Lab 2-Przełączanie.pdf

Laboratorium 3

Przełączanie w sieciach LAN

1. Cel ćwiczenia

Poznanie możliwości łączenia różnego typu sieci lokalnych za pomocą

przełączników koncentratorów, a także sprawdzenie działania i wydajności takich

sieci.

2. Podstawy teoretyczne

W celu powiększenia i rozbudowy sieci lokalnej wykorzystywane są huby

(koncentratory) i switche (przełączniki).

Współdzielona sieć Ethernet w idealnych warunkach sprawuje się doskonale.

Kiedy liczba urządzeń próbujących uzyskać dostęp do sieci jest niewielka, liczba

kolizji utrzymuje się w akceptowalnych granicach. Jednakże, gdy w sieci przybywa

użytkowników, zwiększona liczba kolizji może doprowadzić do nadmiernego spadku

wydajności. Aby pomóc ograniczyć skalę problemów wydajnościowych wynikających

ze zwiększonej liczby kolizji, opracowano mechanizmy mostowania. Rozwój

mechanizmów mostowania doprowadził do powstania techniki przełączania, która

stała się kluczową technologią w nowoczesnych lokalnych sieciach Ethernet.

Zjawiska kolizji i rozgłaszania są naturalnymi elementami współczesnych sieci

komputerowych. W rzeczywistości są one częścią sieci Ethernet oraz technologii

wyższych warstw. Jednak, gdy ilość tych zjawisk przekracza wartość optymalną,

wydajność sieci spada. Idea domen kolizyjnych i rozgłoszeniowych dotyczy

określenia takich sposobów projektowania sieci, które pozwalają na ograniczenie

negatywnych efektów kolizji i rozgłaszania.

Koncentrator

Jest jednym z urządzeń najczęściej spotykanych w sieciach. Do niego właśnie

podłączane są wszystkie kable połączeniowe od komputerów. Działa on jako

urządzenie wzmacniające i rozsyłające sygnały z komputerów. Nie bada otrzymanej

informacji, tylko przekazuje ją dalej. Sygnał wysłany przez komputer dociera do

koncentratora, który przesyła go dalej do wszystkich podłączonych komputerów. To

właśnie jest główną wadą koncentratorów, ponieważ aby informacja została

dostarczona odbiorcy jest ona rozsyłana wszystkim stacjom, powodując zbędny ruch.

Koncentrator pracuje w warstwie pierwszej modelu ISO/OSI (warstwie

fizycznej), przesyłając sygnał z jednego portu na wszystkie pozostałe. Nie analizuje

ramki pod kątem adresu MAC oraz IP. Ponieważ koncentrator powtarza każdy sygnał

elektroniczny, tworzy jedną domenę kolizyjną.

Najczęściej podłączany jest do routera jako rozgałęziacz, do niego zaś dopiero

podłączane są pozostałe urządzenia sieciowe: komputery pełniące rolę stacji

roboczych, serwerów, drukarki sieciowe i inne.

Przełącznik

Przełącznik (komutator, także z ang. SWITCH ) – urządzenie łączące segmenty sieci

komputerowej pracujące w drugiej warstwie modelu ISO/OSI (łącza danych), jego

zadaniem jest przekazywanie ramek między segmentami.

Przełącznik określa się też jako wieloportowy most lub inteligentny koncentrator,

gdyż:

przekazuje ramki wyłącznie do docelowego segmentu sieci (podobnie do

mostu, w przeciwieństwie do koncentratora),

umożliwia połączenie wielu segmentów sieci w gwiazdę (podobnie do huba, w

przeciwieństwie do mostu ograniczonego do dwóch segmentów),

działa w trybie dupleks (w przeciwieństwie do koncentratora).

W celu wydajniejszego wykorzystania pasma i obniżenia ruchu w sieci do

ustalenia fizycznego adresata ramki Ethernet przełączniki wykorzystują adres MAC

urządzenia docelowego zawartego w nagłówku ramki.

Jeśli transmisja na ten adres odbywa się po raz pierwszy i port na który powinna

zostać przesłana ramka jest nieznany, to ramka wysyłana jest na wszystkie porty z

wyjątkiem źródłowego. Podobnie dzieje się po zapełnieniu pamięci skojarzeń, gdyż

nowe wpisy nie są już wówczas dodawane (opcjonalnie są one zamieniane, jeżeli

któryś ze starych wpisów wygaśnie).

Przełączniki ograniczają tym samym domenę kolizyjną do pojedynczego portu,

dzięki czemu są w stanie zapewnić każdemu hostowi podłączonemu do portu osobny

kanał transmisyjnonadawczy, nie zaś współdzielony, jak to jest w przypadku

koncentratora.

3. Instrukcja do ćwiczenia

Tworzenie nowego projektu

1. Uruchom program OPNET Modeler i wybierz File > New

2. Wybierz Project a następnie w kolejnym oknie wpisz nazwę projektu

( Przelanczalne_LAN ) oraz scenariusza ( Tylko_hub ). Opcja: Use Startup

Wizard when creating New scenarios powinna być zaznaczona.

3. W uruchomionym kreatorze nowego projektu wybierz Create empty scenerio

> Next > Office > Next > Next > Finish.

Po uruchomieniu wykonaniu wszystkich czynności pojawia się okno nowego projektu

z naniesioną siatką metryczną oraz okienko modeli urządzeń sieciowych:

Tworzenie sieci

1. Z głównego menu wybierz Topology > Rapid Configuration > Star > Ok

2. Kliknij przycisk Select Models a następnie z listy modeli należy wybrać opcję

ethernet i zatwierdzić OK .

3. W okienku Rapie Configuration należy ustawić następujące wartości:

Center Node Model = ethernet16_hub

Periphery Node Model = ethernet_station

Link Model = 10BaseT

Number = 16

Radius = 42

Zatwierdzić klawiszem OK .

4. Na otrzymanej sieci widać centralny hub i otaczające go stacje robocze. W

celu przejrzystości projektu należy kliknąć prawym przyciskiem myszy na

węzeł node_16 , czyli hub, a następnie wejść do trybu edycji jego atrybutów:

Edit Attributes > name i zmienić nazwę na Hub1 . Zatwierdzić.

5. Utworzona sieć powinna wyglądać jak na poniższym rysunku.

6. Zapisz projekt.

Konfiguracja węzłów sieci

W celu zapewnienia odpowiedniego ruchu w sieci należy:

1. Kliknąć prawym klawiszem myszy na jedną ze stacji roboczych ( node_0 do

node_15 ) i wybrać Select Similar Nodes . Obecnie wszystkie stacje powinny

być zaznaczone.

2. Kliknąć raz jeszcze prawym klawiszem myszy na dowolną stację i wybrać Edit

Attributes .

A) Upewnić się, że opcja Apply Changes to Selected Objects jest

włączona, jest to o tyle istotne, aby nie zachodziła konieczność zmiany

parametrów osobno dla każdego węzła.

3. Rozwinąć kategorię Traffic Generation Parameters a w niej parametr

Packet Generation Arguments a następnie ustawić wszystkie wartości

zgodnie z poniższym rysunkiem.

4. Kliknąc OK aby zamknąć okno edycji atrybutów.

5. Zapisać projekt.

Wybór statystyk

Można obecnie rozpocząć zbieranie statystyk zarówno dla indywidualnych

węzłów, jak i dla całej sieci.

1. Kliknąć prawym przyciskiem myszy na dowolne miejsce w obszarze roboczym

projektu i wybrać opcję Choose Individual Statistics z rozwijalnego menu.

2. W oknie Choose Results wybrać pokazane na poniższym rysunku statystyki.

3. Zatwierdzić OK .

Utworzona sieć używa tylko jednego huba do połączenia 16 stacji roboczych.

Aby sprawdzić jak wpłynie na wydajność sieci podłączenie switcha zamiast huba

należy utworzyć analogiczną sieć poprzez zduplikowanie scenariusza.

1. Wybierz Scenarios > Duplicate Scenario i nadaj mu nazwę HubISwitch ,

zatwierdź OK.

2. Otwórz paletę obiektów. Sprawdź czy włączona jest kategoria Ethernet.

3. Umieść hub ethernet16_hub i switch ethernet16_switch na obszarze

roboczym nowego scenariusza.

4. Zamknij paletę obiektów.

5. Kliknij prawym klawiszem myszy na ikonkę huba i wejdź do trybu edycji

atrybutów. Zmień wartość pola name na Hub2 , kliknij OK .

6. Podobnie zmień nazwę switcha na Switch , zatwierdź.

7. Przekonfiguruj budowę sieci zgodnie z podanym rysunkiem.

8. W celu połączenia elementów użyj łącza 10BaseT z palety obiektów.

Powielanie scenariusza

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: