Типы оборудования, основные ограничения

Повторитель усиливает сигнал сетевого кабеля. Это позволяет увеличить его длину. Он не требуется программного обеспечения и представляет собой обычно автономное устройство, не дающее непроизводительных издержек при передаче данных. Повторитель без задержки выполняет прозрачную передачу данных.

Характеристика:

· повторитель регенерирует сетевые сигналы, позволяя передавать их дальше;

· повторители используются обычно в линейных кабельных системах, таких как Ethernet;

· повторители работают на физическом уровне - нижнем уровне стека протоколов; протоколы высокого уровня не используются;

· повторители применяются обычно в одном здании;

· связанные повторителем сегменты становятся частью одной и той же сети и имеют один и тот же сетевой адрес;

Мост – это устройство уровня связи данных, объединяющее две сети с одной или разной топологией.

Задача обеспечение прозрачной связи между абонентами различных сетей. Происходит это с помощью преобразования протоколов уровня MAC (уникальный идентификатор, присваиваемый каждой единице активного оборудования компьютерных сетей), не затрагивая функции LLC канального уровня.

Мосты могут соединять две или более ЛВС

Функции:

· транслировать и фильтровать кадры MAC из одной сети в другую;

· формировать и поддерживать активную конфигурацию;

· поддерживать актуальность информации, т.е. сбрасывать кадры с просроченной доставкой;

· осуществлять общее управление и координировать службы моста.

Коммутаторы (коммутирующие концентраторы, switchs) – сочетают в себе функции многопортового повторителя и высокоскоростного моста.

Коммутатор создает таблицу MAC - адресов всех устройств, подключенных к его портам, и использует ее для передачи пакетов только в требуемый порт.

Единственным недостатком этих средств сопряжения сетей служит нехватка средств анализа и управления.

Маршрутизатор требует более высокого уровня протоколов архитектуры связи, чем мост или коммутатор. Он связывает сегменты сети через сетевой уровень.

Маршрутизатор отличается от моста тем, что он может считывать адрес рабочей станции и адрес локальной сети в пакете. Благодаря этому маршрутизатор может фильтровать пакеты и перенаправлять их по возможному наилучшему маршруту, который определяется по таблице маршрутизации.

Маршрутизатор позволяет сегментировать сеть на логические подсети. Эти логические подсети легче обслуживать.

Использование маршрутизаторов может быть вызвано следующими причинами:

· необходима усовершенствованная фильтрация пакетов, что имеет большое значение при использовании медленных и удаленных коммуникационных линий

· в объединенной сети необходимы нескольких протоколов

· нужны развитые средства маршрутизации, улучшающие производительность ("интеллектуальный" маршрутизатор знает схему сети и может легко найти для пакета наилучший маршрут)

Шлюзы обычно работают на самом высоком уровне стека протоколов и обеспечивают взаимодействие систем и сетей, которые используют несовместимые протоколы.

 

4. Стек протоколов TCP/IP. Его соответствие модели OSI. Принципы адресации. Структуризация IP-сетей с помощью масок. Маршрутизация в IP-сетях.

Стек протоколов TCP/IP.Его соответствие модели OSI.

Стек TCP/IP – это набор иерархически упорядоченных сетевых протоколов.

Функции уровней модели, основанной на стеке протоколов TCP/IP.

1. Прикладной уровень - обеспечивается службами, предоставляющими сетевой сервис пользовательским приложениям. Список основных служб включает в себя следующие протоколы: Telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP, HTTP. Прикладной уровень выполняет функции прикладного уровня, уровня представления и сеансового уровня данных модели OSI.

2. Основной уровень - обеспечивает надежность доставки пакетов данных, их целостность и порядок доставки. На этом уровне передаваемые данные разбиваются на пакеты и передаются на нижний уровень. После передачи пакеты собираются и данные передаются на прикладной уровень. Основной протокол этого уровня - TCP. Основной уровень выполняет функции транспортного уровня модели OSI.

3. Уровень межсетевых взаимодействий - обеспечивает передачу пакетов данных в составной сети, где есть не только локальные, но и глобальные связи. Основной протокол этого уровня - IP. На этом уровне для сбора маршрутной информации используется протоколы маршрутизации RIP, OSPF (Open Shortest Path First). Этот уровень соответствует сетевому уровню модели OSI.

4. Уровень сетевых интерфейсов - обеспечивает интерфейсы к сетям, которые встраиваются в составную сеть. Включаемая сеть может использовать любую технологию. Для каждой сетевой технологии разрабатываются протоколы, по которым IP-пакеты сетевого уровня встраиваются в кадры используемых технологий. Этот уровень соответствует физическому и канальному уровням модели OSI.

* UDP (User Datagram Protocol) - протокол пользовательских дейтаграмм для посылки коротких сообщений, который не предусматривает сборку и разборку сообщений. Прикладные программы, использующие услуги UDP, каждой посланной дейтаграмме ставят в соответствие тайм-аут, по которому определяется неудачная доставка, и организуют повторную посылку потерянной дейтаграммы.

TCP (Transmission Control Protocol) – обеспечивает надежную передачу данных от одного узла к другому в рамках устанавливаемого виртуального соединения по принципу «трехстороннего рукопожатия»(Процесс начала сеанса TCP — обозначаемое как «рукопожатие» (handshake), состоит из 3 шагов.

1. Клиент, который намеревается установить соединение, посылает серверу сегмент с номером последовательности и флагом SYN. 2. Если клиент получает сегмент с флагом SYN, то он запоминает номер последовательности и посылает сегмент с флагом ACK. 3. Если сервер в состоянии SYN-RECEIVED получает сегмент с флагом ACK, то он переходит в состояние ESTABLISHED).

* IP (Internet Protocol) – межсетевой дейтаграммный протокол, обеспечивающий доставку пакетов из одной сети в другую, или из одного сетевого сегмента в другой.

* ARP (Address Resolution Protocol) - протокол преобразования IP -адресов в адреса конкретной сетевой карты (МАС-адрес).

* RARP (Reverse Address Resolution Protocol) – протокол обратного определения адресов, позволяющий по МАС-адресу определить IP-адрес.

* ICMP (Internet Control Management Protocol) – протокол, используемый IP и другими вышележащими протоколами для отправки и получения сообщений о статусе передаваемой информации.

* IGMP(Internet Group Management Protocol) – протокол отправки широковещательных сообщений. Используется для пересылки группе получателей.

Принципы адресации.

Каждый октет состоит из 8 бит, каждый бит имеет значение. У четырех групп из 8 бит есть один и тот же набор значений. Значение крайнего правого бита в октете – 1, значения остальных, слева направо – 2, 4, 8, 16, 32, 64 и 128.

Чтобы определить значение октета, нужно сложить значения позиций, где присутствует двоичная единица.

· Нулевые позиции в сложении не участвуют.

· Если все 8 бит имеют значение 0, 00000000, то значение октета равно 0.

· Если все 8 бит имеют значение 1, 11111111, значение октета – 255 (128+64+32+16+8+4+2+1).

· Если значения 8 бит отличаются, например, 00100111, значение октета – 39 (32+4+2+1).

Таким образом, значение каждого из четырех октетов находится в диапазоне от 0 до 255.

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адрес из 3 уровней. Нижний уровень MAC-адрес. Уровнем выше IP адрес – уникальный адрес. Адрес состоит из 4х байтов. Адрес третьего уровня: Netbios name – имя компьютера в локальной сети, Domain name – имя компьютера в глобальной сети.

Семейство протоколов TCP/IP используют 32- разрядную схему адресации, которая для каждого узла определяет не только его собственный адрес, но и адрес сети, в которой этот узел находится.

IP-адрес состоит из четырех последовательностей, по восемь бит каждая, всего - 32 бита. Для удобства восприятия, при записи IP-адреса используются десятичные числа, разделенные точками, X.Y.Z.W, например 194.67.67.97. Старшие биты данного адреса соответствуют номеру IP- сети, младшие - номеру узла.

Структуру IP адресов. При создании протокола был предложен следующий способ разделения IP адреса на номер сети и номер узла:

Некоторые IP-адреса зафиксированы и являются общеизвестными.

· 0.0.0.0 – означает принятый маршрут по умолчанию, используется для упрощения таблиц маршрутизации;

· 127.0.0.1 – используется для адресации на локальный узел (loopback adaptеr);

· 255.255.255.255 – широковещательный адрес узлов в пределах одной (данной) сети;