Лабораторная работа № 1 Проектирование локальной сети
Цель работы: Изучить основные топологии сетей и стандарты линий связи, выявить достоинства и недостатки линий связи локальных сетей.
Оборудование: персональный компьютер, Microsoft Windows
1Основные понятия
Компьютерная сеть – совокупность программных и аппаратных средств и среды передачи, служащая для обмена информацией между участниками.
Локальная сеть – система для непосредственного соединения многих компьютеров. При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без каких–либо посредников и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов (витая пара, коаксиальный кабель), так и оптоволоконные кабели. Определение передачи «без посредников» также не корректно, ведь в современных локальных сетях используются репитеры, трансиверы, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, можно ли считать их посредниками или нет, можно ли считать подобную сеть локальной.
Из этого можно сделать вывод, что компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер.
Сформулировать отличительные признаки локальной сети можно следующим образом:
- Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность сети. Приемлемая скорость сейчас – не менее 10 Мбит/с.
- Низкий уровень ошибок передачи (или, что то же самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10 –8 – 10 –12 .
- Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети.
- Заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.
При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных прежде всего тем, что они рассчитаны на неограниченное число абонентов. Кроме того, они используют (или могут использовать) не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи. А механизм управления обменом в них не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.
Однако сети имеют и довольно существенные недостатки, о которых всегда следует помнить:
- Сеть требует дополнительных, иногда значительных материальных затрат на покупку сетевого оборудования, программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала.
- Сеть требует приема на работу специалиста (администратора сети), который будет заниматься контролем работы сети, ее модернизацией, управлением доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей, защитой информации и резервным копированием. Для больших сетей может понадобиться целая бригада администраторов.
- Сеть ограничивает возможности перемещения компьютеров, подключенных к ней, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей.
- Сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты от них придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров. Ведь достаточно инфицировать один и все компьютеры сети будут поражены.
- Сеть резко повышает опасность несанкционированного доступа к информации с целью ее кражи или уничтожения, Информационная защита требует проведения целого комплекса технических и организационных мероприятий.
Здесь же следует упомянуть о таких важнейших понятиях теории сетей, как абонент, сервер, клиент.
Абонент (узел, хост, станция) – это устройство, подключенное к сети и активно участвующее в информационном обмене. Чаще всего абонентом (узлом) сети является компьютер, но абонентом также может быть, например, сетевой принтер или другое периферийное устройство, имеющее возможность напрямую подключаться к сети. Далее вместо термина «абонент» для простоты будет использоваться термин «компьютер».
Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует их ресурсы. Таким образом, он обслуживает сеть. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно, что сервер – самый мощный компьютер. Выделенный (dedicated) сервер – это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи. Специфический тип сервера – это сетевой принтер.
Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает, а он ей только пользуется. Компьютер–клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.
Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами – клиентом.
Лабораторные работы по теме «Компьютерные сети»
Цель проведения лабораторных работ по теме «Компьютерные сети» это возможность применить теоретические знания обучающихся по вопросам IP-адресации, топ о логии сетей на практике и построить сети с заданными параметрами в режиме эмуляции сети. При выполнении лабораторных работ используют ся среда программы Cisco Tracer Instuctor , что позволяет решить следующие задачи: дать обучающимся начальные навыки в работе с сетевым оборудованием; познакомить с профессиями, связанными с проектированием компьютерных сетей. Предлагаемый набор лабораторных работ можно расширить в соответствии с выделенным количеством часов на изучение данной темы.
Знакомство с программой Cisco Tracer Instructor
· Cisco Packet Tracer – это эмулятор сети, созданный компанией Cisco. Программа позволяет строить и анализировать сети на разнообразном оборудовании в произвольных топологиях с поддержкой разных протоколов.
· Пользователь получаете возможность изучать работу различных сетевых устройств: маршрутизаторов, коммутаторов, точек беспроводного доступа, персональных компьютеров, сетевых принтеров и т.д.
· Данное приложение является наиболее простым и эффективным среди своих конкурентов.
Панель выбора оборудования
Панель выбора типа соединения
Автоматический тип – при данном типе соединения Packet Tracer автоматически выбирает наиболее предпочтительные тип соединения для выбранных устройств.
Консоль – консольные соединение. Консольное соединение может быть выполнено между ПК и маршрутизаторами или коммутаторами.
Медь прямой – соединение медным кабелем типа витая пара, оба конца кабеля обжаты в одинаковой раскладке.
Медь кроссовер – соединение медным кабелем типа витая пара, концы кабеля обжаты как кроссовер.
Оптика – соединение при помощи оптического кабеля, необходимо для соединения устройств, имеющих оптические интерфейсы.
Телефонный кабель – кабель для подключения телефонных аппаратов. Соединение через телефонную линию может быть осуществлено между устройствами, имеющими модемные порты. Пример — ПК, дозванивающийся в сетевое облако.
Коаксиальный кабель – соединение устройств с помощью коаксиального кабеля. Используется для соединения между кабельным модемом и облаком.
Серийный DCE и серийный DTE — соединения через последовательные порты для связей Интернет.
Физическое представление оборудования
· Для изменения комплектации оборудования необходимо отключить его питание, кликнув мышью на кнопке питания и перетащить мышью нужный модуль в свободный слот, затем включить питание.
· В физическую конфигурацию ПК добавлен микрофон , в результате чего ПК изменил свой значок в программе
Лабораторная работа № 1. Создание сети из двух ПК.
Цель работы: знакомство с оборудованием, линиями связи.
1. Необходимо разместить компьютеры на рабочем поле, соединить их кабелем
2. Настроить IP-адреса. Настройка левого ПК: щелкаем на нем мышью, переходим на вкладку Ip Configuration
Стрелка показывает на кнопку открытия окна IP Configuration
Для первого ПК ввести IP адрес 192.168.1.1 и маску подсети 255.255.255.0, окно закрыть. Аналогично настроить второй ПК на адрес 192.168.1.2 и ту же маску.
3. Выполнить команду пингования второго компьютера из меню первого и убедиться, что связь настроена.
· TTL — время жизни отправленного пакета (определяет максимальное число маршрутизаторов, которое пакет может пройти при его продвижении по сети),
· time — время, потраченное на отправку запроса и получение ответа,
· min — минимальное время ответа,
· max — максимальное время ответа,
· avg — среднее время ответа.
Лабораторная работа № 2. Режим симуляции работы сети.
Цель работы: знакомство с новым оборудованием — сетевым концентратором (хабом), линиями связи ПК и хаба.
1. Разместить на рабочем полем ПК, сетевые концентраторы, соединить оборудование линиями связи, выполнить настройку IP-адресов.
2. Войти в режим симуляции, в котором показывается, как работает утилита Ping. Чтобы перейти в данный режим, необходимо нажать на значок Simulation Mode (Симуляция) в нижнем правом углу рабочей области или комбинацию клавиш Shift+S. Откроется Simulation Panel (Панель симуляции), в которой будут отображаться все события, связанные с выполнения ping-процесса. Моделирование прекращается либо при завершении ping-процесса, либо при закрытии окна симуляции. В режиме симуляции можно не только отслеживать используемые протоколы, но и видеть, на каком из семи уровней модели OSI данный протокол задействован.
3. Выполнить команду пингования. Наблюдать за движением пакетов по сети. В процессе просмотра анимации можно наблюдать принцип работы хаба. Концентратор (хаб) повторяет пакет на всех портах в надежде, что на одном из них есть получатель информации. Если пакеты каким-то узлам не предназначенные, эти узлы игнорируют пакеты. А когда пакет вернётся отправителю, то появляется галочка «принятие пакета».
Лабораторная работа № 3. Моделирование сети с топологией звезда на базе концентратора и коммутатора.
Цель работы: знакомство с новым оборудованием, коммутатором. Проанализировать эффективность работы сети на базе сетевого концентратора и коммутатора.
Звезда — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу, образуя физический сегмент сети. Центральным узлом выступает концентратор, коммутатор или ПК. Рабочая станция, с которой необходимо передать данные, отсылает их на концентратор. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных. Этот недостаток отсутствует на сетевом устройстве более высокого уровня — коммутаторе, который, в отличие от концентратора, подающего пакет на все порты, подает лишь на определенный порт — получателю. Одновременно может быть передано несколько пакетов. Сколько — зависит от коммутатора. Достоинства звезды: выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом; лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети; высокая производительность сети (при условии правильного проектирования); гибкие возможности администрирования. Недостатки звезды: выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом; для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий; число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.
1. Разместить на рабочем полем ПК, сетевые концентраторы, коммутаторы, соединить оборудование линиями связи, выполнить настройку IP-адресов.
2. Войти в режим симуляции
3. Выполнить команду пингования. Наблюдать за движением пакетов по сети.
Лабораторная работа № 4. Построение сети с заданными параметрами.
Цель работы: выполнить проектирование сети, расположенной в одном здании на разных этажах с заданным числом ПК и серверов. Проанализировать работу сети и эффективность работы выбранного оборудования.
1. Разместить на рабочем полем ПК, оборудование, соединить оборудование линиями связи, выполнить настройку IP-адресов.
2. Войти в режим симуляции
3. Выполнить команду пингования. Наблюдать за движением пакетов по сети.
Список используемых источниов