Курсовая работа по сетям ЭВМ и телекоммуникациям

Задание

Топология компьютерной сети – кольцо. Количество подключенных компьютеров – 10. Пропускная способность – 100 Мбит/с. Длина кольца – 200 м. Контроль производится по модулю 8.

Необходимо произвести расчет максимальной длины кадра и определить формат данных для кольцевой ЛВС с буферной передачей данных.

Выполнение задания

Кольцо – это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает.

Рисунок 1. Топология кольцо
Рисунок 1. Топология кольцо

Работа в сети кольца заключается в том, что каждый компьютер ретранслирует сигнал, то есть выступает в роли повторителя, потому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца.

Можно выделить следующие достоинства и недостатки топологии кольцо:

Достоинства:

  • Простота установки;
  • Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
  • Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

Недостатки:

  • Выход из строя одного компьютера, и другие неполадки, отражаются на работоспособности всей сети;
  • Сложность конфигурирования и настройки;
  • Сложность поиска неисправностей.
  • Необходимость иметь две сетевые платы, на каждом компьютере.

Мы же используем кольцо с буфером, то есть у каждого компьютера в сети есть сетевой адаптер с буфером, в который принимаются данные из сети во время отправки данных.

Рисунок 2. Часть колца с буфером.
Рисунок 2. Часть колца с буфером.

Основным достоинством здесь выступает отсутствие маркера доступа, что обеспечивает непрерывную передачу данных.

Логика работы кольца с буфером

По сети циркулируют пакеты с данными. Какие-то из них попадают в компьютер назначения, а какие-то в буфер. Соответственно необходимо разработать логику функционирования буфера.

Сегмент кольца с буфером может работать в трех режимах:

  1. Передача данных напрямую, минуя буфер.
  2. Отправка данных с накоплением пришедших в буфере.
  3. Отправка данных из буфера.

Первый случай возникает если компьютер просто ретранслирует пакеты следующему узлу сети.

Рисунок 3. Передача данных напрямую, минуя буфер.
Рисунок 3. Передача данных напрямую, минуя буфер.

Если компьютеру необходимо передать данные, то возникает второй случай. Компьютер ждет момента, когда в сети никто ничего не будет передавать и начинает передавать свои данные. Причем если какой-нибудь компьютер начнет передачу данных вместе с другим компьютером, то его данные будут записаны в буфер другого компьютера.

Рисунок 4. Отправка данных с накоплением, пришедших в буфере.
Рисунок 4. Отправка данных с накоплением пришедших в буфере.

В случае переполнения буфера компьютер прерывает свою передачу и передает информацию в сеть из буфера, то есть возникает третий случай. Так же такой режим работы отрабатывается в случае если во время отправки данных в буфер пришли пакеты данных, которые необходимо отправить далее или принять.

Рисунок 5. Отправка данных из буфера.
Рисунок 5. Отправка данных из буфера.

Расчет кадра

В общем виде формат кадра имеет вид:

НО

У

АП

АО

ДПД

Д

КПК

Здесь: НО — начальный ограничитель; У — поле управления; АП — адрес получателя; АО — адрес отправителя; ДПД – длина поля данных; Д — данные; КПК — контрольная последовательность кадра.

Рассчитаем максимальную длину кадра.

Сначала определяем время, за которое 1 бит информации обходит все кольцо, с учетом того, что скорость распространения сигнала в коаксиальном кабеле составляет 0,7 скорости света:Определяем максимальную длину кадра:

Чтобы избежать перекрытия начала и конца кадра, выберем 12-1=11 байт.

Тогда имеем следующие длины полей кадра:

  • НО – 8 бит
  • У – 8 бит
  • АП – 4 бита
  • АО – 4 бита
  • КПК – 3 бита
  • ДПД – 6 бит
  • Д – 56 бит

НО – начальный ограничитель вида 01111110.

Поле У имеет вид PPPMRRRR, где Р — биты приоритета кадра, М — бит монитора, R — биты типа кадра.

АО и АП — адреса отправителя и получателя соответственно. В рассматриваемой сети необходима адресация 10 компьютеров, поэтому длина поля адреса получателя и отправителя выбрана равной 4 битам. А поскольку существует режим передачи пакета, предназначенного всем станциям сети. В качестве адреса получателя в этом случае указывается так называемый глобальный адрес, отличающийся от конкретных адресов станции – 1111.

ДПД – длина поля данных. Размерность выбрана равной 6 битам, в соответствии с максимально возможной длиной поля данных (56 бит).

Д – поле данных, имеющее длину не более 56 бит, кратную 8.

Структурная схема станции

Рассмотрим один из вариантов реализации станции ЛВС с буферным доступом.

На рисунке 6 представлена структурная схема станции, где ПРМ – приемник с линии связи; DEC – декодер; СОВ – кодер; DMX – демультиплексор; DC – дешифратор (адреса отправителя); CRC – формирователь КПК; RG – регистр; RAM – ОЗУ; СТА – счетчик адреса; ПРД – передатчик.

Рисунок 6. Структурная схема станции.
Рисунок 6. Структурная схема станции.

Для обеспечения станциям доступа к физической среде в кольце время от времени происходит «молчание». По которому станции начинают передачу. Станция, имеющая данные для передачи при обнаружении «молчания в сети», получает доступ к среде на отправку, при этом все данные приходящие к станции записываются в буфер (область ОЗУ). Затем эта станция выдает в кольцо кадр данных и за ним все кадры, записанные в буфере до его полного опустошения. При поступлении кадра данных к адресуемой станции эта станция выдает подтверждение приема. Станция, выдавшая кадр данных, при обратном его получении с подтверждением приема изымает этот кадр из кольца и переходит в режим «молчания».

Для обнаружения сбойных ситуаций и восстановления работоспособности используются контрольная последовательность кадра, тайм-ауты и сетевые мониторные функции.

ПРМ и ПРД используются в рассматриваемой схеме для электрического согласования линии связи (ЛС) с оборудованием станции . COD и DEC преобразуют стандартный последовательный двоичный код, например в манчестерский и наоборот соответственно.

Дешифраторы адресов отправителя и получателя маркера позволяют станции опознать «свой'» кадр и отличать кадр данных от кадра маркера.

Схема сравнения и CRC обеспечивает контроль входных данных, их коррекцию и выдачу сигнала ошибки в УУ при наличии таковой. Аналогичная схема только без схем сравнения стоит в тракте передачи кадра для получения контрольной последовательности кадра (КПК). При безошибочном приеме кадр побитно записывает в сдвиговый регистр и оттуда побайтно переписывается в ОЗУ приема станции. После заполнения ОЗУ или полного приема кадра, его содержимое через адаптер связи передается в ЭВМ.

При заполнении ОЗУ устанавливается специальный триггер, который блокирует прием новых кадров.

При передаче кадра в сеть имеет место обратный процесс.

Обмен между станцией и ЭВМ может осуществляться по равным стратегиям. Синтез адаптера связи выполняется при помощи известных методов синтеза автоматов и с использованием справочных данных.

Файлы

Отчет по курсовой — seti.rar

Запись опубликована в рубрике Проектирование с метками , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *