анализ и построение телекоммуникационных систем

Некоммерческое Акционерное Общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра автоматической электросвязи

 

 

анализ и построение телекоммуникационных систем

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для специальности

6М071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

 

 

Алматы 2013

 

СОСТАВИТЕЛИ: М. З. Якубова, Ш. А. Мирзакулова – Анализ и построение телекоммуникационных систем. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для магистрантов специальностей 6М071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации). - Алматы: АУЭС, 2013. - 34с.

 

Методические указания содержат материалы по подготовке и выполнению лабораторных работ с применением программного продукта Packet Tracer версии 5.1. В методических указаниях дано описание разработки проектов с развитой системой моделирования виртуальных сетей с использованием программных экспериментов и приведена методика получения навыков конфигурирования сетевых устройств, для разработки проектирования и анализа телекомуникационных систем, а также перечень рекомендуемой литературы и контрольные вопросы.

Методические указания предназначены (для магистров специальностей 6М071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации).

Ил.- 21, табл.-8, библиогр.- 2 назв.

 

Рецензент: доцент А. А. Куликов

 

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский университет энергетики и связи» на 2013 г.

 

© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2013 г.

 

Введение

 

Данные методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Анализ и построение телекоммуникационных систем» включают материалы по трем разделам курса. Позволяют студентам ознакомиться с программным продуктом Packet Tracer версии 5.1 и получения навыков анализа и построения сети передачи данных с учетом создания сложных макетов сетей, конфигурацию сетевых устройств, осуществлять проверку на работоспособность топологии при анализе и проектировании телекоммуникационных систем.

Программный пакет Packet Tracer версии 5.1 является мощной программой моделирования сети, которая позволяет магистрам экспериментировать с функционированием сети. Packet Tracer предоставляет моделирование, визуализацию, создание, оценку, а также возможности совместной работы, что повышает уровень квалификации преподавания и изучение сложных понятий сетевых технологий и программирования.

Программный пакет Packet Tracer имеет физическое оборудование, разбитое по классам, что позволяет магистрам создавать сети с практически неограниченным количеством устройств, практики, обнаружения и устранения неполадок и ошибок в сети. Основываясь на обучении моделирования условий, Packet Tracer помогает магистрам развивать навыки таких, как принятие решений, творческого и критического мышления и решения проблем. Позволяет демонстрировать сложные технические концепции и дизайн сетевых систем. Магистранты смогут создавать, настраивать и устранять неисправности сетей с использованием виртуального оборудования и модельных соединений, а также создавать свои собственные виртуальные сети и объяснение концепции сетей и технологий.

Программный продукт Packet Tracer является программой для симуляции сетей практически любой сложности.

Эмулятор сетевой среды позволяет конфигурировать работоспособные модели сети, настраивать (командами) маршрутизаторы и коммутаторы, взаимодействовать между несколькими пользователями (через облако). Включает в себя серии маршрутизаторов Cisco 1800, 2600, 2800 и коммутаторов 2950, 2960, 3650. Кроме того, есть серверы DHCP, HTTP, TFTP, FTP, TIME, рабочие станции, различные модули к компьютерам и маршрутизаторам, устройства Wi-Fi и различные кабели.

Packet Tracer имеет физическое оборудование, разбитое по классам, что позволяет создавать сети с практически неограниченным количеством устройств, а также практиковаться обнаруживать и устранять неполадки.

  

1 Лабораторная работа. Знакомство со средой и конфигурирование простых соединений РС-РС

 

Цель работы: получение навыков по конфигурированию сетевых топологий из широкого спектра сетевых устройств концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов, рабочих станций и сетевых соединений типа Ethernet, Serial, ISDN, Frame Relay.

 

1.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы объединения сетей с помощью протоколов сетевого уровня, адресации в IP-сетях, механизмы статической и динамической марштрутизации.

 

1.2 Рабочее задание

 

1.2.1 Осуществить ознакомление с рабочей областью окна программы.

1.2.2 Ознакомиться в диалоговом окне с вкладками: Physical и Config.

1.2.3 Ознакомиться с поддерживаемыми в Packet Tracer типами кабелей: Console, Copper Straight-through, Copper Cross-over, Fiber, Phone, Coaxial и Serial.

1.2.4 Просмотр и установка технических характеристик устройства. Возможность подбора сменного устройства.

1.2.5 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии варианта. При добавлении каждого элемента имеется возможность присвоения ему имени и установления необходимых параметров.

1.2.6 Добавленные элементы свяжите с помощью соединительных связей.

1.2.7 Присвойте соответствующим компьютерам сетевой IP адрес и маску подсети.

1.2.8 Если конфигурация осуществлена правильно, то имеется возможность проверить соединение сигналом Ping. В окне Desktop появится отчет о пинге.

1.2.9 Составьте отчет о проведенной работе.

 

1.3 Методические указания по выполнению работы

 

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Чтобы получить возможность передавать кадр, станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием основной гармоники сигнала, которая также называется несущей частотой (carrier-sense). Признаком незанятости среды является отсутствие на ней несущей частоты, которая при манчестерском способе кодирования равна 5-10 МГц, в зависимости от последовательности единиц и нулей, передаваемых в данный момент.

Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные, передает их вверх по своему стеку, а затем посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции источника содержится в исходном кадре, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ. 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.

При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Механизм прослушивания среды и пауза между кадрами не гарантируют защиты от возникновения такой ситуации, когда две или более станции одновременно решают, что среда свободна, и начинают передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия (collision), так как содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение информации — методы кодирования, используемые в Ethernet, не позволяют выделять сигналы каждой станции из общего сигнала.

Коллизия — это нормальная ситуация в работе сетей Ethernet. Для возникновения коллизии не обязательно, чтобы несколько станций начали передачу абсолютно одновременно, такая ситуация маловероятна. Гораздо вероятней, что коллизия возникает из-за того, что один узел начинает передачу раньше другого, но до второго узла сигналы первого просто не успевают дойти к тому времени, когда второй узел решает начать передачу своего кадра, то есть коллизии — это следствие распределенного характера сети.

1.3.1 Запустите программу Packet Tracer. Общий вид программы можно увидеть на рисунке 1.1.

Рабочая область окна программы состоит из следующих элементов:

- Menu Bar – панель, которая содержит меню File, Edit, Options, View, Tools, Extensions, Help;

- Main Tool Bar – содержит графические изображения ярлыков для доступа к командам меню File, Edit, View и Tools, а также кнопку Network Information;

- Common Tools Bar – панель, которая обеспечивает доступ к наиболее используемым инструментам программы: Select, Move Layout, Place Note, Delete, Inspect, Add Simple PDU и Add Complex PDU;

 

Рисунок 1.1 – Окно программы

 

- Logical/Physical Workspace and Navigation Bar – панель, которая дает возможность переключать рабочую область: физическую или логическую, а также позволяет перемещаться между уровнями кластера;

- Workspace – область, в которой происходит создание сети, проводятся наблюдения за симуляцией и просматривается разная информация и статистика;

- Realtime/Simulation Bar – с помощью закладок этой панели можно переключаться между режимом Realtime и режимом Simulation. Она также содержит кнопки, относящиеся к Power Cycle Devices, кнопки Play Control и переключатель Event List в режиме Simulation;

- Network Component Box – это область, в которой выбираются устройства и связи для размещения их на рабочем пространстве. Она содержит область Device-Type Selection и область Device-Specific Selection;

- Device-Type Selection Box – эта область содержит доступные типы устройств и связей в Packet Tracer. Область Device-Specific Selection изменяется в зависимости от выбранного устройства;

- Device-Specific Selection Box – эта область используется для выбора конкретных устройств и соединений, необходимых для постройки в рабочем пространстве сети.;

- User Created Packet Window – это окно управляет пакетами, которые были созданы в сети во время симуляции сценария.

1.3.2 Для создания топологии необходимо выбрать устройство из панели Network Component, а затем из панели Device-Type Selection выбрать тип выбраного устройства. После этого нужно нажать левую кнопку мыши в поле рабочей области программы (Workspace). Также можно переместить устройство прямо из области Device-Type Selection, но при этом будет выбрана модель устройства, по умолчанию. Для быстрого создания нескольких эксземпляров одного и того же устройства нужно, удерживая кнопку Ctrl, нажать на устройство в области Device-Specific Selection и отпустить кнопку Ctrl. После этого можно несколько раз нажать на рабочей области для добавления копий устройства.

В Packet Tracer представлены следующие типы устройств: хабы и повторители, комутаторы (в том числе и мосты), маршрутизаторы, конечные устройства – ПК, серверы, принтеры, IP-телефоны, безпроводные устройства (точки доступа, безпроводной маршрутизатор) и другие устройства – облако, DSL-модем и кабельный модем.

1.3.3 Добавьте необходимые элементы в рабочую область программы так, как показано на рисунке 1.2.

 

 

Рисунок 1.2 – Добавление элементов сети

 

1.3.4 При добавлении каждого элемента имеется возможность присвоения имени и установления им необходимых параметров. Для этого необходимо нажать на нужный элемент левой кнопкой мыши и в диалоговом окне устройства перейти к вкладке Config, который содержит все необходимые параметры для настройки устройства и имеет удобный для этого интерфейс.

1.3.5 Для удаления ненужных устройств с рабочей области программы используется кнопка Delete (Del),расположенная справа окна Packet Tracer

1.3.6 Организуйте интерфейс между  выбранными устрой ствами. Для этого необходимо выбрать вкладку Connections из панели Network Component Box.  и выберите подходящий тип кабеля.

1.3.7 Диалоговое окно свойств каждого элемента имеет несколько  вкладок:

- Physical – содержит графический интерфейс устройства и позволяет симулировать работу с ним на физическом уровне;

- Config – содержит все необходимые параметры для настройки устройства и имеет удобный для этого интерфейс.

1.3.8 В свойствах выберите вкладку Desktop и присвойте соответствующим компьютерам сетевой IP адрес и маску подсети.

1.3.9 После создания сети ее нужно сохранить, выбрав пункт меню File -> Save или иконку Save на панели Main Tool Bar. Файл сохраненной топологии имеет расширение *.pkt.

1.3.10 Для симуляции работы командной строки на конечном устройстве (компьютере) необходимо в свойствах выбрать вкладку Desktop, а затем нажать на ярлык Command Prompt.

1.3.11 Для получения списка команд нажмите Enter. Для конфигурирования компьютера воспользуйтесь командой ipconfig из командной строки. IP адрес и маску сети можно вводить в графическом инерфейсе устройства (см. рисунок 1.3).

 

 

Рисунок 1.3 – Конфигурирование ПК

 

1.3.12 Если все сделано правильно, выполните функцию пинг от одного компьютера до другого компьютера. Пронаблюдайте визуально продвижение кадра от одного РС до другого компьютера.

Исходные данные приведены в таблице 1.1.

 

Т а б л и ц а 1.1. Исходные данные

Варианты

Количество компьютеров

Соединение

1

2

2 РС

2

2

1 РС, 1 Сервер

3

3

2 РС, 1 Сервер

4

3

3 РС

5

4

2 РС, 2 Сервер

6

5

4 РС, 1 Сервер

7

4

2 РС, 2 Сервера

8

3

1 РС, 2 Сервера

9

5

3 РС, 2 Сервера

1.4 Контрольные вопросы

 

1.4.1 Какие типы сетевых устройств и соединений можно использовать в Packet Tracer?

1.4.2 Каким способом можно перейти к интерфейсу командной строки устройства?

1.4.3 Как добавить в топологию и настроить новое устройство?

1.4.4 Как сохранить конфигурацию устройства в .txt файл?

1.4.5 Принцип работы маршрутизатора?

1.4.6 Принцип работы концентратора?

1.4.7 Принцип работы коммутатора?

 

2 Лабораторная работа. Конфигурация локально-вычислительной сети на основе концентратора

 

2.1 Цель работы: получение навыков конфигурирования локально-вычислительной сети на основе концентратора с сетевой топологией «звезда».

 

2.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы: построения локально-вычислительных сетей; особенности стандарта IEEE 802.3 (Ethernet); понятие TCP/IP-адресации в компьютерных сетях, основные сведения о подсетях; особенности работы сетевого устройства концентратора (hub).

 

2.2 Рабочее задание

 

2.2.1 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии варианта (одного концетратора и нескольких компьютеров), как показано на рисунке 2.1.

2.2.2 Осуществите присоединение компьютеров к концентратору на физическом уровне с соответствии сетевой топологии «звезда».

2.2.3 Осуществите конфигурирование локальной сети, для этого перейдите в вкладке Desktop и присвойте соответствующим компьютерам сетевой IP адрес и маску подсети.

2.2.4 Проверьте правильность конфигурации с помощью сигнала Ping.

2.2.5 Осуществите передачу данных между оконечными устройствами.

2.2.6 Составьте отчет о проведенной работе.

 

 

Рисунок 2.1 – Окно программы

 

2.3 Методические указания по выполнению работы

 

Для соединения более двух компьютеров в небольшой локально-вычислительной сети с топологией «звезда» применяются концентраторы (hub). Концентратор - это устройство, к которому подключаются сетевые устройства (компьютеры), и, таким образом, через него осуществляют взаимодействие друг с другом. В зависимости от модели разные концентраторы обладают разным количеством портов и, соответственно, позволяют подключать и объединять в сеть разное количество сетевых устройств. Когда какому-либо компьютеру в сети необходимо передать что-либо другому компьютеру, он посылает данные концентратору, а тот передает полученные данные во все свои порты, независимо от адресата. Таким образом, все устройства, подключенные к концентратору, будут «видеть» передаваемые данные, даже если те для них не предназначены. Просто все устройства будут игнорировать эти данные, кроме устройства, которому они предназначены. Если компьютеров (сетевых устройств) много, для их объединения можно использовать несколько концентраторов, соединенных между собой. У концентраторов есть недостаток - они работают в широковещательном режиме, то есть данные, передаваемые от одного компьютера к другому, передаются всем сразу.

2.3.1 Для создания топологии необходимо выбрать устройство из панели Network Component, а затем из панели Device-Type Selection выбрать тип выбраного устройства.

2.3.2 Осуществите физическую конфигурацию компьютеров (щелкните мышью на соответствующее устройство) откроется окно, представленное на рисунке 2.2.

 

 

Рисунок 2.2 – Физическая конфигурация компьютера

 

2.3.3 Перед физическим конфигурированием отключите питание устройства (нажмите на красную кнопку отметка о включенном питании изменит свой цвет на темный).

2.3.4 Выберите модуль PT-HOST-NM-1GFE.

2.3.5 Перенесите этот интерфейс на устройство.

2.3.6 Включите питание устройства.

2.3.7 Перейдите в вкладку config для настройки устройства. Задайте устройству IP-адрес, маску и адрес шлюза.

2.3.8 Перейдите в вкладку Desktop проверьте настройки конфигурации.

2.3.9 Осуществите физическую конфигурированию концентратора (см. рисунок 2.3).

2.3.10 Выключите питание устройства. Выберите модули PT-REPEATER-NM-1GFE на соответствующие порты концентратора.

2.3.11 Включите питание концентратора.

2.3.12 Осуществите подключение узлов к концентратору в соответствии варианта.

2.3.13 Для симуляции работы командной строки на конечном устройстве (компьютере) необходимо в свойствах выбрать вкладку Desktop, а затем нажать на ярлык Command Prompt.

2.3.14 Выполните функцию пинг от одного компьютера до другого компьютера. Пронаблюдайте визуально продвижение кадра от одного РС до другого компьютера. Выполните передачу данных между компьютерами.

 

Рисунок 2.3 – Физическая конфигурация концентратора

 

Исходные данные приведены в таблице 2.1

 

Т а б л и ц а 2 1Исходные данные

Варианты

Количество компьютеров

Количество концентраторов

1

6

1

2

8

1

3

7

1

4

9

1

5

10

2

6

11

2

7

12

2

8

13

2

9

14

2

 

2.4 Контрольные вопросы

 

2.4.1 Принцип работы концентратора?

2.4.2 Как добавить в топологию и настроить новое устройство?

2.4.3 Как сохранить конфигурацию устройства в .txt файл?

2.4.5 Назовите IP-адрес класса А.

2.4.6 Назовите IP-адрес класса В.

2.4.7 Назовите IP-адрес класса С.

 

3 Лабораторная работа. Конфигурация локально-вычислительной сети на основе коммутаторов

 

Цель работы: получение навыков конфигурирования коммутируемых локально-вычислительной сети на основе коммутатора.

 

3.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы: логической структуризации построения локально-вычислительных сетей; принцип работы коммутаторов; понятие МАС-адресации в компьютерных сетях, основные сведения о подсетях.

 

3.2 Рабочее задание

 

3.2.1 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии варианта.

3.2.2 Осуществите конфигурирование локальной сети на основе коммутатора на физическом и логическом уровнях.

3.2.3 Осуществите проверку конфигурации в вкладке Desktop присвоенным компьютерам сетевого адреса.

3.2.4 Проверьте правильность конфигурации с помощью сигнала Ping.

3.2.5 Осуществите передачу данных между оконечными устройствами.

3.2.6 Составьте отчет о проведенной работе.

 

3.3 Методические указания по выполнению работы

 

Сетевое устройство концентратор имеет недостатки: работает в широковещательном режиме, то есть данные, передаваемые от одного компьютера к другому, передаются всем сразу. Увеличение объемов трафика приводит к росту числа коллизий в локальных сетях.

Для уменьшения количества коллизий необходимо уменьшить количество устройств на сетевом сегменте, чтобы повлиять на уровень коллизий. Это обычно достигается путем деления сегмента на два сегмента и помещении моста (bridge) или коммутатора (switch) между ними.

Коммутатор (Switch) – многопортовое устройство, обеспечивающее высокочастотную коммутацию пакетов между портами. Он позволяет передавать пакеты сообщений одновременно между парами портов в сетях Ethernet. По мере того, как подключенные к портам коммутаторы узлы начинают передачу, он начинает анализировать содержимое адресов отправителя, что позволяет делать выводы о принадлежности того или иного узла к тому или иному порту коммутатора. Коммутатор представляет собой высоко производительное интеллектуальное устройство оборудованное слотами расширения для установки дополнительных агрегатных модулей Fast/Gigabit Ethernet. Обладает высокой пропускной способностью шины коммутации в сочетании с такими функциональными возможностями, как обеспечение QoS и поддержка технологии виртуальных локальных сетей, гибко формирует сетевые группы.

3.3.1 Для создания коммутируемой локальной сети необходимо выбрать устройства из панели Network Component, а затем из панели Device-Type Selection выбрать тип выбраного устройства.

3.3.2 Осуществите физическую конфигурацию компьютеров.

3.3.3 Перейдите в вкладку config для настройки компьютеров. Задайте компьютерам IP-адрес, маску и адрес шлюза.

3.3.4 Перейдите в вкладку Desktop проверьте настройки конфигурации.

3.3.5 Осуществите подключение узлов к коммутатору в соответствии варианта.

3.3.5 Для симуляции работы командной строки на конечном устройстве (компьютере) необходимо в свойствах выбрать вкладку Desktop, а затем нажать на ярлык Command Prompt.

3.3.6 Выполните функцию пинг от одного компьютера до другого компьютера. Пронаблюдайте визуально продвижение кадра от одного РС до другого компьютера. Выполните передачу данных между компьютерами.

3.3.7 Сформируйте широковещательный пакет данных

Исходные данные приведены в таблице 3.1

 

Т а б л и ц а 3.1Исходные данные

Варианты

Количество компьютеров

Количество коммутаторов

Количество концентраторов

1

11

1

1

2

12

1

2

3

10

1

1

4

13

1

2

5

10

1

1

6

14

1

2

7

9

1

1

8

13

1

2

9

8

1

1

 

3.4 Контрольные вопросы

 

3.4.1 Принцип работы коммутатора?

3.4.2 Сравнительный анализ работы ЛВС при использовании концентратора и коммутатора?

3.4.3 Преимущества использования коммутатора в ЛВС?

3.4.5 Архитектура коммутатора?

3.4.6 Достоинства и недостатки концентратора и коммутатора.

 

4 Лабораторная работа. Конфигурация сетевой топологии произвольной конфигурации

 

Цель работы: получение навыков конфигурирования сети произвольной топологии на основе маршрутизаторов.

 

4.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы: логической структуризации построения локально-вычислительных сетей; принцип работы коммутаторов; понятие МАС-адресации в компьютерных сетях, основные сведения о подсетях.

 

4.2 Рабочее задание

 

4.2.1 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии с вариантом.

4.2.2 Осуществите конфигурирование составной сети на основе маршрутизатора на физическом и логическом уровнях.

4.2.3 Осуществите проверку конфигурации в вкладке Desktop присвоенным компьютерам сетевого адреса.

4.2.4 Проверьте правильность конфигурации с помощью сигнала Ping.

4.2.5 Осуществите передачу данных между оконечными устройствами.

4.2.6 Составьте отчет о проведенной работе.

 

4.3 Методические указания по выполнению работы

 

Маршрутизатор (routеrs) применяется в сетях со сложной конфигурацией для связи ее участков с различными сетевыми протоколами (в том числе и для доступа к глобальным (WАN) сетям), а также для более эффективного разделения трафика и использования альтернативных путей между узлами сети. Основная цель применения маршрутизаторов – объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей.

Различные типы маршрутизаторов отличаются количеством и типами своих портов. Маршрутизаторы, например, могут быть использованы в локальной сети Ethernet для эффективного управления трафиком при наличии большого числа сегментов сети, для соединения сети типа Еthernet с сетями другого типа, например, Тоkеn Ring, FDDI, а также для обеспечения выходов локальных сетей на глобальную сеть.

Маршрутизаторы не просто осуществляют связь разных типов сетей и обеспечивают доступ к глобальной сети, но и могут управлять трафиком на основе протокола сетевого уровня (третьего в модели OSI), то есть на более высоком уровне по сравнению с коммутаторами. Необходимость в таком управлении возникает при усложнении топологии сети и росте числа ее узлов, если в сети появляются избыточные пути, когда нужно решать задачу максимально эффективной и быстрой доставки отправленного пакета по назначению.

4.3.1 Для создания коммутируемой локальной сети необходимо выбрать устройства из панели Network Component, а затем из панели Device-Type Selection выбрать тип выбраного устройства.

4.3.2 Осуществите физическую конфигурацию компьютеров.

4.3.3 Перейдите в вкладку config для настройки компьютеров. Задайте компьютерам IP-адрес, маску и адрес шлюза.

4.3.4 Перейдите в вкладку Desktop проверьте настройки конфигурации.

4.3.5 Осуществите физическую конфигурацию портов маршрутизатора (см. рисунок 4.1).

4.3.6 Осуществите логическую конфигурацию портов маршрутизатора (см. рисунок 4.2).

 

 

Рисунок 4.1 – Физическая конфигурация портов маршрутизатора

 

4.3.7 Для симуляции работы командной строки на конечном устройстве (компьютере) необходимо в свойствах выбрать вкладку Desktop, а затем нажать на ярлык Command Prompt.

4.3.8 Выполните функцию пинг от одного компьютера до другого компьютера через составную сеть. Пронаблюдайте визуально продвижение пакетов от одного РС до другого компьютера. Выполните передачу данных между компьютерами (см. рисунок 4.3).

4.3.9 Сформируйте передачу широковещательных пакетов данных.

 

 

Рисунок 4.2 – Логическая конфигурация портов маршрутизатора

 

 

Рисунок 4.3 – Пример сетевой конфигурации

 

Исходные данные приведены в таблице 4.1.

 

Т а б л и ц а 4.1 Исходные данные

Варианты

Количество компьютеров

Количество коммутаторов

Количество концентраторов

1

11

1

1

2

12

1

2

3

10

1

1

4

13

1

2

5

10

1

1

6

14

1

2

7

9

1

1

8

13

1

2

9

8

1

1

 

4.4 Контрольные вопросы

 

4.4.1 Принцип работы маршрутизатора?

4.4.2 Назовите протоколы маршрутизации.

4.4.3 Протокол маршрутной информации RIP?

4.4.4 Протокол маршрутной информации OSPF.

4.4.5 Протокол маршрутной информации IGRP.

4.4.6 Протокол маршрутной информации EIGRP.

  

5 Лабораторная работа. Конфигурация модели «Клиент-сервер»

 

Цель работы: получение навыков конфигурирования модели сети «Клиент-сервер».

 

5.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы: одноранговой и иерархической модели сети, модели «Клиент-сервер», типы серверов.

 

5.2 Рабочее задание

 

5.2.1 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии варианта.

5.2.2 Осуществите конфигурирование составной сети на основе маршрутизатора на физическом и логическом уровнях.

5.2.3 Осуществите проверку конфигурации в вкладке Desktop присвоенным компьютерам сетевого адреса.

5.2.4 Проверьте правильность конфигурации с помощью сигнала Ping.

5.2.5 Осуществите передачу данных между оконечными устройствами.

5.2.6 Составьте отчет о проведенной работе.

 

5.4 Методические указания по выполнению работы

 

Простейшим видом сети является одноранговая, обеспечивающая связь персональных компьютеров конечных пользователей и позволяющая совместно использовать дисководы, принтеры, файлы.

Более развитые сети помимо компьютеров конечных пользователей (рабочих станций) включают специальные выделенные компьютеры – серверы. Сервер – это компьютер, выполняющий в сети особые функции обслуживания остальных компьютеров в сети.

Основная функция сервера – выполнение специфический действий по запросам клиента (например, решение сложной математической задачи, поиск данных в базе, соединение клиента с другим клиентом и другое); при этом сам сервер не имеет никаких взаимодействий с клиентом. Если сервер, к которому обратился клиент, не в состоянии решить задачу из-за нехватки ресурсов, то в идеале он сам находит другой, более мощный, сервер и передает задачу ему, становясь, в свою очередь, клиентом, но не информируя об этом без нужды начального клиента.

Типы серверов:

- сервер печати – присоединение принтера к сети через специализированный узел обработки заданий на печать;

- сервер БД – совместно используемая БД;

- файл-сервер – хранилище данных;

- коммуникационный сервер – управляет доступом к удалённым ресурсам, обеспечивает канал связи с глобальной вычислит. сетью;

- сервер приложений – выполняются специальные вычислительные задания (обработка графики);

- веб-сервер – обеспечивает доступ к веб-страницам.

Сегодня популярная перспективная технология обработки информации в сети называется «клиент-сервер». В функции «клиента» входит: предоставление пользовательского интерфейса, ориентированного на определенные обязанности, формирования запросов к серверу и анализ ответов сервера на запросы и предъявление их пользователю.

5.3.1 Для создания коммутируемой локальной сети необходимо выбрать устройства из панели Network Component, а затем из панели Device-Type Selection выбрать тип выбраного устройства.

5.3.2 Осуществите физическую конфигурацию компьютеров.

5.3.3 Перейдите в вкладку config для настройки компьютеров. Задайте компьютерам IP-адрес, маску и адрес шлюза.

5.3.4 Перейдите в вкладку Desktop проверьте настройки конфигурации.

5.3.5 Осуществите физическую конфигурацию сервера (см. рисунок 5.1).

5.3.6 Осуществите логическую конфигурацию сервера (см. рисунок 5.2).

 

 

Рисунок 5.1 – Физическая конфигурация портов сервера

 

 

Рисунок 5.2 – Логическая конфигурация портов сервера

 

5.3.7 Осуществите физическую конфигурацию портов коммутатора.

5.3.8 Осуществите физическую конфигурацию портов маршрутизатора.

5.3.9 Осуществите логическую конфигурацию портов маршрутизатора (см. рисунок 5.3).

 

Рисунок 5.3 – Пример конфигурации

 

5.3.10 Для симуляции работы командной строки на конечном устройстве (компьютере) необходимо в свойствах выбрать вкладку Desktop, а затем нажать на ярлык Command Prompt.

5.3.11 Выполните функцию пинг от одного компьютера до другого компьютера через составную сеть. Пронаблюдайте визуально продвижение запросов. Выполните передачу данных между компьютерами.

5.3.12 Сформируйте передачу широковещательных пакетов данных.

 

Т а б л и ц а 5.1 Исходные данные

Варианты

Количество компьютеров

Количество коммутаторов

Количество маршрутизаторов

1

11

1

2

2

12

1

2

3

10

1

3

4

13

1

2

5

10

1

3

6

14

1

2

7

9

1

3

8

13

1

2

9

8

1

3

 

5.4 Контрольные вопросы

 

3.4.1 Принцип работы модели «Клиент-сервер»?

3.4.2 Назовите функции сервера.

3.4.3 Назовите функции клиента?

3.4.4 Телекоммуникационный сервер?

3.4.5 Терминальный сервер?

3.4.6 Как работает DNS?

 

6 Лабораторная работа. Конфигурация глобальной сети с применением «облаков»

 

Цель работы:  получение навыков конфигурирования глобальной сети произвольной топологии с применением «облаков».

 

6.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы: построения глобальной сети с установлением соединений и без установления соединений, ознакомиться с понятиями виртуальный канал и дейтограмма.

 

6.2 Рабочее задание

 

6.2.1 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии варианта.

6.2.2 Осуществите конфигурирование произвольной сети на основе «облаков» и других сетевых устройств на физическом и логическом уровнях.

6.2.3 Осуществите проверку конфигурации в вкладке Desktop, присвоенным компьютерам сетевого адреса.

6.2.4 Проверьте правильность конфигурации с помощью сигнала Ping.

6.2.5 Осуществите передачу данных между оконечными устройствами.

6.2.6 Составьте отчет о проведенной работе.

 

6.3 Методические указания по выполнению работы

 

6.3.1 Для создания глобальной сети необходимо выбрать устройства из панели Network Component, а затем из панели Device-Type Selection выбрать тип выбраного устройства.

6.3.2 Осуществите физическую и логическую конфигурацию компьютеров.

6.3.3 Перейдите в вкладку Desktop, проверьте настройки конфигурации.

6.3.4 Осуществите физическую конфигурацию «облака» (см. рисунок 6.1).

6.3.5 Осуществите логическую конфигурацию «облака» (см. рисунок 6.2).

 

 

Рисунок 6.1 – Физическая конфигурация «облака»

 

 

Рисунок 6.2 – Логическая конфигурация «облака»

 

6.3.6 Осуществите физическую и логическую конфигурацию сетевых устройств, согласно варианту (например, рисунок 6.3).

6.3.7 Для симуляции работы командной строки на конечном устройстве (компьютере) необходимо в свойствах выбрать вкладку Desktop, а затем нажать на ярлык Command Prompt.

6.3.8 Выполните функцию пинг от одного компьютера до другого компьютера через составную сеть. Пронаблюдайте визуально продвижение запросов. Выполните передачу данных между компьютерами.

 

 

Рисунок 6.3 – Пример работы сети передачи данных

 

6.3.9 Сформируйте передачу широковещательных пакетов данных. Подготовить отчет.

 

В таблице 6.1 представлены исходные данные.

 

Т а б л и ц а 6.1 Исходные данные

Варианты

Количество компьютеров

Количество коммутаторов

Количество маршрутизаторов

Кол.

облаков

1

11

1

4

1

2

12

1

3

1

3

10

1

3

1

4

13

2

2

1

5

10

1

3

1

6

14

2

2

1

7

9

1

4

1

8

13

2

2

1

9

8

1

4

1

 

6.4 Контрольные вопросы

 

6.4.1 Принцип работы технологии Х.25?

6.4.2 Принцип работы технологии Frame relay?

6.4.3 Принцип работы технологии АТМ?

6.4.4 Протокол IP?

6.4.5 Стек TCP/IP?

6.4.6 Интерфейсы UNI и NNI?

 

7 Лабораторная работа. Исследование формата ICMP-пакетов

 

Цель работы:  получения навыков исследования сообщений протокола ICMP об ошибках и о перегрузках в сети.

 

7.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы: изучения формата пакета ICMP; формирования сообщений в сети с помощью протокола ICMP об ошибках и о перегрузках.

 

7.2 Рабочее задание

 

7.2.1 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии варианту.

7.2.2 Осуществите физическое и логическое конфигурирование сетевых устройств на физическом и логическом уровнях.

7.2.3 Осуществите проверку конфигурации в вкладке Desktop, присвоенным компьютерам сетевого адреса.

7.2.4 Проверьте правильность конфигурации с помощью сигнала Ping.

7.2.5 Составьте отчет о проведенной работе.

 

7.3 Методические указания по выполнению работы

 

Межсетевой протокол управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol) играет роль транспортного протокола для управляющей и диагностической информации, которой обмениваются между собой IP-, TCP- или UDP-модули скрытно от приложений.

В основном ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных, например, запрашиваемая услуга недоступна, или хост, или маршрутизатор не отвечают. Также на ICMP возлагаются некоторые сервисные функции. Кроме того, ICMP используется также для проведения атак. При этом преследуется цель: загрузить сервер так, чтобы он не мог отвечать.

ICMP –это протокол передачи команд и сообщений об ошибках. На рисунках 7.1 и 7.2 приведены форматы пакетов ICMP в различных ситуациях при передаче информации.

 

http://book.itep.ru/4/44/icmp2.gif

 

Рисунок 7.1 – Формат эхо-запроса (ping)

 

http://book.itep.ru/4/44/rtt.gif

 

Рисунок 7.2 - Формат отклика ICMP

 

Время распространения ICMP-запроса не равно времени распространения отклика. Это связано не только с возможными изменениями в канале. В общем случае маршруты их движения могут быть различными.

Когда маршрутизатор не может доставить дейтограмму по месту назначения, он посылает отправителю сообщение «адресат не достижим» (destination unreachable). Формат такого сообщения показан на рисунке 7.3.

 

http://book.itep.ru/4/44/icmp3.gif

 

Рисунок 7.3 – Формат ICMP-сообщения «адресат не достижим»

 

7.3.1 Для исследования формата ICMP – пакетов  используем сеть, состоящую из компьютера, который подключен к серверу через один маршрутизатор.

7.3.2 Для исследования сообщений ICMP присвойте ПК IP-адрес 172.16.1.1, маску 255.255. 0.0.

7.3.3 Шлюзу, по умолчанию (Default Gate Way), присвойте IP-адрес 172.16.255.254 и присвойте сетевой адрес DNS серверу 192.168.254.254.

7.3.4 Осуществите физическую и логическую конфигурацию маршрутизатора. При организации физического соединения конфигурации, выбирая WIC-1ENET при выключенном питании компьютера, после выбора и установки включайте питание компьютера. Далее при логической связи РС 0/0 дайте сетевой адрес 172.16.255.254. Для стороны связи с сервером 0/1 сетевой адрес 192.168.254.253.

7.3.6 Для подготовки к интерфейсу сервера придайте следующие адреса: IP-адрес-192.168.254.254. 192.168.254.253- Default Gate Way.

7.3.7 Произвести пинг без выбора протокола в  графе пинг и направление пакета выбирать со стороны РС или со стороны сервера, как показано на рисунках 7.4 и 7.5, в которых проиллюстрированы движения пакетов протокола ICMP от сервера к маршрутизатору и от маршрутизатора к РС. При этом на правой стороне рисунков приводятся статистические данные, получаемые при моделировании процесса технологии такой сети. 

 

 

Рисунок 7.4 – Движение пакетов протокола ICMP от сервера к маршрутизатору

 

 

Рисунок 7.5 – Движение пакетов протокола ICMP от

маршрутизатора к РС

7.3.8 Смоделируйте свой вариант сети. Подготовить отчет по своему варианту.

 

В таблице 7.1 представлены исходные данные.

 

Т а б л и ц а 7.1 Исходные данные

Варианты

Количество компьютеров

Количество маршрутизаторов

Кол.

серверов

1

1

1

1

2

2

1

1

3

1

1

1

4

2

1

1

5

1

1

1

6

2

1

1

7

1

1

1

8

2

1

1

9

1

1

1

 

7.4 Контрольные вопросы

 

7.4.1 Типы ICMP пакетов?

7.4.2 Принцип работы технологии протокола ICMP.

7.4.3 Применение моделирования при проектировании ТКС.

7.4.4 Этапы проектирования?

7.4.5 Задачи проектирования?

7.4.6 Этапы моделирования?

 

8 Лабораторная работа. Исследование движения пакетов между подсетями

 

Цель работы: исследование и получение навыков конфигурирования движения пакетов между подсетями.

 

8.1 Предварительная подготовка

 

Изучить принципы: построения подсетей, статической и динамической маршрутизации, формата пакета и назначения поля в пакете TTL.

 

8.2 Рабочее задание

 

8.2.1 Осуществите добавление необходимых элементов в рабочую область программы в соответствии варианту.

8.2.2 Осуществите конфигурирование структуры сети, состоящей из подсетей различной структуры на основе сетевых устройств на физическом уровнях (WIC-2T).

8.2.3 Осуществите конфигурирование маршрутизаторов на логическом уровне интерфейсов Serial 0/0/0 и 0/0/1.

8.2.4 Правильность конфигурирования устройств в сети осуществите в диалоговом окне свойств во вкладке CLI (Command Line Interfase).

8.2.5 Осуществите соединение маршрутизаторов в петлевую структуру.

8.2.6 Проверьте правильность конфигурации с помощью сигнала Ping.

8.2.7 Осуществите передачу данных между оконечными устройствами.

8.2.8 Составьте отчет о проведенной работе.

 

8.3 Методические указания по выполнению работы

 

8.3.1 Для создания глобальной сети необходимо выбрать устройства (рабочие станции, коммутаторы и маршрутизаторы) из панели Network Component, а затем из панели Device-Type Selection выбрать тип выбранного устройства.

8.3.2 Осуществите физическую и логическую конфигурацию компьютеров.

8.3.3 Перейдите на вкладку CLI и проверьте правильность прописки IP адресов и интерфейсов, например, как показано ниже:

 

System Bootstrap, Version 12.3(8r)T8, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Cisco 1841 (revision 5.0) with 114688K/16384K bytes of memory.

 

Self decompressing the image :

##

%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up####################### [OK]

              Restricted Rights Legend

 

Use, duplication, or disclosure by the Government is

subject to restrictions as set forth in subparagraph

(c) of the Commercial Computer Software - Restricted

Rights clause at FAR sec. 52.227-19 and subparagraph

(c) (1) (ii) of the Rights in Technical Data and Computer

Software clause at DFARS sec. 252.227-7013.

 

           cisco Systems, Inc.

           170 West Tasman Drive

           San Jose, California 95134-1706

 

Cisco IOS Software, 1841 Software (C1841-IPBASE-M), Version 12.3(14)T7, RELEASE SOFTWARE (fc2)

Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport

Copyright (c) 1986-2006 by Cisco Systems, Inc.

Compiled Mon 15-May-06 14:54 by pt_team

Image text-base: 0x6007D180, data-base: 0x61400000

Port Statistics for unclassified packets is not turned on.

Cisco 1841 (revision 5.0) with 114688K/16384K bytes of memory.

Processor board ID FTX0947Z18E

M860 processor: part number 0, mask 49

2 FastEthernet/IEEE 802.3 interface(s)

2 Low-speed serial(sync/async) network interface(s)

191K bytes of NVRAM.

31360K bytes of ATA CompactFlash (Read/Write)

Cisco IOS Software, 1841 Software (C1841-IPBASE-M), Version 12.3(14)T7, RELEASE SOFTWARE (fc2)

Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport

Copyright (c) 1986-2006 by Cisco Systems, Inc.

Compiled Mon 15-May-06 14:54 by pt_team

 

%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan1, changed state to up

%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan1, changed state to administratively down

Press RETURN to get started!

 

%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/0/0, changed state to up

%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/0/1, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0/0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0/0/1, changed state to up

 

Router>enable

Router#configure terminal

Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.

Router(config)#interface Serial0/0/0

Router(config-if)#no shutdown

Router(config-if)#ip address 192.168.7.2 255.255.255.0

Router(config-if)#

Router(config-if)#exit

Router(config)#interface Serial0/0/1

Router(config-if)#no shutdown

Router(config-if)#ip address 192.168.8.1 255.255.255.0

Router(config-

 

8.3.4 Осуществите пинг от одной рабочей станции одной подсети в другую подсеть (см. рисунок 8.1 и 8.2).

 

 

Рисунок 8.1 – Перемещение пакетов пинга в первой подсети

 

 

Рисунок 8.2 – Перемещение пакетов пинга с первой во вторую подсеть

 

В таблице 8.1 представлены исходные данные.

Т а б л и ц а 8.1 Исходные данные

Варианты

Количество рабочих станций

Количество маршрутизаторов

Количество коммутаторов

1

4

3

2

2

5

3

2

3

6

3

2

4

7

3

2

5

6

3

2

6

5

3

2

7

4

3

2

8

7

3

2

9

6

3

2

8.4 Контрольные вопросы

 

8.4.1 Что такое подсеть?

8.4.2 Статическая маршрутизация?

8.4.3 .Выбор протокола интерфейса при пинговании?

8.4.4 Методы прописания алгоритма среднего маршрутизатора?

8.4.5 Интерфейс командной строки?

8.4.6 Динамическая маршрутизация?

 

Список литературы

 

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А.  Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы. – СПб.: Питер, 2001 - 672 c.

2 Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2006.- 992 с

 

Содержание

 

 

Введение

    3

1 Лабораторная работа «Знакомство со средой и

   конфигурирование простых соединений РС-РС»

    

    4

2 Лабораторная работа. Конфигурация локально-вычислительной

   сети на основе концентратора

 

    9

3 Лабораторная работа. Конфигурация локально-вычислительной

   сети на основе коммутаторов

 

  13

4 Лабораторная работа. Конфигурация сетевой топологии

   произвольной конфигурации

  15

5 Лабораторная работа. Конфигурация модели «Клиент-сервер»

  18

6 Лабораторная работа. Конфигурация глобальной сети с

   применением «облаков»

7.Лабораторная работа Исследование формата ICMP-пакетов

8 Лабораторная работа Исследование движения пакетов между подсетями

 

  22

  25

  28

Список литературы

 

 

Сводный план 2013г., поз 93