Протоколи передачі даних нижнього рівня

МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАТИКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Курсова робота

з дисципліни: «Інформаційні мережі та телекомунікації»

на тему:

«Протоколи передачі даних нижнього рівня»

Виконав: Родін

Павло Сергійович

Москва 2008

1. Протоколи передачі даних нижнього рівня

Методичні вказівки

Існують різні процедури обміну даними між робочими станціями абонентських систем мережі, реалізують при цьому ті чи інші методи доступу до передавальної середовищі. Ці процедури називають протоколами передачі даних (ППД). Мова йде про ППД, які відносяться до категорії лінійних (канальних) протоколів, чи протоколів управління каналом. Таку назву вони отримали, тому що управляють потоками трафіку (даних користувача) між станціями на одному фізичному каналі зв'язку. Це також протоколи нижнього рівня, так як їх реалізація здійснюється на нижніх рівнях семиуровневой еталонної моделі.

Один із широко поширених підходів до управління каналів зв'язку заснований на використанні протоколу типу «первинний / вторинний» чи «головний / підлеглий», коли первинний (головний) вузол системи визначає для всіх інших вузлів (вторинних, підлеглих), підключених до каналу, порядок ( черговість) обміну даними.

ППД типу «первинний / вторинний» можуть бути реалізовані на основі декількох технологій, що утворюють дві групи: з опитуванням і без опитування.

Завдання 1

Оцінити максимальний час реакції на запит абонента мережі, в якій реалізується ППД (метод доступу в мережу) типу «первинний / вторинний», з циклічним опитуванням, якщо відомо:

кількість активних абонентів у мережі, тобто абонентів, готових негайно передати запит на надання послуг, але вимушених чекати своєї черги;

час опитування одного абонента, тобто час на передачу сигналу опитування від центру управління мережею (ЦУС) до абонента і отримання від нього відповіді про готовність передачі запиту на обслуговування в центрі обробки інформації (ЦОН);

пропускна здатність інформаційної магістралі між ЦУС і ЦОН;

довжина кадру запиту на обслуговування (для всіх абонентів приймається однаковий);

час обробки запиту у ЦОН (приймається однаковим для всіх абонентів);

довжина кадру, що передається від ЦОН абонентові і містить результати обробки запиту у ЦОН (приймається однаковою для всіх абонентів).

Обробка запиту абонентів здійснюється послідовно: у кожному циклі спочатку повністю обслуговується запит першого абонента, потім - другого і т.д.; після цього починається новий цикл.

Час на передачу інформації між вузлами мережі визначається ємністю переданої інформації (часом на передачу сигналу від одного вузла мережі до іншого нехтуємо).

Таблиця 3.1.1

Відповідь:

мінімальний час реакції на запит абонента мережі

мінімальний час реакції на запит абонента мережі

Завдання 2

Оцінити при тих же вихідних даних, що і в завданні 3.1.1., але для іншого ППД, а саме: ППД типу «первинний / вторинний» без опитування.

Відповідно до прийнятого ППД із запитів абонентів у ЦУС формується черга, яка «розсмоктується» за принципом «перший прийшов - першим обслужений». Для першого надійшов до ЦУС запиту час обслуговування буде мінімальним:

Максимальний час реакції на запит буде для абонента, запит якого виявився останнім у черзі.

Отже,

де - Максимальний час перебування запиту на обслуговування черги, причому тоді

Відповідь:

Максимальний час реакції на запит абонента мережі для ППД типу «первинний / вторинний» без опитування: , Що менше, ніж для ППД типу «первинний / вторинний» з циклічним опитом ( ).

Завдання 3

За умовами завдань 3.1.1 та 3.1.2 знайти максимально допустиму кількість активних абонентів у мережі, якщо задано допустимий час реакції на запит

За умовами завдання 3.1.1.:

.

абонентів

Умова виконується

За умовами завдання 3.1.2.:

Звідси

Умова виконується

Відповідь: Максимальне допустиме число активних абонентів у мережі для ППД типу «первинний / вторинний» з циклічним опитом: абонентів.

Максимальне припустиме число активних абонентів у мережі для ППД типу «первинний / вторинний» без опитування: абонентів.

За отриманими результатами можна зробити висновок що, ППД типу «первинний / вторинний» без опитування більше бистродейственние і допускають більшу кількість активних абонентів, ніж для ППД типу «первинний / вторинний» з циклічним опитуванням.

3. Протоколи передачі даних і методи доступу до передавальної середовищі в ЛВС

Методичні вказівки

Типовими методами доступу до передавальної середовищі в сучасних ЛВС є:

• множинний доступ з контролем несучої і виявленням конфліктів (CSMA / CD), інакше званий методом доступу Ethernet, так як саме в цій мережі він набув найбільшого поширення;

• маркерне кільце (метод доступу Token Ring);

• маркерная шина (метод доступу Arc net).

Завдання 1

Знайти максимально допустима відстань між найбільш віддаленими станціями локальної мережі Ethernet, якщо відомі величини:

мінімальна довжина пакета (кадру);

швидкість передачі даних по коаксіальному кабелю (передавальної середовищі в мережі);

швидкість поширення сигналу в передавальної середовищі;

тобто час передачі пакета ( ) Повинно бути більш ніж удвічі більше, ніж час поширення сигналу ( ) Між найбільш віддаленими станціями в мережі.

Умова означає, що від довжини пакету вирішальним чином залежить загальна протяжність мережі, в якій реалізований метод доступу CSMA / CD. Очевидно, що

або

Відповідь:

Максимальна допустима відстань між найбільш віддаленими станціями локальної мережі Ethernet: .

Таблиця 3.2.1

Завдання 2

Визначити максимальний час реакції на запит користувача ( ) В локальній мережі з кільцевою топологією, де реалізується ППД типу «маркерне кільце» без пріоритетів, якщо задані величини:

число робочих станцій у мережі;

швидкість поширення сигналу по коаксіальному кабелю (передавальної середовищі);

час затримки маркера з кадром в одному вузлі (робочої станції) мережі;

довжина кільцевого моноканалу;

загальна довжина маркера і кадру;

швидкість передачі даних моноканалу.

Методичні вказівки

Всі абоненти мережі активні, тобто кожен з них готовий до передачі свого кадру і виконує цю операцію, коли підходить його черга.

Час реакції на запит користувача - це проміжок часу між моментом готовність подати запит в мережу (тобто готовність передати кадр в моноканал) і моментом отримання відповіді на запит (тобто повернення відправленого кадру, що є підтвердженням в одержанні цього кадру адресатом ).

Отже,

,

де

максимальний час очікування подачі запиту (кадру) в моноканал;

час власне обслуговування запиту.

Очевидно, що

,

де час, протягом якого маркер разом з кадром робить повний оборот в моноканале. Складовими цього часу будуть:

час поширення сигналу в передавальної середовищі через весь моноканал;

час передачі кадру через весь моноканал;

час сумарний час затримки переданого по кільцю кадру у вузлах мережі.

Так як

то тоді

Можна вважати, що , Тому

Таблиця 3.2.2.

Відповідь:

Максимальний час реакції на запит користувача в локальній мережі з кільцевою топологією, де реалізується ППД типу «маркерне кільце» без пріоритетів .

Завдання 3

Визначити максимальний час ( ) На передачу кадру від однієї робочої станції до іншої в мережі із зіркоподібною топологією і естафетної передачею маркера по логічного кільця (маркер переходить послідовно від однієї РС до іншої в порядку зростання їх мережевих номерів), якщо задані величини:

відстань між двома РС мережі (для всіх РС воно приймається однаковим);

швидкість поширення сигналу в передавальної середовищі (в коаксіальному кабелі);

довжина кадру разом з маркером;

швидкість передачі даних в мережі;

час затримки кадру в одному вузлі мережі;

число робочих станцій у мережі.

Методичні вказівки

Максимальний час на передачу кадру від однієї робочої станції (РС) мережі буде у випадку, коли станція-відправник має мінімальний порядковий номер, а станція-одержувач - максимальний порядковий номер.

Тоді

,

де час поширення сигналу в передавальної середовищі від однієї РС до іншої;

час передачі кадру (разом із маркером) від однієї РС до іншої.

Так як

то

Таблиця 3.2.3.

Відповідь:

Максимальний час на передачу кадру від однієї робочої станції (РС) мережі із зіркоподібною топологією і естафетної передачі маркера по логічному кільцю

Література

1. Карасьов А.П. «Інформаційні мережі та телекомунікації» курс лекцій.