Programy edukacyjne

OPIS PROGRAMU:

Niniejszy rozdział opisuje model symulowanej sieci, funkcje realizowane przez program oraz środowisko dydaktyczne z zestawem zadań, w którym jest on wykorzystywany. Najważniejszym celem programu jest umożliwienie przyszłemu użytkownikowi samodzielnej konfiguracji parametrów sztucznej intaersieci oraz sprawdzenia, czy wprowadzone ustawienia są prawidłowe. Dlatego największy nacisk położono na symulowanie tych mechanizmów zestawu protokołów TCP/IP, na które człowiek ma bezpośredni wpływ. Z praktyki autora wynika, że parametrami, które każdy administrator sieci musi umieć prawidłowo ustalać, są adres i maska IP oraz tablica tras. Są to parametry IP odpowiadające za poprawne przekazywanie pakietów i wzajemną osiągalność węzłów sieci. Pozostałe protokoły (TCP, UDP, ICMP, ARP), tworzące zrąb TCP/IP są bezobsługowe i nie wymagają zazwyczaj ingerencji człowieka. Postanowiono więc implementować tylko te z nich, które są niezbędne do prawidłowego działania IP. Z tego względu zaimplementowano ICMP, który jest blisko związany z IP, tym bardziej, że umożliwia on implementację testu ping. Innym protokołem, całkowicie bezobsługowym, który został włączony do symulacji, jest ARP. Decyzję taką podjęto, gdyż ARP jest niezbędny do działania IP w sieciach lokalnych będących obecnie najpopularniejszą technologią sieci komputerowych. Aby ułatwić konfigurację i diagnostykę sieci, program umożliwia śledzenie działania elementów sieci oraz przepływu pakietu, a także tworzenie zestawień: tabel adresów IP, tras i powiązań adresów (ARP). Pominięto całkowicie urządzenia pracujące w warstwie łącza. Symulowanie ich działania, a w konsekwencji umieszczenie ich na mapie, spowodowałoby znaczną jej komplikację. Dlatego program modeluje działanie protokołów łącza w możliwie prosty sposób. Podczas projektowania starano się, by program był intuicyjny i łatwy w obsłudze. Dlatego zdecydowano się na realizację graficznego interfejsu użytkownika wraz z mapą przedstawiającą topologię sieci. Umożliwia ona wybranie elementu sieci i skonfigurowanie go, a także animuje przepływ pakietów. Obsługa interfejsu jest realizowana przez standardowe mechanizmy Javy w wersji 1.0.2. Posiadają one pewne ograniczenia, szerzej omówione wewnątrz rozdziału. Wybranie języka Java do implementacji programu było, mimo pewnych problemów z interfejsem graficznym, właściwym krokiem. Dzięki temu program nie jest dedykowany do konkretnej platformy sprzętowej. Zaletami Javy ułatwiającymi implementację były obiektowy charakter języka oraz wbudowane mechanizmy zarządzania i synchronizacji wątków. Należy pamiętać, że do pracy z programem potrzebna jest przeglądarka obsługująca wirtualną maszynę Javy. Wymaganie to spełnia MS Internet Explorer lub Netscape Navigator w wersji 3.0 lub późniejszej oraz Sun HotJava.

WARUNKI UCZESTNICTWA:

Program modeluje dwa rodzaje sieci w warstwie łącza danych: linie szeregowe i ethernet. Taka dualność mechanizmów warstwy łącza podkreśla elastyczność IP i zaznajamia użytkownika z rzeczywistą strukturą intersieci. Z linii szeregowych tworzone są sieci rozległe, umożliwiające łączenie oddalonych od siebie sieci lokalnych, wśród których ethernet jest najbardziej popularną technologią. Za wyborem ethernetu przemawiał także fakt, że jego działanie jest łatwiejsze do wizualizacji niż sieci pierścieniowych, takich jak FDDI czy Token Ring posługujących się znacznikiem. W modelu linii szeregowych przyjęto następujące uproszczenia: komunikacja odbywa sie w trybie połowicznie dwukierunkowym. Ograniczenie to podjęto ze względu na animację pakietów poruszających się po sieci. Trudno bowiem byłoby jednocześnie rysować na jednej linii dwa pakiety przemieszczające się w przeciwnych kierunkach; pakiety IP nie wymagają kapsułkowania -- są wprost przesyłane przez sieć. W rzeczywistej linii szeregowej stosowane są protokoły warstwy łącza, których podstawowym celem jest rozpoznanie początku ramki, wykrywanie błędów oraz cykliczne wysyłanie specjalnych pakietów (ramek) świadczących o zdolności do komunikacji (ang. keepalive frame). W programie funkcje takie nie są potrzebne, gdyż linie szeregowe przesyłają obiekty -- pakiety, a nie ciąg bitów.