Упаковка данных в сети ЛВС. Изучение способов формирования кадров в ЛВС Ethernet и Token Ring. Коэффициент использования канала связи и максимальная скорость передачи данных

Санкт-Петербургский Университет Информационных Технологий Механики и Оптики

ДОМАШНЯЯ РАБОТА №2.

“ УПАКОВКА ДАННЫХ В СЕТИ ЛВС ”

Выполнил:

                                                                                                 Группа: 3103                    

Санкт-Петербург, 2007 год

1) Цель работы: изучение способов формирования кадров в ЛВС Ethernet и Token Ring.

В процессе выполнения домашнего задания необходимо упаковать исходное сообщение в кадры ЛВС Ethernet и ЛВС Token Ring.

Исходное сообщение:                   

В шестнадцатеричном коде:           C8  E2 E0 ED EE E2 20 C8 2E C0 2E

В двоичном коде:                 11001000 11100010 11100000 11101101 11101110 11100010 00100000 11001000 00101110 11000000 00101110

Длина сообщения:                                       11 байт (88 бит)

2) Кадр ЛВС Ethernet:

Преамбула 2 байта		Адрес назначения 2 байта		Адрес источника 2 байта		Длинна 1 байт	Данные 11 байт	Контр. сумма 1 байт
AA	AB	03	08	03	04	0B	C8 E2 E0 ED EE E2 20 C8 2E C0 2E	47

Пропускная способность канала связи:    100 Мбит/с

1. Длина кадра с исходным сообщением: 19 байт (152 бит)

2. Максимальная производительность системы телекоммуникации при передаче кадров:

а) минимального размера (поле данных – 4 байта)

L_min=4+8=12 [байт] = 96 [бит]

T_min=0,96+0,96=1,92 [мкс]

П_min=1/T_min=520833 [кадров/с]

б) максимального размера (поле данных – 150 байт)

L_max=150+8=158 [байт] = 1264 [бит]

T_max=12,64+0,96=13,6 [мкс]

П_max=1/T_max=73529 [кадров/с]

в) с исходным сообщением (поле данных – 11 байт)

L_ис=11+8=19 [байт] = 152 [бит]

T_ис=1,52+0,96=2,48 [мкс]

П_ис=1/T_ис=403226 [кадров/с]

3) коэффициент использования канала связи и максимальная скорость передачи данных:

а) минимального размера (поле данных – 4 байта)

V_min=4*8* П_min=16,7 [Мбит/c]

k_min=V_min/100=0,167

б) максимального размера (поле данных – 150 байт)

V_max=150*8* П_max=88,2 [Мбит/c]

k_max=V_max/100=0,882

в) с исходным сообщением (поле данных – 11 байт)

V_ис=11*8* П_ис=35,5 [Мбит/c]

k_ис=V_ис/100=0,355

3) Кадры Token Ring

а) формирования исходного кадра

НО	УД	УК	Ан	Аи	поле данных	КС	КО	СК
JK0JK000	E0	40	03 08	03 04	CF E0 E2 EB EF E2 20 D1 2E C2 2E	44	JK1JK100	00
1 байт	1	1	2 байта	2 байта	11 байт	1	1 байт	1

НО: начальный ограничитель

УД: управление доступом

УК: управление кадром

КО: конечный ограничитель

СК: статус кадра

КС: контрольная сумма (включает поля УД, УК, Ан, Аи, Данные)

УД	имеет формат PPPTMRRR, где: PPP уровень приоритета кадра (был взят равным 7) T тип маркера M бит монитора (взят равным нулю, полагая, что предыдущая станция не является активным монитором) RRR биты резервирования приоритета
УК	имеет формат FFRRCCCC, где FF уровень (был взят 01 LLC – пользовательские данные) RR резерв CCCC тип управляющих кадров (для LLC – 0000)
Ан	старший бит взят равным нулю, полагая, что есть маршрутизация
КО	имеет формат JK1JK1NO, где: N бит признака последнего кадра (взят равным нулю, полагая, что кадр последний в серии кадров) O бит ошибки (взят ноль, т.к. ошибки нет)
СК	имеет формат ACRRACRR, где A бит распознавания адреса C бит копирования RR резерв

б) кадр нашёл адресата и был им получен:

НО	УД	УК	Ан	Аи	поле данных	КС	КО	СК
JK0JK000	E0	40	03 08	03 04	CF E0 E2 EB EF E2 20 D1 2E C2 2E	44	JK1JK100	СС
1 байт	1	1	2 байта	2 байта	11 байт	1	1 байт	1

СК –   биты распознавания адреса A и биты копирования C стали равны единице, т.е.

(11001100)₂=(CC)₁₆

в) кадр нашёл адресата, но не был им получен:

НО	УД	УК	Ан	Аи	поле данных	КС	КО	СК
JK0JK000	E0	40	03 08	03 04	CF E0 E2 EB EF E2 20 D1 2E C2 2E	44	JK1JK100	88
1 байт	1	1	2 байта	2 байта	11 байт	1	1 байт	1

СК –   биты распознавания адреса A стали равны 1, а биты копирования C стали равны 0, т.е. (10001000)₂=(88)₁₆

г) кадр не нашёл адресата:

НО	УД	УК	Ан	Аи	поле данных	КС	КО	СК
JK0JK000	E0	40	03 08	03 04	CF E0 E2 EB EF E2 20 D1 2E C2 2E	44	JK1JK100	00
1 байт	1	1	2 байта	2 байта	11 байт	1	1 байт	1

СК –   биты распознавания адреса A и биты копирования C стали равны нулю, т.е.

(00000000)₂=(00)₁₆

 

д) в процессе передачи кадра был искажён 60 бит (изменил своё значение на противоположное):

НО	УД	УК	Ан	Аи	поле данных	КС	КО	СК
JK0JK000	E0	40	03 08	03 04	DF E0 E2 EB EF E2 20 D1 2E C2 2E	44	JK1JK101	00
1 байт	1	1	2 байта	2 байта	11 байт	1	1 байт	1

КО – бит ошибки стал равен единице.

60 бит изменил свое значения с нуля на единицу.

расчёт значений: (Пропускная способность канала С = 4 Мбит/с)

1) длина кадра с исходным сообщением – 21 байта

2) максимальная производительность системы телекоммуникации при передаче кадров:

L=11+10=21 [байт] = 168 [бит]

T=42[мкс]

П=1/T=23810 [кадров/с]

3) коэффициент использования канала связи и максимальная скорость передачи данных:

V=11*8* П=2,095 [Мбит/c]

k=V/4=0,524

4) Структура маркера:

Начальный ограничитель	Управление доступом	Конечный ограничитель
JK0JK000	11100000	JK1JK100

5) Сравнительный анализ:

сеть	П [кадров/с]	V [Мбит/с]
Ethernet	403226	35,5
Token Ring	23810	2,1

6) Выводы по результатам формирования кадров ЛВС Ethernet и Token Ring.

В ЛВС Ethernet кадр имеет более простую структуру чем кадр Token Ring. Однако подобная структура кадра Token Ring позволяет устанавливать приоритеты кадров, резервировать приоритеты, определять последний ли это кадр или промежуточный, благодаря маркеру время доступа к среде гарантировано и конфликты отсутствуют.

7) Общее заключение по работе.

Для Token Ring  нужен канал меньшей пропускной способности, чем для ЛВС Ethernet, а так же Token Ring обеспечивает отсутствие конфликтов при передаче, гарантированное время доступа к среде, возможность работы при загрузках сети ~ 1, тогда как Ethernet обеспечивает эффективную корректную работу сети при загрузке не превышающей 30%, а если загрузка около 70% - выходит вообще из строя.  Но Ethernet проще в эксплуатации и установке, а также дешевле