Протоколы передачи данных нижнего уровня

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Курсовая работа

по дисциплине: «Информационные сети и телекоммуникации»

на тему:

«Протоколы передачи данных нижнего уровня»

Выполнил: Родин

Павел Сергеевич

Москва 2008

1. Протоколы передачи данных нижнего уровня

Методические указания

Существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями абонентских систем сети, реализующие при этом те или иные методы доступа к передающей среде. Эти процедуры называют протоколами передачи данных (ППД). Речь идет о ППД, которые относятся к категории линейных (канальных) протоколов, или протоколам управления каналом. Такое название они получили, потому что управляют потоками трафика (данных пользователя) между станциями на одном физическом канале связи. Это также протоколы нижнего уровня, так как их реализация осуществляется на нижних уровнях семиуровневой эталонной модели.

Один из широко распространенных подходов к управлению каналов связи основан на использовании протокола типа «первичный/вторичный» или «главный/подчиненный», когда первичный (главный) узел системы определяет для всех других узлов (вторичных, подчиненных), подключенных к каналу, порядок (очередность) обмена данными.

ППД типа «первичный/вторичный» могут быть реализованы на основе нескольких технологий, образующих две группы: с опросом и без опроса.

Задание 1

Оценитьмаксимальное время реакции на запрос абонента сети, в которой реализуется ППД (метод доступа в сеть) типа «первичный/вторичный», с циклическим опросом, если известно:

количество активных абонентов в сети, т.е. абонентов, готовых немедленно передать запрос на предоставление услуг, но вынужденных ожидать своей очереди;

время опроса одного абонента, т.е. время на передачу сигнала опроса от центра управления сетью (ЦУС) к абоненту и получение от него ответа о готовности передачи запроса на обслуживание в центре обработки информации (ЦОН);

пропускная способность информационной магистрали между ЦУС и ЦОН;

длина кадра запроса на обслуживание (для всех абонентов принимается одинаковый);

время обработки запроса в ЦОН (принимается одинаковым для всех абонентов);

длина кадра, передаваемого от ЦОН абоненту и содержащего результаты обработки запроса в ЦОН (принимается одинаковой для всех абонентов).

Обработка запроса абонентов осуществляется последовательно: в каждом цикле сначала полностью обслуживается запрос первого абонента, затем – второго и т.д.; после этого начинается новый цикл.

Время на передачу информации между узлами сети определяется емкостью передаваемой информации (временем на передачу сигнала от одного узла сети к другому пренебрегаем).

Таблица 3.1.1

Ответ:

минимальное время реакции на запрос абонента сети

минимальное время реакции на запрос абонента сети

Задание 2

Оценить при тех же исходных данных, что и в задании 3.1.1., но для другого ППД, а именно: ППД типа «первичный/вторичный» без опроса.

В соответствии с принятым ППД из запросов абонентов в ЦУС формируется очередь, которая «рассасывается» по принципу «первый пришел – первым обслужен». Для первого поступившего в ЦУС запроса время обслуживания будет минимальным:

Максимальное время реакции на запрос будет для абонента, запрос которого оказался последним в очереди.

Следовательно,

где – максимальное время пребывания запроса на обслуживание очереди, причем тогда

Ответ:

Максимальное время реакции на запрос абонента сети для ППД типа «первичный/вторичный» без опроса:, что меньше, чем для ППД типа «первичный/вторичный» с циклическим опросом ().

Задание 3

По условиям заданий 3.1.1 и 3.1.2 найти максимально допустимое число активных абонентов в сети, если задано допустимое время реакции на запрос

По условиям задания 3.1.1.:

.

абонентов

Условие выполняется

По условиям задания 3.1.2.:

Отсюда

Условие выполняется

Ответ: Максимальное допустимое число активных абонентов в сети для ППД типа «первичный/вторичный» с циклическим опросом:абонентов.

Максимальное допустимое число активных абонентов в сети для ППД типа «первичный/вторичный» без опроса:абонентов.

По полученным результатам можно сделать вывод что, ППД типа «первичный/вторичный» без опроса более быстродейственные и допускают большее количество активных абонентов, чем для ППД типа «первичный/вторичный» с циклическим опросом.

3. Протоколы передачи данных и методы доступа к передающей среде в ЛВС

Методические указания

Типичными методами доступа к передающей среде в современных ЛВС являются:

– множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD), иначе называемый методом доступа Ethernet, так как именно в этой сети он получил наибольшее распространение;

– маркерное кольцо (метод доступа Token Ring);

– маркерная шина (метод доступа Arc net).

Задание 1

Найти максимально допустимое расстояние между наиболее удаленными станциями локальной сети Ethernet, если известны величины:

минимальная длина пакета (кадра);

скорость передачи данных по коаксиальному кабелю (передающей среде в сети);

скорость распространения сигнала в передающей среде;

т.е. время передачи пакета () должно быть более чем вдвое больше, чем время распространения сигнала () между наиболее удаленными станциями в сети.

Условие означает, что от длины пакета решающим образом зависит общая протяженность сети, в которой реализован метод доступа CSMA/CD. Очевидно, что

или

Ответ:

Максимальное допустимое расстояние между наиболее удаленными станциями локальной сети Ethernet: .

Таблица 3.2.1

Задание 2

Определить максимальное время реакции на запрос пользователя () в локальной сети с кольцевой топологией, где реализуется ППД типа «маркерное кольцо» без приоритетов, если заданы величины:

число рабочих станций в сети;

скорость распространения сигнала по коаксиальному кабелю (передающей среде);

время задержки маркера с кадром в одном узле (рабочей станции) сети;

длина кольцевого моноканала;

общая длина маркера и кадра;

скорость передачи данных моноканалу.

Методические указания

Все абоненты сети активные, т.е. каждый из них готов к передаче своего кадра и выполняет эту операцию, когда подходит его очередь.

Время реакции на запрос пользователя – это промежуток времени между моментом готовности подать запрос в сеть (т.е. готовности передать кадр в моноканал) и моментом получения ответа на запрос (т.е. возвращения отправленного кадра, что является подтверждением в получении этого кадра адресатом).

Следовательно,

,

где

максимальное время ожидания подачи запроса (кадра) в моноканал;

время собственно обслуживания запроса.

Очевидно, что

,

где время, в течение которого маркер вместе с кадром совершает полный оборот в моноканале. Составляющими этого времени будут:

время распространения сигнала в передающей среде через весь моноканал;

время передачи кадра через весь моноканал;

время суммарное время задержки передаваемого по кольцу кадра в узлах сети.

Так как

то тогда

Можно считать, что, поэтому

Таблица 3.2.2.

Ответ:

Максимальное время реакции на запрос пользователя в локальной сети с кольцевой топологией, где реализуется ППД типа «маркерное кольцо» без приоритетов .

Задание 3

Определить максимальное время () на передачу кадра от одной рабочей станции к другой в сети со звездообразной топологией и эстафетной передачей маркера по логическому кольцу (маркер переходит последовательно от одной РС к другой в порядке возрастания их сетевых номеров), если заданы величины:

расстояние между двумя РС сети (для всех РС оно принимается одинаковым);

скорость распространения сигнала в передающей среде (в коаксиальном кабеле);

длина кадра вместе с маркером;

скорость передачи данных в сети;

время задержки кадра в одном узле сети;

число рабочих станций в сети.

Методические указания

Максимальное время на передачу кадра от одной рабочей станции (РС) сети будет в случае, когда станция-отправитель имеет минимальный порядковый номер, а станция-получатель – максимальный порядковый номер.

Тогда

,

где время распространения сигнала в передающей среде от одной РС к другой;

время передачи кадра (вместе с маркером) от одной РС к другой.

Так как

то

Таблица 3.2.3.

Ответ:

Максимальное время на передачу кадра от одной рабочей станции (РС) сети со звёздообразной топологией и эстафетной передачи маркера по логическому кольцу

Литература

1. Карасёв А.П. «Информационные сети и телекоммуникации» курс лекций.