Исследование пропускной способности локальных компьютерных сетей с различной логической структурой

Сети. Laboratornaya_rabota_1 — копия. Отчёт по лабораторной работе 1 Исследование пропускной способности локальных компьютерных сетей с различной логической структурой

Единственный в мире Музей Смайликов

Самая яркая достопримечательность Крыма

Скачать 442.6 Kb.

Министерство науки и высшего образования РФ

учреждение высшего образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1

«Исследование пропускной способности локальных компьютерных сетей с различной логической структурой»
Выполнил:

Введение

Единая разделяемая среда, соответствующая логической «общей шине», формируется в сети, сегменты которой объединяются повторителями или мультиплексорами. При этом в сети одновременно могут передаваться сигналы лишь одной рабочей станции, то есть образуется общесетевой домен коллизий. Это не адекватно условиям работы разветвленных локальных сетей, состоящих 2 из нескольких сегментов, у которых значительная часть генерируемого трафика, как правило, замыкается внутри собственного сегмента.

Пропускная способность сети может быть повышена с помощью логической структуризации, разделяющей всю сеть на несколько доменов коллизий при помощи мостов, коммутаторов или маршрутизаторов.

Пакет программ CiscoPacketTracer позволяет эмулировать работу конкретных сетевых и пользовательских устройств. Выполняет следующие основные функции:
— визуальное построение сети, содержащей активное оборудование, оконечные устройства и линии связи;
— настройка активного оборудования через консоль по интерфейсу командной строки CLI 3 – методом, реально используемым в современном оборудовании;
— настройка основных параметров активного оборудования через графический интерфейс;
— добавление модулей активных устройств в среде эмуляции, аналогичное подключение дополнительных модулей в реальном оборудовании;
— эмуляция включения и настройки различных сервисов в рабочих станциях и демонстрация их работы;
— наблюдение за прохождением пакетов по сети и поддержка нескольких десятков различных протоколов в визуальном режиме;
— создание физической схемы сети.

Исследование неструктурированной сети

Построена неструктурированная сеть, схема которой отображена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема неструктурированной сети

Произведена проверка исходного состояния сети путём передачи 100 эхо-запросов от PC6 к PC1. Результаты см. на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Проверка не нагруженной сети передачей

От PC8 к PC7 отправлены пакеты данных. Они распространяются по всей сети при их передаче и поступают на входы всех конечных пользователей, но принимает их только тот, кому они передавались. На рисунке 1.3 показаны параметры передаваемого трафика.

Рисунок 1.3 – Параметры передаваемого трафика

Пока передаётся трафик между PC8 и PC7 запускается проверка нагруженной сети путём передачи эхо-сигнала от PC6 к PC1 (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 – Результаты пинг-контроля нагруженной сети

Таблица 1.1. Оценка качества передачи.

Номер испыта-ния	Задача испытания	Направле-ние трафика	Параметры сигнала	Процент потерянных пакетов PC6-PC1	Средняя задержка	Джиттер
1	Проверка исходного состояния сети	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	0	8
2	Передача информац. потока	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	4	0	16
		PC8-PC7	Traffic Generator s=1300; T=0,002 с

Исследование структурированной сети с центральным коммутатором

В предыдущей сети центральный концентратор заменяется коммутатором, как это показано на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Схема структурированной сети

с центральным коммутатором

После замены произведена проверка сети передачей 100 эхо-запросов от PC6 к PC1. Результат см. на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Проверка не нагруженной сети передачей

Произведён пинг-контроль нагруженной трафиком, передающимся от PC8 к PC7 с такими же параметрами, как и на рисунке 1.3, сети см. на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Результаты пинг-контроля нагруженной сети

Таблица 1.2. Оценка сети с центральным коммутатором.

Номер испыта-ния	Задача испыта-ния	Направле-ние трафика	Пара-метры сигнала	Процент потерян-ных пакетов PC6-PC1	Средняя задержка	Джиттер
1	Проверка исходного состояния сети	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	1	16
2	Передача информац. потока	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	1	29
		PC8-PC7	Traffic Generator s=1300; T=0,002 с

Исследование полностью структурированной сети

В сети остальные концентраторы заменяется коммутаторы, как это показано на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 – Схема полностью структурированной сети

После замены произведена проверка ненагруженной сети, результаты см. на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 – Проверка не нагруженной сети передачей

Пока передаётся между PC8 и PC7 трафик с такими же параметрами, что и на рисунке 3, запускается проверка нагруженной сети путём передача эхо-сигнала от PC6 к PC1 (рисунок 1.10).

Рисунок 1.7 – Результаты пинг-контроля нагруженной сети

Таблица 1.2. Оценка полностью структурированной сети.

Номер испыта-ния	Задача испыта-ния	Направле-ние трафика	Пара-метры сигнала	Процент потерян-ных пакетов PC6-PC1	Средняя задержка	Джиттер
1	Проверка исходного состояния сети	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	1	18
2	Передача информац. потока	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	0	24
		PC8-PC7	Traffic Generator s=1300; T=0,002 с

Сравнение качества работы неструктурированной и структурированной сетей

Для неструктурированной сети характерна задержка и потери при передаче эхо­-запросов от PC6 к PC1, если одновременно с этим происходит передача пакетов между PC8 и PC7. Это связано с тем, что трафик расходится по всей сети и доставляется всем компьютерам, принимаясь лишь тем, которому он был отправлен.

В то время как в структурированной сети с центральным коммутатором вся сеть разделяется на логические сегменты (коллизионные домены) и, следовательно, передача пакетов от PC8 к PC7 происходит лишь в их сегменте, и никоим образом не влияет на передачу эхо-запросов от PC6 к PC1, что исключает потерю данных.

В полностью структурированной сети информация передаётся медленнее, так как происходит задержка при определении того, куда необходимо передать информацию в каждом узле. Чрезмерное количество логических сегментов.

Вывод

Изучены некоторые возможности среды моделирования Cisco Packet Tracer и исследована пропускная способность локальных компьютерных сетей с различной логической структурой.

В неструктурированной сети пакеты данных расходятся по всей сети и для них характерна задержка и потеря данных, когда они нагружены трафиком.

В структурированной сети с центральным коммутатором из-за того, что сеть разбивается на логические сегменты, при передаче между компьютерами одного и того же сегмента, пакеты остаются в нём и не передаются в другие, либо передаются лишь между теми сегментами, в которых находятся отправитель и получатель.

В полностью структурированной сети из-за чрезмерного количества логических сегментов происходит большая задержка из-за определения того, куда необходимо передать информацию в каждом из узлов.

Источник

Исследование пропускной способности ЛВС с различной логической структурой

Цель работы: Смоделировать неструктурированную и структурированную сеть Cisco Packet tracer, запустить генератор трафика в соответствии с указанным вариантом (5 вариант), и посмотреть количество потерь на контрольном потоке. Записать результаты в таблицы, сделать выводы.

Рисунок 1 – Модель сети с использованием концентраторов

1) Запускаем генератор трафика на каждом компьютере поочередно, а также, для следующего опыта запускаем оба генератора одновременно, снимаем показания, записываем результаты в таблицу 1, 2 и 3.

Таблица 1 – Исследование сети с сегментными концентраторами

№ испытания	Сетевой трафик	Состояние потока	Сеть с сегментными концентраторами
Количество потерянных пакетов	Коэффициент потери пакетов, %
PC4-PC8, ping, n=100	+	0%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	—
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	—
PC4-PC8, ping, n=100	+	3%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	+
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	—
PC4-PC8, ping, n=100	+	4%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	—
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	+
PC4-PC8, ping, n=100	+	7%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	+
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	+

2) Произвели замену концентраторов на коммутаторы. Оцени количество потерь.

Рисунок 2- Сеть с центральным коммутатором

Рисунок 3 – Сеть с сегментными коммутаторами

Таблица 2 – Исследование сети с центральным и сегментными коммутаторами

№ испытания	Сетевой трафик	Состояние потока	Сеть с центральным коммутатором	Сеть с сегментными коммутаторами
Количество потерянных пакетов PC1-PC8	Коэффициент потери пакетов, %	Сеть с сегментными коммутаторами	Коэффициент потери пакетов, %
PC4-PC8, ping, n=100	+	0%	0%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	—
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	—
PC4-PC8, ping, n=100	+	5%	0%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	+
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	—
PC4-PC8, ping, n=100	+	0%	0%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	—
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	+
PC4-PC8, ping, n=100	+	3%	0%
PC2-PC3, Traffic Generator N=430, T=0,28	+
PC1-PC5, Traffic Generator N=300, T=0,28	+

Концентратор (Hub) — устройство для объединения нескольких компьютеров в сеть. Его функция заключается в следующем: получив пакет данных с одного порта, он рассылает его по всем остальным. Если несколько пакетов идут в один порт одновременно, то они сталкиваются, отсюда и так называемые «коллизии», которые замедляют работу сети. Коммутатор (Switch) – Это «умный» концентратор. Он запоминает, какой адрес на каждом его порту, и когда приходит пакет данных (а в заголовке пакета есть информация, кому и от кого), он его отсылает на нужный порт.

Следовательно, при использовании коммутаторов в локальной сети, мы получим устойчивую к коллизиям сеть. Для этой сети количество потерь будет минимальным, так как каждый пакет будет достигать нужного компьютера без необходимости транслирования пакета на все порты.

Вывод:Качество передачи данных по сети зависит от нагрузки на неё и от её организации. Полностью структурированная сеть позволяет добиться нулевых потерь при умеренных нагрузках.

Лабораторная работа №2

Источник