Лабораторная работа 2. Стандартизация сетевого программного обеспечения
 Скачать 23.59 Kb.
|
Лабораторная работа № 2Тема: Стандартизация сетевого программного обеспечения. Цель: Изучение основных сетевых стандартов, топологии сетей. В результате выполнения лабораторной работы студенты должны знать: уметь определять топологию сетей, принимать решения по планированию архитектуры локальных вычислительных сетей. Теоретический материал для домашнего изучения Способ объединения компьютеров в сети между собой называют топологией. Под топологией понимают описание физических соединений в ЛВС (или логических связей между узлами), указывающее, какие пары узлов могут связываться между собой. Топология сети обуславливает её характеристики. Выбор той или иной топологии влияет на: состав необходимого сетевого оборудования; характеристики сетевого оборудования; возможности расширения сети; способ управления сетью. Классическими топологиями ЛВС являются «кольцо», «шина», «звезда» и «дерево». Кольцо. Кольцо - топология ЛВС, в которой каждая рабочая станция соединена с двумя другими рабочими станциями, образуя петлю (кольцо). Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК. При этом данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Сеть данной топологии имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций. Шина. Шина - топология ЛВС, к которой все рабочие станции присоединены к единому кабелю. К оконечным контактам кабеля присоединяется оконечная нагрузка (терминатор) - электрическая схема, подавляющая нежелательные отражения сигнала. В такой топологии все станции прослушивают все сообщения в кабеле. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией, содержащейся в сообщении. До последнего времени шинная топология, как наиболее простая, являлась наиболее распространенной. Топологии типа «кольцо» и «шины» не обеспечивают высокой производительности и мобильности сети. Кроме того, надежность этих соединений невысока, т.к. разрыв кабеля в любом месте приведет к остановке всей сети до устранения неисправности, место локализации которой трудно выявить в рамках всей ЛВС. Звезда. Недостатков, присущих топологиям “шина” и “звезда”, лишено соединение компонентов ЛВС по топологии типа “звезда”. В этом случае компьютеры объединяются посредством специального устройства, называемого концентратором (hub - хаб). Таким образом, топология «звезда» предполагает присоединение рабочих станций в единой точке. Концентраторы (многопортовые повторители), пришедшие на смену «общему» кабелю, создали более гибкую и удобную основу для создания ЛВС. Концентратор работает как повторитель, передавая сигнал, поступивший на один из портов, без изменения на остальные порты. Следовательно, каждый компьютер «слышит» весь график в сети, как если бы это была «широковещательная» сеть с общим кабелем. Все разъемные соединения оказываются сосредоточенными в одном месте, упрощая тем самым подключение дополнительных узлов в сеть. Среди концентраторов выделяются активные и пассивные. 1. Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же, как это делают репитеры (повторители сигналов). Иногда их называют многопортовыми репитерами – они имеют от 8 до 16 портов для подключения компьютеров. 2. Некоторые типы концентраторов являются пассивными, например монтажные панели или коммутирующие блоки. Они просто пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не надо подключать к источнику питания. 3. Гибридными называются концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов. Сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы. Использование концентраторов дает ряд преимуществ. Разрыв кабеля в сети с обычной топологией «линейная шина» приведет к «падению» всей сети. Между тем разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными. Топология «звезда» обеспечивает высокую надежность, большую мобильность, сокращает время простоя в, значительно уменьшает время поиска неисправностей в системе. Выход из строя любого соединения приведет к отказу только одного устройства, не оказывая никакого влияния на работу остальной сети. Топология “дерево” является более сложной реализацией топологии “звезды”. В топологии “дерево” петли не допускаются. То есть между любыми двумя узлами существует только один маршрут. Для создания топологии “дерево” необходимо, чтобы концентраторы имели возможность каскадирования, то есть подключения к концентратору верхнего уровня концентраторов нижнего. Для этого концентратор должен иметь два вида портов: порт связи “вниз” (LAN downlik port) - используется для подключения устройств к сети. Подобные порты требуются для включения в сеть всех конечных узлов и концентраторов более низких уровней. порт связи “вверх” (LAN upling port) -предназначен для каскадирования концентраторов, с его помощью подключается концентратор низкого уровня к концентратору высокого уровня. Обычно допускается до трех уровней каскадирования. Каскадирование концентраторов позволяет увеличить расстояние между крайними узлами сети и общее количество узлов (каждый из концентраторов имеет ограниченное число портов 4, 8, 12, 16, 24, 48). Однако концентраторы не решают проблему увеличения полосы пропускания сети - с ростом количества компьютеров в сети увеличивается и количество пакетов информации, что ведет к росту коллизий (наложений пакетов один на другой) и соответственно к замедлению работы в сети в целом. Коллизия- ситуация, когда две рабочие станции пытаются одновременно использовать передающую среду (кабель). Электрические сигналы накладываются друг на друга, и оба сообщения теряются. Поэтому оба участника коллизии вынуждены передать сообщения заново. В большинстве систем предусмотрена встроенная задержка повторной передачи, обеспечивающая отсутствие повторения коллизии. Комбинированные топологии. В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца. Звезда-шина. Звезда-шина (star-bus) – это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть – остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов. Звезда-кольцо Звезда-кольцо (star-ring) кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду. Выбор топологии. Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе наиболее подходящей к данной ситуации топологии.
Лабораторные задания и методические рекомендации для его выполнения Задача 1 В цехе КИП необходимо объединить компьютеры, где хранится и обрабатывается информация о поверяемых приборах в сеть с целью повышения оперативности обмена информацией о приборах. Какую сеть необходимо выбрать (одноранговую или сеть на основе сервера)? Задача.2 В цеху промышленного предприятия необходимо поставить и объединить в сеть 4 компьютера технологов-операторов с целью повышения оперативности обмена информацией о ходе технологического процесса. Какую сеть необходимо выбрать (одноранговую или сеть на основе сервера)? Задача 3 Выбрать топологию сети. В лаборатории цеха полимеризации необходимо объединить в сеть 5 компьютеров с целью обеспечения доступа к базам данным опытных данных, обеспечив при этом максимально дешёвый вариант реализации. Задача 4. Выбрать топологию сети. На элеваторе хлебозавода необходимо объединить компьютеры приёмных пунктов в сеть с целью доступа к общим базам данных. В течение сезона количество приёмных пунктов изменяется от 3 до 8. При этом необходимо обеспечить доступ к серверу хлебозавода. Задания Перечислить основные причины, обуславливающие развитие сетевых технологий. Дать определение сети, сетевого ресурса, и охарактеризовать преимущества создания сетей ЭВМ по сравнению с автономными рабочими станциями. Перечислить и дать краткую характеристику типов компьютерных сетей. Дать определение общих компонентов сети ЭВМ и перечислить параметры, учитываемые при выборе вида сети. Дать определение одноранговой сети и сети на основе сервера, охарактеризовать их основные отличия. Какие имеет преимущества и недостатки одноранговая сеть? Какие имеет преимущества и недостатки сеть на основе сервера? Приведите примеры использования сервера в сети. Кратко охарактеризовать способы повышения производительности сервера Дать понятие топологии сети и структуры трёх базовых топологий. Пояснить принцип работы сети с топологией “кольцо”. Пояснить принцип работы сети с топологией “звезда”. Пояснить принцип работы сети с топологией “шина”. Перечислить виды комбинированных топологий и назвать преимущества перед базовыми. Дать сравнительную характеристику сетей, основанных на базовых топологиях. Методические рекомендации для оформления отчета Отчет должен содержать: Титульный лист с указанием наименования дисциплины, номера и темы лабораторной работы, № группы, ФИО выполнявшего. Задание. Результаты выполнения работы в виде письменного ответа на задание, чертежей, рисунков. Вывод по результатам лабораторной работы, в котором также могут быть указаны трудные моменты, возникшие при выполнении лабораторной работы, самостоятельно изученный, не входящий в основную теорию темы материал. |