Лабораторные задание компьютерные сети

Сборник внеурочных лабораторных работ для самостоятельного выполнения по дисциплине «Компьютерные сети»

Методическое пособие «Сборник внеурочных лабораторных работ для самостоятельного выполнения по дисциплине «Компьютерные сети» предназначено для студентов специальности 09.02.06 «Сетевое и системное администрирование». Составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины. Методическое пособие содержит инструкции для выполнения 2 практических и 2 лабораторных работ. Большинство инструкций снабжено кратким теоретическим материалом по изучаемой теме. Пособие предназначено для дополнительной отработки навыков, полученных при изучении дисциплины.

Введение

В ходе выполнения лабораторных заданий, студенты знакомятся с основными функциями и процедурами канального и сетевого уровня эталонной модели ISO/OSI на примере эмуляции виртуальных ЛВС. Виртуальная сеть передачи данных строится с помощью активных мультипликационных элементов средствами графического интерфейса пользо в а т е ля. Эл е м е н т ы в ир т у а л ь н о й с е т и пр е д с т а в л я ю т с о б о й а б с т р а к т ное и з о б р а ж е ние конкретного класса оборудования сети ПД. Доступ и управление оборудованием осуществл я е т с я п о с р е д с т в о м ин т е р фе й с а к о м а ндн о й о б о л о чки, п о дд е р жи в а ю щ е й р я д у т илит и в с т р о е нных к о м а нд , п о д о б ных у т или т а м о п е р а ци о нных систем GNU/Linux и семейства BSD. Узлы виртуальной сети объединяются посредством экземпляра протокола, аналогичного по функциональности и принципам работы протоколу Ethernet.

Одним из основных преимуществ использования пакета « CNS » в курсе лабораторных занятий, является применение прозрачной модели сетевого взаимодействия, небольшие системные требования и строгое соответствие специфики изучаемой дисциплины

Рассматриваемое ПО способно максимально точно воспроизвести работу реальных сетей с помощью их виртуальных аналогов. Это позволяет в короткие сроки ознакомить студентов с принципами построения современных компьютерных сетей передачи данных, служебными протоколами и стандартным сетевым оборудованием.

Лабораторная работа 1.

Тема: Введение в среду построения виртуальных вычислительных сетей

Цели: Лабораторная работа преследует цели ознакомления студента с программируемой оболочкой построения виртуальных локальных сетей и предназначена для закрепления теоретического материала и основных навыков работы с современным ПО, моделирующим работу виртуальной локальной сети.

Задачи: Создать проект виртуальной сети, расположив элементы проектируемой сети произвести конфигурирование узлов.

1) Произвести прямое подключение двух удаленных рабочих станций ( P C ₁ и P C ₂ ) средствами отрезка кабеля («Патчкорд»). В качестве допустимых IP -адресов, необхо димо использовать адреса из диапазона ( 192.168.две последние цифры номера в журнале.0);

2) Запустив эмулятор терминала на удаленных рабочих станциях настроить соответ с т в у ю щ и е I P -а д р е са . В о б о л о ч к е к о м а ндн о г о ин т е рпр е т а т о р а , в ып о лни т ь к о м а нду для пр о в е рки д о с т упн о с т и р а б о чих с т а нций;

3) С помощью виртуального устройства, эмулирующего работу реального Ethernet концентратора ЛВС и нескольких отрезков кабеля произвести объединение удаленных узлов ( P C ₃ и P C ₄ ). В качестве допустимых IP — адресов, необходимо использовать адреса из диапазона ( 192.168.две последние цифры номера в журнале.0);

4) Запустив эмулятор терминала, настроить IP -адреса рабочих станций. С помощью у т или т ы к о м а ндн о й с т р о ки, р е а ли з о в а нн о й в о б о л о ч к е в ир т у а л ь н о г о т е рмин а ла проверить доступность удаленных узлов;

5) Добавить к проекту сетевое устройство, эмулирующее работу реального 8 портового Ethernet коммутатора ЛВС и с помощью нескольких отрезков кабеля («Патчкорд») объединить удаленные узлы ( P C ₅ и P C ₆ ). В качестве IP -адресов удаленных узлов, использовать адреса из диапазона 192.168.99.0/30;

6) С п о м о щ ь ю у т и л и т ы к о м а н д н о й с т р о к и , пр о в е ри т ь д о с т упн о с т ь у д а л е нных у з лов.

Лабораторная работа 2.

Тема :Создание модели локальной сети

Цели: Лабораторная работа преследует цели закрепления теоретического материала по назначению и принципам функционирования концентраторов в структурированных ло кальных вычислительных сетях.

Задачи: Необходимо создать проект виртуальной ЛВС и расположить элементы проектируемой сети (удаленные рабочие станции и концентраторы), структурировать ее на основе 8 портовых концентраторов. На заключительном этапе произвести конфигурирование IP -адресов рабочих станций.

1) Добавить шесть узлов удаленных рабочих станций и три устройства «Концентратор». Объединить удаленные узлы и соответствующие порты концентраторов от резками кабеля «Патчкорд»;

2) Используя адреса, назначить каждой рабочей станции соот в е т с т в у ю щий I P -а д р е с ( i f c on f i g );

3) С п о м о щ ь ю у т или т ы к о м а ндн о й с т р о ки, пр о в е ри т ь д о с т упн о с т ь в с е х у д а л е нных узлов с рабочей станции P C ₃ ;

4) Проследить направление рассылки кадров в сети. Отметить узел отправителя и узел получателя в каждом случае, а также все узлы участвующие в широковещательной рассылке кадра;

5) На отчете проекта выделить границы широковещательного домена и привести их объяснение.

Практическая работа № 1

Тема: Изучение методов кодирования сигналов

Цель работы: Изучение методов кодирования сигналов при передаче по компьютерным сетям

С помощью таблицы кодов перевести в двоичный формат фразу Methods of encoding information и закодируйте ее с помощью методов NRZ , Дифференциальный Манчестер, 2 B 1 Q

Практическая работа №2

Тема: Расчет конфигурации сети Ethernet .

Для упрощения расчетов используются справочные данные IEEE , содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах. В таблице №1 приведены данные, необходимые для значения расчетов PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet . Битовый интервал обозначен как bt .

Таблица 1. Данные для расчета значения PDV .

База промежу-точного сегмента, bt

Максимальная длина сегмента, м

Комитет старался максимально упростить выполнение расчетов, поэтому данные, приведенные в таблице, включают сразу несколько этапов прохождения сигнала. Например, задержки, вносимые повторителем, состоят из задержки входного трансивера, задержки блока повто рения и задержки выходного трансивера. Тем не менее в таблице все эти задержки представлены одной величиной, названной базой сегмента.

Чтобы не нужно было два раза складывать задержки, вносимые кабелем, в таблице даются удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля.

В таблице используется также такие понятия, как левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. Поясним эти термины на примере сети, приведенной на рис 4. Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от входа передатчика (выход Т_х на рис 4) конечного узла. На примере это сегмент 1. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты 2-5 доходит до приемника (вход R_x ) наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента 6, который называется правым. Именно здесь в худшем случае происходит столкновение кадров и возникает коллизия, что и подразумевается в таблице.

С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала (левый промежуточный или правый). База правого сегмента, в котором возникает коллизия, намного превышает базу левого и промежуточных сегментов.

Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых интервалах) на длину кабеля в метрах.

Расчет заключается в вычислении задержек, вносимых каждым отрезком кабеля (приведенная в таблице задержка сигнала на 1 м кабеля умножается на длину сегмента), а затем суммировании этих задержек с базами левого, промежуточных и правого сегментов. Общее значение PDV не должно превышать 575.

Так как левый и правый сегменты имеют разные величины базовой задержки, то в случае различных типов на удаленных краях сети необходимо выполнить расчеты дважды: один раз принять в качестве левого сегмента сегмент одного типа, а во второй – сегмент другого типа. Результатом можно считать максимальное значение PDV . В нашем примере крайние сегменты сети принадлежат к одному типу – стандарту 10 Base – T , поэтому двойной расчет не требуется, но если бы они были сегментами разного типа, то в первом случае нужно было бы принять в качестве левого сегмент между станцией и концентратором 1, а во втором считать левым сегмент между станцией и концентратом 5.

Приведенная на рисунке сеть в соответствии с правилом 4 хабов не является корректной – в сети между узлами сегментов 1 и 6 имеется 5 хабов, хотя не все сегменты являются сегментами 10 Base — FB . Кроме того, общая длина сети равна 2800 м, что нарушает правило 2500 м. Рассчитаем значение PDV для нашего примера.

Сумма всех составляющих дает значение PDV , равное 568,4.

Так как значение PDV меньше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по критерию времени двойного оборота сигнала несмотря на то, что ее общая длина превышает 2500 м, а количество повторителей больше 4.

Задания для самостоятельной работы:

Произвести расчеты сети при конфигурациях, отображенных в таблице №2. согласно вашего варианта

Источник