Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических работ для студентов высших, средних и профессионально-технических учебных заведений с целью изучения сети Ethernet, анализа сетевого трафика, работы с пакетами любого протокола из стека TCP/IP и Ethernet. Выполняя лабораторно-практические работы, студент получает знания о сети Ethernet, конфигурирует контроллер Ethernet, настраивает и конфигурирует локальные сети, осуществляет работу с UDP-сервером/клиентом, TCP-клиентом, знакомится с DHCP и широковещательными сообщениями, а также изучает HTTP и CGI. В завершении для закрепления полученных знаний студент выполняет лабораторно-практические работы по подключению микроконтроллера к локальной сети и производит тестирование производительности и описание API стека, также выполняется работа по реализации WEB-сервера на микроконтроллере.
Функциональность стенда и его структура.
Стенд предоставляет следующую функциональность:
- анализ сетевого трафика;
- генерирование пакета любого протокола из стека TCP/IP и Ethernet на уровне задания значения каждого из полей пакета;
- конфигурирование себя на выполнение функций одного из устройств: пассивный концентратор, коммутатор 2-го уровня или статический маршрутизатор;
- возможность «прошивки» любого готового сетевого стека (начиная с Сетевого уровня) поверх Канального уровня Ethernet, либо написание собственного.
Основой стенда является микросхема контроллера Физического и Канального уровня сетей Ethernet. В ней «защит» весь функционал протокола IEEE 802.3 (10 Мбит/c). Микросхема является «чёрным ящиком», то есть невозможно просматривать, анализировать и влиять на операции, производящиеся внутри неё. На вход микросхемы от Сетевого уровня поступает пакет, на выходе получаем кадр Физического уровня. Но управление микросхемой производится микроконтроллером STM32, в который «зашиваются» вышележащие уровни сетевого стека. Таким образом, задачи обучаемого можно разделить на две группы:
- Написание собственного стека сетевых протоколов, начиная с Сетевого уровня (или изучение существующего, по умолчанию прошитого стека TCP/IP) в микроконтроллере STM32;
- Управление микросхемой контроллера Ethernet для решения задач приёма, передачи и анализа трафика сети.
Состав:
- Модуль «Сетевой интерфейс Ethernet» (1 шт.)
- Патч-корд витой пары категории 5e (4 шт.)
- Учебно-методическое пособие (2 комплекта)
Варианты комплектаций:
- без ноутбука, комплектация Ethernet-MC
- с ноутбуком, комплектация Ethernet-MC-Note
Учебно-методическая часть.
Специально для стенда разработан комплект учебно-методических пособий, которые помогут изучить сеть Ethernet и ознакомиться с анализом сетевого трафика, как в теории, так и на практике, а также помогут с легкостью разобраться в работе стенда. Комплект учебно-методических пособий состоит из трёх руководств: теоретическое, управление стендом и лабораторный практикум. В теоретическом руководстве подробно рассматривается работа с Ethernet контроллером и его архитектура, Рассматриваются UDP-клиент/сервер, TCP- клиент, HTTP и CGI , широковещательные сообщения с DHCP, а также подключение микроконтроллера через контроллер Ethernet к локальной сети. Также теоретическое пособие содержит главу по программированию микроконтроллеров (МК), в которой изложена вся необходимая информация для работы с МК. Руководство по управлению описывает принципы работы с каждым узлом стенда и как применить полученные знания в теории на реальном оборудовании. В конечном итоге в рамках лабораторного практикума закрепляются знания, полученные от теоретического материала, – студенты настраивают конкретную технологию, изучают сетевой протокол, либо выполняют комплексную работу по построению сети, реализующую на своей базе несколько технологий и протоколов.
Лабораторный практикум:
- Конфигурация и базовые настройки микроконтроллера и контроллера Ethernet.
- Подключение к локальной сети: UDP-сервер.
- Подключение к локальной сети: UDP-клиент.
- Широковещательные сообщения и DHCP.
- Подключение к локальной сети: TCP-клиент.
- Подключение к локальной сети: HTTP и CGI.
- Подключение микроконтроллера к локальной сети: тесты производительности и краткое описание API стека.
- Веб-сервер на микроконтроллере.