- [ИРТ Одесса]

Содержимое файла " .doc" (без форматирования)

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інститут радіоелектроніки і телекомунікацій

Кафедра Радiотехнiчних систем

Розрахунково – графічна робота

з дисципліни

"Основи мережних інформаційних технологій"

Варіант 9

для студентів за напрямом 6.050901 –Радіотехніка

Розробив студент гр. РT-111

_______________Чічкін І. Е.

“__”_______________ 2012 р.

Керівник роботи:

ст. викл. кафедри РТС

____________ Кушніренко О.А.

“__”_______________ 2012 р.

Одеса 2012

Завдання по розрахунково-графічної роботі

Студент Чічкін І. Е. група РТ-111 варіант 9

Для заданного плану розположення вузлів мережі вибрати оптимальну топологію мережі та розрахувати мінімальну сумарну довжину з`єднального кабелю. Топологію вибирати з урахунком того, що між будівлями плануєтся використовувати тільки оптоволоконний кабель, всередені будівель – віту пару згідно варіанту.

Вибрати стандарт для реалізації мережі, відповідне пасивне та активне обладнання та оцінити його вартість.

Рис.1 План розположення будівель та розміщення вузлів локальної обчислювальної мережі.

Умовні позначення:

Будівля (зона разміщення вузлів в мережі)

Робоча станція ( вузел мережі) Сервер ( вузел мережі)

Таблица1. Величини параметрів на плані розположення будівель та робочих станцій

№

Варіанта

a

b

C

d

e

f

g

h

k

m

n

p

q

s

9

120

100

40

50

70

60

100

50

20

30

50

90

100

90

Таблица 2. Розміщення робочих станцій по поверхам (максимальна кількість – 3; висота поверху – 3 м.)

№ вузла

№

варіанта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

9

1

2

2

3

3

3

2

2

1

2

3

3

1

1

1

2

3

Розрахувати та визначити такі характеристики та параметри мережі:

Кількість, тип та схему розміщення мережного обладнання в будівлях (хабів, комутаторів та ін.)

Спільну довжину, довжину кожного сегменту, тип кабельної системи в будівлях та між ними.

Розділити мережу на підмережі (по будівлям) з допомогою маршрутизаторів. Накреслити структурну ієрархічну схему мережі. Призначити адреси вузлам та маршрутизаторам. Визначити маски підмережі. Побудувати модель отриманої мережі за допомогою пакета Packet Tracer.

Налаштувати роботу всіх необхідних серверів.

Розрахувати сумарну вартість необхідного мережного обладнання.

Срок сдачі:

14 тиждень +10 баллів

15 тиждень +5 баллів

16 тиждень залік

ЗМІСТ

Теоретичні відомості. Программний пакет Packet Tracer 4.0.

Аналіз поставленої задачі.

Створення мережі на полі логіченої робочої області.

Створення мережі на полі фізичної робочої області.

Тестування мережі. Створення сценаріїв.

Розрахунок вартості обладнання.

Висновки

Теоретичні свідчення. Программний пакет Packet Tracer 4.0

Для створення моделі мережі та дослідження її роботи був використанний программний пакет Packet Tracer 4.0.

Packet Tracer 4.0 – це автономна, побудована на моделюванні повчальна середа для проектування та дослідження обчислювальних мереж CCNA-рівня важкості. Packet Tracer передбачає моделювання, візуалізацію та анімацію подій в мережі. Як будь-який моделювальник, Packet Tracer 4.0 має в собі спрощенні моделі мережевих упристроїв та протоколів. Однак реальні обчислювальні мережі відповідають еталонам для розуміння поведінки мережі. Packet Tracer був створений, щоб допомогти студентам та викладачам при недостачі обладнання, пропускної здатності, та діалоговим режимам вивчення створення мережі.

Елементи інтерфейса

Опис

Logical Workspace

(Логічна робоча область)

Створення топологїї мережі

Пристрої: генеруємі, реальні та модулюємі

Routers (маршрутизатори), switches (коммутатори), hosts (робочі станції), hubs (повторювачі), bridges (мости), wireless access points (бездротові точки доступа), clouds

Physical Workspace (Фізична робоча область)

Ієрархія приладів, приміщень, будівель, міст та мереж між містами

Завантаження створенних користувачем графіків

Realtime Mode

(Режим реального часу)

Модификації протоколів в режимі реального часу

Medium-fidelity Cisco IOS CLI конфігурація коммутаторів та маршрутизаторів

Protocols

(Протоколи мережі)

LAN протоколи: CSMA/CD*, Ethernet, и DHCP

Коммутація: VLANs, 802.1q, trunking

TCP/IP: ARP, IP, ICMP, UDP, и TCP*

Маршрутизація: статична, по умолчанню, RIPv1, RIPv2, EIGRP, inter-VLAN

NAT (static, dynamic, and overload) та ACLs (standard, extended, and named)

WAN (HDLC, PPP, и Frame Relay* – ретрансляція кадрів)

*вказує істотні накладенні моделюванням обмеження

Simulation Mode

(Режим моделювання)

Анімація мережних пакетів

Список глобальних подій (packet sniffer)

Модель OSI, деталізованний PDU, Device Table Views

Користувательські багаторазові сценарії пакетів

Интерфейс содержит 10 компонентов:

1

Menu Bar

(Меню)

Має в собі панелі File, Options, та Help. Також тут розташовані панелі Open, Save, Print, та Preferences.

2

Main Tool Bar

(Панель інструментів)

Має в собі значки команд меню File.

3

Common Tools Bar

Має в собі основні інструменти робочої області: Select, Move Layout, Place Note, Delete, Inspect, Add Simple PDU, and Add Complex PDU.

4

Logical/Physical Workspace Bar

(Логічна/Фізична робоча область)

Перемикання робочого поля між логічною та фізичною областями.

5

Workspace

(Робоче поле)

Простір для створення мережі, моделювання та спостереження.

6

Realtime/Simulation Bar

Переключення між режимом реального часу та режимом моделювання

7

Network Component Box

(Панель компонентів мережі)

Має у собі прилади та зв`язки, які можно помістити на робоче поле. Має у собі панель Device-Type Selection Box та Device-Specific Selection Box.

8

Device-Type Selection Box

(Панель выбору типу пристрою)

Має у собі види пристроїв та зв`язків, доступних в Packet Tracer 4.0. Панель Device-Specific Selection Box зміниться в залежності від обраного типу пристрою.

9

Device-Specific Selection Box (Панель вибіру визначеного пристрою)

Має у собі пристрої одного типу, з котрих треба вибирати то, ті які необхідно помістити на робочу область.

10

User Created Packet Window*

Керує пакетами, котрі поміщені в мережу протягом сценаріїв моделювання.

Аналіз поставленної задачі

Вибір стандарта.

Мережа побудована по технології Fast Ethernet.

Виходячи з критерія вартості, будівлі з`єднані між собою по топології “шина", а в домах застосована топологія “зірка", котра підвищує надійність мережі. Таким чином, для реалізації мережі з выщенаведеними характеристиками можливо використовувати стандарти Fast Ethernet 100BaseTX, 100BaseT4 або 100BaseFX.

Офіційний стандарт 802.3 встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet та дав їм наступні назви:

100Base- TX для двопарного кабелю на неекранованій вітой парі UTP категорії 5 або екранованій вітой парі STP Type1;

100Base- T4 для чьотирьохпарного кабелю на неекранованій витій парі UTP категорії 3,4, або 5;

100Base- FX для багатомодового оптоволоконного кабелю, використовується два волокна.

Вибір обладнання.

Обладнання мереж розподіляється на активне (повторювачі, концентратори та ін.) та пасивне (кабелі, з`єднувачі та ін.).

Для з`єднання робочих станцій в будівлях використовується “вита" пара (120 Ом). Для з`єднання домів оптоволоконний кабель.

Для коммутації вузлів можуть застосовуватися концентратори (хаби), коммутатори, а, у випадку необхідностї, маршрутизатори.

До вибіру активного та пассивного обладнання пред`являються наступні вимоги:

- оптимальна кількість

- оптимальне розположення

- оптимальна вартість

Потрібно створити мережу з 16 комп`ютерів та сервера, для 4 будівель, по 3 поверхи у кожному. Між будівлями планується використовувати тільки оптоволоконний кабель, всередені будівель – мідний кабель. Мережу необхідно розбити на підмережі за допомогою маршрутизаторів (по будівлям).

rt – router, sw – switch, rp – repeater

Тривимірний план розположення робочих станцій та коммутаторів згідно варіанту

Призначення ip-адрес та масок для вузлів підмереж:

№ завдання

Порт маршрутизатора

IP-адреса

компьютера

Маска

підмережі

1

192.168.1.0

192.168.2.0 192.168.3.0 192.168.4.0 192.168.5.0192.168.1.5 192.168.1.6 192.168.1.7 192.168.1.8 255.255.255. 0 255.255.255. 0 255.255.255. 0 255.255.255. 02192.168.1.0 192.168.2.0 192.168.3.0 192.168.4.0 192.168.5.0192.168.2.5 192.168.2.6 192.168.2.7 192.168.2.8 192.168.2.9 (сервер)

255.255.255. 0

255.255.255. 0

255.255.255. 0

255.255.255. 0

255.255.255. 0

3

192.168.1.0

192.168.2.0

192.168.3.0

192.168.4.0

192.168.5.0

192.168.3.5

192.168.3.6

192.168.3.7

192.168.3.8

255.255.255. 0

255.255.255. 0

255.255.255. 0

255.255.255. 0

4

192.168.1.0

192.168.2.0

192.168.3.0

192.168.4.0

192.168.5.0

192.168.4.5

192.168.4.6

192.168.4.7

192.168.4.8

255.255.255. 0

255.255.255. 0

255.255.255. 0

255.255.255. 0

3. Створення мережі на полі логічної робочої області

Спочатку на робоче поле программи переміщуються необхідні компоненти схеми (робочі станції, повторювачі, коммутатори, маршрутизатори).

Для цього необхідно обрати тип потрібного пристрою на панелі Network Component Box та сам пристрій – Device-Type Selection Box.

Типи пристроїв:

End Devices (робочі станції):

PC-PT (комп`ютер),

Server-PT (сервер),

Printer-PT (принтер).

Routers (маршрутизатори):

2620XM,

2621XM,

Router-PT.

Switches (коммутатори):

2950-24,

2950T,

Switch-PT,

Bridge-PT (міст).

Hubs (повторювачі):

Hub-PT (багатопортовий повторювач),

Repeater-PT (двухпортовий повторювач).

Wireless Devices (бездротові пристрої):

AccessPoint-PT (точка входу).

Connections (з`єднувачі):

Default (за умовчанням),

Console (консоль, для з`єднання PC-switch, PC-router),

Copper Straight-through (мідний, для зв`язку пристроїв різних шарів),

Copper Cross-over (мідный, для зв`язку пристроїв з одного шару),

Fiber (оптоволокно),

Phone (використовується для з`єднання по модему),

Serial DCE,

Serial DTE,

кабелем – оптоволокном або мідним. У випадку якщо для данного обладнання не вистачає якого-небудь порта (наприклад, для оптоволокна), можно самостійно підключити цей модуль до пристрою (попередньо відключивши його від живлення), або обрати інший варіант обладнання на панелі пристроїв.

Наприклад, щоб розмістити на робочій області комп`ютер, необхідно обрати тип пристрою End Devices, пристрій PC-PT:

На закладці конфігурація властивостей елемента можно змінити те що відображається назва замість заданного за умовчанням.

Розміщення пристроїв на робочому полі Packet Tracer:

17 робочих станцій (включно 1 сервер) – End Devices->PC-PT, Server- PT,

2 повторювача – Hubs->Repeater,

13 коммутаторів – Switches->Switch-PT, 2950-24,

4 маршрутизатора – Routers->Router-PT.

Елементи мережі на логічній робочій області Packet Tracer:

Packet Tracer 4.0 підтримує широкий ряд кабелів для створення мережі (Copper Straight-through, Copper Cross-over, Serial DCE and DTE, Fiber, Phone, Console). Кожний кабельний тип може бути з`єднання тільки з визначенними типами інтерфейсу. Нижче розсмотрені основні типи з`єднувачів:

Тип кабелю

Опис

Copper Straight-through

(мідний)

Стандартне засіб Ethernet для з`єднання між пристроями, котрі належать до різних шарів мереживої архітектури (наприклад, hub to router, switch to PC, router to hub, і т.д.). Може під`єднуватися до порталів наступних типів: 10 Mbps Copper (Ethernet), 100 Mbps Copper (Fast Ethernet), and 1000 Mbps Copper (Gigabit Ethernet).

Copper Cross-over

(мідний)

Кабель типу Ethernet для з`єднань між пристроями, котрі належать до одного рівня (наприклад, hub to hub, PC to PC, PC to printer, і т.д.). Може під`єднуватися до портів наступних типів: 10 Mbps Copper (Ethernet), 100 Mbps Copper (Fast Ethernet), и 1000 Mbps Copper (Gigabit Ethernet).

Fiber (оптоволокно)

Оптоволокно використовується для здійснення зв`язку між портами такого ж типу (100 Mbps or 1000 Mbps).

Далі робочим станціям (комп`ютерам та серверу) призначаються ip-адреси, також повинні бути налаштовані маршрутизатори (назначені ip-адреси для кожного інтерфейсу, додані адреси мереж в таблицю маршрутизації). Після призначення інтерфейсів маршрутизаторів необхідно активувати данний порт.

Визначення ip-адреси для комп`ютера ПК1 (маска призначена за умовчанням):

Налаштування інтерфейсу 0/0 маршрутизатора rt1:

Аналогічно FastEthernet1/0:

Таблиця маршрутизації rt1:

Після цього, виходячи з того, що адреси інтерфейсів маршрутизаторів вже призначені, для кожного комп`ютера вказується шлюз (Gateway), тобто ip-адреса, по якому буде передаватися пакет у випадку, якщо він належить до іншої підмережі. Цією адресою є адреса порта маршрутизатора, підключенного до данної підмережі. Для всіх вузлів підмережі адреса шлюза однаковий.

Наприклад, щоб призначити Gateway для ПК1, треба подивитися, яка ip-адреса у порта маршрутизатора, йдучого на підмережу з ПК1, це 192.168.1.1:

Модель створенної топології мережі:

Створення мережі на полі фізичної робочої області

Physical Workspace (Фізична робоча область):

- Ієрархія пристроїв, приміщень, будівель, міст та мереж між містами

- Завантаження створенних користовачем графіків

Розроблювана мережа проектується для чьотирьох триповерхових будівель, що можно наглядно відобразити на полі фізичної робочої області. Всі 4 будівлі належать до одного міста. При цьому можна знаходитися в різних масштабах:

на рівні міст (intercity), в місті (city), в будівлі (building), в приміщенні (closet)

Також є можливість створення нових міст, будівель, приміщень, також можна переміщювати будь-які об`єкти в межах будь-якої территорії за допомогою команди Move Object.

Якщо обрати місто City, то в результаті з`явиться відображення вмісту міста, а саме будівель (створенних користувачем та перейменованих), при цьому видно і з`днання між ними:

Далі, якщо обрати потрібну будівлю, то буде видно приміщення, в данному випадку вони перейминовані в поверхи. Також можна будь-які об`екты розміщювати просто на карті, не розміщуючи в яке-небудь конкретне приміщення, це відноситься до всіх об`ектів фізичної робочої області:

В цьому випадку, знаходиться в будівлі 2, видно, що на виході кабель йде відразу до двух інших будівель, також видно, що поверх 2 з`еднаний з першим поверхом:

Завдання 1:

Завдання 2:

Завдання 3:

Завдання 4:

Можно також побачити, що знаходиться в приміщеннях. Наприклад, на другому поверсі будівлі 1 знаходиться один коммутатор 17 та пк:

Якщо підвести курсор миші до вузла мережі (вже в логічній області), то буде показана інформація, у том числі и про його фізичному розположенні, котра буде повніст`ю відповідати данним на закладці фізичної області.

Розрахунок параметрів мережі

Правила корректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:

- обмеження на максимальні довжини сегментів, котрі з`єднють пристрої-джерела кадрів (з`єднання DTE- DTE);

- обмеження на максимальні довжини сегментів, з`єднуючих пристрої-джерела кадрів (DTE) з портом повторювача;

- межі на спільний максимальний діаметр мережі;

Таблиця 4. Правила побудови мережі на основі повторювачів

Тип кабелів

Максимальний діаметр мережі/ Максимальна довжина сегмента

Тільки вита пара (TX)

200 м/100 м

Тільки оптоволокно (FX)

272 м/136 м

Декілька сегментів на витій парі і один на оптоволокне

260 м/100 м (TX) 160 м (FX)

Декілька сегментів на витій парі і дескілька сегментів на оптоволокні

272 м/ 100 м (TX) 136 м (FX)

5. Тестування мережі. Створення сценаріїв

Най простіший спосіб дослідження роботи мережі – команда Add Simple PDU.

PDU – Protocol Data Unit.

Simple PDU – ping (посилається пакет ICMP від першого обранного вузла до другого та назад).

У данному випадку передача пакета від вузла PC1 до PC2 пройшла успішно:

В режимі Simulation Mode можно змінювати масштаб часу, і тому прослідкувати події, пов`язані з пересилкою пакетів, а також продивитись їх зміст: З допомогою команди Inspect можно продивитись зміст різних таблиць (наприклад, MAC-table для коммутаторів або ARP-table, Routing table для маршрутизаторів) в процессі обміну пакетами, прослідкувати за зміною їх вмісту при зміні стану мережі:

Також можно відключати живлення у будь-якому пристрої та спостерігати зміни в таблицях у під`єднаних до нього пристроїв и т.д.

Packet Tracer дозволяеє створювати свої сценарії, в ході котрих можно здійснювати обмін пакетами між різними вузлами мережі, тим самим перевіряючи її працездатність та досліджуючи причини різних колізій чи помилок.

Запускати сценарії на виконання краше в режимі Simulation Mode, що дозволяє покроково прослідкувати за переміщенням пакета між вузлами.

Наприклад, вузел ПК15 посилає Simple PDU хосту ПК14.

Вхідні данні:

Вузел

IP-адреса

MAC-адреса

ПК14

192.168.4.6

0060.5C92.8B77

ПК15

192.168.4.7

0006.2ADA.6C47

Стан мережі в початковий момент часу:

ПК15 отримує назад пакет, котрий пройшов по шляху (останні вузли видаляли цей пакет через невідповідність ip-адрес):

ПК15 – Коммутатор19 – Коммутатор11 - ПК14 - Коммутатор11- Коммутатор19- ПК15

Пакет дійшов успішно, результат – MAC-адреса ПК14:

Далі вузлом ПК15 відсилається ICMP пакет, в котрому вже вказана MAC-адреса адресата:

Вузел ПК14 отримав ICMP-пакет, вміст пакету та пакет дойшов успішно назад до комп`ютера ПК15:

6.Розрахунок вартості обладнання.

Вита пара (986 м х 0.32 у.о./м);

Вилка (45 х 0,2 у.о./ед);

Мережний адаптер тип (16 х 7.5 у.о./од);

оптоволоконний кабель (287 м х 0,8 у.о./м);

Маршрутизатор (4 х 18 у.о./од);

Коммутатор (13 х 11 у.о./од);

Повторювач (3 х 10 у.о./од)

Сумарная сумма =315.5+9+120+229.5+72+143+30 =919 у.о.

Висновки:

Була спроектована мережа в Packet Tracer згідно завдання на розрахунково-графічну роботу, що включає в себе 16 вузлів, сервер, 4 маршрутизатора, комутатори і повторювачі. Мережа охоплює чотири будівлі, в кожному будинку по 3 поверхи, що наочно показано на фізичній робочої області Packet Tracer. У ході проектування були призначені ip-адреси вузлів і маршрутизаторів, а також інтерфейси і таблиці маршрутизації. Було проведено тестування спроектованої мережі за допомогою сценаріїв, в ході яких вузли обмінювалися пакетами, в результаті чого можна було переконатися в працездатності мережі, отже, поставлена задача була вирішена.

a

s

5

6

7

8

I

b

d

k

n

17

1

2

4

3

c

p

q

II

e

m

f

10

9

12

11

III

14

13

15

16

g

h

IV

17