Контрольная работа
по курсу «СДкТКиКС»

Проверила: Выполнил:
Тарченко Н. В. Студент ФЗВиДО БГУИР
группы 100801

Минск, 2006

Содержание:

1. Задача № 1………………………………………………………………………………3
2. Задача № 2………………………………………………………………………………6
3. Задача № 3………………………………………………………………………………7
4. 1. Чем можно объяснить тот факт, что глобальные сети появились раньше, чем локальные? ………………………………………………………………………8
5. 15. Какая организация разработала основные стандарты сетей Ethernet и Token Ring? …………………………………………………………………………….9
6. 39. Как коэффициент использования влияет на производительность сети Ethernet? ………………………………………………………………………………..9
7. 63. Что произойдет, если в сети, построенной на концентраторах, имеются замкнутые контуры (например, как на рис. 4.)? …………………………………10
Список использованной литературы:………………………………………………….11

Задача № 1

Исходные данные:

Сеть передачи данных с коммутацией пакетов работает в режимах:
 останов с ожиданием;
 в режиме скользящего окна.
Параметры протокола передачи данных:
 размер поля данных информационного кадра L байт;
 размер заголовка кадра LЗ байт;
 номинальная битовая скорость передачи в сети С бит/с;
 размер кадра подтверждения (положительной квитанции) – LПК байт;
 тайм-аут времени ожидания положительной квитанции - ТА, с;
 суммарная задержка обработки и распространения кадра в сети  с;
 коэффициент ошибки в канале kОШ.
Рассчитать:
- вероятность потери информационного кадра;
- вероятность потери кадра подтверждения;
- пропускную способность канала передачи данных по отношению к пользовательским данным, в случаях работы:
 по каналу без ошибок в режимах:
• останов с ожиданием;
• скользящего окна;
 по каналу с заданным коэффициентом ошибок в режимах:
• останов с ожиданием;
• скользящего окна;
- привести структурную схему сети с указанием используемого коммуникационного оборудования и алгоритм обмена информацией между оконечными элементами сети для каждого режима работы.

Вариант 2
Размер поля данных информационного кадра L, байт 500
размер заголовка кадра LЗ, байт 50
номинальная битовая скорость передачи в сети С, Мбит/с 10
размер кадра подтверждения LПК , байт 12
тайм-аут времени ожидания подтверждения ТА, мкс 50
задержка обработки и распространения кадра в сети , мкс 200
коэффициент ошибки в канале kОШ 10-6

Решение.

Определим значение вероятности потери информационного кадра и кадра подтверждения:

Вероятность потери информационного кадра

Вероятность потери кадра подтверждения

Проведем расчет пропускной способности канала без ошибок по отношению к пользовательским данным.
1. в режиме останов с ожиданием.

Время передачи кадра по сети до приемника:
, где h – количество бит заголовка, m – количество бит сообщения, В – номинальная пропускная способность,  – время задержки распространения кадра в сети.

Время ожидания подтверждения
, где a – длина кадра подтверждения

Общее время передачи кадра в сети определяется как сумма времени передачи кадра до приемника и времени ожидания подтверждения.

Тогда пропускная способность определится как отношение длины поля данных кадра к полному времени передачи кадра в сети.

2. в режиме скользящего окна

Общее время передачи кадра в сети вычисляется, как и в первом случае, через сумму времени передачи кадра до приемника и времени ожидания подтверждения.

За время в сети передается W пакетов

Тогда пропускная способность сети по отношению к пользовательским данным определится следующим образом:

Расчет пропускной способности канала с ошибками по отношению к пользовательским данным.
1. в режиме останов с ожиданием

Определим вероятность правильного приема кадра.

Полное время передачи кадра в сети в данном случае будет определяться как сумма времени передачи пакета до приемника и тайм-аута ожидания.

Полезная пропускная способность в битах определим из соотношения:

Пропускная способность по отношению к пользовательским данным

2. в режиме скользящего окна

Общее время передачи будет аналогично предыдущему случаю.

Количество переданных кадров определится из следующего выражения

Пропускная способность по отношению к пользовательским данным

Задача № 2
Исходные данные:

Привести структурную схему организации доступа к сети передачи данных по выделенной линии, указать какое коммуникационное оборудование при этом будет использоваться. Привести алгоритм обмена информацией между оконечными элементами сети.
Обмен информацией между двумя пользователями производится по выделенной линии с номинальной битовой скоростью передачи С бит/с. Сеть содержит NУК узлов коммутации со скоростью обработки СУК бит/с в каждом. Для передачи используются пакеты фиксированной длины L байт, с объемом служебной информации LЗ, байт. Средний временной интервал между пакетами t. Определить время, необходимое для передачи информации объемом V байт. Ошибки при передаче информации отсутствуют.

Вариант 2
Размер кадра L, байт 500
Размер заголовка кадра LЗ, байт 50
Номинальная битовая скорость передачи в сети С, Мбит/с 10
Средний временной интервал между пакетами t, с 10 битовых интервалов
Объем передаваемой информации V, Мбайт 5
Количество узлов коммутации NУК 5
Скорость обработки в узле коммутации СУК бит/с 100

Решение:

Количество информации, передаваемое в одном кадре найдем следующим образом

Определим количество пакетов, необходимое для передачи заданного объема пользовательской информации.

Интервалы между кадрами будут иметь общую длительность

Общее время передачи информации будет определяться как сумма времени передачи пакетов по сети, времени обработки данных в узлах коммутации и длительности временных интервалов между пакетами

Задача № 3
Исходные данные:

Привести структурную схему организации коммутируемого доступа к сети передачи данных, указать какое коммуникационное оборудование при этом будет использоваться. Привести алгоритм обмена информацией между оконечными элементами сети.
Обмен информацией между двумя пользователями по коммутируемой линии производится по каналу с номинальной битовой скоростью передачи С бит/с. Сеть содержит NУК узлов коммутации. Время обработки кадра в каждом узле коммутации составляет tОБР. Определить время, необходимое для передачи информации объемом V байт. Ошибки при передаче информации отсутствуют.

Вариант 2
номинальная битовая скорость передачи в сети С, кбит/с 44
объем передаваемой информации V, кбайт 1000
количество узлов коммутации NУК 10
время обработки кадра в узле коммутации tОБР, с 100

Решение:

Время передачи информации определится в данном случае как сумма времени, необходимого для передачи информации по сети, и времени обработки информации в узлах коммутации

1. Чем можно объяснить тот факт, что глобальные сети появились раньше, чем локальные?
Технологии и функционирование вычислительных сетей развивались одновременно с эволюцией компьютерных технологий. Первые компьютеры 50-х годов, занимающие целые здания, предназначались для небольшого числа избранных пользователей. Они не были предназначены для интерактивной работы пользователя и использовались в режиме пакетной обработки, так как это позволяло максимально эффективно использовать самое дорогое устройство компьютера – процессор в ущерб эффективности работы использующих его специалистов.
По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, учитывающие интересы пользователя. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени, когда вычислительная мощность оставалась полностью централизованной, а ряд функций (например ввод и вывод данных) становились распределенными. Такие многотерминальные системы хотя и имели внешние черты распределенных систем, сохраняли централизованный характер обработки данных.
В это же время появилась необходимость в соединении компьютеров, или удаленных терминалов и компьютера, находящихся на большом расстоянии друг от друга. На первых порах такое соединение организовывалось по телефонной сети с помощью модемов. Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что позволило реализовать службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и т.д. Таким образом хронологически первыми появились глобальные сети.
В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов, компьютеры стали доступны по цене, а выполняемые ими функции разнообразными: от управления технологическими процессами до хранения информации. При этом появилась необходимость соединения таких компьютеров между собой, стали разрабатываться программные и аппаратные средства, необходимые для их взаимодействия. При этом разрабатывались они для сопряжения вполне конкретных устройств, что создавало большой простор для творчества.
В середине 80-х годов стали утверждаться стандартные технологии объединения компьютеров в сеть, причем мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры. Теперь для создания сети достаточно было приобрести и установить на ПК сетевую карту соответствующего стандарта, подсоединить ее к стандартному кабелю с помощью стандартных разъемов, установить на ПК одну из сетевых операционных систем. Локальные сети позволили упростить доступ пользователей к разделяемым ресурсам сети, а также уменьшить уровень профессиональных знаний, необходимых пользователю при работе в сети.
Современные тенденции в развитии компьютерных сетей:
 сокращение разрыва между локальными и глобальными сетями; в глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же, как и в локальных;
 использование в локальных сетях разнообразного коммуникационного оборудования – коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов, что дает возможность создавать корпоративные сети;
 передача и обработка речевых и видеосигналов, что потребовало внести изменения в работу протоколов, сетевых операционных систем и коммуникационного оборудования;
 слияние технологий информационных сетей (вычислительных, телефонных, телевизионных и т.д.) на базе технологии коммутации пакетов.
Таким образом, можно сделать вывод, что компьютерная сеть – сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов: ПК, коммуникационного оборудования, операционных систем, сетевых приложений.
Начнем анализ работы сети с рассмотрения вопросов топологии.

15. Какая организация разработала основные стандарты сетей Ethernet и Token Ring?

Сеть Ethernet была впервые сконструирована в 70-х г. доктором Робертом Меткалфом как часть проекта «офиса будущего» и работала со скоростью 2,94 Мбит/с. В 1980 г. сеть Ethernet была стандартизирована консорциумом фирм DEC – Intel – Xerox (DIX) как сеть со скоростью 10 Мбит/с, а в 1985 г. стандартизирована комитетом 802 IEEE. С тех пор новые технологии Ethernet наследуют признаки базовой структуры исходной схемы Ethernet: логическая шинная топология и метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов.
Следует отметить, что разновидности технологии Ethernet отличаются не только скоростью передачи и режимом работы, но и используемыми коммуникационным оборудованием и средой передачи. Если на этапе внедрения стандарта главные интерфейсы основывались на использовании коаксиального кабеля, то сейчас предпочтение отдается неэкранированной витой паре UTP категории 5 (cat.5) и оптическому волокну. Использование коммутаторов и сетевых карт, поддерживающих дуплексную передачу данных без коллизий при логической топологии «точка-точка», позволяет создавать протяженные волоконно-оптические сегменты сети, что значительно расширяет сферу применения технологии.
Главное различие между сетями Ethernet разных типов – в используемых физических средах передачи данных и зависящих от них скоростях работы. Однако небольшие отличия на физическом уровне и одинаковый стандарт канального уровня позволяет многим из них взаимодействовать друг с другом.
Разработка технологий Token Ring и HSTR (High-Speed Token Ring) проводилась в комитете IEEE 802.5. Скорость передачи в сети Token Ring составляет 4 или 16 Мбит/с. Топология сети – "кольцо". Для доступа к сетевым ресурсам используется бесколлизионный маркерный метод, основанный на циркуляции по кольцу короткого сообщения – маркера. Передавать данные по сети может только станция, получившая маркер. По окончании передачи маркер пересылается следующей станции. Более скоростные версии Token Ring, получившие название HSTR, предусматривают передачу со скоростями 100 Мбит/с и 1 Гбит/с. Количество сетей Token Ring не превышает 10 % от общего числа LAN.
Технология Token Ring – архитектура сетей с кольцевой логической топологией и детерминированным методом доступа, основанным на передаче станциями права на использование кольца в определенном порядке. Право на использование кольца передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном.
Стандарт Token Ring был принят комитетом 802.5 в 1985 г.
Сети Token Ring работают с битовыми скоростями 4, 16 и 100 Мбит/с. Ведутся работы по гигабитной реализации сети. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается.

39. Как коэффициент использования влияет на производительность сети Ethernet?
Увеличение коэффициента использования канала приводит к уменьшению пропускной способности сети Ethernet, что в свою очередь ограничивает количество узлов в домене.

63. Что произойдет, если в сети, построенной на концентраторах, имеются замкнутые контуры (например, как на рис. 4.)?

Рис. 4. Сеть с петлями, построенная на концентраторах
• сеть будет работать нормально;
• кадры не будут доходить до адресата;
• в сети при передаче любого кадра будет возникать коллизия;
• произойдет зацикливание кадров.
Концентраторы образуют из отдельных физических отрезков кабеля общую среду передачи данных – логический сегмент. Логический сегмент также называют доменом коллизий, поскольку при попытке одновременной передачи данных любых двух компьютеров этого сегмента, хотя бы и принадлежащих разным физическим сегментам, возникает блокировка передающей среды. Следует особо подчеркнуть, что какую бы сложную структуру не образовывали концентраторы, все компьютеры, подключенные к ним, образуют единый логический сегмент, в котором любая пара взаимодействующих компьютеров полностью блокирует возможность обмена данными для других компьютеров.
Поэтому в данной сети кадры не будут доходить до адресата, т.к. соединенные концентраторы будут блокировать возможность обмена данными для компьютеров сети.

Список использованной литературы:

1. Системы доступа к информационным сетям: Учеб. пособие по дисциплине «Системы доступа к телекоммуникационным и компьютерным сетям». / Н. В. Тарченко, П. В. Тишков. – Мн.: БГУИР, 2005.
2. Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы. Ф. Дженнингс; перев. с англ. - М.: Мир, 1989.
3. Сети ЭВМ: протоколы стандарты, интерфейсы. Ю. Блэк; перев. с англ. - М.: Мир, 1990.
4. Fast Ethernet. Л. Куинн, Р. Рассел. - BHV-Киев, 1998.
5. Коммутация и маршрутизация IP/IPX трафика. М. В. Кульгин, АйТи. - М.: Компьютер-пресс, 1998.
6. Протоколы Internet. С. Золотов. - СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1998,
7. Основы построения сетей. Учебное руководство для специалистов MCSE (+CD-ROM). Дж. Челлис, Ч. Перкинс, М. Стриб; перевод с англ. - Лори, 1997.
8. Компьютерные сети. Учебный курс, 2-е изд. (+CD-ROM). - MicrosoftPress, Русская редакция, 1998.