Bài tập lớn mạng máy tính mô phỏng hoạt động của mô hình mạng token ring đánh giá mô hình mạng ở trạng thái tải thấp, vừa, cao

Bài tập lớn mạng máy tính mô phỏng hoạt động của mô hình mạng token ring đánh giá mô hình mạng ở trạng thái tải thấp, vừa, cao Bài tập lớn mạng máy tính mô phỏng hoạt động của mô hình mạng token ring đánh giá mô hình mạng ở trạng thái tải thấp, vừa, cao Bài tập lớn mạng máy tính mô phỏng hoạt động của mô hình mạng token ring đánh giá mô hình mạng ở trạng thái tải thấp, vừa, cao Bài tập lớn mạng máy tính mô phỏng hoạt động của mô hình mạng token ring đánh giá mô hình mạng ở trạng thái tải thấp, vừa, cao Bài tập lớn mạng máy tính mô phỏng hoạt động của mô hình mạng token ring đánh giá mô hình mạng ở trạng thái tải thấp, vừa, cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI IỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ====O0O==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MẠNG MÁY TÍNH Đề tài: Lập trình mơ mơ hình mạng Token Ring Đánh giá mơ hình mạng trạng thái tải thấp, vừa, cao Giảng viên hướng dẫn: TS Hà Nội, 2017 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG MÁY TÍNH Khái niệm  Mạng máy tính tập hợp máy tính nối với mơi trường truyền (đường truyền) theo cấu trúc thơng qua máy tính trao đổi thơng tin qua lại cho  Môi trường truyền hệ thống thiết bị truyền dẫn có dây hay khơng dây dùng để chuyển tín hiệu điện tử từ máy tính đến máy tính khác Hình 1: Một mơ hình liên kết máy tính mạng  Tốc độ truyền liệu đường truyền gọi thông lượng đường truyền – thường tính số lượng bit truyền giây (bps) Ứng dụng  Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên mạng (như thiết bị, chương trình, liệu) trở thành tài ngun chung thành viên mạng tiếp cận mà không quan tâm tới tài nguyên đâu  Tăng độ tin cậy hệ thống: Người ta dễ dàng bảo trì máy móc lưu trữ (backup) liệu chung có trục trặc hệ thống chúng khơi phục nhanh chóng Trong trường hợp có trục trặc trạm làm việc người ta sử dụng trạm khác thay  Nâng cao chất lượng hiệu khai thác thơng tin: Khi thơng tin sữ dụng chung mang lại cho người sử dụng khả tổ chức lại công việc với thay đổi hiệu Thành phần Mạng Máy Tính - Có máy tính - Một giao tiếp mạng máy (NIC : Network interface Card) - Môi trường truyền :Dây cáp mạng môi trường truyền không dây - Hệ điều hành mạng : UNIX, Windows 98, Windows NT,…, Novell Netware,… Các thiết bị liên kết mạng  REPEATER (BỘ TIẾP SỨC) Repeater loại thiết bị phần cứng đơn giản thiết bị liên kết mạng, hoạt động tầng vật lý mơ hình hệ thống mở OSI Repeater dùng để nối mạng giống phần mạng có nghi thức cấu hình  BRIDGE (CẦU NỐI) Bridge thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống khác nhau, dùng với mạng có giao thức khác  ROUTER (BỘ TÌM ĐƯỜNG) Router thiết bị hoạt động tầng mạng, tìm đường tốt cho gói tin qua nhiều kết nối để từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối Router sử dụng việc nối nhiều mạng với cho phép gói tin theo nhiều đường khác để tới đích  GATEWAY (CỔNG NỐI) Gateway dùng để kết nối mạng không chẳng hạn mạng cục mạng máy tính lớn (Mainframe), mạng hồn tồn khơng nên việc chuyển đổi thực tầng hệ thống mở OSI  HUB (BỘ TẬP TRUNG) Hub thường dùng để nối mạng, thơng qua đầu cắm người ta liên kết với máy tính dạng hình Mơ hình mạng  Dạng đường thẳng (Bus)  Dạng vòng tròn (Ring)  Dạng hình (Star) Các loại Mạng máy tính  Mạng cục LAN (Local Area Networks ) - Có giới hạn địa lý - Tốc độ truyền liệu cao - Do tổ chức quản lý - Thường dùng multiaccess channels - Các kỹ thuật thường dùng: Token Ring: 16 Mbps, Mạng hình  Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Networks ) - Khơng có giới hạn địa lý - Thường kết nối nhiều LAN - Tốc độ truyền liệu thấp - Do nhiều tổ chức quản lý - Thường dùng kỹ thuật point to point channels - Các kỹ thuật thường dùng: Các đường điện thoại - Truyền thông vệ tinh  Mạng MAN (Wide Area Networks ) - Có kích thước vùng địa lý lớn LAN nhiên nhỏ WAN - Do tổ chức quản lý - Thường dùng cáp đồng trục hay sóng ngắn  INTERNETWORK - Kết nối hai hay nhiều mạng riêng biệt - Đòi hỏi có thiết bị mạng tạo điều kiện thuận lợi cho kết nối  INTERNET - Mạng toàn cầu đặt biệt kết nối mạng tổ chức , nhân giới - Kết nối từ máy tính cá nhân đến Internet - Kết nối LAN WAN tạo nên Internet PHẦN MƠ HÌNH MẠNG TOKEN RING Khái niệm  Kiến trúc Token Ring phần giải pháp khả kết nối dành cho toàn máy tính mơi trường máy tính cơng ty IBM cung cấp vào năm 1984 gồm: - Máy tính cá nhân - Máy tính trung tâm(mid-range computer) - Máy chính(mainframe) mơi trường kiến trúc mạng hệ thống(Systems Network Architecture)  Mục tiêu Token Ring thực cấu trúc dây đơn giản, dùng cáp xoắn đơi nối máy tính vào mạng thơng qua cắm điện tường có đường dây tập trung nơi Hình : Mơ hình mạng TokenRing Các đặc tính Token Ring: a Kiến trúc: Kiến trúc Token Ring điển hình bắt đầu với vòng vật lý Trong thực tế, máy tính nối với vòng cáp hình sao(token ring), máy tính mạng nối với hub trung tâm Vòng logic biểu thị đường thẻ (token) máy tính Vòng cáp vật lý thực tế nằm hub Người dùng thành phần vòng, họ lại nối kết với vòng qua hub b Đặc điểm Token Ring: - Cấu hình star ring - Phương pháp truy nhập: chuyển thẻ (token passing) - Cáp UTP STP - Tốc độ truyền 4Mbps 16Mbps - Truyền dải gốc - Quy cách kỹ thuật 802.5 Phương thức vận hành vòng chuyển thẻ bài:  Khi máy tính mạng Token Ring đăng nhập mạng, mạng tạo thẻ bài(token) Thẻ di chuyển vòng quanh máy theo chiều, thăm dò máy tính đến có máy tính phát tín hiệu cho biết muốn truyền liệu giành quyền điều khiển thẻ  “Thẻ bài” luồng bit định sẵn, cho phép máy tính đặt liệu lên cáp mạng Máy tính khơng truyền liệu lên cáp đoạt quyền sở hữu thẻ bài; thẻ chịu điều khiển máy tính, máy tính lại khơng thể tiến hành truyền liệu Hình 3: Hoạt động Thẻ  Sau đoạt thẻ máy tính gởi khung liệu lên mạng, khung tiếp tục chuyển quanh vòng dừng lại máy tính có địa khớp với địa đích khung Máy tính đích chép khung liệu sang vùng nhớ đệm đánh dấu vào trường trạng thái(frame status) khung để thông báo liệu tiếp nhận  Khung liệu lại quay trở máy gửi theo chiều chiều đi, phản hồi đến máy gửi xác nhận thành cơng Máy gửi loại bỏ khung liệu khỏi vòng gửi lên vòng thẻ Mỗi lần có thẻ hoạt động mạng thẻ xoay vòng theo chiều  Nếu thẻ có sẵn, máy tính đóng vai trò chuyển tiếp chiều, tái tạo thẻ chuyển  Nhận biết máy tính: 10 • Khi máy tính đăng nhập, hệ thống Token Ring kết nạp máy tính để trở thành phần vòng Thủ tục “kết nạp” bao gồm: - Kiểm tra xem có địa trùng khơng - Thơng báo cho máy tính khác mạng biết diện máy tính  Giám sát hệ thống • Máy tính đăng nhập mạng hệ thống Token Ring phân công giám sát hoạt động mạng Bộ giám sát kiểm tra nhằm bảo đảm khung liệu truyền-nhận địa chỉ, cách kiểm tra xem có khung liệu luân chuyển từ vòng trở lên bảo đảm lần có thẻ mạng • Nếu chiều dài tính theo bit ring ngắn chiều dài frame, điều kiện bao hàm điều kiện thứ Điều kiện thứ đảm bảo frame số liệu thời điểm vòng trạm truyền thời điểm, nhờ đơn giản thủ tục khắc phục lỗi Khuôn dạng frame IEEE 802.5: 11 Hình 4: Mơ tả kiến trúc frame cho giao thức 802.5  Sarting delimiter(SD): định đầu frame SD bao gồm mẫu báo hiệu phân biệt với số liệu Nó mã hóa sau: JK0JK000 Trong J K ký hiệu số liệu Dạng thực ký hiệu khác số liệu mã hóa mơi trường  Access control(AC): có dạng PPPTMRRR, PPP RRR bit đầu ưu tiên biến dự trữ, M bit giám sát T frame token hay số liệu  Frame control(FC): cho biết có phải frame số liệu LLC hay không Nếu không phải, bit field điều khiển hoạt động giao thức MAC ring  Data: chứa đơn vị số liệu LLC Các lỗi hay gặp mạng Token Ring  Thẻ bị lỗi 12 - Để phát việc thẻ bị mất, thẻ chạy ngang qua monitor, bật đếm thời gian để tính - Nếu đếm đạt đến giá trị tối đa mà monitor không thấy thẻ chạy qua tạo thẻ  Khung liệu bị lỗi - Khung liệu thêm vào bit điều khiển gọi monitor bit - Khi phát lần đầu tiên, monitor bit khung nhận giá trị - Khi khung ngang qua monitor, monitor đặt monitor bit lên Nếu monitor thấy khung lại chạy qua với monitor bit 1, rút khung khỏi vòng  Máy trạm bị lỗi: - Nếu trạm vòng bị chết, làm đứt vòng - Để tránh tình trạng người ta thêm vào trạm rờ-le điện tử (relay) 13 PHẦN MƠ PHỎNG MƠ HÌNH MẠNG TOKENRING Phương thức mô  Để mô hoạt động giao thức Token Ring, nhóm chúng em thực q trình mơ trêm mơi trường Java Sau giao diện chương trình: 14 Hình 5: Giao diện mơ  Trong đó: - Màu xanh: Thể chiều di chuyển thẻ bài( theo chiều kim đồng hồ) - Màu trắng: Máy trạng thái chờ, không sử dụng thẻ - Màu đỏ: Máy sử dụng thẻ để truyền liệu chờ nhận phản hồi - Màu vàng: Bản tin gửi đến máy nhận sau máy nhận gửi tin phản hồi máy gửi Kết mơ  Vòng có 10 máy  Bắt đầu chương trình, thẻ di chuyển theo chiều xung quanh máy.( màu xanh) 15 Hình 6: Thẻ khơng có u cầu  Khi nhận yêu cầu từ máy đó, thẻ di chuyển đến máy đó( màu đỏ), lấy tin địa máy nhận di chuyển đến máy nhận( màu vàng) 16 Hình Thẻ có yêu cầu  Sau máy nhận nhận tin gửi tin hản hồi( màu vàng) máy gửi 17 Hình 8: Máy nhận gửi tin phản hồi máy gửi 18  Máy gửi nhận tin phản hồi trình thành cơng, thẻ tiếp tục di chuyển xung quanh máy để chờ yêu cầu ( màu xanh) Hình 9: Thực u cầu thành cơng, thẻ tiếp tục di chuyển PHẦN ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH MẠNG TOKEN RING Ưu - nhược điểm 19 1.1        1.2  Ưu điểm Kỹ thuật đơn giản Giá rẻ dễ cài đặt Dữ liệu truyền nhanh chóng Việc truyền liệu tương đối đơn giản gói tin theo hướng Thêm nút bổ sung có tác động đến băng thơng Ngăn ngừa va chạm mạng Hiệu suất tuyệt vời điều kiện tải nặng Nhược điểm Trong điều kiện tải trọng thấp, chậm trễ đáng kể đợi token đến, mạng khơng hoạt động  Các gói liệu phải truyền qua máy tính máy gửi máy nhận điều làm cho trình truyền chậm  Vì tất trạm kết nối với nhau, để thêm trạm bạn phải tắt mạng tạm thời  Để tất máy tính kết nối với nhau, tất máy tính phải bật  Việc truyền Token khơng thực xoay vòng bị đứt đoạn  Phải có chế kiểm tra Token để kiểm tra khôi phục Token bị Hiệu suất giao thức CSMA/CD Token Ring  Các phương pháp dùng thẻ phức tạp so với giao thức truy cập ngẫu nhiên CSMA/CD Hiệu không cao việc tải nhẹ Một trạm đợi lâu đến lượt  Phương pháp dùng thẻ bài: khả điều hòa lưu thơng mạng, lập chế độ ưu tiên cấp phát thẻ cho trạm cho trước Đặc biệt hiệu trường hợp tải nặng 20 KẾT LUẬN  Kết mô thu hồn tồn xác với Ngun lý hoạt động mơ hình mạng TikenRing mà chúng em mong muốn  Tuy nhiên, kiến thức thời gian hạn hẹp, chúng em mô mô hình mạng TokenRing  Trong thời gian tới, có điều kiện, chúng em nghiên cứu mơ thêm nâng cao mơ hình mạng TokenRing để nâng cao hiệu suất cao như: 21 - Trong vòng có nhiều thẻ để thực nhiều yêu cầu - thời điểm Thực yêu cầu liên tiếp mà không cần phải chọn chọn lại máy gửi máy nhận TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Slide giảng Mạng Máy Tính, T.S [2].http://www.wikiwand.com/vi/M%E1%BA%A1ng_m%C3%A1y_t %C3%ADnh [3].http://tuvancongnghe.net/kien-thuc-mang-may-tinh-co-ban-phan-1-tongquan-ve-mang-may-tinh/ [4].http://tinsp211.forums-free.com/token-ring-t474.html [5] https://www.youtube.com/watch?v=HFnMJeUXGUw 22 23 ...MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG MÁY TÍNH Khái niệm  Mạng máy tính tập hợp máy tính nối với môi trường truyền (đường truyền) theo cấu trúc thơng qua máy tính trao đổi thơng... dây tập trung nơi Hình : Mơ hình mạng TokenRing Các đặc tính Token Ring: a Kiến trúc: Kiến trúc Token Ring điển hình bắt đầu với vòng vật lý Trong thực tế, máy tính nối với vòng cáp hình sao (token. .. hành vòng chuyển thẻ bài:  Khi máy tính mạng Token Ring đăng nhập mạng, mạng tạo thẻ bài( token) Thẻ di chuyển vòng quanh máy theo chiều, thăm dò máy tính đến có máy tính phát tín hiệu cho biết muốn