Подготовка и выполнение задания. 1. Выбрать вариант выполнения задания
1. Выбрать вариант выполнения задания. В случае выбора «стандартного» варианта получить для анализа от преподавателя набор задач и конфигураций ЛВС.
2. Перед выполнением анализа выданных конфигураций ЛВС и каждого из профильных тестов предварительно познакомиться с соответствующим тематике теста учебным материалом
3. Подключиться к Интернет и авторизоваться в подсистеме «ВАЛтест 1.0».
4. Выполнить самоподготовку путем тестирования. Необходимо получить зачет по тестам, которые перечислены в табл.4. По мере выполнения тестирования заполнять форму, аналогичную форме для ДЗ №2, приведенную в табл.2.
5. Провести анализ предложенных конфигураций ЛВС и кратко описать их функционирование. Анализ и описание каждой конфигурации задания должен содержать ответы примерно на следующие вопросы:
корректна ли конфигурация ЛВС? Что необходимо сделать для корректного функционирования ЛВС, например, путем замены концентратора на коммутатор и наоборот?
какие дополнительные функциональные возможности концентраторов и коммутаторов следует применить, чтобы ЛВС была работоспособной?
что было бы целесообразно сделать, чтобы упростить или повысить производительность ЛВС?
допустим ли полнодуплексный режим работы отдельных сегментов сети?
какими параметрами отказоустойчивости/надежности и ремонтопригодности обладает данная конфигурация ЛВС?
сколько реальных IP-адресов необходимо для ЛВС в том случае, когда она подключается к Интернет?
и т.д.
6. Подготовить и оформить отчет, содержащий кроме других отчетных материалов приложение с заполненной формой результатов самоподготовки.
Варианты выполнения задания
«Стандартный (С)» или решение задач и анализ набора конфигураций, предложенных преподавателем. Набор таких конфигураций будет описан далее;
«Аналитика» (А) – творческое задание по сравнительному анализу проектных решений с применением нескольких современным сетевых технологий, например, для нужд НИЯУ в МИФИ:
- «3-й тур олимпиады "Наноэлектроника" в МИФИ: все включено! Сеть для
олимпийцев – тоже: выбор решения»;
- «Проект беспроводная сеть на кафедре "Микро- и наноэлектроники": что ставить?»
и т.п.
«Программирование» (П) – творческое задание по разработке, модернизации и /или программированию уже существующих сетевых калькуляторов и разработке новых. Например, разработка сетевого калькулятора для моделирования и анализа производительности коммутатора[20] (рис.5);
«Своя игра» (СИ). Данный вариант предполагает разработку авторской сетевой задачи по предлагаемой преподавателем тематике либо по теме, предложенной студентом. Один из возможных вариантов – подготовка тестового анимированного учебного ролика для демонстрации, например, действия алгоритма STA или работы сети VLAN.
«Стандартный» вариант. Данный вариант включает в себя восемь конфигураций и задач. Примеры задач и вариантов конфигураций ЛВС, которые необходимо проанализировать:
Вариант 1. Один коммутатор, у которого два порта одновременно подключены к сегменту сети, рис.6.
Вариант 2. Один коммутатор и один мост, которые параллельно объединяют два сетевых сегмент, рис.7.
Вариант 3. Три коммутатора в реальной конфигурации ЛВС небольшой компании, рис.8. Данная конфигурация содержит коммутационную панель, через которую происходит подключение к Интернет по выделенной линии (см. Вход). К портам коммутационной панели непосредственно подключено также несколько компьютеров и портов коммутаторов. В соответствии с рис.8 8-портовые коммутаторы объединены между собой. Один из портов 1-го коммутатора задействован для подключения сетевого принтера.
Кроме анализа корректности, ремонтопригодности, надежности, увеличения числа узлов в сети и способов повышения производительности данной ЛВС необходимо показать и экономически обосновать необходимое число ее внутренних IP-адресов.
Вариант 4. Пять концентраторов и выбор новых коммутаторов[21]. Предлагается увеличить производительность ЛВС на разделяемой среде, изображенной на рис.9. Предполагается, что у администратора сети появилась возможность:
а) приобрести один коммутатор на 10 портов, два из которых являются «гигабитными», а остальные – портами «быстрой» Ethernet;
б) приобрести два коммутатора по восемь портов «быстрой» Ethernet.
Каким образом нужно преобразовать исходную ЛВС, чтобы повысить производительность сети по любому варианту приобретения нового оборудования, если концентраторы можно продолжать использовать. Какому варианту отдаст предпочтение админ сети и почему?
Не забудьте провести анализ сети с т.зр. параметров зоны покрытия, отказоустойчивости, ремонтопригодности, надежности, места подключения сервера, экономичности, числа внутренних IP-адресов и прочих параметров, которые важны при выборе окончательного варианта конфигурации новой ЛВС. Сравнительные характеристики по различным параметрам и вариантам конфигураций ЛВС необходимо свести в единую таблицу.
Вариант 5. Пять концентраторов или пять коммутаторов? Необходимо проанализировать ЛВС на рис.10 на предмет последовательной и полной замены концентраторов на коммутаторы. Анализ провести аналогично с вариантом 4.
Вариант 6. Оценка производительности Ethernet ЛВС[22]. Изобразите зависимость снижения производительности ЛВС, построенной по технологии Ethernet, при передаче файлов в диапазоне 512 байт, 1 Кбайт, 2, 8, 16, 32, 64, 128 и 256 Кбайт от уровня потерянных и искаженных кадров от 0 до 30%. Временная диаграмма для ЛВС изображена на рис.11. На этой диаграмме: Е – заголовок кадров Ethernet (размер 26 байт с учетом преамбулы и поля FCS); IPX – заголовок пакета IPX (размер 30 байт); NCP – заголовок пакета NCP (размер 20 байт); K – квитанция (размер – 10 байт).
При решении задачи необходимо учесть, что трафик в ЛВС реализуется с помощью протоколов: Ethernet и IPX (сетевой уровень) и NCP (прикладной протокол файлового сервиса). Для всех случаев, кроме передачи файлов размером 512 байт, файлы пересылаются сегментами по 1000 байт. Восстановлением потерянных и искаженных файлов занимается только протокол NCP, который работает в данном случае по методу простоя источника. Тайм-аут ожидания положительных квитанций составляет фиксированный и равный 500 мс. Время обработки одного пакета на клиентской стороне составляет 650 мкс, а на сервере – 50 мкс.
Для моделирования необходимо воспользоваться табличным процессором, например, MS. Excel. Результат моделирования изобразить в виде графика или гистограммы.
Рис.15. Пример параллельного подключения
портов коммутатора к сегменту ЛВС
Рис. 16. Пример параллельного подключения портов
коммутатора и моста
Рис.17. Пример реальной конфигурации ЛВС
на 3-х коммутаторах
Рис.18. Модернизация ЛВС на 5-х концентраторах-1
Рис.19. Модернизация ЛВС на 5-х концентраторах-2
Рис.20. Временная диаграмма сети Ethernet при передаче файлов
разных размеров: а) режим нормальной передачи; б) потеря пакетов
Рис.12. Пример смешанной конфигурации ЛВС для расчета
по метрике алгоритма STA
Вариант 7. Архитектура коммутатора[23]. Предположим, что коммутатор построен на СБИС, каждая из которых содержит 4-е порта. Следовательно, общее число портов в коммутаторе кратно 4-м. Потребители коммутаторов указали разработчикам СБИС, что статистика применения коммутатора в реальных ЛВС показывает: процент перенаправленных с одного порта кадров другой в пределах одной СБИС довольно высок. Что могли бы предпринять разработчики элементной базы, чтобы оптимизировать и повысить производительность коммутаторов на их основе? Предложения по модернизации архитектуры СБИС необходимо обосновать и визуализировать.
Вариант 8. Расчет метрики по алгоритму STA. Требуется построить покрывающее дерево для ЛВС из 5-и коммутаторов (рис.10) и рассчитать метрику STA для ЛВС на рис. 8-10 и 12.