Класифікація за швидкістю передачі даних

Для Ethernet кадр має фіксовані поля. Структура кадру наведена на рис. 1.3 та рис. 1.4. Для технологій 10Base-2, 10Base-Т, 100Base-ТX, 100Base-FX відома тривалість одного біту, тому завчасно можна сказати про тривалості передачі кадру (рис. 1.3). Слід пам’ятати, якщо кадри передаються потоком, то між ними завжди задається міжкадровий інтервал, рис. 1.3.

Рисунок 1.3 – Структура кадру Ethernet

Існують різні типи кадрів (рис. 1.4, 1.5). Це відображується на розмірі службових блоків та розмірі інформаційного поля.

Рисунок 1.4 – Структура кадру Ethernet 802.3, 802.2

Рисунок 1.5 – Структура різних типів кадрів Ethernet DIX, SNAP

1. Протокол IEE802.3.

Структура кадру: преамбула – 8Б, службова інформація (адреса і команди) – 14 Б, контрольна сума – 4Б, мінімально припустимий розмір кадру – 46 Б, максимально припустимий розмір кадру – 1500 Б. Таким чином, загальна службова інформація – 26 Б. Час міжкадрового інтервалу – t_F=9.6 мкс для 10Base-x, та t _F =0.96 мкс для 100Base-x.

14) Сімейство протоколів HDLC та протокол HDLC

15) Мережі Frame Relay: концепції, область застосування, переваги, недоліки.

16) Концепція маршрутизації у глобальних мережах. Протоколи груп DVA, LSA.

17) Класифікація алгоритмів маршрутизації. Приклад реалізації.

18) Протоколи сімейства хDSL. Мережі на базі хDSL: концепції, область застосування, переваги, недоліки.

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 на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.

19) Методи захисту від помилок, що використовуються у комп’ютерних мережах

20) Мережі ISDN: концепції, область застосування, переваги, недоліки

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.

Для объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технология TDM

21) Протоколи транспортного рівня.

Транспортный уровень (англ. Transport layer) — 4-й уровень сетевой модели OSI предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP, SCTP.

Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления передачей) — один из основных сетевых протоколов Интернета, предназначенный для управления передачей данных в сетях и подсетях TCP/IP.

TCP — это транспортный механизм, предоставляющий поток данных, с предварительной установкой соединения, за счёт этого дающий уверенность в достоверности получаемых данных, осуществляет повторный запрос данных в случае потери данных и устраняет дублирование при получении двух копий одного пакета (см. также T/TCP). В отличие от UDP гарантирует целостность передаваемых данных и уведомление отправителя о результатах передачи.

Реализация TCP, как правило, встроена в ядро ОС, хотя есть и реализации TCP в контексте приложения.

Когда осуществляется передача от компьютера к компьютеру через Интернет, TCP работает на верхнем уровне между двумя конечными системами, например, браузером и веб-сервером. Также TCP осуществляет надежную передачу потока байтов от одной программы на некотором компьютере к другой программе на другом компьютере. Программы для электронной почты и обмена файлами используют TCP. TCP контролирует длину сообщения, скорость обмена сообщениями, сетевой трафик.

UDP (англ. User Datagram Protocol — протокол пользовательских датаграмм) — это транспортный протокол для передачи данных в сетях IP без установления соединения. Он является одним из самых простых протоколов транспортного уровня модели OSI

В отличие от TCP, UDP не подтверждает доставку данных, не заботится о корректном порядке доставки и не делает повторов. Поэтому аббревиатуру UDP иногда расшифровывают как Unreliable Datagram Protocol (протокол ненадёжных датаграмм). Зато отсутствие соединения, дополнительного трафика и возможность широковещательных рассылок делают его удобным для применений, где малы потери, в массовых рассылках локальной подсети, в медиапротоколах и т.п.

SCTP (англ. Stream Control Transmission Protocol — «протокол передачи с управлением потоком»), протокол транспортного уровня в компьютерных сетях, появившийся в 2000 году в IETF. RFC 4960 описывает этот протокол, а RFC 3286 содержит техническое вступление к нему.

Как и любой другой протокол передачи данных транспортного уровня, SCTP работает аналогично TCP или UDP [1]. Будучи более новым протоколом, SCTP имеет несколько нововведений, таких как многопоточность, защита от SYN-flood атак, синхронное соединение между двумя хостами по двум и более независимым физическим каналам (multi-homing).

22) Засоби та прилади розширення мереж.

Созданная на определенном этапе развития фирмы локальная вычислительная сеть с течением времени перестает удовлетворять потребности всех пользователей и возникает необходимость расширения ее функциональных возможностей или границ охватываемой ею территории. Может возникнуть необходимость объединения внутри фирмы ЛВС различных отделов и филиалов для организации обмена данными.. В качестве межсетевого интерфейса для соединения сетей между собой используются:

- повторители;

- мосты;

- маршрутизаторы;

- шлюзы.

Повторители (repeater) — устройства, усиливающие электрические сигналы и обеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большие расстояния. Повторители выполняют лишь регенерацию пакетов данных, обеспечивая тем самым электрическую независимость сопрягаемых сетей и защиту сигналов от воздействия помех. Использование усилителей позволяет расширить и протяженность одной сети, объединяя несколько сегментов сети в единое целое. При установке усилителя создается физический разрыв в линии связи, при этом сигнал воспринимается с одной стороны, регенерируется и направляется к другой части линии связи.

Мосты (bridge) — регулируют трафик (передачу данных) между сетями, использующими одинаковые протоколы передачи данных на сетевом и выше уровнях, выполняя фильтрацию информационных пакетов в соответствии с адресами получателей. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем.

Маршрутизаторы (router) — обеспечивают соединение логически не связанных сетей; они анализируют сообщение, определяют его дальнейший наилучший путь, выполняют его некоторое протокольное преобразование для согласования и передачи в другую сеть, создают нужный логический канал и передают сообщение по назначению. Маршрутизаторы обеспечивают достаточно сложный уровень сервиса: они могут, например, соединять сети с разными методами доступа; могут перераспределять нагрузки в линиях связи, направляя сообщения в обход наиболее загруженных линий и т. д.

Шлюзы (gateway) — устройства, позволяющие объединить вычислительные сети, использующие различные протоколы OSI на всех ее уровнях; они выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней управления модели OSI. Кроме функций маршрутизаторов они выполняют еще и преобразование формата информационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при объединении неоднородных сетей.

Мосты, маршрутизаторы и шлюзы в локальной вычислительной сети — это, как правило, выделенные компьютеры со специальным программным обеспечением и дополнительной связной аппаратурой.

23) Поняття протоколу та інтерфейсу. Приклади та основні характеристики

Для каждого уровня определяется набор функций-запросов, с которыми к модулям данного уровня могут обращаться модули выше лежащего уровня для решения своих задач. Такой формально определенный набор функций, выполняемых данным уровнем для выше лежащего уровня, а также форматы сообщений, которыми обмениваются два соседних уровня в ходе своего взаимодействия, называется интерфейсом.

Интерфейс определяет совокупный сервис, предоставляемый данным уровнем выше лежащему уровню.

Протоколы - это правила и технические процедуры, позволяющие нескольким компьютерам при объединении в сеть общаться друг с другом. Существует множество протоколов. И хотя все они участвуют в реализации связи каждый протокол имеет различные цели, выполняет различные задачи, обладает своими преимуществами и ограничениями.

Протоколы работают на разных уровнях модели OSI. Функции протокола определяются уровнем, на котором он работает. Если, например, какой-то протокол работает на Физическом уровне, то это означает что он обеспечивает прохождение пакетов через плату сетевого адаптера и их поступление в сетевой кабель.

Несколько протоколов могут работать совместно. Это так называемый стек, или набор, протоколов. Как сетевые функции распределены по всем уровням модели OST, так и протоколы совместно работают на различных уровнях стека протоколов. Уровни в стеке протоколов соответствуют уровням модели OSI. В совокупности протоколы дают полную характеристику функциям и возможностям стека. В компьютерной промышленности в качестве стандартных моделей протоколов разработано несколько стеков. Вот наиболее важные из них:

набор протоколов ISO/OSI;

IBM System Network Architecture (SNA);

Digital DECnet;

Novell NetWare;

Apple AppleTalk;

набор протоколов Интернета, TCP/IP.

Канальный урівень

Ethernet

Token ring

FDDI

HDLC

GVRP

PPP, PPTP, L2TP

ATM

xDSL

Сетевой уровень

ICMP

IPv4, IPv6

IPX

ARP

Транспортный уровень

SPX

XOT

ISODE

DVMRP

TCP

UDP (Unreliable/User Datagram Protocol)

SCTP

RDP/RUDP (Reliable Data Protocol/Reliable User Datagram Protocol)

RTCP

Сеансовый уровень

SSL

NetBIOS

Прикладной уровень

binkp

DHCP (в модели OSI располагают на транспортном уровне)

FTP

Finger

DNS

Gnutella

Gopher

HTTP

HTTPS

IMAP

IRC

XMPP

LDAP

NTP

NNTP

POP3

RDP

SSH

SMTP

Telnet

SNMP

SIP

DMX-512

24) Приклади типових стеків

Стек протоколов — иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.

В настоящее время в сетях используется большое количество стеков коммуникационных протоколов. Наиболее популярными являются стеки:

1) TCP/IP;

2) IPX/SPX;

3)NetBIOS;

4) OSI.

Все эти стеки на нижних уровнях (физический и канальный) используют одни и те же стандартизированные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и некоторые другие, которые позволяют использовать во всех сетях одну и ту же аппаратуру. Зато на верхних уровнях все стеки работают по своим собственным протоколам.

TCP/IP используется для связи компьютеров всемирной информационной системы Internet, а также в огромном числе корпоративных сетей. Этот стек на нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных – SLIP, PPP, протоколы терминальных сетей X.25, ISON.

Стек IPX/SPX (IPX – Interwork Packed Exchange; SPX – Sequenced Packed Exchange). Особенности этого стека обусловлены ориентацией на работу в локальных сетях небольших размеров, состоящих из персональных компьютеров со скромными ресурсами.

Стек NetBIOS широко используется в продуктах компаний IBM, Microsoft. На верхних уровнях работают протоколы NetBEUI, SMB. Это эффективный протокол, потребляющий немного ресурсов и предназначенный для сетей, насчитывающих не более 200 станций. Содержит много полезных сетевых функций, но с его помощью невозможна маршрутизация пакетов, что ограничивает его применение локальными сетями, не распределёнными на подсети, и делает невозможным его использование в составных сетях.

25) Механізми усунення блокувань у комп’ютерних мережах

26) Модель взаємодії відкритих систем. Призначення рівнів протоколів.

27) Формат IP пакету

28) Формат TCP пакету

29) Функціонування TCP протоколу

30) Протоколи TCP/IP, UDP

UDP (англ. User Datagram Protocol — протокол пользовательских датаграмм) — это транспортный протокол для передачи данных в сетях IP без установления соединения. Он является одним из самых простых протоколов транспортного уровня модели OSI.

В отличие от TCP, UDP не подтверждает доставку данных, не заботится о корректном порядке доставки и не делает повторов. Поэтому аббревиатуру UDP иногда расшифровывают как Unreliable Datagram Protocol (протокол ненадёжных датаграмм). Зато отсутствие соединения, дополнительного трафика и возможность широковещательных рассылок делают его удобным для применений, где малы потери, в массовых рассылках локальной подсети, в медиапротоколах и т.п.

Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

31) Мережі ATM: концепції, область застосування, переваги, недоліки

Область применения:

32) Архітектура, конфігурація та структура мережі

Любую компьютерную сеть трудно представить без использования самих компьютеров и передающей информацию среды. В подобных статьях термин компьютер заменяют термином ЭВМ – электронно-вычислительная машина.

К передающей информацию среде относятся каналы связи, которые могут быть проводными и беспроводными.

К проводным каналам связи можно отнести подключение ЭВМ с использованием медных проводников – витой пары –, и оптических, осуществляющих передачу данных по оптоволоконным проводникам. Данные каналы связи используют технологию Ethernet.

К беспроводным, или как их называют – радиоканалам связи относится использование протоколов Wi-Fi, Bluetooth, GPRS.

Независимо от того, какие каналы связи используются, ЭВМ должна обладать своим адресом в сети, для чего присваивается адрес IP (Internet Protocol – интернет протокол), о чём будет рассказано в специальной статье.

Локальная сеть характеризуется таким параметром, как топология сети – это схема подключение устройств передачи информации сети. Принято различать несколько топологий LAN:

шина;

кольцо;

звезда;

решётка и т.д.

У каждой топологии есть свои преимущества и недостатки. Сейчас наиболее распространённой топологией является «звезда», поскольку на создание подобной топологии требуется меньше всего дополнительных средств и она не зависит от работоспособности отдельных ЭВМ сети. Статья «Топология «звезда»» посвящена подробному описанию вышеуказанной топологии.

33) Протокол РРР

34) Інтерфейс NDIS та мережева архітектура операційної системи Windows XP\2003.

NDIS (аббр.. от англ. Network Driver Interface Specification) - спецификация интерфейса сетевого драйвера, была разработана совместно фирмами Microsoft и 3Com для сопряжения драйверов сетевых адаптеров с операционной системой..

35) Канали комп’ютерних систем та фізичні середовища передачі.

Канал передачи данных - это средства двухстороннего обмена данными, которые включают в себя линии связи и аппаратуру передачи (приема) данных. Каналы передачи данных связывают между собой источники информации и приемники информации.

В зависимости от физической среды передачи данных линии связи можно разделить на:

- проводные линии связи без изолирующих и экранирующих оплеток;

- кабельные, где для передачи сигналов используются такие линии связи как кабели "витая пара", коаксиальные кабели или оптоволоконные кабели;

- беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи), использующие для передачи сигналов электромагнитные волны, которые распространяются по эфиру.

Проводные линии связи

Проводные (воздушные) линии связи используются для передачи телефонных и телеграфных сигналом, а также для передачи компьютерных данных. Эти линии связи применяются в качестве магистральных линий связи.

По проводным линиям связи могут быть организованы аналоговые и цифровые каналы передачи данных. Скорость передачи по проводным линиям "простой старой телефонной линии" (POST - Primitive Old Telephone System) является очень низкой. Кроме того, к недостаткам этих линий относятся помехозащищенность и возможность простого несанкционированного подключения к сети.

Кабельные линии связи

Кабельные линии связи имеют довольно сложную структуру. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. В компьютерных сетях используются три типа кабелей.

Витая пара (twisted pair) — кабель связи, который представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку. Пары проводов скручиваются между собой с целью уменьшения наводок. Витая пара является достаточно помехоустойчивой. Существует два типа этого кабеля: неэкранированная витая пара UTP и экранированная витая пара STP.

Коаксиальный кабель (coaxial cable) - это кабель с центральным медным проводом, который окружен слоем изолирующего материала для того, чтобы отделить центральный проводник от внешнего проводящего экрана (медной оплетки или слой алюминиевой фольги). Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией.

Существует два типа коаксиального кабеля: тонкий коаксиальный кабель диаметром 5 мм и толстый коаксиальный кабель диаметром 10 мм. У толстого коаксиального кабеля затухание меньше, чем у тонкого. Стоимость коаксиального кабеля выше стоимости витой пары и выполнение монтажа сети сложнее, чем витой парой.

Беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи) каналы передачи данных

Радиоканалы наземной (радиорелейной и сотовой) и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн и относятся к технологии беспроводной передачи данных.

Радиорелейные каналы передачи данных

Радиорелейные каналы связи состоят из последовательности станций, являющихся ретрансляторами. Связь осуществляется в пределах прямой видимости, дальности между соседними станциями - до 50 км. Цифровые радиорелейные линии связи (ЦРРС) применяются в качестве региональных и местных систем связи и передачи данных, а также для связи между базовыми станциями сотовой связи.

Спутниковые каналы передачи данных

В спутниковых системах используются антенны СВЧ-диапазона частот для приема радиосигналов от наземных станций и ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции.

36) Мережевий протокол Х.25

X.25 — семейство протоколов 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.

X.25 обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (Permanent Virtual Circuits, PVC и Switched Virtual Circuits, SVC) в одной линии связи, идентифицируемых в X.25-сети по идентификаторам подключения к соединению идентификаторы логического канала (Logical Channel Identifyer, LCI) или номера логического канала (Logical Channel Number, LCN).

Благодаря надёжности протокола и его работе поверх телефонных сетей общего пользования X.25 широко использовался как в корпоративных сетях, так и во всемирных специализированных сетях предоставления услуг

37) Сімейство протоколів ТСР\IP

Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия UDOD и включает в себя протоколы четырёх уровней:

прикладного (application),

транспортного (transport),

сетевого (network),

канального (data link).

Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.

Архитектура семейства протоколов TCP/IP

ARP Отвечает за получение MAC адреса хоста, размещенного в текущей сети, по его IP адресу. Использует broadcast.

ICMP Посылка сообщений об ошибках, обнаруженных в процессе передачи пакетов.

IGMP Информирует маршрутизаторы о наличии в данной сети multicast группы.

IP Обеспечивает маршрутизацию пакетов.

TCP Обеспечивает соединение между двумя хостами, с гарантируемой доставкой пакетов.

UDP Обеспечивает соединение между двумя хостами, при котором не гарантируется доставка пакетов.

38) Типи високорівневих протоколів. Сервіси комп’ютерних мереж.

Протоколы прикладного уровня - уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления.

FTP (англ. File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) — протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях. FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер; кроме того, возможен режим передачи файлов между серверами

Специальные сервисы в сети:

39) Віддалений доступ у комп’ютерних мережах

Подключение удаленного доступа содержит следующие компоненты:

- клиент удаленного доступа;

- сервер удаленного доступа;

- инфраструктура глобальной сети.

Клиент удаленного доступа

Клиенты удаленного доступа могут подключаться к серверу удаленного доступа. К серверу удаленного доступа может подключаться практически любой клиент удаленного доступа по протоколу PPP, включая ОС UNIX, Macintosh, Windows.

Сервер удаленного доступа

Сервер удаленного доступа принимает подключения удаленного доступа и переадресует пакеты между клиентами удаленного доступа и сетью (локальной сетью), за которой закреплен сервер удаленного доступа.

Оборудование удаленного доступа и инфраструктура глобальной сети

Физическое или логическое соединение между сервером и клиентом удаленного доступа обеспечивается оборудованием для удаленного доступа к сети, установленном на клиенте и сервере удаленного доступа, а также инфраструктурой глобальной сети. Специфика оборудования удаленного доступа и инфраструктуры глобальной сети зависит от типа подключения.

40) Компоненти мереж Ethernet і комутатори локальних мереж

Существует три способа коммутации. Каждый из них — это комбинация таких параметров, как время ожидания и надёжность передачи.

1.С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.

2.Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нём нет метода обнаружения ошибок.

3.Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (кадры размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные по технологии cut-through).

Более сложные коммутаторы позволяют управлять коммутацией на сетевом (третьем) уровне модели OSI. Обычно их именуют соответственно, например «Layer 3 Switch» или просто, сокращенно «L3 Switch». Управление коммутатором может осуществляться посредством Web-интерфейса, протокола SNMP, RMON и т. п.

Многие управляемые коммутаторы позволяют настраивать 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 90 ((4*24)-6=90) портами либо с 96 портами (если для стекирования используются специальные порты).

41) Сучасні мережні технології. Віртуальні мережі, тунельні технології.

42) Управління модемом і режими його роботи.