Анализ протокола передачи информации IP

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Развитие компьютеров за более, чем полувековую историю прошло очень большой путь. Рационализация использования производительных мощностей ЭВМ привела к объединению отдельных компьютеров в связанную сеть. Эта дало возможность повысить эффективность использования компьютеров в несколько раз за счет подключения к удаленным ЭВМ и использования их ресурсов. Люди благодаря появлению сетей получили возможность общаться, несмотря на разделяющие их расстояния, узнавать много нового. Компьютерные сети позволили объединять ЭВМ целых предприятия в единую информационную сеть, тем самым, повысив эффективность использования всех аппаратных мощностей и ускорив работу всего производства. Научные институты получили возможность обмениваться результатами своих научных изысканий и вести совместную научную работу в различных направлениях. Следовательно, роль компьютерных сетей в современном мире достаточно велика и для долгого и эффективного функционирования необходимо их грамотное построение.

Темой курсового проекта является: Расчет и проектирование компьютерных сетей, что является чрезвычайно важным, так как перед построением сети любой сложности необходимо сначала произвести проектирование и расчет производительности будущей сети, для обеспечения ее корректной работы. Без этого построенная сеть рискует стать частично или полностью неработоспособной. Размещено на http://www.allbest.ru/

В ходе данного курсового проекта производится анализ протокола передачи информации IP с указанием структуры пакетов и способов их маршрутизации. Осуществляется расчет расположения устройств сети на заданной площади согласно требованиям по охране труда. Производится расчет затрат на установку сети, включающих в себя стоимость всех рабочих станций для всех трех аудиторий, стоимость сервера, различного сетевого оборудования и программных средств. Рассчитываются параметры будущей сети для подтверждения ее работоспособности.

Целью курсового проекта является: расчет и проектирование компьютерной сети согласно исходным данным о количестве помещений, их размерах и используемом протоколе; анализ протокола передачи информации IP.

1. Анализ протокола передачи информации IP

Основу транспортных средств стека протоколов TCP/IP составляет протокол межсетевого взаимодействия - Internet Protocol (IP). К основным функциям протокола IP относятся:

- перенос между сетями различных типов адресной информации в унифицированной форме;

- сборка и разборка пакетов при передаче их между сетями с различным максимальным значением длины пакета.

1.1 Формат пакета IP

Пакет IP состоит из заголовка и поля данных. Заголовок пакета имеет следующие поля:

Поле Номер версии (VERS) указывает версию протокола IP. Сейчас повсеместно используется версия 4 и готовится переход на версию 6, называемую также IPng (IP next generation).

Поле Длина заголовка (HLEN) пакета IP занимает 4 бита и указывает значение длины заголовка, измеренное в 32-битовых словах. Обычно заголовок имеет длину в 20 байт (пять 32- битовых слов), но при увеличении объема служебной информации эта длина может быть увеличена за счет использования дополнительных байт в поле Резерв (IP OPTIONS).

Поле Тип сервиса (SERVICE TYPE) занимает 1 байт и задает приоритетность пакета и вид критерия выбора маршрута. Первые три бита этого поля образуют подполе приоритета пакета (PRECEDENCE). Приоритет может иметь значения от 0 (нормальный пакет) до 7 (пакет управляющей информации). Маршрутизаторы и компьютеры могут принимать во внимание приоритет пакета и обрабатывать более важные пакеты в первую очередь. Поле Тип сервиса содержит также три бита, определяющие критерий выбора маршрута. Установленный бит D (delay) говорит о том, что маршрут должен выбираться для минимизации задержки доставки данного пакета, бит T - для максимизации пропускной способности, а бит R - для максимизации надежности доставки. Размещено на http://www.allbest.ru/

Поле Общая длина (TOTAL LENGTH) занимает 2 байта и указывает общую длину пакета с учетом заголовка и поля данных.

Поле Идентификатор пакета (IDENTIFICATION) занимает 2 байта и используется для распознавания пакетов, образовавшихся путем фрагментации исходного пакета. Все фрагменты должны иметь одинаковое значение этого поля.

Поле Флаги (FLAGS) занимает 3 бита, оно указывает на возможность фрагментации пакета (установленный бит Do not Fragment - DF - запрещает маршрутизатору фрагментировать данный пакет), а также на то, является ли данный пакет промежуточным или последним фрагментом исходного пакета (установленный бит More Fragments - MF - говорит о том пакет переносит промежуточный фрагмент).

Поле Смещение фрагмента (FRAGMENT OFFSET) занимает 13 бит, оно используется для указания в байтах смещения поля данных этого пакета от начала общего поля данных исходного пакета, подвергнутого фрагментации. Используется при сборке/разборке фрагментов пакетов при передачах их между сетями с различными величинами максимальной длины пакета.

Поле Время жизни (TIME TO LIVE) занимает 1 байт и указывает предельный срок, в течение которого пакет может перемещаться по сети. Время жизни данного пакета измеряется в секундах и задается источником передачи средствами протокола IP. На шлюзах и в других узлах сети по истечении каждой секунды из текущего времени жизни вычитается единица; единица вычитается также при каждой транзитной передаче (даже если не прошла секунда). При истечении времени жизни пакет аннулируется.

Идентификатор Протокола верхнего уровня (PROTOCOL) занимает 1 байт и указывает, какому протоколу верхнего уровня принадлежит пакет (например, это могут быть протоколы TCP, UDP или RIP).

Контрольная сумма (HEADER CHECKSUM) занимает 2 байта, она рассчитывается по всему заголовку.

Поля Адрес источника (SOURCE IP ADDRESS) и Адрес назначения (DESTINATION IP ADDRESS) имеют одинаковую длину - 32 бита, и одинаковую структуру.

Поле Резерв (IP OPTIONS) является необязательным и используется обычно только при отладке сети. Это поле состоит из нескольких подполей, каждое из которых может быть одного из восьми предопределенных типов. В этих подполях можно указывать точный маршрут прохождения маршрутизаторов, регистрировать проходимые пакетом маршрутизаторы, помещать данные системы безопасности, а также временные отметки. Так как число подполей может быть произвольным, то в конце поля Резерв должно быть добавлено несколько байт для выравнивания заголовка пакета по 32-битной границе.

Максимальная длина поля данных пакета ограничена разрядностью поля, определяющего эту величину, и составляет 65535 байтов, однако при передаче по сетям различного типа длина пакета выбирается с учетом максимальной длины пакета протокола нижнего уровня, несущего IP-пакеты. Если это кадры Ethernet, то выбираются пакеты с максимальной длиной в 1500 байтов, умещающиеся в поле данных кадра Ethernet.

1.2 Управление фрагментацией

Протоколы транспортного уровня (протоколы TCP или UDP), пользующиеся сетевым уровнем для отправки пакетов, считают, что максимальный размер поля данных IP-пакета равен 65535, и поэтому могут передать ему сообщение такой длины для транспортировки через интерсеть. В функции уровня IP входит разбиение слишком длинного для конкретного типа составляющей сети сообщения на более короткие пакеты с созданием соответствующих служебных полей, нужных для последующей сборки фрагментов в исходное сообщение.

В большинстве типов локальных и глобальных сетей определяется такое понятие как максимальный размер поля данных кадра или пакета, в которые должен инкапсулировать свой пакет протокол IP. Эту величину обычно называют максимальной единицей транспортировки - Maximum Transfer Unit, MTU. Сети Ethernet имеют значение MTU, равное 1500 байт, сети FDDI - 4096 байт, а сети Х.25 чаще всего работают с MTU в 128 байт.

Пусть компьютер 1 связан с сетью, имеющей значение MTU в 4096 байтов, например, с сетью FDDI. При поступлении на IP-уровень компьютера 1 сообщения от транспортного уровня размером в 5600 байтов, протокол IP делит его на два IP-пакета, устанавливая в первом пакете признак фрагментации и присваивая пакету уникальный идентификатор, например, 486. В первом пакете величина поля смещения равна 0, а во втором - 2800. Признак фрагментации во втором пакете равен нулю, что показывает, что это последний фрагмент пакета. Общая величина IP-пакета составляет 2800+20 (размер заголовка IP), то есть 2820 байтов, что умещается в поле данных кадра FDDI.

Далее компьютер 1 передает эти пакеты на канальный уровень К1, а затем и на физический уровень Ф1, который отправляет их маршрутизатору, связанному с данной сетью.

Маршрутизатор видит по сетевому адресу, что прибывшие два пакета нужно передать в сеть 2, которая имеет меньшее значение MTU, равное 1500. Вероятно, это сеть Ethernet. Маршрутизатор извлекает фрагмент транспортного сообщения из каждого пакета FDDI и делит его еще пополам, чтобы каждая часть уместилась в поле данных кадра Ethernet. Затем он формирует новые пакеты IP, каждый из которых имеет длину 1400 + 20 = 1420 байтов, что меньше 1500 байтов, поэтому они нормально помещаются в поле данных кадров Ethernet.

В результате в компьютер 2 по сети Ethernet приходит четыре IP-пакета с общим идентификатором 486, что позволяет протоколу IP, работающему в компьютере 2, правильно собрать исходное сообщение. Если пакеты пришли не в том порядке, в котором были посланы, то смещение укажет правильный порядок их объединения.

IP-маршрутизаторы не собирают фрагменты пакетов в более крупные пакеты, даже если на пути встречается сеть, допускающая такое укрупнение. Это связано с тем, что отдельные фрагменты сообщения могут перемещаться по интерсети по различным маршрутам, поэтому нет гарантии, что все фрагменты проходят через какой-либо промежуточный маршрутизатор на их пути.

При приходе первого фрагмента пакета узел назначения запускает таймер, который определяет максимально допустимое время ожидания прихода остальных фрагментов этого пакета. Если таймер истекает раньше прибытия последнего фрагмента, то все полученные к этому моменту фрагменты пакета отбрасываются, а в узел, пославший исходный пакет, направляется сообщение об ошибке с помощью протокола ICMP.

1.3 Маршрутизация с помощью IP-адресов

Рассмотрим теперь принципы, на основании которых в сетях IP происходит выбор маршрута передачи пакета между сетями.

Сначала необходимо обратить внимание на тот факт, что не только маршрутизаторы, но и конечные узлы - компьютеры - должны принимать участие в выборе маршрута. Пример, приведенный на рисунке 4.2, демонстрирует эту необходимость. Здесь в локальной сети имеется несколько маршрутизаторов, и компьютер должен выбирать, какому из них следует отправить пакет.

Длина маршрута может существенно измениться в зависимости от того, какой маршрутизатор выберет компьютер для передачи своего пакета на сервер, расположенный, например, в Германии, если маршрутизатор 1 соединен выделенной линией с маршрутизатором в Копенгагене, а маршрутизатор 2 имеет спутниковый канал, соединяющий его с Токио.

В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Пример таблицы маршрутизации

Адрес сети назначения	Адрес следующего маршрутизатора	Номер выходного порта	Расстояние до сети назначения
56.0.0.0	198.21.17.7	1	20
56.0.0.0	213.34.12.4.	2	130
116.0.0.0	213.34.12.4	2	1450
129.13.0.0	198.21.17.6	1	50
198.21.17.0	-	2	0
213.34.12.0	-	1	0
default	198.21.17.7	1	-

В этой таблице в столбце "Адрес сети назначения" указываются адреса всех сетей, которым данный маршрутизатор может передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый одношаговый подход к оптимизации маршрута продвижения пакета (next-hop routing) - каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи пакета. Поэтому в каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет, а только один IP-адрес - адрес следующего маршрутизатора, которому нужно передать пакет. Вместе с пакетом следующему маршрутизатору передается ответственность за выбор следующего шага маршрутизации. Одношаговый подход к маршрутизации означает распределенное решение задачи выбора маршрута. Это снимает ограничение на максимальное количество транзитных маршрутизаторов на пути пакета.

Альтернативой одношаговому подходу является указание в пакете всей последовательности маршрутизаторов, которые пакет должен пройти на своем пути. Такой подход называется маршрутизацией от источника - Source Routing. В этом случае выбор маршрута производится конечным узлом или первым маршрутизатором на пути пакета, а все остальные маршрутизаторы только отрабатывают выбранный маршрут, осуществляя коммутацию пакетов, то есть передачу их с одного порта на другой. Алгоритм Source Routing применяется в сетях IP только для отладки, когда маршрут задается в поле Резерв (IP OPTIONS) пакета).

В случае, если в таблице маршрутов имеется более одной строки, соответствующей одному и тому же адресу сети назначения, то при принятии решения о передаче пакета используется та строка, в которой указано наименьшее значение в поле "Расстояние до сети назначения".

При этом под расстоянием понимается любая метрика, используемая в соответствии с заданным в сетевом пакете классом сервиса. Это может быть количество транзитных маршрутизаторов в данном маршруте (количество хопов от hop - прыжок), время прохождения пакета по линиям связи, надежность линий связи, или другая величина, отражающая качество данного маршрута по отношению к конкретному классу сервиса. Если маршрутизатор поддерживает несколько классов сервиса пакетов, то таблица маршрутов составляется и применяется отдельно для каждого вида сервиса (критерия выбора маршрута).

Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.

Конечный узел, как и маршрутизатор, имеет в своем распоряжении таблицу маршрутов унифицированного формата и на основании ее данных принимает решение, какому маршрутизатору нужно передавать пакет для сети N. Решение о том, что этот пакет нужно вообще маршрутизировать, компьютер принимает в том случае, когда он видит, что адрес сети назначения пакета отличается от адреса его собственной сети (каждому компьютеру при конфигурировании администратор присваивает его IP-адрес или несколько IP-адресов, если компьютер одновременно подключен к нескольким сетям). Когда компьютер выбрал следующий маршрутизатор, то он просматривают кэш-таблицу адресов своего протокола ARP и, может быть, находит там соответствие IP-адреса следующего маршрутизатора его MAC- адресу. Если же нет, то по локальной сети передается широковещательный ARP-запрос и локальный адрес извлекается из ARP-ответа.

После этого компьютер формирует кадр протокола, используемого на выбранном порту, например, кадр Ethernet, в который помещает МАС-адрес маршрутизатора. Маршрутизатор принимает кадр Ethernet, извлекает из него пакет IP и просматривает свою таблицу маршрутизации для нахождения следующего маршрутизатора. При этом он выполняет те же действия, что и конечный узел.

Одношаговая маршрутизация обладает еще одним преимуществом - она позволяет сократить объем таблиц маршрутизации в конечных узлах и маршрутизаторах за счет использования в качестве номера сети назначения так называемого маршрута по умолчанию - default, который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с номерами сетей, которые отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору, указанному в строке default. Поэтому маршрутизаторы часто хранят в своих таблицах ограниченную информацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для остальных сетей в порт и маршрутизатор, используемые по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор, используемый по умолчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистрали, имеют полную информацию о составе интерсети.

Особенно часто приемом маршрутизации по умолчанию пользуются конечные узлы. Хотя они также в общем случае имеют в своем распоряжении таблицу маршрутизации, ее объем обычно незначителен, так как маршрутизация для компьютера - не основное занятие. Главная роль в маршрутизации пакетов в концепции протокола IP отводится, естественно, маршрутизаторам, которые должны обладать гораздо более полными таблицами маршрутизации, чем конечные узлы. Конечный узел часто вообще работает без таблицы маршрутизации, имея только сведения об IP-адресе маршрутизатора по умолчанию. При наличии одного маршрутизатора в локальной сети этот вариант - единственно возможный для всех конечных узлов. Но даже при наличии нескольких маршрутизаторов в локальной сети, когда проблема их выбора стоит перед конечным узлом, задание маршрута по умолчанию часто используется в компьютерах для сокращения объема их маршрутной таблицы.

Другим способом разгрузки компьютера от необходимости ведения больших таблиц маршрутизации является получение от маршрутизатора сведений о рациональном маршруте для какой-нибудь конкретной сети с помощью протокола ICMP.

Кроме маршрута default, в таблице маршрутизации могут встретиться два типа специальных записей - запись о специфичном для узла маршруте и запись об адресах сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора.

Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.

Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле "Расстояние до сети назначения" содержат нули.

Еще одним отличием работы маршрутизатора и конечного узла при выборе маршрута является способ построения таблицы маршрутизации. Если маршрутизаторы обычно автоматически создают таблицы маршрутизации, обмениваясь служебной информацией, то для конечных узлов таблицы маршрутизации создаются, как правило, вручную администраторами, и хранятся в виде постоянных файлов на дисках.

Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:

- алгоритмы фиксированной маршрутизации;

- алгоритмы простой маршрутизации;

- алгоритмы адаптивной маршрутизации.

Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.

1) Фиксированная маршрутизация

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали.

Различают одномаршрутные таблицы, в которых для каждого адресата задан один путь, и многомаршрутные таблицы, определяющие несколько альтернативных путей для каждого адресата. При использовании многомаршрутных таблиц должно быть задано правило выбора одного из них. Чаще всего один путь является основным, а остальные - резервными.

2) Простая маршрутизация

Алгоритмы простой маршрутизации подразделяются на три подкласса:

Случайная маршрутизация - пакеты передаются в любом, случайном направлении, кроме исходного. Размещено на http://www.allbest.ru/

Лавинная маршрутизация - пакеты передаются во всех направлениях, кроме исходного (применяется в мостах для пакетов с неизвестным адресом доставки).

Маршрутизация по предыдущему опыту - таблицы маршрутов составляются на основании данных, содержащихся в проходящих через маршрутизатор пакетах. Именно так работают прозрачные мосты, собирая сведения об адресах узлов, входящих в сегменты сети. Такой способ маршрутизации обладает медленной адаптируемостью к изменениям топологии сети.

3) Адаптивная маршрутизация

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.

Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами.

1.4 Пример взаимодействия узлов с использованием протокола IP

На примере интерсети рассматривают, каким образом происходит взаимодействие компьютеров через маршрутизаторы и доставка пакетов компьютеру назначения.

Пусть в приведенном примере пользователь компьютера cit.dol.ru, находящийся в сети Ethernet с IP-адресом 194.87.23.0 (адрес класса С), хочет взаимодействовать по протоколу FTP с компьютером s1.msk.su, принадлежащем сети Ethernet с IP-адресом 142.06.0.0 (адрес класса В). Компьютер cit.dol.ru имеет IP-адрес 194.87.23.1.17, а компьютер s1.msk.su - IP- адрес 142.06.13.14.

Пользователь компьютера cit.dol.ru знает символьное имя компьютера s1.msk.su, но не знает его IP-адреса, поэтому он набирает команду

> ftp s1.msk.su

для организации ftp-сеанса.

В компьютере cit.dol.ru должны быть заданы некоторые параметры для стека TCP/IP, чтобы он мог выполнить поставленную перед ним задачу.

В число этих параметров должны входить собственный IP-адрес, IP-адрес DNS-сервера и IP- адрес маршрутизатора по умолчанию. Так как к сети Ethernet, к которой относится компьютер cit.dol.ru, подключен только один маршрутизатор, то таблица маршрутизации конечным узлам этой сети не нужна, достаточно знать IP-адрес маршрутизатора по умолчанию. В данном примере он равен 194.87.23.1.

Так как пользователь в команде ftp не задал IP-адрес узла, с которым он хочет взаимодействовать, то стек TCP/IP должен определить его самостоятельно. Он может сделать запрос к серверу DNS по имеющемуся у него IP-адресу, но обычно каждый компьютер сначала просматривает свою собственную таблицу соответствия символьных имен и IP- адресов. Такая таблица хранится чаще всего в виде текстового файла простой структуры - каждая его строка содержит запись об одном символьном имени и его IP-адресе. В ОС Unix такой файл традиционно носит имя HOSTS.

Будем считать, что компьютер cit.dol.ru имеет файл HOSTS, а в нем есть строка

142.06.13.14 s1.msk.su.

Поэтому разрешение имени выполняется локально, так что протокол IP может теперь формировать IP-пакеты с адресом назначения 142.06.13.14 для взаимодействия с компьютером s1.msk.su.

Протокол IP компьютера cit.dol.ru проверяет, нужно ли маршрутизировать пакеты для адреса 142.06.13.14. Так как адрес сети назначения равен 142.06.0.0, а адрес сети, к которой принадлежит компьютер, равен 194.87.23.0, то маршрутизация необходима.

Компьютер cit.dol.ru начинает формировать кадр Ethernet для отправки IP-пакета маршрутизатору по умолчанию с IP-адресом 194.87.23.1. Для этого ему нужен МАС-адрес порта маршрутизатора, подключенного к его сети. Этот адрес скорее всего уже находится в кэш-таблице протокола ARP компьютера, если он хотя бы раз за последнее включение обменивался данными с компьютерами других сетей. Пусть этот адрес в нашем примере был найден именно в кэш-памяти. Обозначим его МАС11, в соответствии с номером маршрутизатора и его порта.

В результате компьютер cit.dol.ru отправляет по локальной сети кадр Ethernet, имеющий следующие поля:

DA (Ethernet) ... DESTINATION IP ... ...

МАС 11 142.06.13.14

Кадр принимается портом 1 маршрутизатора 1 в соответствии с протоколом Ethernet, так как МАС-узел этого порта распознает свой адрес МАС11. Протокол Ethernet извлекает из этого кадра IP-пакет и передает его программному обеспечению маршрутизатора, реализующему протокол IP. Протокол IP извлекает из пакета адрес назначения и просматривает записи своей таблицы маршрутизации. Пусть маршрутизатор 1 имеет в своей таблице маршрутизации запись

142.06.0.0 135.12.0.11 2 1,

которая говорит о том, что пакеты для сети 142.06. 0.0 нужно передавать маршрутизатору 135.12.0.11, подключенному к той же сети, что и порт 2 маршрутизатора 1.

Маршрутизатор 1 просматривает параметры порта 2 и находит, что он подключен к сети FDDI. Так как сеть FDDI имеет значение максимального транспортируемого блока MTU больше, чем сеть Ethernet, то фрагментация поля данных IP-пакета не требуется. Поэтому маршрутизатор 1 формирует кадр формата FDDI, в котором указывает MAC-адрес порта маршрутизатора 2, который он находит в своей кэш-таблице протокола ARP:

DA (FDDI) ... DESTINATION IP ... ...

МАС 21 142.06.13.14

Аналогично действует маршрутизатор 2, формируя кадр Ethernet для передачи пакета маршрутизатору 3 по сети Ethernet c IP-адресом 203.21.4.0:

DA (Ethernet) ... DESTINATION IP ... ...

МАС 32 142.06.13.14

Наконец, после того, как пакет поступил в маршрутизатор сети назначения - маршрутизатор 3, появляется возможность передачи этого пакета компьютеру назначения. Маршрутизатор 3 видит, что пакет нужно передать в сеть 142.06.0.0, которая непосредственно подключена к его первому порту. Поэтому он посылает ARP-запрос по сети Ethernet c IP- адресом компьютера s1.msk.su (считаем, что этой информации в его кэше нет), получает ответ, содержащий адрес MACs1, и формирует кадр Ethernet, доставляющий IP-пакет по локальной сети адресату.

DA (Ethernet) ... DESTINATION IP ... ...

МАС s1 142.06.13.14

1.5 Структуризация сетей IP с помощью масок

Часто администраторы сетей испытывают неудобства, из-за того, что количество централизовано выделенных им номеров сетей недостаточно для того, чтобы структурировать сеть надлежащим образом, например, разместить все слабо взаимодействующие компьютеры по разным сетям.

В такой ситуации возможны два пути. Первый из них связан с получением от NIC дополнительных номеров сетей. Второй способ, употребляющийся более часто, связан с использованием, так называемых масок, которые позволяют разделять одну сеть на несколько сетей. Маска - это число, двоичная запись которого содержит единицы в тех разрядах, которые должны интерпретироваться как номер сети.

Например, для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:

255.0.0.0 маска для сети класса А, 255.255.0.0 маска для сети класса В, 255.255.255.0 маска для сети класса С. Размещено на http://www.allbest.ru/

В масках, которые использует администратор для увеличения числа сетей, количество единиц в последовательности, определяющей границу номера сети, не обязательно должно быть кратным 8, чтобы повторять деление адреса на байты.

Пусть, например, маска имеет значение 255.255.192.0 (11111111 11111111 11000000 00000000). И пусть сеть имеет номер 129.44.0.0 (10000001 00101100 00000000 00000000), из которого видно, что она относится к классу В. После наложения маски на этот адрес число разрядов, интерпретируемых как номер сети, увеличилось с 16 до 18, то есть администратор получил возможность использовать вместо одного, централизованно заданного ему номера сети, четыре:

129.44.0.0 (10000001 00101100 00000000 00000000) 129.44.64.0 (10000001 00101100 01000000 00000000) 129.44.128.0 (10000001 00101100 10000000 00000000) 129.44.192.0 (10000001 00101100 11000000 00000000).

Например, IP-адрес 129.44.141.15 (10000001 00101100 10001101 00001111), который по стандартам IP задает номер сети 129.44.0.0 и номер узла 0.0.141.15, теперь, при использовании маски, будет интерпретироваться как пара:

129.44.128.0 - номер сети, 0.0. 13.15 - номер узла.

Таким образом, установив новое значение маски, можно заставить маршрутизатор по-другому интерпретировать IP-адрес. При этом два дополнительных последних бита номера сети часто интерпретируются как номера подсетей.

Еще один пример. Пусть некоторая сеть относится к классу В и имеет адрес 128.10.0.0. Этот адрес используется маршрутизатором, соединяющим сеть с остальной частью интерсети. И пусть среди всех станций сети есть станции, слабо взаимодействующие между собой. Их желательно было бы изолировать в разных сетях. Для этого сеть можно разделить на две сети, подключив их к соответствующим портам маршрутизатора, и задать для этих портов в качестве маски, например, число 255.255.255.0, то есть организовать внутри исходной сети, с централизовано заданным номером, две подсети класса C (можно было бы выбрать и другой размер для поля адреса подсети). Извне сеть по-прежнему будет выглядеть, как единая сеть класса В, а на местном уровне это будут две отдельные сети класса С. Приходящий общий трафик будет разделяться местным маршрутизатором между подсетями.

Необходимо заметить, что, если принимается решение об использовании механизма масок, то соответствующим образом должны быть сконфигурированы и маршрутизаторы, и компьютеры сети.

2. Анализ технического задания

Заданием на данный курсовой проект является расчет и проектирование компьютерной сети, согласно исходным данным, а так же анализ протокола передачи информации IP.

Исходные данные для выполнения задания курсового проекта:

- Исследуемый протокол: IP

- Количество объединяемых компьютеров: максимум

- Минимальное количество подсетей: 3

- Используемый протокол: 10Base-T

- Наличие общего сервера с выходом в Интернет: есть

- Минимальная площадь на один компьютер: Smin = 4,5

- Минимальное расстояние между компьютерами: Lmin = 1,2 м

- Длина помещения: 18

- Ширина помещения: 7

- Количество объединяемых кабинетов: 3

Первоначально осуществляется анализ протокола передачи информации IP. Затем производится расчет расположения устройств сети на заданной площади и расчет общей длины кабеля согласно имеющимся исходным данным. После проведения всех необходимых расчетов расположения устройств в сети на заданной площади и определения общей длины кабеля, рассчитываются все затраты на установку сети, с учетом оборудования для рабочих станций, сервера, различного сетевого оборудования, кабеля и программного обеспечения.

После построения сети и определения стоимости ее установки, рассчитываются параметры сети, определяющие работоспособность спроектированной сети.

В результате выполнения данного курсового проекта получим структуру спроектированной сети со схематическим расположением всех узлов сети и стоимость установки данной сети. По результатам расчета параметров сети: времени двойного оборота (PDV) и уменьшения межкадрового интервала (PVV) убедимся в корректности работы спроектированной сети.

3. Расчет расположения устройств сети на заданной площади и расчет общей длины кабеля

Одним из начальных этапов при проектировании локальной сети является правильное размещение компьютеров и коммутаторов в помещении. Эффективность расположения компьютеров позволяет сократить затраты на кабель. Рациональное размещение компьютеров в помещении обеспечивает удобство пользователей при работе в данном помещении. Так как стоимость соединительных кабелей для протокола 10Base-T невелика, то первостепенное значение имеет комфортность работы в помещении. Компьютеры располагаются вдоль стен для освобождения центральной части аудитории.

При расположении в сеть объединяется максимальное количество компьютеров.

На количество располагающихся компьютеров накладываются различные ограничения:

- Площадь помещения, занимаемая одним компьютером 4.5.

- Минимальное расстояние между компьютерами (1,2 м).

- Площадь всех компьютеров не должна превышать площади всего помещения.

Так как при проектировании сети используется топология «звезда», то в помещении размещается коммутатор на стене наиболее близкой к остальным кабинетам.

Произвели необходимые расчеты расположения устройств сети на заданной площади:

1) Рассчитали максимальное количество компьютеров, которое можно разместить в помещении с заданной площадью.

Ns = Окр((L*W) / Smin), (1)

где Окр - округление результата до целого в меньшую сторону;

Ns - максимальное количество компьютеров, которое можно разместить в помещении с заданной площадью;

W - Ширина помещения;

L - Длина помещения;

Smin - Минимальная площадь компьютера;

N - Количество размещаемых компьютеров.

Согласно заданию длина помещения составляет 18 м, ширина помещения составляет 7 м, минимальная площадь на один компьютер составляет 4.5 . Зная данные параметры, рассчитали параметр Ns:

Ns = Окр ((18*7) / 4.5) =28 компьютеров

Следовательно, максимальное количество компьютеров, которое можно разместить в данном помещении на заданной площади равно 28.

2) Вычислили количество компьютеров размещенных вдоль двух соседних стен.

Np = Nw + Nl - 1 = Окр(W/Lmin) + Окр(L/Lmin) - 1, (2)

где Np - количество компьютеров, размещенных вдоль двух соседних стен (p - по периметру);

Nw - количество компьютеров, размещенных вдоль вертикальной стены;

Nl - количество компьютеров, размещенных вдоль горизонтальной стены;

Lmin - Минимальное расстояние между компьютерами.

Согласно заданию длина помещения равна 18 м, ширина помещения равна 7 м, минимальное расстояние между компьютерами равно 1.2 м. Зная данные параметры, рассчитали параметр Np:

Np = Nw + Nl - 1 = Окр(7/1.2) + Окр(18/1.2) - 1=19 компьютеров

Так как количество компьютеров размещенных вдоль двух соседних стен меньше максимального количества компьютеров, которое можно разместить в помещении с заданной площадью, то выбранную конфигурацию нельзя считать удовлетворительной.

Следовательно, следует разместить имеющиеся компьютеры вдоль трех стен. Произвели расчет количества компьютеров размещенных вдоль трех соседних стен:

Np = 5 + 15*2 - 2=33 компьютера

Так как в данном случае количество компьютеров размещенных вдоль трех соседних стен больше максимального количества компьютеров, которое можно разместить в помещении с заданной площадью и условие Np >= Ns соблюдается, то выбранную конфигурацию можно считать удовлетворительной. Однако, в соответствии с нормами охраны труда количество компьютеров для данного помещения не должно превышать значение параметра Ns, рассчитанного ранее, равного 28 компьютерам. Следовательно, необходимо уменьшить количество компьютеров, размещенных вдоль трех соседних стен:

Np = 4 + 13*2 - 2=28 компьютеров

3) Определили реальное расстояние между компьютерами:

Wreal = W / Nw (3)

Lreal = L / Nl, (4)

где Wreal - реальное расстояние между компьютерами по ширине комнаты;

Lreal - реальное расстояние между компьютерами по длине комнаты.

Согласно заданию ширина помещения равна 7 м, длина помещения равна 18 м, количество компьютеров, размещенных вдоль вертикальной стены равно 4, количество компьютеров, размещенных вдоль горизонтальной стены равно 13. Зная данные параметры, рассчитали параметр Wreal и Lreal:

Wreal = 7 / 4 = 1.75 м

Lreal = 18 / 13 =1.38 м

Следовательно, реальное расстояние между компьютерами по ширине комнаты равно 1.75 м, а реальное расстояние между компьютерами по длине комнаты равно 1.38 м. Удовлетворяет нормам по охране труда (1,2 м)

4) Произвели расчет общей длины кабеля

После определения количества размещаемых компьютеров и их расположения вдоль стен рассчитывают общую длину кабеля. Так как при построении сети используется топология «звезда», то каждый компьютер соединяется с коммутатором. Общая длина кабеля равна сумме расстояний от повторителя до каждого из компьютеров, при этом учитывается то, что кабель прокладывается вдоль стен. Необходимо отметить, что коммутатор располагается в углу помещения для удобства работы в кабинете и необходимости соединения с другими двумя коммутаторами, находящимися в соседних аудиториях.

a) Определили расстояние от повторителя до каждого из компьютеров помещения.

Расстояние между повторителем и произвольным компьютером равно сумме расстояния от повторителя до ближайшего компьютера X и суммы расстояний между компьютером X и данным компьютером:

S[k] = S[x] + Wreal * Nw[x,k] + Lreal * Nl[x,k],

где S[x] - расстояние от повторителя до ближайшего компьютера X,

S[k] - расстояние от повторителя до произвольного компьютера K,

Nw[x,k] - количество компьютеров по вертикали, на которое отстоит компьютер K от компьютера X,

Nl[x,k] - количество компьютеров по горизонтали, на которое отстоит компьютер K от компьютера X.

S[1] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 12 = 21,06м

S[2] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 11 = 19,68м

S[3] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 10 = 18,3м

S[4] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 9 = 16,92м

S[5] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 *8 = 15,54м

S[6] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 7 = 14,16м

S[7] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 6 = 12,78м

S[8] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 5 = 11,4м

S[9] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 4 = 10,02м

S[10] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 3 = 8,64м

S[11] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 2 = 7,26м

S[12] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 1 = 5,88м

S[13] = 1 + 1,75 * 2 + 1,38 * 0 = 4,5м

S[14] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 0 = 2,75м

S[15] = 1 + 1,75 * 0 + 1,38 * 0 = 1м

S[16] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 0 = 2,75м

S[17] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 1 = 4,13м

S[18] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 2 = 5,51м

S[19] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 3 = 6,89м

S[20] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 4 = 8,27м

S[21] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 5 = 9,65м

S[22] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 6 = 11,03м

S[23] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 7 = 12,41м

S[24] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 8 = 13,79м

S[25] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 9 = 15,17м

S[26] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 10 = 16,55м

S[27] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 11 = 17,93м

S[28] = 1 + 1,75 * 1 + 1,38 * 12 = 19,31м

b) Определили общую длину кабеля в помещении. Для этого суммировали расстояния от повторителя до каждого компьютера:

c) Определили расстояние от повторителя до ближайшего компьютера X. Это значение зависит от расположения повторителя и может быть выбрано произвольным.

Так как повторитель размещен не в углу на стене напротив одного из компьютеров X, то:

S[x] = Lcomp = 1м

d) Определили общую длину кабеля в нескольких помещениях. Она равна сумме длин всех кабелей во всех трех помещениях и длину кабеля, соединяющего повторители с коммутатором:

Sобщ = S1 + S2 + … + Sm + Slink, (8)

где S - общая длина кабеля в проектируемой локальной сети,

S1, S2, … Sm - длины кабеля в соответствующем помещении,

m - количество помещений,

Slink - длина соединительных кабелей.

Так как количество компьютеров в каждом помещении одинаково, то достаточно умножить длину кабеля одного из помещений на три и прибавить длину кабеля, соединяющего повторители с коммутатором:

Sобщ = S*3+Slink = 313,28*3+4,5 = 944,34м

То есть, для того, чтобы соединить все компьютеры во всех трех аудиториях в единую сеть необходимо 944,34 м кабеля.

В результате проведения расчетов определили, что в помещении 18 м длиной и 7 м шириной с минимальной площадью на один компьютер, равной 4,5 и минимальным расстоянием между компьютерами, равным 1,2 м можно разместить до 28 компьютеров.

Количество компьютеров вдоль трех соседних стен равно 28, где вдоль двух горизонтальных стен располагаются по 13 компьютеров, а вдоль вертикальной стены 4, из которых 2 компьютера являются угловыми.

Реальное расстояние между компьютерами по ширине комнаты составляет 1,75 м, а по длине - 1,38 м. Размещено на http://www.allbest.ru/

Расстояние до самого удаленного от коммутатора компьютера в сети составляет 21,06м, а расстояние до самого ближнего от коммутатора компьютера в сети - 1м в пределах одной аудитории.

Общая длина кабеля для одной аудитории составляет 313,28 м. Так как по заданию имеется три идентичных аудитории, с одинаковым расположением компьютеров и расстояниями между ними, то для всех трех аудиторий необходимо 944,34 м соединительного кабеля.

4. Расчет затрат на установку сети

Расчет затрат на установку сети является одним из самых важных этапов проектирования локальной сети, так как именно этот этап определяет целесообразность внедрения локальной сети в предприятие.

Затраты на установку сети включают в себя:

- Стоимость оборудования серверов;

- Стоимость оборудования для рабочих станций;

- Стоимость повторителей;

- Стоимость программного обеспечения.

1) При выборе оборудования для сервера выбирают один или несколько мощных процессоров и материнскую плату, поддерживающую их. Объем оперативной памяти должен быть не менее 2 Гб. Также выбирают несколько жестких дисков, обладающих большим объемом и высоким быстродействием. Для чтения и записи различных дисков выбирают накопитель на оптических дисках и накопитель гибких магнитных дисках.

Так как на сервере есть выход в Интернет, и он является общим, то ему необходимо две сетевые карты. Стоимость оборудования сервера не должна превышать 100000 руб.

В результате была выбрана конфигурация, полностью удовлетворяющая всем требованиям, предъявляемым к оборудованию сервера (таблица 2).

Таблица 2 - Стоимость оборудования сервера

Наименование оборудования	Стоимость, руб.
S5000PAL "Alcolu", 2xLGA 771, S5000P, DDR2, FSB1066, 6xSATA, Video, LAN	14998,12
[BOX] Dual-Core Intel® Xeon® 5050, 3.0ГГц, LGA771, 2x2048k, FSB667МГц, Active or 1U Passive Heatsink [BX805555050A]	6414,61
[BOX] Dual-Core Intel® Xeon® 5050, 3.0ГГц, LGA771, 2x2048k, FSB667МГц, Active or 1U Passive Heatsink [BX805555050A]	6414,61
2048Mb (2x1024Mb) PC2-4300 533MHz DDR2 DIMM Kingston [KVR533D2N4K2/2G]	5239,46
2048Mb (2x1024Mb) PC2-4300 533MHz DDR2 DIMM Kingston [KVR533D2N4K2/2G]	5239,46
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
200 Gb 7200rpm 8Mb cache Seagate 7200.10 ST3200820AS NCQ	2179,72
NEC DVD±RW+CD/RW ND-4571A [double layer] White IDE Retail	1299,71
3,5" 1.44Mb NEC	176
Сетевая карта FastEthernet 100Mb PCI Realtek 8139	110
Server Case SR1500 KDK Dowling 2, 1U Rack-Mountable, PSU installed 600W	11396,84
BTC 6301 Silver-Black Multimedia USB	433,24
Logitech Premium Wheel Optical M-BJ(BT)-58 PS/2 + USB [830925/831115/930994]	262,65
Samsung 931BF (SBQ) 1280x1024, 700:1, 300cd/m^2, DVI, 2ms GTG	9772,2
Итого:	74835,22

2) При выборе оборудования для рабочих станций выбирают не слишком дорогое оборудование, но позволяющее избежать модернизации в ближайшем будущем в связи с постоянно растущими системными требованиями для программного обеспечения. Стоимость оборудования рабочей станции не должно превышать 20000 руб.

В результате было выбрана конфигурация, полностью удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к оборудованию рабочей станции (таблица 3).

Таблица 3 - Стоимость оборудования для рабочих станций.

Наименование оборудования	Стоимость, руб.
EPoX EP-9NPAJ-3P Socket 939, nForce4, DDR400, FSB2000, PCI-E, SATA Raid, Sound, USB 2.0, LAN1000, ATX	2190,55
AMD Athlon 64 3500+ Venice Socket 939 [ADA3500DAA4Bx]	2445,08
DIMM DDR400 PC3200 0512Mb Hynix	1722,12
120 GB 7200rpm 8Mb cache Hitachi HDS721612PLA380	1697,75
NEC DVD 16/48 DV-5800E IDE OEM	595,7
3,5" 1.44Mb NEC	176
128 PCI-E 6200TC TV DVI [MSI NX6200TC-TD128ELF] OEM	1269,93
Сетевая карта FastEthernet 100Mb PCI Realtek 8139	110
InWin IW-S551T, MiddleTower, ATX, 350W, USB, FAN, Airduct, 5.25''x3, 3.5''x4	1806,06
A4Tech KB-28G Gaming Keyboard PS/2	281,6
A4Tech BW-5UP Wheel Optical USB+PS/2	246,4
Samsung 710N (SKN) 1280x1024, 600:1, 300cd/m^2, 12ms	6279,23
Итого:	18820,42

3) Дополнительное оборудование

В данном разделе учитывается стоимость концентраторов для всех аудиторий, стоимость всего кабеля, коннекторов, сетевых фильтров, принтера, сканера и источника бесперебойного питания для сервера.

Затраты на кабель равны произведению общей длины кабеля на стоимость одного метра. Так при построении сети используется топология «звезда», то выбирается неэкранированная витая пара (UTP)

В качестве повторителей выбирают коммутаторы, так как их использование увеличивает пропускную способность сети. Количество портов коммутатора должно быть достаточным для подключения всех компьютеров то есть не менее 28.

В результате было выбрано все необходимое дополнительное оборудование для проектирования локальной сети (таблица 4).

Таблица 4 - Стоимость дополнительного оборудования

Наименование оборудования	Стоимость, руб.
Концентратор Asus Switch GX 2048/CEE (48ports, 10/100/1000Mbps, 19", 2 SFP slot, RS232/USB)	20750
Концентратор Asus Switch GX 2048/CEE (48ports, 10/100/1000Mbps, 19", 2 SFP slot, RS232/USB)	20750
Концентратор Asus Switch GX 2048/CEE (48ports, 10/100/1000Mbps, 19", 2 SFP slot, RS232/USB)	20750
TRENDnet TEG-S50TXE, 5-port Switch 10/100/1000Mbps Copper Gigabit	1546,11
Принтер HP LaserJet 1020 <Q5911A> A4, 600x600dpi, 14ppm, USB	4760
HP ScanJet 2400 Q3841A 1200х1200dpi, 48 bit, USB	1849,38
Разъем RJ-45 8P8C для сети кат.5e со вставкой x 168 шт	1680
Кабель UTP 5 level (305m) Taiwan	1270
Кабель UTP 5 level (305m) Taiwan	1270
Кабель UTP 5 level (305m) Taiwan	1270
Кабель Patch cord UTP 5 level 5m x 6 шт	240
Pilot-S (1,8m), максимальный ток нагрузки 10A x 84 шт	29795,64
ИБП APC BK 650EI Back-UPS 650 VA 230V	3170
Итого:	109101,13

4) Программное обеспечение

В качестве программного обеспечения сервера выбирают серверную операционную систему Windows 2003 Server, так как предполагается использовать сервер как сервер приложений. Так же для работы локальных станций выбирают операционную систему Windows XP professional (таблица 5).

Таблица 5 - Стоимость программного обеспечения

Наименование ПО	Стоимость, руб.
Windows Server Standard 2003 w/SP1 Win32 Russian AE CD 5 Clt	11928
MS Windows XP Professional Russian w/SP2b DSP [E85-04773] OEM	4183,44
Итого:	16111,44

В итоге сумма затрат на установку сети, включая стоимость всех рабочих станций, стоимость сервера, витой пары для соединения компьютеров, различного дополнительного оборудования и программного обеспечения составляет 1762142,65руб.

5. Расчет параметров сети

Параметры сети включают в себя:

- время двойного оборота (PDV);

- уменьшение межкадрового интервала (PVV).

5.1 Расчет времени двойного оборота (PDV)

На работоспособность сети помимо максимальной/минимальной длины кабеля, количества компьютеров в одном сегменте, числа повторителей между любыми двумя компьютерами сети влияет и время двойного оборота (PDV).

Для надежного распознавания коллизий необходимо, чтобы передающий компьютер успевал обнаружить коллизию еще до того, как он закончит передачу текущего кадра. Для этого время передачи кадра минимальной длины должно быть больше или равно времени, за которое сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего компьютера в сети. Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удаленными друг от друга компьютерами в сети (в одну сторону проходит неискаженный сигнал, а на обратном пути распространяется уже искаженный коллизией сигнал), то это время называется временем двойного оборота (Path Delay Value, PDV).

Так как имеется три аудитории с одинаковым количеством компьютеров и их расположением, то для определения величины PDV для каждой аудитории достаточно рассчитать PDV для двух любых аудиторий.

Так как скорость распространения электрического сигнала конечна, то каждый метр кабеля вносит задержку в распространение сигнала. Существенную задержку также вносят повторители, вынужденные побитно принимать и усиливать сигнал. Для упрощения расчетов используется таблица, содержащая величины задержек, указанных в битовых интервалах (таблица 6). Суммарная величина PDV, рассчитанная по таблице, не должна превышать 575 битовых интервалов. Для увеличения надежности сети, на случай отклонения параметров кабеля и повторителей, берется значение меньше на четыре битовых интервала, то есть PDV не должно превышать 571 битовый интервал.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Схема локальной сети Ethernet

Таблица 6 - Данные для расчета значения PDV

Тип сегмента	Повторитель левого сегмента, bt	Повторители промежуточного сегмента, bt	Повторитель правого сегмента, bt	Задержка среды на 1 метр кабеля, bt	Максимальная длина сегмента, м
10Base-T	15,3	42,0	165,0	0,113	100

Согласно данным таблицы 6 был произведен расчет значения PDV для сети, построенной на основе исходных данных (рисунок 1):

Левый сегмент 1: 15,3 (повторитель)+22х0,113 (кабель) = 17,79

Промежуточный сегмент 2: 42 (повторитель)+2,0 х 0,113 (кабель) = 42,23

Промежуточный сегмент 3: 42 (повторитель)+2,0х0,113 (кабель) = 42,23

Правый сегмент 4: 165,0 (повторитель)+22х0,113 (кабель) = 167,49

Итого PDV: 269,74 битовых интервала

Так как расчетное значение PDV гораздо меньше максимально допустимой величины 575, то сеть, построенная на основе исходных данных, проходит по критерию времени двойного оборота сигнала.

5.2 Расчет уменьшения межкадрового интервала (PVV)

Для корректного функционирования сеть должна иметь не только нормальное значение параметра PDV, но и нормальное значение уменьшения межкадрового интервала (PVV).

При отправке кадра, компьютеры обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервала. При прохождении через повторители, межкадровый интервал уменьшается. Суммарное сокращение межкадрового интервала (PVV) не должно превышать 49 битовых интервалов.

Так как по заданию имеется три аудитории с одинаковым количеством компьютеров и их расположением, то для определения величины PVV для каждой аудитории достаточно рассчитать PVV для двух любых аудиторий.

...