Баканов В.М. Сети ЭВМ и телекоммуникации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮМГУПИГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИВ.М.БакановСети ЭВМ и телекоммуникацииУчебно-методическое пособие повыполнению лабораторных работМосква 2008УДК 32.81я73Рекомендовано к изданию в качестве учебно-методического пособияредакционно-издательским советом МГУПИРецензенты:доц. А.Д.Брейман, проф.

А.В.РощинБаканов В.М.Сети ЭВМ и телекоммуникации: учебно-методическое пособие повыполнению лабораторных работ. —M.: МГУПИ, 2008. –49 c.В данном учебно-методическом пособии представлены лабораторные работы по учебной дисциплине “Сети ЭВМ и телекоммуникации”.Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности“Вычислительные машины, комплексы, системыи сети”, а также можетбыть использовано для студентов иных специальностей, изучающих учебнуюдисциплину “Сети ЭВМ и телекоммуникации”.В связи с развитием в МГУПИ инновационных технологий обработки информации рассматривается реализующая принцип параллельных вычислениймногопроцессорная вычислительная система (МВС) архитектуры MPP (Massively Parallel Processing); при этом практически рассматриваются вопросыфизической реализации и программного обеспечения (ПО) сетевой поддержки такой Linux-системы.© В.М.Баканов, 2008© МГУПИ, 20082СодержаниеСтр.1 Лабораторная работа 1.

Подготовка к подсоединению ПЭВМ клокальной компьютерной сети……………….…………………………….2 Лабораторная работа 2. Присоединение Windows-ПЭВМ к локальной компьютерной сети.. ……………………………………………..3 Лабораторная работа 3. Проектирование локальной корпоративной компьютерной сети с использованием ресурса NetWizard.ru……………………………..………………………………………...4 Лабораторная работа 4. Построение и исследование компьютерных сетей с помощью системы NetCracker ………………………...5 Лабораторная работа 5.

Изучение алгоритма маршрутизацииOSPF (Open Shortest Path First)………….………………………………6. Лабораторная работа 6. Изучение и настройка аппаратной ипрограммной поддержки сетевого обеспечения многопроцессорнойвычислительной системы на основе Linux-машин ……………………Список литературы...........................…………………………………31 Лабораторная работа № 1. Подготовка к подсоединению ПЭВМ к локальной компьютерной сети1.1 Цель работы – приобретение практических знаний и навыков в выбореи установке сетевых адаптеров, монтажу и разделке сетевого кабеля, физическому присоединению ЭВМ к кабельной системе при создании локальнойкомпьютерной сети по технологии Ethernet [1,3,4].1.2 Теоретические основы.

Сетевой стандарт Ethernet был разработан в1975-х г. в исследовательском центре корпорации Xerox, после чего доработан совместно DEC, Intel и XEROX (отсюда сокращение DIX) и впервыеопубликован как ‘Blue Book Standart’ для Ethernet I в 1980 г. Этот стандартполучил дальнейшее развитие и в 1985 г. вышел новый – Ethernet II (известный также как DIX).На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3,одобренный в 1985 году для стандартизации комитетом по LAN IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

В зависимости от вида физическойсреды передачи данных стандарт IEEE 802.3 имеет модификации (число 10 вначале каждой обозначает скорость передачи данных 10 Мбит/сек):• 10Base-5 (применяется коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма – т.н.толстый коаксиал с волновым сопротивлением 50 ом; максимальнаядлина сегмента сети без повторителей 500 м, считается бесперспективным).• 10Base-2 (коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма – т.н. тонкий коаксиал, волновое сопротивление 50 ом; максимальная длина сегмента сети без повторителей 185 м, считается бесперспективным).• 10Base-T (кабель на основе неэкранированной витой пары – UTP, Unshielded Twisted Pair; физическая топология – звезда с концентратором вцентре, максимальное расстояние между концентратором и конечнымузлом – до 100 м).• 10Base-F (двухволоконный волоконно-оптический кабель, топология сети аналогична 10Base-T; варианты: FOIRL допускает расстояние до 1000м, 10Base-FL и 10Base-FB – до 2000 м).В 1995 г.

принят стандарт Fast Ethernet (IEEE 802.3u), в 1998 г. – Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z), в 2002 г. - 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae).Ethernet и Fast Ethernet применяют один и тот же метод разделения среды передачи данных CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружениемколлизий).Кабель UTP является наиболее дешевым (при обеспечении достаточнойскорости передачи данных и простоте монтажа). UTP-кабели категории 1применяются в основном для телефонной разводки, UTP категории 3 служатдля передачи как голоса так и данных при невысокой производительности4(диапазон часто до 16 MHz). Для высокоскоростных протоколов при передаче на большие расстояния могут применяться (более дорогие) кабелиUTP категорий 6 и 7 (экран вокруг каждой пары и вокруг всех жил соответственно, рабочие частоты до 300 и 600 MHz).В настоящее время при создании локальных компьютерных сетей практически всегда (для технологий Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) применяют кабель UTP категории 5 (8 попарно скрученных медных жил, активное сопротивление не более 9,4 ом на 100 м, полное волновое сопротивление100 ом на частоте 100 ÷ 120 MHz, затухание сигнала 0,8 ÷ 22 дБ на частотах от64 kHz до 100 MHz).

Каждый провод кабеля UTP маркирован цветом (синийи белый с синими полосками, оранжевый и белый с оранжевыми полосками,зеленый и белый с зелеными полосками, коричневый и белый с коричневымиполосками по скрученным парам соответственно), для UTP-кабеля применяются разъемы RJ-45 (рис.1.1).Рисунок 1.1 — Кабель UTP категории 5 (слева) и разъем RJ-45, показаны вилка(plug) и розетка (jack).Отрезок UTP-кабеля (обычно не более 5 метров) со смонтированными наего концах вилками RJ-45 называют Patch cord’ом.

Вилки RJ-45 являются неразборными, при необходимости кабель просто отрезают около вилки имонтируют новую.Для технологии Ethernet используется топология ‘звезда’ с концентратором в центре, причем определены порты типа MDI (Medium Depended Interface, разъем сетевого адаптера) и MDIX (MDI crossing, разъем портов сетевого концентратора), см. рис.1.2.

При соединении MDI-MDIX (подключение конечных узлов сети к портам активного оборудования) используется‘прямой’ кабель (рис.1.3a), при соединении MDI-MDI (непосредственное соединение адаптеров компьютеров, рис.1.2б) или MDIX-MDIX (соединениедвух коммуникационных устройств) используют ‘перекрестный’ (кроссовый)5кабель (рис.1.3б, причем на рис.1.2 ‘перекрестный’ кабель обозначен символом x).Рисунок 1.2 — Сеть 10BaseT/100BaseTX: a) – звезда, б) – непосредственное соединение двух компьютеров (двухточечное соединение)В Gigabit Ethernet 1000BaseTХ применяют только 'прямые' кабели (в случае использования ‘перекрестного’ кабеля скорость связи установится 100Mbit/сек).

Впрочем, большинство современных коммутаторов используютфункцию автоопределения типа кабеля (MDI или MDIX), что почти исключает вероятность ошибочного подсоединения.Рисунок 1.3 — Интерфейсные кабели Ethernet: a) – ‘прямой’, б) – ‘перекрестный’ (кроссовый)В 10- и 100-мегабитном Ethernet’е (10BaseT/100BaseTX) названия контактов содержат символы TX (transmitter, передатчик), RX (receiver, приемник)со знаками ‘+’ и ‘–‘ и из 8 жил используется только половина (рис.1.3); дляGigabit Ethernet (1000BaseTX) используются все 8 медных жил (обмен данными по 4 парам жил в обоих направлениях одновременно), подсоединениесоответствует табл.1.1.Таблица 1.1.

— Разъем RJ-45 адаптера Ethernet.Контакт10BaseT/100BaseTX1TX+21000BaseTXBI_D1+BI_D1-TX63BI_D2+RX+456не подсоединенне подсоединен78не подсоединенне подсоединенBI_D3+BI_D3BI_D2-RX-BI_D4+BI_D4-Сигналы по каждой двухпроводной линии передаются дифференциальным способом (с противоположной полярностью по линиям ‘+’ и ‘–‘), причемвходные и выходные цепи сетевых адаптеров имеютгальваническую развязку (рис. справа).Кабель UTP соединяется с вилкой RJ-45 без применения пайки. При монтаже вилки RJ-45 на кабель UTP-5 удаляют внешнюю оболочку кабеля на длину полудюйма (12,5 мм, см.

рис.1.4б); для удаления оболочки на специальном инструменте (рис.4a) имеется специальныйнож и ограничитель длины удаляемой оболочки. Снимать изоляцию с жил ненужно, однако жилы следует расположить на плоскости в соответствие сосхемой заделки (правое изображение из рис.1.4б и нижеследующие схемы).Рисунок 1.4 — Обжимной инструмент для разделки UTP-кабеля (a) и последовательность снятия внешней оболочки с сетевого кабеля (б).Варианты заделки проводов (разводка проводов витой пары) показаныниже (‘прямой’ кабель).

В качестве схем заделки для 8-ми жильного кабеляравноценно можно использовать схему 568A или 568B (но одинаковую дляданной сети, рекомендуется первая), для 4-х жильного кабеля используетсясхема согласно последнему из рисунков.Стандарт EIA/TIA-568A (8-ми жильный ‘прямой’ кабель, схема 568A)НомераЦвет оболочкиконтактовпровода1белый c зелеными полосками2зеленый3белый с оранжевыми полосками745678синийбелый с синими полоскамиоранжевыйбелый с коричневыми полоскамикоричневыйСтандарт EIA/TIA-568B, AT&T 258A (8-ми жильный ‘прямой’ кабель, схема 568B)НомерЦвет оболочкиконтактовпровода1белый c оранжевыми полосками2оранжевый3белый с зелеными полосками4синий5белый с синими полосками6зеленый7белый с коричневыми полосками8коричневыйСтандарт 10Base-T/100Base-TX (4-x жильный ‘прямой’ кабель)НомерЦвет оболочкиконтактовпровода1белый c оранжевыми полосками2оранжевый3белый с зелеными полосками6синийПосле описанного расположения жил на плоскости следует повернуть вилку контактами к себе (как на рис.1.5) и аккуратно надвинуть на кабель до упора, чтобы провода прошли под контактами.

Вид вилки с кабелем внутри показан на рис.1.5в.Последним действием является обжим вилки. На обжимноминструменте имеется специальное гнездо, в которое вставляется вилка с проводами, после чегонажатием на ручки инструментавилка обжимается (рис. a) справа). При этом контакты (на рис.показаны желтым цветом) будутутоплены внутрь корпуса, прорежут изоляцию проводов иобеспечат надежный контакт cжил кабеля с контактами вилки. Фиксатор провода также8должен быть утоплен в корпус (нажатие по стрелке 1 на рис.