Структуры компьюторных сетей

УКРАЇНСЬКА  ДЕРЖАВНА  АКАДЕМІЯ  ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ

 

 

 

Кафедра «Спеціалізовані  комп’ютерні системи»

 

 

 

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни «Мережі комп’ютерних систем»

«Проектування локальної  комп’ютерної мережі»

 

 

 

 

                                                                                                 Виконав:

                                                                                    студент гр. 10-4/2 СКС

                                                                     Гадючко Г.В.

 

 

                                                                  Перевірив:

                                                           доцент

                                                                               Добрянський В. М.

 

 

 

 

                                                    2012

        Реферат

 

У даній роботі міститься 29 сторінок опису,6малюнків, 4 таблиці, література використаних джерел.

Курсовий проект складається з двох частин: теоретичної і практичної.

У теоретичній частині  проекту  розглянута тема: «Мережна технологія TokenRing».

У практичній частині проекту  за заданими характеристиками локальної  мережі розроблений проект її створення.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                Зміст

Вступ                                                                                                                        6

      1.Теоретична частина : технологія ТokenRing                                                       8 

1.1 Основні характеристики технології                                                                  8

1.2   Принцип маркерного доступу                                                                        10

1.3 Колізії у TokenRing                                                                                            14

Висновки                                                                                                                 16

2. Практична частина                                                                                            18

      2.1 Проектування локальної обчислювальної мережі                                          18

      2.2 Розподіл мережного обладнання                                                                      22

 Висновок                                                                                                                28   

Список використаних джерел                                                                              29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Перелік використовуваних скорочень

 ОС - операційна система 

 ПК - персональний комп'ютер 

 ЛВС - локальна обчислювальна  мережа 

Switch - комутатор 

HUB - концентратор 

UTP - неекранована вита  пара 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Вступ

З розвитком комп'ютерної техніки  стала можливою обробка потоків  інформації, що постійно збільшуються та стають дедалі складними. Для обміну інформацією між комп'ютерами винайшли способи іх з'єднання, використовуючи різні фізичні середовища для передачі данних.

Система, яка поєднує в  собі апаратне та програмне забезпечення, а також засоби з'єднання комп'ютерів називається комп'ютерною мережею, яка характеризується багатьма параметрами. Основними з них є топологія та архітектура. Крім того, мережі характеризуються додатковими параметрами, такими як ступень швидкодії, надійності, захищеності та іншими.

В даному курсовому проектів теоретичній частині розглядається мережна технологія TokenRing.Мережі ТоkеnRing використовують складну систему пріоритетів, яка дозволяє деяким станціям з високим пріоритетом, призначеним користувачем, частіше користуватися мережею.Блоки даних TokenRing містять два поля, які керують пріоритетом: поле пріоритетів і поле резервування.Архітектура TokenRing розроблена фірмою ІВМ і затверджена в стандарті ІЕЕЕ-802.5. Метою розробки була побудова платформи для надійної та високопродуктивної роботи мереж із детермінова-ними характеристиками. У цій технології реалізовано метод доступу до каналу з передачею маркера та підтримується кільцева топологія.  
Спершу було затверджено стандарт зі швидкістю передачі 4 Мбіт/с, згодом ця цифра досягла 16 Мбіт/с і вище.

В практичній частині спроектувна локальна мережа і зроблено аналіз апаратних і програмних засобів комп'ютерних мереж.

Комп'ютерна мережа -це сукупність комп'ютерів і різних пристроїв, що забезпечують інформаційний обмін між комп'ютерами в мережі без

          використання яких-небудь проміжних носіїв інформації.

Все різноманіття комп'ютерних  мереж можна класифікувати по групі ознак:  
Територіальна поширеність;  
Відомча приналежність;  
Швидкість передачі інформації;  
Тип середовища передачі;  
По територіальній поширеності мережі можуть бути локальними, глобальними, і регіональними. Локальні - це мережі, що перекривають територію не більше 10 м2, регіональні - розташовані на території міста чи області, глобальні на території держави або групи держав, наприклад, всесвітня мережа Internet.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Теоретична частина

Технологія мереж TokenRing була вперше представлена ​​IBM в 1982 р. і в 1985 р. була включена IEEE (InstituteforElectricalandElectronicEngeneers) як стандарт 802.5.TokenRing як і раніше є основною технологією IBM для локальних мереж (LAN), поступаючись за популярністю серед технологій LAN тільки Ethernet /IEEE 802.3.Мережі TokenRing працюють із двома бітовими швидкостями - 4 Мб / с і 16 Мб / с.Перша швидкість визначена в стандарті802.5, а друга є новим стандартом де-факто, що з'явилися в результаті розвитку технології TokenRing.

1.1 Основні характеристики технології

Мережі TokenRing, так само як і мережі Ethernet, характеризує поділюване середовище передачі даних, що у даному випадку складається з відрізків кабелю, що з'єднують усі станції мережі в кільце.

Кільце розглядається  як загальний поділюваний ресурс, і для доступу до нього потрібно не випадковий алгоритм, як у мережах Ethernet, а детермінований, заснований на передачі станціям права на використання кільця у визначеному порядку. Це право передається за допомогою кадру спеціального формату, який називається маркером чи токеном (token).

Технологія Token Ring була розроблена компанією IBM у 1984 році, а потім передана як проект стандарту в комітет IEEE 802, який на її основі прийняв у 1985 році стандарт 802.5. Компанія IBM використовує технологію Token Ring у якості своєї основної мережної технології для побудови локальних мереж на основі комп'ютерів різних класів — міні-комп'ютерів і персональних комп'ютерів. В даний час саме компанія IBM є основним законодавцем моди технології Token Ring, роблячи близько 60 % мережних адаптерів цієї технології.

Мережі TokenRing працюють із двома бітовими швидкостями — 4 і 16 Мбіт/с. Змішання станцій, що працюють на різних швидкостях, в одному кільці не допускається. Мережі TokenRing, що працюють зі швидкістю 16 Мбіт/с, мають деякі удосконалення в алгоритмі доступу в порівнянні зі стандартом 4 Мбіт/с.

Технологія TokenRing є більш складною технологією, чим Ethernet. Вона має властивості відмовостійкості. У мережі TokenRing визначені процедури контролю роботи мережі, що використовують зворотний зв'язок кільцеподібної структури — посланий кадр завжди повертається в станція-відправник. У деяких випадках виявлені помилкивроботі мережі усуваються автоматично, наприклад може бути відновлений загублений маркер. В інших випадках помилки тільки фіксуються, а їхнє усунення виконується вручну обслуговуючим персоналом.

Дляконтролю мережі одна зі станцій виконує роль так названого активного монітора. Активний монітор вибирається під час ініціалізації кільця як станція з максимальним значенням Мас-адреси. Якщо активний монітор виходить з ладу, процедура ініціалізації кільця повторюється і вибирається новий активний монітор. Щоб мережа могла знайти відмовлення активного монітора, останній у працездатному стані кожні 3 секунди генерує спеціальний кадр своєї присутності. Якщо цей кадр не з'являється в мережі більш 7 секунд, то інші станції мережі починають процедуру вибору нового активного монітора.

У мережах з маркерним  методом доступу (а до них, крім мереж Token Ring, відносяться мережі FDDI, а також  мережі, близькі до стандарту 802.4, — ArcNet, мережі виробничого призначення MAP) право на доступ до середовища передається  циклічно від станції до станції  по логічному кільцю.У мережі Token Ring кільце утворюється відрізками кабелю, що з'єднують сусідні станції. Таким чином, кожна станція зв'язана зі своєю попередньою і наступною

станцією і може безпосередньо  обмінюватися даними тільки з ними. Для забезпечення доступу станцій  до фізичного середовища по кільцю циркулює кадр спеціального формату і призначення — маркер. У мережі Token Ring будь-яка станція завжди безпосередньо одержує дані тільки від однієї станції — тієї, котра є попередньою в кільці. Така станція називається найближчим активним сусідом, розташованим вище по потоку (даних) — Nearest Active Upstream Neighbor, NAUN. Передачу ж даних станція завжди здійснює своєму найближчому сусіду вниз по потоку даних.

Одержавши маркер, станція  аналізує його і при відсутності  в неї даних для передачі забезпечує його просування до наступного станції. Станція, що має дані для передачі, при одержанні маркера вилучає  його з кільця, що дає їй право доступу до фізичного середовища і передачі своїх даних. Потім ця станція видає в кільце кадр даних встановленого формату послідовно по бітах. Дані, що передаються, проходять по кільцю завжди в одному напрямку від однієї станції до іншої. Кадр містить адресу призначення й адресу джерела.

Усі станції кільця ретранслюють кадр побітно, як повторювачі. Якщо кадр проходить через станцію призначення, то, розпізнавши свою адресу, ця станція  копіює кадр у свій внутрішній буфер і вставляє в кадр ознаку підтвердження прийому. Станція, що видала кадр даних у кільце, при зворотному його одержанні з підтвердженням прийому вилучає цей кадр із кільця і передає в мережу новий маркер для забезпечення можливості іншим станціям мережі передавати дані. Такий алгоритм доступу застосовується в мережах Token Ring зі швидкістю роботи  4 Мбіт/с, описаний у стандарті 802.5.

1.2Принцип маркерного  доступу

Час володіння поділюваним  середовищем у мережі TokenRing обмежується часом утримання маркера (tokenholdingtime), після закінчення якого станція зобов'язана припинити передачу власних даних (поточний кадр дозволяється завершити) і передати маркер далі по кільцю. Станція може встигнути передати за час утримання маркера один чи кілька кадрів в залежності від розміру кадрів і величини часу утримання маркера. Звичайний час утримання маркера за замовчуванням дорівнює 10 мс, а максимальний розмір кадру в стандарті 802.5 не визначений. Для мереж 4 Мбіт/с він звичайно дорівнює 4 Кбайт, а для мереж 16 Мбіт/с — 16 Кбайт. Це зв'язано з тим, що за час утримання маркера станція повинна встигнути передати хоча б один кадр. При швидкості 4 Мбіт/сза час 10 мс можна передати 5000 байт, а при швидкості 16 Мбіт/с — відповідно 20 000 байт. Максимальні розміри кадру обрані з деяким запасом.

Рисунок 1 Принцип маркерного доступу

Нарис. 1 описаний алгоритм доступу до середовища ілюструється тимчасовою діаграмою. Тут показана передача пакета А в кільці, що складається

з 6 станцій, від станції 1 до станції 3. Після проходження станції призначення 3 у пакеті Австановлюються дві ознаки — ознака розпізнавання адреси й ознака копіювання пакета в буфер (що на малюнку відзначено зірочкою усередині пакета). Після повернення пакета в станцію 1 відправник розпізнає свій пакет за адресою джерела і видаляє пакет з кільця. Встановлені станцією 3 ознаки говорять станції-відправнику про те, що пакет дійшов до адресата і був успішно скопійований їм у свій буфер.

У мережах TokenRing 16 Мбіт/с використовується також трохи інший алгоритм доступу до кільця, яки називається алгоритмом раннього звільнення маркера (EarlyTokenRelease). Відповідно до нього станція передає маркер доступу наступної станції відразу ж після закінчення передачі останнього біта кадру, не чекаючи повернення по кільцю цього кадру з бітом підтвердження прийому. У цьому випадку пропускна здатність кільця використовується більш ефективно, тому що по кільцю одночасно просуваються кадри декількох станцій. Проте свої кадри в кожен момент часу може генерувати тільки одна станція — та, котра в даний момент володіє маркером доступу. Інші станції в цей час тільки повторюють чужі кадри, так що принцип поділу кільця в часі зберігається, прискорюється тільки процедура передачі володіння кільцем.

Для різних видів повідомлень, переданим кадрам, можуть призначатися різні пріоритети: від 0 (нижчий) до 7 (вищий). Рішення про пріоритет конкретного кадру приймає передавальна станція (протокол Token Ring одержує цей параметр через міжрівневі інтерфейси від протоколів верхнього рівня, наприклад прикладного). Маркер також завжди має деякий рівень поточного пріоритету. Станція має право захопити переданий їй маркер тільки в тому випадку, якщо пріоритет кадру, що вона хоче передати, вище (чи дорівнює) пріоритету маркера. У противному випадку станція зобов'язана передати маркер наступної по кільцю станції.