Галкин В.А., Аксенов А.Н., Антонов А.И. - Методические указания к лабораторным работам

МГТУ им. Н. Э. БауманаКафедра «Системы обработки информации и управления»Методические указания к лабораторным работам по дисциплинеСети и телекоммуникацииДля студентов 3-го курса кафедры ИУ5Разработали:к.т.н., доцент Галкин В.А.ст. преподаватель Аксенов А. Н.ст.

преподаватель Антонов А. И.Москва 2013 г.УДК 004.71-77Рецензент: Недашковский В. М.Галкин Валерий Александрович, Аксёнов Андрей Николаевич,Антонов Артём Ильич.Проектирование и анализ вычислительных сетей. Методическиеуказанияклабораторнымработамподисциплине«Сетиителекоммуникации»Данная работа предназначена для обучения студентов основампроектирования, построения, настройки и анализа локальных сетейпередачи данных. В процессе работы студенты знакомятся с общимитеоретическимиосновамипередачиданных,учатсявыбиратьнеобходимое оборудование как по техническим, так и по экономическимкритериям,приобретаютнавыкипроектированиясетейвтакихпродуктах как NetCracker и Cisco Packet Tracer, изучают основы работы вкомандном режиме операционной системы IOS, а также получаютнавыки анализа сетевого трафика.Рекомендуется Учебно-методической комиссией НУК «Информатикаи системы управления» МГТУ им. Н.Э.

Баумана1СодержаниеЛабораторная работа №1«Выборсоставаоборудованияпередачиданныхсистемытелекоммуникации по экономическому критерию с учетом качестваканалов связи».................................................................................................41.1. Цель работы...................................................................................41.2.

Необходимое оборудование.........................................................41.3. Теоретическая часть. ....................................................................41.4. Порядок выполнения лабораторной работы. .............................91.5. Содержание отчета. .................................................................... 101.5. Контрольные вопросы. ............................................................... 111.6. Варианты заданий.

..................................................................... 11Лабораторная работа №2«Оптимизация пропускной способности составляющих маршрут каналовсвязи по критерию минимума затрат». ....................................................... 142.1. Цель работы................................................................................. 142.2. Необходимое оборудование....................................................... 142.3. Теоретическая часть. .................................................................. 142.4.

Пример выполнения лабораторной работы. ............................ 162.5. Порядок выполнения лабораторной работы. ........................... 192.5. Контрольные вопросы. ............................................................... 20Лабораторная работа №3 и №4«Проектирование и анализ локальных вычислительных сетей в пакетеNetCracker. Сети Ethernet. Сетевое оборудование». .................................... 223.1.

Цель работы................................................................................. 223.2. Теоретические сведения............................................................. 223.3. Описание программы Net Cracker. ............................................

423.4. Пример выполнения задания. ................................................... 463.5. Задания........................................................................................ 623.6. Контрольные вопросы ................................................................ 6423.7. Варианты параметров................................................................. 64Лабораторные работы №5, №6 и №7«Проектирование и анализ локальных вычислительных сетей в пакетеCiscoPacketTracer.Адресация.Статическаяидинамическаямаршрутизация»............................................................................................ 664.1.

Цель лабораторных работ........................................................... 664.2. Теоретическая часть. .................................................................. 664.3. Введение в пакет Cisco Packet Tracer 5.3.................................... 724.4. Командный режим операционной системы IOS ......................

784.5. Пример выполнения задания. ................................................... 974.6. Задания...................................................................................... 1014.7. Контрольные вопросы. .............................................................

1024.8. Варианты заданий. ................................................................... 103Лабораторная работа №8 и №9«Исследование протоколов сетевого и транспортного уровней IP-сетей спомощью анализатора протоколов». ......................................................... 1045.1. Цель лабораторных работ......................................................... 1045.2. Необходимое оборудование..................................................... 1045.3. Теоретическая часть.

................................................................ 1045.4. Изучение программы NetInfo. ................................................. 1205.5. Изучение пакетного анализатора Wireshark. ......................... 1355.6. Порядок выполнения работы................................................... 1415.7. Варианты заданий..................................................................... 1425.8.

Контрольные вопросы. ............................................................. 1456. Литература. .............................................................................................. 1463Лабораторная работа №1.«Выбор состава оборудования передачи данных системытелекоммуникации по экономическому критерию сучетом качества каналов связи».1.1.

Цель работы.Закрепление теоретических знаний и развитие практическихнавыков проектирования сетей по экономическому критерию.1.2. Необходимое оборудование.Персональный компьютер, пакет Microsoft Office, LibreOffice илиOpen Office.1.3. Теоретическая часть.Как известно, применение типа оборудования передачи данныхопределяется характером решаемых задач каждым информационновычислительным пунктом (ИВП). В зависимости от типа ЭВМ, характера ирежима работы с информацией можно выделить следующие классы ИВПи абонентских станций и рекомендуемое для них оборудование передачиданных.Первый класс. Главные вычислительные центры (ГВЦ), оснащенныеЭВМ высокой производительности. Рекомендуемым оборудованиемпередачи данных для этого класса могут служить мультиплексорыпередачи данных, а также процессоры телеобработки данных (ПТД).Второйкласс.Кустовыевычислительныецентры(КВЦ),оснащенные ЭВМ средней производительности, осуществляющие обмен4данными с ГВЦ в режиме сеансовой связи и имеющие возможностьобмена данными с абонентскими станциями, подключенными к данномуКВЦ.Третийкласс.программируемымиАбонентскиеабонентскимистанции,пунктамиоснащенныесдисковыминакопителями, предназначенные для работы с ЭВМ в режиме диалога ипакетной передачи данных.Четвертыйкласс.Абонентскиестанции,оснащенныеперсональными ЭВМ и предназначенные для обмена данными с ГВЦ иКВЦ в режиме пакетной передачи и диалога, а также для решенияинформационно-вычислительные задач ограниченного объема.Пятый класс.

Абонентские станции, осуществляющие сбор ирегистрацию больших объемов входных данных в режиме пакетнойпередачи на ВЗУ.Шестой класс. Абонентские станции, осуществляющие передачуисходящей информации в режиме пакетной передачи и регистрациювходящей информации на бумаге. Оборудованием таких АС можетслужить АЦПУ, подключаемое к сети через модем.Седьмой класс. Абонентские станции, работающие в режимедиалога без регистрации данных на ВЗУ.

Оборудованием станцийявляются терминальные пульты, имеющие интерфейс RS232С дляподключения к сети через модем.Восьмой класс. Абонентские станции, работающие в режимезапрос-ответ по телеграфным каналам связи с выводом информации напечать, могут быть оснащены телеграфными аппаратами.Исходнымиоборудованияданнымиявляетсядлярешениязаданнаязадачивыбораиерархическаясетевоготопологияинформационной сети, которая определяет количество вычислительныхцентров (ГВЦ и КВЦ) - К и подмножества абонентских станций Аk,относящихся к каждому из них, причем каждая абонентская станция5может быть подключена к своему центру.А = { А1,А2...Ak,...Am } - множество абонентских станций в сети;где m - мощность множества A.КаждыйподмножествуэлементмножестваабонентскихА-А(ik),станций, подключенныхпринадлежащийкk-омуВЦ,характеризуется внутренними параметрами:С - класс абонентской станции;V - объем суточной исходящей информации;W - объем суточной входящей информации;Т - продолжительность рабочего дня;G -количество рабочих дней в году;L - расстояние до КВЦ или ГВЦ , к которому подключается станция;А(ik) = ( С,V,W,Т,G,L ).Оборудование выбирается из множества типов D, разбитого наподмножества рекомендуемого оборудования для каждого l-го классаD(l):D(l) ={d(1),...,d(j),...,d(r)}, l=1,Nc ,где Nc - количество классов абонентских станций.Каждый тип оборудования обладает наборомхарактеристик,образующих вектор d(j) :d(j) = ( N,v,S,H,Pw ), j = 1,r ,где N - наименование ;v - cкорость передачи по каналу связи;S - стоимость;6H - занимаемая площадь;Pw - потребляемая мощность;r - количество типов оборудования передачи данных l-го класса.При выборе сетевого оборудования необходимо учитывать и рядобобщенныхпараметров, значениякоторыхмогутизменятьсявзависимости от объемов передаваемой информации, квалификацииоператоровабонентскихстанций,принятоговсетиразмераинформационного кадра, а также совокупность условно-постоянныхпараметров, значения которых остаются постоянными на протяжениидлительного интервала времени: тарифы на аренду телефонных каналовсвязи или затраты на их прокладку, стоимость квадратного метразанимаемой оборудованием площади и единицы потребляемой имэнергии, заработная плата обслуживающего персонала абонентскихстанций и т.п.Задача состоит в том, чтобы выбрать из множества оборудованияпередачи данных D такое d(j) из D(l) для Аk:i=1,Nк и в таком количестве,чтобы обеспечить своевременную передачу объемов исходящей ивходящей информации каждой абонентской станцией, и при этомсуммарные приведенные затраты на приобретение и эксплуатациюоборудования всей сети были бы минимальными:t(i,j)<= T(i)д , i=1,Nk ; j=1,M ;гдеNk - количество абонентских станций, подключенных к k-ому КВЦ,k=1,K;t(i,j) - время, затрачиваемое j-ым оборудованием передачи данныхi-ой абонентской станции на передачу требуемых объемов информации;T(i)д - допустимое время на передачу для i-ой абонентской станции;7n(j) - количество сетевого оборудования j-го типа;C(i,k) = Kz*Eн + Zэкспл - приведенные затраты на единицуоборудования i-ой абонентской станции, подключенной к k-ому КВЦ;здесьKz - капитальные затраты;Eн - нормативный коэффициент эффективности капитальныхвложений - величина, обратная нормативному сроку окупаемостикапитальных вложений;Zэкспл - эксплуатационные затраты на сеть за год.Сформулированная задача представляет собой комбинаторнуюзадачу.Существенное влияние на время передачи информации оказываеткачество каналов связи.