Iv всероссийской научно-практической конференции (Омск, 4 июля 2017 г.) Омск 2017

Ключевые слова: проектирование вычислительных сетей, проект, топология, трафик, сервер. 
В соответствии с Федеральными государственными образовательными стандартами 
высшего образования (ФГОС ВО) по направлению «Прикладная информатика» выпускник 
должен обладать следующими профессиональными компетенциями: способностью разраба-
тывать, внедрять и адаптировать прикладное программное обеспечение; способностью осу-
ществлять ведение базы данных и поддержку информационного обеспечения решения при-
кладных задач [3]. 
В образовательном комплексе рассмотрены основные понятия вычислительных систем, 
сетей, структура и характеристики систем телекоммуникаций, моделирование передачи дан-
ных в вычислительной сети. 
В этот комплекс включен цикл лабораторных работ по следующим темам: сканирование 
диапазона IP-адресов; создание карты сети; выполнение трассировки сети; анализ трафика в 
сетях и работа с адресами IP сетей; моделирование передачи данных в сети; создание модели 
сети; анализ сетевого проекта в различных сценариях прохождения сетевого трафика. 
В описаниях работ сформулированы цели их выполнения, дан перечень необходимых 
программных средств и теоретические сведения. В результате выполнения лабораторных ра-
бот студенты должны сформировать умение выбирать технические решения по организации 
информационных сетей начального уровня, проектировать IP-сети с учетом архитектуры со-
ставной сети, работать с основными протоколами стека TCP/IP. 
При изучении темы «Проектирование вычислительных сетей» используются програм-
мы 10-Strike Network Diagram и NetCracker. 10-Strike Network Diagram применяется для соз-
дания схем локальных сетей, позволяющая обнаружить сетевые устройства и поместить их 
на карту-схему. Программа 10-Strike Network Diagram предназначена для построения схем 
сетей для Windows. С ее помощью можно просканировать топологию сети и найти все под-
ключенные устройства. Все обнаруженные компьютеры, коммутаторы и маршрутизаторы по-
мещаются на схему [4]. Если коммутаторы поддерживают протокол SNMP (Simple Network 
Management Protocol), то программа определит топологию сети и нарисует связи между уст-
ройствами автоматически. Также поддерживаются trace route и протокол LLDP (Link Layer 
Discovery Protocol). 
© Л.Ф. Зиангирова, 2017 

---

185
Программное обеспечение NetCracker необходимо для использования анимации при 
визуализации движения пакетов, нагрузки сети для моделирования и анализа работоспособ-
ности сети. Программа NetCracker позволяет проверять связность сети, возможность и эф-
фективность использования сетевых устройств. Данная система включает библиотеку гото-
вых сетевых устройств и дает возможность определять новые типы устройств. Область при-
менения программы NetCracker – создание проекта сетевого решения, тестирование данного 
решения и документирование окончательного варианта [2]. 
Рассмотрим выполнение работ на примере NetCracker. 
При выполнении лабораторных работ студенты: 
– осваивают графический интерфейс NetCracker, знакомятся с основными возможно-
стями данной программы и общими принципами моделирования сети в ней; 
– знакомятся с возможностями NetCracker в отношении анализа трафиков в сети по-
средством моделирования процессов передачи данных; 
– создают модели сети, задают трафики, получают результаты моделирования и изуча-
ют основные конфигурации сетей; 
– применяют NetCracker для анализа поведения существующего сетевого проекта в 
различных сценариях прохождения трафика; знакомятся с типовыми многоуровневыми кон-
фигурациями корпоративных сетей. 
С помощью материала для лабораторной работы организуется самостоятельная работа 
студентов, например, выполнение индивидуального задания.
Приведем пример такого задания. 
1. Создать проект сети с топологией «звезда» и составом оборудования (сервер S1, 
коммутатор и три рабочие станции № 1, № 2, № 3): 
– задать трафик с профилем LAN peer-to-peer между всеми рабочими станциями; 
– увеличивая трафик за счет изменения задержки между пакетами «Time between 
transactions» профиля LAN peer-to-peer, получить максимально возможную загрузку каналов 
связи; 
– записать полученное значение параметра задержки и процент загрузки каналов [1]. 
2. Создать проект сети с топологией «звезда» и составом оборудования (два сервера 
(S1, S2), две лаборатории по десять компьютеров, три коммутатора): 
– задать трафик: с профилем File server
′
s client между рабочими станциями в лаборато-
рии № 1 (приемник трафика сервер S1); с профилем HTTP client в лаборатории № 1 (прием-
ник трафика сервер S2); с профилем HTTP client в лаборатории № 2 (приемник трафика сер-
вер S2); 
– определить максимально возможный трафик компьютеров лаборатории № 1 и узкое 
место сети, увеличивая частоту поступления запросов клиентов на сервер S2 за счет умень-
шения времени между транзакциями [1]. 
Целесообразно предложить более сложное задание на сбор сети с заданной топологией 
и спецификациями. Приведем пример такого задания. 
Построить вычислительную сеть следующей топологии и оборудования: 
– рабочие станции № 1, № 2, № 3 и сервер S1 соединены между собой по технологии 
Fast Ethernet с использованием неэкранированной витой пары и коммутатора; 
– сеть Ethernet связана с помощью маршрутизатора и моста с сетями 16 Мбит/с Token 
Ring и сетью Fast Ethernet соответственно; 
– рабочие станции № 4, № 5 и сервер S2 соединены в сеть Token Ring; 
– рабочие станции № 6, № 7, № 8 и сервер S3 соединены по технологии Fast Ethernet; 
– сервер S1 обслуживает рабочие станции № 1, № 2, № 3 и CAD/CAM-приложения; 

---

186
– сервер S2 – файл-сервер для рабочих станций № 4 и № 5, обслуживающий их как 
клиентов базы данных; 
– сервер S3 обслуживает HTTP, FTP, POP3-клиентов; 
– рабочие станции № 3, № 5, № 7, № 8 – POP3-клиенты; все рабочие станции обраща-
ются за файлами на FTP-сервер; 
– кроме серверов, рабочие станции внутри своих сетей взаимодействуют друг с другом 
по трафику Small office peer-to-peer; 
– размер ответа на запрос всех серверов рассчитывается по нормальному закону. Мате-
матическое ожидание равно 1000, дисперсия – 400, размер дан в байтах; 
– задержка ответа на запрос сервера S1 распределена по экспоненциальному закону, 
математическое ожидание равно 4; 
– задержка ответа на запрос сервера S2 распределена по нормальному закону, матема-
тическое ожидание равно 2, дисперсия – 0,5, время дано в секундах; 
– задержка ответа на запрос сервера S3 распределена по закону Эрланга, математиче-
ское ожидание равно 1,5, дисперсия – 0,4, время дано в секундах; 
– необходимо вывести следующую статистику: для всех серверов – текущую нагрузку 
и количество полученных пакетов; для сегментов – процент использования. 
Применяя данную методику при изучении темы «Проектирование вычислительных се-
тей», можно создавать проекты вычислительных сетей различной сложности и проводить 
анализ, используя технологию имитационного моделирования.