Глава 3. Физический уровень модели OSI 32

Физический уровень модели OSI 32

3.1 Понятие линии и канала связи 32

3.2 Сигналы 35

3.3 Основные характеристики канала связи 39

3.3.1 Полоса пропускания 39

3.3.2 Затухание 41

3.3.3 Помехоустойчивость 42

3.3.4 Пропускная способность 44

3.3.5 Достоверность передачи данных 45

3.4 Методы совместного использования среды передачи канала связи 45

3.4.1 Мультиплексирование с разделением по времени 46

3.4.2 Мультиплексирование с разделением по частоте 49

3.4.3 Мультиплексирование со спектральным разделением 51

3.4.4 Мультиплексирование с кодовым разделением 52

3.4.5 Мультиплексирование и методы множественного доступа 54

3.5 Модуляция и кодирование сигналов 54

3.5.1 Методы аналоговой модуляции 55

3.5.2 Методы цифровой модуляции 57

3.5.3 Методы импульсной модуляции 59

3.5.4 Методы цифрового кодирования 62

3.5.4.1 Физическое кодирование 64

3.5.4.2 Логическое кодирование 66

3.6 Стандарты кабелей 67

3.6.1 Основные характеристики электрических кабелей 68

3.6.2 Коаксиальный кабель 69

3.6.3 Кабель на основе витой пары 71

3.6.4 Волоконно-оптический (оптоволоконный) кабель 79

3.6.5 Кабельные системы 85

3.6.6 Структурированные кабельные системы 87

3.6.7 Медиаконвертеры 88

3.7 Электрическая проводка 90

3.8 Беспроводная среда передачи 94

3.8.1 Распространение сигналов в беспроводных средах передачи 98

Глава 4. Топологии компьютерных сетей 105

4.1 Понятие топологии сети 105

4.2 Сетевое оборудование в топологии 105

4.2.1 Повторители и концентраторы 106

4.2.2 Мосты и коммутаторы 108

4.2.3 Точки доступа 112

4.2.4 Маршрутизаторы 113

4.2.5 Средства управления сетевыми устройствами 116

4.3 Обзор сетевых топологий 122

4.3.1 Топология «шина» 122

4.3.2 Топология «кольцо» 123

4.3.3 Последовательное соединение 125

4.3.4 Топология «звезда» 126

4.3.5 Топология «дерево» 127

4.3.6 Ячеистая топология 128

Канальный уровень модели OSI 131

5.1 Методы коммутации 131

5.1.1 Коммутация каналов 132

5.1.2 Коммутация пакетов 133

5.2 Сетевые протоколы и методы коммутации 135

5.3 Протоколы канального уровня 136

5.3.1 Структура кадра данных 137

5.4 Стандарты IEEE 802 137

5.4.1 Протокол LLC 139

5.4.2 Подуровень МАС 139

5.4.3 Понятие МАС-адреса 140

5.4.4 Сетевые адаптеры 142

5.5 Технологии локальных сетей 144

5.5.1 Технология Token Ring 144

5.5.2 Технология FDDI 146

5.6 Технология Ethernet 147

5.6.1 Форматы кадров Ethernet 148

Кадр IEEE 802.3/LLC 150

Кадр Ethernet II 150

Кадр Ethernet SNAP 151

Кадр Raw 802.3 (Novell 802.3) 151

5.6.2 Дуплексный и полудуплексный режимы работы 152

5.6.3 Метод доступа CSMA/CD 152

5.6.3.1 Домен коллизий 156

5.6.4 Коммутируемая сеть Ethernet 157

5.6.5 Управление потоком в полудуплексном и полнодуплексном режимах 159

5.7 Физический уровень технологии Ethernet 161

5.7.1 Спецификации физической среды Ethernet (10 Мбит/с) 163

5.7.2 Спецификации физической среды Fast Ethernet (100 Мбит/с) 164

5.7.3 Автосогласование 165

5.7.4 Спецификации физической среды Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с) 166

5.7.5 Спецификации физической среды 10 Gigabit Ethernet (10 Гбит/с) 168

5.7.6 Спецификации физической среды 40 и 100 Gigabit Ethernet (40 и 100 Гбит/с) 169

5.8 Энергоэффективный Ethernet 171

5.9 Сменные интерфейсные модули 172

Глава 6. Технологии коммутации 177

Технологии коммутации 177

6.1 Алгоритм прозрачного моста 178

6.2 Методы коммутации 180

6.3 Конструктивное исполнение коммутаторов 182

6.4 Физическое стекирование коммутаторов 184

6.5 Технологии коммутации и модель OSI 185

6.6 Программное обеспечение коммутаторов 186

6.7 Общие принципы сетевого дизайна 186

6.8 Трехуровневая иерархическая модель сети 187

6.9 Протокол Spanning Tree Protocol (STP) 188

6.9.1 Построение активной топологии связующего дерева 190

6.9.2 Bridge Protocol Data Unit (BPDU) 193

6.9.3 Состояния портов 195

6.9.4 Таймеры STP 196

6.9.5 Изменение топологии 197

6.9.6 Настройка STP 198

6.10 Виртуальные локальные сети (VLAN) 201

6.10.1 Типы VLAN 203

6.10.2 VLAN на основе портов 203

6.11 VLAN на основе стандарта IEEE 802.1Q 205

6.11.1 Некоторые определения IEEE 802.1Q 206

6.11.2 Тег VLAN IEEE 802.1Q 207

6.11.3 Port VLAN ID 208

6.11.4 Продвижение кадров VLAN IEEE 802.1Q 208

6.11.5 Пример настройки VLAN IEEE 802.1Q 212

6.12 Технология Power over Ethernet 216

6.12.1 Как выбрать коммутатор РоЕ для сети 224

Глава 7. Адресация сетевого уровня 225

7.1 Сетевой уровень 225

7.2 Протокол IP версии 4 226

7.2.1 Понятие IP-адресации 227

7.2.2 Представление и структура адреса IPv4 228

7.2.3 Классовая адресация IPv4 230

7.2.4 Частные и публичные адреса IPv4 231

7.2.5 Формирование подсетей 232

7.2.6 Маски подсети переменной длины (VLSM) 235

7.2.7 Бесклассовая адресация IPv4 237

Общие функции классовой и бесклассовой адресации 238

Выделение адресов 239

Агрегирование маршрутов и суперсети 239

7.2.8 Способы конфигурации адреса IPv4 240

7.3 Протокол IP версии 6 240

7.3.1 Формат заголовка IPv6 242

7.3.2 Представление и структура адреса IPv6 246

7.3.3 Типы адресов IPv6 247

7.3.4 Индивидуальные адреса 248

Идентификатор интерфейса 248

Глобальные индивидуальные адреса IPv6 250

Локально-используемые индивидуальные адреса IPv6 251

7.3.5 Альтернативные адреса 253

7.3.6 Групповые адреса 254

7.3.7 Способы конфигурации адреса IPv6 256

7.3.8 Планирование подсетей IPv6 259