Контрольная 1 (сети и телекоммуникации)
.docxТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Заочный факультет
(дистанционная форма обучения)
Кафедра автоматизированных систем управления (АСУ)
Сети и телекоммуникации
Контрольная работа № 1
Рябина Алексей Григорьевич
Вариант 38
г. Новый Уренгой м-н Восточный д. 2 корп. 1 кв. 13
Дата выполнения работы_______________________
Дата проверки_______________________
Оценка_______________________
Ф.И.О. преподавателя_______________________
Подпись преподавателя_______________________
г. Новый Уренгой
2014 г.
Задание
Задана схема составной сети передачи данных и пропускные способности на некоторых ее участках.
Варианты заданий приведены в таблице и перечне схем сетей.
Выполнить
-
Разбить схему СПД на простейшие составляющие . Дать характеристику каждой составляющей.
-
Для заданной простейшей сети :
-
Описать состояние с помощью семиуровневой модели взаимодействия открытых систем;
-
Выбрать технологии и протоколы для всех уровней;
-
Определить максимальный размер сети;
-
Определить максимальное количество станций;
-
Привести пример MAC адресов сетевых станций (компьютеров и т.д.);
-
Рассчитать максимальную задержку пакетов;
-
Задана составная сеть на основе коммутаторов К, к которым подключены сетевые станции Ст и сеть на мультиплексорах MUX.
Заданы скорости:
-
= 100 Мбит/с
-
= 100 Мбит/с
-
= 10 Мбит/с
В качестве простейшей сети задана .
Решение
Схему можно разбить на три составляющие.
– кольцо на коммутаторах. В топологии «кольцо», как правило, используют два кабеля между узлами: на передачу и на прием. Все узлы равноправны и обладают свойствами регенератора, это позволяет строить довольно протяженные сети. Кольцевая топология обладает высокой надежностью и устойчивостью к перегрузкам. При разрыве кольца (повреждение кабеля или узла) пакеты могут быть направлены в обратном направлении.
– шина на мультиплексорах. Топология «шина» – одна из первых, когда к общей линии на некотором расстоянии друг от друга подключены компьютеры. Поскольку между ними нет никакой развязки в определенный момент времени осуществлять передачу данных может только один абонент, который выходит на передачу, убедившись, что линия свободна. Все остальные прослушивают линию, дожидаясь, когда она освободится.
– шина на коммутаторах. К коммутатору подключены рабочие станции по схеме «активная звезда». В центре активной звезды стоит коммутатор, который наделен функциями управления: дает разрешение на передачу, осуществляет адресное соединение и т.д.
Сеть шина, в которой находится коммутатор. Входные порты коммутатора имеют пропускную способность 10 Mбит/с, а выходные 100 Mбит/с. Здесь разумно выбрать технологию Fast Ethernet. Fast Ethernet работает со скоростью 100 Мбит/с в то время как Ethernet 10 Мбит/с.
Fast Ethernet это продолжение технологии Ethernet (все изменения произошли на физическом уровне). Так как для увеличения скорости передачи информации в 10 раз и при этом сохранить длину сегмента 100 м, надо компенсировать увеличившиеся за счет расширения полосы частот затухание сигнала.
На первом (физическом) уровне ЭМВОС могут быть выбраны следующие варианты:
-
Витая пара категории 3 (UTP-3). Частотный диапазон такого кабеля составляет 16 МГц. Передача сигнала проводиться по трем парам сразу, четвертая используется для прослушивания сети.
-
Витая пара категории 5 (UTP-5). UTP-5 обеспечивает полосу пропускания 100 МГц и поэтому для Fast Ethernet достаточно двух пар проводов.
-
Многомодовый волоконно-оптический кабель. В многомодовых кабелях во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника под разными углами. Угол отражения луча называется модой луча. В многомодовых кабелях с плавным изменением коэффициента преломления режим распространения каждой моды имеет сложный характер. Интерференции лучей разных мод ухудшает качество передаваемого сигнала, что приводит к искажениям передаваемых импульсов в многомодовом оптическом волокне. Многомодовые кабели проще изготавливать, поэтому они дешевле одномодовых, но и их характеристики существенно хуже, чем одномодовых. В результате многомодовые кабели используются в основном для передачи данных на небольшие расстояния (до 300-2000 м) на скоростях не более 1 Гбит/с, а одномодовые — для передачи данных со сверхвысокими скоростями в несколько десятков гигабит в секунду (а при использовании технологии DWDM — до нескольких терабит в секунду), на расстояниях от нескольких километров (локальные и городские сети) до нескольких десятков и даже сотен километров (дальняя связь).
Второй, канальный уровень, разделяется на два подуровня:
-
MAC (Media Access Control). Уровень MAC появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение того или иного узла сети. В современных локальных сетях получили распространение несколько протоколов уровня MAC, реализующих различные алгоритмы доступа к разделяемой среде. Эти протоколы полностью определяют специфику таких технологий, как Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.
-
LLC – более высокий уровень, организующий передачу логических единиц данных, кадров информации, с различным уровнем качества транспортных услуг. Уровень LLC отвечает за передачу с различной степенью надежности кадров данных между узлами, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно уровень LLC принимает запрос от сетевого протокола на выполнение транспортной операции канального уровня с тем или иным качеством. Протокол LLC поддерживает несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг.
Для технологии Fast Ethernet максимальный размер сети определяется средой передачи и режимом работы. В случае витой пары 5 категории максимальное расстояние от станции до коммутатора определяется затуханием сигнала и составляет 100 м. Для оптоволокна максимальное расстояние «станция-коммутатор» также определяется затуханием и составляет 2000 м.
В случае витой пары третей категории (интерфейс 100 Base T4) реализуется полудуплексный режим работы, и максимальное расстояние будет 100 м.
Максимальное количество станций, подключаемых к коммутатору, определяется количеством его портов, которое колеблется от 8 до 32, максимальная задержка пакетов суммируется как задержка в кабеле и задержка в коммутаторе .
В нашем случае (для интерфейсов и ) ,
для ,
для .
При этих расчетах учитывалось только время прохождения в одном направлении.
Приведем пример MAC адреса сетевой карты, он содержит 48 бит.
2 бита |
22 бита |
24 бита |
Первые 2 бита содержит комбинацию 00, это означает, что адрес индивидуальный и присвоен производителем сетевой карты. Остальные могут быть произвольными.
Например,
00 0001110110001010110110 001011111100111111000111
2 22 24
Запишем этот адрес в шестнадцатеричном исчислении: 762B6. 2FCFC7.
Вывод
В результате выполнения контрольной работы было сделано следующее:
-
описано состояние с помощью семиуровневой модели взаимодействия открытых систем;
-
выбраны технологии и протоколы для всех уровней;
-
определен максимальный размер сети;
-
определено максимальное количество станций;
-
приведен пример MAC адресов сетевых станций;
-
рассчитана максимальная задержка пакетов.