ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ - ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΔΙΚΤΥΑ Η/Υ

Transcript

1 Εργαστήριο 1 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ - ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΔΙΚΤΥΑ Η/Υ Τοπικά Δίκτυα Μεταγωγής (Επισκόπηση) Τοπικά δίκτυα που διασυνδέονται με hubs switches - bridges Στόχος Αυτό το εργαστήριο σχεδιάστηκε για να αποτελέσει μία επισκόπηση σε θέματα μεταγωγής σε τοπικά δίκτυα υπολογιστών. Η προσομοίωση σε αυτό το εργαστήριο θα μας βοηθήσει να αποσαφηνίσουμε τη συμπεριφορά και την απόδοση διαφορετικών υλοποιήσεων τοπικών δικτύων που συνδέονται με switches, hubs και bridges. Περίληψη Σε ένα τοπικό δίκτυο μεταγωγής οι συμμετέχοντες σταθμοί συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζοντας φυσικές τοπολογίες τύπου αστέρα, οποίες μπορεί και να συνδυάζονται. Η διασύνδεση πραγματοποιείται μέσω των δικτυακών συσκευών hub, switch και bridge. Η συσκευή hub λειτουργεί στο φυσικό επίπεδο ως επαναλήπτης σήματος. Αναπαράγει το σήμα που δέχεται σε κάποια θύρα της προς όλες τις υπόλοιπες θύρες. Δεν είναι λοιπόν σε θέση να τμηματοποιήσει το δίκτυο σε μικρότερες περιοχές συγκρούσεων (collision domain). Η συσκευή switch λειτουργεί ως μεταγωγός δευτέρου επιπέδου. Αποκτά γνώση των σταθμών που καταλήγουν σε κάθε θύρα της, οπότε μπορεί και προωθεί τα πλαίσια δεδομένων μόνο προς τις θύρες των παραληπτών. Σε περίπτωση που παραλαμβάνει δεδομένα προς μεταγωγή με μεγαλύτερο ρυθμό από ότι μπορεί να εξυπηρετήσει, γεμίζουν οι αντίστοιχες ουρές αναμονής οδηγώντας σε υπερχειλίσεις και υψηλές καθυστερήσεις. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται συμφόρηση (congestion). Ο τρόπος λειτουργίας του switch του επιτρέπει να τμηματοποιεί το δίκτυο σε μικρότερες περιοχές συγκρούσεων. Η συσκευή bridge αποτελεί στην ουσία ένα μεταγωγό δευτέρου επιπέδου, όπως και το switch. Διαθέτει όμως μόνο δύο θύρες, τμηματοποιώντας έτσι το δίκτυο σε δύο περιοχές συγκρούσεων. Δεν αλλάζει κάτι στη λειτουργικότητά του. page 1 from 9

2 Διαδικασία 1. Δημιουργία νέου project 1. Ανοίξτε το OPNET IT Guru Academic Edition Επιλέξτε New από το μενού File. 2. Επιλέξτε Project και πατήστε ΟΚ Ονομάστε το project <τα αρχικά σας (στα αγγλικά)>_ethernet (π.χ. dp_ethernet αν το ονοματεπώνυμο σας είναι Δημήτρης Παπαδόπουλος). Ονομάστε το σενάριο EthernetSwitch και πατήστε ΟΚ. 3. Στο πλαίσιο διαλόγου Startup Wizard: Initial Topology, επιλέξτε Create Empty Scenario πατήστε Next επιλέξτε Office από την λίστα Network Scale πατήστε Next τρεις φορές πατήστε ΟΚ. 2. Δημιουργία και Διαμόρφωση δικτύου Αρχικοποίηση Δικτύου 1. Βεβαιωθείτε ότι στο pull-down μενού του πλαισίου Object Palette είναι επιλεγμένο το ethernet_advanced. 2. Προσθέστε στο χώρο του project τα ακόλουθα αντικείμενα από την παλέτα: ένα ethernet8_switch_adv και έξι ethernet_station_adv. Η τελική τοπολογία πρέπει να φαίνεται όπως στην παρακάτω εικόνα και τα αντικείμενα να φέρουν τα αντίστοιχα ονόματα. Οι σταθμοί συνδέονται με το switch με γραμμές 10BaseT_adv. page 2 from 9

3 Διαμόρφωση των κόμβων του δικτύου 1. Πατήστε δεξί-κλικ σε οποιοδήποτε από τους 6 σταθμούς και επιλέξτε Select Similar Nodes. 2. Πατήστε δεξί-κλικ σε οποιοδήποτε από τους 6 σταθμούς και επιλέξτε Edit Attributes. 3. Είναι σημαντικό να επιλέξετε Apply Changes to Selected Objects. 4. Επεκτείνετε την ιεραρχία Traffic Generation Parameters και την ιεραρχία Packet Generation Arguments και θέστε τις τιμές που φαίνονται στην παρακάτω εικόνα: page 3 from 9

4 3. Επιλογή στατιστικών μετρήσεων Κάντε δεξί-κλικ οπουδήποτε μέσα στον χώρο εργασίας του project και επιλέξτε Choose Individual Statistics. Στο πλαίσιο διαλόγου Choose Results που εμφανίζεται επιλέξτε από τις καθολικές μετρήσεις (Global Statistics) τα στατιστικά Traffic Sink End-to-End Delay (seconds), Traffic Sink Traffic Received (bits/sec), Traffic Source Traffic Sent (bits/sec), ενώ από το Node Statistics επιλέξτε το στατιστικό Ethernet Collision Count. Ολοκληρώστε με ΟΚ. 4. Διαμόρφωση των παραμέτρων προσομοίωσης 1. Κάντε κλικ στο κουμπί Configure/Run Simulation 2. Θέστε την διάρκεια στα 45 δευτερόλεπτα. 3. Πατήστε ΟΚ (όχι Run). page 4 from 9

5 5. Δημιουργία διπλότυπων σεναρίων Δημιουργήστε ένα διπλότυπο του σεναρίου EthernetSwitch και ονομάστε το EthernetHubSwitches2. Προσθέστε ένα δεύτερο ethernet4_switch_adv και ένα ethernet8_hub_adv. Πραγματοποιήστε τις συνδέσεις 10BaseT_adv και διαμορφώστε την τοπολογία όπως ακριβώς φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: page 5 from 9

6 Στη συνέχεια, δημιουργήστε ένα διπλότυπο του σεναρίου EthernetHubSwitches2 και ονομάστε το EthernetHubSwitch. Αφαιρέστε το Switch2. Αλλάξτε τις συνδέσεις (10BaseT_adv), ώστε η τοπολογία να εμφανίζεται πλέον όπως στην παρακάτω εικόνα: page 6 from 9

7 Στη συνέχεια, δημιουργήστε ένα διπλότυπο του σεναρίου EthernetHubSwitch και ονομάστε το EthernetHubs2Bridge. Προσθέστε ένα δεύτερο ethernet8_hub_adv και ένα ethernet2_bridge_adv. Διαμορφώστε την τοπολογία με συνδέσεις 10BaseT_adv, όπως ακριβώς φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: page 7 from 9

8 6. Επισκόπηση/ανάλυση των αποτελεσμάτων - ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Αφού βεβαιωθείτε ότι έχετε αποθηκεύσει το όλο project, εκτελέστε την προσομοίωση των τεσσάρων σεναρίων μέσω της επιλογής Manage Scenarios. Έπειτα, μεταβείτε στην επιλογή Compare Results i. Εμφανίστε το γράφημα Global Statistics Traffic Source Traffic Sent (bits/sec) επιλέγοντας time_average. Αφού εξηγήσετε τι είναι η παραπάνω μέτρηση, επισημάνετε τυχούσες επικαλύψεις των καμπυλών και να τις ερμηνεύσετε. ii. Ποιες είναι οι στατιστικές μετρήσεις που δείχνουν την απόδοση των τεσσάρων δικτυακών σεναρίων; Εμφανίστε τα αντίστοιχα γραφήματα επιλέγοντας time_average. Εξηγήστε πώς κατατάσσονται τα σενάρια αυτά βάσει απόδοσης και ερμηνεύστε τα αποτελέσματα. page 8 from 9

9 iii. Συγκρίνετε το πλήθος των συγκρούσεων στα τέσσερα δικτυακά σενάρια συγκρίνοντας τα αντίστοιχα γραφήματα και επιλέγοντας time_average. Ποιες στατιστικές μετρήσεις χρησιμοποιήσατε; Στο τελευταίο σενάριο, ποια η λειτουργία της γέφυρας (bridge); Τι θα άλλαζε αν την αντικαθιστούσατε με μεταγωγέα (switch); iv. Σχεδιάστε πρόχειρα στο χαρτί το καθένα από τα τέσσερα δικτυακά σενάρια και κυκλώστε στην κάθε τοπολογία τις περιοχές συγκρούσεων (collision domains). Στο πρώτο σενάριο (EthernetSwitch) σχεδιάστε με μονόδρομα βέλη τη διάδοση του σήματος κατά τη μετάδοση από το Station1 στο Station6. Στο δεύτερο σενάριο (EthernetHubSwitches2) σχεδιάστε με μονόδρομα βέλη τη διάδοση του σήματος κατά τη μετάδοση από το Station1 στο Station6. Στο τρίτο σενάριο (EthernetHubSwitch) σχεδιάστε με μονόδρομα βέλη τη διάδοση του σήματος κατά τη μετάδοση από το Station1 στο Station6. Στο τέταρτο σενάριο (EthernetHubs2Bridge) σχεδιάστε με μονόδρομα βέλη τη διάδοση του σήματος κατά τη μετάδοση από το Station1 στο Station5. page 9 from 9