close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

KaspinKosmatchev

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ, СЕТИ
И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
Санкт-Петербург
2017
Составители: Каспин Д. Я., Космачев В. М., Петренко В. В., Степанов А. Г.
Рецензент – доктор технических наук, профессор Сергеев М. Б.
Рассмотрен цикл лабораторных работ по дисциплине «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации». Цель лабораторных
работ – формирования практических знаний об основах построения и
эксплуатации вычислительных систем и сетей.
Предназначены для студентов специальности 09.03.03 «Прикладная информатика (в экономике)».
Публикуется в авторской редакции
Компьютерная верстка А. Н. Колешко
Сдано в набор 15.02.17. Подписано к печати 27.02.17. Формат 60 × 84 1/16.
Усл. печ. л. 5,6. Тираж 50 экз. Заказ № 50.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения, 2017
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Анализ и синтез комбинационных схем с одним выходом
Целью работы является изучение принципов построения комбинационных (логических) схем.
В любых схемах ЭВМ обработка входной информации Х в выходную Y обеспечивается преобразователями или цифровыми автоматами двух видов: комбинационными схемами и схемам с памятью.
Комбинационные схемы (КС) – это схемы, у которых выходные
сигналы Y = (у1, у2,..., уm) в любой момент времени однозначно определяются совокупностью входных сигналов Х = (х1, х2,..., хп), поступающих в тот же момент времени. Рассматриваемые схемы называются комбинационными потому, что выходной результат зависит
только от комбинации входных сигналов и формируется сразу же
при поступлении входных сигналов, в силу чего одним из достоинств комбинационных схем является их высокое быстродействие.
Преобразование информации описывается логическими функциями вида Y = f(X). Значение функции различно для разных комбинаций входных переменных и может быть задано с помощью специальной таблицы – таблицы истинности. В левой части этой таблицы перечислены всевозможные комбинации входных переменных,
а в правой – возможные значения выходных сигналов. По данной
таблице несложно составить аналитическое выражение для функции. Для этого наборы переменных, на которых функция принимает значение единицы, записываются как конъюнкции входных
переменных и объединяются знаками дизъюнкции. Такие формы
функций получили название дизъюнктивных нормальных форм
(ДНФ). Если в этих функциях конъюнкции содержат все без исключения переменные в прямом или инверсном значении, то такая форма функций называется совершенной.
Алгебра логики устанавливает правила формирования логически
полного базиса простейших функций, из которых могут строиться
любые более сложные. Наиболее привычным базисом является набор трех функций: инверсия (НЕ), дизъюнкция (ИЛИ), конъюнкция
3
(И). Алгебра логики устанавливает, что существуют и другие комбинации простейших логических функций, обладающих свойством логической полноты. Например, наборы логических функций ИЛИ-НЕ
(«отрицание-дизъюнкции» – Стрелка Пирса) или И-НЕ («отрицаниеконъюнкции» – штрих Шеффера) также являются логически полными. Последние интересны еще и тем, что являются минимальными
базисами, т.к. включают только по одной операции.
Полученное на основе таблицы истинности логическое выражение функции в виде совершенной дизьюнктивной формы упрощается путем его минимизации.
Техническое устройство, построенное в соответствии с упрощенным выражением имеет минимальные аппаратные затраты.
Задача минимизации логических функций решается на основе применения законов склеивания и поглощения с последующим
перебором получаемых дизъюнктивных форм и выбором из них оптимальной (минимальной). Существует большое количество методов минимизации логических функций. Все они отличаются друг
от друга спецификой применения операций склеивания и поглощения, а также различными способами сокращения переборов. Среди
аналитических методов наиболее известным является метод Квайна – МакКласки, среди табличных – метод с применением диаграмм
Вейча (карт Карно). Графические методы минимизации отличаются большей наглядностью и меньшей трудоемкостью, однако их
применение эффективно при малом числе переменных (меньше 5).
Рассмотрим последовательность действий минимизации логических функций на примере.
Найти минимальную дизъюнктивную форму функции Y = f(x1,
x2, x3), заданной таблицей истинности (табл. 1).
Таблица 1
4
x1
x2
x3
Y
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
По данным таблицы запишем аналитическое выражение:
y =x1 x2 x3 ∨x1 x2 x3 ∨x1 x2 x3 ∨x1 x2 x3 ∨x1 x2 x3 ∨x1 x2 x3
Пунктирными линиями в этом выражении отмечены пары конъюнкций, к которым можно применить операцию склеивания.
Особенно хорошо это видно при использовании диаграммы Вейча, в которой «склеиваемые» конъюнкции находятся по соседству
друг с другом. Диаграмма Вейча (табл. 2) просто по-другому интерпретирует таблицу истинности (табл. 1).
Таблица 2
x2
x1
x1 x2 x3
x1
x1 x2 x3 *
x3
x2
x1 x2 x3 *
x1 x2 x3 *
x1 x2 x3 *
x1 x2 x3 *
x1 x2 x3
x3
x1 x2 x3 *
x3
После выделения конъюнкций (они отмечены звездочкой), видно, какие конъюнкции могут образовывать пары для склеивания.
У данной функции существует пять безызбыточных дизъюнктивных форм, из которых только две являются минимальными.
Одну из них можно получить, если взять пары для склеивания как
указано на диаграмме Вейча. В результате получается минимизированное логическое выражение:
y4 = x1 x3 ∨ x2 x3 ∨ x1 x2
В соответствии с полученным минимизированным логическим
выражением строится функциональная электрическая схема.
Признаком комбинационной схемы является отсутствие цепей
обратной связи. Примерами комбинационных схем являются: сумматоры, схемы сравнения и преобразования кодов, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры и большинство
арифметических устройств.
Комбинационная схема строится на основе логических элементов, реализующих функции алгебры логики. Число входов таких
элементов соответствует числу аргументов воспроизводимой булевой функции. Логические элементы различаются между собой видом реализуемой функции, количеством входов и выходов, технологией изготовления (электрическими параметрами).
5
Современные технологии позволяют изготавливать микросхемы, содержащие десятки тысяч логических элементов.
Группа интегральных микросхем (ИМС), выполненных по одинаковой или близкой технологии, имеющих сходные технические
характеристики и предназначенных для совместной работы в составе средств вычислительной техники, называется серией ИМС.
Основу каждой серии ИМС составляют логические элементы (ЛЭ).
Примечание: Особенностью лабораторной установки, на которой
проводятся работы этого курса, является то, что свободные входы
всех ИМС трактуются ею как подключенные к сигналу «Лог.О», неиспользуемые И-входы либо объединяют с используемым входом
(если при этом не превышена нагрузка для источника сигнала),
либо подключают к источнику сигнала «Лог. 1». Таким источником
может быть элемент И-НЕ с зануленными входами.
Описание мнемосхемы эмулятора
универсального лабораторного комплекса
На мнемосхеме эмулятора универсального лабораторного комплекса размещены:
– кнопки (перключатели) с гнездами и индикаторами для задания входных переменных при изучении работы собранных схем.
– Логические элементы: 8 элементов «2ИЛИ»; 8 элементов «2И»;
8 элементов «2ИЛИ-НЕ»; 8 элементов «2И-НЕ»; 6 элементов «НЕ»
(инверторов); 4 элемента «5ИЛИ-НЕ»; 4 элемента «4И-НЕ»; 4 элемента «М2»
Гнезда и индикаторы на входах и выходах всех элементов обеспечивают соединение элементов и контроль состояния входов и выходов (если индикатор не горит – состояние «О», горит – состояние
«1»).
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– рассчитать индивидуальное задание на выполнение лабораторной работы в соответствии со следующим алгоритмом: значения
выходной функции для 3 входных аргументов соответствуют значениям двоичных разрядов 8-битового ascii-кода 3 буквы фамилии
студента
В соответствие с заданием:
6
– составить таблицу истинности;
– написать СДНФ заданной функции;
– минимизировать СДНФ;
– начертить схему электрическую функциональную в базисе
Буля (для студентов с номерами в списке группы 1, 4 и т. д. с шагом
3) Шеффера (с номерами 2, 5 и т. д. с шагом 3), Пирса (с номерами 3,
6 и т. д. с шагом 3);
Запустить эмулятор в режиме «Логические элементы».
Собрать на мнемосхеме схему электрическую функциональную
в одном из базисов в соответствии с индивидуальным заданием.
Нажать кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана.
В выпадающем окне нажать строчку «Пуск».
Изменяя значения переменных на входах собранной схемы проверить работоспособность схемы по таблице истинности.
В случаи несовпадения результатов найти ошибку и устранить
ее. Для этого внести исправления в схему в режиме «Стоп».
После устранения ошибочных соединений снова перейти к проверке работоспособности схемы в соответствие с таблицей истинности.
Отчет должен содержать: цель работы, таблицу истинности,
СДНФ, составленной по таблице истинности, минимизация логической функции с помощью диаграммы Вейча, схемы электрические
функциональные представленные в базисах: Буля, Пирса или Шеффера, выполненные в соответствии с ЕСКД ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ.ЭЛЕМЕНТЫ ЦИФРОВОЙ
ТЕХНИКИ, ГОСТ 2.743-91, выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Что такое логическая функция?
2. Что такое логический элемент?
3. Что представляет собой таблица истинности логической функции?
4. Что такое элементарная логическая функция?
5. Что такое дизъюнктивная нормальная форма логической
функции?
6. Что такое совершенная дизъюнктивная нормальная форма логической функции (СДНФ)?
7. Что такое конъюнктивная нормальная форма логической
функции?
7
8. Что такое совершенная конъюнктивная нормальная форма логической функции (СКНФ)?
9. Как записать СДНФ логической функции по таблице истинности?
10. Как проверить правильность законов алгебры логики с помощью таблицы истинности?
11. Что такое функционально полная система логических элементов?
12. Как построить комбинационную схему по СДНФ логической
функции?
8
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Анализ и синтез дешифратора и шифратора
Цель работы изучение принципов построения дешифратора и
шифратора.
Дешифраторы (ДШ) – это комбинационные схемы с n входами и
m = 2n выходами. Единичный сигнал, формирующийся на одном из
m выходов, однозначно соответствует комбинации входных сигналов. Например, разработка структуры ДШ для n = 3 согласно методике, изложенной в описании лабораторной работы №1, позволяет
получить 8 (по количеству функций-выходных сигналов) таблиц истинности (табл. 3) и логические зависимости.
Таблица 3
Таблица истинности дешифратора
Входы
Выходы
x1
x2
x3
у0
y1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
...
y5
...
0
0
0
0
0
1
0
0
...
y7
...
0
0
0
0
0
0
0
1
Дешифраторы широко используются в ЭВМ для выбора информации по определенному адресу, для расшифровки кода операции
и др.
Логические зависимости дешифратора:
=
y0 x=
y4 x1 x2 x3
1 x2 x3
=
y1 x=
y5 x1 x2 x3
1 x2 x3
=
y2 x=
y6 x1x2 x3
1x2 x3
=
y3 x=
y7 x1x2 x3
1x2 x3
На рис. 1 представлены структурная схема ДШ, построенная
в базисе (И-НЕ, И), и условное ее обозначение на принципиальных
электрических схемах ЭВМ. Кружочки у линий, выходящих из ло9
а) x1 x2 x3
&
1
1
y0
&
1
y1
б)
x1
x2
x3
1
2
3
DC
С1
С2
С3
.
.
.
&
0
1
2
3
4
5
6
7
y0
y7
y7
Рис. 1. Структурная схема дешифратора (а) и
обозначение дешифратора на принципиальных электрических схемах (б)
гических элементов, указывают на инверсию функций, реализуемых элементами.
Шифратор (ШР) решает задачу, обратную схемам ДШ, т. е. по номеру входного сигнала формирует однозначную комбинацию выходных сигналов. Номер входного сигнала определяется присутствием
логической единицы на соответствующем входе (только одном). Соответствие комбинации выходных сигналов номеру входного можно задать соответствующей таблицей. Для 4 входных сигналов она
может выглядеть следующим образом – таблица 4.
Таблица 4
Входы
Выходы
x1
x2
x3
x4
y1
y2
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
Состояния входов табл. 4 содержат только по одному единичному
элементу. Другие произвольные комбинации входов недопустимы.
Данная таблица, по существу, представляет из себя 2 неполные
таблицы истинности для двух выходных сигналов – y1 и y2. Полные
таблицы истинности представлены в табл. 5.
10
Таблица 5
Входы
Выходы
x1
x2
x3
x4
y1
y2
0
0
0
0
0*
0*
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0*
1*
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1*
1*
0
1
1
0
1*
0*
0
1
1
1
1*
1*
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1*
1*
1
0
1
0
1*
1*
1
0
1
1
1*
1*
1
1
0
0
1*
1*
1
1
0
1
1*
1*
1
1
1
0
1*
1*
1
1
1
1
1*
1*
Значения выходных сигналов со знаком * означают, что они не
были заданы в исходной табл. 4 и могут быть заданы произвольно.
В данном случае это доопределение делалось из условия минимизации логических схем, реализующих таблицы истинности, что иллюстрируется диаграммой Вейча для функции y1 – табл. 6
Таблица 6
x4
x4
x1
x1
x4
1*
1*
1*
1
x2
1*
1*
1*
1*
1*
1*
1*
1
x2
0
0*
0
0*
x3
x2
x3
11
В результате получается минимизированное логическое выражение:
y1 = x1 v x2
Аналогично для функции y2:
y2 = x1 v x3
Пример построения ШР для 7 входных сигналов иллюстрируется неполными таблицами истинности для трех выходных сигналовлогических функций (табл. 7) и схемами на рис. 2.
Таблица 7
Таблица истинности шифратора
Входы
Выходы
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
y1
y2
y3
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
а) x0 x1
x2 x3 x4 x5 x6 x7
б)
&
&
&
y0
x0
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
y1
0
1
2
3
4
5
6
7
CD
0
y0
1
y1
2
y2
y2
Рис. 2. Структурная схема шифратора (а) и обозначение шифратора на
принципиальных электрических схемах (б)
12
Логические зависимости шифратора:
y2 = x1 ∨ x3 ∨ x5 ∨ x7
y1 = x2 ∨ x3 ∨ x6 ∨ x7
y0 = x4 ∨ x5 ∨ x6 ∨ x7
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– получить у преподавателя индивидуальное задание на выполнение лабораторной работы;
В соответствие с заданием оформить отчет по лабораторной работе:
– составить таблицы истинности;
– написать СДНФ полученных функций;
– начертить схемы электрические функциональные в базисе
Буля (для студентов с номерами в списке группы 1, 4 и т. д. с шагом
3), Шеффера (с номерами 2, 5 и т. д. с шагом 3) или Пирса (с номерами 3, 6 и т. д. с шагом 3)
Запустить эмулятор в режиме «Логические элементы».
Собрать на мнемосхеме схему электрическую функциональную
в одном из базисов.
Нажать кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана.
В выпадающем окне нажать строчку «Пуск».
Изменяя значения переменных на входах собранной схемы проверить работоспособность схемы по таблице истинности.
В случаи несовпадения результатов найти ошибку и устранить
ее. Для этого внести исправления в схему в режиме «Стоп».
После устранения ошибочных соединений снова перейти к проверке работоспособности схемы в соответствие с таблицей истинности.
Отчет должен содержать цель работы, таблицу истинности,
СДНФ, составленной по таблице истинности, схемы электрические
функциональные представленные в базисах: Буля, Пирса или Шеффера, выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Объясните принцип работы дешифратора
2. Чему равно количество входов и выходов дешифратора
13
3. Изобразите условное обозначение шифратора и дешифратора
4. Можно ли построить полный дешифратор на элементах базиса
И, ИЛИ, НЕ?
5. Можно ли построить полный дешифратор на элементах базиса
И-НЕ?
6. Можно ли построить полный дешифратор на элементах базиса
ИЛИ-НЕ?
14
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Анализ и синтез компаратора и схемы сложения по модулю 2
Целью работы является изучение принципов построения компаратора и семы сложения по модулю 2.
Схемы сравнения, или компаратор, обычно строятся как поразрядные. Они широко используются и автономно, и в составе более
сложных схем, например, при построении сумматоров.
Таблица истинности (табл. 8) отражает логику работы i-го разряда схемы сравнения при сравнении двух векторов – А и В. На рис. 3
показана структурная схема компаратора.
Таблица 8
Таблица истинности компаратора
Входы
Выходы
ai
bi
Yi
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
Логическая зависимость компаратора:
Yi =
ai bi ∨ ai bi =
ai bi ∨ ai bi =
ai ⊕ bi
На схеме рис. 3, помимо выхода Yi, фиксирующего равенство
значений разрядов, показаны выходы zm и zb, соответствующие сигналам «больше» и «меньше».
Схемы сложения по модулю 2 описывают логику двоичной алгебры для одного двоичного разряда.
а)
ai
1
&
б)
ai
zm
1
bi
1
&
zb
a
== >
=
yi
bi
b
<
zm
yi
zb
Рис. 3. Структурная схема компаратора (а) и
обозначение компаратора на принципиальных электрических схемах (б)
15
Таблица истинности схемы сложения по модулю 2 представлена
в табл. 9 и отражает логику работы i-го разряда.
Таблица 9
Таблица истинности схемы сложения по модулю 2
Входы
ai
0
0
1
1
Выходы
bi
0
1
0
1
Yi
0
1
1
0
Логическая зависимость схемы сложения по модулю 2:
Yi =
ai bi ∨ ai bi =
ai ⊕ bi
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– оформить отчет по лабораторной работе;
В соответствие с заданием:
– составить таблицы истинности;
– написать СДНФ полученных функций;
– начертить схемы электрические в базисе Буля (для студентов
с номерами в списке группы 1, 4 и т. д. с шагом 3), Шеффера (с номерами 2, 5 и т. д. с шагом 3) или Пирса (с номерами 3, 6 и т. д. с шагом
3);
Запустить эмулятор в режиме «Логические элементы».
Собрать на мнемосхеме схему электрическую функциональную
в одном из базисов.
Нажать кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана.
В выпадающем окне нажать строчку «Пуск».
Изменяя значения переменных на входах собранной схемы проверить работоспособность схемы по таблице истинности.
В случаи несовпадения результатов найти ошибку и устранить
ее. Для этого внести исправления в схему в режиме «Стоп».
После устранения ошибочных соединений снова перейти к проверке работоспособности схемы в соответствие с таблицей истинности.
Отчет должен содержать цель работы, таблицу истинности,
СДНФ, составленной по таблице истинности, схемы электрические
16
функциональные представленные в базисах: Буля, Пирса или Шеффера, выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Что такое компаратор?
2. Какую функцию реализует схема по модулю 2?
3. Как логически связаны выходные функции компаратора и
схемы по модулю 2?
4. Возможно ли построение схемы компаратора в базисе И-НЕ?
17
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Анализ и синтез комбинационного сумматора
Цель работы – изучение принципов построения комбинационного сумматора.
Принципы построения и работы комбинационного сумматора
вытекают из правил сложения двоичных цифр. При сложении одноразрядных двоичных цифр можно выявить закономерности в построении и многоразрядных сумматоров.
Сначала рассмотрим сумматор, обеспечивающий сложение двух
двоичных цифр a1 и b1, считая, что переносы из предыдущего разряда не поступают. Этой логике отвечает сложение младших разрядов двоичных чисел. Процесс сложения описывается таблицей
истинности (табл. 10) и логическими зависимостями, где Si – функция одноразрядной суммы и Pi – функция формирования переноса.
Перенос формируется в том случае, когда ai = 1 и bi = 1.
Таблица 10
Таблица истинности комбинационного полусумматора
Входы
ai
0
0
1
1
Выходы
bi
0
1
0
1
Si
0
1
1
0
Pi
0
0
0
1
По таблице истинности формируются следующие логические зависимости:
Si = ai ⋅ bi ∨ ai ⋅ bi = ai ⊕ bi
P=
i ai ⋅ bi
Зависимости соответствуют логике работы самого младшего разряда любого сумматора. Структурная схема одноразрядного сумматора (полусумматора) представлена на рис. 4
Логические зависимости полусумматора Si и схемы сложения по
модулю 2 совпадают и инверсны по отношению к компаратору.
Уравнения, положенные в основу одноразрядного сумматора, используются и при построении многоразрядных сумматоров. Логика
работы каждого разряда сумматора описывается табл. 10, которую
можно считать его таблицей истинности.
18
а)
ai
1
bi
б)
&
1
1
&
&
HS
si
ai
si
bi
pi
pi
Рис. 4. Структурная схема полусумматора (а)
и обозначение полусумматора (б)
Таблица истинности сумматора, учитывающего сигналы переноса, отличается от таблицы полусумматора дополнительным входом
р – переносом из предыдущих разрядов.
Исходные логические зависимости, формируемые по табл. 10,
имеют следующие совершенные ДНФ:
Si = abp ∨ ab p ∨ ab p ∨ abp
Pi = abp ∨ abp ∨ ab p ∨ abp
а)
a
b
p
a ==
b
a ==
=
&
&
б) a
b
p
1
SM
si
pi
si
=
b
a ==
&
=
b
&
&
1
pi
&
Рис. 5. Структурная схема одного разряда комбинационного сумматора:
а – структурная схема одного разряда; б – условное изображение
19
s0
SM
s1
p0
SM
p1
a0
b0
a1 b 1
sn
SM
...
pn
an b n
Рис. 6. Структурная схема многоразрядного
комбинационного сумматора
Преобразование этих выражений приводит к следующим зависимостям:
(
) (
) (
= p(a ⊕ b) ∨ b(a ⊕ p) ∨ a(b ⊕ p)
)
Si = p ab ∨ ab ∨ b ap ∨ ap ∨ a b p ∨ bp =
Pi = ab ∨ ap ∨ bp
В приведенных выражениях индексы у переменных в правых частях уравнений опущены.
Структурная схема многоразрядного комбинационного сумматора изображена на рис. 6.
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– оформить отчет по лабораторной работе;
В соответствие с заданием: составить таблицу истинности; написать СДНФ заданной функции; начертить схему электрическую
функциональную в базисе Буля (для студентов с номерами в списке группы 1, 4 и т. д. с шагом 3), Шеффера (с номерами 2, 5 и т. д.
с шагом 3) или Пирса (с номерами 3, 6 и т. д. с шагом 3); запустить
эмулятор в режиме «Логические элементы», собрать на мнемосхеме
схему электрическую функциональную в одном из базисов. Нажать
кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана. В выпадающем
окне нажать строчку «Пуск». Изменяя значения переменных на
входах собранной схемы проверить работоспособность схемы по таблице истинности. В случаи несовпадения результатов найти ошиб20
ку и устранить ее, для этого внести исправления в схему в режиме
«Стоп». После устранения ошибочных соединений снова перейти
к проверке работоспособности схемы в соответствие с таблицей истинности.
Отчет должен содержать: цель работы, таблицу истинности,
СДНФ, составленной по таблице истинности, схемы электрические
функциональные представленные в базисах Буля, Пирса или Шеффера, выводы о проделанной работе
Контрольные вопросы
1. Какие три основные логические выражения лежат в основе
выполнения алгебраического сложения двух чисел?
2. В чем принципиальное отличие комбинационных сумматоров
от накапливающих?
3. Как определяется быстродействие одноразрядного сумматора
и пятиразрядного?
4. Как построить полный одноразрядный сумматор из полусумматоров?
5. Что собой представляет одноразрядный сумматор комбинационного типа?
6. Какие логические функции реализует одноразрядный сумматор комбинационного типа?
7. Объясните порядок синтеза одноразрядного двоичного сумматора.
21
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Анализ и синтез RS-триггера
Цель работы – изучение принципов построения RS-триггера.
Более сложным преобразователем информации являются схемы
с памятью. Наличие памяти в схеме позволяет запоминать промежуточные состояния обработки и учитывать их значения в дальнейших преобразованиях. Выходные сигналы Y = (у1, у2, ..., уm) в схемах
данного типа формируются не только по совокупности входных сигналов Х = (х1, х2, ..., хп), но и по совокупности состояний схем памяти
Q = (q1, q2, ..., qп). При этом различают текущий дискретный момент
времени t и последующий (t + 1) момент времени.
Передача значения Q между моментами времени t и (t + 1) осуществляется обычно с применением двухступенчатой памяти и синхронизирующих импульсов (СИ).
В качестве простейшего запоминающего элемента в современных
ЭВМ используют триггеры. Самая простейшая схема триггера (RSтриггер) может быть синтезирована по общим правилам (см. Лабораторная работа №1). В данном случае для этого необходимо построить автомат памяти – триггер, имеющий вход R (Reset – сброс), для
установки элемента в «нулевое состояние» и вход S (Set – установка) – для установки элемента в «единичное» состояние. При отсутствии сигналов R = S = 0 элемент должен сохранять свое состояние до
тех пор, пока не будут получены новые сигналы на входе R или S.
Таблица 11
Условия работы триггера
22
R
Входы
S
qt
Состояние qt+1
Выход
Режим
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
?
?
Хранение
Хранение
Установка 0
Установка 0
Установка 1
Установка 1
Запрещенное состояние
Запрещенное состояние
Условия работы триггера могут быть показаны в виде таблицы
переходов, представляющей собой модификацию таблицы истинности. Наиболее простой вид она имеет для автомата, описываемого
системой уравнений автомата Мура.
Содержание таблицы расшифровывается следующим образом.
Элемент памяти может сохранять значение qt = 0 или qt = 1 в зависимости от установки ранее установленного состояния. При отсутствии входных сигналов на входах R и S (R = 0 и S = 0) значения qt+l
в первой строке таблицы в точности повторяют значения qt. При поступлении сигнала R = l (сигнала установки «нуля») элемент независимо от своего состояния принимает значение, равное нулю, qt+l = 0.
Если же на вход S поступает сигнал установки «единицы» (S = l), то
qt+l = l независимо от предыдущего состояния qt. Одновременное поступление сигналов на входы R и S является запрещенной ситуацией, так как она может привести к непредсказуемому состоянию.
В схемах формирования сигналов R и S должны быть предусмотрены блокировки, исключающие их совпадения, S = R = 1.
Для таблицы переходов может быть построена диаграмма Вейча
(табл. 12).
Таблица 12
Диаграмма Вейча для таблицы переходов триггера
R
R
q
q
S
S
q
В этой таблице знаком «~» отмечены запрещенные комбинации
входных сигналов и они могут быть использованы для упрощения
логических зависимостей. Логическая зависимость, описывающая
работу элемента памяти, принимает вид:
qt +1 = St ∨ qt ⋅ Rt
Для реализации полученной зависимости в базисе И-НЕ применим правило де Моргана и получим функцию
qt +1 = St ∨ qt Rt = St ⋅ qt ⋅ Rt
23
По данной зависимости можно построить схему элемента памяти – асинхронного RS-триггера. В этой схеме
следует только соединить выход qt+1 со
входом qt (рис. 7).
На рис. 8 приведено обозначение
&
асинхронного RS-триггера на принциSt
пиальных электрических схемах
qt+1
RS-триггер нашел широкое распространение в схемах ЭВМ. Одиночные
Рис. 7. Структурная схема
асинхронного RS-триггера
триггеры этого типа часто используются в различных блоках управления.
T
В асинхронных
S
RS-триггерах имеется один сущеR
ственный недостаток, обусловленный
самой логикой их построения, т. е.
Рис. 8. Обозначение
в них сигналы R и S должны быть разна принципиальных
несены во времени. Дополнение этого
электрических схемах
триггера комбинационными схемами
асинхронного RS-триггера
синхронизации на входе и выходе позволяет получить триггеры с более сложной логикой работы: синхронные RS-, Т-, JK-, D-триггеры и целый ряд комбинированных
RS-T-, JK-RS-, D-RS-триггеров.
Прописные буквы в названиях триггеров обозначают:
– R (Reset – сброс) – вход установки триггера в нулевое состояние, Q = 0;
– S (Set – установка) – вход установки триггера в единичное состояние, Q = 1;
– T (Toggle —релаксатор) – счетный вход триггера;
– J (Jerk – внезапное включение) – вход установки JK-триггера
в единичное состояние, Q = l;
– K (Kill – внезапное выключеq
&
&
ние) –
Q = 0;
S
– D (Delay – задержка) – вход установки триггера в единичное или нулевое соC
стояние на время, равное одному такту;
– С (Clock – часы) – вход синхрони&
&
R
зирующих тактовых импульсов.
На рис. 9 показана схема синхронРис. 9. Синхронный RS-триггер ного однотактного RS-триггера.
Rt
24
&
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– оформить отчет по лабораторной работе;
В соответствие с заданием:
– составить таблицу истинности;
– написать СДНФ заданной функции;
– начертить схему электрическую функциональную в базисе
Буля (для студентов с номерами в списке группы 1, 4 и т. д. с шагом
3), Шеффера (с номерами 2, 5 и т. д. с шагом 3) или Пирса (с номерами 3, 6 и т. д. с шагом 3).
Запустить эмулятор в режиме «Логические элементы»
Собрать на мнемосхеме схему электрическую функциональную
в одном из базисов
Нажать кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана.
В выпадающем окне нажать строчку «Пуск».
Изменяя значения переменных на входах собранной схемы проверить работоспособность схемы по таблице истинности.
В случаи несовпадения результатов найти ошибку и устранить
ее. Для этого внести исправления в схему в режиме «Стоп».
После устранения ошибочных соединений снова перейти к проверке работоспособности схемы в соответствие с таблицей истинности.
Отчет должен содержать цель работы, таблицу истинности,
СДНФ, составленная по таблице истинност, схемы функциональные, представленные в базисах Буля, Пирса или Шеффера, выводы
о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Опишите логику работы RS-триггера.
2. Составьте таблицу переходов RS-триггера.
3. Как запрещенные комбинации входных сигналов могут
быть использованы для упрощения логических зависимостей RSтриггера.
4. В чем отличие синхронного и асинхронного RS-триггера.
5. Что такое двухтактный RS-триггер?
6. Условное обозначение RS-триггера.
7. Чем отличается работа RS-триггера с прямыми входами от работы RS-триггера с инверсными входами?
8. Почему комбинация сигналов 11 на входах RS-триггера называется «запрещенной»?
25
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Анализ и синтез D-триггера и T-триггера
Цель работы изучение принципов построения D-триггера и
T-триггера.
Т-триггер – триггер со счетным входом при значении Xt = 0 сохраняет свое ранее установленное состояние – режим хранения состояния, при Xt = 1 триггер переходит в противоположное состояние.
Таблица переходов (табл. 13) отражают динамику работы этого элемента.
Таблица 13
Таблица переходов Т-триггера
Состояние qt
Входные сигналы
Xt
0
1
0
0
1
Режим
1
1
0
Хранение
Инверсия
Используя таблицу переходов, можно получить логическую
функцию, реализуемую Т-триггером:
qt +1 = qt ⋅ xt ∨ qt ⋅ xt = qt ⊕ xt
Нетрудно видеть, как реализовать полученную зависимость –
для этого необходимо в RS-триггере выход qt соединить с R входом
RS-триггера, а выход <не> qt соединить с S входом. На рис. 10 показано, как RS-триггер преобразуется в Т-триггер
D-триггер обычно строится на основе RS- или JK-триггера. Он
предназначается для хранения состояния (1 или 0) на один период
S
&
&
&
&
q
C
R
Рис. 10. Схема триггера со счетным входом
26
тактовых импульсов (с задержкой на 1 такт). Его переходы отражены в табл. 14.
Таблица 14
Таблица переходов D-триггера
Состояние qt
Входные сигналы
D
0
1
0
0
1
Режим
1
0
1
Установка 0
Установка 1
Используя таблицу переходов, можно получить логическую
функцию, реализуемую D-триггером:
q=
t +1 qt xt ∨ q t xt
На рис. 11 представлен вариант построения D-триггера.
Все перечисленные элементы памяти позволяют хранить одну
единицу информации – бит.
1
S
T
R
Рис. 11. D-триггер, функциональная схема на основе RS-триггера
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– оформить отчет по лабораторной работе, в том числе, нарисовать схему электрическую функциональную используя кнопки задания входного сигнала, кнопки импульсов, генератор импульсов и
осцилограф;
Запустить эмулятор в режиме «Триггеры».
На мнемосхеме эмулятора универсального лабораторного комплекса в режиме «Триггеры» дополнительно размещены:
– кнопки нажимного действия;
– генератор импульсов;
– осциллограф;
Собрать на мнемосхеме схему электрическую функциональную,
используя и дополнительные элементы эмулятора.
27
Нажать кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана.
В выпадающем окне нажать строчку «Пуск».
Изменяя значения переменных на входах собранной схемы проверить работоспособность схемы по таблице истинности.
В случаи несовпадения результатов найти ошибку и устранить
ее. Для этого внести исправления в схему в режиме «Стоп».
После устранения ошибочных соединений снова перейти к проверке работоспособности схемы в соответствие с таблицей истинности.
Отчет должен содержать цель работы, таблицу истинности,
СДНФ, составленная по таблице истинности, схемы функциональные, выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Почему Т-триггер получил название счетного?
2. Какое число импульсов может сосчитать Т-триггер?
3. Как работает D-триггер, если D = Q?
4. В чем отличие синхронного и асинхронного D-триггера.
5. Что такое двухтактный Т-триггер?
6. Условное обозначение Т-триггера.
28
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Анализ и синтез сдвигающего регистра
Регистром называется узел, предназначенный для приема, временного хранения и выдачи машинного слова. Регистры могут
также использоваться для некоторых операций преобразования
данных: для сдвига кода числа (слова) на определенное число разрядов влево или вправо, для преобразования последовательного кода
числа в параллельный и наоборот и т. д. Эти дополнительные функции регистров обеспечиваются путем усложнения схем хранения,
выбора более сложных триггеров и подключения дополнительных
логических схем на их входах и выходах.
Таким образом, регистры представляют собой совокупность
триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове, и
вспомогательных схем, обеспечивающих выполнение различных
операций над словом.
На рис. 12 показана функциональная схема n-разрядного регистра, построенного на RS-триггерах. Информация в регистр записывается под действием сигнала «Запись». Предварительно перед установкой кода на регистр обычно на все разряды R подается
сигнал сброса. На рисунке показано, что подключение к входам R
дополнительных инверторов позволяет избежать этой предварительной операции. Здесь на вход каждого разряда поступает парафазный код двоичной цифры (хi – на вход Si и xi — на вход Ri), т. е.
прямое и инверсное значения кода подаются в противофазе.
На рис. 13 изображена функциональная схема того же регистра,
дополненная логическими элементами для преобразования храня-
S
T
q0
S
D
C
D
C
R
R
x0
«Запись»
x1
T
q1
S
T
qn
D
C
...
R
xn
Рис. 12. Схема регистра на D-триггерах
29
щегося на регистре кода. По сигналу
«Прямой код» с регистра считывается
1
0
прямой код хранящихся данных, а по
2
1
сигналу «Обратный код» – инверсное
значение каждого разряда слова. Если
3
2
оба этих сигнала поступают одновре4
3
менно, то считывается парафазный
5
4
код хранящейся информации. Более
6
5
сложная логика на входе и выходе за7
6
поминающих элементов позволяет
7
строить сдвигающие регистры.
C
Сдвигающие
регистры
обычно
строятся
с использованием
EZ
D-триггеров, при этом неинверсный
выход предыдущего D-триггера соедиРис. 13 Условное обозначение няется со входом последующего. В зарегистра
висимости от расположения последующего D-триггера (справа или слева) и
регистр будет сдвигающим вправо или влево. Переключение соединения может осуществляться с помощью промежуточных схем «И».
0
RG
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– оформить отчет по лабораторной работе, в том числе, нарисовать схему электрическую функциональную используя кнопки задания входного сигнала, кнопки импульсов, генератор импульсов и
осцилограф;
Запустить эмулятор в режиме «Регистр со сдвигом вправо» (преподаватель должен отключить режим проверки схемы).
Собрать на мнемосхеме схему электрическую функциональную,
используя D-триггера и предусмотрев установку триггеров регистра
в «нулевое» состояние.
Нажать кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана.
В выпадающем окне нажать строчку «Пуск».
Изменяя значения переменных на входах собранной схемы проверить работоспособность схемы. Убедиться в возможности преобразования последовательного двоичного кода в параллельный.
30
В случаи несовпадения результатов с теоретическими найти
ошибку и устранить ее. Для этого внести исправления в схему в режиме «Стоп».
После устранения ошибочных соединений снова перейти к проверке работоспособности схемы.
Отчет должен содержать цель работы, таблицу истинности,
СДНФ, составленная по таблице истинности, схемы функциональные, выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Что такое регистр?
2. Для чего предназначен регистр?
3. Нарисовать функциональные схемы регистррв сдвига вправо
и влево.
4. Какие существуют способы ввода информации в регистр?
5. Нарисовать функциональную схему регистра с параллельным
вводом и параллельным выводом информации в прямом коде.
6. Нарисовать функциональную схему регистра с последовательным вводом информации со старшего разряда и параллельным выводом в обратном коде.
7. Нарисовать функциональную схему реверсивного регистра.
31
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Анализ и синтез двоичного счетчика
Счетчик – это узел ЭВМ, позволяющий осуществлять подсчет поступающих на его вход сигналов и фиксацию результата в виде многоразрядного двоичного числа. Счетчик, состоящий из n-триггеров,
позволяет подсчитывать до N сигналов, связанных зависимостью
n = log2N или N = 2n
В ЭВМ счетчики используются для подсчета импульсов, сдвигов,
формирования адресов и т. д. Функционально различают суммирующие, вычитающие, реверсивные счетчики. Они также отличаются друг от друга логикой работы дополнительных логических элементов, подключаемых к триггерам.
В основу построения любого счетчика положено свойство
Т-триггеров изменять свое состояние при подаче очередного сигнала X на счетный вход Т. На рис. 14 показана схема трех разрядов
суммирующего счетчика, построенного на Т-триггерах.
Логика работы двоичного счетчика на Т-триггерах представлена
в табл. 15
Таблица 15
Таблица переходов трехразрядного счетчика
Вход
Состояния
Режим
X
000
001
010
011
100
101
110
111
0
1
000
001
001
010
010
011
011
100
100
101
101
110
110
111
111
000
T
R
TT
T
Q0
R
TT
T
Q1
Хранение
Счет
TT
R
Рис. 14. Организация счетчика на Т-триггерах
32
T
TT
T
TT
T
TT
&
R
Q0
R
Q1
R
Q2
Рис. 15. Организация счетчика на Т-триггерах с пересчетом на 5
В зависимости от количества разрядов счетчика меняется максимальное количество подсчитываемых входных импульсов (одноразрядный счетчик – 2, 2разрядный – 4, 3разрядный – 8, и т. д. в соответствии с логикой работы двоичного счетчика) .Для построения
счетчиков (так называемых схем пересчета) с максимальным количеством подсчитываемых входных импульсов некратным степени
двойки необходимо производить принудительный сброс всех триггеров счетчика в нулевое состояние после поступления заданного
количества импульсов. Такой алгоритм можно реализовать с помощью схемы совпадения состояний триггеров счетчика соответствующих заданному максимальному значению. Например, схема пересчета на 5 будет выглядеть следующим образом (рис. 15).
Порядок выполнения лабораторной работы
– изучить основные теоретические положения и описание панели лабораторной установки;
– оформить отчет по лабораторной работе, в том числе, нарисовать схемы электрические функциональние используя кнопки задания входного сигнала, кнопки импульсов, генератор импульсов
и осцилограф; Коэффициент пересчета схемы задается преподавателем.
Запустить эмулятор в режиме «Счетчик» (преподаватель должен
отключить режим проверки схемы).
Собрать на мнемосхеме схему электрическую функциональную,
предусмотрев установку триггеров счетчика в «нулевое» состояние.
Нажать кнопку «СХЕМА» на верхней линейке окна экрана.
В выпадающем окне нажать строчку «Пуск».
33
Изменяя значения переменных на входах собранной схемы проверить работоспособность схемы. Пронаблюдать изменение состояния счетчика путем ручной подачи одиночных импульсов на вход
счетчика и присоединением генератора импульсов на вход счетчика
и осциллографа на выходы разрядов счетчика.
В случаи несовпадения результатов с теоретическими найти
ошибку и устранить ее. Для этого внести исправления в схему в режиме «Стоп».
После устранения ошибочных соединений снова перейти к проверке работоспособности схемы.
Отчет должен содержать: цель работы, схемы электрические
функциональные, диаграммы входных и выходных сигналов, выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Перечислить основные признаки классификации счетчиков.
2. Как можно установить в счетчике исходное состояние?
3. Чем отличается вычитающий счетчик от суммирующего?
4. Сколько триггеров необходимо для счетчика с Kсч = 8567?
5. Сколько требуется Т-триггеров для коэффициента персчета
Kсч = 60?
6. Чем отличаются двоичные и двоично-десятичные счетчики?
7. Каким образом строятся счетчики с произвольным коэффициентом счета?
34
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
Cеть Internet, веб-браузер
Цель работы: изучение принципов работы и приобретение практических навыков использования программ веб-браузеров для получения доступа к Internet-ресурсам.
Интернет – это совокупность государственных, региональных,
корпоративных и других компьютерных сетей, а также отдельных
компьютеров, объединенных между собой разнообразными каналами передачи данных и унификацией применяемых технологий.
Концепции сети Internet: отсутствие центрального компьютера,
пакетный способ передачи файлов по сети на основе стека протоколов, единое адресное пространство. Для входа в сеть Интернет достаточно запустить браузер и в соответствующем поле программыбраузер набрать требуемый адрес.
Интернет (англ. Internet, Interconnected Networks) – всемирная
система добровольно объединенных компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов
данных. Интернет образует всемирную (единую) информационную
среду, часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть.
В любой компьютерной сети предоставление конкретного набора
услуг осуществляется специальной службой или сервисом, для доступа к которой на компьютере должна быть установлена специальная программа. Она называется клиентом этого сервиса.
Все сервисы, предлагаемые в Internet, условно можно разделить
на две большие группы: сервисы отложенного доступа (off-line) и интерактивные сервисы (on-line).
WWW (World Wide Web – Всемирная паутина) – один из самых
быстрорастущих и популярных сервисов Internet. WWW-документ
позволяет представить информацию как совокупность текста, графики, звука, трехмерных объектов, причем каждый из этих элементов может являться ссылкой па другой элемент того же документа
или на другой документ в сети.
В World Wide Web широко используются два термина. Вопервых, это URL (uniform resource locator – универсальный указатель на ресурс). Так называются адреса информационных ресурсов
в Internet. Во-вторых, HTTP (hypertext transfer protocol – протокол
передачи гипертекста). Это название протокола, по которому взаимодействуют клиент и сервер WWW.
35
Сервер (server) – программа для сетевого компьютера, предоставляющего услуги одного компьютера другому. Обслуживаемый компьютер обращается к обслуживающей (серверной) программе посредством соответствующей клиентской программы, работающей
на машине конечного пользователя. Программа-клиент предназначена для работы в паре с программой-сервером.
Три ключевых понятия: узловой компьютер, канал передачи
данных, протокол TCP/IP, составляют основу Интернет.
Каждый компьютер в Internet имеют свои адреса: физический,
сетевой и логический символьный, что позволяет однозначно определить пользователя или компьютер. Физический адрес (Media
Access Control – MAC-адрес) совпадает с номером сетевого адаптера
(сетевой карты) компьютера и жестко устанавливается заводом-изготовителем из пула (диапазона) отведенных ему адресов. Записывается в виде шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием,
где первые три значения определяют фирму-производителя, а последующие – порядковый номер узла. Компьютер может иметь несколько сетевых карт и, соответственно, несколько МАС-адресов.
При замене аппаратуры изменяется и MAC-адрес, поэтому их использование в качестве сетевых адресов неудобно. Символьные
адреса предназначены для запоминания людьми и поэтому обычно
несут смысловую нагрузку, но из-за переменного формата и потенциально большой длины их передача по сети не очень экономична
и их реализация напрямую в компьютерах крайне затруднительна.
Компьютеры используют цифровые адреса, которые записываются
в формате Х.Х.Х.Х, где Х – число от 0 до 255 в десятичном или двоичном виде. Такая запись слишком сложна для того, чтобы человек
мог запомнить хотя бы несколько адресов. Поэтому была создана
система, позволяющая назначать компьютерам символьные адреса
и соотносить цифровые адреса с символьными. Эта система назы-
Домен 3-го уровня
Структурные подразделения компаний,
организаций, частные
лица.….
Например, сотрудник
фирмы: имя
Домен 2-го уровня
Организации, компании, разнообразные
проекты, серверы сервисов .….
Например, абстрактная фирма: фирма
Домен 1-го уровня
.ru, рф – Россия
.ua – Украина
.com – коммерческие
.edu – образовательные
.gov – правительственные
и т. д.
Рис. 16. Типовая структура доменного имени
36
вается DNS (Domain Name Service – система доменных имен) – распределенная система баз данных для перевода текстовых компьютерных имен (например, имя.фирма.рф) в цифровые адреса Internet
(например, 123.31.123.45). Типовая структура доменного имени
(имя.фирма.рф) приведена на рис. 16.
Общие сведения и интерфейс программ-браузер
Программа-браузер предназначена для просмотра web-страниц.
В настоящее время программ-браузеров достаточно много, в том
числе Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome, Opera и др.
Для запуска программы необходимо выполнить следующие действия:
– Нажать кнопку Пуск на Панели задач. Откроется основное
меню Windows.
– Выбрать пункт меню Программа-браузер.
Если иконка программы размещена на рабочем столе, то для запуска программы достаточно дважды щелкнуть ее «мышью».
После запуска программы на экране появится окно навигатора
программы. Названия и назначения всех элементов навигатора рассмотреныт ниже.
Заголовок окна – стандартный заголовок Windows, в котором
отображаются названия программы и заголовок открытой Webстраницы.
Поле адреса используется для ввода символьных адресов webсайтов и web-страниц или их выбора из списка набранных ранее.
Под заголовком располагается меню. С его помощью можно выбрать любую команду программы-браузера.
Под меню находятся панели инструментов. На панели кнопок
расположены значки, обозначающие действия, которые можно выполнить в процессе работы. Выбор команды осуществляется щелчком «мыши» по соответствующему значку. Описания команд, которые могут быть выбраны на панели инструментов, можно посмотреть в окне помощи.
Строка состояния предназначена для индикации тех действий,
которые в данный момент выполняет программа.
Начать просмотр ресурсов Internet можно с домашней страницы,
то есть страницы, появляющейся при запуске программы-браузера.
Web-страница, отображаемая в окне навигатора в данный момент
времени, называется активной. Для перехода на другую страницу
необходимо выбрать соответствующую ссылку (гиперссылку) на
37
активной странице. Ссылкой может быть любой информационный
элемент web-страницы (изображение, текст). Если элемент страницы является ссылкой, то при перемещении на него указателя
«мыши» появится значок руки с вытянутым указательным пальцем. При этом в строке состояния отобразится адрес ресурса, на который можно перейти, щелкнув левой кнопкой «мыши».
Получить какой-либо ресурс сети Internet можно, введя в адресную строку программы-браузера его URL , например http://guap.ru,
а затем щелкнув кнопку Переход или нажав клавишу Enter. В URL
не могут использоваться знаки пробела. В конце URL точка не ставится.
Необходимые адреса могут быть получены из справочников, из
рекламы, у знакомых и могут быть найдены с помощью специальных средств поиска информации в Internet.
Допустимо возвращение к уже просмотренным страницам. Они
располагаются друг за другом в том порядке, в котором они были
открыты. Для того чтобы просмотреть страницу, предшествующую
активной, необходимо щелкнуть на панели инструментов кнопку
Назад, а для перехода на страницу, следующую за активной, то есть
на страницу, которая была просмотрена до нажатия на кнопку Назад, – кнопку Вперед. Можно также перейти на нужную страницу
с помощью списка просмотренных за текущую сессию ресурсов.
Для этого необходимо щелкнуть небольшую направленную вниз
стрелку рядом с кнопкой Назад или Вперед.
Для возврата на страницу, которая появляется всякий раз при
запуске обозревателя программы-браузера, необходимо щелкнуть
кнопку Домой.
Для просмотра списка страниц, посещенных в предыдущих сессиях (за текущий день, предыдущий день, неделю и т.п.), с целью быстрого перехода к нужной странице необходимо щелкнуть на кнопке
Журнал. Появится окно, в котором приведены ссылки на страницы,
которые были открыты в течение выбранного периода времени.
Для запоминания URL какого-либо ресурса и обеспечения более
быстрого доступа к нему, необходимо сохранить ссылки на него.
Существуют три способа, позволяющие сохранить ссылки на Webстраницы.
Добавление Web-страницы в список избранных ресурсов. Для
того чтобы поместить в папку Избранное новую ссылку, необходимо
перейти на страницу, которую нужно добавить, и выбрать в меню
Избранное пункт Добавить в избранное. Выбрать папку, в которую
38
нужно поместить ссылку, и, если необходимо, указать новое название для данной страницы. По мере увеличения количества избранных страниц их можно упорядочить по папкам с помощью команды
Упорядочить избранное. Чтобы впоследствии открыть страницу из
списка избранных ресурсов, необходимо щелкнуть на панели инструментов кнопку Избранное и выбрать соответствующую ссылку.
Добавление ссылки на Web-страницу на панель ссылок. Панель
Ссылки расположена рядом с адресной строкой, благодаря чему на
ней удобно размещать ссылки на наиболее часто используемые Webстраницы. Если панель ссылок отсутствует, необходимо открыть
меню Вид, выбрать команду Панели инструментов и пометить
Ссылки.
Добавить страницу на панель ссылок можно несколькими способами:
– перетащить значок выбранной страницы из адресной строки
на панель ссылок;
– перетащить ссылку с Web-страницы на панель ссылок;
– перетащить ссылку в папку Ссылки из списка Избранное.
Чтобы вызвать страницу, необходимо щелкнуть на ее ссылке.
Замена домашней страницы. Домашняя страница – это страница, которая отображается при каждом запуске обозревателя (Программы-браузера), например, Internet Explorer. В качестве домашней страницы удобно выбрать ресурс, приспособленный для того,
чтобы быстро находить любую необходимую информацию, например, поисковый сервер.
Для того чтобы сменить домашнюю страницу, например, в
Internet Explorer нужно выполнить следующие действия:
– перейти на страницу, которую нужно сделать домашней;
– в меню Сервис выбрать пункт Свойства обозревателя;
– перейти на вкладку Общие;
– в группе Домашняя страница щелкнуть кнопку С текущей.
Для восстановления стандартной домашней страницы можно
воспользоваться кнопкой С исходной.
В Internet имеются мощные средства поиска любой информации:
документов, изображений, программ, Web-страниц и т. д. Наиболее
известные системы поиска информации приведены в табл. 16.
Поисковая система реализована в виде Web-страницы с обычным адресом, которая содержит так называемую строку для поиска
и кнопку Поиск (Search), а также может содержать тематический
каталог ресурсов, ссылки на популярные страницы и т.п.
39
Таблица 16
Наиболее популярные поисковые системы
Название поисковой системы
Яндекс (русскоязычная)
Рамблер (русскоязычная)
Адрес
http://www.yandex.ru
http ://www .rambler .ru
Апорт (русскоязычная)
Yahoo! (англоязычная)
AltaVista (англоязычная)
Google (русскоязычная)
http ://w w w. aport.ru
http://www.yahoo.com
http://www.altavista.com
http://www.google.ru
Для вызова поисковой системы необходимо ввести в адресной
строке обозревателя (программы-браузера) ее адрес. После загрузки
поисковой системы в строке для поиска необходимо ввести запрос
(query), который представляет собой строку текста (на любом языке), – ключевую фразу искомых документов в Internet и щелкнуть
кнопку Поиск. Эффективность поисков увеличивается при условии
если запрос содержит слова, фразу, которые будут на искомой Webстранице или в искомом документе. Поисковая система выведет на
монитор компьютера пользователя список адресов Web-страниц,
содержащий ссылки на искомые документы, которые могут сопровождаться комментариями. Переход к любому из найденных документов осуществляется с помощью соответствующей ссылки..
Для перехода к следующей странице списка найденных документов необходимо щелкнуть соответствующий номер (1, 2, 3, ...)
в главном окне с результатом поиска. Обычно документы из первой
десятки найденных максимально соответствуют запросу.
Основу любой поисковой системы составляет специальная программа – сетевой робот или spider (паук), иногда можно встретить
названия worm (червь), crawler (ползучее растение). Поисковая
система рассылает в Internet таких «пауков», которые просматривают максимальное количество (по возможности) представленных
в Internet Web-страниц, а затем регистрируют их адрес (URL) и содержимое в своей базе данных. После ввода пользователем запроса и щелчка кнопки Поиск поисковая система просматривает базу
данных и выводит на экран результат поиска.
Кроме того, практически все поисковые системы позволяют зарегистрировать страницу пользователя, размещенную в Internet. Для
этого на странице поисковой системы нужно вызвать режим реги40
страции и ввести URL и описание своей страницы. Далее поисковая
система распространит вашу регистрационную информацию на ряд
других поисковых узлов, те, в свою очередь, на другие и т. д. Имеются также глобальные регистрационные серверы.
На ряде поисковых серверов имеются поисковые. Чтобы осуществить поиск по каталогу, необходимо выбирать «мышью» темы,
углубляясь и сужая круг поиска до тех пор, пока список выведенных ссылок не уменьшится до нескольких страниц, которые можно
просмотреть вручную, либо до достаточно большой группы, в которой можно осуществить обычный поиск (например, в поисковой системе Яндекс: Учеба Высшее образование Государственный университет аэрокосмического приборостроения).
При выполнении запросов имеются определенные правила, которые отчасти могут различаться в разных поисковых системах,
однако основные действия схожи. Правила выполнения запросов
всегда можно узнать на Web-странице конкретной поисковой системы в разделе Помощь (этот раздел может называться Help, Как искать, Советы поиска, Правила выполнения запросов и т. п.). Правила запросов обычно включают в себя использование языка запросов
для расширенного поиска.
Самое простое правило, существующее для всех поисковых систем, – указать любую фразу и щелкнуть Поиск.
Задание на лабораторную работу
1. Ознакомьтесь с теоретическим материалом.
2. Загрузите программу-браузер и просмотрите элементы окна
программы.
3. Загрузите страницу http://guap.ru и сделайте ее домашней.
4. Просмотрите страницу, пролистывая ее и выбирая ссылки.
5. Сохраните информацию с любой страницы три раза: в формате
Web-страница полностью, в формате Только HTML, в виде текста.
Сохраните любой рисунок. Просмотрите исходный код любой страницы.
6. Откройте сохраненные на диске файлы, убедитесь в правильности выполненных действий.
7. Загрузите страницу http://www.dweb.ru (Сайт для webдизайнера) и добавьте ее в избранное. Перейдите на домашнюю
страницу. Вызовите добавленный ресурс из папки Избранное.
8. Перейдите http://www.gifpark.su/. Сохраните несколько рисунков.
41
9. Ознакомьтесь с содержимым ресурсов Internet, приведенных
в таблице 17
10. С помощью кнопки Журнал откройте панель, содержащую
ссылки на просмотренные страницы. Просмотрите страницы, которые вы посещали сегодня. Найдите страницы, которые содержат
слово «сайт».
11. Составьте адрес Web-сайта всемирно известной фирмы (Intel,
IBM, Sony и т. д.) и откройте его в программе-браузер. Сохраните
найденные Web-страницы в отдельной папке.
12. Используя тот же прием, перейдите на Web-сайт СанктПетербургского государственного университета и тем же способом
откройте Web-сайт факультета прикладной математики этого же
университета. Сохраните найденные Web-страницы в отдельной
папке.
13. В каждой поисковой системе (табл. 17) выполните несколько
запросов, затрагивающих интересующие вас проблемы, и откройте
найденные документы.
Таблица 17
Популярные ресурсы сети Internet
ru.wikipedia.org
Википедия (англ. Wikipedia)
Ya.ru, (www.)yandex.ru
Русскоязычная поисковая система в Сети
Интернет-
(www.)students.ru
Сервер российского студенчества.
42
(www.)elibrary.ru
Научная электронная библиотека
(www.)citforum.ru
Научная электронная библиотека
(www.)exponenta.ru
Образовательный математический сайт
(www.)elbib.ru
Информационно-интерактивный портал
«Российские электронные библиотеки»
(www.)rubricon.com
Большая советская энциклопедия
(www.)public.ru
Публичная интернет-библиотека
dic.academic.ru
Словари и энциклопедии on-line
gov.spb.ru
администрации Санкт-Петербурга
gov.ru
Сервер органов государственной власти
Российской федерации
(www.)ed.gov.ru
Официальный портал Федерального агенства
по образованию
14. Опробуйте поиск по тематическим каталогам.
15. С помощью расширенного поиска на Яндексе сравните популярность следующих сайтов по количеству страниц, ссылающихся
на них: Президента и Правительства Российской Федерации; Московского государственного университета и Санкт-Петербургского
государственного университета; Эрмитажа и Лувра. Сохраните
найденные Web-страницы в отдельной папке. Создайте текстовый
файл, где зафиксируйте количество ссылок на каждую из них.
16. Найдите информацию о том, когда и где родился какой-нибудь писатель. Составьте список его произведений. Найдите его фотографии в разные годы жизни. Сохраните всю информацию в отдельной папке. Удалите сохраненные в процессе работы файлы из
рабочей папки
17. Оформите отчет о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Назначение сети Internet, сервисы системы
2. Принципы формирования имен в сети Internet.
3. Назначение элементов программ-браузеров.
4. Каким образом осуществляется загрузка web-страниц и навигация по ним?
5. Для каких целей и как используются: журнал, список избранных страниц и домашняя страница?
6. Средства ускорения доступа к часто посещаемым страницам.
7. Способы обеспечения доступа к ресурсам сети Internet в автономном режиме.
8. Охарактеризуйте простые приемы поиска информации в сети
Internet.
9. Каковы принципы работы поисковых систем сети Internet?
10. Сформулируйте основные правила составления поисковых
запросов.
11. Какие из рассмотренных Вами поисковых систем имеют возможности использования языка запросов?
12. Какие из рассмотренных Вами поисковых систем имеют тематический каталог ресурсов?
13. Какие из рассмотренных Вами поисковых систем имеют возможности поиска по различным категориям информационных ресурсов?
43
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
Работа с электронной почтой через Web-интерфейс
Цель работы: изучение принципов работы электронной почты и
приобретение практических навыков работы с электронной почтой.
Электронная почта (E-mail – Electronic mail) – наиболее распространенный из сервисов по пересылке и получению электронных
сообщений через Internet. Адресат получает сообщение на свой
компьютер и читает его тогда, когда ему будет удобно. Электронной
почтой можно посылать не только письменные сообщения, но и отформатированные документы, графику, аудиофайлы, программы.
Услуги электронной почты оказываются на специальных почтовых серверах или на серверах провайдеров. Сервер хранит учетные
записи пользователей. Учетная запись – имя пользователя, которое
будет адресом электронной почты, и пароль. Получать доступ к почтовым серверам можно двумя способами: через www-интерфейс
или с использованием специальных программ, называемых почтовыми агентами (например, Internet Mail, Outlook Express, Netscape
Messenger). В первом случае все операции с электронным почтовым
ящиком производятся с помощью набора web-страниц почтового
сервера. Почтовые агенты обеспечивают создание, редактирование,
хранение и просмотр полученных писем в автономном режиме. Соединение с почтовым сервером устанавливается только для доставки
почты. Для передачи сообщений используются специальные протоколы электронной почты:
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) предназначен только для
отправления сообщений.
РОРЗ (Post Office Protocol Version 3) может применяться как для
получения, так и для отправления сообщений (используется, как
правило, только для получения корреспонденции).
IMAP4 (Interactive Mail Access Protocol Version 4) используется
для отправления и получения сообщений. Он предлагает некоторые дополнительные возможности, отсутствующие у более старых –
POP3 и POP2. Например, сервер IMAP позволяет выбрать: загружать
сообщения в локальный компьютер или оставить их на сервере, тогда как серверы POP автоматически загружают все сообщения после
регистрации на них. Пользователи читают сообщения электронной
почты и работают с ними на сервере во время открытого соединения.
Сообщения остаются на сервере, пока пользователь их не удалит.
44
Каждый адрес электронной почты содержит три необходимые
части:
Имя пользователя (user name). Обычно он выглядит просто, например, krv или kosm_1947.
Знак разделителя – @.
Доменное имя почтового сервера.
Пример полного адреса E-mail: krv @guap.ru, kosm_1947@mail.
ru.
Каждое письмо E-mail содержит две основные части: заголовок
и тело. Заголовок подобен надписи на обычном почтовом конверте,
на котором написано имя и адрес получателя. Заголовок письма содержится в следующих полях:
– В поле To: {Кому:) записывается адрес получателя сообщения.
В зависимости от используемого сервера или почтовой клиент-программы это поле может называться Message To: или Mail To:.
– В поле From: {От кого:) – адрес отправителя. Обычно этот
адрес автоматически записывается и поэтому может отсутствовать
на экране.
– В поле Subject: {Тема:) указывается краткая аннотация содержания сообщения (не более 20-30 знаков).
– В поле Сс: {Копия:) при необходимости через точку с запятой
записываются адреса получателей, которым рассылаются копии
сообщений.
– В поле ВСс: (Скрытая копия:) указываются адреса получателей, которым копии сообщений рассылаются в тайне от первого
адресата.
– Дата и время отправки автоматически включается в заголовок сообщения.
Функция подписи предоставляет возможность автоматически
добавлять файл или текстовую метку каждому исходящему сообщению. Лучше, когда допускается несколько подписей: в этом случае можно подписывать, например, деловые сообщения одним способом, а личные – другим. Причем подпись не обязательно должна
быть текстовой: Она должна идентифицировать отправителя и содержать данные об альтернативных каналах связи (обычный телефон, факс). На многих системах, в частности, тех, где почта проходит через шлюзы, подпись может быть единственным идентификатором.
С помощью адресных книг можно хранить как индивидуальные электронные адреса пользователей Internet, так и групповые,
45
т. е. «списки групп». Многие программы автоматически добавляют
в адресную книгу адрес входящего сообщения.
Вместе с текстом сообщения могут быть отправлены и файлы
(текст, изображения, звуки и др.). Конечный пользователь рассматривает присоединения в качестве отдельных файлов, но оформленные как часть почтового сообщения.
Почтовые папки создаются для различных классов сообщений.
Типовыми являются папки для входящих (inbox) и исходящих
(outbox) писем. Современные почтовые программы допускают организацию вложенных папок, так что сообщения хранятся в иерархическом порядке.
Средства фильтрации или переадресации позволяют задавать
правила, по которым программа должна обрабатывать входящие
сообщения. Обычно это – сортировка по строке Subject или по какой-либо части адреса (To:, From:, Cc:). В некоторых почтовых программах предоставляются дополнительные возможности, например, функции автоответчика, отправляя однообразный ответ на
каждое входящее сообщение («автор отсутствует» и т.п.), или имеют
функции службы напоминания для отправки заранее подготовленных сообщений в заданное время, позволяют вести журнал входящей и исходящей корреспонденции и др.
Для регистрации на бесплатном сервере электронного почтового ящика необходимо найти соответствующую ссылку и перейти по
ней. Сервер предложит заполнить регистрационную форму. Заполнение анкетной информации не регламентируется, но обычно имеются обязательные для заполнения поля.
Пароль – это должно быть некоторым уникальным сочетанием
букв и/или цифр, которое служит опознавательным ключом пользователя на сервере. Пароль – аналог ключа от квартиры, сейфа и
т.п.. При регистрации пароль водится обычно два раза (для проверки запоминания пользователем), а вводимые символы отображаются в виде звездочек (*), чтобы исключить возможность его чтения
посторонними лицами.
После набора регистрационных данных (необходимо запомнить
или записать выбранные адрес электронного почтового ящика и пароль) они отправляются на сервер. Система может либо зарегистрировать ящик, либо выдать страничку с ошибкой регистрации в том
случае, если не заполнены или неправильно заполнены поля ввода
(например, пароль и его повтор не совпадают), или в системе уже
имеется почтовый ящик с таким адресом.
46
Для открытия почтового ящика необходимо загрузить в окне
обозревателя титульную страницу почтового сервера, в поле Имя
указывается начальная часть электронного адреса (до символа @).
В поле пароль вводится пароль к почтовому ящику. Затем необходимо нажать кнопку Войти.
После успешной аутентификации на экране монитора отображаются папки почтового ящика с указанием количества писем в каждой из них. Для просмотра сообщения достаточно нажать на соответствующей ссылке.
Для загрузки формы создания сообщения необходимо нажать на
ссылке Написать письмо, заполните все необходимые поля и нажать Отправить.
В режиме чтения входящего сообщения можно нажать на ссылку Ответить. Появится форма создания сообщения с заполненным
адресом получателя и копией текста входящего сообщения (при необходимости вставленный текст можно удалить). Копия текста может использоваться для сохранения истории диалога между пользователями. Действия по заполнению полей и отправке сообщения
аналогичны действиям при отправке нового сообщения.
Почтовые службы позволяют присоединять определенное количество файлов ограниченного суммарного объема. Для этого в режиме создания сообщения необходимо нажать на кнопку Обзор,
найти нужный файл и открыть его. После этого на странице появится информация о полном имени файла (возможно, о его размере
и количестве и объеме файлов, которые еще можно прикрепить).
Для завершения операции прикрепления необходимо нажать на
ссылку Прикрепить.
В режиме чтения сообщения для его удаления достаточно нажать на ссылку Удалить. Для выборочного или полного удаления
большого количества сохраненных в какой-либо папке писем удобнее пометить их флажками и нажать ту же ссылку.
Для удобства работы с большими объемами входящей и исходящей корреспонденции ее удобнее сортировать по папкам. Для этого необходимо пометить флажками группу перемещаемых писем
и в раскрывающемся списке Переместить выбрать соответствующую папку.
Адресная книга представляет собой удобное место для хранения
различных сведений об адресатах. В адресной книге можно хранить
все нужные адреса электронной почты, домашние и служебные
адреса, номера телефонов и факсов и др. Адресная книга позволяет
47
автоматически заносить в нее информацию об адресатах из полученных сообщений и помещать эту информацию в поля адресов отправляемых сообщений. Если почтовый сервер позволяет создавать
группы адресатов (например, коллег по работе или родственников),
то посылать им электронную почту будет проще. Чтобы отправить
сообщение всем участникам группы, достаточно указать в нем имя
группы, не вводя каждое имя в отдельности.
Фильтрация и переадресация сообщений подразумевает создание набора правил, по которым сервер должен обрабатывать входящие сообщения. Обычно настройку фильтров (а также и других
параметров и функций почтового ящика) можно осуществить на
специальной странице, переход к которой осуществляется по нажатию на ссылку Настройка. Обычно фильтр состоит из правила, по
которому необходимо выбирать письма (чаще всего по содержимому
полей From, Subject и т. д.) и действия, которое необходимо выполнить с этим письмом (удалить, переместить в определенную папку,
переслать и т. д.).
Для того чтобы по завершении работы никто не мог воспользоваться открытым почтовым ящиком, нужно сообщить серверу об
окончании сеанса. Это делается путем нажатия на ссылку с названием Выход.
За дополнительной информацией об составе и назначении команд почтовой программы можно обратиться к справочной информации соответствующего сервера.
Задание и порядок выполнения лабораторной работы
Этап 1.
1. Ознакомьтесь с теоретическим материалом и принципами работы на сервере с доступом к почте через WWW-интерфейс.
2. Загрузите в окне программы-браузера начальную страницу
почтового сервера www.mail.ru. Проведите процедуру регистрации
на сервере. Зафиксируйте следующие сведения о вашем почтовом
ящике: имя пользователя, под которым вы провели регистрацию и
пароль входа в почтовый ящик.
3. Изучите элементы управления ресурсами почтового ящика.
Найдите доступ к справочной системе, научитесь ею пользоваться.
4. Подготовьте и отправьте письма по следующим адресам: себе,
коллеге по компьютерному классу.
5. Ознакомьтесь с предлагаемым списком рассылки новостей на
почтовом сервере.
48
6. Оформите подписку на интересующие вас темы.
7. Проверьте папку входящих писем. Прочтите полученные сообщения и добавьте адреса отправителей в адресную книгу.
8. Напишите ответы на полученные письма коллег.
9. Запишите в файл следующие сведения о вашем почтовом ящике:
– Количество имеющихся в данный момент папок, их названия
и назначение.
– Количество писем в каждой из папок и используемые ресурсы
сервера.
– Имеется ли на сервере адресная книга и ее возможности, количество адресов корреспондентов.
– Укажите темы рассылки, на которые вы оформили подписку.
10. Оформите отчет по этапу в виде электронного письма, которое отошлите преподавателю по указанному им адресу.
11. Завершите работу на почтовом сервере.
Этап 2.
1. Ознакомьтесь с результатами вашей подписки на рассылку новостей выбранного сервера, проверьте получение ответа от сервера
с подтверждением вашей подписки и, возможно, саму рассылку.
2. Создайте дополнительные папки для своих предполагаемых
адресатов (от одногруппников, списки рассылки и др.).
3. Используя средства сервера, распределите полученную корреспонденцию по соответствующим папкам (рассылку – в одну, от
одногруппников – в другую и т. д.).
4. Создайте фильтры, которые автоматически будут выполнять
эту процедуру, то есть распределять входящую корреспонденцию по
соответствующим папкам.
5. Удалите ненужные письма.
6. Изучите возможности отправки присоединенных файлов.
7. Запишите в файл следующие сведения о вашем почтовом ящике:
– Количество имеющихся в данный момент папок, их названия
и назначение.
– Количество писем в каждой из папок и используемые ресурсы
сервера.
– Количество адресатов в адресной книге.
– Возможности создания дополнительных папок.
– Ручная и автоматическая сортировка писем по разным папкам.
49
– Создание групп списков адресатов в адресной книге.
– Импорт и экспорт адресных книг.
– Возможности присоединения файлов (максимальное количество присоединенных файлов и их объем).
8. Создайте оформленный отчет по этапу в виде электронного
письма. Используйте в качестве присоединения к письму файл отчета в виде документа Word и какой-либо файл с рисунком.
9. Отправьте письмо в адрес преподавателя, а текст отчета сохраните в виде файла в своей папке.
10. Завершите работу на почтовом сервере.
Контрольные вопросы
1. Проведите сравнительный анализ традиционной и электронной почтовых служб по различным критериям.
2. Опишите модель работы электронной почты.
3. Опишите формат почтового сообщения.
4. Каковы принципы формирования адреса электронной почты?
5. Назовите и поясните назначение дополнительных функций
сервиса электронной почты.
6. Какие основные правила необходимо соблюдать при регистрации электронного почтового ящика?
50
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
Использование сетевых утилит
Целью работы является изучение методов контроля и мониторинга сетей, построенных на базе стека протоколов TCP/IP с помощью утилит операционной системы Windows.
Сетевая операционная система Windows содержит набор утилит,
полезных при диагностике сети, использующей протоколы TCP/IP.
Основными задачами этих утилит являются:
– определение параметров и характеристик сети,
– определение работоспособности сети,
– локализация сегмента или сервиса, вызывающих неисправность.
Главными параметрами подключений компьютеров в сети
Internet являются их канальные и сетевые адреса и другие параметры, влияющие на работу сетевого уровня.
Канальный адрес компьютера определяется технологией, с помощью которой осуществляется его подключение к Internet. Для
компьютеров, входящих в локальные сети Ethernet, это так называемый МАС-адрес (Media Access Control) сетевого адаптера, который
назначается производителем оборудования и является уникальным. Для существующих технологий локальных сетей МАС-адрес
имеет 48-разрядный формат (6 байтов):
– первый бит указывает: для одиночного (0) или группового (1)
адресата предназначен кадр;
– следующий бит указывает, является ли MAC-адрес глобально
(0) или локально (1) администрируемым;
– следующие 22 бита являются идентификатором фирмы производителя;
– младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим
производителем.
МАС-адреса обычно представляются в 16-разрядной системе, например, 00-E0-4C-78-23-FD. Адрес FF-FF-FF-FF-FF-FF является широковещательным.
В качестве сетевого адрес компьютера Internet используется
IP-адрес (Internet Protocol Address), который характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение. Глобальная уникальность адреса в сети Internet обеспечивается рекомендациями специального подразделения Internet InterNIC
51
(Network Information Center). Провайдеры услуг Internet получают
диапазоны адресов у подразделений InterNIC, а затем распределяют
их между своими абонентами. В случае изолированной от Internet
локальной сети уникальность сетевого адреса требуется лишь в ее
пределах, при этом IP-адреса должны выбираться администратором из специально зарезервированных для таких сетей блоков «закрытых» адресов.
В наиболее распространенной четвертой версии протоколов
Internet (IP.v4) IP-адрес представляет собой 32-битовое двоичное
число, записываемое в виде четырех десятичных чисел (значения
от 0 до 255), разделенных точками (например, 192.168.0.1). Адрес
состоит из двух логических частей – номера сети и номера компьютера в сети.
Формат адресов подробно рассматривается в лекционном курсе.
Ряд адресов сетей и подсетей являются особыми:
– IP-адрес, состоящий только из двоичных нулей, обозначает
адрес того компьютера, который сгенерировал этот пакет;
– равенство всех двоичных разрядов IP-адреса 1 означает, что
пакет с таким адресом назначения является широковещательным,
т. е. должен рассылаться всем компьютерам, находящимся в той же
сети, что и источник этого пакета;
– адрес 127.0.0.1 означает пересылку в пределах одного и того же
компьютера (используется для автономной отладки сетевого ПО);
– адреса закрытых сетей (частная сеть, сеть интранет) лежат
в диапазонах 10.0.0.0-10.255.255.255, 172.16.0.0-172.31.255.255,
192.168.0.0192.168.255.255.
В целях более экономного распределения IP-адресов между пользователями классовая модель вытесняется бесклассовой, при которой выделение разрядов в адресе, отводимых для нумерации сети,
задается специальным четырехбайтовым кодом – маской подсети.
Разряды маски, используемые для нумерации сетей, имеют единичные значения. Например, маска 255.255.255.240 (код 11111111.
11111111.11111111.11110000 в двоичной системе) указывает, что для
нумерации сети используется 28 старших разрядов, а для нумерации компьютера – только 4 младших разряда соответствующего IPадреса.
IP-адреса для конкретных компьютеров могут устанавливаться
администратором сети вручную, что весьма трудоемко. Для автоматизации процесса назначения IP-адресов компьютерам локальной сети применяется специальный протокол DHCP (Dynamic Host
52
Configuration Protocol), который обеспечивает статическое или динамическое назначение IP-адресов. Назначаемые адреса формирует
DHCP-сервер по запросам DHCP-клиентских программ, устанавливаемых на отдельных компьютерах.
При динамическом распределении адресов DHCP-сервер назначает адрес клиенту на ограниченное время, что дает возможность
впоследствии повторно использовать IP-адреса другими компьютерами.
Отображение символьных адресов на IP-адреса: служба DNS.
Компьютеры используют для взаимодействия числовые IPадреса, а пользователю-человеку удобнее работать со словесными
именами. Чтобы в сетевых приложениях можно было применять
словесные имена, требуется механизм преобразования имен в IPадpecа, реализуемый службой доменных имен DNS (Domain Name
System) распределенной базой данных, поддерживающей иерархическую систему имен для идентификации компьютеров в сети
Internet.
Служба DNS предназначена для автоматического поиска IPадреса по известному символьному имени компьютера. DNSсерверы хранят данные о соответствии символьных имен и IPадресов. Такая база данных распределена по административным
доменам сети Internet. Клиенты сервера DNS знают IP-адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают известное символьное имя и просят
вернуть соответствующий ему IP-адрес.
Если данные о запрошенном соответствии хранятся в базе данного DNS-сервера, то он сразу посылает ответ клиенту, если же нет, то
он посылает запрос DNS-серверу другого домена, который либо сам
обрабатывает запрос, либо передает его другому DNS-серверу. Все
DNS-серверы соединены иерархически, в соответствии с иерархией
доменов сети Internet.
База данных DNS имеет структуру дерева, называемого доменным пространством имен, в котором каждый домен (узел дерева)
имеет имя и может содержать поддомены. Имя домена идентифицирует его положение в этой базе данных по отношению к родительскому домену, причем точки в имени отделяют части, соответствующие компьютерам домена.
Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также на организационной основе. Доменное имя строится из слов, разделенных точками и содержащих латинские буквы, цифры и зна53
чок «минус» (–). Доменные имена могут содержать до 63 символов и
не чувствительны к регистру букв, т. е. заглавные и строчные буквы
считаются одинаковыми.
Организация InterNIC, управляющая всем адресным пространством Internet, а также всем пространством имен, передает некоторым организациям право ведения доменов первого уровня, к которым относятся следующие «организационные» зоны (com – коммерческие, edu – образовательные, gov – правительственные, int –
международные, mil -военные, net – организации, обеспечивающие
работу сети, org -некоммерческие организации, biz – то же самое,
что и com, info -информационные ресурсы), а также более двухсот
«географических» доменов (ru и su – Россия, uk – Великобритания,
de – Германия, fr – Франция, ua – Украина и т. д.).
Владелец доменной зоны может организовывать в ней любые
поддомены и передать функции администрирования этих поддоменов другим организациям. Поддомен создается путем дописывания
к имени домена еще одного отделенного точкой слова слева. Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов имеет
уникальное имя внутри своего домена. Каждый компьютер в сети
Internet однозначно определяется своим полным доменным именем,
которое включает имена всех доменов по направлению от компьютера к корню. Пример полного DNS-имени: lib.aanet.ru
Системные утилиты сетевой диагностики
Утилита ipconfig
Утилита ipconfig предназначена для проверки правильности конфигурации TCP/IP для операционной системы Windows. Выводит
значения для текущей конфигурации стека TCP/IP: МАС- и IP-адрес,
маску подсети, адрес шлюза по умолчанию, адреса серверов WINS
(Windows Internet Naming Service) и DNS, использование DHCP.
При устранении неисправностей в сети TCP/IP следует сначала проверить правильность конфигурации с помощью утилиты
ipconfig.
Формат командной строки:
ipconfig [/allcompartments] [/? | /all | /renew [адаптер] | /release
[адаптер] | /renew6 [адаптер] | /release6 [адаптер] | /flushdns | /
displaydns | /registerdns | /showclassid адаптер | /setclassid адаптер [идентификатор_класса] ] /showclassid6 адаптер | /setclassid6
адаптер [идентификатор_класса] ]
54
В квадратных скобках указаны необязательные параметры.
Параметры командной строки:
/? – вывод справочного сообщения
/all – вывод подробных сведений о конфигурации.
/release – освобождение адреса IPv4 для указанного адаптера.
/release6 – освобождение адреса IPv6 для указанного адаптера.
/renew – обновление адреса IPv4 для указанного адаптера.
/renew6 – обновление адреса IPv6 для указанного адаптера.
/flushdns – очистка кэша сопоставителя DNS.
/registerdns – обновление всех DHCP-аренд и перерегистрация
DNS-имен
/displaydns – отображение содержимого кэша сопоставителя
DNS.
/showclassid – отображение всех допустимых для этого адаптера
идентификаторов классов DHCP.
/setclassid – изменение идентификатора класса DHCP.
/showclassid6 – отображение всех допустимых для этого адаптера идентификаторов классов DHCP IPv6.
/setclassid6 – изменение идентификатора класса DHCP IPv6.
Изменение сетевых настроек с помощью команды IPCONFIG,
в основном, применимо к тем сетевым адаптерам, которые настроены на автоматическое конфигурирование с использованием службы
динамической настройки основных параметров на сетевом уровне
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) или службы автоматической настройки приватных IP – адресов APIPA (Automatic Private
IP Addressing). Если в параметрах командной строки IPCONFIG используется имя адаптера, содержащее пробелы, то оно должно заключаться в двойные кавычки. Если имя содержит символы русского алфавита, то оно должно быть представлено в DOS-кодировке.
Для имен адаптеров применимо использование символа * в качестве
шаблона:
* – любое имя
Локальн* – имя адаптера начинается с «Локальн»
*сети* – имя адаптера содержит строку «сети»
Утилита ping
Утилита ping (Packet Internet Grouper) используется для проверки конфигурирования TCP/IP и диагностики ошибок соединения.
Она определяет доступность и функционирование любого сетевого
устройства, обменивающегося информацией с другими сетевыми
55
устройствами по TCP/IP. Использование ping есть лучший способ
проверки существования маршрута между локальным и сетевым
компьютерами.
Команда ping проверяет соединение с удаленным компьютеромом путем посылки к нему эхо-пакетов протокола APIPA (Internet
Control Message Protocol) и прослушивания эхо-ответов. Ping выводит количество переданных и принятых пакетов. Каждый принятый пакет проверяется в соответствии с переданным сообщением.
Если связь между компьютерами плохая, то из сообщений ping станет ясно, сколько пакетов потеряно.
По умолчанию передаются четыре эхо-пакета длиной 32 байта, представляющих собой последовательность символов алфавита
в верхнем регистре. Ping позволяет изменить размер и количество
пакетов, указать, следует ли записывать маршрут, который она использует, какую величину времени жизни устанавливать, можно ли
фрагментировать пакет и т. д. При получении ответа в поле определяется, за какое время (в миллисекундах) посланный пакет доходит до
удаленного компьютера и возвращается назад. Значение по умолчанию для ожидания отклика равно 1 с, поэтому все значения данного
поля будут меньше 1000 мс. Если получается сообщение «Превышен
интервал ожидания», то, возможно, увеличение времени ожидания
отклика позволит пакету дойди до удаленного компьютера.
Ping можно использовать для тестирования как с доменным именем компьютера, так и с его IP-адресом. Если ping с IP-адресом выполнилась успешно, а с именем – неудачно, это значит, что проблема заключается в распознавании соответствия адреса и имени, а не
в сетевом соединении.
Синтаксис: ping [-t] [-a] [-n count] [-l length] [-f [-i ttl] [-v tos] [-r
count] [-s count] [ [-j host-list\ [-k host-list] ] [-w timeout] destinationlist.
Параметры:
– -t выполняет команду ping до прерывания (Ctrl-Break – посмотреть статистику и продолжить, Ctrl-C – прервать выполнение команды);
– -a позволяет определить доменное имя удаленного компьютера
по его IP-адресу;
– -n count посылает количество пакетов Echo, указанное параметром count (по умолчанию передается четыре запроса);
– -l length посылает пакеты длиной length байт (максимальная
длина 8192 байта);
56
– -f посылает пакет с установленным флагом «не фрагментировать», запрещающим фрагментирование пакета на транзитных
маршрутизаторах;
– -i ttl устанавливает время жизни пакета в величину ttl (каждый маршрутизатор уменьшает ttl на единицу, т. е. время жизни
является счетчиком пройденных маршрутизаторов (хопов));
– -v tos устанавливает значение поля «сервис», задающее приоритет обработки пакета;
– -r count записывает путь выходящего пакета и возвращающегося пакета в поле записи пути, count – от 1 до 9 компьютеров;
– -s count задает максимально возможное количество переходов
из одной подсети в другую (хопов);
– -j host-list направляет пакеты с помощью списка компьютеров,
определенного параметром host-list.), максимальное количество
компьютеров равно 9;
– -к host-list направляет пакеты через список компьютеров, определенный в host-list, причем указанные компьютеры не могут быть
разделены промежуточными маршрутизаторами (жесткая статическая маршрутизация);
– -w timeout указывает время ожидания timeout ответа от удаленного компьютера в миллисекундах (по умолчанию – 1с);
– -destination-list указывает удаленный узел, к которому надо
направить пакеты ping, может быть именем компьютера или его IPадресом.
На практике в формате команды чаще всего используются опции
-t и -n.
Утилита ping может использоваться следующими способами:
–  для проверки того, что TCP/IP установлен и правильно сконфигурирован на локальном компьютере.
–  для проверки правильности добавления в сеть компьютера и
отсутствия дублирования IP-адреса используется IP-адрес локального компьютера: ping IР-адрес_локального_компьютера.
–  для проверки, что шлюз по умолчанию функционирует и можно установить соединение с любым компьютерм в локальной сети,
задается IP-адрес шлюза по умолчанию: ping IP-адресшлюза.
–  для проверки возможности установления соединения через
маршрутизатор в команде ping задается IP-адрес удаленного компьютера: ping 1Р-адрес_удаленного компьютера.
57
Утилита tracert
Утилита tracert (trace route) позволяет выявлять последовательность маршрутизаторов, через которые проходит IP-пакет на пути
к пункту своего назначения путем изучения сообщений APIPA, которые присылаются обратно промежуточными маршрутизаторами.
Утилита tracert работает следующим образом: посылается по три
пробных эхо-пакета протокола APIPA с TTL = 1 на узел назначения,
первый маршрутизатор пошлет в компьютер-источник сообщение
APIPA «Время истекло». Затем TTL увеличивается на 1 в каждой
последующей посылке до тех пор, пока пакет не достигнет компьютера назначения либо не будет достигнута максимально возможная
величина TTL (по умолчанию 30).
Имя машины может быть именем компьютера или его IPадресом. Выходная информация представляет собой список компьютеров, начиная с первого шлюза и заканчивая пунктом назначения. На экран при этом выводится время ожидания ответа на
каждый пакет.
В тех случаях, когда удаленный узел не достижим, применение
утилиты tracert более удобно, чем ping, так как с ее помощью можно
локализовать район сети, в которой имеются проблемы со связью.
Если возникли проблемы, то утилита выводит на экран звездочки (*) либо сообщения типа «Заданная сеть недоступна», «Время
истекло». Следует помнить, что некоторые маршрутизаторы просто уничтожают пакеты с истекшим TTL и не будут видны утилите
tracert.
Формат командной строки:
tracert [-d] [-h максЧисло] [-j списокУзлов] [-w таймаут] [-R] [-S
адресИсточника] [-4] [-6] конечноеИмя
Параметры командной строки:
-d – не использовать разрешение в имена узлов.
-h максЧисло – максимальное число прыжков при поиске узла.
-j списокУзлов – свободный выбор маршрута по списку узлов
(только IPv4).
-w таймаут – таймаут каждого ответа в миллисекундах.
-R – трассировка пути (только IPv6).
-S адресИсточника – использовать указанный адрес источника
(только IPv6).
-4 – принудительное использование IPv4.
-6 – принудительное использование IPv6.
58
Утилита arp
Утилита arp (Address Resolution Protocol – протокол разрешения
адресов) позволяет управлять так называемым ARP-кэшем – таблицей, используемой для трансляции IP-адресов в соответствующие
локальные адреса. Записи в ARP-кэше формирует протокол ARP.
Если необходимая запись в таблице не найдена, то протокол ARP
отправляет широковещательный запрос ко всем компьютерам локальной подсети, пытаясь найти владельца данного IP-адреса.
В кэше могут содержаться два типа записей: статические и динамические. Статические записи вводятся вручную и хранятся в кэше
постоянно. Динамические записи помещаются в кэш в результате
выполнения широковещательных запросов. Для них существует
понятие времени жизни. Если в течение определенного времени (по
умолчанию 2 мин) запись не была востребована, то она удаляется из
ARP-кэша.
Синтаксис утилиты: arp [-s inetaddr ethaddr] [-d inetaddr] [-a].
Параметры:
– -s inetaddr ethaddr заносит в кэш статическую запись с указанными IP-адресом и MAC-адресом;
– -d inetaddr удаляет из кэша запись для определенного IPадреса;
– -a просматривает содержимое кэша для всех сетевых адаптеров локального компьютера.
Утилита netstat
Утилита netstat выводит статистику протоколов и текущих TCP/
IP соединений.
Формат командной строки:
NETSTAT [-a] [-b] [-e] [-f] [-n] [-o] [-p протокол] [-r] [-s] [-t] [интервал]
Параметры командной строки:
-a – отображение всех подключений и ожидающих портов.
-b – отображение исполняемого файла, участвующего в создании
каждого подключения, или ожидающего порта.
-e – отображение статистики Ethernet, может применяться вместе с параметром -s.
-f – отображение полного имени домена (FQDN) для внешних
адресов.
-n – отображение адресов и номеров портов в числовом формате.
59
-o – отображение кода (ID) процесса каждого подключения.
-p протокол – отображение подключений для протокола, задаваемых этим параметром..
-r – отображение содержимого таблицы маршрутов.
-s – отображение статистики протокола..
-t – отображение текущего подключения в состоянии переноса нагрузки с процессора на сетевой адаптер при передаче данных
(«offload»).
-v – подробный вывод информации, если это возможно.
интервал – повторный вывод статистических данных через указанный интервал в секундах. Для прекращения вывода данных нажмите клавиши CTRL + C. Если параметр не задан, сведения о текущей конфигурации выводятся один раз.
Результатом выполнения команды является список активных
подключений, в который входят установленные соединения и открытые порты.
Открытые TCP-порты обозначаются в колонке «Состояние» строкой LISTENING – пассивно открытые соединения («слушающие»
сокеты) или ESTABLISHED – установленные соединения, т. е. уже
используемые сетевыми сервисами.
Часть портов связана с системными службами Windows и отображается не по номеру, а по названию – epmap, microsoft-ds, netbiosss и др. Порты, не относящиеся к стандартным службам, отображаются по номерам. UDP-порты не могут находиться в разных состояниях, поэтому специальная пометка LISTENING в их отношении не
используется. Как и TCP-порты, они могут отображаться по именам
или по номерам.
Утилита nslookup
Утилита nslookup предназначена для выполнения запросов
к DNS-серверам на разрешение имен в IP-адреса. Фактически, утилита является аналогом службы DNS-клиент и позволяет диагностировать проблемы с разрешением имен в системе DNS. По умолчанию, все запросы отправляются на DNS-сервер, адрес которого
задан настройками сетевого подключения. В терминах утилиты
такой сервер является сервером по умолчанию (default server). Команда ipconfig /all позволяет получить информацию о настройках
протокола IP и, в том числе, о серверах DNS, используемых в системе. При запуске nslookup без параметров, утилита переходит
в интерактивный режим, ожидая ввод команд пользователя. Ввод
60
знака вопроса или help позволяет отобразить справку о внутренних
командах и опциях nslookup.
Команды:
(идентификаторы отображаются в верхнем регистре, квадратные скобки «[]» обозначают необязательные параметры)
NAME – печать сведений об узле или домене NAME с помощью
сервера по умолчанию
NAME1 NAME2 – та же операция, но в качестве сервера используется NAME2
help или ? – печать сведений о стандартных командах
all – печать параметров, текущего сервера и узла
[no]debug – печать отладочных сведений
[no]d2 – печать полных отладочных сведений
[no]defname – добавить имя домена ко всем запросам
[no]recurse – запрос рекурсивного ответа на запрос
[no]search – использовать список поиска доменов
[no]vc – всегда использовать виртуальную схему
domain = NAME – установить имя домена по умолчанию NAME
srchlist = N1[/N2/.../N6] – установить домен N1 и список поиска
N1,N2 и т. д.
root = NAME – установить корневой сервер NAME
retry = X – установить число повторов X
timeout = X – установить интервал времени ожидания в X секунд
type = X –
установить
тип
запроса
(пр.
A,AAAA,A + AAAA,ANY,CNAME,MX ,NS,PTR,SOA,SRV)
querytype = X – то же, что и type
class = X – установить класс запроса ( IN (Internet), ANY)
[no]msxfr – использовать быструю зону MS для передачи
ixfrver = X – текущая версия, использующаяся в передаче запросов IXFR
server NAME – установить сервер по умолчанию NAME, используя текущий сервер по умолчанию
lserver NAME – установить сервер по умолчанию NAME, используя первоначальный сервер
root – сделать текущий сервер по умолчанию корневым сервером
ls [opt] DOMAIN [> FILE] – перечисление адресов в домене
DOMAIN (необязательно: вывод в файл FILE)
-a – перечисление канонических имен и псевдонимов
-d – перечисление всех записей
61
-t TYPE – перечисление записей указанного типа RFC (пр.
A,CNAME,MX,NS,PTR etc.)
view FILE – сортировка файла «ls» и его просмотр с помощью pg
exit – выход из программы
При запуске с некоторыми из перечисленных параметров, команда nslookup выполняется в не интерактивном режиме без диалога с пользователем.
Сервис Whois
При трассировке маршрутов или проверке доступности компьютера в Internet часто возникает необходимость определить по IPадресу компьютера его юридического владельца и контактные данные его администратора.
В отношении доменов второго уровня эта информация становится свободно доступной для любого пользователя сети Internet через
сервис Whois. On-line сервиса Whois можно получить через форму на
странице сайта http://www.nic.ru/whois.
Описание полей в информации WHOIS-сервиса RU-CENTER о
доменах .RU, .SU и .РФ, зарегистрированных в RU-CENTER
Поле
Updated Date:
Описание
дата последнего изменения информации о домене
дата окончания срока регистрации домена
состояние (DELEGATED или NOT DELEGATED)
идентификатор администратора домена
имя администратора домена
имя администратора домена
Expiration Date:
Status:
Registrant ID:
Registrant Name:
Registrant
Organization:
Registrant Street1:
квартира, номер дома, улица
Registrant City:
город
Registrant State:
регион
Registrant Postal
почтовый индекс
Code:
Registrant Country:
идентификатор страны
Administrative, Technical Contact – контактное лицо по административными, техническим вопросам
Contact ID:
идентификатор контактного лица
Contact Name:
имя контактного лица
Contact Organization:
наименование организации
62
Поле
Описание
Contact Street1:
Contact City:
Contact State:
Contact Postal Code:
Contact Country:
Contact Phone:
квартира, номер дома, улица
город
регион
почтовый индекс
идентификатор страны
телефон с международным кодом и кодом города
номер факса с международным кодом и кодом
города
адрес электронной почты
регистратор доменного имени (RU-CENTER)
Contact Fax:
Contact E-mail:
Registrar:
Задание на лабораторную работу
С помощью утилиты ipconfig, запущенной из командной строки,
определить имя, IP-адрес и физический адрес основного сетевого
интерфейса компьютера, IP-адрес шлюза, IP-адреса DNS-серверов
и использование DHCP. Проверить использование утилиты со всеми
командными опциями. В отчете привести пояснения полученных
результатов.
С помощью утилиты nslookup определить IP-адрес одного из
удаленных серверов. Проверить использование утилиты со всеми
командными опциями. В отчете привести пояснения полученных
результатов.
С помощью утилиты ping проверить состояние связи c любыми
компьютером и шлюзом локальной сети, а также с одним из удаленных серверов. Проверить использование утилиты со всеми командными опциями. В отчете привести пояснения полученных результатов. Число отправляемых запросов должно составлять не менее 10.
С помощью утилиты arp проверить состояние ARP-кэша. Провести пингование какого либо компьютера локальной сети, адрес
которого не был отражен в кэше. Повторно открыть ARP-кэш и проконтролировать модификацию его содержимого. Представить полученные значения ARP-кэша в отчете с пояснениями.
Провести трассировку одного из удаленных компьютеров. Если
есть потери пакетов, то для соответствующих компьютеров среднее
время прохождения необходимо определять с помощью утилиты
ping по 10 пакетам. В отчете привести копию окна с результатами
работы утилиты tracert с пояснениями.
63
Определить участок сети между двумя соседними маршрутизаторами, который характеризуется наибольшей задержкой при пересылке пакетов. Для найденных маршрутизаторов с помощью сервиса Whois определить название организаций и контактные данные
администратора (тел., e-mail). Полученную информацию привести
в отчете.
С помощью утилиты netstat посмотреть активные текущие сетевые соединения и их состояние на вашем компьютере, для чего:
– запустить несколько экземпляров веб-браузера, загрузив в них
различные страницы с разных веб-сайтов (по указанию преподавателя);
– закрыть браузеры и с помощью netstat проверить изменение
списка сетевых подключений.
Проконтролировать сетевые соединения в реальном масштабе
времени, для чего:
– закрыть ранее открытые сетевые приложения;
– запустить из командной строки утилиту netstat, задав числовой формат отображения адресов и номеров портов и повторный вывод с периодом 20–30 с;
– в отдельном окне командной строки запустить утилиту ping
в режиме «до прерывания»;
– наблюдать отображение netstat, текущей статистики сетевых
приложений;
– с помощью клавиш Ctrl + C последовательно закрыть утилиты
ping и netstat.
В отчете привести результаты работы утилиты netstat с пояснением отображаемой информации.
Контрольные вопросы
1. Каковы назначение и форматы MAC- и IP-адресов?
2. С какой целью применяется «маска подсети»?
3. Как по IP-адресу и маске одной из рабочих станций определить адрес, принадлежащий всей локальной сети?
4. Как определить MAC-адрес сетевого адаптера, установленного
в компьютере?
5. Каким образом утилита ping проверяет соединение с удаленным хостом?
6. Как работает утилита tracert?
7. Каково назначение утилиты arp?
64
8. С помощью каких утилит можно определить по доменному
имени компьютера его IP-адрес?
9. Как утилита ping разрешает имена компьютеров в IP-адреса?
10. Какие могут быть причины неудачного завершения ping и
tracert?
11. Какая служба позволяет узнать символьное имя компьютера
по его IP-адресу?
12. Какие операции можно выполнить с помощью утилиты
netstat?
65
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12
Основы создания web-страниц средствами языка
разметки гипертекста HTML
Цель работы: изучение основ языка разметки гипертекста
HTML и приобретение практических навыков создания HTMLдокументов.
Общие сведения о языке разметки гипертекста
Основой разработки веб-страниц является язык HTML
(HyperText Markup Language – язык разметки гипертекстов).
Веб-страницы могут разрабатываться в простейшем текстовом
редакторе или при помощи специализированных программ и просматриваются страницы в каком-либо браузере. Обычно файлам
страниц присваиваются разрешения «.htm» или «.html». Веб-сайт –
совокупность единых по тематике, оформлению и физическому расположению веб-страниц.
Основной структурной единицей языка HTML является тег (от
англ. tag – маркер). Теги делятся на контейнеры и неконтейнеры.
Контейнер определяет, каким образом должен быть интерпретирован тот или иной текст, располагающийся в этом контейнере. Начало интерпретируемого текста отмечается как <имя_тега>. Завершение этого текста отмечается как </имя_тега>. При этом имена тегов
в начале и завершении совпадают. Теги, не являющиеся контейнерами, не закрываются (не имеют части </имя_тега>) и служат для
создания каких-либо эффектов.
Если при написании тегов были допущены ошибки, то просто не
выполняется форматирование текста, заданного ошибочным тегом,
но никаких сообщений браузер не выдает.
Теги могут иметь параметры. Параметры бывают двух видов.
Первый вид можно трактовать как некоторый флаг, наличие которого требует включить некоторую характеристику, например, трехмерность. В этом случае тег выглядит следующим образом:
<имя_тега имя_параметра> (обязательно внутри скобок тега через знак «пробел»).
Второй вид параметров – параметры, имеющие значения, например, ширина = 10. В этом случае тег выглядит так:
<имя_тега имя_параметра = значение> или
<имя_тега имя_параметра = »значение»>.
66
Значение заключается в кавычки, если оно включает в себя пробелы или другие символы, которые могут быть истолкованы браузером как конец значения.
Структура HTML-документа
Документ должен начинаться с <HTML> и заканчиваться </
HTML>, т. е. тег <HTML></HTML> определяет границы HTMLдокумента (страницы, в то время как большинство браузеров корректно обрабатывают страницы без него.
HTML-документ можно разделить на две основные части: заголовок и тело. Заголовок документа выделяется тегом <HEAD></
HEAD>. Заголовок может включать несколько тегов. Наиболее часто используется тег <TITLE></TITLE>. Этот тег отмечает заголовок документа. Текст, помещенный внутри этого тега, будет отображен в заголовке окна браузера.
Тело документа определяется тегом <BODY></BODY>. Именно
в тело документа помещается основная информация, которая должна быть размещена при отображении страницы в рабочем поле окна
браузера.
В тексте страницы могут быть комментарии. Они начинаются
тегом <!-- и заканчиваются тегом -->. Комментарии не выводятся на
экран при отображении страницы и предназначены для разработчиков.
Основные теги языка HTML
Форматирование HTML-документа
<BODY></BODY> – тело документа.
Параметры:
TEXT – цвет текста для документа в целом. Цвет указывается
в формате RGB или константами red, green, blue и т.п. По умолчанию – «black» (#000000).
BGCOLOR – фоновый цвет всего документа. По умолчанию –
«white» (#FFFFFF).
LINK – цвет «непосещенной» гиперссылки, т. е. ссылки, к которой посетитель данного сайта еще не обращался. По умолчанию ей
присваивается значение «blue» (#0000FF).
VLINK – цвет «посещенной» гиперссылки. Значение по умолчанию – «purple» (#800080).
<P></P> – абзац.
67
Параметры:
ALIGN – выравнивание. Возможные значения: LEFT – по левому
краю, RIGHT – по правому краю, CENTER – по центру, JUSTIFY –
по ширине.
<BR> – начало новой строки без начала нового абзаца.
<NOBR></NOBR> – запрет переноса текста на новую строку.
<H1></H1>...<H6></H6> – заголовки разного уровня (от первого до шестого).
Параметры:
ALIGN – выравнивание (аналогично как для тега <P>).
<HR> – горизонтальная линия.
Параметры:
ALIGN – выравнивание.
WIDTH – длина линии в процентах от окна браузера или пикселях.
SIZE – ширина линии в процентах от окна браузера или пикселях.
COLOR – цвет линии.
Дополнительные возможности по форматированию
<B></B> – полужирный текст.
<I></I> – курсивный текст.
<U></U> – эффект подчеркивания.
<STRIKE></STRIKE> – эффект зачеркивания.
<BIG></BIG>– увеличенный текст (на 1 пункт).
<SMALL></SMALL> – уменьшенный текст (на 1 пункт).
<SUB></SUB> – нижний индекс.
<SUP></SUP> – верхний индекс.
<FONT></FONT> – используется для указания начертания
шрифта в документе.
Параметры:
SIZE – размер шрифта.
COLOR – цвет шрифта.
FACE – гарнитура шрифта.
Графика в HTML-документах
<IMG> – рисунок.
Параметры:
SRC – адрес файла на веб-сервере (URL), содержащего графическое изображение.
68
ALIGN – выравнивание. Возможные значения: ТОР – по верху;
BOTTOM – по низу; MIDDLE – по центру; LEFT – слева; RIGHT –
справа.
ALT – текст, который увидит пользователь, если рисунок не может быть выведен или при наведении указателя мыши.
WIDTH и HEIGHT – соответственно ширина и высота изображения в пикселях.
Гиперссылки в HTML-документах
<A HREF = »Адрес веб-ресурса»>Описание веб-ресурса</A> –
ссылка на веб-ресурс.
Адрес веб-ресурса – может включать абсолютный или относительный адрес. Во втором случае адрес может вычисляться относительно текущего документа. В реальных случаях практически всегда используются относительные ссылки, так как это обеспечивает
возможность перемещения проекта в любую папку без изменения
HTML-кода страниц.
Описание веб-ресурса – может быть текстом или рисунком. В первом случае указатель содержит соответствующий текст, во втором –
тег <IMG>.
Если документ имеет большие размеры, то имеет смысл использования локальных ссылок, то есть ссылок на фрагмент самого документа.
Списки в HTML-документах
<OL></OL> – нумерованный список.
Параметры:
TYPE – вид нумерации. Возможные значения: А – прописные
буквы, а – строчные буквы, I – большие римские цифры, i – маленькие римские цифры, 1 – арабские цифры; START n – список будет
начинаться с числа n.
<UL></UL> – маркированный список.
Параметры:
TYPE – вид маркеров. Может иметь значения: disc – круг,
square – квадрат, circle – окружность.
<LH></LH> – заголовок списка.
<LI></LI> – элемент списка.
Таблицы в HTML-документах
<TABLE></TABLE> – таблица.
Параметры:
69
ALIGN – выравнивание таблицы. Значения: LEFT, RIGHT или
CENTER.
WIDTH – ширина таблицы в пикселях или процентах.
BORDER – ширина обрамления ячеек таблицы в пикселях.
BORDERCOLOR – цвет границ таблицы.
BGCOLOR – фоновый цвет таблицы.
<TR></TR> – строка таблицы.
Параметры:
ALIGN – горизонтальное выравнивание содержимого строки.
Значения: LEFT, RIGHT или CENTER.
VALIGN – вертикальное выравнивание содержимого строки.
Значения: TOP, MIDDLE или BOTTOM.
<TD></TD> – ячейка строки.
Параметры:
ALIGN и VALIGN – аналогичны параметрам тега <TR>.
HEIGHT и WIDTH – высота и ширина в пикселях, либо в процентах.
ROWSPAN – объединение смежных ячеек в одном столбце. Этот
параметр принимает значения в зависимости от того, сколько ячеек
нужно объединить.
COLSPAN – аналогично ROWSPAN, но для объединения ячеек
в одной строке.
BORDERCOLOR – цвет границ ячейки.
BGCOLOR – фоновый цвет ячейки.
Задание на лабораторную работу
Студенты при выполнении заданий должны подготовить оригинальный текстовый материал, согласованный с преподавателем и
отличный от нижеприведенного, который приведен в качестве примера. В отчете приводятся результаты выполнения с пояснениями,
но не план работы и справочная информация по выполнению работы.
Этап 1. Изучение основных конструкций языка HTML
1.1. Ознакомьтесь с теоретическим материалом и основными тегами языка HTML.
1.2. В своей папке создайте папку Site. Здесь будут размещаться
все файлы проекта.
1.3. Запустите текстовый редактор Блокнот. Создайте типовую
структуру HTML-документа:
70
<HTML>
<HEAD>
<TITLE></TITLE>
</HEAD>
<BODY>
</BODY>
</HTML>
Между тегами <TITLE> введите заголовок главной страницы:
«Путешествие по странам Европы».
1.4. Сохраните документ в папку Site. При сохранении в качестве
типа файла укажите «Все файлы», в качестве имени файла index.
html.
1.5. Закройте Блокнот. Найдите файл index.html и откройте его
с помощью интернет-браузера (как правило – двойным щелчком
левой кнопки мыши). Перед вами появится пустое окно браузера.
Обратите внимание, что в заголовке страницы уже присутствует титул.
1.6. Откройте файл index.html для редактирования с помощью
блокнота.
1.7. Добавьте заголовком первого уровня (тег <H1>) фразу: «Добро пожаловать на страничку, посвященную странам Европы!».
Сохраните файл. Вернитесь в браузер и выполните команду «Обновить» (как правило, клавиша F5). Оцените полученный результат.
1.8. Вернитесь к Блокноту. Создайте новый абзац (тег <P>). Задайте выравнивание текста абзаца по ширине. В качестве текста абзаца введите следующее:
«Здравствуйте уважаемые путешественницы и путешественники. Если ваше собственное желание или судьба манят вас в дорогу, в новые страны в экзотические места в необычные путешествия загляните прежде на наш сайт. Загляните как в будущее,
чтобы заранее узнать, что вас ожидает за ближайшим поворотом, что вам понадобится в дороге, и о чем не вредно позаботиться заранее. Мы предлагаем вашему вниманию полную объективную
и достоверную информацию о разных уголках Земли о странах и
путешествиях.».
Слова «полную, объективную и достоверную» оформите курсивом. Сохраните страницу, оцените полученный эффект. Далее без
дополнительного напоминания просматривайте страницу по мере
необходимости.
71
1.9. Добавьте к документу следующий абзац (настройки соответствуют предыдущему абзацу):
«Несмотря на то, что стран Европы огромное количество мы
по мере возможности попытаемся вам рассказать обо всех этих
странах. На нашем сайте вас ждет рассказ о странах Европы,
в том числе их краткая характеристика.».
Слова «Рассказ о станах Европы» оформите курсивом.
1.10. Добавьте третий абзац:
«Этот сайт наполнен демонстрационным содержанием для
отработки технологии разметки гипертекстовых документов
используемых в сети интернет. Информация на сайте может не
соответствовать реальному положению дел».
Слова «демонстрационным содержанием» оформите полужирным начертанием.
Рис. 17. Пример начального варианта страницы сайта
72
1.11. Текст следующего абзаца расположите по центру. Размер
шрифта для текста внутри абзаца увеличьте на один пункт. В качестве текста укажите:
«Заходите на нашу страничку почаще!»
1.12. Поставьте в качестве разделителя горизонтальную линию
(толщина – 1 пиксель, ширина – 80% рабочего поля, цвет – синий).
После горизонтальной линии вставьте разрыв строки.
1.13. Вставьте информацию об авторских правах, добавив абзац,
выровненный по центру. Размер шрифта для текста внутри абзаца
уменьшите на один пункт. В качестве текста укажите:
«&copy; Ваши инициалы и фамилия, группа, факультет, ГУАП
&ndash; 2010. Все права защищены.»
Конструкции «&copy;» и «&ndash;», в теле html-документа, будут преобразованы браузером в символ «©» и «–» (длинное тире),
соответственно.
1.14. Отцентрируйте заголовок «Добро пожаловать на страничку, посвященную странам Европы».
1.15. Первый вариант начальной страницы сайта может выглядеть как на рис. 17.
Этап 2. Установка свойств текста, использование списков,
организация гиперссылок
2.1. Измените цвет фона на #FCEAD4 и цвет не посещенных гиперссылок на #014CA1 для всей страницы.
2.2. Измените гарнитуру и размер (2) шрифта в текстовых абзацах на Verdana.
2.3. Трижды сохраните получившийся шаблон веб-страницы
под именами italy.html, france.html и germany.html. На первой из
этих страничек будет размещен рассказ об Италии, на второй – о
Франции, на третьей – о Германии.
2.4. Исправьте заголовки новых страниц, например, Италия для
страницы Italy.html. Заголовок первого уровня поменяйте на заголовок второго уровня. Вместо трех текстовых абзацев разместите
надпись: «Раздел находится в стадии разработки.».
2.5. Соедините получившиеся странички гиперсвязями. После
разделительной горизонтальной черты главной страницы начните
новый абзац, задайте гарнитуру шрифта Verdana, размер шрифта –
2 и выравнивание по центру.
В новом абзаце организуйте гиперссылки на страницы сайта.
«Главная | Италия | Франция | Германия». Таким образом, данный
73
абзац содержит наименования всех четырех страниц сайта. После
окончания абзаца с гиперссылками поставьте еще одну разделительную черту с теми же настройками.
2.6. Оформите фамилию и инициалы, указанные в нижней части страницы, гиперссылкой на ваш почтовый ящик. Для этого
в качестве параметра открывающего тега укажите следующее:
HREF = »mailto:адрес_электронной_почты». В результате код ссылки будет выглядеть, например, так: <A HREF = »mailto:petrov@
mail.ru»>А. В. Петров</A>.
2.7. Сделайте изменения, аналогичные описанным в пунктах
2.5–2.6, на страницах для Италии, Франции и Германии. После изменений страница может иметь вид ка на рис. 18.
2.8. Создайте абзац, содержащий первый подраздел документа.
В качестве текста укажите следующее: «Италия государство на
Рис. 18. Окончательный вариант страницы сайта
74
юге Европы в центральной части Средиземноморья. Берега Италии
омываются морями на Западе – Лигурийским и Тирренским, на
Юге – Ионическим, на Востоке – Адриатическим. Сухопутные границы Италии проходят преимущественно по различным частям
Альп. На Севере граничит с Францией, Швейцарией, Австрией; на
Северо-востоке – с Югославией. Территория Италии охватывает южные склоны Альп, Паданскую равнину, Апеннинский полуостров, острова Сицилию и Сардинию, и многочисленные мелкие
острова.»
Перед абзацем добавьте заголовок 3 уровня (<H3>) «Географическое положение».
2.9. Создайте следующий абзац. В качестве текста укажите:
«Этому причудливому ботфорту Европы есть чем похвастаться:
религиозными и культурными деятелями, кукурузной кашей, знаменитыми памятниками архитектуры и своим политическим
ребячеством. Его трех тысячелетняя история, культура и кухня,
могут покорить едва ли не каждого. В Италии можно посетить
римские развалины, увидеть искусство ренессанса, побывать
в крошечных средневековых городках, покататься на лыжах в Альпах, исследовать каналы Венеции, и увидеть церкви, прекраснее
которых, трудно себе представить. Конечно, можно также насладиться и более простыми вещами: хорошей едой, вином, походами
по магазинам и огромным выбором развлечений.». Перед абзацем
аналогично предыдущему пункту добавьте заголовок 3 уровня «Национальные особенности».
2.11. Создайте следующий абзац. В качестве текста введите:
«Рим
Милан
Неаполь
Флоренция»
Перед абзацем добавьте заголовок 3 уровня «Крупные города».
Оформите абзац в виде маркированного списка.
Этап 3. Вставка изображений и таблиц
3.1. В папке Site создайте папку images. В ней будут размещаться
файлы с изображениями, используемыми на страницах сайта. Найдите в сети интернет картинку с изображением флага Италии и сохраните ее в папке images.
3.2. Откройте файл italy.html в текстовом редакторе Блокнот.
75
3.3. Вставьте картинку с флагом в верхней части страницы после заголовка Италия. Выровняйте картинку по центру. Если картинка флага будет слишком большая, можно уменьшить ее, указав
параметры WIDTH и HEIGHT с меньшими значениями, например:
WIDTH = 120 HEIGHT = 80.
3.4. Добавьте на страницу еще один раздел – «Общие сведения»,
расположив его между разделами «Географическое положение» и
«Национальные особенности». Новый раздел оформите в виде таблицы, согласно следующему примеру:
Столица
Площадь
Население
Язык
Рим
301250 км2
57 млн. чел.
Итальянский (классический плюс несколько диалектов),
Немецкий, Французский, Словенский
Таблица должна быть выровнена по центру, иметь ширину 500
пикселей и границу шириной 1 пиксель. Первый столбец должен
иметь ширину 150 пикселей. Для получения надписи в виде верхнего индекса заключите цифру «2» между <SUP></SUP>.
3.5. Сохраните документ и просмотрите получившийся результат в браузере.
Этап 4. Сдача выполненной работы
Проделанная работа должна быть стандартно оформлена в виде
электронного отчета – файла с 3 отдельными разделами в соответствии с вышеописанными этапами 1-3 и предъявлена преподавателю для оценки.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение и поясните назначение тега.
2. Перечислите принципы записи тегов.
3. Назовите структурные составляющие HTML-документа. Охарактеризуйте их назначение.
4. Перечислите параметры, которые могут задаваться для текста.
6. Поясните принцип описания таблиц с помощью тегов языка
HTML.
76
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №13
Расчет конфигурации сети Ethernet
Цель работы: изучение принципов построения сетей по стандарту Ethernet и приобретение практических навыков оценки корректности их конфигурации.
Принципы расчета конфигурации сети
Соблюдение многочисленных ограничений, установленных для
различных стандартов физического уровня сетей Ethernet, гарантирует корректную работу сети (естественно, при исправном состоянии всех элементов физического уровня). Основные характеристики и ограничения технологии Ethernet приведены в табл. 18 и 19.
Таблица 18
Общие ограничения для всех стандартов Ethernet
Характеристика
Значение
Номинальная пропускная способность
10 Мбит/с
Максимальное число станций в сети
1024
Максимальное расстояние между узлами в сети
Максимальное число коаксиальных
сегментов в сети
2500 м (в 10Base-FB -2750 м)
5
Таблица 19
Параметры спецификаций физического уровня для стандарта Ethernet
Параметр
10Base-5
10Base-2
10Вазе-Т
10Base- F
Толстый коаксиальный
кабель RG-8
или RG-11
Тонкий
коаксиальный кабель
RG-58
Неэкранированная витая
пара категорий 3,4,5
Многомодовый волоконно-оптический кабель
Максимальная длина сегмента, м
500
185
100
2000
Максимальное
расстояние между
узлами сети (при
использовании повторителей), м
2500
925
500
2500(2740
для 10BaseFB)
Кабель
77
Окончание табл. 19
Параметр
Кабель
Максимальное
число станций
в сегменте
Максимальное
число повторителей
между любыми
станциями сети
10Base-5
10Base-2
10Вазе-Т
10Base- F
Толстый коаксиальный
кабель RG-8
или RG-11
Тонкий
коаксиальный кабель
RG-58
Неэкранированная витая
пара категорий 3,4,5
Многомодовый волоконно-оптический кабель
100
30
1024
1024
4
4
4
4 (5 для
10Base-FB)
Наиболее часто приходится проверять ограничения, связанные
с длиной отдельного сегмента кабеля, а также количеством повторителей и общей длиной сети.
Правила «5-4-3» (допускается соединение в линию до 5 сегментов не более чем через 4 повторителя, из этих сегментов только
3 могут использоваться для подключения узлов (Trunk segments),
остальные (Link segments) используются как удлинители) для коаксиальных сетей и «4 хабов» (число повторителей (концентраторов) между любыми двумя компьютерами в сети Ethernet не может
быть больше четырех) для сетей на основе витой пары и оптоволокна не только дают гарантии работоспособности сети, но и оставляют
большой «запас прочности» сети.
Комитет IEEE 802.3 приводит исходные данные о задержках
(табл. 20 и 21), вносимых повторителями и различными средами
передачи данных, для тех специалистов, которые хотят самостоятельно рассчитывать максимальное количество повторителей и
максимальную общую длину сети, не довольствуясь теми значениями, которые приведены в правилах «5-4-3» и «4 хабов».
В табл. 20 приведены значения PDV (Path Delay Value – время
двойного оборота) для различных сетей..
Особенно такие расчеты полезны для сетей, состоящих из смешанных кабельных систем, например, коаксиала и оптоволокна,
на которые правила о количестве повторителей не рассчитаны. При
этом максимальная длина каждого отдельного физического сегмента должна строго соответствовать стандарту, то есть 500 м для «толстого» коаксиала, 100 м для витой пары и т. д.
78
Таблица 20
Данные для расчета значения PDV
База проме- База правожуточного го сегмента,
сегмента, bt
bt
Задержка
среды на 1
м, bt
Максимальная длина
сегмента, м
169,5
169,5
165,0
–
0,0866
0,1026
0,113
0,1
500
185
100
2000
33,5
156,5
0,1
2000
29,0
0
152,0
0
0,1
0,1026
1000
2 + 48
Тип
сегмента
База левого
сегмента, bt
10Base-5
10Base-2
10Base-T
10Base-FB
11,8
11,8
15,3
–
46,5
46,5
42,0
24,0
10Base-FL
12,3
FOIRL
AUI (>2 м)
7,8
0
Таблица 21
Уменьшение межкадрового интервала повторителями
Передающий сегмент, bt
Промежуточный сегмент, bt
10Base-5 или 10Base-2
16
11
10Base-FB
-
2
10Base-FL
10,5
8
10Base-T
10,5
8
Чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо выполнение четырех основных условий:
– количество станций в сети – не более 1024;
– максимальная длина каждого физического сегмента – не более
величины, определенной в соответствующем стандарте физического уровня;
– время двойного оборота сигнала (Path Delay Value, PDV) между
двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети – не более
575 битовых интервала;
– сокращение межкадрового интервала (Path Variability Value,
PVV) при прохождении последовательности кадров через все повторители – не больше, чем 49 битовых интервала (так как при отправке
кадров конечные узлы обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервала, то после прохождения повторителя оно
должно быть не меньше, чем 96 – 49 = 47 битовых интервала).
79
Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы
сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей
и общую длину сети в 2500 м.
Методика расчета времени двойного оборота
и уменьшения межкадрового интервала
Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических
средах (табл. 20). Битовый интервал обозначен как bt.
Комитет 802.3 старался максимально упростить выполнение
расчетов, поэтому данные, приведенные в таблице, включают сразу несколько этапов прохождения сигнала. Например, задержки,
вносимые повторителем, состоят из задержки входного трансивера,
задержки блока повторения и задержки выходного трансивера. Тем
не менее в таблице все эти задержки представлены одной величиной, названной базой сегмента.
Чтобы не нужно было два раза складывать задержки, вносимые
кабелем, в таблице даются удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля.
В таблице используются также такие понятия, как левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. Поясним эти термины на примере сети, приведенной на рис. 19.
Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается
путь сигнала от выхода передатчика конечного узла. На рис. 19 это
сегмент 1. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты
2-5 и доходит до приемника наиболее удаленного узла наиболее
удаленного сегмента 6, который называется правым. Именно здесь
в худшем случае происходит столкновение кадров и возникает коллизия.
С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная
базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый). База
правого сегмента, в котором возникает коллизия, намного превышает базу левого и промежуточных сегментов.
Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины
сегмента и вычисляется путем умножения времени распростране80
Сегмент 3
Сегмент 4
Конценратор 3
Сегмент 2 Концентратор 2
Концентратор 1
Сегмент 1
Концентратор 4
Сегмент 5
Концентратор 5
Рис. 19. Пример сети Ethernet
ния сигнала по одному метру кабеля (в битовых интервалах) на длину кабеля в метрах.
Расчет PDV заключается в вычислении задержек, вносимых
каждым отрезком кабеля (приведенная в таблице задержка сигнала
на 1 м кабеля умножается на длину сегмента), а затем суммировании этих задержек с базами левого, промежуточных и правого сегментов. Общее значение PDV не должно превышать 575.
Так как левый и правый сегменты имеют разные величины базовой задержки, то в случае различных типов сегментов на удаленных краях сети необходимо выполнить расчеты дважды: один раз
принять в качестве левого сегмента сегмент одного типа, а во второй – сегмент другого типа. Результатом можно считать максимальное значение PDV.
Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала повторителями,
то есть величину PVV.
Для расчета PVV также можно воспользоваться значениями
максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при
прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEEE и приведенными в табл. 21.
81
Пример расчета конфигурации сети
В примере крайние сегменты сети принадлежат к одному типу –
стандарту 10Base-T, поэтому двойной расчет не требуется.
Приведенная на рисунке 19 сеть в соответствии с правилом «4
хабов» не является корректной – в сети между узлами сегментов
1 и 6 имеются 5 хабов, хотя не все сегменты являются сегментами
10Base-FB. Кроме того, общая длина сети равна 2800 м, что нарушает правило 2500 м. Рассчитаем значение PDV.
Левый сегмент 1: 15,3 (база) + 100–0,113 = 26,6
Промежуточный сегмент 2: 33,5 + 1000–0,1 = 133,5
Промежуточный сегмент 3: 24 + 500–0,1 = 74,0
Промежуточный сегмент 4: 24 + 500–0,1 = 74,0.
Промежуточный сегмент 5: 24 + 600–0,1 = 84,0
Правый сегмент 6: 165 + 100–0,113 = 176,3.
Сумма всех составляющих дает значение PDV, равное 568,4.
Так как значение PDV меньше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по критерию времени двойного оборота
сигнала несмотря на то, что ее общая длина превышает 2500 м, а
количество повторителей больше 4.
Рассчитаем значение PVV.
Левый сегмент 1 10Base-T: сокращение в 10,5 bt.
Промежуточный сегмент 2 10Base-FL: 8.
Промежуточный сегмент 3 10Base-FB: 2.
Промежуточный сегмент 4 10Base-FB: 2.
Промежуточный сегмент 5 10Base-FB: 2.
Сумма этих величин дает значение PVV, равное 24,5, что меньше
предельного значения в 49 битовых интервала.
В результате сеть соответствует стандартам Ethernet по всем параметрам.
Задание на лабораторную работу
1. Ознакомиться с теоретическим материалом.
2. Получить у преподавателя номер варианта (рис. 20-31).
3. Произвести оценку конфигурации выбранной сети по физическим ограничениям на длину сегмента, на длину сети, правило «4
хаба» («5 хабов» для 10Base-FB); по времени двойного оборота сигнала в сети, по уменьшению межкадрового интервала.
3. По результатам расчетов сделать вывод о корректности конфигурации сети Ethernet.
82
4. По результатам работы оформить отчет. Содержание отчета:
исходные данные, расчеты указанных параметров, выводы.
Коммутатор 1
Сегмент 1
Коммутатор 2
Сегмент 4
Коммутатор 5
Сегмент 7
10 Base-FB
Сегмент 2
Коммутатор 3
Сегмент 5
Коммутатор 6
Сегмент 8
10 Base-FL
Сегмент 3
Коммутатор 4
Сегмент 6
Коммутатор 7
Сегмент 9
10 Base-T
Длина, м
Сегмент 1
+ 500
Сегмент 2
+ 300
Сегмент 3
+ 400
Сегмент 4
+ 1000
Сегмент 5
+ 300
Сегмент 6
+ 400
Сегмент 7
+ 100
Сегмент 8
+ 50
Сегмент 9
+ 100
Рис. 20. Вариант 1
83
10 Base-FB
Сегмент 1
Сегмент 2
Сегмент 3
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Сегмент 7
Сегмент 8
Сегмент 9
10 Base-FL
10 Base-T
Длина, м
+ + + 700
400
400
700
200
500
80
100
80
10 Base-T
Длина, м
+ + + 1000
200
200
400
300
200
100
100
40
10 Base-T
Длина, м
+ + + 600
400
200
800
500
800
50
100
50
+ + + + + + Схема сети аналогична рис.20
Рис. 21. Вариант 2
10 Base-FB
Сегмент 1
Сегмент 2
Сегмент 3
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Сегмент 7
Сегмент 8
Сегмент 9
10 Base-FL
+ + + + + + Схема сети аналогична рис.20
Рис. 22. Вариант 3
10 Base-FB
Сегмент 1
Сегмент 2
Сегмент 3
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Сегмент 7
Сегмент 8
Сегмент 9
10 Base-FL
+ + + + + + Схема сети аналогична рис.20
Рис. 23. Вариант 4
84
Коммутатор 1
Сегмент 1
Сегмент 3
Коммутатор 4
Коммутатор 2
Сегмент 4
Коммутатор 5
Сегмент 7
10 Base-FB
Сегмент 1
Сегмент 2
Сегмент 3
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Сегмент 7
Сегмент 8
Сегмент 9
Сегмент 5
Коммутатор 6
Сегмент 8
Сегмент 6
Коммутатор 7
Сегмент 9
10 Base-FL
10 Base-T
Длина, м
+ + + 400
0
500
1100
1100
600
100
100
100
10 Base-T
Длина, м
+ + + 500
0
500
1000
1000
500
80
80
100
+ + + + + Рис. 24. Вариант 5
10 Base-FB
Сегмент 1
Сегмент 2
Сегмент 3
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Сегмент 7
Сегмент 8
Сегмент 9
10 Base-FL
+ + + + + Схема сети аналогична рис. 24
Рис. 25. Вариант 6
85
Сегмент 1
10 Base-FB
10 Base-FL
+ + 10 Base-T
1000
Сегмент 2
Сегмент 3
Длина, м
0
+ 1000
Сегмент 4
+ 600
Сегмент 5
+ 600
Сегмент 6
+ 400
Сегмент 7
+ 60
Сегмент 8
+ 60
Сегмент 9
+ 90
10 Base-T
Длина, м
Схема сети аналогична рис.24
Рис. 26. Вариант 7
Сегмент 1
10 Base-FB
10 Base-FL
+ + 1000
Сегмент 2
0
Сегмент 3
+ Сегмент 4
+ 600
Сегмент 5
+ 600
Сегмент 6
+ 400
Сегмент 7
+ 60
Сегмент 8
+ 60
Сегмент 9
+ 90
Схема сети аналогична рис. 24
Рис. 27. Вариант 8
86
1000
Коммутатор 1
Сегмент 1
Сегмент 3
Коммутатор 4
Коммутатор 2
Сегмент 4
Коммутатор 5
Сегмент 7
Сегмент 1
Сегмент 2
Сегмент 3
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Сегмент 7
Сегмент 8
Сегмент 9
Сегмент 5
Коммутатор 6
Сегмент 8
10 Base-FB
10 Base-FL
+ + Сегмент 6
Коммутатор 7
Сегмент 9
10 Base-T
Длина, м
+ + + 400
0
500
1100
1100
600
100
100
100
10 Base-T
Длина, м
+ + + 500
0
500
1000
1000
500
80
80
100
+ + + + + Рис. 28. Вариант 9
Сегмент 1
Сегмент 2
Сегмент 3
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Сегмент 7
Сегмент 8
Сегмент 9
10 Base-FB
10 Base-FL
+ + + + + + Схема сети аналогична рис. 28
Рис. 29. Вариант 10
87
Сегмент 1
10 Base-FB
10 Base-FL
+ + 10 Base-T
1000
Сегмент 2
Сегмент 3
0
+ 1000
Сегмент 4
Сегмент 5
Сегмент 6
Длина, м
+ 600
+ 600
+ 400
Сегмент 7
+ 60
Сегмент 8
+ 60
Сегмент 9
+ 90
10 Base-T
Длина, м
Схема сети аналогична рис.28
Рис. 30. Вариант 11
10 Base-FB
Сегмент 1
10 Base-FL
+ 600
Сегмент 2
0
Сегмент 3
+ 600
Сегмент 4
+ 900
Сегмент 5
+ 1000
Сегмент 6
+ 500
Сегмент 7
+ 70
Сегмент 8
+ 80
Сегмент 9
+ 90
Схема сети аналогична рис.28
Рис. 31. Вариант 12
Контрольные вопросы
1. Механизм доступа к разделяемой среде в технологии Ethernet.
1. Принципы оценки корректности конфигурации по физическим ограничениям.
2. Условия надежного распознавания коллизий.
2. Цели ограничения на уменьшение межкадрового интервала.
3. Правила расчета для самого длинного пути конфигурации
сети.
88
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14
Изучение структуры IP-адреса
Цель работы: изучение принципов адресации в сетях TCP/IP и
приобретение практических навыков применения и назначения IPадресов с использованием масок.
Протокол передачи данных TCP/IP (Transmission Control
Protocol/Internet Protocol) – стандартный сетевой протокол связи,
используемый для соединения компьютерных систем через Интернет, обеспечивает надежную пересылку информации в масштабах
всей сети.
В Интернет используются три типа адресов: локальные (называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные доменные имена.
В терминологии TCP/IP под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. В разных подсетях допустимы разные сетевые технологии, разные стеки протоколов, поэтому при создании
стека TCP/IP предполагалось наличие разных типов локальных
адресов. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальный адрес – это МАС-адрес.
В настоящее время используются 2 варианта числовой адресации и соответственно 2 протокола. В версии протокола IPv4 IP-адрес
имеет длину 4 байта, а в версии протокола IPv6 IP-адрес имеет длину 16 байт. Очевидно, что адресное пространство в версии протокола IPv4 сильно ограничено и к настоящему времени практически
исчерпано.
IPv6 (англ. Internet Protocol version 6) – это новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась
предыдущая версия (IPv4) при её использовании в Интернете, за
счёт использования длины адреса 128 бит вместо 32. В настоящее
время протокол IPv6 уже используется в нескольких сотнях сетей
по всему миру (более 1600 сетей на март 2009), но пока ещё не получил столь широкого распространения в Интернете, как IPv4. Протокол был разработан IETF. По прогнозам, после того, как адресное
пространство в IPv4 закончится (предположительно 2011–2012 г.)
, произойдёт ситуация, когда два стека протоколов – IPv6 и IPv4
будут использоваться параллельно (dual stack), с постепенным уве89
личением доли трафика IPv6 по сравнению с IPv4. Такая ситуация
станет возможной из-за наличия огромного количества устройств,
в том числе устаревших, не поддерживающих IPv6 и требующих
специального преобразования для работы с устройствами, использующими только IPv6.
В силу вышеизложенного в версии протокола IPv4 используется
механизм маскирования, который исследуется в данной лабораторной работе.
IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо
назначен по рекомендации специального подразделения Internet
(Internet Network Information Center, InterNIC), если сеть должна
работать как составная часть Internet. Номер узла в протоколе IP
назначается независимо от локального адреса узла.
Классы IP-адресов
IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками.
Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая – к номеру
узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих
бит являются также признаками того, к какому классу относится
тот или иной IP-адрес. На рис. 32 показана структура IP-адресов
различных классов (с – бит, входящий в номер сети; у – бит, входящий в номер узла; а – бит, входящий в адрес группы multicast;
з – бит, входящий в зарезервированный адрес)
Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер
сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как
номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до
126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.)
Количество узлов в сетях класса А может достигать 224 , то есть
16 777 216 узлов.
Класс A. Оссссссс уууууууу уууууууу уууууууу
Класс B. 10сссссс сссссссс уууууууу уууууууу
Класс C. 110ссссс сссссссс сссссссс уууууууу
Класс D. 1110аааа аааааааа аааааааа аааааааа
Класс E. 11110ззз зззззззз зззззззз зззззззз
Рис. 32. Классы IP-адресов
90
Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу
В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16
бит. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров
с максимальным числом узлов 216, что составляет 65 536 узлов.
Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть
класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла – 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число
узлов в них ограничено 28 , то есть 256 узлами.
Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является
адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес – multicast.
Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D,
то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е. Адреса этого класса
зарезервированы для будущих применений.
В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов. IP-адрес, состоящий только из двоичных
нулей, обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет. Если в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию
считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети,
что и узел, который отправил пакет. IP-адрес, состоящий только из
1, обозначает, что пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник
этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast). Если в поле номера узла
назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес,
рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast).
При адресации необходимо учитывать те ограничения, которые
вносятся особым назначением некоторых IP-адресов. Так, ни номер
сети, ни номер узла не может состоять только из одних двоичных
единиц или только из одних двоичных нулей. Отсюда следует, что
максимальное количество узлов, приведенное для сетей каждого
класса, на практике должно быть уменьшено на 2.
Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127.
Он используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной машины. Когда программа посылает данные по IP-адресу 127.0.0.1, то образуется как бы «петля». Данные не
передаются по сети, а возвращаются модулям верхнего уровня как
91
только что принятые. Поэтому в IP-сети запрещается присваивать
машинам IP-адреса, начинающиеся со 127. Этот адрес имеет название loopback.
В протоколе IP нет понятия широковещательности в том смысле, в котором оно используется в протоколах канального уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены абсолютно
всем узлам. Как ограниченный широковещательный IP-адрес, так
и широковещательный IP-адрес имеют пределы распространения
в интерсети – они ограничены либо сетью, к которой принадлежит
узел-источник пакета, либо сетью, номер которой указан в адресе
назначения.
Уже упоминавшаяся форма группового IP-адреса – multicast –
означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным в поле
адреса. Узлы сами идентифицируют себя, то есть определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Члены какой-либо группы multicast не обязательно
должны принадлежать одной сети. Групповой адрес не делится на
поля номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом.
Групповая адресация предназначена для экономичного распространения в Internet или большой корпоративной сети аудио- или
видеопрограмм, предназначенных сразу большой аудитории слушателей или зрителей. Если такие средства найдут широкое применение, то Internet сможет создать серьезную конкуренцию радио
и телевидению.
Важным элементом разбиения адресного пространства Internet
являются подсети. Подсеть – это подмножество сети, не пересекающееся с другими подсетями. Это означает, что сеть организации
может быть разбита на фрагменты, каждый из которых будет составлять подсеть. Реально каждая подсеть соответствует физической локальной сети (например, сегменту Ethernet). Подсети используются для того, чтобы обойти ограничения физических сетей
на число узлов в них и максимальную длину кабеля в сегменте сети.
Для реализации вышепоставленной цели необходимо объединить
несколько физических сегментов сети. Сделать это можно либо с помощью физических устройств (например, повторителей), либо при
помощи машин-шлюзов. В первом случае разбиение на подсети не
требуется, так как логически сеть выглядит как одно целое. При использовании шлюза сеть разбивается на подсети.
92
Разбиение сети на подсети использует ту часть IP-адреса, которая закреплена за номерами компьютеров. Администратор сети может замаскировать часть IP-адреса и использовать ее для назначения номеров подсетей. Фактически способ разбиения адреса на две
части, теперь будет применяться к адресу компьютера из IP-адреса
сети, в которой организуется разбиение на подсети.
Маска подсети – это четыре байта, которые накладываются на IP-адрес для получения номера подсети. Например, маска
255.255.255.0 позволяет разбить сеть класса B на 254 подсети по 254
узла в каждой. Подсети не только решают, но и создают ряд проблем. Например, происходит потеря адресов, но уже не по причине
физических ограничений, а по причине принципа построения адресов подсети. Так, выделение трех битов на адрес подсети приводит
к образованию не восьми, а только шести подсетей, так как номера
0 и 7 нельзя использовать в силу специального значения IP-адресов,
состоящих из нулей или из единиц.
Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:
класс А – 11111111. 00000000. 00000000. 00000000 (255.0.0.0);
класс В – 11111111. 11111111. 00000000. 00000000 (255.255.0.0);
класс С – 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 (255.255.255.0).
Снабжая каждый IP-адрес маской, можно отказаться от понятий
классов адресов и сделать систему адресации более гибкой. Например, адрес 185.23.44.206 попадает в диапазон 128–191, то есть адрес
относится к классу В. Следовательно, номером сети являются первые два байта, дополненные двумя нулевыми байтами – 185.23.0.0,
а номером узла – 0.0.44.206. Если этот адрес ассоциировать с маской
255.255.255.0, то номером подсети будет 185.23.44.0, а не 185.23.0.0,
как это определено системой классов.
В масках количество единиц в последовательности, определяющей
границу номера сети, не обязательно должно быть кратным 8, чтобы
повторять деление адреса на байты. Пусть, например, для IP-адреса
129.64.134.5 указана маска 255.255.128.0, то есть в двоичном виде:
IP-адрес 129.64.134.5 – 10000001.01000000.10000110.00000101
Маска 255.255.128.0 – 11111111.11111111.10000000.00000000. Если
использовать для определения границы номера сети маску, то 17 последовательных единиц в маске, «наложенные» на IP-адрес, определяют в качестве номера сети в двоичном выражении число:
10000001. 01000000. 10000000. 00000000 или в десятичной форме записи – номер сети 129.64.128.0, а номер узла 0.0.6.5.
93
Ниже приведены соответствия масок количеству подсетей и максимальному числу узлов в подсети для различных классов.
Класс А
Первый байт IP-адреса – класс IP-адреса
Распределение 1 и 0 в 3 оставшихся байтах маски говорит о:
– к-ве подсетей (Nпс = 2n–2) (n – к-во 1) и
– максимальном числе узлов в подсети (Nmaxу = 2m–2)(m – к-во 0)
{n + m = 24}
IP-адрес первого узла в первой подсети:
– первый байт IP-адреса остается такой же как в исходном IPадресе;
– остальные байты считаются по следующему алгоритму:
Определяем дополнительный код маски – это количество IPадресов. Прибавляем к результату 1 – это оставшиеся 3 байта требуемого IP-адреса.
Класс В
Первый байт IP-адреса – класс IP-адреса
Второй байт IP-адреса – не меняется
Распределение 1 и 0 в 2 оставшихся байтах маски говорит о:
– к-ве подсетей (Nпс = 2n–2) (n – к-во 1) и
– максимальном числе узлов в подсети (Nmaxу = 2m–2)(m – к-во 0)
{ n + m = 16}
IP-адрес первого узла в первой подсети^
– первый байт IP-адреса остается такой же как в исходном IPадресе
– второй байт IP-адреса остается такой же как в исходном IPадресе
– остальные байты считаются по следующему алгоритму:
Определяем дополнительный код маски – это количество IPадресов. Прибавляем к результату 1 – это оставшиеся 3 байта требуемого IP-адреса
Класс C
Первый байт IP-адреса – класс IP-адреса
Второй байт IP-адреса – не меняется
Третий байт IP-адреса – не меняется
Распределение 1 и 0 в оставшемся байте маски говорит о:
– к-ве подсетей (Nпс = 2n–2) (n – к-во 1) и
– максимальном числе узлов в подсети (Nmaxу = 2m–2)(m – к-во 0)
{ n + m = 8}
94
IP-адрес первого узла в первой подсети:
– первый байт IP-адреса остается такой же как в исходном IPадресе;
– второй байт IP-адреса остается такой же как в исходном IPадресе;
– третий байт IP-адреса – не меняется;
– четвертый байт считаются по следующему алгоритму.
Определяем дополнительный код маски – это количество IPадресов. Прибавляем к результату 1 – это оставшиеся 3 байта требуемого IP-адреса
Задание на лабораторную работу
3. Ознакомиться с теоретическим материалом.
1. Задача 1. Для заданных IP-адресов классов А, В и С и предложенных масок определить:
– класс адреса;
– максимально возможное количество подсетей, которое можно
образовать с использованием данной маски;
– диапазон изменения адресов подсетей;
– максимальное число узлов в подсетях.
4. Задача 2. По заданным классу (А, В или С), количеству подсетей N и максимальному количеству компьютеров M1...MN в каждой
подсети определить маску для разбиения на подсети. Сделать вывод о возможности такого разбиения. Если разбиение невозможно,
то сформулировать рекомендации по изменению каких-либо исходных данных для обеспечения возможности разбиения.
5. Выполнение задач 1 и 2 реализовано в виде теста в курсе (ТестЛабраб 7) на сайте lms.guap.ru. Для прохождения теста необходимо знать логин и пароль. Ответы записываются в одну строку через
пробел
6. Результаты работы автоматически оформляются в виде протокола сдачи теста.
Контрольные вопросы
1. Типы адресов, используемые в стеке TCP/IP, их назначение и
применяемые схемы адресации.
2. Классы IP-адресов.
3. Для каких целей используются договоренности об особых
адресах?
95
4. Использование масок при назначении адресов.
5. Вид маски, принцип ее использования и методика выбора маски.
96
Список рекомендуемой литературы
1. Макарова Н. В., Волков В. Б. Информатика: учебник для вузов.
СПб.: Питер, 2011. 576 с.
2. Симонович С. В. и др. Информатика. Базовый курс: учеб. пособие / ред. С. В. Симонович. 2-е изд. СПб.: ПИТЕР, 2007. 640 с.
3. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы,
технологии, протоколы: учебник для вузов. 5-е изд. 2016. 992 с.
4. Фролов А. И. Сети эвм и телекоммуникации: метод. указ. по
выполнению лабораторного практикума. ОрелГТУ, 2006. 71 с.
97
СОДЕРЖАНИЕ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Анализ и синтез комбинационных
схем с одним выходом...............................................................
3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Анализ и синтез дешифратора
и шифратора...........................................................................
9
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Анализ и синтез компаратора
и схемы сложения по модулю 2..................................................
15
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Анализ и синтез комбинационного
сумматора...............................................................................
18
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Анализ и синтез RS-триггера.......
22
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. Анализ и синтез D-триггера
и T-триггера............................................................................
26
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7. Анализ и синтез сдвигающего
регистра.................................................................................
29
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. Анализ и синтез двоичного
счетчика.................................................................................
32
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9. Cеть Internet, веб-браузер...........
35
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10. Работа с электронной почтой
через Web-интерфейс................................................................
44
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11. Использование сетевых утилит..
51
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12. Основы создания web-страниц
средствами языка разметки гипертекста HTML............................
66
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №13. Расчет конфигурации
сети Ethernet...........................................................................
77
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14. Изучение структуры IP-адреса...
89
Список рекомендуемой литературы............................................
97
98
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
2 241 Кб
Теги
kaspinkosmatchev
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа