Один из компьютеров локальной сети подключается через телефонный маршрутизатор (содержащий несколько модемов) к глобальной сети.
Все пользователи такой сети могут работать с глобальной сетью, обращаясь к модемам, установленным на телефонном маршрутизаторе. Таким образом, нет необходимости подключать каждую рабочую станцию через модем к отдельной телефонной линии.
3. Передача данных между локальными и глобальными сетями
При реализации некоторых типов взаимодействия между сетями выполняется процедура, называемая трансляцией (translation). При трансляции фрейм или пакет преобразуется из одного формата в другой. Другим средством трансляции является специально разработанное устройство, называемое транслирующим мостом. Такой мост анализирует адресную и управляющую информацию во всех фреймах и преобразует ее в соответствии с требованиями подключенных к нему локальных или глобальных сетей.
Инкапсуляция - способ передачи данных между сетями разного типа или передачи нескольких протоколов с помощью одного протокола через различные сети. При инкапсуляции фрейм или пакет данных сети одного типа помещается в заголовок фрейма или пакета, применяемого в сети другого типа. При таком подходе новый заголовок выполняет функции почтового конверта для посланного письма, обеспечивая его соответствующей адресной и управляющей информацией, необходимой для того, чтобы послание достигло пункта назначения. В зависимости от их назначения, инкапсуляцию фреймов или пакетов выполняют сами компьютеры или сетевые устройства. Например, инкапсуляция используется для того, чтобы передать фрейм или пакет от одной локальной сетиMicrosoftилиNovell– через Интернет – другой локальной сети аналогичного типа.
Новейшая технология трансляции между сетями называется эмуляцией локальной сети (LANEmulation,LANE) и применяется в некоторых высокоскоростных локальных и глобальных сетях. При эмуляции локальной сети фреймы или пакеты сети одного типа форматируются так, чтобы они выглядели как модули данных, передаваемые в сети другого типа. Для этого изменяется управляющая информация в заголовке, и включаются дополнительные разряды. Одним из важнейших достоинств данной технологии является: то, что эмулирующее программное обеспечение находится в некотором сетевом устройстве доступа, которое "прозрачно" для отдельного клиента независимо от того, какие программы или операционные системы тот использует.
4. Архитектура и состав оборудования корпоративной сети
Корпоративная сеть объединяет пользователей в пределах одной или нескольких организаций.
Оборудование: маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы
5. Архитектура и состав оборудования точки подключения к глобальной сети(тетрадь)
Оборудование: Мультиплексоры (multiplexer, MUX) – это сетевые устройства, которые могут принимать сигнал от множества входов и передавать их в общую сетевую среду.
Частные телефонные сети
Телефонные модемы
Адаптеры ISDN
Маршрутизаторы
6. Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI (тетрадь зав)
7. Взаимодействия между стеками протоколов
Для того чтобы два компьютера могли взаимодействовать между собой в локальной или глобальной сети, они оба должны использовать одну и ту же модель коммуникаций (например, модель OSI). Эта модель определяет стандарты взаимодействия как внутри локальной сети, так и при передаче данных между локальными сетями, между локальной и глобальной сетями, а также между глобальными сетями.
Сформированная информация начинает свой путь на верхушке стека передающего узла на Прикладном уровне. Затем данные передаются Представительскому уровню и продолжают движение по стеку до Физического уровня, где они посылаются в сеть в виде законченного информационно сигнала (рис. 2.4). 1 Принимающий узел получает данные на Физическом уровне (на самом нижнем уровне стека), а затем для проверки фреймов передает отдельные порции информации Канальному уровню, который определяет, адресован ли конкретный фрейм сетевому интерфейсу данного узла. Канальный уровень действует как почтальон, просматривающий всю почту и выбирающий письма, посланные на конкретный адрес. Письма с этим адресом забираются и передаются конкретному адресату, проживающему по данному адресу. Остальные письма отправляются дальше до тех пор, пока не найду своего адресата.
Когда Канальный уровень обнаруживает фрейм, адресованный данной рабочей станции, он передает его сетевому уровню, который отсортировывает предназначенную ему информацию и посылает оставшиеся данные выше по стеку. Однако перед тем как фрейм будет передан от Канального уровня к Сетевому, Канальный уровень проверит контрольную сумму (CRC) и определит целостность фрейма.
Каждый уровень стека действует как самостоятельный модуль, выполняющий одну основную функцию, и каждый уровень имеет собственный, формат команд передачи данных, определяемый соответствующим протоколом. Протоколы, используемые для связи функций, относящихся к одному и тому же уровню, называются протоколами взаимодействия равноправных систем (peer protocol) или одноранговыми протоколами (рис. 2.5). Одноранговые протоколы позволяют некоторому уровню О81,на передающем узле взаимодействовать с таким же уровнем принимающего узла. Например, когда Канальный уровень передающего узла генерирует контрольные суммы, он использует одноранговый протокол, который будет понятен Канальному уровню принимающего узла.
Между уровнями информация передается при помощи команд, называемых примитивами (primitive) (рис. 2.6). Передаваемая информация называется протокольной единицей обмена или модулем данных протокола (protocol data unit, PDU). Когда данные поступают от одного уровня к другому (более высокому или более низкому), к модулю PDUдобавляется новая управляющая информация. После того как на некотором уровне сформирован модуль PDU, он пересылается аналогичному уровню взаимодействующего узла с помощью одноранговых протоколов (рис. 2.7). Вместе с тем когда модуль PDU готов к передаче следующему уровню, предыдущий уровень добавляет к этому модулю команды пересылки.
8. Взаимодействие между уровнями с использованием модулей PDU
После того как модуль PDU принимается следующим уровнем, управляющая информация и команды пересылки отбрасываются. Полученный называется модулем данных службы (service data unit, SDU). В процессе пересылки модуля SDU от одного уровня к следующему каждый уровень добавляет к модулю свою управляющую информацию.
Совет
На каждом уровне OSI для получения модуля PDU к нужному модулю SDU добавляются управляющая информация и команды пересылки. Если, например, модуль PDUформируется на некотором уровне компьютера А, то затем он пересылается этому же уровню компьютера Б. Если же на компьютере А проходит взаимодействие между уровнями стека, то модуль PDU передается следующему уровню стека, расположенному ниже. Управляющая информация и команды пересылки удаляются из модуля PDU, остается только модуль SDU, после чего добавляется новая управляющая информация.
9. Глобальные сетевые коммуникации: сети на основе телекоммуникационных каналов, сети на основе каналов кабельного телевидения, беспроводные сети.
10. Методы передачи данных в глобальных сетях
При множественном доступе с разделением каналов (timedivisionmultipleaccess,TDMA) время доступа к каналам делится на отдельные интервалы. Каждый временной интервал предназначается для конкретного узла сети, как будто тот подключен к выделенной линии. Устройство коммутации в глобальной сети переключает эти временные интервалы для отдельных каналов. Это напоминает сетку круглосуточного телевизионного вещания, при котором интервал, начинающийся с 18:00, отводится для новостей, в 18:30 начинаются развлекательные новости, а в 19:00 – семейная комедия. Множественный доступ с уплотнением каналов не гарантирует наиболее эффективное использование сетевой среды, поскольку в каждый момент времени передача данных выполняется только по одному каналу. Также важна синхронизация времени работы узла, т. к. узел может начать передавать данные в момент, не совпадающий с выделенным ему временным интервалом. Кроме того, согласно спецификациямIEEE, каждому пакету выделено время, в течение которого он должен быть передан по всей сети для того, чтобы избежать конфликтов со следующим посланным пакетом.
При множественном доступе с частотным разделением каналов (frequencydivisionmultipleaccess,FDMA) каналы делятся не по времени использования, а по частоте. Каждый канал имеет собственную несущую частоту и полосу пропускания. По мере передачи данных коммутатор переключает эти частоты. Это похоже на то, как четыре слушателя в наушниках вместе слушают радио, настроенное на прием четырех каналов. Первый человек может слушать станцию классической музыки, второй - ток-шоу, третий - бейсбольный матч, а четвертый - новости. Каждый слушатель использует независимую частоту. Радиоприемник передает сигнал по каждому каналу так быстро, что никто не может сказать, что каналы быстро переключаются по мере приема сигнала каждой частоты.
Процесс коммутации каналов (circuitswitching) предполагает создание выделенного физического канала между передающим и приемным узлами. Этот канал функционирует как прямая линия, по которой данные без помех можно передавать в одну и другую стороны, подобно тому, как осуществляется телефонный разговор между двумя абонентами. Канал передачи данных остается активным до тех пор, пока два узла не будут разъединены.
При коммутации сообщений (messageswitching) для передачи данных от передающего узла к принимающему используется метод промежуточного хранения. Данные передаются от одного узла к другому, где они временно запоминаются до тех пор, пока не будет доступным канал к точке назначения этих данных. Несколько узлов на протяжении маршрута могут сохранять и передавать данные дальше - пока те не дойдут до конечного пункта. Коммутация сообщений применяется, например, при отправке электронной почты по корпоративной сети, где несколько серверов выполняют функции почтовых отделений. Сообщение переходит от одного отделения к другому до тех пор, пока не достигнет адресата.
Коммутация пакетов (packetswitching) представляет собой комбинацию методов коммутации каналов и сообщений. При ее использовании устанавливается выделенный канал между двумя взаимодействующими узлами, однако этот канал является логическим, а не физическим. Хотя для осуществления сеанса передачи данных могут использоваться несколько различных физических маршрутов, каждый узел знает только об одном выделенном канале. Преимуществом данной технологии является то, что в зависимости от типа и объема посылаемых данных может быть выбран наилучший маршрут, что предоставляет возможность для реализации скоростных коммуникаций. Коммутация пакетов осуществляется подобно тому, как оптический перископ обеспечивает передачу изображения от точки к точке по нелинейному пути.
11. Влияние на сеть электромагнитных и радиопомех. Определение физического адреса сетевого адаптера на рабочей станции.
12. Высокоскоростные технологии с использованием витой пары и оптоволоконного кабеля. Беспроводные коммуникации
13. Типы интерфейсов данных. Методы передачи сигналов в глобальных сетях
Передача пакетов
Данные передаются от узла к узлу. Коммуникационное программное обеспечение каждого узла разбивает данные на такие фрагменты. В зависимости от передающей среды, фрагмент данных преобразуется в электрический, радио- или световой сигнал, который и может быть передан между узлами. Формат пакетов определяется используемым в сети протоколом. Например, протокол определяет способ указания адреса узла, посылающего пакет, адреса принимающего узла, типа передаваемых данных, размера пакета, объёма передаваемых данных и метода обнаружения поврежденных пакетов или коммуникационных ошибок. Другой важной частью пакета является синхронизирующая информация для передачи множества пакетов, позволяющая отсылать пакеты через заданные интервалы времени.
Для физической передачи пакетов в сеть служит карта сетевого интерфейса, или сетевой адаптер. Сетевой адаптер позволяет подключить рабочую станцию, файл-сервер, принтер или другое устройство к сетевой передающей среде, например, к коаксиальному кабелю или витой паре. На одном конце адаптера располагается разъем (или коннектор), соответствующий типу сетевой среды.
Сетевой адаптер является приемопередатчиком, обеспечивающим канал передачи данных в сетевой среде. Его встроенные средства упаковывают во фрейм заголовок, исходный и целевой адреса, данные и хвостовик, а фрейм в виде законченного пакета передается в коммуникационную среду. Сетевой адаптер имеет алгоритмы для приема, распаковки, передачи и синхронизации данных, а также для управления конфликтами и ошибками. Программные алгоритмы, реализующие эти функции, хранятся в исполняемых и служебных файлах, называемых сетевыми драйверами. Для каждого сетевого адаптера необходимы определенные сетевые драйверы, соответствующие методу доступа к сети, формату инкапсуляции данных, типу кабельной системы и физической (MAC) адресации. В программных драйверах реализуются стандарты многоуровневых сетевых коммуникаций, заданные эталонной моделью OSI. Драйверы позволяют сетевому адаптеру выполнять передачу данных на Физическом (Уровень 1) и Канальном (Уровень 2) уровнях.
Передача ячеек
Обычно ячейка (cell) содержит фрагмент данных фиксированной длины в формате, пригодном для передачи с большими скоростями - от 155 Мбит/с до 1 Гбит/с и выше. Ячейка имеет заголовок(header), в котором содержится следующая информация:
- данные для управления потоком, координирующие передачу информации между исходным и целевым узлами;
- информация о маршруте и канале, позволяющая передавать данные по кратчайшему маршруту;
- признак, указывающий на то, содержит ли ячейка реальные данные или управляющую информацию для осуществления высокоскоростного соединения;
- сведения об ошибках.
Имеющая фиксированную длину полезная нагрузка ячейки отличается реальных данных, содержащихся в пакете. В зависимости от протокола, Л кеты содержат данные переменной длины, которая кратна байту (8 битам) Например, данные в пакете распространенного стандарта Ethernet может иметь длину от нескольких сот до нескольких тысяч бит.
При асинхронном режиме передачи (asynchronous transfer mode, ATM) данные в ячейке всегда имеют длину 384 бита. Технология ATM (подробно описываемая в главе 8) представляет собой метод передачи данных, в котором ячейки и множество каналов используются для пересылки речевых сигналов, видео и данных в локальных и глобальных сетях. Фиксированная длина позволяет более точно синхронизировать передачу данных и обеспечить высокие скорости коммуникаций и качество обслуживания (Quality of Serve QoS). Качество обслуживания количественно описывает качество передачи данных, пропускную способность и надежность сетевой системы. Некоторые производители и телекоммуникационные компании предлагают для своих систем или оборудования гарантированное качество обслуживания.
В первую очередь ячейки используются в сетях ATM, поэтому интерфейсы данных состоят из коммутаторовATM, интерфейсов подключаемых устройств (AUI) и оптоволоконного кабеля. В составAUI-интерфейса входят приемопередатчик и сетевые драйверы, построенные по тем же принципам, что и драйверы для сетевых адаптеров, однако ориентированные на соединения по коаксиальному кабелю, витой паре или оптоволокну.
Согласно спецификациям ATM Forum и TIA Fiber Division, LAN Section, для передачи ячеек в магистралях локальных сетей, работающих на скорости 622 Мбит/с и на расстояниях до 500 м, требуется одномодовый оптоволоконный кабель. Многомодовый кабель с полосой пропускания 500 МГц на 1 км является наиболее выгодным решением для резервных магистралей, обеспечивающих скорость до 100 Мбит/с на расстоянии до2000 м. Следовательно, наилучшая конструкция кабельной системы, удовлетворяющаяся современным и будущим требованиям к резервным магистралям, представляет собой комбинацию многомодовых (62,5/125FDDI Grade) и одномодомовых оптических кабелей. Такие решения можно рассматривать как пример комбинированной кабельной системы.
Обычно кабельная магистраль содержит от 18 до 48 многомодовых оптических кабелей. При добавлении от 6 до 12 одномодовых кабелей (имеющих чрезвычайно высокие показатели полосы пропускания) можно обеспечить совместимость с будущими высокоскоростными приложениями. Свободные (или темные) оптические кабели можно оставить не разведенными до тех пор, пока в них не появится необходимость. В большинстве проектов затраты на установку избыточных кабелей невелики по сравннию с общими расходами на монтаж и намного меньше, чем затраты на установку дополнительных кабелей в будущем.
14. Передающее оборудование глобальных сетей: мультиплексоры, группы каналов, частные телефонные сети, адаптеры ISDN, кабельные модемы, модемы и маршрутизаторы DSL, серверы доступа, маршрутизаторы
ISDN – цифровая сеть связи, предназначена для передачи речевых сигналов, данных и видео по телефонным линиям.
15.протоколы
Ipx - протокол использующий службы без установления соединения.
Spx – обеспечивает передачу данных прикладных программ с большей надёжностью, чем ipx.
Dlc – предназначен для эмулирования sna-шлюза, а так же для подключения к устаревшим моделям сетевых принтеров.
Tcp/ip: ip – позволяет передавать пакет в различные подсети сети
TCP - один из основных протоколов передачи данных интернета, предназначенный для управления передачей данных
Уровни: прикладной, транспортный, сетевой, канальный
16.
17. История стека TCP/IP. Основы стека TCP/IP
В июле 1977 Винт Серф и Боб Кан впервые продемонстрировали передачу данных с использованием TCP по трем различным сетям. Пакет прошел по следующему маршруту: Сан-Франциско — Лондон — Университет Южной Калифорнии. В конце своего путешествия пакет проделал 150 тысяч км, не потеряв ни одного бита. В 1978 году Серф, Постел и Дэни Кохэн решили выделить в TCP две отдельные функции: TCP и протокол Интернета (Internet Protocol, IP). TCP был ответственен за разбивку сообщения на дейтаграммы и соединение их в конечном пункте отправки. IP отвечал за передачу (с контролем получения) отдельных дейтаграмм. Вот так родился современный протокол Интернета. А 1 января 1983 года ARPANET перешла на новый протокол. Этот день принято считать официальной датой рождения Интернета.
ip – позволяет передавать пакет в различные подсети сети
TCP - один из основных протоколов передачи данных интернета, предназначенный для управления передачей данных
Уровни: прикладной, транспортный, сетевой, канальный
С udp компьютерные приложения могут посылать сообщения другим хостам по IP-сети без необходимости предварительного сообщения для установки специальных каналов передачи или путей данных
20. IPv6
Пакеты состоят из управляющей информации, необходимой для доставки пакета адресату, и полезных данных, которые требуется переслать. Управляющая информация делится на содержащуюся в основном фиксированном заголовке, и содержащуюся в одном из необязательных дополнительных заголовков. Полезные данные, как правило, это дейтаграмма или фрагмент протокола более высокого транспортного уровня, но могут быть и данные сетевого уровня (например ICMPv6), или же канального уровня (например OSPF).
IPv6-пакеты обычно передаются с помощью протоколов канального уровня, таких как Ethernet, который инкапсулирует каждый пакет в кадр. Но IPv6-пакет может быть передан с помощью туннельного протокола более высокого уровня, например в 6to4 или Teredo.
21.прикладные протоколы tcp/ip
ftp – позволяет с помощью tcp передать данные ото одного удалённого устройства к другому.
Tfpt – файловый протокол
Nfs- альтернатива ftp
Smtp – протокол эл. почты
23. X.25 — стандарт канального уровня сетевой модели OSI
Уровень физ. протокола – использ. интерфейс, определённый стандартом ITU-T X.25
Уровень доступа к каналу – передача данных, контроль и исправление ошибок.
Методы передачи: постоянный виртуальный – лог. коммуникационный канал, поддерживаемый постоянно.
Датаграмма - упакованные данные, пересылаемые без установки канала
Виртуальный канал - представляет собой двунаправленный канал установленной между узлами через коммутатор x.25
Оборудование: терминал/хост, аппаратура передачи данных, сборщик/разборщик пакетов.
Структура фрейма: флаг, уровень фрейма и управляющий адрес, данные, контрольная последовательность кадра, флаг.
24. SMDS— пакетный сервис для передачи данных в LAN, WAN и MAN. SMDS основан на стандарте IEEE 802.6.SMDS разбивал пакеты на более мелкие «ячейки». Она широко внедряется операторами телефонии общественного пользования. SMDS не устанавливает логического соединения, то есть она не основана на виртуальных каналах. Один порт SMDS связывается с другим, вызывая его предопределенный адрес, а маршрут информации заранее не известен.
25. хDSL — семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии
ADSL — модемная технология, в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично
IDSL — DSL-технология, основанная на ISDN, позволяющая обеспечить канал связи для передачи данных по существующим телефонным линиям на скорости 144 kbit/s, немного большей, чем при использовании двойного канала ISDN со скоростью 128kbit/s.
26. sonet – оптоволоконная технология позволяющая передавать данные быстрее, чем 1 гб/с. Использую одномодовый оптоволоконный кабель и t-линии. Основной транспортный механизм реализован на физическом уровне osi. Для организации сети используется кольцевая топология. Модель: 4 уровень: маршрутный уровень, отвечающий за то, чтобы сигналы отправлялись в нужные каналы; 3 уровень: канальный уровень, отвечающий за коммутацию сигналов, мониторинг процесса передачи; 2 уровень: сегментирующий уровень, отвечающий за инкапсуляцию данных и их передачу в правильном порядке; 1 уровень: сетевой уровень, отвечающий за физическое соединение.
Фрейм sonnet: длина 90 байтов, состоит из виртуальных блоков(vt)
Служебные разряды для управления сегментацией и транспортировкой/ служебные разряды для управления маршрутами/ vt1.5 / vt1.5 / vt1.5 / vt6 / vt6
Протокол ppp применяется для того, чтобы инкапсулировать и передавать по глобальным сетям обычные протоколы локальных сетей.
29. Передают инф. Различного типа, данные делятся на ячейки равной длины, к которым прикрепляется заголовок. Легко масштабируется. Кабели все, скорость 40гб\с.
Механизм качества обслуживания: гарантирует, что для передачи данные выделены соответствующие ресурсы, и уменьшает вероятность того что ценные ресурсы не буду использовать теми задачами, которым они не нужны. Высокоскоростной метод. Основа – интерфейс и протокол, позволяющий коммутировать трафик. Atm интегрированный метод сетевого доступа. На его основе реализуется магистральная инфраструктура. Коммутируемая сеть – передающий узел находит путь к принимающему узлу для каждого сеанса связи. Компоненты? коммутаторы и адаптеры ATM.
Структура ячеек идеально подходит для отображения во фрейм СОНЕТ.
постоянный виртуальный канал, PVC, который создаётся между двумя точками и существует в течение длительного времени, даже в отсутствие данных для передачи;
коммутируемый виртуальный канал, который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи
интеллектуальный канал – сочетает постоянный и коммутируемый, требует ручного конфигурирования.