Курсовой проект МиСПИСиТ. 1Постановка задачи 2 2Создание модели 4
 Скачать 485.51 Kb.
|
|
Содержание 1Постановка задачи 2 2Создание модели 4 2.1Создание основной модели 4 3Ход выполнения основных задач 6 3.1Проверка коэффициента пропускания 6 3.2Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K1 на K3 6 3.2.1Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K1 на K3 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантом 8 3.3Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K1 на K3 10 3.3.1Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K1 на K3 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантом 11 3.3.2Объяснить, анализируя вывод программы, какой протокол выгоднее использовать с точки зрения скорости доставки информации. 12 3.4Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K2 на K1 13 3.4.1Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K2 на K1 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантом 14 3.5Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K2 на K1 15 3.5.1Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K2 на K1 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантом 16 3.6Анализ времени соединения, вывод о том, какой протокол быстрее справился с поставленной задачей 18 3.7Состояния удовлетворения требований по потери пакетов 18 Постановка задачиЦель работы: Провести анализ производительности протоколов TCP и UDP для заданной конфигурации сети, и на основании полученных результатов сделать заключение о том, какой протокол предпочтительнее использовать. Задачи: В качестве схемы сети взять результат выполнения соответствующего варианта. Установить коэффициенты прохождения пакетов согласно вашему варианту. Протестировать отправку по UDP и по TCP 20 сообщений с K1 на K3. Объяснить, анализируя вывод программы, какой протокол выгоднее использовать с точки зрения скорости доставки информации. Протестировать отправку по UDP и по TCP 20 сообщений с K2 на K1. Объяснить, анализируя вывод программы, какой протокол выгоднее использовать с точки зрения надежности доставки информации. Подсчитать процент потерь пакетов. С учетом того, что должно теряться не более 7% пакетов. Объяснить, как привести сеть к требуемому лимиту по потерям. Проанализировать время соединения, сделать вывод о том, какой протокол быстрее справился с поставленной задачей (необходимо учитывать требуемую надежность). Определить состояние, при котором сеть начинает удовлетворять требованиям по потери пакетов. То есть подобрать такие значения коэффициентов пропускания, при которых будет теряться не более 7% пакетов. Вторая основная задача: необходимо установить коэффициент прохождения пакетов между узлами Hub2 и R1 в 55, что будет исполняться в соответствующих разделах первоочередной задачи отдельным пунктом проверки и анализа. Ниже представлены исходные данные:  Рисунок 1 – исходные данные Создание моделиПеред тем, как выполнять основные поставленные задачи по исходным данным (см. Рис 1) необходимо воссоздать модель данную по постановке задачи. Для достижения данной цели, необходимо создать необходимые объекты (компьютеры, роутеры и концентраторы), после чего присвоить им параметры, указанные в задаче. Создание основной моделиПосле создания необходимых объектов была получена рабочая область (см. Рисунок 1).  Рисунок 1 – рабочая область Далее в соответствии с постановкой задачи установим для всех узлов IP адреса, маски и шлюзы. После создания модели сети — это наиболее удобно выполнить, вызвав режим Set TCP/IP Properties, который позволяет последовательно назначать свойства любого произвольно выбранного узла (см. Рисунок 2).  Рисунок 2 – окно режима Set TCP/IP Properties В соответствии с заданием для исходной структуры сети следует установить следующие значения IP адресов, масок подсетей и шлюзов по умолчанию для всех узлов сети, а также установить IP адреса для других устройств в сети (см. Таблица 1).
Таблица 1 – заданные значения Ход выполнения основных задачПроверка коэффициента пропускания Прежде всего следует убедиться, что коэффициент пропускания на всех линиях равен 100. Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K1 на K3 Выберем Station2(K3) и запустим на нем UDP-приложение (UPD эхо-сервер). Для этого во всплывающем меню надо вызвать "Application -> Start udp echo server to listen", выбрав в качестве прослушиваемого порт 7 (см. Рисунок 3). Программа выдаст следующие сообщения, представленные в таблице 2. Таблица 2 – полученные сообщения в консоли
 Рисунок 3 – окно UDP приложения Примечание: Следует отметить, что порт 7 для протоколов TCP и UDP относится к разряду общеизвестных зарегистрированных портов. Предназначен для тестирования связи путём отправки данных на сервер и получения от него их же в неизменном виде. Затем c K1 через UDP-приложение (Application -> Send data via udp echo client) надо послать на K3 20 сообщений со строкой, например, «Тестирование». Вид консоли для первых двух обменов сообщениями и последнего двадцатого сообщения будет иметь вид представленный на рисунках 4,5,6.  Рисунок 4 – вид окна отправки сообщений  Рисунок 5 – вид окна ввода текста сообщения  Рисунок 6 – вид окна ввода количества отправляемых сообщений После чего было отправлено 20 пакетов с сообщением «Тестирование» с Remote1 на Station1, тем самым в консоли появились следующие записи со словом тестирование: Таблица 3 – сообщения в консоли
Вышеописанный текст в таблице как говорилось ранее демонстрирует только сообщения в консоли со словами тестирование, после того как мы отправили 20 пакетов, соответственно в таблице приведен листинг консоли только для первого пакета. Для окончательной проверки того, что все пакеты с сообщением успешно дошли необходимо открыть меню статистики Station1(K1) и Station3(K3), ниже продемонстрировано данное меню:   Рисунок 7 – вид окна статистики Station 1(K1) и Station3(K3) "Received UDP segments: 20", что означает, что получено 20 UDP дейтаграмм, и "Sent UDP segments: 20", что означает, что отправлено 20 UDP дейтаграмм. При заданных параметрах сети процент потерь равен 0%, что удовлетворяет требованиям. Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K1 на K3 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантомДалее проверим передачу с учётом коэффициента пропускания между Hub2 и R1 55%. Тем самым R1 необходимо выбрать опцию "Link Properties" и установить коэффициент пропускания (Packet passthrough) в 55%, в соответствии с вариантом работы.  Рисунок 8 – установка коэффициента пропускания по варианту После передачи 20 сообщений, с учётом коэффициента пропускания 55%, были получены следующие статистики у Station1 (K1) Station3 (K3): Рисунок 9 – вид окна статистики Station 1(K1) и Station3(K3) Выберем меню статистики узла PC2 и проверим, сколько UDP пакетов он получил и отправил за все время нашего опыта. был выведен следующий результат на рисунке 9.  Рисунок 9 – вид окна статистики Station 1(K1) и Station3(K3) "Received UDP segments: 40", что означает, что получено 40 UDP дейтаграмм, и "Sent UDP segments: 40", что означает, что отправлено 40 UDP дейтаграмм. При заданных параметрах сети процент потерь равен 0%, что удовлетворяет требованиям. Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K1 на K3 Далее необходимо проверить передачу пакетов внутри сети через TCP-приложение, тем самым для Station3(K3) необходимо запустить TCP-приложение (сервер) и прослушивать 8 порт. Далее через TCP-приложение отправим 20 пакетов с Station1 (K1) на Station3 (K3) с сообщением «Тестирование» и проверим сколько эхо сообщений получит Station1(K1). Ниже продемонстрировано окно статистики Station1(K1) после получения 20 пакетов с сообщением были получены показатели (см. Таблица 4). А также полная статистика (см. Рисунок 11). Таблица 4 – сообщения консоли после проведенного опыта
  Рисунок 11 – вид окна статистики Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K1 на K3 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантомДалее необходимо проверить передачу пакетов внутри сети через TCP-приложение, тем самым для Station3(K3) необходимо запустить TCP-приложение (сервер) и прослушивать 8 порт. Далее через TCP-приложение отправим 20 пакетов с Station1 (K1) на Station3 (K3) с сообщением «Тестирование» и проверим сколько эхо сообщений получит Station1(K1). Ниже продемонстрировано окно статистики Station1(K1) после получения 20 пакетов с сообщением с коэффициентом пропускания 55% были получены следующие показатели и сообщения консоли (см. Таблица 5 и Рисунок 12). Таблица 5 – сообщения консоли после проведенного опыта
  Рисунок 12 – вид окна статистики с коэффициентом пропускания 55% Объяснить, анализируя вывод программы, какой протокол выгоднее использовать с точки зрения скорости доставки информации.В данном случае можно сделать вывод, что в конкретной ситуации при использовании UDP или TCP протоколов разница состоит лишь во времени передачи, 56 ms и 41 ms соответственно, что предоставляет преимущество TCP, кроме того, хотя данный протокол более надежный и обладает контролем перегрузок у него присутствует минус в тяжеловесности, так как отправляет дополнительно 3 пакета для установки соединения. Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K2 на K1 Выберем Station1(K1) и запустим на нем UDP-приложение (UPD эхо-сервер). Для этого во всплывающем меню надо вызвать "Application -> Start udp echo server to listen", выбрав в качестве прослушиваемого порт 7. Затем c K2 через UDP-приложение (Application -> Send data via udp echo client) надо послать на K1 20 сообщений со строкой, например, «Тестирование». После чего было отправлено 20 пакетов с сообщением «Тестирование» с Remote1 на Station1, тем самым в консоли появились следующие записи со словом тестирование (см. Таблица 6). Таблица 6 – сообщения в консоли
Вышеописанный текст в таблице как говорилось ранее демонстрирует только сообщения в консоли со словами тестирование, после того как мы отправили 20 пакетов, соответственно в таблице приведен листинг консоли только для первого пакета. Для окончательной проверки того, что все пакеты с сообщением успешно дошли необходимо открыть меню статистики Station1 (K1) и Remote1(K2), ниже продемонстрировано данное меню (см. Рисунок 13).   Рисунок 13 – вид окна статистики Station 1(K1) и Remote 1(K2) "Received UDP segments: 20", что означает, что получено 20 UDP дейтаграмм, и "Sent UDP segments: 20", что означает, что отправлено 20 UDP дейтаграмм. При заданных параметрах сети процент потерь равен 0%, что удовлетворяет требованиям. Тестирование отправки 20 UDP-сообщений с K2 на K1 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантомДалее проверим передачу с учётом коэффициента пропускания между R1 55%. Тем самым R1 необходимо выбрать опцию "Link Properties" и установить коэффициент пропускания (Packet passthrough) в 55%, в соответствии с вариантом работы (см. Рисунок 14). Рисунок 14 – установка коэффициента пропускания по варианту После передачи 20 сообщений, с учётом коэффициента пропускания 55%, были получены следующие статистики у Station1 (K1) Remote1(K2) (см. Рисунок 15).   Рисунок 15 – вид окна статистики Station 1(K1) и Remote 1(K2) "Received UDP segments: 7", что означает, что получено 7 UDP и "Sent UDP segments: 20", что означает, что отправлено 20 UDP дейтаграмм. При заданных параметрах сети процент потерь равен 65%, что удовлетворяет требованиям. Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K2 на K1 Далее необходимо проверить передачу пакетов внутри сети через TCP-приложение, тем самым для Station1(K1) необходимо запустить TCP-приложение (сервер) и прослушивать 8 порт. Далее через TCP-приложение отправим 20 пакетов с Station1 (K1) на Remote1 (K2) с сообщением «Тестирование» и проверим сколько эхо сообщений получит Remote 1(K2). Ниже продемонстрировано окно статистики Station1(K1) после получения пакетов с сообщением были получены следующие показатели (Рисунок 17).   Рисунок 17 – вид окна статистики Данные показатели говорят о том, что передача пакетов через протокол TCP с коэффициентом пропускания даже 100% совсем не подходит под условия задачи и превышают потерю более чем 7%. Тестирование отправки 20 TCP-сообщений с K2 на K1 с учетом коэффициента пропускания в соответствии с вариантомДалее необходимо проверить передачу пакетов внутри сети через TCP-приложение, тем самым для Station1(K1) необходимо запустить TCP-приложение (сервер) и прослушивать 8 порт. Далее через TCP-приложение отправим 20 пакетов с Remote1 (K2) на Station1 (K1) с сообщением «Тестирование» и проверим сколько эхо сообщений получит Remote 1 (K2). Ниже продемонстрировано окно статистики Remote1(K2) и Station1(K1) после получения 20 пакетов с сообщением с коэффициентом пропускания 55% были получены следующие показатели (см. Рисунок 18).   Рисунок 18 – вид окна статистики с коэффициентом пропускания 55% Из этого можно сделать вывод о том, что передача информации с данной схемой сети по протоколу TCP с коэффициентом пропускания менее 55% сильно влияет на пакеты данных их количество, время отправки сильно занижены, кроме того при такой схеме сети передача информации эхом не приходит из-за передачи через 3 сети, даже с заполненной таблицей маршрутизации на каждом из маршрутизаторов и верными IP адресами, для подтверждения данной информации приведен листинг консоли (см. Приложение А). Данные показатели не удовлетворяют наши требования. При таких параметрах сеть не удовлетворяет требуемым условиям по потерям: не более 7%. Если проверить статистику PC2, то можно увидеть, что было отправлено 7 сегментов, а получено 0. Анализ времени соединения, вывод о том, какой протокол быстрее справился с поставленной задачейВ результате анализа полученных результатов можно сделать следующие выводы. В условиях качественного обеспечения передачи UDP протокол показал себя с хорошей стороны, так как все дейтаграммы дошли до адресатов. По времени было затрачено 24ms. Не тратилось время на установление соединения и на подтверждения получения пакетов. При плохом качестве линий не все пакеты дошли до пунктов назначения. Оправданием использования UDP на плохих линиях может стать только то, что информация за время задержки или потери станет неактуальна, и ее можно не передавать. К примеру, видеоконференция через Интернет. Результаты проведенной работы по протоколу TCP говорят о неэффективном использовании данным протоколом качественных линий, так как дополнительное время тратится на подтверждение пакетов, а также на установление и разрыв связи. В условиях некачественной физической линии использование TCP явно предпочтительнее, так как "потерявшиеся" сегменты пересылаются и, в конечном счете, доходят до адресата. По времени передача по протоколу TCP заняла 290ms, что в 12.08 раза больше, чем время, затраченное при передаче через UDP. Таким образом, применение протокола оправдано в случаях, требующих гарантированного получения адресатом всей посылаемой информации. К примеру, проверка электронной цифровой подписи. Состояния удовлетворения требований по потери пакетовПо полученным результатам стало известно, что при использовании UDP сеть начинает удовлетворять семипроцентному критерию по потере пакетов при коэффициенте пропускания между узлами R1 и Hub2 не менее 93%. Если использовать TCP, то критерий по потере пакетов удовлетворяется при коэффициенте пропускания между узлами R1 и Hub2, принадлежащем интервалу от 70 до 100. |