Контрольная по Сети ЭВМ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Кафедра ПОУТС
Специальность ПО ВТ и АС
Заочное отделение
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по курсу: «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
Вариант №25
Руководитель:
И. О. Фамилия
Самара 2015
Оглавление
1. ПРАКТИЧЕСКИЙ ВОПРОС .................................................................................... 3
1.1 ............. Назначение локальной сети организации (или домашней ЛВС).
Топология сети ............................................................................................................ 3
1.2Аппаратное и программное обеспечение сети. Сетевые ресурсы и
сетевое окружение. ОС, ПО управления сетью, прикладные программы. ........... 4
1.3Анализ среды передачи данных ................................................................. 6
1.4Производительность сети. Объем сетевого трафика ............................... 6
1.5Подключение к Интернету: тип, оборудование, характеристики. ......... 8
1.6Проблемы функционирования сети организации. ................................... 9
1.7Перспективы развития сети. ....................................................................... 9
2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ............................................................................... 10
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ВОПРОС ............................................................................... 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................. 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ...................................................... 25
1. Практический вопрос
При освещении этого вопроса необходимо подробно рассмотреть назначение
и характеристики сети, использование ее в целях оптимизации управления. Кроме
того, с целью практического использования необходимо провести анализ
имеющихся несоответствий и «узких мест», предложить способы их ликвидации
или локализации. Локальные сети – обязательная и очень важная составляющая
информационного инжиниринга, широко использующегося и пропагандирующего
у нас и за рубежом. В связи с этим особенно важно, чтобы инженер, равно как и
любой другой специалист в организации, оперативно получал необходимую
информацию, оптимально и, что очень важно, корректно использовал имеющиеся
программные, аппаратные и информационные ресурсы.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
В вопросе должны быть рассмотрены следующие обязательные пункты.
Назначение локальной сети организации (или домашней ЛВС). Топология
сети
Аппаратное и программное обеспечение сети. Сетевые ресурсы и сетевое
окружение. ОС, ПО управления сетью, прикладные программы.
Анализ среды передачи данных
Производительность сети. Объем сетевого трафика
Подключение к Интернет: тип, оборудование, характеристики.
Проблемы функционирования сети организации. Мониторинг сети
Перспективы развития сети
1.1 Назначение локальной сети организации (или домашней ЛВС). Топология сети
В данной курсовой работе разработана локальная сеть для финансового
отдела с выходом в Интернет (рисунок 1)
Рисунок 1 – Сеть финансового отдела
Данная локальная сеть позволяет обмениваться информацией между
рабочими станциями, а также с сервером, предоставляет доступ в Интернет для
передачи и приема офисных и финансовых документов. Предоставляет доступ к
общим аппаратным и программным ресурсам. Позволяет пользователям работать
в одной программе не по очереди, а одновременно.
Сеть построена на технологии Fast Ethernet. В качестве среды передачи
данных внутри сети используется неэкранированная витая пара категория 5.
Используемой топологией сети является «звезда». Метод доступа: CSMA/CD.
1.2 Аппаратное и программное обеспечение сети. Сетевые ресурсы и сетевое
окружение. ОС, ПО управления сетью, прикладные программы.
В сети для объединения рабочих станций используется коммутатор D-Link
DES-1024A/E с 24 портами 10/100/1000Base-T (рисунок 2).
Рисунок 2 – коммутатор D-Link DES-1024A/E
Характеристики:
 стандарты и функции портов:
IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet (медная витая пара);
IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet (медная витая пара);
 количество портов:
24 порта 10/100/1000Base-T;
 сетевые кабели:
UTP категории 3/4/5/5е (до 100 м.);
EIA/TIA-586 100 Ом STP (до 100 м.);
 метод коммутации:
Store-and-forward;
 таблица MAC-адресов:
8К на устройство;
 изучение MAC-адресов:
автоматическое обновление;
 вес:
2,8 кг;
 размер:
280 х 126 х 44 мм.
Компьютеры подключены к сети с помощью сетевого адаптера PCI Acorp L100S PCI 10 / 100 Mбит/c Realtek 8139 (рисунок 3)
Рисунок 3 – PCI Acorp L-100S
Характеристики:
 интерфейс: PCI;
 поддерживаемые стандарты связи: IEEE 802.3u;
 скорость передачи данных: 10/100 Мбит/с.
Операционные системы:
Операционная система, используемая на компьютерах Windows 7 –
пользовательская операционная система семейства Windows NT корпорации
Microsoft. Она была выпущена 22 октября 2009 года. Операционная система,
используемая на сервере Windows Server 2008 – является серверным аналогом
операционной системы Windows 7.
Прикладные программы:
На всех рабочих станциях установлен пакет Microsoft Office 2012,
включающий в себя Word, Excel, PowerPoint, Access, а также для работы в
Интернете установлен браузер Google Chrome.
Для управления финансовыми документами установлена программа
«SysTecs: Управление финансами». Программа «SysTecs: Управление финансами»
включает в себя следующие инструменты управления финансами:
 бюджет движения денежных средств;
 управление заявками на платежи;
 платежный календарь;
 учет и хранение финансовых документов.
ПО управления сетью:
Для обеспечения безопасности и мониторинга сети используется программа
Kerio Control 8.4.3. Данная программа позволяет осуществлять четкий контроль за
входящим и исходящим трафиком, обеспечивает безопасность сети, но
ограничивает пользователям доступ на сайты, не связанные с их деятельностью.
Особенности программы:
 многоязычный интерфейс (16 языков, включая русский);
 встроенный прокси-сервер;
 интегрированный антивирус от Sophos;
 возможность подключения дополнительных антивирусных модулей;
 контроль пропускной полосы канала;
 балансировка нагрузки на каналы;
 реализован собственный VPN;
 мониторинг и протоколирование пользовательской активности в Интернете.
1.3 Анализ среды передачи данных
Для хранения информации используется сервер
1x10/100/1000 (рисунок 4)
D-Link
DNS-320L
Рисунок 3 – сервер D-Link DNS-320L




Характеристики:
порты: Fast Ethernet RJ45, USB 2.0;
стандарты: IEEe 802.3, IEEE 802.3ab, IEEe 802.3u;
сетевые протоколы: AFP, Bonjour, FTP, HTTP, HTTPS, NFS, TCP/IP (IPv4),
WebDAV;
ширина: 90 мм; высота: 144.3 мм; вес: 0.113 кг.
1.4 Производительность сети. Объем сетевого трафика
Расчет производительности сети производится для скорости передачи
данных 100 Мбит/с, которую обеспечивают сети Fast Ethernet. Размер кадра в
байтах минимальный NКMIN1 и максимальный NКMAX1 указаны в таблице 1
Параметры
Пропускная способность
Размер кадра Fast Ethernet
Размер поля данных кадра
Минимальное значение
Максимальное значение
100 Мбит/с/104857600 бит
64 байт/512 бит
1518 байт/12144 бит
46 байт/368 бит
1500 байт/12000 бит
Таблица 1 – первоначальные данные
Период следования кадров при минимальном размере кадра TКMIN и при
максимальном размере кадра TКMAX определяют по формулам:
N
TКMIN  KMIN 2  K МКС , (1)
N ПР
N
TКMAX  KMAX 2  K МКС , (2)
N ПР
где,
NKMIN2 – минимальный размер кадра в битах; NKMIN2 = 512 бит;
NKMAX2 – максимальный размер кадра в битах; NKMAX2 = 12144 бит;
NПР – пропускная способность, бит; NПР = 104857600 бит;
KМКС – количество микросекунд в одной секунде; KМКС = 106.
Подстановкой указанных выше значений в формулы (1) и (2), получено:
Частоту следования кадров при минимальном размере кадра FКMIN и частоту
следования кадров при максимальном размере кадра FКMAX определяют по
формулам:
FКMIN 
N ПР
, (3)
N KMIN 2
FКMAX 
N ПР
, (4)
N KMAX 2
где
NПР – пропускная способность, бит; NПР = 104857600 бит;
NKMIN2 – минимальный размер кадра в битах; NKMIN2 = 512 бит;
NKMAX2 – максимальный размер кадра в битах; NKMAX2 = 12144 бит.
Подстановкой указанных выше значений в формулы (3) и (4), получено:
Полезную пропускную способность кадров при минимальном размере кадра
РMIN1 и при максимальном размере кадра РMAX1 определяют по формулам:
PMIN1  FKMIN  N ПMIN  K ББ , (5)
PMAX1  FKMAX  N ПMAX  K ББ , (6)
где FКMIN – частота следования кадров при минимальном размере кадра,
кадр/с; FКMIN = 204800 кадр/с;
FКMAX – частота следования кадров при максимальном размере кадра, кадр/с;
FКMAX = 8634 кадр/с;
NПMIN – минимальный размер поля данных кадра, байт; NПMIN = 46 байт;
NПMIN – максимальный размер поля данных кадра, байт; NПMAX = 1500 байт;
KББ – количество бит в байте; KББ = 8.
Подстановкой указанных выше значений в формулы (5) и (6), получено:
PMIN1 = 71,8 Мбит/с,
PMAX1 = 98,8 Мбит/с.
Все данные расчетов приведены в таблице 2.
Наименование
Единицы
измерения
Минимальный
кадр
Максимальный
кадр
Размер кадра
байт
64
1518
Размер поля данных кадра
байт
46
1500
Итоговый размер кадра
бит
512
12144
Пропускная способность
бит
104857600
104857600
Период следования кадров
мкс
4,88
115,8
Частота следования кадров
кадр/с
204800
8634
Полезная пропускная
способность (Мбит)
Мбит/с
71,8
98,8
Таблица 2 – итоговые расчеты
1.5 Подключение к Интернету: тип, оборудование, характеристики.
Для доступа в Интернет используют маршрутизатор NetGear JWNR2000
(рисунок 4)
Рисунок 4 – NetGear JWNR2000









Характеристики:
WAN-порт – Fast Ethernet 10/100 Мбит/сек;
количество портов LAN – 4;
межсетевой экран (Firewall) – есть;
поддержка VPN – есть;
поддержка NAT – есть;
DHCP-сервер – есть;
протоколы динамической маршрутизации – RIP v1, RIP v2;
поддержка MIMO – есть;
вес – 0,216 кг.
Для подключения к Интернету на сервере используется технология Fast
Ethernet. Скорость подключения к Интернету будет зависеть от заключенного
договора с провайдером.
1.6 Проблемы функционирования сети организации.
Проблемы с функционированием в данной сети возникнуть не должны,
только лишь если выйдет из строя какое-либо сетевое оборудование.
1.7 Перспективы развития сети.
Так как в данной сети подключены коммутаторы на 24 порта и не все порты
используются, то можно к сети подключить еще рабочие станции или какое-либо
другое сетевое оборудование.
Вывод: была разработана и описана локальная сеть для финансового отдела.
С её помощью увеличилась скорость обмена данными между сотрудниками
финансового отдела.
2. Практические задания
Выполнение практических заданий с 1 по 18 (варианты заданий приведены в
Приложении 1). Все задания с 1 по 18 должны быть переписаны и выполнены.
Выполненные задания должны содержать подробные описания.
2.1 Как распределяются функции между сетевым адаптером и его драйвером?
Привести пример современного адаптера.
Ответ: сетевой адаптер вместе со своим драйвером реализует второй,
канальный уровень модели открытых систем в конечном узле сети – компьютере.
Более точно, в сетевой операционной системе пара адаптер и драйвер выполняет
только функции физического и МАС-уровней, в то время как LLC-уровень обычно
реализуется модулем операционной системы, единым для всех драйверов и
сетевых адаптеров.
Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу
и прием кадра.
Передача кадра из компьютера в кабель состоит из перечисленных ниже
этапов (некоторые могут отсутствовать, в зависимости от принятых методов
кодирования)
 Прием кадра данных LLC через межуровневый интерфейс вместе с адресной
информацией МАС-уровня. Обычно взаимодействие между протоколами
внутри компьютера происходит через буферы, расположенные в
оперативной памяти. Данные для передачи в сеть помещаются в эти буферы
протоколами верхних уровней, которые извлекают их из дисковой памяти
либо из файлового кэша с помощью подсистемы ввода/вывода операционной
системы.
 Оформление кадра данных МАС-уровня, в который инкапсулируется кадр
LLC (с отброшенными флагами 01111110). Заполнение адресов назначения и
источника, вычисление контрольной суммы.
 Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа
4В/5В. Скремблирование кодов для получения более равномерного спектра
сигналов. Этот этап используется не во всех протоколах - например,
технология Ethernet 10 Мбит/с обходится без него.
 Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом –
манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п. Прием кадра из кабеля в компьютер
включает следующие действия.
 Прием из кабеля сигналов, кодирующих битовый поток.
 Выделение сигналов на фоне шума. Эту операцию могут выполнять
различные специализированные микросхемы или сигнальные процессоры
DSP (Digital Signal Processor). В результате в приемнике адаптера образуется
некоторая битовая последовательность, с большой степенью вероятности
совпадающая с той, которая была послана передатчиком.
 Если данные перед отправкой в кабель подвергались скремблированию, то
они пропускаются через дескремблер, после чего в адаптере
восстанавливаются символы кода, посланные передатчиком.
 Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверна, то кадр
отбрасывается, а через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC
передается соответствующий код ошибки. Если контрольная сумма верна, то
из МАС-кадра извлекается кадр LLC и передается через межуровневый
интерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC помещается в буфер
оперативной памяти.
Распределение обязанностей между сетевым адаптером и его драйвером
стандартами не определяется, поэтому каждый производитель решает этот вопрос
самостоятельно. Обычно сетевые адаптеры делятся на адаптеры для клиентских
компьютеров и адаптеры для серверов. В адаптерах для клиентских компьютеров
значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер
оказывается проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая
степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по
передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть. Центральный
процессор вынужден заниматься этой работой вместо выполнения прикладных
задач пользователя.
Пример адаптеров: Realtek PCIe GBE.
2.2 Какую топологию имеет односегментная сеть Ethernet, построенная на
основе коаксиального кабеля?
Ответ: топология «Шина»
2.3 Если все коммуникационные устройства в приведенном ниже фрагменте
сети (рис.1) являются концентраторами, то на каких портах появится кадр,
если его отправил: а) компьютер А компьютеру В? б) компьютер D
Компьютеру С?
Рисунок 5
Ответ: В соответствии с логикой работы концентратора, кадр, посылаемый
от одного компьютера к другому, повторяется на всех интерфейсах всех узлов сети.
Поэтому в обоих случаях, кадр появиться на всех портах всех концентраторов.
2.4 Из приведенной ниже последовательности названий стандартных стеков
коммуникационных протоколов выделите названия, которые относятся к
одному и тому же стеку: TCP/IP, Microsoft, IPX/SPX, Novell, Internet, DoD,
NetBIOS/SMB, DECnet
Ответ: TCP/IP, Internet, DoD названия одного и того же стека
2.5 Выберите названия протоколов, которые относятся к стеку OSI (Протоколы:
Ethernet, telnet, HTTP, NLSP, SMB, TFTP, TCP, IP, SAP, SPX, NetBIOS, RIP,
IPX, X.500, FTAM, NetBEUI, FTP, SNMP, OSPF, X.400, LAP-B)
Ответ:
 FTAM прикладной уровень
 X.500 прикладной уровень
 X.400 прикладной уровень
 Ethernet канальный уровень
 LAP-B канальный уровень
2.6 Какие элементы и как обеспечивают отказоустойчивость в сети FDDI
Ответ: в тех случаях, когда нужно было обеспечить высокую надежность
сети FDDI, применялось двойное кольцо. В нормальном режиме станции
используют для передачи данных и токена доступа первичное кольцо, а вторичное
простаивает. В случае отказа, например, при обрыве кабеля между станциями 1 и
2, (рис. 2) первичное кольцо объединяется со вторичным, вновь образуя единое
кольцо. Этот режим работы сети называется режимом свертывания колец.
Операция свертывания производится средствами повторителей и/или сетевых
адаптеров FDD! Для упрощения этой процедуры данные по первичному кольцу
всегда передаются в одном направлении, а по вторичному — в обратном. Поэтому
при образовании общего кольца из двух колец передатчики станций по-прежнему
остаются подключенными к приемникам соседних станций, что позволяет
правильно передавать и принимать информацию соседними станциями.
Рисунок 6
Подключение узлов к кольцам FDDI в случае однократного обрыва кабеля
между устройствами с двойным подключением сеть FDDI сможет продолжить
нормальную работу за счет автоматической реконфигурации внутренних путей
передачи кадров между портами концентратора (рис. 3). Двукратный обрыв кабеля
приведет к образованию двух изолированных сетей FDDI. При обрыве кабеля,
идущего к станции с одиночным подключением, она становится отрезанной от
сети, а кольцо продолжает работать за счет реконфигурации внутреннего пути в
концентраторе - порт М, к которому была подключена данная станция, будет
исключен из общего пути.
Рисунок 7
К каким уровням модели OSI относятся следующие протоколы:
Ethernet, telnet, HTTP, LAP-D, SMB, TFTP, TCP, IP, SAP, SPX, NetBIOS, RIP, IPX,
X.500, FTAM, NetBEUI, FTP, SNMP, OSPF, X.400
Ответ:
Ethernet - канальный уровень
telnet - прикладной уровень
HTTP - прикладной уровень
LAP-D - канальный уровень
SMB - представления, прикладной уровень
TFTP - представления, прикладной уровень
TCP - сеансовый, транспортный уровень
IP - сетевой уровень
SAP - прикладной, представления, сеансовый уровень
SPX - транспортный уровень
Net-BIOS - сеансовый, транспортный уровень
RIP - сетевой уровень
IPX - сетевой уровень
X.500 - прикладной уровень
FTAM - прикладной уровень
NetBEUI - транспортный уровень
FTP - представления, прикладной уровень
SNMP - представления, прикладной уровень
OSPF - сетевой уровень
X.400 - прикладной уровень
2.7 Что общего в работе концентратора 100VG-AnyLAN и обычного
коммутатора? Объясните
Ответ: концентратор 100VG-AnyLAN и обычный коммутатор передают
данные непосредственно получателю, то есть тем абонентам, которые они были
адресованы. При этом выбирает MAC-адрес из таблицы коммутации.
2.8 Какие дополнительные возможности имеют коммутаторы, поддерживающие
алгоритм Spanning Tree? Объясните.
Ответ: Алгоритм Spanning Tree (STA) позволяет коммутаторам
автоматически определять древовидную конфигурацию связей в сети при
произвольном соединения портов между собой. Как уже отмечалось, для
нормальной работы коммутатора требуется отсутствие замкнутых маршрутов в
сети. Эти маршруты могут создаваться администратором специально для
образования резервных связей или же возникать случайным образом, что вполне
возможно, если сеть имеет многочисленные связи, а кабельная система плохо
структурирована или документирована.
Поддерживающие алгоритм STA коммутаторы автоматически создают
активную древовидную конфигурацию связей (то есть связную конфигурацию без
петель) на множестве всех связей сети. Такая конфигурация называется
покрывающим деревом - Spanning Tree и ее название дало имя всему алгоритму.
Коммутаторы находят покрывающее дерево адаптивно с помощью обмена
служебными пакетами. Реализация в коммутаторе алгоритма STA очень важна для
работы в больших сетях - если коммутатор не поддерживает этот алгоритм, то
администратор должен самостоятельно определить, какие порты нужно перевести
в заблокированное состояние, чтобы исключить петли. К тому же при отказе какойлибо связи, порта или коммутатора администратор должен, во-первых, обнаружить
факт отказа, а, во-вторых, ликвидировать последствия отказа, переведя резервную
связь в рабочий режим путем активизации некоторых портов.
2.9 Если бы вам пришлось выбирать, какую из технологий – Fast Ethernet или
Gigabit Tокеn Ring – использовать в сети вашего предприятия, какое решение
вы бы приняли? Какие соображения привели бы в качестве обоснования
этого решения?
Ответ:
Я выбираю технологию Fast Ethernet поскольку она:
 Более популярна
 Продается по более низкой цене,
 Дает возможность использования простых в установке кабелей на базе
витой пары
 Обладает достаточной скоростью в 100 Мбит/с (Правильно
спроектированная и смонтированная сеть Fast Ethernet впоследствии
может быть обновлена до Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с)
2.10
Как известно, имеются 4 стандарта на формат кадров Ethernet.
Выберите из ниже приведенного списка названия для Ethernet SNAP. Учтите,
что некоторые стандарты имеют несколько названий.
Ответ: Ethernet SNAP
2.11
В каких случаях в сети Ethernet концентратор обычно отключает порт?
Ответ: концентраторы в сети Ethernet выполняют отключение порта:
 ошибки на уровне кадра. Если интенсивность прохождения через порт
кадров, имеющих ошибки, превышает заданный порог, то порт
отключается, а затем, при отсутствии ошибок в течение заданного
времени, включается снова. Такими ошибками могут быть: неверная
контрольная сумма, неверная длина кадра (больше 1518 байт или
меньше 64 байт), неоформленный заголовок кадра
 множественные коллизии. Если концентратор фиксирует, что
источником коллизии был один и тот же порт 60 раз подряд, то порт
отключается. Через некоторое время порт снова будет включен
 затянувшаяся передача. Как и сетевой адаптер, концентратор
контролирует время прохождения одного кадра через порт. Если это
время превышает время передачи кадра максимальной длины в 3 раза,
то порт отключается. – отсутствие ответа на последовательность
импульсов link test (тест связи).
2.12
Если один вариант технологии Ethernet имеет более высокую скорость
передачи данных, чем другой (например, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet), то
какая из них поддерживает большую максимальную длину сети? Объяснить
почему. Привести значения расстояний и скоростей.
Ответ: технология, работающая на меньшей скорости, поддерживает
большую максимальную длину сети, так как максимальная длина сети
уменьшается пропорционально увеличению скорости, при этом необходимо
учитывать минимальную длину кадра. Первоначально Ethernet имел ограничение
на минимальную длину кадра, равное 64 байта. При увеличении скорости передачи
кадры передаются быстрее, поэтому необходимо было либо увеличить, либо
сохранить минимальную длину кадра. При разработке Fast Ethernet минимальная
длина кадра составляет 64 байта при этом длина сети составляет 210 метров. При
разработке Gigabit Ethernet сохранить минимальную длину кадра в 64 байт было
невозможно, так как длина сети составила бы всего 25 метров, поэтому было
предложено увеличить минимальную длину кадра до 512 байт, что позволило
поддерживать длину сети около 200 метров (.
Технология
Fast Ethernet
Gigabit Ethernet
Скорость, Мбит/с
100
1000
Длина сети, м
210
200
Таблица 3
Размер кадра, байт
64
512
2.13
Какая технология имеет большую скорость передачи
- Ethernet, построенная на основе коаксиального кабеля, или Ethernet,
построенная на основе оптоволоконного кабеля. Привести значения;
- Ethernet, построенная на основе коммутатора, или Token Ring;
- Ethernet, построенная на основе коммутатора, или Token Ring с алгоритмом
раннего освобождения маркера;
- Gigabit Ethernet или Token Ring с алгоритмом раннего освобождения
маркера;
Ответ:
- Технология Ethernet поддерживает передачу данных со скоростью 10
Мбит/с. Это утверждение верно для Ethernet, построенной на основе коаксиального
кабеля и для Ethernet, построенной на основе оптоволоконного кабеля (таблица
№2)
- Технология Ethernet, построенная на основе коммутатора поддерживает
передачу данных со скоростью 10 Мбит/с, а технология Token Ring, поддерживает
передачу данных со скоростью 4 Мбит/с (таблица №3)
- Технология Ethernet, построенная на основе коммутатора поддерживает
передачу данных со скоростью 10 Мбит/с, а технология Token Ring с алгоритмом
раннего освобождения маркера, поддерживает передачу данных со скоростью 16
Мбит/с (таблица №3)
- Технология Gigabit Ethernet поддерживает передачу данных со скоростью
1000 Мбит/с, а технология Token Ring с алгоритмом раннего освобождения
маркера, поддерживает передачу данных со скоростью 16 Мбит/с (таблица №3)
Тип кабеля
Максимальное
расстояние Максимальная
скорость
передачи
передачи
Коаксиальный кабель
185 – 500 м
10 Мбит/с
Оптоволоконный кабель
2 км
10 Мбит/с – 2 Гбит/с
Таблица 4
Технология
Максимальная скорость передачи
Ethernet, построенная на основе коммутатора 10 Мбит/с
Gigabit Ethernet
1000 Мбит/с
Token Ring
4 Мбит/с
Token
Ring
с
алгоритмом
раннего 16 Мбит/с
освобождения маркера
Таблица 5
2.14
В чем состоит сходство и различие технологий:
- Fast Ethernet и 10Gigabit Ethernet
- Gigabit Ethernet и Fast Ethernet
Ответ: смотрите таблицу №4
Характеристики
Скорость передачи
Топология
Метод доступа
Среда передачи данных
Формат кадров
Метод кодирования
Fast Ethernet
100 Мбит/с
звезда
CSMA/CD
Витая
пара
и
волоконнооптический кабель
802.3/LLC, Raw 802.3,
Ethernet DIX, Ethernet
SNAP
Gigabit Ethernet
10Gigabit Ethernet
1 Гбит/с
10 Гбит/с
звезда
звезда
CSMA/CD
CSMA/CD
волоконноволоконнооптический
оптический кабель
кабель
802.3/LLC, Raw 802.3/LLC, Raw 802.3,
802.3, Ethernet Ethernet DIX, Ethernet
DIX,
Ethernet SNAP
SNAP
4В/5В
4В/5В
4В/5В
Таблица 6. Характеристики различных технологий
2.16 Какие из ниже перечисленных пар сетевых технологий совместимы по
форматам кадров и, следовательно, позволяют образовывать составную сеть
без необходимости транслирования кадров. Объяснить. Token Ring – FDDI и
Token Ring – Fast Ethernet
Ответ:
1. Token Ring имеет 3 формата кадров: маркер, кадр данных,
прерывающая последовательность. FDDI имеет 3 формата кадров:
маркер, кадр данных, прерывающая последовательность. Формат кадра
FDDI близок к формату кадра Token Ring, основные отличия
заключаются в отсутствии полей приоритетов. Это не позволяет
образовывать составную сеть без необходимости транслирования
кадров.
2. Fast Ethernet имеет 4 формата кадров: 802.3/LLC, Raw 802.3, Ethernet
DIX, Ethernet SNAP. Token Ring имеет 3 формата кадров: маркер, кадр
данных, прерывающая последовательность. Это не позволяет
образовывать составную сеть без необходимости транслирования
кадров.
2.17 Назовите функции 4 уровня (транспортного) модели OSI
Ответ: в функции транспортного уровня входят:
 Управление передачей по сети и обеспечение целостности блоков
данных
 Обнаружение ошибок, частичная их ликвидация и сообщение о
неисправленных ошибках
 Восстановление передачи после отказов и неисправностей
 Укрупнение или разделение блоков данных
 Предоставление приоритетов при передаче блоков (нормальная или
срочная)
 Подтверждение передачи
 Ликвидация блоков при тупиковых ситуациях в сети
2.18 Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве
IP-адреса конечного узла сети, подключенной к Internet? Для синтаксически
правильных адресов определите их класс: А, В, С, D или Е.
Ответ:
214.0.3.1 - класс С не может использоваться
226.4.37.105 - класс D не может использоваться
105.24.254.0 - класс A не может использоваться
3. Теоретический вопрос
Бурное развитие Интернет, сопровождаемое ростом спроса на все более
разнообразные и надежные услуги, заставляет Интернет-провайдеров постоянно
модернизировать свои сети. Количество пользователей стремительно растет.
Пользователи избавляются от устаревающих текстовых приложений, отдавая
предпочтение Web-интерфейсу. Большое количество информации берется из
публичных серверов Internet, а также из Web-серверов других подразделений
предприятия, создавая большой межсетевой трафик. Существующие сети не
оптимизировались для таких непредсказуемых потоков трафика, когда каждый
может общаться почти с каждым. А с проникновением в корпоративные сети
технологии Gigabit Ethernet эта проблема обострится еще больше.
Таким образом, сегодня образовался большой разрыв между
производительностью типичного маршрутизатора и типичного коммутатора. В
этой ситуации возможны два решения: либо отказаться вообще от маршрутизации,
либо увеличить ее производительность.
За последние годы основные усилия были сосредоточены в первом
направлении: применять маршрутизацию как можно реже, только там, где от нее
никак нельзя отказаться. Например, на границе между локальной и глобальной
сетью. Отказ от маршрутизаторов означает переход к так называемой плоской сети,
то есть сети, построенной только на коммутаторах, а значит, и отказ от всех
интеллектуальных возможностей обработки трафика, присущих маршрутизаторам.
Такой подход повышает производительность, но приводит к потере всех
преимуществ, которые давали маршрутизаторы.
Владельцы
многих
распределенных
сетей
начинают
заменять
маршрутизаторы на коммутаторы исходя из принципа: "Коммутатор где возможно,
маршрутизатор где нужно". Как следствие, применение маршрутизаторов
становится не обычным явлением, а, скорее, исключением из правил. Особенно это
относится к новым коммутируемым технологиям, таким как ATM и виртуальные
локальные сети (ВЛС). Например, в сетях ATM с точки зрения IP-маршрутизации
все устройства находятся, в результате создания виртуального канала, на
расстоянии одного перехода друг от друга. Однако если эти устройства
принадлежат к различным IP-подсетям, то для передачи информации необходим
маршрутизатор.
Спор о достоинствах применения коммутаторов и маршрутизаторов в сетях
не утихнет еще очень долго. Это связано с тем, что и те, и другие устройства имеют
свои плюсы и минусы, но при этом они работают на разных уровнях, т. е.
подменить друг друга в полном объеме они не могут. Многими положительными
сторонами маршрутизаторов коммутаторы, увы, не обладают и в обозримом
будущем обладать не будут. Поэтому эти два направления продолжают развиваться
своими традиционными путями. Однако ведущие компании предлагают и
нестандартные программно-аппаратные решения. Объединяя положительные
качества коммутаторов и маршрутизаторов, они формируют как бы новый класс
устройств, обладающих быстродействием коммутаторов и "интеллектуальностью"
маршрутизаторов.
Технология NetFlow
Технология Cisco NetFlow Switching предполагает повышение
производительности центральных маршрутизаторов в распределенной сети. Это
дополнительное программное обеспечение маршрутизаторов позволяет увеличить
их производительность путем оценки и последующего выбора метода обработки
поступающих пакетов.
При
традиционной
технологии
каждый
пакет
обрабатывается
маршрутизатором индивидуально, при этом устройство выполняет четко
определенную последовательность операций, причем такие операции, как
просмотр таблицы маршрутов, формирование нового MAC-адреса, уменьшение
поля TTL и т. д., являются обязательными. Некоторые маршрутизаторы обладают
дополнительными функциями, например, фильтрацией. Выполнение основных, а
тем более дополнительных, операций отнимает довольно много времени. В
результате многие сетевые администраторы больших распределенных сетей со
значительной нагрузкой довольно неохотно активизируют дополнительные
функции обработки пакетов на маршрутизаторах. Рисунок 8 иллюстрирует
традиционную схему обработки пакетов.
Рисунок 8. Обработка пакетов при традиционной маршрутизации
В технологии Cisco NetFlow Switching только первый входящий пакет потока
обрабатывается по традиционной схеме. Поток определяется как законченная
последовательность пакетов между определенным отправителем и получателем, а
потоковый трафик имеет место при передаче файлов, загрузке электронной почты,
просмотре страниц Internet и обмене информацией в средах клиент-сервер.
Разработав свою собственную технологию потоков, компания Cisco получила
возможность более эффективно управлять распределенной сетью в целом.
Первый пакет служит для формирования идентификатора потока,
проходящего через маршрутизатор трафика. Результат идентификации
записывается в специальную область памяти маршрутизатора (кэш-память). Все
последующие пакеты данного трафика будут обрабатываться на основе
информации, записанной в кэш-памяти (см. Рисунок 9).
Рисунок 9. Обработка потока трафика
Помимо передачи индивидуальных пакетов в соответствии со
сформированным идентификатором технология Cisco NetFlow Switching
обеспечивает сбор и экспорт статистической информации о потоках. Это позволяет
накапливать такую информацию, как распределение размеров проходящих IPдейтаграмм, активность отдельных протоколов и т. д. Благодаря возможности
экспорта информация о потоках может быть передана во внешние системы
управления. В некоторых ситуациях технология Cisco NetFlow Switching способна
помочь при решении проблем передачи трафика в распределенных сетях.
Важно учесть, что Cisco NetFlow Switching не является технологией
коммутации. В отличие от других технологий, которые пытаются установить
прямой коммутируемый путь передачи данных между отправителем и
получателем, технология Cisco NetFlow Switching применяется каждым
маршрутизатором независимо от других. Первый пакет маршрутизируется, а все
последующие, принадлежащие к этому потоку, - коммутируются.
Компания Cisco заявляет, что такой подход позволяет значительно сократить
общее время, необходимое для обработки каждого пакета, увеличивая таким
образом общую производительность маршрутизатора.
Одним из принципиальных вопросов является определение критериев
идентификации потока. Она может варьироваться в значительных пределах: от
очень точной (например, на уровне транзакций определенного приложения) до
очень грубой, скажем совокупный трафик на следующем переходе между
соседними маршрутизаторами.
Процесс сбора данных о каждом потоке - интегральная часть технологии
NetFlow Switching. Для каждого потока собирается следующая информация:










IP-адрес отправителя и получателя;
адрес следующего маршрутизатора на пути следования;
входящие и исходящие физические интерфейсы;
количество пакетов;
номера портов протоколов TCP и UDP для приложений на обоих концах;
типы протоколов (TCP, UDP и т. д.);
тип сервиса;
флаги TCP;
номера автономных систем отправителя и получателя;
маски подсетей отправителя и получателя.
Реализация данной технологии компании Cisco дает сразу два преимущества.
Первое состоит в том, что новая технология значительно увеличивает
производительность маршрутизаторов, "понимающих" потоки: компания
утверждает, что загруженность процессоров маршрутизаторов уменьшается в этом
случае на сорок и более процентов. Второе преимущество состоит в том, что на
основании потоков статистику сетевого трафика вести легче.
Технология Cisco NetFlow Switching не предполагает внедрения новых
протоколов. Она доступна уже сегодня и поддерживается маршрутизаторами
компании Cisco - Cisco 7000, 7200 и 7500. Данные маршрутизаторы довольно
"тяжеловесны" и чаще всего применяются в центре больших распределенных сетей
или в сети Internet. Cisco NetFlow Switching может принести значительные выгоды
провайдерам услуг Internet и сетям уровня предприятия или города.
Технология MPLS
Многопротокольная коммутация по меткам MPLS – технология,
разработанная рабочей группой по созданию интегрированных услуг IETF. Это
новая архитектура построения магистральных сетей, которая значительно
расширяет имеющиеся перспективы масштабирования, повышает скорость
обработки трафика и предоставляет огромные возможности для организации
дополнительных услуг.
Технология MPLS сочетает в себе возможности управления трафиком,
присущие технологиям канального уровня, и масштабируемость, и гибкость
протоколов, характерные для сетевого уровня. Являясь результатом слияния
механизмов разных компаний, она впитала в себя наиболее эффективные решения
каждой. MPLS соединила в себе надежность ATM, удобные и мощные средства
доставки и обеспечения гарантированного качества обслуживания IP-сетей, —
такая интеграция сетей позволяет получить дополнительную выгоду из
совместного использования протоколов IP и ATM.
Главная особенность технологии MPLS – отделение процесса коммутации
пакета от анализа IP-адреса в его заголовке, что позволяет осуществлять
коммутацию пакетов значительно быстрее. В соответствии с протоколом MPLS
маршрутизаторы и коммутаторы присваивают на каждой точке входа в таблицу
маршрутизации особую метку и сообщают эту метку соседним устройствам.
Наличие таких меток позволяет маршрутизаторам и коммутаторам,
поддерживающим технологию MPLS, определять следующий шаг в маршруте
пакета без выполнения процедуры поиска адреса. На сегодняшний день
существуют три основные области применения MPLS:
 управление трафиком;
 поддержка классов обслуживания (CoS);
 организация виртуальных частных сетей (VPN).
Расположение технологии MPLS в семиуровневой модели ВОС показано на
рисунке 10.
Рисунок 10. Плоскости MPLS
Сетевой уровень – это комплексный уровень, который обеспечивает
возможность соединения и выбор маршрута между двумя конечными системами,
подключенными к разным "подсетям", которые могут находиться в разных
географических пунктах. В данном случае "подсеть" – это, по сути, независимый
сетевой кабель (иногда называемый сегментом). Так как две конечные системы,
желающие организовать связь, может разделять значительное географическое
расстояние и множество подсетей, сетевой уровень является доменом
маршрутизации. Протоколы маршрутизации выбирают оптимальные маршруты
через последовательность соединенных между собой подсетей. Традиционные
протоколы сетевого уровня передают информацию вдоль этих маршрутов.
Канальный уровень (формально называемый информационно-канальным
уровнем) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал.
Выполняя эту задачу, канальный уровень решает вопросы физической адресации
(в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети,
линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой
канал), уведомления о неисправностях, а также вопросы упорядоченной доставки
блоков данных и управления потоком информации.
Физический уровень определяет электротехнические, механические,
процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и
дезактивации физического канала между конечными системами. Спецификации
физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений,
синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи физической
информации, максимальные расстояния передачи информации, физические
соединители и другие аналогичные характеристики.
"Multiprotocol" в названии технологии означает "многопротокольный". Это
говорит о том, что технология MPLS применима к любому протоколу сетевого
уровня, т.е. MPLS – это своего рода инкапсулирующий протокол, способный
транспонировать информацию множества других протоколов высших уровней
модели OSI. Таким образом, технология MPLS остается независимой от
протоколов уровней 2 и 3 в сетях IP, ATM и Frame Relay, а также взаимодействует
с существующими протоколами маршрутизации, такими как протокол
резервирования ресурсов RSVP или сетевой протокол преимущественного выбора
кратчайших маршрутов OSPF.
Представленная на рис. 10 плоскость пересылки данных MPLS не образует
полноценного уровня, она "вклинивается" в сети IP, ATM или Frame Relay между
2-м и 3-м уровнями модели OSI, оставаясь независимой от этих уровней. Можно
сказать, что одновременное функционирование MPLS на сетевом уровне и на
уровне звена данных приводит к образованию так называемого уровня 2.5, где,
собственно, и выполняется коммутация по меткам.
Заключение
В ходе проделанной работы были рассмотрены следующие разделы:
 Практический вопрос: назначение локальной сети организации;
технология построения локальной сети. Анализ среды передачи
данных. Топология сети. Метод доступа; аппаратное и программное
обеспечение сети. ОС, ПО управления сетью, прикладные программы;
сетевые ресурсы и сетевое окружение. Рабочие группы и домены;
подключение к Интернет: тип, оборудование, характеристики; расчет
производительности сети. Объем сетевого трафика; проблемы
функционирования сети организации. Мониторинг сети; перспективы
развития сети. А также была спроектирована локальная сеть для
небольшой организации.
 Практические вопросы. Были даны ответы на практические вопросы
задания.

Теоретический вопрос. Была освещена тема: Ускоренная IPмаршрутизация. Технология NetFlow. Технологии MPLS.
Список использованной литературы
 Малышев Р. А. Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций. Часть 2. Глобальные
вычислительные сети: Учебное пособие / Р. А. Малышев. – Рыбинск: РГАТА
имени П. А. Соловьева, 2013.
 Мир Компьютеров [Электронный ресурс]: URL:http://compsmir.ru
 D-Link – производство сетевого оборудования [Электронный ресурс]:
URL:http://www.dlink.ru/ru/products/1/1373.html.
 Acorp
–
компьютерный
магазин
[Электронный
ресурс]:
URL:http://www.acorp.ru/products/net/nic/l100s/spec.
 http://www.cy-pr.com/wiki/веб-сервер/.
 http://citforum.ru/nets/protocols/1_03_03.shtml.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Шеннона_—_Хартли.
 http://com-inform.narod.ru/ksptp/2_3_2_2.htm.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/Канальный_уровень.
 http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/YAT/TELECOMM/PDI/
 METOD/PISHIKOV/Addressing/Glava004/07.htm.
 http://www.frolov-lib.ru/books/rusedit/db_web/ch1.html.
 http://citforum.ru/internet/intranet_app/interintr_03.shtml.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/Novell_NetWare.
 http://www.compress.ru/Article.aspx?id=10532.
 http://al.ndd.ru/12/apache-conf_all_mnogo.htm.
 http://www.delphilab.ru/material/view-397.html.
 http://www.seobuilding.ru/wiki/Бернерс-Ли,_Тим.