ТОПОЛОГІЇ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ. Звіт до лабораторної роботи з Комп’ютерні мережі та комунікації. Робота № 529068

Перехід до торгівельного партнера Binance

ТОПОЛОГІЇ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

ЗІ

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2016

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Комп’ютерні мережі та комунікації

Варіант:

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” ІКТА Кафедра ЗІ Звіт до лабораторної роботи №1 з курсу: «Комп’ютерні мережі» на тему: «ТОПОЛОГІЇ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ. ТЕХНОЛОГІЇ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ» Варіант - 11 Львів – 2016 Мета роботи – ознайомитись з топологіями комп’ютерних мереж та технологіями локальних мереж родини Ethernet, методами передавання даних, що лежать в основі цих технологій, набути практичні навички при виборі відповідних технологій локальних мереж для виконання поставлених завдань та побудові комп’ютерних мереж заданих конфігурацій на їх основі. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Топології мереж Під топологією обчислювальної мережі розуміється конфігурація графа, вершинам якого відповідають комп’ютери мережі (можливо інше обладнання, наприклад: концентратори, комутатори, маршрутизатори), а ребрам – фізичні зв’язки між ними. Найбільш поширені види топології мереж: Топологія повного з'єднання. Відповідає мережі, в якій кожний комп’ютер мережі пов’язаний з усіма іншими комп’ютерами. В цьому випадку для кожної пари комп’ютерів повинна бути виділена окрема електрична лінія зв’язку. Даний вид топології застосовується досить рідко, так як кожен комп’ютер у мережі повинен мати таку кількість комунікаційних портів, яка є достатньою для з’єднання з кожним іншим комп’ютером мережі. Топологія шини. В цьому випадку комп’ютери з’єднуються один з одним коаксіальним кабелем по схемі “монтажного АБО”. Інформація, що передається від одного комп’ютера мережі іншому, розповсюджується, як правило, в обидві сторони. Основними перевагами такої схеми є дешевизна й простота прокладання кабелю у приміщеннях, можливість майже миттєвого широкомовного звертання до всіх станцій мережі. Головний недолік спільної шини полягає в її низькій надійності: будь-який дефект кабелю чи якого-небудь із численних роз’ємів повністю паралізує всю мережу. Іншим недоліком спільної шини є її невисока продуктивність, так як при такому способі з’єднання в кожний момент часу тільки один комп’ютер може передавати дані у мережу. Тому перепускна здатність каналу зв’язку завжди поділяється тут між усіма станціями мережі. Зіркова топологія. В цьому випадку кожний комп’ютер під’єднується окремим кабелем до спільного пристрою, що знаходиться у центрі мережі, і називається концентратором. У функції концентратора входить направлення інформації, що передається якимось комп’ютером, одному чи усім іншим комп’ютерам мережі. Головна перевага даної топології перед спільною шиною – вища надійність. Пошкодження кабелю стосується лише того комп’ютера, до якого цей кабель приєднаний, і тільки несправність концентратора може вивести з ладу всю мережу. Крім того, концентратор може відігравати роль інтелектуального фільтра інформації, що надходить від різних станцій у мережу, і при необхідності блокувати заборонені адміністратором передачі. Кільцева топологія. В мережах з кільцевою конфігурацією дані передаються по кільцю від одного комп’ютера до іншого, як правило, в одному напрямку. Це мережева топологія, в якій кожна станція має точно два зв'язки з іншими станціями. Якщо комп’ютер розпізнає дані як “свої”, то він копіює їх у свій внутрішній буфер. Топологія дерева. Ця мережева топологія з чисто топологічної точки зору схожа на зіркову, в якій окремі периферійні мережеві пристрої можуть передавати до або приймати дані від лише одного мережевого пристрою в напрямку до центрального мережевого пристрою. Як і в класичній зірковій топології, окремі мережеві пристрої можуть бути ізольовані від мережі внаслідок ліквідації одного зв'язку (гілки), наприклад, внаслідок аварії на лінії. У мережі з топологією дерева існує один виділений мережевий пристрій, який є коренем дерева. Топологія сітки. Даний вид топології походить з топології повного з'єднання шляхом видалення деяких можливих зв’язків. Це мережева топологія, в якій існують щонайменше два комп’ютери з двома або більше шляхами між ними. Змішана (гібридна) топологія. Це поєднання двох або більшої кількості мережевих топологій. Гібридна топологія мережі виникає у випадку, коли сполучені дві мережі з основними топологіями утворюють в результаті мережу, топологія якої не відповідає жодному з означень основних топологій. Гібридна топологія мережі виникає при сполученні мереж з різними видами топологій. Топологія подвійного кільця. Мережами з такою конфігурацією є мережі FDDI. Вони відрізняються вбудованою надлишковістю, яка забезпечує захист від системних відмов: основне кільце служить для передавання даних, а допоміжне кільце – для передавання управляючих сигналів. Існує можливість передавання даних по обох кільцях у протилежних напрямках у випадку відсутності обривів кабелю. Якщо ж трапляється обрив кабелю або одна зі станцій виходить з ладу, основне кільце об’єднується з допоміжним, знову утворюючи єдине кільце. Лінійна (ланцюгова) топологія. Це топологія, у якій кожний комп’ютер з'єднаний з попереднім та наступним відносно себе. Виникає з кільцевої при видаленні однієї гілки. Технології локальних мереж родини Ethernet Мережева технологія – це узгоджений набір стандартних протоколів і реалізуючих їх програмно-апаратних засобів (мережевих адаптерів, драйверів, кабелів та роз’ємів), що є достатнім для побудови обчислювальної мережі. Технологія Ethernet Основний принцип, покладений в основу Ethernet – випадковий метод доступу до розподіленого середовища передавання даних, яким може слугувати “товстий” коаксіальний кабель (RG-8 або RG-11 для специфікації 10Base-5) чи “тонкий” коаксіальний кабель (RG-58 для специфікації 10Base-2), неекранована вита пара (UTP Cat 3, 4, 5 для специфікації 10Base-T), багатомодове 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”, “зірка” або “дерево”. Управління доступом до лінії зв’язку здійснюється мережевими адаптерами Ethernet, кожен із яких має унікальну адресу. Передавання даних здійснюється зі швидкістю 10 Мбіт/с. Ця величина і є перепускною здатністю мережі Ethernet. Щоб передати кадр у середовище, станція повинна переконатись, що розподілене середовище є вільним. Це досягається прослуховуванням основної гармоніки сигналу (Base). 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 усі мережеві адаптери одночасно починають приймати цей кадр. Всі вони аналізують адресу одержувача, 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 здійснюють передавання даних, то їх вміст “накладається” і відбувається спотворення інформації. Така ситуація називається колізією. Фізичні рівні технології Fast Ethernet Фізичний рівень технології Fast Ethernet використовує три варіанти кабельних систем: • волоконно-оптичний багатомодовий кабель (два волокна); • кручена пара категорії 5 (дві пари); • кручена пара категорії 3 (чотири пари). Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви: • 100Base-TX для двохпарного кабелю на неекранованій крученій парі UTP категорії 5 або екранованої крученої парі STP типу 1; • 100Base-T4 для чотирипарного кабелю на неекранованій кручений парі UTP категоріі 3, 4 або 5; • 100Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю з двома волокнами. Специфікація 100Base-FX визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і дуплексному режимах. У той час як у базовому Ethernet використовується манчестерське кодування для представлення даних, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування 4В/5В. У специфікації 100Base-TX в якості середовища передачі даних використовується неекранована вита пара (UTP) категорії 5 або екранована вита пара (STP) типу 1. Основною відмінністю від специфікації 100Base-FX є наявність схеми автоперемовин для вибору режиму роботи порта. Специфікації фізичного середовища стандарту Gigabit Ethernet • одномодовий волоконно-оптичний кабель; • багатомодовий волоконно-оптичний кабель 62,5/125; • багатомодовий волоконно-оптичний кабель 50/125; • екранований мідний кабель. Для багатомодового оптоволокна стандарт Gigabit Ethernet визначає специфікації 1000Base-SX і 1000Base-LX. У першому випадку використовується довжина хвилі 850 нм (S означає Short Wavelength), а в другому - 1300 нм (L - Long Wavelength). Специфікація 1000Base-SX дозволяє використовувати тільки багатомодовий кабель, при цьому його максимальная довжина становить близько 500 м. Для специфікації 1000Base-LX в якості джерела випромінювання завжди застосовується напівпровідниковий лазер з довжиною хвилі 1300 нм. Специфікація 1000Base-LX дозволяє працювати як з багатомодовим (максимальна відстань до 500 м), так і з одномодовим кабелем (максимальна відстань залежить від потужності передавача і якості кабелю і може доходити до декількох десятків кілометрів). Як середовище передачі даних в специфікації 1000-СХ визначений екранований збалансований мідний кабель з хвильовим опором 150 Ом. Максимальна довжина сегмента складає всього 25 м, тому це рішення підходить тільки для з’єднання обладнання, розташованого в одній кімнаті. Версія Gigabit Ethernet на витій парі категорії 5 була прийнята групою 802.3ab. Основна ідея розробників цього стандарту полягала в максимальному збереженні ідей класичної технології Ethernet при досягненні бітової швидкості Gigabit Ethernet в 1000 Мбіт/с. В результаті дебатів були прийняті наступні рішення: • зберігаються всі формати кадрів Ethernet; • як і раніше існує напівдуплексна версія протоколу, що підтримує метод доступу CSMA/CD; • підтримуються всі основні види кабелів, використовувані в Ethernet і Fast Ethernet, у тому числі волоконно-оптичний кабель, неекранована вита пара категорії 5, екранована вита пара. Gigabit Ethernet на витій парі категорії 5 Варіант технології Gigabit Ethernet на витій парі розширив процедуру автоперемовин, введену стандартом 100Base-T, за рахунок включення туди дуплексного і напівдуплексного режимів роботи на швидкості 1000 Мбіт/с. Тому порти багатьох комутаторів Ethernet на кручений парі є універсальними в тому сенсі, що можуть працювати на будь-якій з трьох швидкостей (10, 100 або 1000 Мбіт/с). Gigabit Ethernet підтримує як мідні, так і волоконно-оптичні кабелі, що відображено в табл. 2. Типи кабелів для мереж Gigabit Ethernet Назва Тип Довжина сегмента, м Перевага 1000Base-SX Опто-волокно 500 Багатомодове оптоволокно (50, 62,5 мкм) 1000Base-LX Опто-волокно 5000 Одномодове (10 мкм) або багатомодове (50, 62,5 мкм) волокно 1000Base-CX 2 екра-нованні виті пари 25 Екранована вита пара 1000Base-T 4 неекра-нованні виті пари 100 Стандартна вита пара 5-ї категорії Виконання роботи: a) Створіть топологію мережі в середовищі Packet Tracer згідно поданого варіанту, де SW switch (комутатор Ethernet), HUB концентратор Ethernet, BRG bridge (міст), RPT repeater (повторювач). До кожного SW та HUB підключіть по 2 комп'ютери і задайте їм IP-адресу та маску мережі з визначеного діапазону. 11. SW 1000Base-T HUB 100Base-TX RPT 100Base-FX HUB 1000Base-F SW Діапазон ІР-адрес для адресації комп’ютерів: 192.168.0.48 ÷ 192.168.0.63 Б) Перейдіть в режим Simulation середовища Packet Tracer та здійсніть передачу пакета між двома крайніми комп’ютерами побудованої мережі з використанням ІР-адреси призначення типу unicast. Замініть в мережі пристрої фізичного рівня на пристрої канального рівня і повторіть моделювання. Пристрої фізичного рівня: Пристрої канального рівня: в) В режимі Simulation середовища Packet Tracer (усі мережеві пристрої канального рівня) здійсніть передачу пакета з використанням ІР-адреси призначення типу broadcast. г) Дослідіть якість роботи мережі. Для цього в режимі Realtime середовища проміжним комп’ютерам мережі (окрім крайніх лівого та правого), використовуючи програму Traffic Generator (див. розділ 2 інструкції до лаб. роботи), задайте наступні параметри: Auto Select Port; Sequence Number: 1; Size: 1500; Periodic Interval: 0.1 Seconds. У полях Destination IPAddress для лівої половини проміжних комп’ютерів задайте ІР-адресу крайнього правого комп’ютера, а для правої половини проміжних комп’ютерів ІР-адресу крайнього лівого комп’ютера (мережа повинна бути побудована згідно варіанту індивідуального завдання). Натисканням кнопки Send активізуйте обмін даними цих комп’ютерів. Одночасно за допомогою команди ping –n 200 …..….. у вікні Command Prompt здійсніть тестування зв’язку між крайніми комп’ютерами мережі з використанням адреси типу unicast. Зафіксуйте число втрачених пакетів! Замініть в мережі пристрої фізичного рівня на пристрої канального рівня і повторіть моделювання. Зафіксуйте число втрачених пакетів! Пристрої фізичного рівня: Пристрої канального рівня: Висновок: В ході даної лабораторної роботи я ознайомилася з топологіями комп’ютерних мереж та технологіями локальних мереж родини Ethernet, методами передавання даних. При дослідженні якості роботи мережі, я побачила те, що при передачі даних по пристроях фізичного рівня у моєму випадку це повторювачі(призначені для збільшення відстані мережного з'єднання шляхом повторення електричного сигналу «один на один».) та хаби, ми отримуємо велику кількість втрати пакетів, так як основний недолік – надто багато пересилається інформації. Мережевий концентратор безперервно відправляє пакети даних пристроїв комп’ютерної мережі, причому навіть у тому випадку, якщо адресатом є один конкретний ПК. У той же час комп’ютери отримують блоки інформації, які часто абсолютно їм не потрібні. Також при такій передечі даних у нас часто відбувається колізія- накладання та спотворення даних. При передачі даних по пристроях канального рівня після отримання пакету інформації від комп’ютера, мережевий комутатор, на відміну від концентратора, не надсилає його всім ПК, які беруть участь у мережі, а організує направлення пакету за адресою саме того комп’ютера, для якого призначена посилка. Світч має здатність запам’ятовування адреси всіх комп’ютерів, які підключені до його портів, і завдяки цьому може працювати регулювальником, передаючи інформацію лише на ПК адресата та ігноруючи інші. В основу роботи мережевого комутатора лягла таблиця спеціальних MAC-адреси мережевого обладнання користувачів у зовнішній і внутрішній мережі. У результаті пакет інформації, що потрапляє на кожен з портів, проходить порівняння з таблицею маршрутизації і пересилається на адресу порту, де розташована відповідна апаратура.

Звіт до лабораторної роботи Комп’ютерні мережі та комунікації

Young

05.02.2017 02:02-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись