Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Кобылянский Валерий Григорьевич, Семенцова Александра Геннадьевна
В данной работе рассмотрены возможности программного пакета Cisco Packet Tracer на примере локальной сети факультета «Прикладной математики и информатики» Новосибирского Государственного технического университета, а также сетевого оборудования Сisco. Полученные результаты позволяют получить полную картину о процессах, протекающих в компьютерных сетях , выявить узкие места в сети, решить вопросы по их оптимизации.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Кобылянский Валерий Григорьевич, Семенцова Александра Геннадьевна
Виртуальные локальные сети и маршрутизация между ними
Методика построения рациональной структуры сети предприятия с помощью имитационных моделей
Адаптированность сайтов под мобильные устройства как фактор ранжирования в результатах поисковой выдачи
Компьютерные сети с CISCO — УРОК 27 из 250 — Сеть Wi-Fi на предприятии, защита WEP и WPA
Защита компьютерных сетей на основе технологии virtual private network
Автоматизация построения графа канального уровня ИКТ-инфраструктуры локального поставщика услуг Интернета
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
THE ANALYSIS OF COMPUTER NETWORKS IN THE SOFTWARE PACKAGE OF CISCO PACKET TRACER
In this work the possibilities of a software package of Cisco Packet Tracer on the basis of network of department of «Applied mathematics and informatics» of the Novosibirsk State technical university, and also the network equipment Cisco are considered. The received results allow to receive a full picture about the processes proceeding in computer networks, to reveal bottlenecks in network, to resolve issues on their optimization.
Текст научной работы на тему «Анализ компьютерных сетей в программном пакете Cisco Packet tracer»
6. Google: Mobile Friendly Update // Search Engine Land. [Электронный ресурс] -Режим доступа. — URL: http://searchengineland.com/library/google/google-mobile-friendly-update (дата обращения: 26.03.17)
7. Patrick SextonUse legible font sizes // WordPress Host. [Электронный ресурс] -Режим доступа. — URL: https://varvy.com/mobile/legible-font-size.html (дата обращения: 26.03.17)
8. Paul Jorgensen. 33 Mind Shattering Email Marketing Statistics You Need To Know In 2014 // Express Pigeon. [Электронный ресурс] — Режим доступа. -URL: https://expresspigeon.com/blog/2014/ 01/06/email-marketing-statistics-2014/ (дата обращения: 26.03.17)
9. Sam Allcock. Why Flash is Bad for SEO // The Custard Blog. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — https://www.custard.co.uk/flash-bad-seo/ (дата обращения: 26.03.17)
АНАЛИЗ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ В ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ CISCO PACKET TRACER
Кобылянский Валерий Григорьевич
канд. техн. наук, доц. Новосибирского государственного
Cisco Packet Tracer создание сети предприятия
Семенцова Александра Геннадьевна
THE ANALYSIS OF COMPUTER NETWORKS IN THE SOFTWARE PACKAGE OF CISCO PACKET TRACER
сandidate of Science, associate professor of Novosibirsk State Technical University, Russia, Novosibirsk
master of Novosibirsk State Technical University,
В данной работе рассмотрены возможности программного пакета Cisco Packet Tracer на примере локальной сети факультета «Прикладной математики и информатики» Новосибирского Государственного технического университета, а также сетевого оборудования Cisco. Полученные результаты позволяют получить полную картину о процессах, протекающих в компьютерных сетях, выявить узкие места в сети, решить вопросы по их оптимизации.
In this work the possibilities of a software package of Cisco Packet Tracer on the basis of network of department of «Applied mathematics and informatics» of the Novosibirsk State technical university, and also the network equipment Cisco are considered. The received results allow to receive a full picture about the processes proceeding in computer networks, to reveal bottlenecks in network, to resolve issues on their optimization.
Ключевые слова: компьютерная сеть, модель, Cisco Packet tracer, маршрутизатор, концентратор, коммутатор.
Keywords: computer network, model, Cisco Packet tracer, router, hub, switch.
Существуют несколько методов моделирования компьютерных сетей: физические (натурные), аналитические, имитационные и комбинированные. При физическом методе моделирования измерение характеристик на исследуемых системах осуществляется в режиме реального времени, т.е. проводится эксперимент. Результатом данного метода является модель с высокой адекватностью реальной системе. Несмотря на достоинства данный метод имеет недостаток — это высокая стоимость оборудования для создания модели.
Аналитическая модель представляет собой совокупность аналитических выражений, которые отражают функциональные зависимости между параметрами реальной системы в процессе ее работы. Такие модели применяются для простых систем при отсутствии требований к высокой точности полученных результатов.
Имитационная модель представляет собой компьютерную программу, которая воспроизводит события, происходящие в реальной
системе. Имитационные модели компьютерных сетей осуществляют разбиение сообщений на пакеты и кадры определенных протоколов, позволяют отслеживать потерю пакетов и кадров, а также дают возможность анализировать процесс получения доступа компьютером к разделяемой сетевой среде. Результатом работы имитационной модели являются собранные статистические данные о важных характеристиках сети.
В данной статье рассматривается программный пакет для имитационного моделирования Cisco Packet tracer, который позволяет строить свои собственные сети без знания языков программирования.
Основные функциональные возможности Cisco Packet Tracer
Packet Tracer — программой пакет для моделирования большого количества устройств различного назначения, различных типов связей, что позволяет проектировать сети любого размера на высоком уровне сложности. Данный пакет позволяет моделировать следующие устройства:
• коммутаторы второго и третьего уровня;
Каждое устройство в программном продукте Cisco Packet Tracer может быть сконфигурировано. Физические параметры устройства -добавление в маршрутизаторы и коммутаторы новых модулей, в рабочие станции и серверы дополнительных сетевых адаптеров. Параметры сетевых интерфейсов — IP- адрес, маска подсети, параметры беспроводной сети. Параметры маршрутизации — статическая по протоколу RIP [2].
Модель сети факультета «Прикладной математики и информатики»
Локальная сеть факультета «Прикладной математики и информатики» (ПМИ) состоит из 144 рабочих станций, 4 коммутаторов третьего уровня, 8 коммутаторов второго уровня, 6 серверов и 1 межсетевого экрана.
При построении модели введем некоторые допущения:
• вместо коммутатора второго уровня HP Procurve 1800G, будем использовать Cisco Catalyst 2960G, так как моделирование коммутаторов HP в данном программном пакете невозможно [1];
• в модели будем использовать одну рабочую станцию вместо нескольких, расположенных в одной аудитории.
Логически сеть факультета ПМИ разбита на 6 сегментов с помощью технологии Vlan (таблица 1).
Параметры локальной сети факультета ПМИ
Компьютер Диапазон IP адресов Vlan
Терминальные классы 192.168.100.0/24 Vlan100
Кафедры и деканат 192.168.101.0/24 Vlan101
Виртуальные машины 217.17.130.128/0.24 Vlan111
Администраторы сети 217.71.130.128/35 Vlan178
Компьютеры с белыми ip 247.71.130.29 Vlan130
Vlan — логическая локальная сеть, представляющая собой группу хостов с общим набором требований, которые могут взаимодействовать между собой независимо от их местонахождения. Vlan обладает свойствами физической локальной сети, но с единственным отличием — позволяет оконечным устройствам группироваться вместе, даже если они не находятся в одной физической сети.
Построенная модель факультета ПМИ представлена на рисунке 1.
Цантр шшэшроьання Элзкгромггккгкых (б ПК)
Рисунок 1. Модель сети факультета ПМИ в программном пакете Cisco Packet Tracer
Технические науки — от теории к практике _№ 3 (63), 2017г.
На схеме модели сети факультета ПМИ (рисунок 1) обозначены коммутаторы второго уровня Cisco Catalyst серии 2960 (S1. S7), коммутаторы третьего уровня Cisco Catalyst 3560 (MS1. MS4), оконечные устройства (PC-PT 206, где 206 номер аудитории, в которой располагается данное устройство), серверы (Server1. Server7), межсетевой экран Cisco ASA 5505 (ASA0).
Проведем модельные эксперименты по определению правильности работы сети.
1) Проверим доступность узла Деканат из терминального класса 203а. Пинг не выполнился, т.к. деканат находиться в другой виртуальной сети Vlan101 (рисунок 2а).
2) Проверим с компьютера 203а доступность одного из узлов 307 терминального класса. Результат проверки положительный (рисунок 2б).
Pinging 192.IffS.101.1 with 32 bytea of data:
que at t imed out. que at t imed out. Request timed out. Request timed out.
Ping statistics for 192.163.101.1:
Packeta: Sent = 4, Received = 0, boat = 4
Pinging 1Э2.163.100.1 with 32 bytes of data:
Reply from 132.163.100.1: Reply from 132.163.100.1: Reply from 192.163.100.1: Reply from 192.1€3.100.1:
bytea=32 time=18m3 TTL=128 bytea=32 time=lm3 TTL=128 byteg=32 time=3m3 TTL=123 bytea=32 time=3m3 TTL=12S
Ping statistics for 132.163.100.1:
Packets: Sent — 4, Received — 4, Lost =0 (0% loss), Approxima t e r ound trip t ime 3 in mi11i-3 e conds:
Minimum = lma, Maximum = ISma, Average = 6m3
Рисунок 2. Результаты эксперимента
3) Повторим второй эксперимент, но с нагрузкой на сеть с помощью утилиты Traffic Generator (рисунок 3). При этом укажем количество передаваемых эхо запросов 100.
Рисунок 3. Утилита Traffic Generator
Установим в поле size генератора трафика размер пакета в cisco packet tracer 500 байт. Далее размер пакета будем увеличивать с шагом 500 байт, пока значение не достигнет максимального размера пакета 15 000 байт. Результаты эксперимента представлены на рисунке 4 [3].
Рисунок 4. Зависимость числа потерянных пакетов от нагрузки на канал
Полученные результаты эксперимента позволяют утверждать, что канал при таком варианте нагрузки выходит из рабочего состояния, пинг между устройствами происходит с потерей пакетов. При максимальной нагрузке на канал потери составили 25% от общего количества передаваемых эхо запросов.
Одним из путей решения проблемы перегрузки является применение технологии программного управления сетью, моделированию которой посвящена работа [4].
Программный пакет Cisco Packet Tracer позволяет анализировать как сети на стадии проектирования, так и оптимизировать уже существующие сети. При этом положительной стороной использования данного пакета является то, что любое преобразование сети можно смоделировать, оценить последствия и только потом приступить к его непосредственной реализации. Это поможет избежать ошибки на этапе проектирования сети.
В результате построения модели факультета ПМИ и проведения модельных экспериментов был выявлен слабый участок сети, который при высокой нагрузке будет является критическим звеном в функционировании всего сегмента сети.
1. Коммутаторы Cisco — сетевые коммутаторы Cisco [Электронный ресурс]. -Режим доступа. — URL:http://www.cisco.com/c/ru_ru/products/switches/ index.html (дата обращения: 17.10.16)
2. Хилл Б. Полный справочник по Cisco.: пер. с англ. М. : Вильямс, 2004. -1078 с.
3. Хьюкаби Д., Мак-Квери С. Руководство Cisco по конфигурированию коммутаторов Catalyst: пер. с англ. М.: Вильямс, 2004. — 560 с.
4. V.G. Kobylyansky, A.V. Kurochkin. Simulation of data streams in networks with multiple compound of segments — Proceedings of 11 International Forum of Strategic Technology (IFOST-2016) Jun 1-3, 2016. — Novosibirsk, Russia. -Part 1, P.347-349.
Источник: cyberleninka.ru
Выявление слабых мест сети предприятия с использованием модели сети в программе packet tracer
Модель компьютерной сети была организована в Cisco Packet Tracer, которая представляет собой эмулятор сети, созданный компанией Cisco. Программа позволяет строить и анализировать сети на разнообразном оборудовании в произвольных топологиях с поддержкой разных протоколов
Размещаем на пустом экране компьютеры в количестве 10 штук, 1 сервер, 1 принтер и 3 коммутатора, как и на логической структуре сети офиса для простоты дальнейшей настройки сети.
Рис 2.1. «Начальная схема компьютерной сети»
Для подключения компьютеров к коммутаторам выбираю новый тип устройств Connections (Соединения)
Рис 2.2. Типы линий связи
Автоматический тип- при данном типе соединения Cisco Packet Tracer автоматически выбирает наиболее предпочтительные тип соединения для выбранных устройств.
Консоль – консольное соединение может быть выполнено между персональным компьютером(ПК) и маршрутизатором или коммутаторами. Скорость соединения обеих сторон должна быть одинаковая, передаваться может любой поток данных.
Медный прямой (витая пара) – этот тип кабеля является средой передачи Ethernet для соединения устройств, которые функционируют на одинаковых уровнях OSI. Используется между ПК и хабом, ПК и DSL-модемом, хабом и коммутатором. Оба конца кабеля обжаты в одинаковой раскладке.
Медный кроссовер (витая пара) — этот тип кабеля является средой передачи Ethernet для соединения устройств, которые функционируют на одинаковых уровнях OSI. Используется для соединения двух ПК напрямую, т. е. без хаба или коммутатора. Концы кабеля обжаты как кроссовер.
Оптика — оптоволоконный кабель, необходим для соединения устройств, имеющих оптические интерфейсы.
Телефонный кабель – кабель для подключения телефонных аппаратов. Соединение через телефонную линию может быть осуществлено между устройствами, имеющими модемные порты.
Коаксиальный кабель – этот тип кабеля используется для соединения между кабельным модемом и облаком.
Серий DCE и серийный DTE – соединение через последовательные порты для связей Интернет. Для настройки таких соединений необходимо установить синхронизацию на стороне DCE-устройства. Синхронизация DTE выполняется по выбору. Сторону DCE можно определить по маленькой иконке «часов» рядом с портом. При выборе типа соединения Serial DCE, первое устройство, к которому применяется соединение, становится DCE-устройством, а второе — автоматически станет стороной DTE
Таким образом, для подключения устройств воспользуемся типом соединения-медный прямой (витая пара). Благодаря усилению взаимодействия между каждой парой проводников, в результате, пользователи гарантированно получают высокий уровень эффективности передачи данных, а также максимальная защита потока от разнообразных помех.
Рис 2.3. Подключение компьютера к коммутатору
Чтобы соединить компьютер с портом коммутатора, необходимо щелкнуть левой клавишей мыши по нужному ПК. В открывшимся графическом меню выбрать порт FastEthernet0 и протянуть кабель от устройства к коммутатору, где в аналогичном меню выбрать любой свободный порт Fast Ethernet оборудования. При этом желательно всегда придерживаться следующего правила: для сервера выбираем 0-й порт, для ПК1 — 1й порт, для ПК2 — 2й порт и так далее.
По образцу и придерживаясь правила, подключил оставшиеся устройства
Рис 2.4. Компьютерная сеть офиса
Рисунок показывает возможности программы Cisco Packet Tracer в построении компьютерной сети: наличие сетевого оборудования, кабельного соединения, вычислительных устройств; аппаратная и программная настройка сетевых интерфейсов и оборудования; построение различных топологий; работа с командной строкой; различные сетевые процессы.
При построении компьютерной сети были учтены все нормы и требования, которые только могут быть в офисе. После построения компьютерной сети были заданы IP-адреса
IP-адрес- это адрес, который используется для уникальной идентификации устройства в IP-сети. Адрес состоит из 32 двоичных разрядов и с помощью маски подсети может делиться на часть сети и часть главного узла. 32 двоичных разряда разделены на четыре октета (1 октет = 8 битов). Каждый октет преобразуется в десятичное представление и отделяется от других октетов точкой.
Поэтому принято говорить, что IP-адрес представлен в десятичном виде с точкой (например, 172.16.81.100). Значение в каждом октете может быть от 0 до 255.
IP-адреса компьютерной сети представлены в таблице 9, приложение 9.
Чтобы присвоить уникальный адрес устройству, нужно два раза щёлкнуть на оборудование. Перейти во вкладку «Desktop» и нажать «IP Configuration». После этого задать IP-адрес и маску сети к конкретному ПК.
Рис 2.5. Настройка IP-адреса ПК1
В качестве IP-адреса ПК1 был задан (поле IP Address): 192.168.1.1 из таблицы 2, все устройства имеют одну маску подсети (Subnet Mask): 255.255.255.0.
По аналогии происходит настройка оставшихся ПК.
Для оценки качества работы сети передам поток пакетов между ПК1 и ПК4 при помощи командной строки. Чтобы проверить работу сети, необходимо щёлкнуть левой кнопкой мыши на ПК1 и перейти во вкладку Desktop-Command Prompt. Прописываем команду «ping 192.168.1.4»
Рис 2.6. Проверка связи ПК1 с ПК4
Связь установлена, и сеть работает исправно
Команда «Ping» — утилита для проверки соединений в сетях на основе TCP/IP.
TTL- время жизни отправленного пакета (определяет максимальное число маршрутизаторов, которое пакет может пройти при его продвижении по сети),
time — время, потраченное на отправку запроса и получение ответа,
min — минимальное время ответа,
max — максимальное время ответа,
avg — среднее время ответа.
Источник: stud.center
1. Цель практикума
Закрепление теоретических знаний в области конструирования и исследования характеристик вычислительных сетей. Изучение программы Cisco Packet Tracer 5.3, а также приобретение практических навыков проектирования и моделирования работы сети, а также оценки принятых проектных решений.
С помощью программы Cisco Packet Tracer 5.3 необходимо построить модель вычислительной сети заданной топологии. В соответствии с топологией сети произвести подбор необходимого сетевого оборудования конкретного производителя в базе данных программы.
Задать сетевой трафик между компьютерами и произвести анализ полученных результатов. Добиться безошибочной работы модели.