Министерство образования и науки Российской Федерации

Якутский государственный университет им.М.К.Аммосова

Физико-технический институт

Телекоммуникационные технологии и системы

(Лабораторные работы)

Якутск 2007

Утверждено научно-методическим советом университета

Составители:

Н.А.Леонтьев, к.т.н., доцент

Подготовлено на кафедре радиотехники и информационных технологий

В работе даны методические указания для выполнения лабораторных работ по спецкурсу «Телекоммуникационные технологии и системы» студентами радиотехнических специальностей Якутского госуниверситета.

© Якутский государственный университет, 2007

Введение

Дисциплина «Телекоммуникационные технологии и системы» изучает принципы распределенной обработки информации, технологию «клиент-сервис» и множество различных стандартов и протоколов которые описывают сети и сетевые технологии. Изучить все это в пределах курсах весьма сложно и часто необходимо проводить занятия на аппаратном обеспечении различного уровня.

Возможности операционных систем позволяет произвести диагностику сети, проверить его работоспособность и получить необходимые данные по различным протоколам. Необходимость знания данных команд является одним из требованиям к современному специалисту.

В настоящее время идет развитие различных программных средств для диагностики, моделирования и работы с сетями различной сложности. Одной из таких программ является симулятор сети NetSim фирмы Boson. Эта программа является основной для проверки и сертификации специалистов по знаниям программно-аппаратного обеспечения фирмы Cisco. Данная программа позволяет построить сложные сети с десятком устройств типа коммутаторы, маршрутизаторы, позволяет программировать устройства и управлять ими. Эти свойства позволяют на любом персональном ЭВМ моделировать сети и прослеживать их работу, что весьма удобно в изучении сетевых компонентов и устройств.

Предлагаемый курс состоит из описания стека протоколов TCP/IP, описания программы Boson NetSim, 10 лабораторных работ и приложений. Общие требования к студентам, выполняющих лабораторные работы: внимательно изучить описание программ, приложения, а также описания самой работы, произвести необходимые действия по запуску команд, выполнить моделирования сети или выполнение команд. После выполнения работы студент готовить отчет, где приводятся результаты выполнения лабораторной работы.

В ходе изучения курсов студент получить необходимые знания о сетевых информационных технологиях, об устройствах сети и сетевых компонентов, изучить сетевые протоколы разных уровней и овладеет практическими навыками работы в сети.

Стандартные стеки коммуникационных протоколов

Важнейшим направлением стандартизации в области вычислительных сетей является стандартизация коммуникационных протоколов. В настоящее время в сетях используется большое количество стеков коммуникационных протоколов. Наиболее популярны следующие стеки:

• TCP/IP;

• IPX/SPX;

• NetBIOS/SMB;

• DECnet;

• SNA;

• OSI.

Все эти стеки, кроме SNA на нижних уровнях — физическом и канальном, — используют одни и те же хорошо стандартизованные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и ряд других, которые позволяют задействовать во всех сетях одну и ту же аппаратуру. Зато на верхних уровнях все стеки работают по своим протоколам. Эти протоколы часто не соответствуют рекомендуемому моделью OSI разбиению на уровни. В частности, функции сеансового и представительного уровня, как правило, объединены с прикладным уровнем. Такое несоответствие связано с тем, что модель OSI появилась как результат обобщения уже существующих и реально используемых стеков, а не наоборот.

Следует четко различать модель OSI и стек OSI. Если модель OSI является концептуальной схемой взаимодействия открытых систем, то стек OSI представляет собой набор вполне конкретных спецификаций протоколов.

В отличие от других стеков протоколов, стек OSI полностью соответствует модели OSI, он включает спецификации протоколов для всех семи уровней взаимодействия, определенных в этой модели. На нижних уровнях стек OSI поддерживает Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколы глобальных сетей, X.25 и ISDN, — то есть использует разработанные вне стека протоколы нижних уровней, как и все другие стеки. Протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровней стека OSI специфицированы и реализованы различными производителями, но распространены пока мало. Наиболее популярными протоколами стека OSI являются прикладные протоколы. К ним относятся: протокол передачи файлов FTAM, протокол эмуляции терминала VTP, протоколы справочной службы X.500, электронной почты X.400 и ряд других.

Табл.1. Модель OSI (Open Systems Interconnection Reference Model — модель взаимодействия открытых систем)

№	Название	Информация	Предназначение и протоколы
7	Прикладной	Данные	Доступ к сетевым службам HTTP, telnet, DNS, SMTP, FTP, POP3, SMB
6	Представлений	Данные	Представления и кодирование данных SNMP, HTTP
5	Сеансовый	Данные	Управление сеансом связи NetBIOS, SSL, Socks
4	Транспортный	Блоки	Безопасное и надежное соединение точка-точка TCP, UDP, NetBEUI, SMB, STP
3	Сетевой	Пакеты	Определение пути и узла IP, ICMP, IPv6, ARP, DHCP, RARP
2	Канальный	Кадры	Канальный ATM, Ethernet, FDDI, Frame Relay, WiFi, PPP, Token ring
1	Физический	Биты	Кабель, сигнал, битовая передача xDSL, ISDN, 100Base-T, 10Base-5, RS-232

Протоколы стека OSI отличаются сложностью и неоднозначностью спецификаций. Эти свойства стали результатом общей политики разработчиков стека, стремившихся учесть в своих протоколах все случаи и все существующие технологии. К этому нужно еще добавить и последствия большого количества политических компромиссов, неизбежных при принятии международных стандартов по такому злободневному вопросу, как построение открытых вычислительных сетей.

Из-за своей сложности протоколы OSI требуют больших затрат вычислительной мощности центрального процессора, что делает их наиболее подходящими для мощных машин, а не для сетей персональных компьютеров.