Dariusz Kościelnik 
Jacek Stępień 
Katedra Elektroniki 
Akademia Górniczo-Hutnicza 
al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków 

koscieln@agh.edu.pl

, 

stepien@agh.edu.pl

  

 
 

ANIMOWANE PREZENTACJE ZASAD DZIAŁANIA PROTOKOŁÓW 

SIECIOWYCH  

 
 

Streszczenie

:  W artykule przedstawiono przykłady, 

opracowanych przez autorów prezentacji multimedialnych, 
wykorzystywanych podczas zajęć z przedmiotu Sieci 
Komputerowe, dla studentów kierunku Elektronika. 
Animacje przybliżają wybrane aspekty działania 
protokołów sieciowych, pozwalając na łatwiejsze 
zrozumienie dynamicznych procesów zachodzących w 
sieciach transmisji danych.

    

 

1. WPROWADZENIE 

 

Specyfika zajęć z zakresu sieci komputerowych 

prowadzonych dla studentów kierunku Elektronika w 
Katedrze Elektroniki AGH wymaga rozszerzenia 
klasycznych metod wykładowych, bazujących na 
slajdach i foliach, o prezentacje multimedialne. 
Pozwalają one na pełniejsze zobrazowanie 
dynamicznych procesów zachodzących w sieciach 
komputerowych. Prezentacje te nie stanowią 
rozszerzenia zakresu materiałowego, omawianego na 
wykładzie, a raczej pokazują te same zagadnienia w 
sposób  łatwiej trafiający do słuchacza. Ponieważ 
pokazywanie animacji podczas wykładu raczej rozprasza 
a nie utrwala materiał, wykorzystywane są one jako 
jeden z elementów zajęć laboratoryjnych, realizowanych 
już po wysłuchaniu przez studentów wykładu.  

Techniki multimedialne stwarzają obecnie 

praktycznie nieograniczone możliwości przygotowania 
wykładów, w postaci animacji, klipów video, czy też 
prezentacji audiowizualnych. Ponieważ w omawianym 
przypadku znacznie ważniejsze jest przekazaniu 
określonej treści niż na wyszukana forma animacji, 
podczas ich tworzenia skupiono się na dokładnym 
zobrazowaniu mechanizmów działania wybranych 
protokołów sieci komputerowych. Aby były one łatwiej 
łączone przez studentów z całością materiału 
prezentowanego na wykładach, forma graficzna animacji 
oparta została o „statyczne” slajdy prezentowane 
podczas wykładu.  

Swoistej ewolucji podlegały narzędzia 

wykorzystywane do tworzenia prezentacji. Początkowo 
wykorzystywano do tego oprogramowanie CorelMove, 
natomiast od pewnego czasu realizowane są one na bazie 
programów Macromedia Director i Macromedia Flash. 
Zmiana narzędzi wymuszona została nie kwestiami 
konieczności rozszerzenia możliwości oferowanych 
przez programy narzędziowe, a raczej funkcjonalnością 
samych animacji. Nowe oprogramowanie umożliwia 
tworzenie form multimedialnych, do odtworzenia 

których nie są konieczne żadne programy narzędziowe, 
możliwe jest również stworzenie na ich bazie animacji, 
dostępnych za pośrednictwem klasycznej przeglądarki 
internetowej. 

 

2. OPIS PREZENTACJI MULTIMEDIALNYCH 

 
 

W  kolejnych podpunktach pokrótce omówiono 

część z zagadnień przedstawionych w postaci animacji, 
dla poszczególnych protokołów sieciowych. 

 
2.1. PROTOKÓŁ CSMA/CD 
 

 

Prezentacje z zakresu protokołu CSMA/CD 

podzielone zostały na dwie części: 

•  Część „wprowadzającą”, dotyczącą protokołu  

i sieci CSMA (ang. Carier Sense Multiple Access) 

•  Omówienie protokołu CSMA/CD (ang. Carier 

Sense Multiple Access – Collision Detection) na 
przykładzie sieci Ethernet w standardzie IEEE802.3  
W części pierwszej przedstawiany jest materiał 

dotyczący metod śledzenia i przejmowania kanału 
transmisyjnego oraz mechanizm transmisji i 
pozytywnych potwierdzeń, wykorzystywany w sieciach 
CSMA. W formie animacji zobrazowane zostały 
algorytmy bez nalegania (ang. non-persistent), z 
naleganiem typu P (ang. p-persistent) i z naleganiem 
typu I (ang. I-persistent). Szczególna uwaga zwracana 
jest na fakt możliwości różnego zinterpretowania stanu 
zajętości kanału transmisyjnego przez stacje podłączone 
do magistrali w różnych jej punktach, związany ze 
skończonym czasem propagacji sygnału wzdłuż medium 
transmisyjnego. Przedstawiono również mechanizm 
retransmisji zagubionych ramek, z uwzględnieniem 
pseudolosowej generacji czasu opóźnienia retransmisji. 

W części drugiej prezentacje skupiają się na 

podkreśleniu nowych mechanizmów, poprawiających 
efektywność protokołu sieciowego, wprowadzonych 
przez standard CSMA/CD. Główny nacisk położony 
został na zaprezentowanie procedury obsługi kolizji, 
generację i detekcję sygnału JAM oraz algorytm 
back-off (ang. binary exponential algotithm). Ponadto 
jedna z prezentacji wyjaśnia zależności, z których 
wynika konieczność wprowadzenia minimalnej długości 
ramki transmisyjnej. Przykładowy wygląd ekranu z 
animacji dotyczących sieci CSMA/CD przedstawiono na 
Rys. 1.  

2006

Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne

Poznań 7 - 8 grudnia 2006

 

Rys.1. Przykład jednego z ekranów animacji dotyczącej sieci CSMA/CD 

 

2.2. PROTOKÓŁ TOKEN BUS 

 

 Pomimo, 

iż współcześnie protokół sieciowy Token 

Bus jest niewykorzystywany w praktycznych 
zastosowaniach, z punktu widzenia dydaktyki stanowi 
bardzo ciekawy przykład ewolucji protokołów 
magistralowych w kierunku sieci pierścieniowych. 
Struktura fizyczna sieci TokenBus bazuje na topologii 
magistrali, logicznie metoda transmisji jest 
charakterystyczna dla sieci pierścieniowych.  
       W  kolejnych  prezentacjach  przedstawiono  zasadę 
działania mechanizmu przekazywania tokena pomiędzy 
stacjami, oraz typy transmitowanych w tej sieci ramek. 
Uwaga zwracana jest na zagadnienie adresacji, 
pozwalające na transmisję zarówno pomiędzy stacjami z 
pętli logicznej, jak również możliwość komunikacji ze 
stacjami spoza pętli logicznej, podłączonymi do 
wspólnej magistrali. 

      Niezwykle  charakterystycznym procesem dla sieci 
TokeBus jest przyłączanie nowych stacji do pierścienia 
logicznego oraz modyfikacja pętli w momencie 
zamierzonego lub awaryjnego odłączenia jednej lub 
kilku stacji. Procedura przyłączania nowego terminala 
do pętli logicznej jest również podstawą do 
zobrazowania procesu rywalizacji adresów fizycznych 
interfejsów sieciowych, determinującego która stacja 
zostanie w danym momencie przyłączona do pętli. 
Proces rywalizacji adresów oraz metodę wyboru stacji – 
generatora tokena, przedstawia kolejna prezentacja. Obie 
omówione powyżej prezentacje stanowią również 
podstawę do zobrazowania różnic procesów rywalizacji, 
nadzorowanej przez stację monitorującą proces oraz bez 
arbitrażu. 
 Przykładowy zrzut ekranowy z animacji 
dotyczących sieci TokenBus przedstawiono na Rys. 2. 

 

Rys. 2. Ekran z prezentacji protokołu Token Bus

 

2.3. PROTOKÓŁ TOKEN RING 

 

       Kolejnym  protokołem, który przedstawiany jest za 
pomocą animacji jest Token Ring. W tym wypadku na 
podstawie porównania z omawianym wcześniej 
protokołem TokenBus pokazywane są zalety 
wykorzystania fizycznej struktury pierścieniowej, 
łącznie z pierścieniowa logiką transmisji. Ponieważ jest 
to pierwszy z omawianych protokołów pierścieniowych 
prezentacje rozpoczynają się od zobrazowania metod 
generacji tokena oraz usuwania ramek z sieci. W 
animacjach przedstawiono metody transmisji z 
pojedynczym i wielokrotnym tokenem (ang. single, 
multiple token) oraz mechanizm usuwania ramek przez 
stację  źródłową i docelową  (ang. source, destination 
removal). Właściwości protokołu omówione są na bazie 
najpopularniejszej  implementacji, jaką jest IBM Token 
Ring. Szczególny nacisk w prezentacji położono na 
przedstawienie funkcjonalności jednobitowych buforów 
opóźniających, wykorzystywanych przez stacje w sieci 
oraz możliwości poprawnego rozpoznania wolnego i 
zajętego tokena. Przedstawiono zaimplementowaną w 
omawianym protokole metodę rezerwacji tokena i 
priorytetyzacji transmisji. Ponieważ w tego typu sieci po 
raz pierwszy występuje stacja monitora, więc dokładnie 
omówiono i przedstawiono metodę wyboru stacji 
monitora oraz dodatkowe zadania realizowane przez tę 
stację. Zobrazowano mechanizm usuwania krążących 
ramek przez stację monitora, wykrycia zagubienia i 
generacji nowego tokena oraz konieczność 
wprowadzenia i zasady regulacji dodatkowego 
opóźnienia wnoszonego przez monitor sieci.  
 Przykładowy wygląd ekranu prezentacji 
multimedialnej omawiającej protokół Token Ring 
przedstawiono na Rys. 3.  

 

2.4. PROTOKÓŁ FDDI 

 

       Ostatnią z sieci „kablowych” omawianą podczas 
zajęć stanowi rodzina protokołów FDDI (ang. Fiber 

Distribution Data Interface). Zakres prezentacji 
dotyczących tego protokołu ograniczony został do 
standardu FDDI 

I. Wstępne animacje przedstawiają 

problem powstawania opóźnień oraz przyspieszania 
obiegu pętli przez token oraz sposób reakcji stacji na 
odebranie tokena z wyprzedzeniem i opóźnieniem 
czasowym. Na tej podstawie prezentowana jest następnie 
zasada transmisji stacji w sieci FDDI, ze szczególnym 
uwzględnieniem podziału transmitowanych danych na 
dane synchroniczne i asynchroniczne. Prezentacje 
podkreślają ukierunkowanie sieci FDDI na transmisję 
danych synchronicznych oraz podrzędną role transmisji 
danych asynchronicznych. Na podstawie przykładzie 
pętli z dwoma aktywnymi stacjami prezentowany jest 
efekt przesunięcia fazy licznika odmierzającego czas do 
kolejnego otrzymania wolnego tokena przez stację, które 
prowadzi do stałego opóźnienia tokena i w efekcie 
całkowitego uniemożliwienia transmisji 
asynchronicznych jednej ze stacji.         
       Jedna  z  prezentacji  poświęcona jest mechanizmowi 
inicjalizacji pętli w sieci FDDI oraz zasadom ustalania 
parametrów działania sieci. Na zakończenie 
prezentowany jest zasada działania podwójnego 
pierścienia w sieci FDDI oraz reakcje stacji typu SAS 
(ang. Single Atachment Station) oraz DAS (ang. Dual 
Atachment Station) na uszkodzenie pierścienia 
pierwotnego. Prezentowane są metody rekonfiguracji 
pierścienia oraz następstwa wystąpienia awarii. 
       Przykładowy ekran prezentacji przedstawiono na 
Rys. 4.  

 

2.5. PROTOKÓŁ FDDI 

 

Materiał przedstawiany podczas wykładu z Sieci 

Komputerowych obejmuje jeszcze dwa inne protokoły 
sieciowe: FDDI II oraz DQDB (ang. Distributed Queue 
Dual Bus). W przypadku tych protokołów znacznie 
trudniejsze jest opracowanie animacji, które w czytelny 
sposób  przedstawiałyby zasady działania całej sieci  
 

 

Rys. 3. Prezentacja sieci Token Ring 

 

Rys.4. Prezentacja sieci FDDI

 

 

„Szczelinowy” charakter procesu transmisji powoduje, 
że animacje charakteryzować się muszą znacznie 
bardziej rozbudowaną formę graficzną, a to z kolei 
powoduje rozpraszanie uwagi i problemy z 
wyselekcjonowaniem najistotniejszych 
procesów.Dlatego w tym przypadku animacje 
ograniczyliśmy do kilku, najbardziej 
charakterystycznych cech protokołu, bez bardziej 
ogólnego odwoływania się do struktur sieciowych. W 
przypadku sieci FDDI II prezentujemy animacje 
dotyczące struktury i tworzenia kanałów WBC (ang. 
Wide Band Chanel), transmisji izochronicznych z 
uwzględnieniem mechanizmów wykrywania błędów 
przez stację monitora oraz realizacji transmisji 
synchronicznych/asynchronicznych.Dla sieci DQDB 
zrealizowaliśmy animacje przedstawiające transmisję 
danych synchronicznych,  w trybie połączeniowym z 
rezerwacją szczelin (ze szczególnym uwzględnieniem 
procesu rezerwacji), tworzenia rozproszonej kolejki oraz 
mechanizmy dostępu do medium transmisyjnego.  

 

3. PODSUMOWANIE 

 
       Przedstawione prezentacje multimedialne 
wykorzystywane są podczas zajęć ze studentami jako 
uzupełnienie wykładu z przedmiotu Sieci Komputerowe. 
Wykorzystane do stworzenia animacji narzędzia 
pozwalają na ich prezentację w postaciciągłego „filmu”, 
umożliwiają również zatrzymanie animacji w dowolnym 
momencie, w celu np. szerszego omówienia 
prezentowanego aktualnie zagadnienia. Pozwalają one 
również na bardzo proste ustawianie parametrów 
animacji, takich jak prędkość odtwarzania, co pozwala 
na  łatwe spowolnienie czy przyspieszenie animacji, w 
zależności od stopnia ważności informacji bądź 
zaawansowania wiedzy słuchaczy. Możliwe jest ponadto 
odtworzenie przez studenta animacji na dowolnym 

komputerze, dzięki czemu mogą one zostać 
wykorzystane do nauki w domu. 
       Niewątpliwie zakres prezentowanych animacji nie 
pokrywa w pełni wszystkich zagadnień związanych z 
protokołami sieciowymi, omawianymi podczas wykładu. 
Ponieważ jednak stworzone dotychczas animacje są od 
siebie zupełnie niezależne, możliwa jest ich ciągła 
aktualizacja i unowocześnianie, co pozwala na ich 
dopasowanie do zakresu materiałowego omawianego 
podczas konkretnego kursu.  
       W 

zakresie 

protokołów prezentowanych w 

animacjach nie znalazły się jak dotychczas protokoły 
sieci bezprzewodowych. Wynika to z faktu, że tematyka 
wykładu ograniczona jest jedynie do protokołów 
lokalnych sieci „kablowych”. Ponieważ od bieżącego 
roku akademickiego autorzy prowadzić  będą również 
zajęcia z przedmiotu Sieci Bezprzewodowe planowane 
jest również stworzenie animacji uzupełniających dla tej 
tematyki. Aktualnie animacje takie są tworzone, 
ukończone są prezentacje protokołów Aloha, 
IEEE802.11 oraz Bluetooth, w najbliższym czasie 
zrealizowane zostaną również prezentacje dotyczące 
sieci  IEEE802.16 i Hiperlan. 
 

SPIS LITERATURY 

 

[1]   Krzysztof Brzeziński, Sieci lokalne,  

Wydawnictwo Politechniki Warszawa 1995 

[2]  Krzysztof Nowicki, Józef Woźniak,  Sieci LAN, 

MAN i WAN – protokoły komunikacyjne,  
Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji 
Kraków 1998 

[3] Mark  Sportack,  Sieci komputerowe. Księga 

eksperta,  Helion  1998  

[4] Andre  Persidsky,  Po prostu Macromedia 

Director 7, Helion,  Gliwice 2000