Файл: Ивановский государственный политехнический университет Кафедра мехатроники и радиоэлектроники Дисциплина Программирование в компьютерных сетях.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Ивановский государственный политехнический университет»
Кафедра мехатроники и радиоэлектроники

Дисциплина «Программирование в компьютерных сетях»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1

Исследование пропускной способности локальных компьютерных сетей с различной логической структурой


Выполнил:

ст. группы мКАТП-11

Фролов Н.А.
Проверил:

к.т.н., доцент Ершов С.В.
Оценка:
______________________
Иваново 2023

Введение

Единая разделяемая среда, соответствующая логической «общей шине», формируется в сети, сегменты которой объединяются повторителями или мультиплексорами. При этом в сети одновременно могут передаваться сигналы лишь одной рабочей станции, то есть образуется общесетевой домен коллизий. Это не адекватно условиям работы разветвленных локальных сетей, состоящих 2 из нескольких сегментов, у которых значительная часть генерируемого трафика, как правило, замыкается внутри собственного сегмента.

Пропускная способность сети может быть повышена с помощью логической структуризации, разделяющей всю сеть на несколько доменов коллизий при помощи мостов, коммутаторов или маршрутизаторов.

Пакет программ CiscoPacketTracer позволяет эмулировать работу конкретных сетевых и пользовательских устройств. Выполняет следующие основные функции:
- визуальное построение сети, содержащей активное оборудование, оконечные устройства и линии связи;
- настройка активного оборудования через консоль по интерфейсу командной строки CLI 3 – методом, реально используемым в современном оборудовании;
- настройка основных параметров активного оборудования через графический интерфейс;
- добавление модулей активных устройств в среде эмуляции, аналогичное подключение дополнительных модулей в реальном оборудовании;
- эмуляция включения и настройки различных сервисов в рабочих станциях и демонстрация их работы

---

;
- наблюдение за прохождением пакетов по сети и поддержка нескольких десятков различных протоколов в визуальном режиме;
- создание физической схемы сети.

Исследование неструктурированной сети

Построена неструктурированная сеть, схема которой отображена на рисунке 1.



Рисунок 1 – Схема неструктурированной сети

Произведена проверка исходного состояния сети путём передачи 100 эхо-запросов от PC6 к PC1. Результаты см. на рисунке 2.



Рисунок 2 – Проверка не нагруженной сети передачей

эхо-сигналов от PC6 к PC1

От PC8 к PC7 отправлены пакеты данных. Они распространяются по всей сети при их передаче и поступают на входы всех конечных пользователей, но принимает их только тот, кому они передавались. На рисунке 3 показаны параметры передаваемого трафика.



Рисунок 3 – Параметры передаваемого трафика

Пока передаётся трафик между PC8 и PC7 запускается проверка нагруженной сети путём передачи эхо-сигнала от PC6 к PC1 (рисунок 4).



Рисунок 4 – Результаты пинг-контроля нагруженной сети


Таблица 1. Оценка качества передачи.

Номер испыта-ния	Задача испытания	Направле-ние трафика	Параметры сигнала	Процент потерянных пакетов PC6-PC1	Средняя задержка	Джиттер
1	Проверка исходного состояния сети	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	0	8
2	Передача информац. потока	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	4	0	16
		PC8-PC7	Traffic Generator s=1300; T=0,002 с

---

Исследование структурированной сети с центральным коммутатором

В предыдущей сети центральный концентратор заменяется коммутатором, как это показано на рисунке 5.



Рисунок 5 – Схема структурированной сети

с центральным коммутатором

После замены произведена проверка сети передачей 100 эхо-запросов от PC6 к PC1. Результат см. на рисунке 6.



Рисунок 6 – Проверка не нагруженной сети передачей

эхо-сигналов от PC6 к PC1

Произведён пинг-контроль нагруженной трафиком, передающимся от PC8 к PC7 с такими же параметрами, как и на рисунке 3, сети см. на рисунке 7.



Рисунок 7 – Результаты пинг-контроля нагруженной сети


Таблица 2. Оценка сети с центральным коммутатором.

Номер испыта-ния	Задача испыта-ния	Направле-ние трафика	Пара-метры сигнала	Процент потерян-ных пакетов PC6-PC1	Средняя задержка	Джиттер
1	Проверка исходного состояния сети	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	1	16
2	Передача информац. потока	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	1	29
		PC8-PC7	Traffic Generator s=1300; T=0,002 с

Исследование полностью структурированной сети

В сети остальные концентраторы заменяется коммутаторы, как это показано на рисунке 8.



Рисунок 8 – Схема полностью структурированной сети

После замены произведена проверка ненагруженной сети, результаты см. на рисунке 9.

---

Рисунок 9 – Проверка не нагруженной сети передачей

эхо-сигналов от PC6 к PC1

Пока передаётся между PC8 и PC7 трафик с такими же параметрами, что и на рисунке 3, запускается проверка нагруженной сети путём передачи эхо-сигнала от PC6 к PC1 (рисунок 10).



Рисунок 10 – Результаты пинг-контроля нагруженной сети

Таблица 3. Оценка полностью структурированной сети.

Номер испыта-ния	Задача испыта-ния	Направле-ние трафика	Пара-метры сигнала	Процент потерян-ных пакетов PC6-PC1	Средняя задержка	Джиттер
1	Проверка исходного состояния сети	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	1	18
2	Передача информац. потока	PC6-PC1	ping; n=100; N=32	0	0	24
		PC8-PC7	Traffic Generator s=1300; T=0,002 с

Сравнение качества работы неструктурированной и структурированной сетей

Для неструктурированной сети характерна задержка и потери при передаче эхо­-запросов от PC6 к PC1, если одновременно с этим происходит передача пакетов между PC8 и PC7. Это связано с тем, что трафик расходится по всей сети и доставляется всем компьютерам, принимаясь лишь тем, которому он был отправлен.

В то время как в структурированной сети с центральным коммутатором вся сеть разделяется на логические сегменты (коллизионные домены) и, следовательно, передача пакетов от PC8 к PC7 происходит лишь в их сегменте, и никоим образом не влияет на передачу эхо-запросов от PC6 к PC1, что исключает потерю данных.

В полностью структурированной сети информация передаётся медленнее, так как происходит задержка при определении того, куда необходимо передать информацию в каждом узле. Чрезмерное количество логических сегментов.

Вывод

Изучены некоторые возможности среды моделирования Cisco Packet Tracer и исследована пропускная способность локальных компьютерных сетей с различной логической структурой.

В неструктурированной сети пакеты данных расходятся по всей сети и для них характерна задержка и потеря данных, когда они нагружены трафиком.

---

В структурированной сети с центральным коммутатором из-за того, что сеть разбивается на логические сегменты, при передаче между компьютерами одного и того же сегмента, пакеты остаются в нём и не передаются в другие, либо передаются лишь между теми сегментами, в которых находятся отправитель и получатель.

В полностью структурированной сети из-за чрезмерного количества логических сегментов происходит большая задержка из-за определения того, куда необходимо передать информацию в каждом из узлов.

Из этого следует, что наиболее эффективно работают структурированные сети, в которых совмещают коммутаторы и концентраторы, так как в них отсутствуют задержки и потери данных при их передаче, а также нет чрезмерного количество логических сегментов.

---