Автор неизвестен - Tworzenie konfiguracja i badanie sieci lan - страница 1

Страницы:
1 

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Bialej

Wydzial Budowy Maszyn i Informatyki

Laboratorium z sieci komputerowych

Cwiczenie numer:

4

Temat cwiczenia:

Tworzenie, konfiguracja i badanie sieci LAN.

1. Wst$p teoretyczny.

Historia sieci komputerowych

Fizyczne elementy systemu okablowania sieci LAN (karty sieciowe, kable i zl^cza) s^. okreslane przez zestaw standardow, ktory zmienial si? pocz^wszy od lat 70. Standardy te - po wielu zmianach - umozliwiaj^ wzajemn^ wspolprace i kompatybilnosc urz^dzen sieciowych. Komisje normalizacyjne powolane przez takie organizacje, jak Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), Electronic Industries Association (EIA) i International Telecommunications Union (ITU), od lat pracuj^ nad opracowaniem porozumien i adaptowaniem standardow dotycz^cych sposobow sygnalizacji, wymiany danych i obslugi problemow stosowanych w urz^dzeniach elektronicznych.

Teoretycznie produkt dowolnej firmy opracowany i dzialaj^cy ze standardem powinien wspolpracowac z produktami innych firm zgodnymi z tym samym standardem. W praktyce jednak firmy czesto implementuj^ standardy w tak rozny sposob, ze wspolpraca roznych produktow wymaga wielu dodatkowych zabiegow. Tym niemniej idea jest jak najbardziej sluszna, a staly wysilek wkladany w poprawienie kompatybilnosci produktow dla sieci LAN przynosi poz^dane efekty.

W zasiegu zainteresowan praktycznych pozostaj^ trzy standardy okablowania i sterowania dostepem do nosnika w sieciach LAN: Ethernet, Token-Ring i ARCnet. Kazdy z tych standardow l^czy w sobie tylko wlasciwy sposob fizyczn^ i logiczn^ topologie, metody transmisji i techniki sterowania dostepem do nosnika.

W obecnych czasach ma zadnych w^tpliwosci, ze to Ethernet jest najbardziej popularny przy tworzeniu sieci LAN. Najczesciej w instalacjach uzywa sie standardu Ethernet dla okablowania z nieekranowanej skretki zgodnie ze specyfikacj^ 100Base-T. Jednak na calym swiecie istniej^. pracuj^ce instalacje sieci Token-Ring i ARCnet.

Ethernet to rowniez jedna z pierwszych architektur sieci LAN. Historia Ethernetu rozpoczeja sie juz w 1970 roku, kiedy to firma XEROX opracowala pierwowzor sieci komputerowej. Pierwsza siec bed^c^ podstaw^. Ethernetu zostala zaprojektowana w 1976 r przez dr. Robert M. Metcalfe. Zostala ona zaprezentowana na konferencji National Computer Conference w czerwcu tegoz roku. To rozwi^zanie sieciowe wprowadzono na rynek pod koniec

lat 70, a jednak wcicz jest ono szanowanym i uznawanym standardem. Przyczyna dlugowiecznosci Ethernetu jest prosta: ten standard zapewnial wysokc predkosc transmisji po dobrej cenie i oferowal szerokc obsluge roznych zastosowan w sieciach LAN. Firmy sprzedajcce karty sieciowe dla Ethernetu robic to do dzis, poniewaz dzisiaj takze Ethernet jest najlepszym standardem sieci. Istnieje prosta i w miare ekonomiczna droga migracji z sieci 10 Mb/s do systemow o wiekszej przepustowosci, takich jak Fast Ethernet (100 Mb/s) i Gigabit Ethernet

(1000 Mb/s).

Dostgp do medium w sieci Ethernet (CSMA/CD)

Ethernet jest technologic wspoldzielonego medium transmisyjnego, co oznacza, ze wszystkie urzcdzenia w sieci nasluchujc transmisji wysylanych z innych urzcdzen i sprawdzajc lub negocjujc szanse i prawa transmisji. Oznacza to, ze w danej chwili moze odbywac sie tylko jedna transmisja. Ethernet stosuje protokol CSMA/CD ( Carier Sense Multiple Access/Collision Detection) umozliwiajccy negocjowanie praw urzcdzen do transmisji danych w sieci. CSMA/CD jest metodc dostepu, ktora zezwala tylko jednej stacji na transmisje danych we wspolnym lcczu transmisyjnym. W protokole CSMA/CD stacje mogc miec dostep do sieci w dowolnym momencie. Przed rozpoczeciem transmisji, urzcdzenie nasluchuje medium, aby sprawdzic, czy siec nie jest zajeta. Jesli w tym momencie ktores z urzcdzen nadaje, stacja czeka i nie rozpoczyna transmisji. Jesli jednak lccze jest wolne, stacja przesyla dane. Istnieje przypadek, gdy dwie stacje nasluchujcce nie wykryjc zadnej transmisji i rozpocznc nadawanie rownoczesnie. Dochodzi wtedy do tak zwanej „kolizji". Dane, ktore zostaly nadanie i ktore spowodowaly kolizje sc bezuzyteczne i nalezy je powtornie nadac. Nadawanie nie moze rozpoczcc sie natychmiast, gdyz wtedy oba urzcdzenia ponownie doprowadzilyby do kolizji. W takich przypadkach stosowany jest algorytm odczekiwania, ktory okresla, kiedy mozna rozpoczcc ponownc transmisje. Jesli wezel wysylajccy dane wykryje kolizje, wysyla zgloszenie, ktore umozliwia rozpoznanie kolizji przez pozostale stacje w sieci. Blokada trwa tak dlugo, az wszystkie urzcdzenia w danej sieci dowiedzc sie o kolizji. Czas odczekiwania stacji na powtorne wyslanie danych wyznaczany jest losowo. Zatem niewielkie jest prawdopodobienstwo, ze obie stacje rozpocznc nadawanie w tym samym momencie.

Ramka w sieci Ethernet

Preambula

Adres urzcdzenia odbiorczego

Adres urzcdzenia nadajccego

Typ lub Dlugosc

Dane

FCS

8 Bajtow

6 Bajtow

6 Bajtow

2 Bajty

od 46 do 1500 Bajtow

4 Bajty

Preambula - zmieniajccy sie wzor jedynek i zer zawiadamiajccy stacje odbiorcze o naplywajccej ramce. Zakonczona jest wartoscic: 10101011 ( wartosc ta nazywana jest rowniez SFD - znacznik poczctku ramki.

Adresy urzcdzenia odbiorczego - Adres MAC odbiorcy. Adres urzcdzenia nadajccego - Adres MAC nadawcy

Typ lub Dlugosc - jesli wartosc tego pola jest mniejsza lub rowna 1518 jest to informacja o dlugosci nastepnego pola. Jesli wartosc jest wieksza od 1518 to okresla protokol wyzszej warstwy sluzccy do odbierania danych po zakonczeniu dzialania mechanizmu Ethernetu. Dane - po zrealizowaniu zadan w warstwach 1 i 2 dane zawarte w ramce zostajc przeslane do protokolu wyzszej warstwy okreslonego w polu Typ.

Sekwencja Sprawdzania Ramki FCS - (Frame Check Sequence) sekwencja ta ma wartosc czterech bajtow CRC (CyclicRedundancy Check), Suma kontrolna (CRC) jest wartoscic pochodzccc z kombinacji pozostalych danych wiadomosci. CRC sluzy do sprawdzenia, czy odebrana wiadomosc nie ulegla znieksztalceniu. Tworzona jest przez stacje nadawczc i ponownie przekalkulowanc prze stacje odbiorczc.

Oznaczenia w technologii Ethernet

Zmiany w technologii Ethernet zaowocowaly znacznymi ulepszeniami w stosunku do sieci Ethernet 10 Mb/s z poczctku lat osiemdziesictych. Standard sieci Ethernet 10 Mb/s pozostawal praktyczne niezmieniony do roku 1995, kiedy organizacja IEEE oglosila standard Fast Ethernet 100 Mb/s. Ostatnie lata przyniosly jeszcze gwaltowniejszy wzrost szybkosci mediow, co spowodowalo przechodzenie z sieci Fast Ethernet na siec Gigabit Ethernet. Standardy dla sieci Gigabit Ethernet pojawily sie w cicgu zaledwie trzech lat. Teraz ogolnie dostepna jest jeszcze szybsza wersja sieci Ethernet, czyli 10 Gigabit Ethernet, a opracowywane sc sieci o wiekszej predkosci.

10Base2 - technologia wprowadzona w 1985, specyfikacja Ethernet o pasmie podstawowym 10Mbps korzystajcca z cienkiego kabla koncentrycznego o opornosci 50 Ohmow. Maksymalna dlugosc do 185 metrow na segment.

l0Base5 - specyfikacja Ethernet o pasmie podstawowym 10Mbps korzystajcca z grubego kabla koncentrycznego o opornosci 50 Ohmow. Maksymalna dlugosc do 500 metrow na segment.

10Base-T - technologia wprowadzona w roku 1990, specyfikacja Ethernet o pasmie podstawowym 10Mbps, zamiast kabla koncentrycznego jest w niej uzywana tahsza i latwiejsza w instalacji skre.tka nieekranowana (UTP). Jedna para transmituje dane, druga odbiera dane. Maksymalna dlugosc do 100 metrow na segment.

100Base-TX - szerokopasmowa specyfikacja Ethernet 100 Mbps ( technologia Ethernet 100 Mb/s jest znana rowniez pod nazw$ Fast Ethernet) korzystajcca z dwoch par okablowania UTP lub STP. Jedna para transmituje dane, druga odbiera dane. Odpowiednia synchronizacja czasowa wymaga, aby maksymalna dlugosc nie przekraczala 100 metrow.

100Base-FX - szerokopasmowa specyfikacja Fast Ethernet 100 Mbps korzystajcca z dwoch kabli swiatlowodowych. Odpowiednia synchronizacja czasowa wymaga, aby maksymalna dlugosc nie przekraczala 400 metrow.

1000Base-T - standard sieci Ethernet 1000 Mb/s, czyli Gigabit Ethernet, umozliwia transmisje w kablach miedzianych kategorii 5 lub wyzszej. W kablach wykorzystane sc wszystkie cztery pary kabli zamiast tradycyjnych dwoch par, uzywanych w sieciach 10BASE-T i 100BASE-TX. Maksymalna dlugosc do 100 metrow.

1000BASE-SX - specyfikacja Gigabit Ethernet umozliwiajcca transmisje 1000 Mb/s z wykorzystaniem swiatlowodow. Do przenoszenia danych uzywane sc fale o dlugosci 850 nm. Maksymalna dlugosc do 500 metrow

1000BASE-LX - specyfikacja Gigabit Ethernet umozliwiajcca transmisje 1000 Mb/s z wykorzystaniem swiatlowodow. Do przenoszenia danych uzywane sc fale o dlugosci 1310 nm. Maksymalna dlugosc przy uzyciu swiatlowodow wielomodowych do 500 metrow, przy uzyciu swiatlowodow jednomodowych do 5000 metrow.

10GbE - standard 10 Gigabit Ethernet, umozliwiajcca transmisje 10 Gb/s, wykorzystywany nie tylko w sieciach LAN, ale i w sieciach MAN oraz WAN. Jedyne medium transmisyjne to swiatlowod. Maksymalna odleglosc do 40 km.

Sprzet stosowany w sieciach Ethernet

Do budowy sieci Ethernet potrzebne sc:

1. Medium transmisyjne ( kable koncentryczne, skre.tka, swiatlowody)

2. Urzcdzenia sieciowe ( karty sieciowe, koncentratory, mosty, przel^czniki).

Karta sieciowa to plytka drukowana instalowana w wolnym gniezdzie magistrali komputera (lub umieszczona bezposrednio na plycie glownej) Z tylu karty znajduje sie fizyczny interfejs dla okreslonego rodzaju zlccza. Kazdy rodzaj zlccza zaprojektowany jest dla konkretnego nosnika. Karta zapewnia polcczenie miedzy wewnetrznymi zasobami systemu komputerowego a zasobami zewnetrznymi, przylcczonymi do sieci.

Kazda karta sieciowa posiada unikatowy adres MAC (numer seryjny). Adres ten jest 48-bitowy z czego pierwsze 24 bity oznaczajc producenta a nastepne 24 bity oznaczajc kolejny egzemplarz karty. Na przyklad adres MAC 00-0A-E6-3E-FD-E1 oznacza, ze karta zostala wyprodukowana przez Elitegroup Computer System Co. (ECS) i producent nadal jej numer 3E-FD-E1 heksadecymalnie (szesnastkowo). MAC adres zwany jest rowniez "Adresem fizycznym".

Koncentrator ( Hub) jest wieloportowym urzcdzeniem, do ktorego przylccza sie urzcdzenia pracujcce w sieci. W przypadku zastosowania koncentratorow dane dochodzcce do portu koncentratora sc elektrycznie powielane we wszystkich pozostalych portach podlcczonych do tego samego segmentu sieci oprocz portu, z ktorego zostaly odebrane. Urzcdzenia podlcczone do koncentratora odbierajc caly ruch, ktory przez niego przechodzi. Im wiecej urzcdzen jest

podlcczonych do koncentratora, tym bardziej prawdopodobne jest wystepowanie kolizji (czyli momentow w ktorym co najmniej dwa urzcdzenia chcc nadawac).

Most ( brigde) umozliwia lcczenie dwoch segmentow sieci lokalnej LAN. Do przesylania ramek mosty wykorzystujc adresy fizyczne (adresy MAC). Przykladowo, most „uczy sie", ktore adresy fizyczne sc przylcczone do sieci przy uzyciu jego portow. Dzieki temu w razie odebrania przez most ramki z adresem fizycznym niewystepujaxym w segmencie sieci, dla ktorego zostala ona wygenerowana, szuka on tego adresu w swojej tablicy mostkujccej

Przelccznik ( switch) mozna opisac jako wieloportowy most. Typowy most moze byc wyposazony jedynie w dwa porty lcczcce dwa segmenty sieci, natomiast przelccznik moze miec wiele portow. Przelcczniki na podstawie przesylanych danych tworzc tablice, ktore pozwalajc okreslic miejsce docelowe dla danych przesylanych miedzy komputerami w sieci. Zatem w przypadku zastosowania przelccznikow dane dochodzcce do jednego portu nie sc powielane we wszystkich pozostalych portach.

Przyszlosc technologii Ethernet

Ewolucja sieci Ethernet wyglcdala nastepujcco:

1. Sieci klasyczne Ethernet

2. Fast Ethernet

3. Gigabit Ethernet

4. Technologie wielogigabitowe

Chociaz inne technologie sieci LAN nadal sc uzywane w starszych instalacjach, w nowych instalacjach sieci LAN dominuje technologia Ethernet. Dominacja tej technologii osicgnela takie rozmiary, ze Ethernet jest uwazany przez niektorych za podstawowy protokol sieci LAN. Technologia Ethernet jest aktualnie standardem dla polcczen poziomych, pionowych oraz polcczen miedzy budynkami. Nowo powstajcce wersje technologii Ethernet powodujc zatarcie roznic pomiedzy sieciami LAN, MAN i WAN.

W obecnych czasach, gdy sieci 1 Gigabit Ethernet sc powszechnie dostepne, a produkty 10 Gigabit Ethernet zaczynajc powoli wchodzic na rynek, organizacje IEEE oraz 10-Gigabit

Ethernet Alliance pracujc nad standardami 40 Gb/s, 100 Gb/s i nawet 160 Gb/s. To, ktore z tych nowych technologii zostanc przyjete, zalezy od wielu czynnikow, miedzy innymi dojrzalosci tych technologii i standardow, ich przyjecia przez rynek oraz kosztow sprzetu.

2. Plan wykonania cwiczenia

1. Sprawdzic adres IP oraz MAC na uzywanym w laboratorium komputerze.

2. Przy uzyciu kabla dokonac polcczenia dwoch komputerow.

3. Ustawic adresy IP na komputerach w taki sposob, aby komputery widzialy sie wzajemnie.

4. Sprawdzic poprawnosc polcczenia i ustawien poprzez uzycie polecenia ping na obu komputerach.

5. Przy uzyciu dostepnego przelccznika utworzyc siec zlozonc z 5 komputerow.

6. Ustawic adresy IP na komputerach.

7. Sprawdzic poprawnosc polcczenia.

8. Sporzcdzic schematy zestawionych sieci, zawierajcce adresy IP oraz MAC poszczegolnych urzcdzen.

3. Literatura

1. Akademia sieci Cisco. CCNA semestry 1 & 2 Wydawnictwo MIKOM 2003r.

2. Sieci komputerowe dla kazdego Wydawnictwo Helion 2001r.

3. Vademecum Teleinformatyka II, Wydawnictwo IDG 2002r.

4. Ethernet - Adam Bialek, Artur Panek, Politechnika Rzeszowska 2002r.

 

Страницы:
1 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа