Контрольная 1 (сети и телекоммуникации)

ТОМСКИЙ 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

1. Разбить схему СПД на простейшие составляющие . Дать характеристику каждой составляющей.

2. Для заданной простейшей сети :

   1. Описать состояние с помощью семиуровневой модели взаимодействия открытых систем;

   2. Выбрать технологии и протоколы для всех уровней;

   3. Определить максимальный размер сети;

   4. Определить максимальное количество станций;

   5. Привести пример MAC адресов сетевых станций (компьютеров и т.д.);

   6. 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:

1. 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.

2. Витая пара категории 5 (UTP-5). UTP-5 обеспечивает полосу пропускания 100 МГц и поэтому для Fast Ethernet достаточно двух пар проводов.

3. 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:

1. 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.

2. 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.