5 методические указания по организации выполнения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольной работы
по дисциплине
«Локальные информационные сети»
для студентов специальности 7.090803 «Электронные системы»
заочной формы обучения
Сумы Издательство СумГУ 2006
2
Методические указания к выполнению контрольной работы по
дисциплине «Локальные информационные сети» для студентов
специальности 7.090803 «Электронные системы» заочной формы
обучения / О.В. Бережная, В.В. Арбузов.- Сумы: Изд-во СумГУ,
2006. – 83.
Кафедра электроники и компьютерной техники
3
СОДЕРЖАНИЕ
1
2
3
3.1
3.2
3.3
4
5
5.1
5.2
6
6.1
6.2
6.3
7
Общие положения……………………………………………. 4
Цель и задачи контрольной работы……………………… ..... 5
Задание на контрольную работу и исходные данные…........ 6
Задание 1……………………………………………………. ... 6
Задание 2…………………………………………………….. .. 7
Задание 3…………………………………………………….…7
Объем, структура и содержание контрольной работы…. ..... 8
Методические указания по организации выполнения
контрольной работы………………………………………..... .9
Организация и планирование работы…………………… .... .9
Срок и порядок защиты контрольной работы………….. ..... .9
Рекомендации по выполнению контрольной работы…. .... .11
Общие методические указания. Рекомендуемая
литература………………………………………………… ... .11
Краткие сведения из теории…………………………………12
Методические указания к выполнению расчетной части
контрольной работы………………………………………… 44
Общие требования к оформлению контрольной работы. ... 47
Список литературы…………………………………………..53
Приложение А………………………………………………..54
Приложение Б………………………………………………...60
Приложение В………………………………………………...71
Приложение Г………………………………………………...75
Приложение Д…..…………………………………………….82
4
1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Контрольная работа основывается на материале, читаемом в
курсе „Локальные информационные сети” и в обеспечивающих
дисциплинах, в том числе «Дискретная математика» и
«Информационные основы электронной техники».
Выполнение контрольной работы осуществляется студентами
самостоятельно с целью укрепления и развития знаний сред
передачи информации, принципов разделения ресурсов в
локальных сетях, методов доступа к локальной сети, различных
топологий локальных сетей, принципов взаимодействия
протоколов локальной сети, основных уровней управления
локальной информационной сетью, преимуществ и недостатков
существующих локальных сетей, принципов проектирования
локальной информационной сети.
В методических указаниях изложены цели и задачи
контрольной работы, требования к ее объему, содержанию,
порядку выполнения, оформлению и защите. Даны также варианты
индивидуальных заданий, перечень величин, подлежащих расчету,
указаны алгоритмы расчетов.
5
2 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Выполнение контрольной работы имеет своей целью
закрепление
материала
по
дисциплине
„Локальные
информационные сети”, приобретение знаний и умений при:
- анализе алгоритмов функционирования локальных
информационных сетей, построенных на основе базовых
технологий;
- оценке эффективности работы этих сетей;
- анализе достоинств и недостатков указанных локальных
сетей, а также областей их применения;
- проектировании локальной информационной сети с
заданным количеством хостов, расчете времени двойного оборота
и сокращения межкадрового интервала);
- формировании адресов узлов локальной сети с заданным
количеством хостов и подсетей.
6
3 ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
Студенты выполняют три контрольных задания согласно
выданному преподавателем варианту (Приложение А).
3.1 Задание 1
В задании в соответствии с заданным вариантом (табл. А.1)
необходимо:
- выполнить литературный обзор и анализ различных
источников информации по заданной теме;
- проанализировать назначение и область применения
технических решений в области знаний, указанной в задании, в том
числе для сетевых технологий, протоколов обмена и доступа к
передающей среде, для различных проектных процедур;
- изложить результаты литературного обзора и анализа в виде
информационного сообщения со следующей рекомендуемой
структурой изложения: «Введение», «Назначение», «Основные
функции и задачи», «Основные технические характеристики»,
«Область применения», «Заключение», «Список литературы»;
- обеспечить объем информационного сообщения в размере
не более 10 страниц текста формата А4 с интервалом 1,5 и
размером шрифта 14.
3.2 Задание 2
Для приведенных в таблице А.2 исходных
характеризующих сегмент локальной сети при
информацией между узлами А и В необходимо:
данных,
обмене
- привести схему сегмента локальной сети с учетом
концентраторов и указанных в задании (табл. А.2) числа, длин и
типов физических сегментов, расположенных между узлами А и В;
7
- рассчитать время двойного оборота PDV и сокращение
межкадрового интервала PVV для заданного количества
физических сегментов в сети, с учетом их длин и типов
спецификации среды передачи данных;
- расчет PDV осуществить для двух вариантов передачи
данных: от узла А к узлу В, и – наоборот;
- по результатам расчета PDV и PVV дать заключение о
работоспособности как заданного сегмента, так и локальной сети
при обмене информацией между узлами А и В;
- при отрицательном заключении предложить рекомендации
по обеспечению работоспособности сегмента сети.
3.3 Задание 3
3.3.1
Задача 1
Для предприятия при создании локальной сети с сетевым
адресом, указанным в таблице А.3, необходимо:
- разделить сеть на подсети, каждая из которых должна
поддерживать указанное в таблице А.3 количество сетевых
устройств;
- определить маску подсетей;
- привести номера подсетей;
- сформировать номера и IP-адреса сетевых устройств;
- указать широковещательные адреса для каждой подсети.
3.3.2
Задача 2
Для предприятия при создании локальной сети с сетевым
адресом, указанным в таблице А.3, необходимо:
- сформировать указанное в таблице А.3 количество
подсетей;
- определить маску подсетей;
- привести номера подсетей;
- сформировать номера и IP-адреса сетевых устройств;
- указать широковещательные адреса для каждой подсети.
8
4 ОБЪЕМ, СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Контрольная работа представляет собой текстовый документ,
выполняемый в соответствии с требованиями ДСТУ 3.008-95,
ГОСТ 2.105-95. Общий объем контрольной работы должен
составлять около 20 листов формата А4, который включает в себя
текст, выполненный чертежным шрифтом, расчеты, рисунки и
приложения.
Структура контрольной работы: титульный лист (образец
приведен в прил. Д); содержание; перечень сокращений; задание и
расчетная часть для каждого из трех контрольных заданий; список
литературы (в том числе список использованных материалов из
методических указаний, конспектов лекций, ГОСТов и пр.);
приложения.
Задание на контрольную работу должно содержать исходные
данные согласно варианту, конкретный перечень величин,
подлежащих расчету.
Для всех студентов номер варианта задания устанавливает
руководитель.
9
5 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
5.1 Организация и планирование работы
Успешное выполнение контрольной работы требует четкой
организации работы студента, начиная с момента получения
задания и заканчивая представлением работы к защите.
После получения задания студенту необходимо ознакомиться
с
рекомендуемой
литературой
и
при
необходимости
самостоятельно подобрать дополнительную литературу для
выполнения контрольной работы. Далее следует ознакомиться с
методикой расчетов, выписать необходимые формулы и
сопоставить их с исходными данными. Если сведений в задании
недостаточно или возникли сомнения в целесообразности
использования предложенной методики расчета, следует
обратиться за консультацией к руководителю. Студенту надо
помнить о том, что регулярная проверка руководителем
проделанной им работы своевременно позволит обнаружить
допущенные ошибки, неточность или промах в расчете и пр. При
выполнении контрольной работы студенту следует также иметь в
виду, что руководитель во время консультаций не должен давать
студенту готовых решений, а путем советов, наводящих вопросов и
дополнительной литературы должен помочь ему найти правильный
путь к решению вопроса.
5.2
Срок и порядок защиты контрольной работы
После исправления замечаний, появившихся в процессе
выполнения контрольной работы, оформленную работу студент
подписывает и сдает на проверку в срок, указанный
преподавателем, но не позднее, чем за две недели до начала сессии.
При соответствии работы установленным требованиям и
10
отсутствии существенных замечаний руководитель допускает
студента к защите контрольной работы.
При подготовке к защите следует обратить внимание на круг
вопросов и задач по дисциплине, указанных в приложениях В и Г.
На защите студент должен в течение 5-10 мин. кратко обосновать
принятые в работе решения и ответить на вопросы преподавателя.
11
6 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
6.1
Общие методические указания. Рекомендуемая
литература
Выполнение контрольной работы следует начинать с
изучения литературы [1-3]. Выполнение этого этапа поможет
студенту глубже вникнуть в проблемы построения локальных
информационных сетей с соблюдением основных требований и
правил, соответствующих различным сетевым технологиям,
подробнее изучить теоретический материал по данным вопросам и
закрепить знания, приобретенные во время лекционных занятий.
При вычислении времени двойного оборота и сокращения
межкадрового интервала, а также при формировании сетевых
адресов для указаний в задании локальной сети для сокращения
времени на вычисления целесообразно применение ЭВМ. Однако
нужно иметь в виду, что применение средств вычислительной
техники при решении ряда задач не избавляет студента от
необходимости описания методики и примеров вычислений.
Оформлять контрольную работу необходимо постепенно в
течение всего семестра, по мере выполнения отдельных заданий.
Рекомендуемая литература для выполнения контрольной
работы:
1. Конспект
лекций
по
дисциплине
«Локальные
информационные сети» для студентов специальности 7.090803
«Электронные системы» / О.В. Бережная.– Сумы: Изд-во
СумГУ, 2007. Ч.1. – 106 с.
2. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г.
Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.
3. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Локальные сети: архитектура,
алгоритмы, проектирование. - М.: ЭКОМ, 2000. – 312 с.
12
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Дж. Уолрэнд. Телекоммуникационные и компьютерные сети.
Вводный курс. М.: Постмаркет, 2001. – 480 с.
Васильев В.И., Буркин А.П., Свириденко В.А. Системы связи,
М.:Высшая школа, 1987 г.
Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия.
– СПб.: Питер, 2001. – 576 с.
Кульгин М.: Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия
— СПб.: Издательство "Питер", 1999.
Стандарты по локальным вычислительным сетям: Справочник /
В.К. Щербо, В.М. Киреичев, С.И. Самойленко; Под ред. С.И.
Самойленко – М.: Радио и связь, 1990. – 304 с.
Кодирование информации (двоичные коды). Березюк Н.Т.,
Харьков, Вища школа, 1978 г.
6.2 Краткие сведения из теории
6.2.1 Теоретическая часть для выполнения Задания 2
При создании новой сети предприятия необходимо учитывать
следующие факторы [6, 10, 16]:
- требуемый размер сети (в ближайшем будущем и по
прогнозу на перспективу);
- требуемую структуру, иерархию и основные части сети
(по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и
зданиям предприятия);
- основные направления и интенсивность информационных
потоков (в ближайшем будущем и в дальней перспективе);
- технические характеристики оборудования (компьютеров,
адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов) и
его стоимость;
- возможности прокладки кабельной системы в помещениях и
между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля;
- обеспечение обслуживания сети и контроля за ее
безотказностью и безопасностью;
- требования к программным средствам по допустимому
размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа,
13
стоимости, возможности контроля за обменом информацией и т.д.;
- необходимость подключения к глобальным сетям или к
другим локальным сетям.
Вполне возможно, что после изучения всех перечисленных и
неперечисленных факторов выяснится, что вполне можно обойтись
вообще без сети, избежав тем самым довольно больших затрат на
аппаратуру и программное обеспечение, на установку и
эксплуатацию сети, на зарплату обслуживающему персоналу, на
поддержку, ремонт и т.д. Например, если имеется всего несколько
пользователей, которые работают на своих компьютерах
автономно и только иногда обмениваются файлами, то сеть вполне
может заменить обычная дискета (это и дешевле, и гораздо менее
хлопотно).
Сеть порождает множество дополнительных проблем по
сравнению с автономными компьютерами: от простейших
механических (компьютеры, подключенные к сети, сложнее
переносить с места на место) до сложных информационных
(необходимость контролировать совместно используемые ресурсы,
предотвращать заражение сети вирусами). К тому же пользователи
сети уже не так независимы, как пользователи автономных
компьютеров, им надо придерживаться определенных правил,
подчиняться установленным требованиям, которым их необходимо
научить.
Наконец, сеть остро ставит вопрос о безопасности
информации, защиты от несанкционированного доступа, ведь с
любого компьютера сети можно считать данные с общих сетевых
дисков. Защитить один компьютер или даже несколько одиночных
компьютеров в любом случае гораздо проще, чем целую сеть.
Поэтому приступать к установке сети целесообразно только тогда,
когда без сети работа становится попросту невозможной,
непроизводительной, когда отсутствие межкомпьютерной связи
тормозит работу и сдерживает развитие дела.
14
При выборе конфигурации сети Ethernet, состоящей из
сегментов различных типов, возникает много вопросов, связанных
прежде всего с максимально допустимым размером (диаметром)
сети и максимально возможным числом различных элементов.
Сеть будет работоспособной только в том случае, если
максимальная задержка распространения сигнала в ней не
превысит предельной величины. Эта величина определяется
выбранным методом управления обменом CSMA/CD, основанным
на обнаружении коллизий [4, 9].
Четкое распознавание коллизий всеми станциями сети
является необходимым условием корректной работы сети Ethernet.
Если какая-либо передающая станция не распознает коллизию и
решит, что кадр данных ею передан верно, то этот кадр данных
будет утерян. Из-за наложения сигналов при коллизии информация
кадра исказится, и он будет отбракован принимающей станцией
(возможно, из-за несовпадения контрольной суммы). Скорее всего,
искаженная информация будет повторно передана каким-либо
протоколом верхнего уровня, например, транспортным или
прикладным, работающим с установлением соединения. Но
повторная передача сообщения протоколами верхних уровней
произойдет через значительно более длительный интервал времени
(иногда даже через несколько секунд) по сравнению с
микросекундными интервалами, которыми оперирует протокол
Ethernet. Поэтому если коллизии не будут надежно распознаваться
узлами сети Ethernet, то это приведет к заметному снижению
полезной пропускной способности данной сети.
Для надежного распознавания коллизий должно выполняться
следующее соотношение:
Тmin > tPDV,
где Тmin — время передачи кадра минимальной длины;
tPDV — время, за которое сигнал коллизии успевает
распространиться до самого дальнего узла сети.
15
Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды
между наиболее удаленными друг от друга станциями сети (в одну
сторону проходит неискаженный сигнал, а на обратном пути
распространяется уже искаженный коллизией сигнал), то это время
называется временем двойного оборота (Path Delay Value, PDV).
При выполнении этого условия передающая станция должна
успевать обнаружить коллизию, которую вызвал переданный ее
кадр, еще до того, как она закончит передачу этого кадра.
Очевидно, что выполнение этого условия зависит, с одной
стороны, от длины минимального кадра и пропускной способности
сети, а с другой стороны, от длины кабельной системы сети и
скорости распространения сигнала в кабеле (для разных типов
кабеля эта скорость несколько отличается).
Все параметры протокола Ethernet подобраны таким образом,
чтобы при нормальной работе узлов сети коллизии всегда четко
распознавались. При выборе параметров, конечно, учитывалось и
приведенное выше соотношение, связывающее между собой
минимальную длину кадра и максимальное расстояние между
станциями в сегменте сети.
В стандарте Ethernet принято, что минимальная длина поля
данных кадра составляет 46 байтов (что вместе со служебными
полями дает минимальную длину кадра 64 байта, а вместе с
преамбулой — 72 байта или 576 битов). Отсюда может быть
определено ограничение на расстояние между станциями.
После окончания передачи кадра все узлы сети обязаны
выдержать технологическую паузу (Inter Packet Gap) в 9,6 мкс. Эта
пауза, называемая также межкадровым интервалом, нужна для
приведения сетевых адаптеров в исходное состояние, а также для
предотвращения монопольного захвата среды одной станцией.
После окончания технологической паузы узлы имеют право начать
передачу своего кадра, так как среда свободна.
Соблюдение многочисленных ограничений, установленных
для различных стандартов физического уровня сетей Ethernet,
16
гарантирует конкретную работу сети (естественно, при исправном
состоянии всех элементов физического уровня).
Наиболее часто приходится проверять ограничения,
связанные с длиной отдельного сегмента кабеля, а также
количеством повторителей и общей длиной сети. Правила «5-4-3»
для коаксиальных сетей и «4 хабов» для сетей на основе витой
пары и оптоволокна не только дают гарантии работоспособности
сети, но и оставляют большой «запас прочности» сети. Например,
если просчитать время двойного оборота в сети, состоящей из 4
повторителей 10 Base-5 и 5 сегментов максимальной длины 500 м,
то окажется, что оно составляет 537 битовых интервалов. А так как
время передачи кадра минимальной длины, состоящего вместе с
преамбулой из 72 байтов, равно 575 битовым интервалам, то
видно, что разработчики стандарта Ethernet оставили 38 битовых
интервалов в качестве запаса для надежности. Тем не менее
комитет 802.3 говорит, что и 4 дополнительных битовых интервала
создают достаточный запас надежности.
Комитет IEEE 802.3 приводит исходные данные о задержках,
вносимых повторителями и различными средами передачи данных,
для тех специалистов, которые хотят самостоятельно рассчитывать
максимальное количество повторителей и максимальную общую
длину сети, не довольствуясь теми значениями, которые
приведены в правилах «5-4-3» и «4 хабов». Особенно такие
расчеты полезны для сетей, состоящих из смешанных кабельных
систем, например, коаксиала и оптоволокна, на которые правила о
количестве повторителей не рассчитаны. При этом максимальная
длина каждого отдельного физического сегмента должна строго
соответствовать стандарту, то есть 500 м для «толстого» коаксиала,
100 м для витой пары и т.д.
Чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной
физической природы, работала корректно, необходимо выполнение
четырех основных условий:
- количество станций в сети не более 1024;
- максимальная длина каждого физического сегмента не
17
более величины, определенной в соответствующем стандарте
физического уровня;
- время двойного оборота сигнала (Part Delay Value, PDV)
между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не
более 575 битовых интервалов;
- сокращение межкадрового интервала IPG (Part Variability
Value, PVV) при прохождении последовательности кадров через
все повторители должно быть не больше чем 49 битовых
интервалов. Так как при отправке кадров конечные узлы
обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых
интервалов, то после прохождения повторителя оно должно быть
не меньше чем 96-49=47 битовых интервалов.
Для упрощения расчетов обычно используются справочные
данные IEEE, содержащие значения задержек распространения
сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных
физических средах. В табл. 6.1 приведены данные, необходимые
для расчета значения tPDV для всех физических стандартов сетей
Ethernet. Величины задержек сигнала для расчета PDV приводятся
в битовых интервалах.
Комитет 802.3 старался максимально упростить выполнение
расчетов, поэтому данные, приведенные в таблице, включают сразу
несколько этапов прохождения сигнала. Например, задержки,
вносимые повторителем, состоят из задержки входного трансивера,
задержки блока повторения и задержки выходного трансивера. Тем
не менее в таблице все эти задержки представлены одной
величиной, названной базой сегмента.
18
Таблица 6.1 – Данные для расчета значения времени двойного
оборота
Тип
сегмента
10Base-5
10Base-2
10Base-Т
10BaseFB
10BaseFL
FOIRL
AUI
(>2м)
11,8
11,8
15,3
База
промежуточного
сегмента
46,5
46,5
42,0
–
База
левого
сегмента
База
Задержка
правого среды на
сегмента
1м
Максимальная длина
сегмента, м
169,5
169,5
165,0
0,0866
0,1026
0,113
500
185
100
24,0
–
0,1
2000
12,3
33,5
156,5
0,1
2000
7,8
29,0
152,0
0,1
1000
0
0
0
0,1026
2+48
Чтобы не нужно было два раза складывать задержки,
вносимые кабелем, в таблице даются удвоенные величины
задержек для каждого типа кабеля.
В таблице используются также такие понятия, как левый
сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент.
Левым сегментом в терминологии 802.3 называется сегмент,
в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика
конечного узла. Сам термин «левый» не имеет отношения к
расположению сегментов в пространстве. Это просто условное
название сегмента, с которого начинается расчет.
Конечный сегмент, в котором может возникнуть коллизия,
называется правым сегментом.
С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная
базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения
сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый).
База правого сегмента, в котором возникает коллизия, намного
превышает базу левого и промежуточных сегментов.
19
Кроме того, с каждым сегментом связана задержка
распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит
от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени
распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых
интервалах) на длину кабеля в метрах.
Расчет заключается в вычислении задержек, вносимых
каждым отрезком кабеля (приведенная в таблице задержка сигнала
на 1 м кабеля умножается на длину сегмента), а затем
суммировании этих задержек с базами левого, промежуточных и
правого сегментов.
Так как левый и правый сегменты имеют разные величины
базовой задержки, то в случае различных типов сегментов на
удаленных краях сети необходимо выполнить расчеты дважды:
один раз принять в качестве левого сегмента сегмент одного типа,
а во второй – сегмент другого типа. Результатом можно считать
максимальное из полученных значений tPDV.
Оценивается PDV для наихудшего случая для максимально
удаленных узлов между которыми, например, находится n
сегментов в соответствии со следующим выражением:
n
t PDV   ( tіб  lic  tic ) ,
(6.1)
i 1
где i – номер сегмента;
n – количество сегментов;
t iб – база в виде постоянной задержки сигнала, зависящей
от типа i-го сегмента и от положения сегмента на
пути
сигнала
(например,
левый
сегмент,
промежуточный, правый); задержка измеряется с
помощью битовых интервалов;
c
li – длина i-го сегмента, м;
t iс – время распространения (задержки) сигнала по 1 м
кабеля i-го сегмента, битовый интервал/м.
20
Прежде всего, отметим, что для получения сложных
конфигураций Ethernet из отдельных сегментов применяются
концентраторы двух основных типов [6]:
- репитерные концентраторы, которые представляют собой
набор репитеров (повторителей) и никак логически не разделяют
сегменты, подключенные к ним;
- коммутирующие
(switching)
концентраторы
или
коммутаторы, которые передают информацию между сегментами,
но не передают конфликты с сегмента на сегмент.
В случае более сложных коммутирующих концентраторов
конфликты в отдельных сегментах решаются на месте, в самих
сегментах, и не распространяются по сети, как в случае более
простых репитерных концентраторов. Это имеет принципиальное
значение для выбора топологии сети Ethernet, так как
используемый в ней метод доступа CSMA/CD предполагает
наличие конфликтов и их разрешение, причем общая длина сети
как раз и определяется размером зоны конфликта, области
коллизии (collision domain). Таким образом, применение
репитерного концентратора не разделяет зону конфликта, в то
время как каждый коммутирующий концентратор делит
зону конфликта на части. В случае коммутатора оценивать
работоспособность надо для каждой части сети отдельно, а в
случае
репитерных
концентраторов
надо
оценивать
работоспособность всей сети в целом.
На практике репитерные концентраторы (повторители)
применяются гораздо чаще, так как они проще и дешевле. Как
известно, повторитель служит для объединения в одну сеть
нескольких сегментов кабеля и увеличения тем самым общей
длины сети. Повторитель принимает сигналы из одного сегмента
кабеля и побитно синхронно повторяет их в другом сегменте,
улучшая форму и мощность импульсов, а также синхронизируя
импульсы. Повторитель состоит из двух (или нескольких)
трансиверов, которые присоединяются к сегментам кабеля, а также
блока повторения со своим тактовым генератором. Для лучшей
21
синхронизации передаваемых битов повторитель задерживает
передачу нескольких первых битов преамбулы кадра, за счет чего
увеличивается задержка передачи кадра с сегмента на сегмент, а
также несколько уменьшается межкадровый интервал IPG.
Стандарт разрешает использование в сети не более 4
повторителей и соответственно не более 5 сегментов кабеля. При
максимальной длине сегмента кабеля в 500 м это дает
максимальную длину сети 10Base-5 в 2500 м. Только 3 сегмента из
5 могут быть нагруженными, то есть такими, к которым
подключаются конечные узлы. Между нагруженными сегментами
должны быть ненагруженные сегменты, так что максимальная
конфигурация сети представляет собой два нагруженных крайних
сегмента, которые соединяются ненагруженными сегментами еще
с одним центральным нагруженным сегментом.
Правило применения повторителей в сети Ethernet 10Base-5
носит название «5-4-3»: 5 сегментов, 4 повторителя, 3
нагруженных сегмента. Ограниченное число повторителей
объясняется дополнительными задержками распространения
сигнала, которые они вносят. Применение повторителей
увеличивает время двойного распространения сигнала, которое для
надежного распознавания коллизий не должно превышать время
передачи кадра минимальной длины, то есть кадра в 72 байта или
576 битов.
При выборе и оценке конфигурации Ethernet используются
две основные модели. Остановимся кратко на их особенностях [6].
Первая модель формулирует набор простых правил, которые
необходимо соблюдать проектировщику сети при соединении
отдельных компьютеров и сегментов.
1 Повторитель, или концентратор, подключенный к
сегменту, снижает на единицу максимально допустимое число
абонентов, подключаемых к сегменту.
2 Полный путь между двумя любыми абонентами должен
включать в себя не более пяти сегментов, четырех концентраторов
(повторителей) и двух трансиверов для сегментов 10 BASE 5.
22
3 Если путь между абонентами состоит из пяти сегментов и
четырех концентраторов (повторителей), то количество сегментов,
к которым подключены компьютеры, не должно превышать трех, а
остальные сегменты должны просто связывать между собой
концентраторы
(повторители).
Это
так
называемое
«правило 5-4-3».
4 Если путь между абонентами состоит из четырех
сегментов и трех концентраторов (повторителей), то должны
выполняться следующие условия:
- максимальная длина оптоволоконного кабеля сегмента
10BASE-FL, соединяющего между собой концентраторы
(повторители), не должна превышать 1000 м;
- максимальная длина оптоволоконного кабеля сегмента
10BASE-FL, соединяющего концентраторы (повторители) с
компьютерами, не должна превышать 400 м;
- ко всем сегментам могут подключаться компьютеры.
При выполнении этих правил можно быть уверенным, что
сеть будет работоспособной. Никаких дополнительных расчетов в
данном случае не требуется. Считается, что соблюдение данных
правил гарантирует допустимую величину задержки сигнала в
сети.
На рис. 6.1 показан пример максимальной конфигурации,
удовлетворяющей этим правилам. Здесь максимально возможный
путь (диаметр сети) проходит между двумя нижними по рисунку
абонентами: он включает в себя пять сегментов (10BASE2,
10BASE5, 10BASE-FL, 10BASE-FL и 10BASE-T), четыре
концентратора (репитера) и два трансивера MAU.
23
10BASE-FL
500 м
10BASE-5
500 м
10BASE-5
500 м
10BASE-FL
500 м
10BASE-Т
100 м
10BASE-2
185 м
Рисунок 6.1 – Пример максимальной конфигурации в
соответствии с первой моделью.
Вторая модель, применяемая для оценки конфигурации
Ethernet, основана на точном расчете временных характеристик
выбранной конфигурации сети. Она иногда позволяет выйти за
пределы жестких ограничений модели 1. Применение модели 2
совершенно необходимо в том случае, когда размер проектируемой
сети близок к максимально допустимому.
В модели 2 используются две системы расчетов:
- первая система предполагает вычисление двойного
(кругового) времени прохождения сигнала по сети и сравнение его
с максимально допустимой величиной;
- вторая система проверяет допустимость величины
получаемого межкадрового временного интервала (IPG InterPacket Gap) в сети.
Вычисления в обеих системах расчетов ведутся для
наихудшего случая, для пути максимальной длины, то есть для
такого пути передаваемого по сети пакета, который требует для
24
своего прохождения максимального времени. При первой системе
расчетов выделяются три типа сегментов:
- начальный сегмент — это в терминологии 802.3 «левый»
сегмент, соответствующий началу пути максимальной длины;
- конечный сегмент — «правый» сегмент, расположенный в
конце пути максимальной длины;
- промежуточный сегмент — это сегмент, входящий в путь
максимальной длины, но не являющийся ни начальным, ни
конечным.
Промежуточных сегментов в выбранном пути может быть
несколько, а начальный и конечный сегменты при разных расчетах
могут меняться местами друг с другом. Выделение трех типов
сегментов позволяет автоматически учитывать задержки сигнала
на всех концентраторах, входящих в путь максимальной длины, а
также в приемопередающих узлах адаптеров. Для расчетов
используются величины задержек, представленные в таблице 6.2
Таблица 6.2 – Величины задержек для расчета двойного времени
прохождения сигнала
Тип
сегмента
Ethernet
Макс.
длина
,
м
Величина задержки (база) для:
промежуточлевого
правого
ного
сегмента
сегмента
сегмента
Задержка
на метр
длины
tб
t mб
tб
t mб
tб
t mб
t ic
500
185
100
11,8
11,8
15,3
46,5
46,5
42,0
212,8
188,5
176,3
0,087
0,103
0,113
12,3
156,5
356,5
0,100
FOIRL
1000
7,8
152,0
252,0
0,100
AUI
50
0
89,8
65,5
53,3
233,
5
129,
0
5,1
169,5
169,5
165,0
2000
55,0
30,8
26,6
212,
3
107,
8
5,1
0
5,1
0,103
10BASE5
10BASE2
10BASE-Т
10BASEFL
33,5
29,0
0
25
Методика расчета сводится к следующему.
1 В сети выделяется путь максимальной длины. Все
дальнейшие расчеты ведутся для него. Если этот путь не очевиден,
то расчеты ведутся для всех возможных путей, и на основании этих
расчетов выбирается путь максимальной длины.
2 Если длина сегмента, входящего в выбранный путь, не
максимальна, то рассчитывается двойное (круговое) время
прохождения в каждом i-м сегменте выделенного пути по формуле
tis  tiб  li  tic .
(6.2)
При этом надо учитывать тип сегмента: начальный,
промежуточный или конечный.
3 Если длина сегмента равна максимально допустимой, то из
таблицы 5.2 для него берется величина максимальной задержки tm .
4 Суммарная величина задержек всех сегментов выделенного
пути определяется в соответствии с формулой (6.1) и не должна
превышать предельной величины 512 битовых интервалов
(51,2 мкс).
5 Выполняются те же действия для обратного направления
выбранного пути (то есть конечный сегмент считается начальным
и наоборот). Из-за разных задержек передающих и принимающих
узлов концентраторов величины задержек в разных направлениях
могут отличаться.
6 Если задержки в обоих случаях не превышают величины
512 битовых интервалов, то сеть считается работоспособной.
Например, для конфигурации, показанной на рис. 6.1, путь
наибольшей длины – это путь между двумя нижними по рисунку
компьютерами. В данном случае это довольно очевидно. Этот путь
включает
в
себя
пять
сегментов
(слева
направо):
10BASE2,10BASE5,10BASE-FL (два сегмента) и 10BASE-T.
Произведем расчет, считая начальным сегментом 10BASE2,
а конечным – 10BASE-T.
1 Начальный сегмент 10BASE2 имеет максимально
26
допустимую длину (185 м), следовательно, для него берем из
таблицы 6.2 величину задержки t 1s  t mб 1  30,8.
2 Промежуточный
сегмент
10BASE5
также
имеет
максимально допустимую длину (500 м), поэтому для него берем
из таблицы 6.2 величину задержки t 2s  tmб 2  89,8.
3 Оба промежуточных сегмента 10BASE-FL имеют длину
500 м, следовательно, задержка каждого из них будет вычисляться
по формуле
t 3s  t 4s  500 • 0,100 + 33,5 = 83,5.
4 Конечный сегмент 10BASE-T имеет максимально
допустимую длину (100 м), поэтому из таблицы берем для него
величину задержки t 5s  t mб 5  176,3.
5 В путь наибольшей длины входят также шесть
AUI-кабелей: два из них (в сегменте 10BASE5) показаны на
рисунке, а четыре (в двух сегментах 10BASE-FL) не показаны, но в
реальности вполне могут присутствовать. Будем считать, что
суммарная длина всех этих кабелей равна 200 м, то есть четырем
максимальным длинам. Тогда задержка на всех AUI-кабелях будет
равна t AUI  4t mб  4 • 5,1 =20,4.
6 В результате суммарная задержка для всех пяти сегментов
с учетом кабелей AUI составит
tPDV = t AUI 
n
t
s
i
=20,4 + (30,8 + 89,8 + 83,5 + 83,5 + 176,3)=484,3,
i
что меньше, чем предельно допустимая величина 512 битовых
интервала, то есть сеть работоспособна.
Произведем теперь расчет суммарной задержки для того же
пути, но в обратном направлении. При этом начальным сегментом
будет 10ВASE-T, а конечным - 10BASE2. В конечной сумме
изменятся только два слагаемых (промежуточные сегменты
остаются промежуточными). Для начального сегмента 10BASE-T
27
максимальной длины задержка составит 26,6 битового интервала, а
для конечного сегмента 10BASE2 максимальной длины задержка
составит 188,5 битовых интервалов. Суммарная задержка будет
равняться
tPDV =20,4+(26,6 + 83,5 + 83,5 + 89,8 + 188,5)=492,3,
что опять же меньше 512 битовых интервалов. Работоспособность
сети подтверждена.
Однако расчета двойного времени прохождения в
соответствии со стандартом еще не достаточно, чтобы сделать
окончательный вывод о работоспособности сети.
Второй расчет, применяемый в модели 2, проверяет
соответствие стандарту величины межкадрового интервала (IPG).
Эта величина изначально не должна быть меньше, чем 96 битовых
интервалов (9,6 мкс), то есть только через 9,6 мкс после
освобождения сети абоненты могут начать свою передачу. Однако
при прохождении пакетов (кадров) через репитеры и
концентраторы межкадровый интервал может сокращаться,
вследствие чего два пакета могут в конце концов восприниматься
абонентами как один. Допустимое сокращение IPG определено
стандартом в 49 битовых интервалов (4,9 мкс).
Для вычислений здесь так же, как и в предыдущем случае,
используются понятия начального сегмента и промежуточного
сегмента. Конечный сегмент не вносит вклада в сокращение
межкадрового интервала, так как пакет доходит по нему до
принимающего компьютера без прохождения репитеров и
концентраторов. При вычислениях используются данные
таблицы 6.3.
28
Таблица 6.3 - Величины сокращения межкадрового интервала
(IPG) для разных сегментов Ethernet
IPG
Тип сегмента Etherne
10BASE2
10BASE5
10BASE-Т
10BASE-FL
Величина сокращения IPG ( t i
левого сегмента
16
16
16
11
) для:
промежуточного
сегмента
11
11
11
8
Полная величина сокращения IPG для всех n сегментов
определяется в соответствии с выражением
n 1
t PVV   tiIPG .
(6.3)
t i
Полученное значение tPVV необходимо сравнить с предельной
величиной 49 битовых интервалов. Если сумма меньше 49, мы
можем сделать вывод о работоспособности сети. Для гарантии
расчет производится в обоих направлениях выбранного пути.
Для примера обратимся к конфигурации, показанной на
рис. 6.1. Максимальный путь здесь – между двумя нижними по
рисунку компьютерами. Берем в качестве начального сегмента 10
BASE2. Для него сокращение межкадрового интервала t1IPG  16 .
Далее следуют промежуточные сегменты: 10 BASE5 (величина
сокращения t 2IPG  11 ) и два сегмента 10BASE-FL (каждый из них
внесет свой вклад по t 3IPG  t 4IPG  8 битовых интервалов). В
результате суммарное сокращение межкадрового интервала
составит
tPVV = 16 + 11 + 8 + 8 = 43,
29
что меньше предельной величины 49 битовых интервалов.
Следовательно, данная конфигурация и по этому показателю будет
работоспособна.
Вычисления для обратного направления по этому же пути
дадут в данном случае тот же результат, так как начальный сегмент
10BASE-T даст ту же величину, что и начальный сегмент 10BASE2
(16 битовых интервалов), а все промежуточные сегменты останутся
промежуточными.
6.2.2 Теоретическая часть для выполнения Задания 3
В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные
(называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные
доменные имена.
В терминологии TCP/IP под локальным адресом понимается
такой тип адреса, который используется средствами базовой
технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся
элементом составной интерсети. В разных подсетях допустимы
разные сетевые технологии, разные стеки протоколов, поэтому при
создании стека TCP/IP предполагалось наличие разных типов
локальных адресов. Если подсетью интерсети является локальная
сеть, то локальный адрес — это МАС-адрес. МАС-адрес
назначается сетевым адаптерам и сетевым интерфейсам
маршрутизаторов. МАС-адреса назначаются производителями
оборудования и являются уникальными, так как управляются
централизованно. Для всех существующих технологий локальных
сетей
МАС-адрес
имеет
формат
6
байт,
например
11-A0-17-3D-BC-01. Однако протокол IP может работать и над
протоколами более высокого уровня, например над протоколом
IPX или Х.25. В этом случае локальными адресами для протокола
IP соответственно будут адреса IPX и Х.25. Следует учесть, что
компьютер в локальной сети может иметь несколько локальных
адресов даже при одном сетевом адаптере. Некоторые сетевые
устройства не имеют локальных адресов. Например, к таким
устройствам относятся глобальные порты маршрутизаторов,
предназначенные для соединений типа «точка-точка».
30
IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на
основании которых сетевой уровень передает пакеты между
сетями. Эти адреса состоят из 4 байт, например 109.26.17.100.
IP-адрес
назначается
администратором
во
время
конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес
состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети
может быть выбран администратором произвольно, либо назначен
по рекомендации специального подразделения Internet (Internet
Network Information Center, InterNIC), если сеть должна работать
как составная часть Internet. Обычно поставщики услуг Internet
получают диапазоны адресов у подразделений InterNIC, а затем
распределяют их между своими абонентами. Номер узла в
протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла.
Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей.
Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный
IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько
IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько
IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес
характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно
сетевое соединение.
Символьные доменные имена. Символьные имена в IP-сетях
называются доменными и строятся по иерархическому признаку.
Составляющие полного символьного имени в IP-сетях разделяются
точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое
имя конечного узла, затем имя группы узлов (например, имя
организации), затем имя более крупной группы (поддомена) и так
до имени домена самого высокого уровня (например, домена
объединяющего организации по географическому принципу:
RU — Россия, UK — Великобритания, SU — США). Примеров
доменного имени может служить имя base2.sales.zil.ru. Между
доменным именем и
IP-адресом
узла нет
никакого
алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать
какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети
однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP-
31
адресу. В сетях TCP/IP используется специальная распределенная
служба Domain Name System (DNS), которая устанавливает это
соответствие на основании создаваемых администраторами сети
таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также
DNS-именами.
IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде
четырех чисел, представляющих значения каждого байта в
десятичной форме и разделенных точками, например,
128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления
адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма
представления этого же адреса.
Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и
номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а
какая — к номеру узла, определяется значениями первых бит
адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к
какому классу относится тот или иной IP-адрес.
На рис. 6.2 показана структура IP-адреса разных классов.
4 байта
1
Класс А 0
3
№ сети
№ узла
2
Класс В 1
2
№ сети
0
№ узла
3
Класс С 1
1
0
Класс D 1
1
1
0
Класс E 1
1
1
1
1
№ сети
№ узла
Адрес группы multicast
0
Зарезервирован
Рисунок 6.2 – Структура IP-адреса
32
Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер
сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как
номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до
126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для
специальных целей, о чем будет сказано ниже.) Сетей класса А
немного, зато количество узлов в них может достигать 224, то есть
16 777 216 узлов.
Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к
классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла
отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса
В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов
216, что составляет 65 536 узлов.
Если адрес начинается с последовательности ПО, то это сеть
класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под
номер узла — 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены,
число узлов в них ограничено 28, то есть 256 узлами.
Если адрес начинается с последовательности 1110, то он
является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес
— multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан
адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым
присвоен данный адрес.
Если адрес начинается с последовательности НПО, то это
значит, что данный адрес относится к классу Е. Адреса этого
класса зарезервированы для будущих применений.
В табл. 6.4 приведены диапазоны номеров сетей и
максимальное число узлов, соответствующих каждому классу
сетей.
33
Таблица 6.4 – Характеристики адресов разного класса
Класс
А
В
С
D
E
Первые
биты
0
10
110
1110
11110
Наименьший
номер сети
1.0.0.0
128.0.0.0
192.0.1.0
224.0.0.0
240.0.0.0
Наибольший
номер сети
126.0.0.0
191.255.0.0
223.255.255.0
239.255.255.255
247.255.255.255
Максимальное
число узлов в сети
224
216
28
Multicast
Зарезервирован
Большие сети получают адреса класса А, средние — класса В,
а маленькие — класса С.
В протоколе IP существует несколько соглашений об особой
интерпретации IP-адресов.
Если весь IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он
обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет; этот
режим используется только в некоторых сообщениях ICMP.
Если в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию
считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети,
что и узел, который отправил пакет.
Если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с
таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам,
находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая
рассылка
называется
ограниченным
широковещательным
сообщением (limited broadcast).
Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то
пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с
заданным номером сети. Например, пакет с адресом 192.190.21.255
доставляется всем узлам сети 192.190.21.0. Такая рассылка
называется широковещательным сообщением (broadcast).
При адресации необходимо учитывать те ограничения,
которые вносятся особым назначением некоторых IP-адресов. Так,
ни номер сети, ни номер узла не может состоять только из одних
двоичных единиц или только из одних двоичных нулей. Отсюда
следует, что максимальное количество узлов, приведенное в
таблице для сетей каждого класса, на практике должно быть
34
уменьшено на 2. Например, в сетях класса С под номер узла
отводится 8 бит, которые позволяют задавать 256 номеров: от 0 до
255. Однако на практике максимальное число узлов в сети класса С
не может превышать 254, так как адреса 0 и 255 имеют
специальное назначение. Из этих же соображений следует, что
конечный узел не может иметь адрес типа 98.255.255.255,
поскольку номер узла в этом адресе класса А состоит из одних
двоичных единиц.
Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого
равен 127. Он используется для тестирования программ и
взаимодействия процессов в пределах одной машины. Когда
программа посылает данные по IP-адресу 127.0.0.1, то образуется
как бы «петля». Данные не передаются по сети, а возвращаются
модулям верхнего уровня как только что принятые. Поэтому в
IP-сети
запрещается
присваивать
машинам
IP-адреса,
начинающиеся со 127. Этот адрес имеет название loopback. Можно
отнести адрес 127.0.0.0 ко внутренней сети модуля маршрутизации
узла, а адрес 127.0.0.1 — к адресу этого модуля на внутренней
сети. На самом деле любой адрес сети 127.0.0.0 служит для
обозначения своего модуля маршрутизации, а не только 127.0.0.1,
например 127.0.0.3.
В протоколе IP нет понятия широковещательности в том
смысле, в котором оно используется в протоколах канального
уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены
абсолютно всем узлам. Как ограниченный широковещательный IPадрес, так и широковещательный IP-адрес имеют пределы
распространения в интерсети — они ограничены либо сетью, к
которой принадлежит узел-источник пакета, либо сетью, номер
которой указан в адресе назначения. Поэтому деление сети с
помощью
маршрутизаторов
на
части
локализует
широковещательный шторм пределами одной из составляющих
общую сеть частей просто потому, что нет способа адресовать
пакет одновременно всем узлам всех сетей составной сети.
35
Уже упоминавшаяся форма группового IP-адреса – multicast –
означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу
нескольким узлам, которые образуют группу с номером,
указанным в поле адреса. Узлы сами идентифицируют себя, то есть
определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел
может входить в несколько групп. Члены какой-либо группы
multicast не обязательно должны принадлежать одной сети. В
общем случае они могут распределяться по совершенно различным
сетям, находящимся друг от друга на произвольном количестве
хопов. Групповой адрес не делится на поля номера сети и узла и
обрабатывается маршрутизатором особым образом.
Основное назначение multicast-адресов — распространение
информации по схеме «один-ко-многим». Хост, который хочет
передавать одну и ту же информацию многим абонентам, с
помощью специального протокола IGMP (Internet Group
Management Protocol) сообщает о создании в сети новой
мультивещательной
группы
с
определенным
адресом.
Машрутизаторы,
поддерживающие
мультивещательность,
распространяют информацию о создании новой группы в сетях,
подключенных к портам этого маршрутизатора. Хосты, которые
хотят присоединиться к вновь создаваемой мультивещательной
группе, сообщают об этом своим локальным маршрутизаторам и те
передают эту информацию хосту, инициатору создания новой
группы.
Чтобы маршрутизаторы могли автоматически распространять
пакеты с адресом multicast по составной сети, необходимо
использовать в конечных маршрутизаторах модифицированные
протоколы обмена маршрутной информацией, такие как, например,
MOSPF (Multicast OSPF, аналог OSPF).
Групповая адресация предназначена для экономичного
распространения в Internet или большой корпоративной сети
аудио- или видеопрограмм, предназначенных сразу большой
аудитории слушателей или зрителей. Если такие средства найдут
широкое применение (сейчас они представляют в основном
36
небольшие экспериментальные островки в общем Internet), то
Internet сможет создать серьезную конкуренцию радио и
телевидению.
Традиционная схема деления IP-адреса на номер сети и номер
узла основана на понятии класса, который определяется
значениями нескольких первых бит адреса. Именно потому, что
первый байт адреса 185.23.44.206 попадает в диапазон 128-191, мы
можем сказать, что этот адрес относится к классу В, а значит,
номером сети являются первые два байта, дополненные двумя
нулевыми байтами — 185.23.0.0, а номером узла — 0.0.44.206.
А что если использовать какой-либо другой признак, с
помощью которого можно было бы более гибко устанавливать
границу между номером сети и номером узла? В качестве такого
признака сейчас получили широкое распространение маски.
Маска – это число, которое используется в паре с IP-адресом;
двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые
должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети. Поскольку
номер сети является цельной частью адреса, единицы в маске
также должны представлять непрерывную последовательность.
Для стандартных классов сетей маски имеют следующие
значения:
- класс А – 11111111. 00000000. 00000000. 00000000
(255.0.0.0);
- класс В – 11111111.11111111.00000000. 00000000
(255.255.0.0);
- класс С – 11111111.11111111.11111111.00000000
(255.255.255.0).
Для записи масок используются и другие форматы, например,
удобно интерпретировать значение маски, записанной в
шестнадцатеричном коде: FF.FF.00.00 - маска для адресов класса
В. Часто встречается и такое обозначение 185.23.44.206/16 - эта
запись говорит о том, что маска для этого адреса содержит 16
единиц или что в указанном IP-адресе под номер сети отведено 16
двоичных разрядов.
37
Снабжая каждый IP-адрес маской, можно отказаться от
понятий классов адресов и сделать более гибкой систему
адресации. Например, если рассмотренный выше адрес
185.23.44.206 ассоциировать с маской 255.255.255.0, то номером
сети будет 185.23.44.0, а не 185.23.0.0, как это определено
системой классов.
В масках количество единиц в последовательности,
определяющей границу номера сети, не обязательно должно быть
кратным 8, чтобы повторять деление адреса на байты. Пусть,
например, для IP-адреса 129.64.134.5 указана маска 255.255.128.0,
то есть в двоичном виде:
- IP-адрес 129.64.134.5 - 10000001. 01000000. 10000110.
00000101;
- Маска
255.255.128.011111111.
11111111.
10000000.00000000.
Если игнорировать маску, то в соответствии с системой
классов адрес 129.64.134.5 относится к классу В, а значит, номером
сети являются первые 2 байта — 129.64.0.0, а номером узла —
0.0.134.5.
Если же использовать для определения границы номера сети
маску, то 17 последовательных единиц в маске, «наложенные» на
IP-адрес, определяют в качестве номера сети в двоичном
выражении число:
- 10000001. 01000000. 10000000. 00000000 или в десятичной
форме записи — номер сети 129.64.128.0, а номер узла 0.0.6.5.
Механизм масок широко распространен в IP-маршрутизации,
причем маски могут использоваться для самых разных целей. С их
помощью администратор может структурировать свою сеть, не
требуя от поставщика услуг дополнительных номеров сетей. На
основе этого же механизма поставщики услуг могут объединять
адресные пространства нескольких сетей путем введения так
называемых «префиксов» с целью уменьшения объема таблиц
маршрутизации и повышения за счет этого производительности
маршрутизаторов.
38
Алгоритм маршрутизации усложняется, когда в систему
адресации узлов вносятся дополнительные элементы — маски. В
чем же причина отказа от хорошо себя зарекомендовавшего в
течение многих лет метода адресации, основанного на классах?
Таких причин несколько, и одна из них — потребность в
структуризации сетей.
Часто администраторы сетей испытывают неудобства из-за
того, что количество централизованно выделенных им номеров
сетей недостаточно для того, чтобы структурировать сеть
надлежащим образом, например разместить все слабо
взаимодействующие компьютеры по разным сетям. В такой
ситуации возможны два пути. Первый из них связан с получением
от InterNIC или поставщика услуг Internet дополнительных
номеров сетей. Второй способ, употребляющийся чаще, связан с
использованием технологии масок, которая позволяет разделять
одну сеть на несколько сетей.
Допустим, администратор получил в свое распоряжение адрес
класса В 129.44.0.0. Он может организовать сеть с большим числом
узлов, номера которых он может брать из диапазона 0.0.0.10.0.255.254 (с учетом того, что адреса из одних нулей и одних
единиц имеют специальное назначение и не годятся для адресации
узлов). Однако ему не нужна одна большая неструктурированная
сеть, производственная необходимость диктует администратору
другое решение, в соответствии с которым сеть должна быть
разделена на три отдельных подсети, при этом трафик в каждой
подсети должен быть надежно локализован. Это позволит легче
диагностировать сеть и проводить в каждой из подсетей особую
политику безопасности.
Посмотрим, как решается эта проблема путем использования
механизма масок.
Итак, номер сети, который администратор получил от
поставщика услуг, — 129.44.0.0 (10000001. 00101100. 00000000.
00000000). В качестве маски было выбрано значение 255.255.192.0
(11111111. 11111111. 11000000. 00000000). После наложения маски
39
на этот адрес число разрядов, интерпретируемых как номер сети,
увеличилось с 16 (стандартная длина поля номера сети для класса
В) до 18 (число единиц в маске), то есть администратор получил
возможность использовать для нумерации подсетей два
дополнительных бита. Это позволяет ему сделать из одного,
централизованно заданного ему номера сети, четыре:
- 129.44.0.0
(10000001. 00101100. 00000000. 00000000);
- 129.44.64.0 (10000001. 00101100. 01000000. 00000000);
- 129.44.128.0 (10000001. 00101100. 10000000. 00000000);
- 129.44.192.0 (10000001. 00101100. 11000000. 00000000).
Два дополнительных последних бита в номере сети часто
интерпретируются как номера подсетей (subnet), и тогда четыре
перечисленных выше подсети имеют номера 0 (00), 1 (01), 2 (10) и
3 (11) соответственно.
Некоторые программные и аппаратные маршрутизаторы не
поддерживают номера подсетей, которые состоят либо только из
одних нулей, либо только из одних единиц. Например, для
некоторых типов оборудования номер сети 129.44.0.0 с маской
255.255.192.0, использованный в нашем примере, окажется
недопустимым, поскольку в этом случае разряды в поле номера
подсети имеют значение 00. По аналогичным соображениям
недопустимым может оказаться и номер сети 129.44.192.0 с тем же
значением маски. Здесь номер подсети состоит только из единиц.
Однако более современные маршрутизаторы свободны от этих
ограничений. Поэтому, принимая решение об использовании
механизма масок, необходимо выяснить характеристики того
оборудования, которым вы располагаете, чтобы соответствующим
образом сконфигурировать маршрутизаторы и компьютеры сети.
В результате использования масок была предложена
следующая схема распределения адресного пространства (рис. 6.3).
Сеть,
получившаяся
в
результате
проведенной
структуризации, показана на рис. 6.4. Весь трафик во внутреннюю
сеть 129.44.0.0, направляемый из внешней сети, поступает через
маршрутизатор Ml. В целях структуризации информационных
40
потоков во внутренней сети установлен дополнительный
маршрутизатор М2.
Все узлы были распределены по трем разным сетям, которым
были присвоены номера 129.44.0.0, 129.44.64.0 и 129.44.128.0 и
маски одинаковой длины — 255.255.192.0. Каждая из вновь
образованных сетей была подключена к соответственно
сконфигурированным портам внутреннего маршрутизатора М2.
Кроме того, еще одна сеть (номер 129.44.192.0, маска
255.255.192.0) была выделена для создания соединения между
внешним и внутренним маршрутизаторами. Особо отметим, что в
этой сети для адресации узлов были заняты всего два адреса
129.44.192.1 (порт маршрутизатора М2) и 129.44.192.2 (порт
маршрутизатора Ml), еще два адреса 129.44.192.0 и 129.44.192.255
являются особыми адресами. Следовательно, огромное число узлов
(214 - 4) в этой подсети никак не используются.
Извне сеть по-прежнему выглядит, как единая сеть класса В, а
на местном уровне это полноценная составная сеть, в которую
входят три отдельные сети. Приходящий общий трафик
разделяется местным маршрутизатором М2 между этими сетями в
соответствии с таблицей маршрутизации. (Заметим, что разделение
большой сети, имеющей один адрес старшего класса, например А
или В, с помощью масок несет в себе еще одно преимущество по
сравнению с использованием нескольких адресов стандартных
классов для сетей меньшего размера, например С. Оно позволяет
скрыть внутреннюю структуру сети предприятия от внешнего
наблюдения и тем повысить ее безопасность).
41
Поле номера сети
класса В
(неизменяемое поле)
129
44
Адресное пространство 2 16
3 байт
2 байт
10000001
00101100
10000001
10000001
00101100
00101100
10000001
№ подсети
1 байт
4 байт
Поле адресов узлов
(адресное пространство)
0 0
000000
00000000
1 1
111111
01
000000
00000000
00101100
00101100
01
1 0
111111
000000
11111111
00000000
10000001
10000001
00101100
00101100
1 0
1 1
111111
000000
11111111
00000000
10000001
00101100
1 1
000000
00000001
10000001
00101100
1 1
000000
00000010
11111111
14
Неиспользованные адреса (2 - 4)
Сеть 129.44.0.0
Маска
255.255.192.0
Диапазон номеров
узлов от 0 до 214
Сеть 129.44.64.0
Маска
255.255.192.0
Диапазон номеров
узлов от 0 до 2 14
Сеть 129.44.128.0
Маска
255.255.192.0
Диапазон номеров
узлов от 0 до 214
Сеть 129.44.192.0
Маска
255.255.192.0
Диапазон номеров
узлов от 0 до 214
10000001
Рис 6.3 – Разделение адресного пространства сети класса В
129.44.0.0 на четыре равные части путем использования
масок одинаковой длины 255.255.192.0
Рассмотрим, как изменяется работа модуля IP, когда
становится необходимым учитывать наличие масок. Во-первых, в
каждой записи таблицы маршрутизации появляется новое поле —
поле маски.
Во-вторых, меняется алгоритм определения маршрута по
таблице маршрутизации. После того как IP-адрес извлекается из
очередного полученного IP-пакета, необходимо определить адрес
следующего маршрутизатора, на который надо передать пакет с
этим адресом. Модуль IP последовательно просматривает все
42
записи таблицы маршрутизации. С каждой записью производятся
следующие действия.
Маска М, содержащаяся в данной записи, накладывается на
IP-адрес узла назначения, извлеченный из пакета.
Полученное в результате число является номером сети
назначения обрабатываемого пакета. Оно сравнивается с номером
сети, который помещен в данной записи таблицы маршрутизации.
Если номера сетей совпадают, то пакет передается
маршрутизатору, адрес которого помещен в соответствующем поле
данной записи.
Теперь рассмотрим этот алгоритм на примере маршрутизации
пакетов в сети, изображенной на рис. 6.4. Все маршрутизаторы
внешней сети, встретив пакеты с адресами, начинающимися с
129.44, интерпретируют их как адреса класса В и направляют по
маршрутам, ведущим к маршрутизатору Ml. Маршрутизатор Ml в
свою очередь направляет весь входной трафик сети 129.44.0.0 на
маршрутизатор М2, а именно на его порт 129.44.192.1.
Рисунок 6.4 – Маршрутизация с использованием масок
одинаковой длины
43
Маршрутизатор М2 обрабатывает все поступившие на него
пакеты в соответствии с таблицей маршрутизации (табл. 6.5).
Таблица 6.5 – Таблица маршрутизатора М2 в сети с масками
одинаковой длины
Номер сети
Маска
Адрес
следующего
маршрутизатора
Адрес
порта
Расстояние
129.44.0.0
255.255.192.0
129.44.0.1
129.44.0.1
Подключена
129.44.64.0
255.255.192.0
129.44.64.7
129.44.64.7
Подключена
129.44.128.0
255.255.192.0
129.44.128.5
129.44.128.5
Подключена
129.44.192.0
255.255.192.0
129.44.192.1
129.44.192.1
Подключена
0.0.0.0
0.0.0.0
129.44.192.2
129.44.192.1
Подключена
Первые четыре записи в таблице соответствуют внутренним
подсетям,
непосредственно
подключенным
к
портам
маршрутизатора М2.
Запись 0.0.0.0 с маской 0.0.0.0 соответствует маршруту но
умолчанию. Действительно, любой адрес в пришедшем пакете
после наложения на него маски 0.0.0.0 даст адрес сети 0.0.0.0, что
совпадает с адресом, указанным в записи. Маршрутизатор
выполняет сравнение с адресом 0.0.0.0 в последнюю очередь, в том
случае когда пришедший адрес не дал совпадения ни с одной
записью в таблице, отличающейся от 0.0.0.0. Записей с адресом
0.0.0.0 в таблице маршрутизации может быть несколько. В этом
случае маршрутизатор передает пакет по всем таким маршрутам.
Пусть, например, с маршрутизатора Ml на порт 129.44.192.1
маршрутизатора М2 поступает пакет с адресом назначения
29.44.78.200. Модуль IP начинает последовательно просматривать
все строки таблицы, до тех пор пока не найдет совпадения номера
сети в адресе назначения и в строке таблицы. Маска из первой
строки 255.255.192.0 накладывается на адрес 129.44.78.200, в
результате чего получается номер сети 129.44.64.0.
44
В двоичном виде эта операция выглядит следующим образом:
10000001.00101100.01001110.11001000
11111111.11111111.11000000.00000000
------------------------------------10000001.00101100.01000000.00000000
Полученный номер 129.44.64.0 сравнивается с номером сети в
первой строке таблицы 129.44.0.0. Поскольку они не совпадают, то
происходит переход к следующей строке. Теперь извлекается
маска из второй строки (в данном случае она имеет такое же
значение, но в общем случае это совсем не обязательно) и
накладывается на адрес назначения пакета 129.44.78.200. Понятно,
что из-за совпадения длины масок будет получен тот же номер
сети 129.44.64.0. Этот номер совпадает с номером сети во второй
строке таблицы, а значит, найден маршрут для данного пакета —
он должен быть отправлен на порт маршрутизатора 129.44.64.7 в
сеть, непосредственно подключенную к данному маршрутизатору.
Вот еще пример. IP-адрес 129.44.141.15 (10000001 00101100
10001101 00001111), который при использовании классов делится
на номер сети 129.44.0.0 и номер узла 0.0.141.15, теперь, при
использовании маски 255.255.192.0, будет интерпретироваться как
пара: 129.44.128.0 - номер сети, 0.0.13.15 – номер узла.
6.3 Методические указания к выполнению расчетной части
контрольной работы
6.3.1 Рекомендации к выполнению Задания 1
В ходе выполнения задания необходимо осуществить поиск
требуемой информации по нескольким литературным источникам
[1-10] и интернет-ресурсам. Набираемая информация должна
сформировать представление и понимание студентом места
изучаемого в соответствии с полученным заданием вопроса в
соответствующей области знаний и степени актуальности заданной
темы на рынке информационных технологий. Данная информация
приводится в разделе «Введение».
45
С целью определения конечного пользователя изучаемых
элементов информационных технологий и их эффективного
взаимодействия в разделе «Назначение» необходимо разместить
информацию, позволяющую ответить на вопрос: «кому и зачем
нужна данная технология или элемент?» Например: «Локальные
информационные
сети
предназначены
для
построения
распределенных автоматизированных систем с целью организации
информационного обмена между их элементами».
Для обеспечения требуемой функциональной полноты в
разделе «Основные функции и задачи» рекомендуется привести
функции и задачи, используемые в рамках изучаемой технологии
или элемента, которые обеспечивают назначение и цели их
применения.
Для определения эффективной области применения
технологий и оборудования необходимо выделить основные
характеристики оборудования, которые обеспечивают качество
выполняемых функций и задач, достоинства и недостатки
анализируемого оборудования с их конкурентными образцами.
Выявление особенностей и достоинств технологий и оборудования
должно помочь определить области их эффективного применения.
При завершении работы над данным заданием необходимо
основные результаты анализа информации провести в разделе
«Заключение» с участием используемых информационных
источников в разделе «Список литературы».
6.3.2
Рекомендации к выполнению Задания 2
При выполнении задания рекомендуется все проектные
процедуры и расчеты осуществлять в последовательности,
указанной в подразделе 3.2 при перечислении задач, подлежащих
решению. Целесообразно после приведения схемы сегмента
локальной сети рассчитать общую длину сети и сравнить
полученное значение с допустимой длиной. При этом необходимо
пользоваться сведениями из теории, приведенными в пункте 6.2.1
методических указаний и примера выполнения задания
(Приложение Б). Рассчитывая значение времени двойного оборота
46
PDV при передаче данных от узла А к узлу В, нужно обратить
внимание на необходимость обратного расчета PDV при передаче
информации от узла В к узлу А только в случае различных типов
физического сегмента для начального (левого) и конечного
(правого) сегментов.
6.3.3
Рекомендации к выполнению Задания 3
К выполнению задания рекомендуется приступать после
ознакомления с теоретическими сведениями из пункта 6.2.2
данных методических указаний и с примером решения задания в
Приложении В.
Особое внимание на правильность определения класса сети,
от чего, соответственно, зависит и правильность определения
количества подсетей и сетевых устройств в них. При этом нужно
помнить, что в общее количество адресов сетевых устройств не
включаются
зарезервированные
адреса
с
нулевыми
и
широковещательными адресами в подсетях. Необходимо также
разделять понятия сетевого адреса и IP-адреса сетевого устройства.
Обязательным является одновременное приведение адреса в
десятичном и двоичном виде, как для сетевых и IP-адресов, так и
для широковещательных
47
7 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
7.1 Текстовая часть контрольной работы должна быть
напечатана четким машинописным или машинным способом на
одной стороне листа белой бумаги формата А4 с полями: верхнее,
левое и нижнее – не меньше 20 мм, правое – не меньше 10 мм.
Допускается использование листов формата А3, когда это
необходимо. Машинописным способом текст печатают через
полтора интервала; машинным – из расчета не более 40 строк на
странице с высотой букв и цифр не менее 1,8 мм, каждая строка –
не более 60 знаков с учетом пропусков между словами.
При машинописном способе текст печатают в соответствии с
требованиями стандарта на выполнение документов с
использованием печатающих и графических устройств вывода
ЭВМ.
7.2 Контрольная работа компонуется в следующем порядке:
титульный лист, содержание, перечень сокращений, задание и
расчетная часть для каждого из двух контрольных заданий, список
литературы, приложения.
7.3 Страницы контрольной работы следует нумеровать
арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему
тексту работы. Номер страницы проставляют в правом верхнем
углу страницы без точки в конце. Нумерация текста начинается со
второй страницы.
Титульный лист включают в общую нумерацию страниц
работы. Номер страницы на титульном листе не проставляют.
Иллюстрации и таблицы, расположенные на отдельных
страницах, включают в общую нумерацию страниц контрольной
работы.
48
7.4 Суть работы излагают, разделяя материал на разделы.
Разделы могут делиться на пункты или на подразделы и пункты.
Пункты, если это необходимо, разделяют на подпункты. Каждый
пункт и подпункт должен содержать законченную информацию.
7.5 Разделы, подразделы, пункты, подпункты следует
нумеровать арабскими цифрами.
Разделы работы должны иметь порядковую нумерацию в
пределах изложения сути работы и обозначаться арабскими
цифрами без точки, например, 1, 2, 3 и т.д.
Подразделы должны иметь порядковую нумерацию в
пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номера
раздела и порядкового номера подраздела, отделенного точкой.
После номера подраздела точку не ставят, например, 1.1, 1.2, 1.3 и
т.д.
Пункты должны иметь порядковую нумерацию в пределах
каждого раздела или подраздела. Номер пункта состоит из номера
раздела и порядкового номера пункта, или из номера раздела,
порядкового номера подраздела и порядкового номера пункта,
разделенных точкой. После номера пункта точку не ставят,
например, 1.1, 1.2 или 1.1.1, 1.1.2 и т.д.
Если текст подразделяют только на пункты, их следует
нумеровать, за исключением приложений, порядковыми номерами.
Структурные элементы “СОДЕРЖАНИЕ”, «ПЕРЕЧЕНЬ
СОКРАЩЕНИЙ», “СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ” не нумеруют, а их
наименования служат заголовками структурных элементов.
7.6 Иллюстрации (чертежи, рисунки, графики, схемы,
диаграммы, фотоснимки) следует располагать в работе
непосредственно после текста, в котором они упоминаются
впервые, или на следующей странице. На все иллюстрации должны
быть даны ссылки.
Иллюстрации должны иметь название, которое помещают
под иллюстрацией.
При
необходимости
под
иллюстрацией
помещают
поясняющие данные (подрисуночный текст).
49
Иллюстрация обозначается словом “Рисунок – “, которое
вместе с названием иллюстрации помещают после поясняющих
данных, например, “Рисунок 3.1 – Схема размещения”.
Иллюстрации следует нумеровать арабскими цифрами
порядковой нумерацией в пределах раздела, за исключением
иллюстраций, приводимых в приложениях.
Номер иллюстрации состоит из номера раздела и порядкового
номера иллюстрации, разделенных точкой, например, рисунок 3.2
– второй рисунок третьего раздела.
Если иллюстрация не помещается на одной странице, можно
перенести ее на другие страницы и под ней отметить «Рисунок 3.1,
лист 2».
7.7 Список источников, на которые ссылаются в расчетной
части работы, должен быть приведен в конце текста контрольной
работы, начиная с новой страницы. В соответствующих местах
текста должны быть ссылки.
Библиографические описания в перечне ссылок приводят в
порядке, в котором они впервые упоминаются в тексте.
Порядковые номера описаний в перечне являются ссылками в
тексте (номерные ссылки).
7.8 Ошибки, описки и графические неточности допускается
исправлять подчисткой или закрашиванием белой краской и
нанесением на том же месте или между строками исправленного
изображения машинописным способом или от руки. Исправленное
должно быть черного цвета.
7.9 Разделы и подразделы должны иметь заголовки. Пункты
и подпункты могут иметь заголовки.
Заголовки структурных элементов работы и заголовки
разделов следует располагать в середине строки и печатать
прописными буквами без точки в конце, не подчеркивая.
Заголовки подразделов, пунктов и подпунктов работы
следует начинать с абзацного отступа и печатать строчными
буквами, кроме первой прописной, не подчеркивая, без точки в
конце.
50
Абзацный отступ должен быть одинаковым по всему тексту
работы и равным пяти знакам.
Если заголовок состоит из двух или более предложений, их
разделяют точкой. Переносы слов в заголовке текста не
допускаются.
Заголовки отделяются от текста сверху тремя интервалами.
Расстояние между заголовком и последующим или
предыдущим текстом должно быть:
- при машинописном способе – не менее трех интервалов;
- при машинном способе – не менее двух строк.
Расстояние между основаниями строк заголовка, а также
между двумя заголовками принимают таким же, как в тексте.
Не
допускается
размещать
наименование
раздела,
подраздела, а также пункта и подпункта в нижней части страницы,
если после него расположена только одна строка текста.
7.10 Цифровой материал, как правило, оформляют в виде
таблиц в соответствии с рисунком 7.1:
Таблица
номер
название таблицы
Заголовки граф
Головка
Подзаголовки
граф
Строки
(горизонтальные
ряды)
Боковик
(графа для
заголовков
Графы (колонки)
строк)
Рисунок 7.1 – Пример оформления таблицы
51
Таблицу следует располагать непосредственно после текста, в
котором она упоминается впервые, или на следующей странице.
На все таблицы должны быть ссылки в тексте работы.
Таблицы следует нумеровать арабскими цифрами порядковой
нумерацией в пределах раздела, за исключением таблиц,
приводимых в приложениях.
Номер таблицы состоит из номера раздела и порядкового
номера таблицы, разделенных точкой, например: «Таблица 2.1 –
Первая таблица второго раздела».
Таблица может иметь название, которое печатают строчными
буквами (кроме первой прописной) и помещают над таблицей.
Название должно быть кратким и отражать содержание таблицы.
Если строки или графы таблицы выходят за формат
страницы, таблицу делят на части, помещая одну часть под другой,
или рядом, или перенося часть таблицы на следующую страницу.
При этом в каждой части таблицы повторяют ее головку и боковик.
Заголовки граф таблицы печатают с прописных букв, а
подзаголовки – со строчных, если они составляют одно
предложение с заголовком.
Подзаголовки, имеющие самостоятельное значение, пишут с
прописной буквы. В конце заголовков и подзаголовков таблиц
точки не ставят. Заголовки и подзаголовки граф указывают в
единственном числе.
7.11 Перечисления, при необходимости, могут быть
приведены внутри пунктов или подпунктов. Перед перечислением
ставят двоеточие.
Перед каждой позицией перечисления следует ставить
строчную букву украинского алфавита со скобкой, или, не нумеруя
– дефис (первый уровень детализации).
Для дальнейшей детализации перечисления следует
использовать арабские цифры со скобкой (второй уровень
детализации).
52
Пример:
“а) форма и размер клеток;
б) живое содержимое клеток:
части клеток;
неживые включения протопластов;
в) образование ткани.”
Перечисление первого уровня детализации печатают
строчными буквами с абзацного отступа, второго уровня – с
отступом относительно месторасположения перечислений первого
уровня.
7.12 Формулы и уравнения располагают непосредственно
после текста, в котором они упоминаются, посередине страницы.
Выше и ниже каждой формулы или уравнения должно быть
оставлено не более одной свободной строки.
Формулы и уравнения в работе (за исключением формул и
уравнений, приведенных в приложении) следует нумеровать
порядковой нумерацией в пределах раздела.
Номер формулы или уравнения состоит из номера раздела и
порядкового номера формулы или уравнения, разделенных точкой,
например, формула (1.3) – третья формула первого раздела.
Номер формулы или уравнения указывают на уровне
формулы или уравнения в скобках в крайнем правом положении на
строке.
Пояснения значений символов и числовых коэффициентов,
входящих в формулу или уравнение, следует приводить
непосредственно под формулой в той последовательности, в
которой они даны в формуле или уравнении.
Пояснения значений каждого символа и числового
коэффициента следует давать с новой строки. Первую строку
пояснения начинают с абзаца словом “где” без двоеточия.
53
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Джеймс Ф. Куроуз, Кит В. Росс. Компьютерные сети. – СПб.:
Питер, 2004. – 765 с.
2. Компьютерные сети. – 4-е изд. / Э. Танненбаум. – СПб.: Питер,
2005. – 992 с.
3. Дж. Уолрэнд. Телекоммуникационные компьютерные сети.
Вводный курс. – М.: Постмаркет, 2001. – 480 с.
4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы,
технологии, протоколы. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.
5. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей: Энциклопедия.
– СПб.: Питер, 2001. – 576 с.
6. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Локальные сети:
архитектура, алгоритмы, проектирование. – М.: Издательство
ЭКОМ, 2000. – 312 с.
7. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей: Энциклопедия.
– СПб.: Питер, 2000. – 704 с.
8. Стандарты по локальным вычислительным сетям. Справочник
/ В.К. Щербо, В.М. Киреичев, С.И. Самойленко / Под ред.
С.И. Самойленко. – М.: Радио и связь, 1990. – 304 с.
9. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы,
технологии, протоколы: Учебник для вузов. – 3-е изд. – СПб.:
Питер, 2006. – 958 с.
10. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Новые технологии и оборудование
IP-сетей. – СПб.: БХВ – Петербург, 2001. – 512 с.
1.
54
Приложение А
(обязательное)
Таблица А.1 - Перечень тем для выполнения Задания 1
Номер
варианта
1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Название темы
2
Технология Fast Ethernet
Технология Radio-Ethernet
Технология Gigabit Ethernet
Технология Arcnet
Технология Token Ring
Технология FDDI
Технология 100VG-AnyLAN
Технология АТМ
Технология виртуальных сетей
Технология глобальных сетей
Протоколы семейства TCP/IP
Протоколы семейства IPX/SPX
Оборудование локальных вычислительных сетей
Построение локальных вычислительных сетей на
основе коммутаторов
Построение информационно-вычислительных сетей
на основе маршрутизаторов
Сегментирование информационно-вычислительной
сети
Протоколы маршрутизации
Организация интрасети предприятия
Сетевые операционные системы Unix
55
Продолжение таблицы А. 1 - Перечень тем для выполнения Задания 1
Номер
Название темы
варианта
1
2
20.
Сетевые операционные системы Novell Netware
21.
Семейство сетевых операционных систем Windows
Организация и администрирование почтовых
22.
серверов Internet
23.
Защита локальных вычислительных сетей
24.
Управление локальными вычислительными сетями
Управление базами данных в локальных
25.
вычислительных сетях
Организация доступа в Интернет из локальной
26.
вычислительной сети
27.
Создание содержимого WEB-узлов
28.
Физическая структуризация локальной сети
29.
Логическая структуризация локальной сети
30.
IP-телефония
Таблица А.2 – Исходные данные для выполнения Задания 2
№
варта
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
L1,
м
2
30
30
80
230
250
240
30
400
130
110
30
230
130
230
30
30
80
230
2
тип
3
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-T
10Base-5
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-2
10Base-T
10Base-2
10Base-T
10Base-2
10Base-T
10Base-2
L2,
м
4
100
100
700
170
150
400
100
100
80
70
100
100
90
120
100
100
700
170
3
тип
5
10Base-T
10Base-T
10Base-5
10Base-2
10Base-Т
10Base-5
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-Т
10Base-Т
10Base-T
10Base-2
10Base-T
10Base-5
10Base-2
L3,
м
6
250
150
200
650
150
250
150
200
250
150
150
250
150
200
250
150
200
650
тип
7
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-5
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-Т
10Base-2
10Base-Т
10Base-5
Номер, длина и тип сегмента
4
5
L4,
L5,
тип
тип
м
м
8
9
10
11
400 10Base-5 500 10Base-FB
400 10Base-5 500 10Base-FB
600 10Base-5 1500 10Base-FB
500 10Base-5 2500 10Base-FL
200 10Base-2 1500 10Base-FB
600 10Base-5 2500 10Base-FB
400 10Base-5 500 10Base-FB
400 10Base-5 1500 10Base-FB
400 10Base-5 200 10Base-2
400 10Base-5 800 10Base-FB
400 10Base-5 500 10Base-FB
600 10Base-5 1500 10Base-FB
400 10Base-5 500 10Base-FB
600 10Base-5 1500 10Base-FB
400 10Base-5 500 10Base-2
400 10Base-5 300 10Base-2
600 10Base-5 250 10Base-2
100 10Base-T 150 10Base-T
6
L6,
м
12
1500
1500
2500
1500
600
500
1500
2000
1500
1500
1500
600
1500
2000
-
7
тип
13
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FB
10Base-5
10Base-5
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
-
L7,
м
14
70
70
70
120
70
70
70
120
70
120
70
70
70
70
-
8
тип
15
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
-
L8,
м
16
300
100
200
130
100
100
100
200
200
200
100
120
100
600
-
тип
17
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-Т
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-T
10Base-2
10Base-5
-
56
Продолжение таблицы А. 2 - Исходные данные для выполнения Задания 2
№
варта
1
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
L1,
м
2
250
240
30
230
240
400
130
230
400
30
80
230
2
тип
3
10Base-Т
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-5
10Base-T
10Base-2
10Base-5
10Base-T
10Base-T
10Base-2
L2,
м
4
150
400
100
80
100
170
70
90
100
80
100
100
3
тип
5
10Base-Т
10Base-5
10Base-2
10Base-T
10Base-T
10Base-2
10Base-T
10Base-Т
10Base-2
10Base-T
10Base-2
10Base-T
L3,
м
6
150
250
150
650
150
200
150
250
200
150
150
200
тип
7
10Base-2
10Base-Т
10Base-Т
10Base-5
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-Т
10Base-2
10Base-2
10Base-2
10Base-2
Номер, длина и тип сегмента
4
5
L4,
L5,
тип
тип
м
м
8
9
10
11
200 10Base-2 500 10Base-5
600 10Base-5 150 10Base-Т
250 10Base-2 500 10Base-5
400 10Base-5 200 10Base-2
600 10Base-5 800 10Base-FB
400 10Base-5 1500 10Base-FB
600 10Base-5 500 10Base-FB
400 10Base-5 500 10Base-2
400 10Base-5 300 10Base-2
400 10Base-5 500 10Base-FB
400 10Base-5 500 10Base-2
400 10Base-5 800 10Base-FB
6
L6,
м
12
1500
1500
500
1500
1500
2000
600
1500
1500
7
тип
13
10Base-FB
10Base-FB
10Base-5
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
10Base-FL
L7,
м
14
70
120
120
70
70
70
120
70
70
8
тип
15
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
10Base-T
L8,
м
16
300
200
100
200
120
600
100
100
100
тип
17
10Base-2
10Base-2
10Base-Т
10Base-2
10Base-T
10Base-5
10Base-2
10Base-2
10Base-Т
58
Таблица А.3 – Исходные данные для выполнения Задания 3
Задача 1
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Сетевой
номер
2
204.25.12.0
200.43.14.0
210.54.34.0
222.18.4.0
195.45.1.0
203.31.11.0
204.33.14.0
203.43.5.0
200.40.2.0
210.41.17.0
201.23.21.0
204.33.2.0
196.37.3.0
201.43.12.0
201.34.19.0
201.17.5.0
203.47.12.0
205.42.18.0
200.43.1.0
202.43.34.0
201.43.12.0
198.43.15.0
201.43.12.0
200.25.15.0
210.22.14.0
200.19.26.0
Кол-во
устройств
в подсети
3
60
20
40
10
15
35
50
30
50
15
22
16
60
24
35
12
40
12
24
28
20
28
12
40
30
54
Задача 2
Сетевой
номер
Кол-во
подсетей
4
203.45.31.0
199.34.12.0
216.52.4.0
207.54.23.0
203.14.6.0
198.26.8.0
219.15.12.0
209.11.7.0
209.22.12.0
221.55.43.0
205.55.11.0
195.17.1.0
219.43.7.0
217.44.22.0
199.55.3.0
197.54.35.0
193.54.14.0
197.54.21.0
219.54.23.0
198.54.21.0
210.24.17.0
219.54.36.0
214.43.18.0
204.54.32.0
205.54.12.0
214.18.10.0
5
6
16
11
30
32
16
5
15
28
31
12
7
25
14
15
16
26
10
16
16
16
6
15
16
12
29
59
Продолжение таблицы А. 3 - Исходные данные для выполнения Задания 3
№
п/п
1
27
28
29
30
Задача 1
Сетевой
номер
2
196.7.32.0
208.1.9.0
207.16.5.0
198.35.6.0
Кол-во
устройств
в подсети
3
39
35
13
41
Задача 2
Сетевой
номер
Кол-во
подсетей
4
193.62.29.0
218.31.5.0
197.20.32.0
201.22.11.0
5
17
20
15
9
60
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ 2
2.1 Задание
Количество сегментов: 8.
Физический сегмент 1: длина – 100 м; тип сегмента – 10Base-Т.
Физический сегмент 2: длина – 100 м; тип сегмента – 10Base-2.
Физический сегмент 3: длина – 250 м; тип сегмента – 10Base-2.
Физический сегмент 4: длина – 400 м; тип сегмента – 10Base-5.
Физический сегмент 5: длина – 2000 м; тип сегмента – 10Base-FB.
Физический сегмент 6: длина – 400 м; тип сегмента – 10Base-5.
Физический сегмент 7: длина – 150 м; тип сегмента – 10Base-Т.
Физический сегмент 8: длина – 200 м; тип сегмента – 10Base-5.
Необходимо:
- привести схему сегмента локальной сети с учетом
концентраторов и указанных в задании чисел, длин и типов
физических сегментов, расположенных между узлами А и В;
- рассчитать время двойного оборота PDV и сокращение
межкадрового интервала PVV для заданного количества
физических сегментов сети, с учетом их длин и типов
спецификации среды передачи данных;
- рачет PDV осуществить для двух вариантов передачи
данных: от узла А к узлу В, и наоборот;
- по результатам расчета PDV и PVV дать заключение о
работоспособности как заданного сегмента, так и локальной сети в
целом при обмене информацией между узлами А и В;
- при
отрицательном
заключении
предложить
рекомендации по обеспечению работоспособности сегмента сети.
61
2.2 Решение
Определяем общую длину сети
100+100+250+400+2000+400+150+200 = 3600 м.
Проверим работоспособность данной сети, определив
PDV и PVV.
Рассчитаем удвоенную задержку распространения сигнала
(PDV) между наиболее удалёнными участками сети.
Левый сегмент 10Base-Т: 15,3+100∙0,113 = 26,6
Промежуточный сегмент 10Base-2: 46,5+100∙0,1026 = 56,76
Промежуточный сегмент 10Base-2: 46,5+250∙0,1026 = 72,15
Промежуточный сегмент 10Base-5: 46,5+400∙0,0866 = 81,14
Промежуточный сегмент 10Base-FB: 24+2000∙0,1 = 224
Промежуточный сегмент 10Base - 5: 46,5+400∙0,0866 = 81,14
Промежуточный сегмент 10Base-T: 42+150∙0,113 = 58,95
Правый сегмент 10Base-5: 169,5+200∙0,0866 = 186,82
PDV = 26,6+56,76+72,15+81,14+224+81,14+58,95+186,82=787,56.
62
Сегмент 4
Концентратор 3
Сегмент 3
400 м
10Base-5
250 м
10Base-2
Концентратор 2
Сегмент 2
100 м
10Base-2
Концентратор 1
Сегмент 1
100 м
10Base-Т
Узел А
Концентратор 4
Сегмент 5
2000 м
10Base-FB
Концентратор 5
Сегмент 6
400 м
10Base-5
Концентратор 6
Сегмент 7
150 м
10Base-Т
Концентратор 7
Сегмент
Сегмент
8
1
200 м
10Base-5
Узел В
Рисунок 2.1 – Предлагаемая структура сети
Так как крайние сегменты в нашей сети разные, то
необходимо провести второй расчёт. Поменяем местами левый и
правый сегменты.
63
Тогда
Левый сегмент 10Base-5: 11,8+200∙0,0866 = 29,12
Правый сегмент 10Base-Т: 165+100∙0,113= 176,3
PDV = 29,12+56,76+72,15+81,14+224+81,14+58,95+176,3= 779,56.
Так как значения PDV для двух случаев различны, то
принимается большее значение, то есть PDV = 787,56.
Рассчитаем суммарную величину уменьшения межкадрового
интервала PVV.
Передающий сегмент 10Base-Т:
10,5
Промежуточный сегмент 10Base-2:
11
Промежуточный сегмент 10Base-2:
11
Промежуточный сегмент 10Base-5:
11
Промежуточный сегмент 10Base- FB:
2
Промежуточный сегмент 10Base -5:
11
Промежуточный сегмент 10Base-T:
8
PVV = 10,5+11+11+11+2+11+8 = 64,5.
Вывод: сопоставив длины сегментов в заданной сети с
табличными данными выяснили, что длины сегментов 3 (10Base-2)
и 7 (10Base-Т) не соответствуют максимально допустимым по
стандарту.
Общая длина сети 3600 м превышает максимально
допустимую длину (2500 м).
Так как значение PDV=787,56 больше максимально
допустимой величины, равной 575, то эта сеть не является
работоспособной
по
критерию
удвоенной
задержки
распространения сигнала.
Так как значение PVV=64,5 больше предельного значения в
49 битовых интервалов, то по этому параметру сеть также не
соответствует стандарту.
Для того, чтобы привести сеть к стандарту по длине
сегментов, можно заменить сегменты 3 (10Base-2) и 7 (10Base-Т)
на сегменты типа 10Base-5 (максимальная длина до 500 м).
64
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ 3
3.1 Задание для задачи 1
Для предприятия при создании локальной сети с сетевым
адресом 215.52.8.0 необходимо:
- разделить сеть на подсети, каждая из которых должна
поддерживать 32 сетевых устройства;
- определить маску подсетей;
- привести номера подсетей;
- сформировать номера и IP-адреса сетевых устройств;
- указать широковещательные адреса для каждой подсети.
3.2 Решение задачи 1
Так как первый байт номера сети равен 215, то сеть относится
к классу С. Зная, что организация получила сеть класса С и ей
необходимо сформировать несколько подсетей с количеством
хостов 32, на первом шаге определим количество бит, требуемых
для определения необходимых 32 хостов.
n = log2 32 = 5.
Однако адреса, у которых все биты равны нулю или единице,
являются зарезервированными, так что общее число адресов хостов
в каждой подсети становится равным 30 (25–2=30), что нас, исходя
из начального условия, не устраивает. Число бит, требуемых для
определения необходимых 32 хостов, будет определено
следующим образом:
n = log2 (32+2) = 6.
То есть для выделения подсетей будут использованы
оставшиеся 2 бита из выделенного адреса.
65
В сетях класса С для задания номера сети отводится 3 первых
байта, для задания адреса устройства отводится 1 байт. Таким
образом, стандартная маска сети в двоичной записи:
11111111.11111111.11111111.00000000.
Десятичная запись маски сети: 255.255.255.0.
Запишем маску сети с учётом формирования 32 устройств. В
двоичном виде:
11111111.11111111.11111111.11000000.
В десятичном виде:
255.255.255.192.
Определим номера подсетей 215.52.8.0.
Десятичная запись
215.52.8.0
215.52.8.64
215.52.8.128
215.52.8.192
Последний байт
(двоичная запись)
00000000
01000000
10000000
11000000
Всего возможно 4 подсети.
Определим адреса сетевых устройств и широковещательные
адреса для каждой из подсетей. Для #0 подсети 215.52.8.0.
Десятичная запись
215.52.8.1
215.52.8.2
215.52.8.3
215.52.8.4
215.52.8.5
215.52.8.6
215.52.8.7
215.52.8.8
215.52.8.9
215.52.8.10
215.52.8.11
215.52.8.12
Последний байт
(двоичная запись)
00000001
00000010
00000011
00000100
00000101
00000110
00000111
00001000
00001001
00001010
00001011
00001100
66
215.52.8.13
215.52.8.14
215.52.8.15
215.52.8.16
215.52.8.17
215.52.8.18
215.52.8.19
215.52.8.20
215.52.8.21
215.52.8.22
215.52.8.23
215.52.8.24
215.52.8.25
215.52.8.26
215.52.8.27
215.52.8.28
215.52.8.29
215.52.8.30
215.52.8.31
215.52.8.32
215.52.8.33
215.52.8.34
215.52.8.35
215.52.8.36
215.52.8.37
215.52.8.38
215.52.8.39
215.52.8.40
215.52.8.41
215.52.8.42
215.52.8.43
215.52.8.44
215.52.8.45
215.52.8.46
215.52.8.47
215.52.8.48
00001101
00001110
00001111
00010000
00010001
00010010
00010011
00010100
00010101
00010110
00010111
00011000
00011001
00011010
00011011
00011100
00011101
00011110
00011111
00100000
00100001
00100010
00100011
00100100
00100101
00100110
00100111
00101000
00101001
00101010
00101011
00101100
00101101
00101110
00101111
00110000
67
215.52.8.49
215.52.8.50
215.52.8.51
215.52.8.52
215.52.8.53
215.52.8.54
215.52.8.55
215.52.8.56
215.52.8.57
215.52.8.58
215.52.8.59
215.52.8.60
215.52.8.61
215.52.8.62
00110001
00110010
00110011
00110100
00110101
00110110
00110111
00111000
00111001
00111010
00111011
00111100
00111101
00111110
215.52.8.63 (00111111) ─ широковещательный
для #0 подсети.
Адреса устройств для #1 подсети 215.52.8.64:
Последний байт
(двоичная запись)
01000001
01000010
01000011
….
01111110
Десятичная запись
215.52.8.65
215.52.8.66
215.52.8.67
…..
215.52.8.126
215.52.8.127
для #1 подсети.
(01111111)
адрес
─
широковещательный
адрес
68
Адреса устройств для #2 подсети 215.52.8.128:
Последний байт
(двоичная запись)
10000001
10000010
10000011
….
10111110
Десятичная запись
215.52.8.129
215.52.8.130
215.52.8.131
…..
215.52.8.190
215.52.8.191 (10111111) ─ широковещательный адрес для #2
подсети.
Адреса устройств для #3 подсети 215.52.8.192:
Последний байт
(двоичная запись)
11000001
11000010
….
11111110
Десятичная запись
215.52.8.193
215.52.8.194
…..
215.52.8.254
215.52.8.255
для #3 подсети.
(11111111)
─
широковещательный
адрес
3.4 Задание для задачи 2
Для предприятия при создании локальной сети с сетевым
адресом 209.42.21.0 необходимо:
- сформировать три подсети;
- привести номера подсетей;
- сформировать номера и IP-адреса сетевых устройств;
- указать широковещательные адреса для каждой подсети.
69
3.5 Решение задачи 2
Количество разрядов для задания номера подсети:
n=[log2 3]= 2.
Маска сети: 255.255.255.0 ─ десятичная запись;
1111 1111.1111 1111.1111 1111.00 000000 ─ двоичная запись.
Запишем маску сети с учётом 3 подсетей: 255.255.255.192 ─
десятичная запись, 1111 1111.1111 1111.1111 1111.11 000000 ─
двоичная запись.
Определим номера подсетей 209.42.21.0:
Последний байт
(двоичная запись)
000000000
010000000
100000000
110000000
Десятичная запись
209.42.21.0
209.42.21.64
209.42.21.128
209.42.21.192
Всего возможно 4 подсети.
Найдем адреса сетевых устройств:
Для #0 подсети 209.42.21.0.
Десятичная запись
209.42.21.1
209.42.21.2
209.42.21.3
……
209.42.21.62
209.42.21.63 (00111111)
для #0 подсети.
─
Последний байт
(двоичная запись)
00000001
00000010
00000011
….
00111110
широковещательный
адрес
70
Адреса сетевых устройств для #1 подсети:
Последний байт
(двоичная запись)
01000001
01000010
01000011
….
01111110
широковещательный
Десятичная запись
209.42.21.65
209.42.21.66
209.42.21.67
……
209.42.21.126
209.42.21.127 (01111111) ─
для #1 подсети.
Адреса сетевых устройств для #2 подсети:
Последний байт
(двоичная запись)
10000001
10000010
10000011
….
10111110
Десятичная запись
209.42.21.129
209.42.21.130
209.42.21.131
……
209.42.21.190
209.42.21.191 (10111111) ─ широковещательный
для #2 подсети.
Адреса сетевых устройств для #3 подсети:
Десятичная запись
209.42.21.193
209.42.21.194
209.42.21.195
……
209.42.21.254
209.42.21.255 (11111111)
для #3 подсети.
адрес
─
Последний байт
(двоичная запись)
11000001
11000010
11000011
….
11111110
широковещательный
адрес
адрес
71
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Определение и назначение локальных сетей. Общие
характеристики и требования к локальным сетям:
производительность, управляемость, совместимость.
2. Принципы маршрутизации в составной сети. Таблицы
маршрутизации.
3. Для спецификации физической среды Ethernet 10Base-5
указать тип кабеля, максимальную длину непрерывных
отрезков кабеля, битовую скорость передачи данных, правило
использования концентраторов для увеличения диаметра сети.
Привести
пример
построения
фрагмента
сети
с
использованием этой спецификации.
4. Логическая топология локальных сетей, методы доступа к
среде передачи.
5. Структура кадров LLC уровня. Назначение полей.
6. Протокол OSPF: определение, функции, алгоритм.
7. Архитектурная модель взаимодействия открытых систем
(OSI). Уровни модели OSI.
8. Типы адресов стека ТСР/IP. Приведите примеры.
9. Назначение различных методов структуризации сети.
Привести пример структуризации сети с помощью
коммутаторов.
10. Аппаратура локальных сетей. Назначение и функции сетевых
адаптеров, трансиверов, концентраторов.
11. Методы доступа к передающей среде в локальных
вычислительных сетях. Передача маркера по кольцу.
12. Методика расчета конфигурации сети Ethernet. Условия
корректной работы сети Ethernet.
1.
72
13. В соответствии с заданным типом кода в линии связи
приведите описание процедуры кодирования, достоинства,
недостатки, области применения, а также временную
диаграмму сигналов для двоичной кодовой комбинации
0001110101.
Код в линии связи – NRZ.
14. Структура IP-пакета. Назначение полей.
15. Оценка производительности сети.
16. Характеристики, достоинства, недостатки и области
применения кабелей на основе витых пар.
17. Методы доступа к передающей среде в локальных
вычислительных сетях. Методы «простая» ALOHA и
«тактированная» ALOHA.
18. Для спецификации физической среды Ethernet 10Base-2
указать тип кабеля, максимальную длину непрерывных
отрезков кабеля, битовую скорость передачи данных, правило
использования концентраторов для увеличения диаметра сети.
Привести
пример
построения
фрагмента
сети
с
использованием этой спецификации.
19. Понятие "открытая система". Протокол. Интерфейс. Стек
протоколов.
20. Формат кадра МАС уровня на примере технологии Ethernet.
21. Назначение различных методов структуризации сети.
Привести пример структуризации сети с помощью
концентраторов.
22. Качественные
характеристики
физических
топологий
локальных сетей "шина", "звезда". Достоинства, недостатки,
сравнительный анализ области применения.
23. Методы доступа к передающей среде в локальных
вычислительных сетях. Метод тактированного доступа.
24. Назначение различных методов структуризации сети.
Привести пример структуризации сети с помощью
маршрутизаторов.
73
25. В соответствии с заданным типом кода в линии связи
приведите описание процедуры кодирования, достоинства,
недостатки, области применения, а также временную
диаграмму сигналов для двоичной кодовой комбинации
0001110101.
Код в линии связи – RZ.
26. Среды передачи информации. Характеристики, достоинства,
недостатки и области применения оптоволоконных кабелей.
27. Функции маршрутизатора.
28. IP-адреса стека протоколов TCP/IP. Классы IP-адресов.
Особые IP-адреса.
29. Методы доступа к передающей среде в локальных
вычислительных сетях. Методы CSMA/CA и CSMA/CD.
30. Назначение различных методов структуризации сети.
Привести пример структуризации сети с помощью мостов.
31. Качественные
характеристики
физических
топологий
локальных сетей "шина", "кольцо". Достоинства, недостатки,
сравнительный анализ области применения.
32. Функции подуровней канального уровня. Протокол LLC
уровня. Типы процедур LLC уровня.
33. Назначение
и
основные
функции
оборудования,
используемого для физической структуризации сетей.
Привести пример построения «пассивной звезды» с
применением всех рассмотренных типов оборудования.
34. Характеристики, достоинства, недостатки и области
применения коаксиальных кабелей.
35. Методы доступа к передающей среде в локальных
вычислительных сетях. Метод вставки регистра.
36. Для спецификации физической среды Ethernet 10Base-Т
указать тип кабеля, максимальную длину непрерывных
отрезков кабеля, битовую скорость передачи данных, правило
использования концентраторов для увеличения диаметра сети.
Привести
пример
построения
фрагмента
сети
с
использованием этой спецификации.
74
37. В соответствии с заданным типом кода в линии связи
приведите описание процедуры кодирования, достоинства,
недостатки, области применения, а также временную
диаграмму сигналов для двоичной кодовой комбинации
0001110101.
Код в линии связи – Манчестер-2.
38. Стандартные стеки коммуникационных протоколов TCP/IP,
IPX/SPX, OSI.
39. Алгоритмы и протоколы маршрутизации.
40. Аппаратура локальных сетей. Назначение и функции
согласующих
терминаторов,
репитеров,
мостов,
маршрутизаторов.
41. Методы доступа к передающей среде в локальных
вычислительных сетях. Передача маркера по шине.
42. Возникновение и распознавание коллизий. Время двойного
оборота. Условие надежного распознавания коллизий.
43. Использование масок в IP-адресации.
44. Структура стека ТСР/IP. Соответствие уровней стека ТСР/IP
модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI.
45. Назначение
и
основные
функции
оборудования,
используемого для логической структуризации сетей.
Привести пример построения сети древовидной структуры
(иерархической звезды) с применением всех рассмотренных
типов оборудования.
46. Качественные
характеристики
физических
топологий
локальных сетей "кольцо", "звезда". Достоинства, недостатки,
сравнительный анализ области применения.
47. Понятие интерсети и её архитектура. Ограничения мостов и
коммутаторов.
48. Описать фрагментацию IP-пакетов при передаче между сетями
с разным максимальным размером пакетов.
75
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. Назовите основные свойства, показатели качества и
характеристики локальных сетей.
2. Перечислить основные отличия локальных сетей от
глобальных.
3. Объясните
разницу
между
масштабируемостью
и
расширяемостью.
4. Дайте определение понятия «топология».
5. Назовите главные недостатки полносвязной топологии, а также
топологий типа общая шина, звезда, кольцо.
6. К какому типу топологии можно отнести структуру,
образованную тремя связанными друг с другом узлами (в виде
треугольника)?
7. К какому типу топологии можно отнести структуру,
образованную четырьмя связанными друг с другом узлами (в
виде квадрата)?
8. К какому типу топологии можно отнести структуру,
образованную тремя последовательно соединенными друг с
другом узлами (последний не связан с первым)?
9. Частным случаем какой топологии является общая шина:
- полносвязная;
- кольцо;
- звезда.
10. Какая из известных топологий обладает повышенной
надежностью?
11. Какой тип топологии наиболее распространен сегодня в
локальных сетях?
12. В чем заключается многозначность понятия топологии?
13. Что такое «открытая система»?
76
14. Дайте определения протокола, интерфейса и архитектуры
локальной сети.
15. Какие из приведенных утверждений вы считаете ошибочными:
- протокол – это программный модуль, решающий задачу
взаимодействия систем;
- протокол – это формализованное описание правил
взаимодействия, включающих последовательность обмена
сообщения и их форматы;
- термины «интерфейс» и «протокол», в сущности, являются
синонимами.
16. Что стандартизирует модель OSI?
17. Перечислите уровни модели OSI.
18. Дайте краткое описание функций физического и канального
уровней модели OSI.
19. Дайте краткое описание функций сетевого уровня модели OSI.
20. Дайте краткое описание функций транспортного, сеансового,
представительского и прикладного уровней модели OSI.
21. Пусть малоизвестная небольшая компания предлагает нужный
вам
продукт
с
характеристиками,
превосходящими
характеристики аналогичных продуктов известных фирм. В
каком из перечисленных вариантов ваши действия можно
считать согласующимися с принципом открытых систем:
- приму предложение, проверив прилагаемую документацию и
убедившись, что в ней указаны характеристики,
превосходящие известные аналоги;
- приму предложение только после того, как проведу
тестирование
и
удостоверюсь,
что
характеристики
действительно лучше;
- в любом случае откажусь в пользу продукта известной
фирмы, так как последняя наверняка следует стандартам, а
значит, будет меньше проблем с совместимостью;
- откажусь от продукта неизвестной компании, так как есть
риск ее исчезновения, а значит, могут быть проблемы с
поддержкой.
77
22. Перечислите основные виды проводных и беспроводных
каналов связи.
23. Приведите основные виды качественных признаков сигнала,
применяемого для электрической передачи по каналу связи.
24. Перечислите преимущества и недостатки основных кодов,
используемых для модуляции сигналов в локальных сетях.
25. Как будет выглядеть манчестерский код следующей двоичной
последовательности: 0001110101?
26. Поясните назначение физической структуризации сети и
перечислите применяемое при этом структурообразующее
оборудование.
27. Сравните случайные и детерминированные методы доступа к
разделяемой среде.
28. Что такое коллизия:
а) ситуация, когда станция, желающая передать пакет,
обнаруживает, что в данный момент другая станция уже
заняла передающую среду;
б) ситуация, когда две рабочие станции одновременно передают
данные в разделяемую передающую среду.
29. Что такое домен коллизий? Являются ли доменами коллизий
фрагменты сети, показанные на рисунке 1?
30. Опишите алгоритм доступа к среде технологии Ethernet.
31. Опишите алгоритм доступа к среде с передачей маркера.
32. В чем состоят функции преамбулы и начального ограничителя
кадра в стандарте Ethernet?
33. Чем объясняется, что минимальный размер кадра в стандарте
10Base-5 выбран равным 64 байт?
34. Поясните смысл каждого поля кадра Ethernet.
35. Какой принцип лежит в основе методов обнаружения и
коррекции ошибок?
Варианты ответов:
- самосинхронизация;
- избыточность;
78
- максимизация отношения мощности сигнала к мощности
помех.
Рисунок 1
36. Предположим,
в
пакете
содержатся
данные
с
последовательностью битов 1010101010101011, и используется
схема с битом четности. Каким будет значение поля
контрольной суммы?
37. В чем отличие логической структуризации сети от физической?
38. Определите функциональное назначение основных типов
коммуникационного
оборудования
–
повторителей,
концентраторов, мостов, коммутаторов, маршрутизаторов.
39. Если все коммуникационные устройства в приведенном на
рис.2 фрагменте сети являются концентраторами, то на каких
портах появится кадр, если его отправил компьютер А
компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру D?
40. Если в предыдущем упражнении считать, что все
коммуникационные устройства являются коммутаторами, то на
каких портах появится кадр, посланный компьютером А
компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру D?
79
41. Если все коммуникационные устройства в фрагменте сети на
рис.2 являются коммутаторами, кроме одного концентратора, к
которому подключены компьютеры А и В, то на каких портах
появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру D?
Рисунок 2
42. Укажите, какие из перечисленных устройств
функционально подобными:
- хаб;
- коммутатор;
- повторитель;
- маршрутизатор;
- мост.
43. Чем отличается мост от коммутатора?
44. Ниже перечислены некоторые сетевые устройства:
- маршрутизатор;
- коммутатор;
- мост;
- повторитель;
- сетевой адаптер;
- концентратор.
являются
80
В каком из этих устройств реализуются функции физического
уровня модели OSI? Канального уровня? Сетевого уровня?
45. Что произойдет, если в сети, построенной на концентраторах,
имеются замкнутые контуры, например, как на рисунке 3?
а) сеть будет работать нормально;
б) кадры не будут доходить до адресата;
в) в сети при передаче любого кадра будет возникать коллизия;
г) произойдет зацикливание кадров.
Рисунок 3
Назовите критерии корректной работы сети Ethernet.
Сформулируйте правило «5-4-3».
Сформулируйте «правило 4-х хабов».
Предположим, два узла одновременно начинают передачу
пакета длиной L по широковещательному каналу со скоростью
R. Обозначим задержку распространения между двумя узлами
как tраспр. Произойдет ли коллизия, если tраспр < L/R ? Почему да
или почему нет?
50. Зачем в технологии Ethernet введен межпакетный
(межкадровый) интервал?
51. Назовите наиболее часто используемые характеристики
производительности сети?
46.
47.
48.
49.
81
52. Как длина кадра влияет на работу сети? Какие проблемы
связаны со слишком длинными кадрами? В чем состоит
неэффективность коротких кадров?
53. Как
коэффициент
использования
влияет
на
производительность сети Ethernet?
54. Какова скорость передачи в локальных Ethernet-сетях? Могут
ли все пользователи локальной сети передавать данные с этой
скоростью?
55. Сеть построена на разделяемой среде с пропускной
способностью 10 Мбит/с и состоит из 100 узлов. С какой
максимальной скоростью могут обмениваться данными два
узла в сети?
82
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(обязательное)
Титульный лист (образец)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАОЧНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОНИКИ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Локальные информационные сети»
Выполнил студент гр. _________
Ф.И.О. студента
Проверил
Ф.И.О. преподавателя
Сумы 2006 г.
83
Учебное издание
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольной работы
по дисциплине
„Локальные информационные сети”
для студентов специальности 7.090803 «Электронные системы»
заочной формы обучения
Составители: Ольга Владимировна Бережная
Владимир Викторович Арбузов
Редактор:
Ответственный за выпуск А.А. Борисенко
План 2004 г., поз.
.
Подп. к печати
. Формат 60х84/16. Усл. печ. л.
Тираж 200 экз. Заказ №
.
Уч.-изд. л.
Себестоимость изд.
. Бесплатно.
.
.
Издательство СумГУ. Р.с. № 34 от 11.04.2000 г.
40007, Сумы, ул. Римского-Корсакова, 2
"Ризоцентр" СумГУ. 40007, Сумы, ул. Римского-Корсакова, 2