Порядок виконання роботи
Запустіть програму-практикум.
Ознайомтеся з правилами функціонування програми-практикуму в розділі “Про програму”.
Зайдіть в розділ “Мережі Ethernet”.
Запустіть анімаційні фільми, використовуючи кнопки тематичних підрозділів. Паралельно ознайомтеся з теоретичним матеріалом у текстовому вікні.
Дайте відповіді на тестові запитання в розділі “Завдання” та на контрольні запитання в методичних вказівках.
Намалювати план-схему структурованої кабельної системи частини корпусу, вказаної викладачем.
Контрольні запитання
Які основні типи передавальних середовищ використовує стандарт Ethernet зі швидкістю 100 МБіт/с? 1000 Мбіт/с?
Перерахуйте основні типи кабельних систем, які Вам відомі. Охарактеризуйте коротко кожну із названих.
Назвіть типи кабелів вита пара. Для чого використовується кожен із названих типів?
Наведіть приклад однорідних та різнорідних мережевих пристроїв.
Які основні елементи складають систему Ethernet?
Яка повна довжина рамки Ethernet? Скільки октетів складають адреса призначення та адреса відправника? Що собою представляють ці адреси?
Що таке протокол CSMA/CD? Опишіть загальний принцип роботи протоколу.
Як впливатиме на продуктивність мережі та на кількість колізій збільшення кількості робочих станцій? Збільшення довжини сегменту при стабільному числі станцій? Чому?
Лабораторна робота №2. Активне мережеве обладнання
Тема роботи: Активне мережеве обладнання.
Мета роботи: Проаналізувати основні топології комп’ютерних мереж та ознайомитись із загальною характеристикою і класифікацією активного мережевого обладнання та функціонуванням мереж типу Ethernet.
Теоретичні відомості.
Топології локальних комп’ютерних мереж.
Під топологією (компонуванням, конфігурацією, структурою) комп'ютерної мережі звичайно розуміється фізичне розташування комп'ютерів мережі один щодо іншого та спосіб їх з'єднання лініями зв'язку. Важливо відзначити, що поняття топології ставиться, насамперед, до локальних мереж, у яких структуру зв'язків можна легко простежити. У глобальних мережах структура зв'язків звичайно схована від користувачів і не надто важлива, тому що кожний сеанс зв'язку може виконуватися по своєму власному шляху.
Топологія комп'ютерної мережi відображає структуру зв'язків між її основними функціональними елементами. В залежностi від компонентів, що розглядаються, розрізняють фізичну i логічну структури локальних мереж. Фізична структура визначає топологію фізичних з'єднань між комп'ютерами. Логічна структура визначає логічну організацію взаємодії комп'ютерів між собою. Доповнюючи одна одну, фізична та логічна структури дають найповніше уявлення про комп'ютерну мережу.
Топологія мережі спричиняється її характеристиками. Зокрема, вибір тієї або іншої топології впливає на:
склад необхідного мережного встаткування;
характеристики мережного встаткування;
можливості розширення мережі;
спосіб керування мережею.
Топологія повного з'єднання – це мережева топологія, в якій існує прямий шлях (гілка) між будь-якими двома вузлами, тобто граф мережі є повним. У такому графі з n вузлами існує n(n-1)/2 гілок. Повне з'єднання можна розглядати як частковий випадок сіткової топології.
Топологія сітка - це мережева топологія, в якій існують щонайменше два вузли з двома або більше шляхами між ними.
Кільцева топологія - це мережева топологія, в якій кожен вузол має точно два зв'язки з іншими вузлами.
Топологія дерева - ця мережева топологія, яка описується графом без контурів (петель). У мережі з топологією дерева існує один виділений вузол, який є коренем дерева.
Зіркова топологія -.мережева топологія, яка є частковим випадком топології дерева, а саме – дворівневим деревом. Центральний вузол відповідає кореню дерева.
Лінійна (ланцюгова) топологія -.це топологія, у якій кожен вузол з'єднаний з попереднім та наступним відносно себе. Частковий випадок дерева виникає з кільцевої топології при видаленні однієї гілки.
Змішана (гібридна) топологія - це поєднання двох або більшої кількості мережевих топологій. Можна навести приклади, коли дві об'єднані основні мережеві топології не змінюють характеру топології мережі і тому створюють гібридні мережі. Наприклад, сполучення мереж з топологією дерева дає мережу з такою ж топологією. Тому гібридна топологія мережі виникає тільки тоді, коли сполучені дві мережі з основними топологіями дають у результаті мережу, топологія якої не відповідає жодному з означень основних топологій. Наприклад, дві мережі із зірковою топологією при об'єднанні утворюють мережу з гібридною топологією. Гібридна топологія мережі виникає також при сполученні мереж із різними видами топологій.
Найбільш широко використовуються наступні топології:
зірка,
спільна шина,
кільце.
На базі цих трьох топологій будуються всі мережі.
На рис. 2.1 показані комп'ютери з'єднані зіркою. У цьому випадку кожен комп'ютер через спеціальний мережевий адаптер під'єднується окремим кабелем до об'єднуючого пристрою. При необхідності можна об'єднати разом кілька мереж з топологією "зірка", при цьому ми одержуємо розгалужену конфігурацію мережі.
Рис. 2.1. Топологія “зірка”
Велика перевага топології «зірка» полягає в тому, що всі точки підключення зібрані в одному місці. Це дозволяє легко контролювати роботу мережі, локалізувати несправності мережі шляхом простого відключення від центра тих або інших абонентів (що неможливо, наприклад, у випадку шини), а також обмежувати доступ сторонніх осіб до життєво важливого для мережі точкам підключення.
Загальним недоліком для всіх топологій типу «зірка» є значно більша, ніж при інших топологіях, витрата кабелю. Це може істотно вплинути на вартість всієї мережі в цілому.
Топологія "спільна шина" передбачає використання одного кабелю до якого підключаються всі комп'ютери мережі (рис. 2.2).
У випадку топології "спільна шина" кабель використовується спільно усіма станціями по черзі. Приймаються спеціальні заходи для того, щоб при роботі з спільним кабелем комп'ютери не заважали один одному передавати і приймати дані.
Рис 2.2 Топологія “спільна шина”
В топології "спільна шина" всі повідомлення, що посилались окремими комп'ютерами, приймаються усіма іншими комп'ютерами, що підключені до мережі. Надійність тут вища, так як вихід з ладу окремих комп'ютерів не порушить працездатності мережі в цілому.
Пошук несправності в кабелі ускладнений. Крім того, так як використовується один кабель, то в випадку обриву порушується робота всієї мережі. При проходженні по лінії зв’язку мережі з топологією «шина» інформаційні сигнали послабляються й ніяк не відновлюються, що накладає тверді обмеження на сумарну довжину ліній зв’язку, крім того, кожний абонент може одержувати з мережі сигнали різного рівня залежно від відстані до передавального абонента. Це висуває додаткові вимоги до прийомних вузлів мережного устаткування. Для збільшення довжини мережі з топологією «шина» часто використовують кілька сегментів (кожний з яких являє собою шину), з’єднаних між собою за допомогою спеціальних відновлювачів сигналів - репітерів.
Використовуються також топологія "кільце" (рис. 2.3). У цьому випадку дані передаються від одного комп'ютера до іншого ніби по естафеті. Якщо комп'ютер одержує дані призначені для другого комп'ютера, він передає їх далі по кільцю. Якщо дані одержав той, кому вони були адресовані, вони далі не передаються.
Велика перевага кільця полягає в тому, що ретрансляція сигналів кожним абонентом дозволяє істотно збільшити розміри всієї мережі в цілому (часом до декількох десятків кілометрів). Кільце щодо цього істотно перевершує будь-які інші топології.
Недоліком кільця (у порівнянні із зіркою) можна вважати те, що до кожного комп’ютера мережі необхідно підвести два кабелі.
Рис. 2.3 Топологія “кільце”.
Іноді топологія «кільце» виконується на основі двох кільцевих ліній зв’язку, що передають інформацію в протилежних напрямках. Мета подібного рішення – збільшення (в ідеалі удвічі) швидкості передачі інформації. До того ж при ушкодженні одного з кабелів мережа може працювати з іншим кабелем (правда, гранична швидкість зменшиться).
Локальна мережа може використовувати одну із вище перерахованих топологій. Яку саме залежить від кількості об'єднаних комп'ютерів, їх місця розташування та інших умов. Можна також об'єднати кілька локальних мереж, які використовують різну топологію, в єдину локальну мережу. Тоді отримаємо деревоподібну топологію.
Характеристики топологій локальних мереж приведені в таблиці 2.1.