Сетевые адаптеры. Назначение и основные характеристики.

сетевой адаптер, Ethernet-адаптер — по названию технологии) — дополнительное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время в персональных компьютерах и ноутбуках контроллер и компоненты, выполняющие функции сетевой платы, довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства, в том числе унификации драйвера и удешевления всего компьютера в целом.

77. Сеть Frame Relay. Принцип его работы.

Frame Relay - это сетевой протокол, определяющий способ маршрутизации кадров на основе адресного поля кадра в сети быстрой передачи пакетов. С помощью предоставляемых сетями средств защиты данных протокол Frame Relay минимизирует количество операций по поиску и исправлению ошибок, выполняемых узлами сети. Frame Relay выполняет коммутацию пакетов аналогично протоколу X.25, однако работает намного быстрее.Благодаря высокой скорости передачи пакетов протокол Frame Relay находит широкое применение в глобальных сетях (WAN). Кроме этого, Frame Relay часто применяется для организации мостов между локальными сетями, расположенными далеко друг от друга.Обслуживание общедоступной сетью Frame Relay разворачивается путем размещения коммутирующего оборудования Frame Relay в центральных офисах (CO) телекоммуникационной линии. В этом случае пользователи могут реализовать экономические выгоды от тарифов начислений за пользование услугами, чувствительных к трафику, и освобождены от работы по администрированию, поддержанию и обслуживанию оборудования сети. Для любого типа сети линии, подключающие устройства пользователя к оборудованию сети, могут работать на скорости, выбранной из широкого диапазона скоростей передачи информации. Типичными являются скорости в диапазоне от 56 Kb/сек до 2 Mb/сек, хотя технология Frame Relay может обеспечивать также и более низкие и более высокие скорости. Ожидается, что в скором времени будут доступны реализации, способные оперировать каналами связи с пропускной способностью свыше 45 Mb/сек (DS3).

78. IP- адресация в сети

IP-адрес - это адрес, используемый для того, чтобы уникально определить устройство в IP-сети. Адрес состоит из 32 двоичных разрядов и с помощью маски подсети может делиться на часть сети и часть главного узла. 32 двоичных разряда разделены на четыре октета (1 октет = 8 битов). Каждый октет преобразуется в десятичное представление и отделяется от других октетов точкой. Поэтому принято говорить, что IP-адрес представлен в десятичном виде с точкой (например, 172.16.81.100). Значение в каждом октете может быть от 0 до 255 в десятичном представлении или от 00000000 до 11111111 в двоичном представлении.Ниже приведен способ преобразования двоичных октетов в десятичное представление. Самый правый бит или наименьший значащий бит октета имеет значение 20. Бит слева от него имеет значение 21. И так до самого левого или наиболее значащего бита, который имеет значение 27. Таким образом, если все двоичные биты являются единицами, эквивалентом в десятичном представлении будет число 255, как показано ниже

1 1 1 1 1 1 1 1

128 64 32 16 8 4 2 1 (128+64+32+16+8+4+2+1=255)

Ниже приведен пример преобразования октета, в котором не все биты равны 1.

0 1 0 0 0 0 0 1

0 64 0 0 0 0 0 1 (0+64+0+0+0+0+0+1=65)

В следующем примере IP-адрес приведен как в двоичном, так и в десятичном представлении.

10. 1. 23. 19 (decimal)

00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)Эти октеты разделены таким образом, чтобы обеспечить схему адресации, которая может использоваться как для больших, так и для малых сетей. Существует пять различных классов сетей, от A до E. В этом документе подробно рассматриваются классы с A до C, так как классы D и E зарезервированы и их рассмотрение выходит за рамки этого документа.

79. Технология Gigabit Ethernet. История развития, метод доступа.

Технология Gigabit Ethernet представляет собой дальнейшее развитие стандартов 802.3 для сетей Ethernet с пропускной способностью 10 и 100 Мбит/с. Основная цель Gigabit Ethernet состоит в значительном повышении скорости передачи данных с сохранением совместимости с уже установленными сетями на базе Ethernet. Необходимо обеспечить возможность пересылки данных между сегментами, работающими на разных скоростях, что, помимо всего прочего, позволило бы упростить архитектуру существующих мостов и коммутаторов, применяющихся в больших промышленных сетях.

В основном, продукты, поддерживающие технологию Gigabit Ethernet, планируется внедрять в центре корпоративной сети. Наиболее быстрый и простой путь получения отдачи от Gigabit Ethernet состоит в замене традиционных коммутаторов Fast Ethernet на концентраторы или коммутаторы Gigabit Ethernet. Это приводит к тому, что в сети появляется некая иерархия скоростей. Персональные компьютеры могут подключаться со скоростью 10 Мбит/с к коммутаторам рабочих групп, которые затем связываются с коммутаторами Fast Ethernet, имеющими порты для связи со скоростью 1 Гбит/с.К недостаткам технологии Gigabit Ethernet можно отнести отсутствие встроенного механизма поддержки качества обслуживания. Как и её предшественники, технология предполагает конкуренцию за доступ к среде передачи без какой-либо гарантии качества обслуживания. Однако пользователи Gigabit Ethernet для обеспечения качества обслуживания могут воспользоваться протоколами на базе IP, такими как RSVP. Они позволяют резервировать ресурсы маршрутизаторов для обеспечения необходимой скорости передачи данных. Достоинство такого подхода заключается в том, что удаётся сохранить основную часть капиталовложений в маршрутизаторы. Но если сеть предназначена для интенсивного трафика с отличающимися характеристиками, то в этом случае технология АТМ сможет обеспечить лучшее качество обслуживания, чем Gigabit Ethernet.

 

80. Назначение и функции коммутаторов

Сетевой коммутатор— устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутатор хранит в памяти специальную таблицу (MAC-таблицу), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении switch эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом свитч анализирует пакеты данных, определяя MAC-адрес компьютера-отправителя, и заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит пакет, предназначенный для этого компьютера, этот пакет будет отправлен только на соответствующий порт. Если MAC-адрес компьютера-получателя еще не известен, то пакет будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется. Свичи подразделяются на управляемые и неуправляемые (наиболее простые). Более сложные свичи позволяют управлять коммутацией на канальном (втором) и сетевом (третьем) уровне модели OSI. Обычно их именуют соответственно, например Layer 2 Switch или просто, сокращенно L2. Управление свичем может осуществляться посредством протокола Web-интерфейса, SNMP, RMON и т.п. Многие управляемые свичи позволяют выполнять дополнительные функции: VLAN, QoS, агрегирование, зеркалирование. Сложные коммутаторы можно объединять в одно логическое устройство - стек, с целью увеличения числа портов (например, можно объединить 4 коммутатора с 24 портами и получить логический коммутатор с 96 портами).

 

 

81.Частные и глобальные адреса. Служба NAT.

С учетом этого факта организация IANA разрешает использование двух типов адресов:

• Глобальные адреса, т.е. адреса, которые уникальны во всей сети Интернет

• Частные адреса, т.е. адреса, размещаемые только для внутреннего пользования и поэтому не
используемые в сети Интернет.

Хотя на частные адреса не должны накладываться никакие ограничения за исключением соответствия структуре, описанной выше в разделе «Сетевая часть», следующие адресные пространства были специально выделены IANA для использования в частных адресах:

• Адреса класса А в диапазоне от 10.0.0.0 до 10.255.255.255 (эта группа адресов формально
называется 10/8).Это пространство адресов фактически представляет собой одно сетевое число класса А.

• Адреса класса В в диапазоне от 172.16.0.0 до 172.31.255.255 (эта группа адресов формально
называется 172.16/12).Это пространство адресов определяет 16 смежных сетевых номеров
класса В.

• Адреса класса С в диапазоне от 192.168.0.0 до 192.168.255.255 (эта группа адресов формально называется192.168/16).Это пространство адресов определяет 256 смежных сетевых номеров класса С.

 

Преобразование сетевых адресов (NAT) позволяет преобразовывать адреса IP версии 4 (IPv4) компьютеров одной сети в IPv4-адреса компьютеров другой сети. IP-маршрутизатор с включенным NAT, связывающий частную сеть (например, корпоративную) с общедоступной (такой как Интернет), позволяет компьютерам в частной сети получать доступ к компьютерам в общедоступной сети с помощью данной службы преобразования.

82. Первичные сети. Технология АТМ.

Первичные сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощью которой можно достаточно быстро и гибко организовать постоянный канал с двухточечной топологией между двумя пользовательскими устройствами, подключенными к такой сети. В первичных сетях применяется техника коммутации каналов. На основе каналов, образованных первичными сетями, работают наложенные компьютерные или телефонные сети. Каналы, предоставляемые первичными сетями своим пользователям, отличаются высокой пропускной способностью — обычно от 2 Мбит/с до 10 Гбит/с.

Существует несколько поколений технологий первичных сетей:

· плезиохронная цифровая иерархия (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH);

· синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) — этой технологии в Америке соответствует стандарт SONET;

· уплотненное волновое мультиплексирование (Dense Wave Division Multiplexing, DWDM);

· оптические транспортные сети (Optical Transport Network, OTN) — данная технология определяет способы передачи данных по волновым каналам DWDM.

 

Технология АТМ

Технология асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) - технология передачи данных является одной перспективных технологий построения высокоскоростных сетей (от локальных до глобальных). АТМ - это коммуникационная технология, объединяющая принципы коммутации пакетов и каналов для передачи информации различного типа.

ATM поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология ATM использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

В технологии ATM информация передается в ячейках (cell) фиксированного размера в 53 байта, из них 48 байт предназначены для данных, а 5 байт - для служебной информации (для заголовка ячейки ATM). Ячейки не содержат адресной информации и контрольной суммы данных, что ускоряет их обработку и коммутацию.

 

 

83. Сети SDH: состав, модули, топология.

Синхронная цифровая иерархия (СЦИ: англ. SDH — Synchronous Digital Hierarchy, SONET) — это система передачи данных, основанная на синхронизации по времени передающего и принимающего устройства. Стандарты СЦИ определяют характеристики цифровых сигналов, включая структуру фреймов (циклов), методмультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовые шаблоны интерфейсов и т. д.

Сеть SDH, как и любая сеть, строиться из отдельных функциональных модулей ограниченного набора: мультиплексоров, коммутаторов, концентраторов, регенераторов и терминального оборудования. Этот набор определяеться основными функциональными задачами, решаемыми сетью:

• сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки в сети SDH - задача мультиплексирования, решаемая терминальными мультиплексорами - ТМ сети доступа;

• транспортировка агрегатных блоков по сети с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков - задача транспортирования, решаемая мультиплексорами ввода/вывода - ADM, логически управляющими информационным потоком в сети, а физически - потоком в физической среде, формирующей в этой сети транспортный канал;

• перегрузка виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации из одного семента сети в другой, осуществляемая в выделенных узлах сети, - задача коммутации, или кросс-коммутации, решаемая с помощью цифровых коммутаторов или кросс-коммутаторов - DXC;

• объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел - концентратор (или хаб) - задача концентрации, решаемая концентраторами;

• восстановление (регенерация) формы и амплитуды сигнала, передаваемого на большие растояния, для компенсации его затухания - задача регенерации, решаемая с помощью регенераторов - устройств, аналогичных повторителям в LAN;

• сопряжение сети пользователя с сетью SDH - задача сопряжения, решаемая с помощью оконечного оборудования - различных согласующих, устройств, например, конверторов интерфейсов, конверторов скоростей, конверторов импедансов и т.д.

Тополлогия сети SDH.

 

Топология " точка-точка".

Сегмент сети, связывающий два узла A и B, или топология " точка - точка", является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети (рис.3.6.). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резирвирования канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приёма/передачи).

Рис. 3.6.Топология " точка-точка", реализованная с использованием ТМ.

Топология " последовательная линейная цепь".

Эта базовая топология используеться тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек линии, где могут вводиться каналы доступа. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, как на рис.3.7., либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1, как на рис.3.8. Последний вариант топологии часто называют " упрощённым кольцом".

Рис. 3.7.Топология " последовательная линейная цепь", реализованная на ТМ и TDM.

Рис. 3.8.Топология " последовательная линейная цепь" типа " упрощённое кольцо" с защитой 1+1.

Топология " звезда", реализующая функцию концентратора.

В этой топологии один из удалённых узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, или хаба, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователя, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удалённым узлам (рис.3.9.)

Рис. 3.9.Топология " звезда" c мультиплексором в качестве концентратора.

Топология " кольцо".

Эта топология (рис.3.10.) широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное приемущество этой топологии - лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

Рис. 3.10.Топология " кольцо" c защитой 1+1.

 

84.Каналы сети ISDN.

ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть с интеграцией служб. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными. Основное назначение ISDN — передача данных со скоростью до 64 кбит/с по абонентской проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование.

Тип	Полоса	Описание
A	—	Аналоговая телефонная линия, 4кГц.
B	64 кб/с	Передача данных или 1 телефонная линия (1 поток оцифрованного звука)
C	8/16 кб/с	Передача данных
D	16/64 кб/с	Канал внеканальной сигнализации (управление другими каналами)
E	64 кб/с	Внутренняя сигнализация ISDN
H0	384 кб/с	Передача данных
H10	1472 кб/с	Передача данных
H11	1536 кб/с	Передача данных
H12	1920 кб/с	Передача данных

В большинстве случаев применяются каналы типов B и D.

 

 

85. Передача данных на физическом и канальном уровнях.

Физический уровень передает биты по физическим каналам связи, например, Коаксиальному кабелю или витой паре. То есть, именно этот уровень непосредственно производит передачу данных. На этом уровне определяются характеристики электрических сигналов, которые передают дискретную информацию, например: тип кодирования, скорость летрецдндл сне каков. К. этому уровню также относятся, характеристики физических сред передачи данных: полоса пропускания, волновое сопротивление, помехозащищенность. Функции физического уровня реализуются сетевым адаптером или последовательным портом. Примером протокола физического уровня может послужить спецификация 100Base-TX (технология Ethernet).

Канальный уровень (Data link Layer)

Канальный уровень отвечает за передачу данных между узлами в рамках одной локальной сети. При этом под узлом понимается любое устройство, подключенное к сети. Этот уровень выполняет адресацию по физическим адресам (МАС-адресам), «вшитым» в сетевые адаптеры предприятием-изготовителем. Каждый сетевой адаптер имеет свой уникальный МАС-адрес, то есть вы не найдете две сетевые платы с одним и тем же МАС-адресом. Канальный уровень переводит поступившую с верхнего уровня информацию в биты, которые потом будут переданы физическим уровнем по сети. Он разбивает пересылаемую информацию на фрагменты данных — кадры (frames). На этом уровне открытые системы обмениваются именно кадрами. Процесс пересылки выглядит примерно так: канальный уровень отправляет кадр физическому уровню, который отправляет кадр в сеть. Этот кадр получает каждый узел сети и проверяет, соответствует ли адрес пункта назначения адресу этого узла. Если адреса совпадают, канальный уровень принимает кадр и передает наверх вышележащим уровням. Если же адреса не совпадают, то он просто игнорирует кадр. Таким образом, сеть на канальном уровне является широковещательной. В используемых в локальных сетях протоколах канального уровня заложена определенная топология. Топологией называется способ организации физических связей и способы их адресации. Канальный уровень обеспечивает доставку данных между узлами в сети с определенной топологией, то есть для которой он разработан. К основным топологиям относятся:

1. Общая шина

2. Кольцо

3. Звезда.

Протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, маршрутизаторами. Глобальные сети (в том числе и Интернет) редко обладают регулярной топологией, поэтому канальный уровень обеспечивает связь только между компьютерами, соединенными индивидуальной линией связи. Для доставки данных через всю глобальную сеть используются средства сетевого уровня (протоколы «точка-точка»). Примерами протоколов «точка-точка» могут послужить РРР, LAP-B.

 

 

86. Маршрутизаторы. Протоколы маршрутизации.

Маршрутизация (англ. Routing) — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Маршрутизатор или роутер (транслитерация английского слова)) —специализированный сетевой компьютер, имеющий два или более сетевых интерфейса[2] и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур. Для принятия решений о пересылке пакетов используется информация о топологии сети и определённые правила, заданные администратором.

Маршрутизаторы работают на более высоком «сетевом» (3-м) уровне сетевой модели OSI, нежели коммутатор (или сетевой мост) и концентратор (хаб), которые работают соответственно на 2-м и 1-м уровнях модели OSI.

Протокол маршрутизации — сетевой протокол, используемый маршрутизаторами для определения возможных маршрутов следования данных в составной компьютерной сети. Применение протокола маршрутизации позволяет избежать ручного ввода всех допустимых маршрутов, что, в свою очередь, снижает количество ошибок, обеспечивает согласованность действий всех маршрутизаторов в сети и облегчает труд администраторов.

Протоколы маршрутизации делятся на два вида, зависящие от типов алгоритмов, на которых они основаны:

Дистанционно-векторные протоколы, основаны на Distance Vector Algorithm (DVA);

Протоколы состояния каналов связи, основаны на Link State Algorithm (LSA).

Также протоколы маршрутизации делятся на два вида в зависимости от сферы применения:

Междоменной маршрутизации;

Внутридоменной маршрутизации.

Дистанционно-векторные протоколы

RIP — Routing Information Protocol;

IGRP — Interior Gateway Routing Protocol (лицензированный протокол Cisco Systems);

BGP — Border GateWay Protocol;

EIGRP — Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (на самом деле он гибридный — объединяет свойства дистанционно-векторных протоколов и протоколов по состоянию канала; лицензированный протокол Cisco Systems);

AODV

Протоколы состояния каналов связи

IS-IS — Intermediate System to Intermediate System (стек OSI);

OSPF — Open Shortest Path First;

NLSP — NetWare Link-Services Protocol (стек Novell);

HSRP и CARP — протоколы резервирования шлюза в Ethernet-сетях.

OLSR

TBRPF

 

87. Физический уровень технологии Fast Ethernet.

Fast Ethernet — общее название для набора стандартов передачи данных в компьютерных сетях по технологии Ethernet со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от исходных 10 Мбит/с.

Технология Fast Ethernet является расширением стандарта IEEE 802.3, который обычно называется стандартом Ethernet. Стандарт Fast Ethernet определен как дополнение к стандарту 802.3 и вносит изменения в первые 20 статей, а также добавляет к оригиналу 10 новых статей, те самым технология Fast Ethernet является более быстрой реализацией классической технологии Ethernet. Ее основными достоинствами являются:

увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;

сохранение метода случайного доступа CSMA/CD;

звездообразная топология сети;

поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары (категория 3 и выше) и оптоволоконного кабеля.

Физический уровень состоит из трех подуровней:

Уровень согласования (reconciliation sublayer).

Независимый от среды интерфейс (Media Independent Interface, MII).

Устройство физического уровня (Physical layer device, PHY).

Устройство физического уровня (PHY) обеспечивает кодирование данных, поступающих от MAC-подуровня для передачи их по кабелю определенного типа, синхронизацию передаваемых по кабелю данных, а также прием и декодирование данных в узле-приемнике.

Официальный стандарт 802.3 установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия (рис. 13.18):

□ 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP типа 1;

□ 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5;

□ 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля с двумя волокнами.

 

 

88. Сети X.25: интерфейс, структурная схема.

X.25 — стандарт канального уровня сетевой модели OSI. Предназначалось для организации WAN на основе телефонных сетей с линиями с достаточно высокой частотой ошибок, поэтому содержит развитые механизмы коррекции ошибок. Ориентирован на работу с установлением соединений. Исторически является предшественником протокола Frame Relay.

Интерфейс Х.25 обеспечивает:
1) доступ удаленному пользователю к главному компьютеру;
2) доступ удаленному ПК к локальной сети;
3) связь удаленной сети с другой удаленной сетью.
Интерфейс Х.25 содержит три нижних уровня модели OSI: физический, канальный и сетевой. Особенностью этой сети является использование коммутируемых виртуальных каналов для осуществления передачи данных между компонентами сети. Установление коммутируемого виртуального канала выполняется служебными протоколами, выполняющими роль протокола сигнализации.

 Достоинства сети Х.25:

 высокая надежность, сеть с гарантированной доставкой информации;

 могут быть использованы как аналоговые, так и цифровые каналы передачи данных (выделенные и коммутируемые линии связи).
Недостатки сети:
значительные задержки передачи пакетов, поэтому ее невозможно использовать для передачи голоса и видеоинформации.

На рисунке представлена структурная схема сети X.25, где изображены основные элементы:

 DTE (data terminal equipment) – аппаратура передачи данных (кассовые аппараты, банкоматов, терминалы бронирования билетов, ПК, т.е. конечное оборудование пользователей).

 DCE (data circuit-terminating equipment) – оконечное оборудование канала передачи данных (телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее доступ к сети).

 PSE (packet switching exchange) – коммутаторы пакетов.

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: