ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№ 4.Призначення мережевого адаптера: • підготовка даних, що надходять від комп'ютера, до передачі мережевим кабелем; • передача даних іншому комп'ютеру; • керування потоком даних між комп'ютером і кабельною системою. Крім перетворення даних, плата мережевого адаптеру повинна вказати своє місцезнаходження, або адресу, щоб її могли відрізнити від інших плат. Мережеві адреси визначені комітетом IEEE. Цей комітет закріплює за кожним виробником плат мережевого адаптера певний інтервал адрес. Виробники " зашивають " ці адреси в мікросхеми. Завдяки цьому, кожна плата, а отже, і кожний комп'ютер мають унікальну адресу в мережі. Адаптери станцій локальних мереж безпосередньо приєднують до внутрішньої шини введення-виведення ПК. Вони дають змогу досягти значно більших швидкостей передавання, ніж через послідовний чи паралельний порти. (Фактично швидкість передавання обмежена швидкістю внутрішньої шини процесора). В адаптерах, як звичайно, апаратно реалізовані протоколи фізичного та канального рівнів еталонної моделі взаємодії відкритих систем. Адаптери різних мереж виробляють багато фірм. Вибираючи адаптер будь-якої фірми, треба звернути увагу на такі його характеристики: • до якої мережі він належить (Ethernet, Arcnet, Token Ring, FDDI та ін); • яку розрядність (8, 16, 32) має та до якої шини (ISA, EISA, PCI, MCA) приєднується; • яку має потужність та які алгоритми використовує (розрізняють адаптери для робочих станцій, серверів); • які він має роз'єднувачі та до якого кабельного середовища ЛМ приєднується. Роз'єднувачі бувають такі: BNC - для приєднання тонкого коаксіального кабелю; AUI - для приєднання товстого коаксіального кабелю; 8P8C (зазвичай називається RJ45) - для приєднання скрученої пари; МІС, ST, SC - для приєднання волоконно-оптичного кабелю. Зовнішній вигляд мережевої карти представлений на рисунках 4.1-4.4.
Рисунок 4.1 – Мережева карта с інтерфейсами BNC та RJ45 (шина ISA).
Рисунок 4.2 – Мережева карта с інтерфейсом RJ45 (шина USB).
Рисунок 4.3 – Мережева карта з інтерфейсом 1000Base-SX для оптичного кабеля (шина PCIe).
Рисунок 4.4 – Мережева карта з інтерфейсом RJ45 (шина PCMCIA). 4.2. Будова та складові частини адаптера
На рисунку 4.5 представлена будова комбінованої мережевої карти з інтерфесами BNC та RJ45 на шині ISA.
Рисунок 4.5 – Будова мережевої карти с інтерфейсами BNC та RJ45на шині ISA (1 – роз’єм під виту пару RJ-45, 2 – роз’єм для коаксіального дроту BNC, 3 – шина даних ISA, 4 – панелька під мікросхему BootROM, 5 – мікросхема контролера плати)
Мікросхема ПЗП "BootROM" призначена для завантаження операційної системи комп'ютера не з локального диска, а з сервера мережі. Таким чином можна використовувати комп'ютер, що зовсім не має встановлених дисків і дисководів. Іноді це корисно з точки зору безпеки або економії. Для установки BootROM на мережевій карті передбачена панелька під Dip корпус. Мікросхема завантаження повинна відповідати мережевій карті. На рисунку 4.6 представлена будова мережевої карти з інтерфейсом RJ45 на шині PCI.
 
Рисунок 4.6 – Будова мережевої карти с інтерфейсом RJ45на шині PCI (1 – роз’єм під виту пару RJ-45, 2 – індикатор активності, 3 – шина даних PCI, 4 – панелька під мікросхему BootROM, 3 – мікросхема контролера плати)
Мережеві карти можуть також підтримувати декілька додаткових функцій-режимів, наприклад: - BUS-Mastering; - WoL. BUS-Mastering - ця функція відноситься не лише до мережевих карт, і означає можливість пересилки даних пристроєм без участі центрального процесора. З чисто практичної точки зору наявність Bus Mastering означає, що при копіюванні даних по мережі система буде менше навантажена. При цьому на мережевій карті мають бути розпаяні схеми, що дозволяють здійснювати пряму передачу інформації, це ускладнює конструкцію і підвищує вартість адаптера. Тому на деяких дешевих мережевих адаптерах Bus Mustering відсутній, але по можливості варто встановлювати мережеві карти, що підтримують цю функцію, особливо на слабких системах, а так само на сервері, якому процесорні потужності знадобляться для інших завдань. WoL (Wake-on-Lan) – режим включення віддаленої системи через мережу. Адаптер відстежує мережевий трафік в очікуванні спеціального Wake-пакета і при його отриманні будить систему. При цьому вимагається, щоб комп'ютер був з ATX-блоком живлення, а в налаштуваннях BIOS була дозволена активація комп'ютера за запитом з порту, на який встановлена карта. Мережева карта має бути сполучена відповідним 3-жильним шнуром з Wol-роз’єм на материнській платі. У сучасних материнських платах з підтримкою PCI 2.2 і далі наявність WOL-дроту не обов’язкова, оскільки комутація здійснюється безпосередньо.
4.3. Робота адаптера під час приймання та передавання даних
Мережевий адаптер спільно з драйвером виконують дві операції: передачу і прийом кадру. Передавання даних. Комунікаційне програмне забезпечення будує кадри Ethernet та записує їх у пам'ять адаптера. У регістри керування та стану записується команда передати кадр, адреса та кількість інформації для передавання. Мережевий співпроцесор аналізує значення регістрів, бере кожен кадр, опрацьовує його згідно з вимогами протоколу і передає у мережу. Приймання даних. Мережевий співпроцесор постійно стежить через трансивер за кадрами в мережі та виділяє ті, які призначені для конкретного адаптера. У випадку надходження такого кадру співпроцесор перевіряє правильність даних, розміщує їх у пам'яті, записує в регістри керування команду приймання даних, адресу їх розміщення у пам'яті і видає для центрального процесора переривання з визначеним номером. ЦП та комунікаційне ПЗ відкидає службові дані, аналізує прийняті дані та переміщує їх в головну пам'ять. 4.4. Конфігурування адаптера
Конфігуруванням адаптера задають такі параметри: • I/O Base Address - адреса пам'яті, куди відображаються регістри стану та керування; • Base Memory Address - адреса пам'яті, куди відображається внутрішня пам'ять адаптера; • IRQ - номер переривання, за яким ЦП повідомляють про прийняті дані. Конфігурування адаптера відбувається шляхом задання значень параметрів з використанням перемикачів. Сучасні адаптери, як звичайно, не мають перемикачів, їх конфігурують спеціальними програмами, доданими до адаптера. Адаптери, що відповідають вимогам стандартів Plug and Play, можна конфігурувати автоматично засобами операційної системи. Для збільшення швидкості пересилання інформації часто використовують механізми прямого доступу до нам 'яті (Direct Memory Access (DMA)). Номер каналу DMA у цьому випадку - це ще один параметр Конфігурування адаптера.
4.5 MAC-адреса
MAC-адреса (від англ. Media Access Control - управління доступом до носія) – це унікальний ідентифікатор, що зіставляється з різними типами устаткування для комп'ютерних мереж. Більшість мережевих протоколів канального рівня використовують один з трьох просторів MAC-адрес, керованих IEEE: MAC-48, EUI-48 і EUI-64. Адреси в кожному з просторів теоретично мають бути глобально унікальними, але не всі протоколи використовують MAC-адреси, і не всі протоколи, що використовують MAC-адреси, потребують подібної унікальності цих адрес.
У широкомовних мережах (таких, як мережі на основі Ethernet) MAC-адреса дозволяє унікально ідентифікувати кожен вузол мережі і доставляти дані тільки цьому вузлу. Таким чином, MAC-адреси формують основу мереж на канальному рівні, яку використовують протоколи вищого рівня. Для перетворення MAC-адрес в адреси мережевого рівня і назад застосовуються спеціальні протоколи (наприклад, ARP і RARP в мережах TCP/IP). Адреси типу MAC-48 найбільш поширені; вони використовуються в таких технологіях, як Ethernet, Token ring, FDDI тощо. Вони складаються з 48 бітів, таким чином, адресний простір MAC-48 налічує 248 (або 281 474 976 710 656) адрес. Згідно підрахункам IEEE, цього запасу адрес вистачить щонайменше до 2100 року. EUI-48 відрізняється від MAC-48 лише семантично: тоді як MAC-48 використовується для мережевого устаткування, EUI-48 застосовується для інших типів апаратного і програмного забезпечення. Ідентифікатори EUI-64 складаються з 64 битів і використовуються в FireWire, а також в IPv6 як молодші 64 біти мережевої адреси вузла. Формат MAC-48 у зрозумілий людині формі, визначений стандартом IEEE 802 являє собою шість груп двох шістнадцяткових цифр, розділених дефісами (-) або двокрапками (:), у порядку передачі, наприклад, 01-23-45-67-89-ab, 01:23:45:67:89:ab. Ця форма також широко використовується для EUI-64. Інша конвенція зазвичай використовується мережевим обладнанням, використовуючи три групи чотирьох шістнадцяткових цифр розділених крапками (.), наприклад, 0123.4567.89ab; також у порядку передачі. Стандарти IEEE визначають 48-розрядну MAC-адресу, яка роздільна на чотири частини (рисунок 4.7). Перший біт указує, для одиночного (0) або групового (1) адресата призначений кадр, а другий – чи є він універсальним (0) або локально керованим (1). Третє поле вказує частину адреси, яку виробник отримує (при реєстрації) в IEEE, а три останні октети вибираються виробником пристрою. Адреса пристрою глобально унікальна і зазвичай зашивається в апаратуру. Четверте поле показує номер інтерфейсу.
Рисунок 4.7 – Структура MAC-адреси
Саме перші 3 октети (24 біти) утворюють так званий унікальний ідентифікатор організації (OUI). Наступні три октети вибираються виробником для кожного екземпляра пристрою. Таким чином глобально MAC-адреса пристрою, що адмініструється, є глобально унікальною і зазвичай "зашита" в апаратуру. Адміністратор мережі має можливість, замість використання "зашитої" адреси, призначити пристрою MAC-адресу на власний розсуд. Така локальна MAC-адреса вибирається довільно і може не містити інформації про OUI. Ознакою локально адміністрованої адреси є відповідний біт першого октету адреси. Для визначення MAC-адреси мережевого пристрою використовуються наступні команди: - Windows – ipconfig /all – детально описує, яка MAC-адреса до якого мережевого інтерфейсу відноситься; - Linux – ifconfig -a | grep HWaddr; - FreeBSD – ifconfig|grep ether; - Mac OS X – ifconfig.
5. Хід роботи 5.1. Занотувати інформацію щодо будови мережевих карт (з рисунками), режимів роботи, операцій прийому/передачі, параметрів адаптерів та структури MAC-адреси (з рисунком). 5.2. Визначити тип мережевого адаптера на робочому комп’ютері (назва, шина, гніздо, переривання, швідкість) за допомогою властивостей „Сетевое окружение” –> „Подключение по локальной сети” або з властивостей мережевого підключення в треї панелі задач. 5.3. Визначити ім’я комп’ютера в мережі за допомогою властивостей „Мой комп’ютер” 5.4. Запустити командний рядок за допомогою „Пуск”-> „Выполнить”-> cmd та розглянути мережеві команди (результати виконання команд занести у звіт). 5.5. Визначити IP-адресу та MAC-адресу комп’ютера за допомогою команд netstat –r або route print або ipconfig 5.6. Визначити всі комп’ютери в мережі за допомогою команди net view. 5.7. Визначити відкриті ресурси на своєму комп’ютері за допомогою команди net view <name>. 5.8. Визначити кількість рівнів для передачі даних в мережі на три з визначених комп’ютерів за допомогою команди tracert <name> 5.9. Перевірити наявність в мережі трьох з визначених комп’ютерів та визначити їх IP-адреси за допомогою команди ping <name>. 5.10. Занотувати параметри виклика ping за допомогою команди ping /? 5.11. Переслати тестові пакети різної довжини і різної кількості на три з визначених в мережі комп’ютери за допомогою команди ping –n <кількість пакетів> -l <розмір пакету> <name>
6. Контрольні питання 6.1. Яке призначення адаптера? 6.2. Назвіть основні складові адаптера. 6.3. Вкажіть де встановлюється адаптер. 6.4. Які роз'єднувачі до якого кабельного середовища ЛОМ використовують для приєднання адаптера? 6.5. Як здійснюється передавання даних адаптером? 6.6. Як здійснюється прийом даних адаптером? 6.7. Як визначається адреса комп’ютера в мережі?
7.Література
[2] с. 74-77 [3] с. 271-285 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№ 4.
|
