кільця.
Кінцеві станції підключаються до MSAU по топології “зірка”, а самі MSAU об’єднуються через спеціальні порти Ring In і Ring Out для утворення магістрального фізичного кільця. Кабелі, що з’єднують станцію з концентратором, називають відгалуженими (lobe cable), а кабелі, що з’єднують концентратори, – магістральними (trunk cable).
Технологія Token Ring дозволяє використовувати для з’єднання кінцевих станцій і концентраторів такі види кабелів як: STP Type 1, STP Type 3, STP Type 6, а також волоконно-оптичний кабель.
ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА Token Ring ТА Ethernet:
Token Ring:
В мережах Token Ring використовується маркерний метод доступу
Метод доступу полягає у пріоритетах від 0 ( низький) до 7( найвижчий)
Мережі Token Ring працюють на двох швидкостях ( 4 та 16 Мбіт/с), максимальна кількість станцій в кільці – 260, а максимальна довжина кільця – 4 км.
Технологія Token Ring володіє елементами відмовостійкості
В мережах Token Ring станції об’єднуються в кільце за допомогою концентраторів MSAU
Мережа Token Ring може будуватися на основі декількох кілець
Ethernet:
В мережах Ethernet використовують метод випадкового доступу CSMA/CD
Важливим явищем в мережах Ethernet є колізія
Максимальна пропускна здатність сегмента Ethernet 14 880 кадр/с, при чому пропускна здатність 5,48 Мбіт/с
Максимально можлива пропускна здатність Ethernet 9,75 Мбіт/с
В залежності від типу фізичного середовища стандарт ІЕЕЕ 802.3 визначається різними специфікаціями: 10Base-5, 10Base-2, 10Base- T, FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB
Висновок: Виконуючи дану лабораторну я ознайомився з базовими технологіями локальних мереж, такими як Ethernet та Token Ring, конфліктними та безконфліктними методами множинного доступу, що лежать в основі цих технологій, топологіями мереж та набути практичні навички при виборі відповідних технологій локальних мереж для виконання певних завдань та побудові мереж на їх основі.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора