НОВ БЪЛГАРСКИ УНИВЕРСИТЕТ

ПРОГРАМА „Телекомуникации”

ТЕСТ 1за получаване на текуща оценка

по курс ТСМВ623 “Практика по локални компютърни мрежи” – 2011г.

Стефан Любомиров Георгиев фак.№ F47360 Дата:10.05.2011

1

ВЪПРОСИ:

Въпрос 1. Каи са най-известните топологии за локални компютърни мрежи? Опишете техните особености!най-популярните LAN топологии за мрежи:

Линейна шина – Линейна шина представлява мрежа , която е разположена в права линия .Реално линията не е задължително да бъде права , просто кабелът преминава от един компютър към следващия , след това към следващия и т.н. .

Тъй като има начало и край , мрежата с линейна шинна топология изисква терминиране на всеки край . Ако не бъдат терминирани и двата края на кабела , възниква отразен сигнал, който може да наруши или да прекъсне комуникациите по мрежата. Единият от крайщата на линейната шина – но не и двата трябва да бъде заземен.Шинните мрежи обикновено използват дебел или тънък коаксиален кабел и архитектура Ethernet 10Base2 или 10 Base5 .

Предимства на шинните мрежи

Шинната топология е много проста и лесна за инсталиране. Тя е относително евтина и използва по-малко кабел в сравнение с други топологии. Шината е подходяща за малки, временни мрежи, например такива в класни стаи, или други които може да бъдат използвани само няколко дни или седмици.

Недостатъци на шинните мрежи

Мрежата е уязвима към затихване (attenuation), представляващо загуба на силата на сигнала с увеличаване на разстоянието. За решаване на този проблем могат да бъдат използвани повторители.Друг недостатък на шината е, че при прекъсване на кабела (или ако някой потребител реши да разкачи своя компютър от мрежата) линията се прекъсва. Това означава, че компютрите от двете страни на прекъсването не само не могат да комуникират, но също, че двата нови края не са терминирани и резултатният отразен сигнал може да срине цялата мрежа.

2

Кръг - Кръгови мрежи

В кръга всеки компютър се свързва към два други компютъра, а сигнала може да обикаля непрекъснато в кръга.Тъй като кръгът няма крайна точка, не е необходимо терминиране.За изграждане на мрежа с физически кръг най-общо се използва коаксиален кабел, както при шината.

Кръгова мрежа

Комуникации по кръгова мрежа

По кръгова мрежа сигналът пътува в една посока. Всеки компютър приема сигнала от своя възходящ съсед и го изпраща на своя низходящ съсед. Кръгът се счита за активна топология, защото всеки компютър регенерира сигнала, преди да го предаде към следващия.

Предимства на кръговите мрежи

Кръгът е сравнително лесен за отстраняване на неизправности и подобно на шината е прост за инсталиране.

Недостатъци на кръговите мрежи

Кръгът страда от някои от същите недостатъци като шината. Ако се запази непрекъснат, кръгът е надеждна топология. Но ако някъде по мрежата възникне прекъсване или изключване от кабела, това води до прекъсване на всички мрежови комуникации.Друг недостатък на кръга е трудното добавяне на допълнителни компютри към мрежата. Тъй като кабелът описва затворен кръг, е необходимо кръгът да бъде прекъснат в някоя точка,за да бъдат вмъкнати новите компютри. Това означава, че докато трае добавянето, мрежата не функционира.

3

Звезда - Звездата е една от най-популярните LAN топологии. Тя се реализира чрез свързване на всеки компютър към централен хъб.Хъбът може да бъде активен, пасивен или интелигентен. Пасивният хъб е просто точка на свързване. Той не изисква електрическо захранване. Активният хъб реално представлява повторител с множество портове той усилва сигнала, преди да го предаде към другите компютри. Интелигентният хъб представлява активен хъб с диагностични възможности. Той има вграден процесорен чип.Звездообразната топология най-общо се използва с кабел тип неекранирана усукана двойка (UTP) и Ethernet архитектура 10BaseT или 100BaseT.

Мрежа от тип звезда

Комуникации при мрежа от тип звезда

При типична мрежа от тип звезда сигналът се предава от мрежовата интерфейсна карта на изпращащият компютър към хъба, повишава се (т.е. усилва се) и се изпраща обратно през всички портове. При звездата, подобно на шината, всички компютри приемат съобщението, но само компютърът, чийто адрес отговаря на адреса на местоназначението в хедъра на съобщението, му обръща внимание.

Предимства на мрежите от тип звезда

Топологията тип звезда има две големи предимства пред шината и кръга. Първо, тя е много по-устойчива на откази; т.е. ако един компютър бъде изключен или неговият кабел бъде прекъснат, само този компютър бива засегнат, а останалата част от мрежата може да продължи да комуникира нормално. Второ, тя предлага възможност за лесно преконфигуриране. Добавянето на още компютри към мражата или премахването на компютри е много просто, защото се състои само във включване или изключване на техният кабел в хъба. Отстраняването на проблеми на физическият слой в мрежата от тип звезда също е лесно, особено при наличие на интелигентен хъб, който осигурява диагностична информация.

4

Недостатъци на мрежите от тип звезда

Независимо от предимствата на звездата, тя има и няколко недостатъка, сварзани главно с

нейната цена. Първо, тя използва повече кабел, отколкото линейната шина или кръга,

защото трябва да има отделен кабел от хъба до всеки компютър. Друг източник на

допълнително оскъпяване е самият хъб, който трябва да бъде закупен наред с кабела. Все

пак плюс при мрежите от тип звезда е, чe UTP кабелът е сравнително евтин и няма нужда от

терминатори.

Решетка - Решетъчни мрежи

Решетката представлява топология, която не може да видите толкова често, колкото трите топологии, разгледани дотук. В решетъчната мрежа всеки компютър има директна връзка към всеки друг компютър в мрежата.Тези допълнителни връзки правят решетката най-устойчива на откази от всички останали топологии. Ако пропадне един от пътищата, от изпращащият компютър към компютъра-местоназначение, сигналът може да поеме по друг път.За нещастие, това предимство става за сметка на високата цена и огромното количество кабел, необходим за реализиране на решетка и сложността на мрежата, ако в нея влизат повече от няколко компютъра. Броят на връзките нараства експоненциално при добавяне на всеки нов компютър.

Решетъчна мрежа

Хибридна - Хибридни топологии

Тук думата хибрид се използва за означаване на топология, която комбинира елементи на две или повече стандартни топологии (например хибридна решетка, звезда или кръг).

5

Хибридни решетъчни мрежи

Тъй като решетъчната топология бързо става сложна и неуправляема при нарастване, много мрежи се базират на полурешетъчна топология, при която има допълнителни връзки между някои от компютрите, но не между всички; този тип мрежа често се означава като хибридна решетка. Допълнителните връзки трябва да бъдат създадени между компютрите, които имат най-голяма нужда от устойчивост на връзката.

6

Хибридна решетъчна мрежа

Комбинирани топологии

Терминът хибриден се използва и за означаване на мрежи, които използват множество топологии. Много мрежи комбинират една или няколко топологии. Например може да имате няколко хъба, към всеки от които има компютри, свързани в топология от тип звезда, а след това хъбовете да бъдат свързани в линеина шина. За тази цел много хъбове имат BNC конектор за тънък коаксиален кабел заедно с няколко RJ45 порта за UTP връзки.В този тип свързване коаксиалният кабел, сварзващ хъбовете, се нарича гръбнак. Гръбнакът е част от мрежата, свързваща всички по-малки части, наричани още сегменти. Няколко сегмента могат да бъдат свързани към един гръбнак за създаване на по-голяма мрежа.

Въпрос 2. Каква е разликата между устройствата „hub - хъб” и „switch - суйч” и къде е тяхното приложение в локалните мрежи?

7

Hub – 1- Устройство , служещо като център при мрежа с топоилогия тип звезда. Нарича се съшо многопортов повторител . 2- Хардуерно или софтуерно устройство , съдържащо множество независими , но свързани модули от мрежово оборудване . Хъбовете могат да са активни (когатоповтарят изпратените през тях сигнали ) или пасивни (когато не повтарят , а само разделят изпратените през тях сигнали) .

Switch – Мрежво устройство , което филтрира и препредава фреймове ,базирайки се на адреса на место назначението на всеки фрейм (пакет) . Суичът работи в каналния слой на референтния OSI модел.

Въпрос 3. Как могат да бъдат обособени локалните компютърни мрежи според тяхното администриране? Опишете осоновните им характеристики!

1 - Като равно правна (peer to peer) работна група , вкоято всеко компютър изпълнява функцията на клиент и сървър , и всеки потребител администрира ресурсите на своя компютър.

2 – Като клиент/сървър или сърварно базирана мрежа , в която администрирането е съсредоточено главно на компютър със специален софтуер и мрежова операционна система. Тозо компютър натоварен със задачата да автентицира информацията за името на потребителя и паралота ,която ползва , за да позволи на оторизираните потребители да осъщестряват достъп до ресурсите на мрежата.

Въпрос 4. Какви типове кабели и интерфейси се използват най-често при изграждане на локални компютърни мрежи? Опишете ги и сравнете техните технически характеристики!

Коаксиален кабелСърцевината му е изградена от мед, като може да бъде или многожичен, или солиден проводник. Сигналът се предава по медта, която е увита в изолатор. Около изолатора е увит друг проводник-метално фолио или оплетка. Този външен проводник е разположен по цялата дължина на кабела. Външният проводник играе ролята на екран срещу различните електромагнитни смущения. Всички тези компоненти на края са увити във външна защитна обвивка от пластмаса, гума или негорим материал-например тефлон.Поради дебелата изолация и доброто екраниране, коаксиалният кабел е по-неподатлив на външни електромагнитни смущения, отколкото усуканата двойка.

Тънък коаксиален кабелТънкият коаксиален кабел е с диаметър приблизително ¼ инч и е по-гъвкав, отколкото thicknet кабела. Използва се в Ethernet 10Base2 мрежи, а сигналът може да се пренася на разстояние до 185 метра, без да се влошава неговото качество.Тънкият коаксиален кабел понякога се нарича RG-58. Неговият импеданс (т.е. неговото съпротивление спрямо течащия по проводника ток) е 50 ома.Коаксиалният кабел е стандартизиран за цялата индустрия чрез спецификациите RG (Registered Grade). В компютърните мрежи се използват само няколко от стотиците класификации.10 Base 2 мрежите използват тънкия коаксиален кабел RG-58 A/U. Сърцевината му е многожична. Военната спецификация за съшия тип кабел е RG-58 C/U. При него външната обвивка е малко по-дебела, което го прави по-устойчив на топлина, студ, течности и други външни влияния. RG-58C/U на външен вид е подобен на RG-58 A/U, само че медната сърцевина е плътна. Той не отговаря на 10 Base 2 спецификациите, затова не трябва да го използвате при изграждане на компютърни мрежи. Тъй като импедансът му е различен, той се използва като антенен кабел, а също и за други цели.Тhinnet кабелът се свързва към мрежовата карта посредством BNC Т-конектор, който се закрепва към BNC конектора на самата мрежова карта.Във всеки от краищата на тhinnet мрежата се изисква наличието на терминатор. Терминаторът се свързва към неизползвания край на Т-конектора.

Дебел коаксиален кабелДебелият коаксиален кабел, наричан също thicknet, има приблизително два пъти по-голям диаметър от този на thinnet кабела-около половин инч .Тhiскnet беше оригиналният тип кабел, използван в ранните Ethernet мрежи, поради което често се нарича стандартен Ethernet.

8

Дебелият коаксиален кабел е тип RG-8 или RG-11. Поради по-дебелата сърцевина той може да предава сигнали на доста дълги разстояния-500 метра-без затихване. Той обаче е по-скъп и с него се работи по-трудно, отколкото с тънката версия, защото не е толкова гъвкав и се използва външен приемопредавател, който трябва да се свързва към кабела с помощта на т.н. ”вампирски зъб”. Зъбът се впива в сърцевината на кабела. Изграждането на връзка е по-сложно, отколкото използването на BNC конектори при thinnet.

Кабел тип усукана двойкаТой се нарича усукана двойка, защото под външната опаковка са скрити усукани по двойки изолирани медни проводници, като по този начин се предотвратяват паразитните кръстосани шумове. Колкото по-голям е броят на усукванията за един фут, толкова по-добра е степента на защита срещу кръстосаните шумове.Телефонните компании използват кабел усукана двойка за вътрешно опроводяване:това спомага за неговата популярност, защото повечето сгради вече са окабелени с такъв тип кабел за целите на телефонната система.Кабелът тип усукана двойка е наличен в два основни типа: неекранирана усукана двойка (unshielded twisted-pair-UTP) и екранирана усукана двойка (shielded twisted-pair-STP). Телефонните комуникации и повечето Ethernet мрежи използват UTP. STP се използва в Token Ring и Apple Talk мрежи.Когато към усуканата двойка се добави екраниране, то намалява влиянието на външните електромагнитни смущения. Това обаче увеличава затихването и може да повлияе върху съпротивлението на проводника, предизвиквайки загуба на данни.

UTP кабелUTP е много популярен тип кабел за LAN мрежи поради няколко причини:Относително евтин тип кабел , гъвкав е и с него се работи много лесно.Използва популярните RJ-45 конектори. Използва се най-често в звездна топология , UTP кабелите са разделени на категории в зависимост от тяхното приложение и скоростта на пренасяне на данните. UTP има две разновидности-стандартна и огнеупорна.

UTP кабел

STP кабелЕкранирането се реализира чрез медна оплетка или фолио, обвити около изолираните медни двойки вътре в най-външната опаковка. По този начин се намалява въздействието на електромагнитните смущения , но това оскъпява кабела .STP най-често се използва в Token Ring мрежите и Apple Talk мрежите на IBM.

STP кабел

9

Влакнесто-оптичен кабелВлакнесто-оптичният кабел е по-бърза, но и сравнително скъпа преносна среда. Най - често се използва за мрежи със скорост 100 Mbps, но може да работи и със скорост 1 Gbps и повече.Вместо мед, влакнесто-оптичния кабел използва тънки нишки стъкло или пластмаса, по които сигналът се предава под формата на светлинни импулси.Той е по- сигурен от коаксиалния кабел и усуканата двойка, тъй като няма електрически сигнал, който да може да бъде прихванатПо-устойчив е на затихване спрямо останалите видове кабели поради което може да се разполага на големи разстояния.Не е податлив е на външни електричеси смущения като електромагнитни и радиочестотни излъчвания.В сравнение с останалите типове кабели оптичният е доста по-скъп. Освен самата му себестойност, най-големите разходи по използването му са свързани с човешкия труд.

Въпрос 5. Как можете да опишете устройството „маршрутизатор” и какви са неговите функции в локалните компютърни мрежи?

Маршрутизатори

Маршрутизаторите свързват отделни мрежи една с друга. Това може да се случи в една локална мрежа или независими една от друга мрежи в WAN.Подобно на моста, маршрутизаторът филтрира трафик. За разлика от моста обаче, маршрутизаторът прави това, използвайки логически мрежови адреси (IP или IPX) вместо физическите хардуерни адреси. Маршрутизаторите са по-интелигентни и вземат сложни решения, избирайки най-добрия маршрут до дадена дестинация измежду множество възможни пътища.Специализираните маршрутизиращи устройства всъщност са компютри със специално предназначение те съдържат микропроцесори и изпълняват своя собствена операционна система. Маршрутизаторите поддържат маршрутни таблици, съдържащи мрежовите адреси на други маршрутизатори. Един маршрутизатор трябва да притежава поне два мрежови интерфейса, защото той служи като шлюз (gateway) между мрежи.

Въпрос 6. Как може да бъде описана една локална компютърна мрежа тип клиент/сървър и каква е разликата й с мрежа тип “равноправна” (peer to peer)?

Сруктурата на равно правните мрежи (peer to peer ) е подходяща за малки мрежи където на се изисква сруктурна сигурност. Администрирането на потребители и ресурси в равноправните мрежи е децентрализирано .Всеки компютър в мрежата може да действа като клиент и като сървър . Всеки може да споделя своите ресурси с останалите и да имадостъп до техните ресърси . Всеки потребител отговаря за архивирането на данните на своя компютър , но търсенето на конкретен ресурс в равноправната мрежа може да бъде доста трудно когато има повече компютри.Равноправната мрежа няма центарализирана база данни , където да се пази информацията за потребителските акаунти. Цялата сугурност е на локално ниво. На вся отделна машина трябва да се създават акаунти и да бъдат поддържани което е неудобно и значително по-несигурно .

10

При мрежите от тип клиент/сурвър има централизирамо управление . В този тип мрежи поне една машина работи под мрежова операционна система Windows NT , Windows 2000, или Net Ware. Потребителските акаунти се създават на сървъра а администратора може да контролира цята мрежа от това място. Този модел на мрежа опростява администрирането най-вече за мрежи с много компютри които споделят голям брой ресурси . Споделяните файлове се съхраняват на съсрвъра така че могат да бъдат лесно достъпни и архивирани. Сигурността е значително по-голяма от тази при равноправните мрежи. За да има достъп до мрежата всеки потребител трябва да има валиден акаунт и парола , създадени на сървъра. Мрежовия администратор може да зададе позволения за всеки споделен ресурс на отделните потребители или групи. Въпрос 7. Кой е най-популярния метод за контрол на достъпа използван в локалните мрежи?

Най-популярния метод за контрол на достъпа, използван днес в локалните мрежи, е множественият достъп с разпознаване на носещата честота и откриване на колизии (CSMA/CD). Той е най-изпозвания метод от Ethernet-най-разпространената архитектура за локални мрежи.CSMA/CD е относително бърз и ефикасен метод за разпределяне на достъпа до Ethernet кабела. Ще го разгледамен а 3 основни части за да ни стане ясно начина му на работа :• Разпознаване на носещата - когато даден компютър иска да предава по мрежа,използваща метода CSMA/CD, той първо “подслушва” кабела, за да определи дали в момента друг компютър не предава данни. Затова той разпознава състоянието на носещата честота - т.е. дали в момента се използва носещата.• Множествен достъп - това показва, че по едно и също време в мрежата могат да предават множество компютри.• Откриване на колизии - когато компютърът е готов за предаване, той разпознава състоянието на носещата, и ако кабелът е зает, той не изпраща своя сигнал. Ако компютърът не разпознае наличие на сигнал в проводника, той предава. Това действа добре, но когато два компютъра подслушват едновременно и заедно установят, че няма сигнал по линията, тогава те изпращат сигнал едновременно. Тогава обаче възниква колизия. Когато настъпи колизия на сигнали в мрежа с коаксиален кабел, пакетите данни се нарушават. Но не всичко е загубено: при CSMA/CD всеки компютър изчаква случайно количество време и след това отново изпраща същия сигнал. Това е така, защото ако и на двата компютъра е зададено да изчакат Х милисекунди, същият конфликт би настъпил отново след Х милисекунди. Компютърът, който първи започне да предава отново (този, който е избрал по-краткото време) “спечелва” достъпа до кабела.При CSMA/CD все пак настъпват колизии на данните, но тъй като сигналът пътува бързо (на 10 Mbps или на 100 Mbps по една типична Ethernet мрежа), производителността остава висока.

Въпрос 8. Какви компоненти на Ethernet са LLC и МАС?

MAC – (Media Access Control) – (контрол на достъпа до преносната среда ) Частта от каналния слой , която включва 6-байтовите (48 битовите) адреси на източника и место назначението , както и метода за получаване на позволение за предаване.

LLC (Logical Link Control) – осигурява услуги за мрежовото ниво , индентифицира мрежовия протокол , който се носи от фрейма IP/IPX . Обработва данните от мрежовите протоколи и IP пакетите и добавя контролна информация. Добавя DSAP (destination service access point) и SSAP (source service access point).

Въпрос 9. Как можете да опишете сигурността и надеждността на мрежите тип клиент/сървър и “равноправна”?

Сигурността в равноправните мрежи може да се разгледа на 2 основни части : сигурност на ниво споделен ресурс и сигурност на ниво потребител .

Сигурност на ниво споделен ресурс – трябда обърнем внимание на изпозваните опедарационни системи които са най-вече Windows for Workgroups 3.11, Windows 2000, Windows XP , Windows 7 . На всеки споделен ресърс трябва да бъде зададена парола, за достъп до ресурсите по мрежата потребителят трябва да въведе паролата за дадения ресурс.

Сигурността на ниво потрежител – използват се операционни системи като Windows for Workgroups 3.11, Windows 2000, Windows XP , Windows 7. На всеки отделен потребител бива за дадена парола за достъп.

11

Зада осъществи достъп до даден ресурс по мрежата , потребителският акаунт трябва да има зададени позволения за достъп до този ресурс.

12