ПМ 02. Техническая эксплуатация сетей электросвязи

МДК 02.01. Технология монтажа и обслуживания компьютерных сетей

МДК 02.02. Технология монтажа и обслуживания транспортных сетей

МДК 02.03. Технология монтажа и обслуживания сетей доступа

Контрольные задания, методические указания по их выполнению

для студентов заочной формы обучения по специальности:

 

11.02.09 - Многоканальные телекоммуникационные системы

 

Архангельск 2016

 

Контрольные задания и методические указания по их выполнению составлены:

МДК 02.01 - Технология монтажа и обслуживания компьютерных сетей

Куницына М.В., преподаватель высшей категории, председатель цикловой комиссии «Сети и системы связи» АКТ (ф) СПбГУТ.

Рыжков П.М., преподаватель высшей категории АКТ (ф) СПбГУТ.

 

МДК 02.02 Технология монтажа и обслуживания транспортных сетей

Рыжков П.М., преподаватель высшей категории АКТ (ф) СПбГУТ.

Куницына М.В., преподаватель высшей категории, председатель цикловой комиссии «Сети и системы связи» АКТ (ф) СПбГУТ.

Худякова Е.А., преподаватель первой категории АКТ (ф) СПбГУТ.

МДК 02.03 Технология монтажа и обслуживания сетей доступа

Куницына М.В., преподаватель высшей категории, председатель цикловой комиссии «Сети и системы связи» АКТ (ф) СПбГУТ.

Рыжков П.М., преподаватель высшей категории АКТ (ф) СПбГУТ.

Семенцына К.А., преподаватель АКТ (ф) СПбГУТ.

 

Рассмотрены и рекомендованы цикловой комиссией Сети и системы связи Архангельского колледжа телекоммуникаций (филиал) СПб ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича.

 

Усл.печ.л.2,3

 

Общие указания

Согласно утверждённому учебному плану студенты выполняют три контрольные работы по профессиональному модулю ПМ 02. – Техническая эксплуатация сетей электросвязи:

· Контрольная работа № 1 – по МДК 02.01

· Контрольная работа № 2 – по МДК 02.02

· Контрольная работа № 3 – по МДК 02.03

Перед выполнением каждого задания контрольных работ необходимо внимательно изучить рекомендованный материал учебника и методического пособия, тщательно разобрать методические указания по его выполнению и примеры.

Порядок изложения материала в ответе должен соответствовать последовательности формулировки задания и указаниям по содержанию ответа. Категорически запрещается механическое переписывание текста из учебника.

Контрольные работы должны выполняться в тетрадке в клетку, с ограниченными полями, страницы должны быть пронумерованы.

Если работа выполняется в печатном виде, то оформление должно соответствовать СТО 1.01-2015.

В ответе следует полностью привести условие задания и исходные данные своего варианта. Все схемы и графики следует чертить с соблюдением ГОСТ, сделать надписи и пронумеровать.

В конце работ следует привести список использованных источников с полным наименованием, поставить дату и подпись.

Работы должны быть выполнены в соответствии с учебным графиком и представлены на рецензию. Незачтённые работы представляются на повторное рецензирование.

Контрольная работа № 1

МДК 02.01. Технология монтажа и обслуживания компьютерных сетей

 

Задание 1

 

1. Раскройте теоретические вопросы согласно своего варианта.

 

Исходные данные приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Исходные данные

 

Вариант
Вопрос

 

Перечень вопросов:

1. Дайте краткое описание функций каждого уровня и приведите примеры стандартных протоколов для каждого уровня модели OSI.

2. Приведите и поясните трехуровневую иерархическую модель сети.

3. Поясните способы коммутации в сетях.

4. Опишите алгоритм доступа к среде технологии Ethernet.

5. Модем. Классификация модемов. Принцип работы модема.

6. Концентратор. Принцип работы концентратора. Достоинства и недостатки.

7. Коммутатор. Классификация коммутаторов по возможности управления. Преимущество коммутатора перед концентратором.

8. Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов.

9. Маршрутизаторы. Принцип работы маршрутизатора. Достоинства и недостатки.

10. Средства управления коммутаторами.

Задание 2

1. Поясните функциональное назначение: повторителей, концентраторов, мостов, коммутаторов, маршрутизаторов. Построить фрагмент сети, используя исходные данные своего варианта (таблица 2). Указать по какой топологии построен фрагмент сети.

2. Определить на каких портах коммутационных устройств появится кадр, при взаимодействии 2 компьютеров между собой и компьютера с сервером, согласно своего варианта. Результаты этих взаимодействий привести в виде таблицы 3.

 

Таблица 2 – Исходные данные

 

№ вар.	У1	У2	У3	У4	У5	У6	У7	Взаим. ПК	Взаим. ПК с сервером
	HUB	HUB	SWITCH	HUB	HUB	SWITCH	SWITCH	F - J	D - Сервер
	HUB	SWITCH	HUB	SWITCH	HUB	HUB	SWITCH	B - K	I - Сервер
	HUB	HUB	SWITCH	SWITCH	SWITCH	SWITCH	SWITCH	D - H2	G - Сервер
	HUB	HUB	HUB	HUB	SWITCH	SWITCH	SWITCH	J -M	A - Сервер
	HUB	SWITCH	HUB	HUB	SWITCH	HUB	SWITCH	A - L	H2 - Сервер
	HUB	HUB	HUB	SWITCH	HUB	SWITCH	SWITCH	H2 - K	B - Сервер
	HUB	HUB	SWITCH	SWITCH	HUB	HUB	SWITCH	C - L	F - Сервер
	HUB	HUB	HUB	SWITCH	SWITCH	HUB	SWITCH	I - L	C - Сервер
	HUB	HUB	SWITCH	HUB	SWITCH	HUB	SWITCH	G - I	E - Сервер
	HUB	SWITCH	HUB	HUB	HUB	SWITCH	SWITCH	E - H1	H1 - Сервер

 

Рисунок 1 – Фрагмент сети

 

Таблица 3 – Результаты взаимодействия

 

№ порта

Наличие трафика

№ порта

Наличие трафика

Методические указания по выполнению задания 2

Дано:

Таблица 4 – Исходные данные

У1	У2	У3	У4	У5	У6	У7	Взаим. ПК
HUB	SWITCH	HUB	SWITCH	SWITCH	SWITCH	SWITCH	A - F

Решение:

Рисунок 2 – Фрагмент сети

Таблица 5 – Результаты взаимодействия

№ порта

Наличие трафика

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

+

+

-

-

№ порта

Наличие трафика

+

-

-

-

-

+

-

-

+

+

-

+

-

Задание 3

1. Привести рисунок сети Ethernet, состоящей из сегментов различных физических стандартов (согласно исходным данным, приведенным в таблице 6).

2. Произвести расчет удвоенной задержки распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями.

3. Произвести расчет суммарной величины уменьшения межкадрового интервала при прохождении всех повторителей - Path Variability Value, PVV.

4. Сделать вывод о пригодности сети к использованию.

 

Методические указания по выполнению задания 3

Для того, чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:

Количество станций в сети не превышает 1024 (с учетом ограничений для коаксиальных сегментов).

Удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервалов.

Сокращение межкадрового расстояния (Interpacket Gap Shrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более, чем на 49 битовых интервалов (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.

Физический смысл ограничения задержки распространения сигнала по сети уже пояснялся - соблюдение этого требования обеспечивает своевременное обнаружение коллизий.

Требование на минимальное межкадровое расстояние связано с тем, что при прохождении кадра через повторитель это расстояние уменьшается. Каждый пакет, принимаемый повторителем, ресинхронизируется для исключения дрожания сигналов, накопленного при прохождении последовательности импульсов по кабелю и через интерфейсные схемы. Процесс ресинхронизации обычно увеличивает длину преамбулы, что уменьшает межкадровый интервал. При прохождении кадров через несколько повторителей межкадровый интервал может уменьшиться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте не хватит времени на обработку предыдущего кадра, в результате чего кадр будет просто потерян. Поэтому не допускается суммарное

Таблица 6 – Исходные данные

№ Варианта

№ сегмента

1, 6

Тип сегмента

10Base-T

10Base-T

10Base-FL

10Base-FL

10Base-FL

10Base-FB

10Base-FB

10Base-FL

10Base-FB

10Base-FL

10Base-FL

10Base-2

Длина сегмента

2, 7

Тип сегмента

10Base-5

10Base-2

10Base-2

10Base-T

10Base-FL

10Base-FB

10Base-FB

10Base-FL

10Base-T

10Base-T

10Base-5

10Base-5

Длина сегмента

3, 8

Тип сегмента

10Base-T

10Base-2

10Base-2

10Base-FL

10Base-FB

10Base-FB

10Base-FL

10Base-FL

10Base-T

10Base-5

Длина сегмента

4, 9

Тип сегмента

10Base-5

10Base-FB

10Base-T

10Base-FB

10Base-FB

10Base-FL

10Base-FB

10Base-FL

Длина сегмента

5, 10

Тип сегмента

10Base-2

10Base-FL

10Base-FB

10Base-FB

10Base-FL

10Base-T

10Base-FB

10Base-FL

10Base-FL

10Base-T

Длина сегмента

уменьшение межкадрового интервала более чем на 49 битовых интервалов. Величину уменьшения межкадрового расстояния при переходе между соседними сегментами обычно называют в англоязычной литературе Segment Variability Value, SVV, а суммарную величину уменьшения межкадрового интервала при прохождении всех повторителей - Path Variability Value, PVV. Очевидно, что величина PVV равна сумме SVV всех сегментов, кроме последнего.

Расчет PDV

Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и в различных физических средах. В таблице 7 приведены данные, необходимые для расчета значения PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet, взятые из справочника Technical Reference Pocket Guide (Volume 4, Number 4) компании Bay Networks.

 

Таблица 7

 

Тип сегмента	База левого сегмента	База промежуточного сегмента	База правого сегмента	Задержка среды на 1 м	Максимальная длина сегмента
10Base-5	11.8	46.5	169.5	0.0866
10Base-2	11.8	46.5	169.5	0.1026
10Base-T	15.3	42.0	165.0	0.113
10Base-FB	-	24.0	-	0.1
10Base-FL	12.3	33.5	156.5	0.1
FOIRL	7.8	29.0	152.0	0.1
AUI (> 2 м)				0.1026	2+48

 

Поясним терминологию, использованную в этой таблице, на примере сети, изображенной на рисунке 3.

Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика (выход Tx) конечного узла. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до приемника (вход Rx) наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента, который называется правым. С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый). Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых интервалах) на длину кабеля в метрах.

Общее значение PDV равно сумме базовых и переменных задержек всех сегментов сети. Значения констант в таблице даны с учетом удвоения величины задержки при круговом обходе сети сигналом, поэтому удваивать полученную сумму не нужно.

 

Рисунок 3 – Пример сети Ethernet, состоящей из сегментов различных физических стандартов

 

Рассчитаем значение PDV для нашего примера.

Левый сегмент 1: 15.3 (база) + 100 (м) х 0.113 (1/м) = 26.6

Промежуточный сегмент 2: 33.5 + 1000 х 0.1 = 133.5

Промежуточный сегмент 3: 24 + 500 х 0.1 = 74.0

Промежуточный сегмент 4: 24 + 500 х 0.1 = 74.0

Промежуточный сегмент 5: 24 + 600 х 0.1 = 84.0

Правый сегмент 6: 165 + 100 х 0.113 = 176.3

Сумма всех составляющих дает значение PDV, равное 568.4.

Так как значение PDV меньше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по величине максимально возможной задержки оборота сигнала. Несмотря на то, что ее общая длина больше 2500 метров.

Расчет PVV

Для расчета PVV также можно воспользоваться табличными значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред (таблица 8 взята из того же справочника, что и предыдущая).

 

Таблица 8

 

Тип сегмента	Передающий сегмент	Промежуточный сегмент
10Base-5 или 10Base-2
10Base-FB	-
10Base-FL	10.5
10Base-T	10.5

 

В соответствии с этими данными рассчитаем значение PVV для нашего примера.

Левый сегмент 1 10Base-T: дает сокращение в 10.5 битовых интервалов

Промежуточный сегмент 2 10Base-FL: 8

Промежуточный сегмент 3 10Base-FB: 2

Промежуточный сегмент 4 10Base-FB: 2

Промежуточный сегмент 5 10Base-FB: 2

Сумма этих величин дает значение PVV, равное 24.5, что меньше предельного значения в 49 битовых интервалов.

В результате, приведенная в примере сеть по всем параметрам соответствует стандартам Ethernet.

 

Задание 4

 

1. Замените IP адреса в двоичном обозначении на десятичную систему обозначения с разделением точками и определите класс каждого адреса (согласно исходным данным, приведенным в таблице 9).

2. Представьте в двоичной форме IP-адреса (исходные данные, приведены в таблице 10).

3. Проанализируйте IP адреса и заполните таблицу 11.

4. Определите корректность IP адреса узла и заполните таблицу 12. Если IP адрес корректен, то в столбце «Пояснение» напишите к какому классу он относится, если не корректен, то в столбце «Пояснение» аргументируйте, почему узел не может иметь данный IP-адрес.

 

Таблица 9

 

Вариант	Двоичная форма представления IP-адреса	Вариант	Двоичная форма представления IP-адреса
	10000001 00001011 00001011 11011111		10011101 00010111 11101011 11011111
11000001 10000011 00110111 11111111	00110001 10101011 00110001 11000101
11100111 11011011 10001011 01101111	01010111 11011001 10101111 01101111
11111001 10011011 11111011 00001111	00111001 10111011 11111011 00111111
	01000001 00011011 00001111 00101111		10011111 00110011 00001011 11101111
11001111 10000011 00110111 10001111	10110001 10000011 00110111 11111111
11101001 10111011 10000011 01110111	00100111 11011011 10001011 01101111
11001001 10000011 11101001 00001111	10011001 10011011 11111011 00001111
	10111001 00100011 00101011 11000111		10110001 11101011 01001111 10001111
11000001 10000011 00110111 11111011	00111101 10011001 10010111 11001001
01101011 11011011 10001011 01111011	10011111 00001011 11101100 01101111
11010001 11101011 11111011 10001101	11111001 10011011 11111011 00001111
	10110111 01001011 10100001 11101111		10111001 10001011 11001011 11100011
11000001 10110001 00110111 10110101	10111001 10010011 00110111 11100011
00000001 11011011 10001011 01101111	10100111 11010011 10001011 01101111
10100001 10011011 11101111 00001111	00011001 10011011 11111011 00001111
	10000001 00001011 00001011 11101111		10000001 01100011 01001011 11101111
11000001 10000011 00110111 11111111	00110001 00110011 11110111 11111111
11100111 11011011 10001011 01101111	01100111 11011011 10001011 01101111
11111001 10011011 11111011 00001111	00111001 10000011 10111011 11001111

 

 

Таблица 10

 

Вариант	Десятичная форма представления IP-адреса	Вариант	Десятичная форма представления IP-адреса
	127.0.0.1		75.56.106.24
135.213.126.14	194.124.84.1
85.169.198.2	68.180.206.184
10.5.256.17	192.168.1.27
	192.168.26.14		204.235.156.75
174.101.65.34	206.190.60.37
89.254.136.111	172.165.189.16
17.58.0.47	128.65.90.255
	226.4.37.105		203.17.113.123
201.197.152.13	80.246.76.15
54.97.86.54	220.94.220.60
10.10.10.10	192.198.251.15
	154.12.250.255		195.66.203.247
194.84.124.103	10.89.53.252
205.37.193.134	81.7.96.143
200.99.15.97	129.1.10.56
	132.74.120.2		194.25.145.35
205.37.193.134	21.45.138.65
194.84.124.4	229.45.128.45
10.90.90.1	127.180.9.1

 

 

Таблица 11

 

Вариант	IP адрес	Класс адреса	Адрес сети	Адрес узла	Адрес широковещания	Маска сети
	135.255.241.14
194.240.240.10
45.240.20.25
	192.168.1.55
10.20.25.5
112.150.25.10
	165.11.129.244
195.240.120.5
25.25.10.3
	201.213.44.86
180.240.23.14
39.210.43.18
	2.144.216.126
150.43.56.2
193.54.37.14
	223.13.42.15
129.46.25.68
15.243.26.14
	35.215.226.11
157.237.95.13
208.43.25.11
	185.84.124.4
212.240.15.47
67.240.40.29
	201.197.152.13
124.123.0.1
24.215.15.23
	12.58.65.147
217.132.54.85
134.38.45.98

 

Таблица 12

 

Вариант	IP адрес	Пояснение
	157.237.95.13
127.0.0.1
224.231.275.10
255.255.255.255
	192.168.1.255
180.240.23.14
154.12.255.255
128.245.256.17
	127.189.34.12
0.10.0.10
247.255.0.0
212.256.10.15
	258.134.0.230
135.20.265.1
25.255.255.255
0.58.240.16
	101.0.0.11
127.0.0.1
191.250.0.0
245.254.35.10
	150.100.255.255
45.245.24.10
254.178.137.267
0.125.32.15
	10.127.213.22
35.267.226.11
258.134.0.230
237.0.124.67
	239.210.43.18
218.0.0.10
150.100.255.255
147.285.253.178
0.0.0.15
	193.54.37.14
127.0.0.1
255.255.255.255
0.230.250.1
	15.45.189.32
0.56.47.125
125.267.2.45
134.58.255.255

Методические указания по выполнению задания 4

 

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками, например:

128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса,

10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

На рисунке 4 показана структура IP-адреса.

 

 

Рисунок 4 – Структура IP адреса

 

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

· Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216, но не превышать 224.

· Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 - 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.

· Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла - 8 битов.

· Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

· Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

В таблице 13 приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

 

Таблица 13

 

Класс сети	Наименьший адрес сети	Наибольший адрес сети
A	01.0.0.0	126.0.0.0
B	128.0.0.0	191.255.0.0
C	192.0.1.0	223.255.255.0
D	224.0.0.0	239.255.255.255
E	240.0.0.0	247.255.255.255