Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические указания и задание на курсовой проект по дисциплине Сетевые технологии
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
Московский технический университет связи и информатики
Кафедра информационной безопасности и автоматизации
Ерохин С.Д.
Методические указания и задание на курсовой проект
по дисциплине
СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
для студентов-заочников 5 курса
(направление 230400)
Москва 2014
Методические указания и задание на курсовой проект
по дисциплине
СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Составитель С.Д.Ерохин, к.т.н., доцент
План УМД на 2014/2015 уч.г.
Издание утверждено на заседании кафедры. Протокол № 3 от 26.11.2013г.
Рецензент В.Б.Крейнделин, д.т.н., профессор
2
Содержание
Введение ................................................................................................................... 4
Топология локальных сетей ................................................................................... 4
Модель OSI .............................................................................................................. 7
Физическая среда Ethernet .................................................................................... 11
Метод доступа к физической среде ..................................................................... 13
Кодирование информации на физическом уровне ............................................ 14
MAC-адрес ............................................................................................................. 20
Кадр Ethernet .......................................................................................................... 22
IP-адресация ........................................................................................................... 24
Протокол ARP ........................................................................................................ 29
Содержание курсовой работы .............................................................................. 31
Этапы выполнения курсовой работы .................................................................. 32
Оформление курсовой работы ............................................................................. 33
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ................................................................ 34
Список литературы ............................................................................................... 35
3
Введение
Сеть – группа объединенных устройств. В мире существует большое
количество разнообразных телекоммуникационных сетей: локальные вычислительные сети, Интернет, сети сигнализации OKC-7, сети Frame Relay, телефонные сети и т.д. В рамках данного пособия будут рассматриваться только локальные вычислительные сети передачи данных.
Типичная локальная вычислительная сеть (ЛВС) состоит из узлов
(компьютеров, периферийного (например, сетевые принтеры, МФУ и т.д.) и
сетевого оборудования (коммутаторы, маршрутизаторы и т.д.)), соединенных средой передачи данных (проводной (медные или оптические кабели)
или беспроводной).
Топология локальных сетей
Топология сети - это способ соединения сетевых узлов между собой.
Существуют три базовые топологии сети: "звезда", "общая шина" и "кольцо".
Топология типа "звезда". Каждый сетевой узел через специальный
сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему центральному устройству. В качестве центрального узла, как правило, выступает
коммутационное сетевое оборудование: коммутаторы, свитчи или хабы. При
необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией
"звезда" в разветвленную «звезду».
Достоинства:
- выход из строя одного из сетевых узлов не влияет на работоспособ-
ность других сетевых узлов;
- легко идентифицировать сетевые проблемы;
- пропускная способность сети определяется пропускной способностью
центрального узла.
4
Недостатки:
- при выходе из строя центрального узла вся сеть перестает функцио-
нировать;
- достаточно большой расход кабеля по сравнению с другими тополо-
гиями.
Рисунок 1 - Топология «звезда»
Топология "общая шина". Все сетевые узлы подключаются к одному
кабелю последовательно. Кабель как среда передачи данных используется
совместно всеми сетевыми узлами по очереди.
Рисунок 2 – Топология «общая шина»
5
Достоинства: при определенном расположении сетевых элементов
достаточно малый расход кабеля.
Недостатки:
- при разрыве кабеля сеть перестает функционировать;
- сложность идентификации сетевых проблем;
- производительность сети зависит от интенсивности сетевых элемен-
тов.
Топология "кольцо". Данные передаются от сетевого узла к другому
через замкнутую среду передачи данных.
Рисунок 3 – Топология «кольцо»
Достоинства:
- отказоустойчивость сети за счет резервного сегмента кабеля;
- при определенном расположении сетевых элементов достаточно ма-
лый расход кабеля.
Недостатки:
- требуются специальные протоколы или сетевые стандарты для избе-
жания зацикливания сообщений в сети.
В настоящее время при построении локальных и кампусных сетей передачи данных часто используют комбинированные топологии. Например,
достаточно часто используют топологии «звезда-шина» (несколько коммутаторов последовательно соединяются между собой) или «шина-звезда-кольцо»
(для отказоустойчивости коммутаторы соединяются в кольцо). Такие тополо-
6
гии очень распространены при построении ЛВС в многоэтажных зданиях,
когда есть поэтажные коммутаторы для клиентских рабочих станций, которые объединяются между собой в кольцо.
Рисунок 4 – Топология «звезда-шина»
Модель OSI
Эталонная модель OSІ (Open System Interconnection - OSI), разработанная в 1984 году Международной организацией по стандартизации
(International Organization of Standardization – ISO), является определяющим
документом концепции разработки открытых стандартов для организации
соединения систем. Открытая система - система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с принятыми стандартами.
Семиуровневая эталонная модель ―Взаимосвязь открытых систем‖ была разработана с целью упрощения взаимодействия устройств в сетях. Семиуровневая эталонная модель представляет собой рекомендации (разработчикам сетей и протоколов) для построения стандартов совместимых сетевых
программных продуктов и служит базой для производителей при разработке
совместимого сетевого оборудования. Рекомендации стандарта должны быть
реализованы как в аппаратуре, так и в программных средствах вычислительных сетей.
Семиуровневая эталонная модель OSI определяет семь уровней взаимодействия систем в сетях с коммуникацией пакетов, дает им стандартные
имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. На-
7
звания уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый,
представительский и прикладной. Каждый уровень функционирует независимо от выше - и нижележащих уровней. Каждый уровень может общаться с
непосредственным соседним уровнем, однако он полностью изолирован от
прямого обращения к следующим уровням.
Семиуровневая эталонная модель OSI описывает только системные
средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными
утилитами, системными аппаратными средствами.
Рисунок 5 – Семиуровневая модель OSI и протоколы взаимодействия
Физический уровень (Physical layer) получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На
8
этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, такую как крутизна фронтов импульсов,
уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме того, здесь стандартизируются типы разъемов и назначение каждого контакта.
Канальный уровень. Канальный уровень обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы сетевого
уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи пакетов.
Поэтому одной из задач канального уровня ( Data Link layer ) является
проверка доступности среды передачи. Другая задача канального уровня —
реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого
на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами ( frames ). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало
и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную
сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом, и добавляет контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, получатель
снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается
правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то
фиксируется ошибка.
Сетевой уровень ( Network layer ) отвечает за формирование пользова-
телей на логические группы и служит для образования единой транспортной
системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и
обладать произвольной структурой связей.
Кроме того, сетевой уровень отвечает за трансляцию логических адресов и имѐн в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию
и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.
9
Транспортный уровень ( Transport layer ). На пути от отправителя к получа-
телю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие,
которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Транспортный уровень обеспечивает приложениям или верхним уровням стека передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.
Транспортный уровень обеспечивает доставку информации с требуемым качеством между любыми узлами сети:
разбивка сообщения сеансового уровня на пакеты, их нумерация;
буферизация принимаемых пакетов;
упорядочивание прибывающих пакетов;
адресация прикладных процессов;
управление потоком.
Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше,
реализуются программными средствами конечных узлов сети — компонентами их сетевых операционных систем. В качестве примера транспортных
протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол
SPX стека Novell.
Сеансовый уровень ( Session layer ) обеспечивает управле-
ние диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий
момент, предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют
вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа
можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать
все сначала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функции
этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.
Представительный уровень ( Presentation layer ) имеет дело с формой
представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая при-
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]