Основные программные и аппаратные компоненты сети

Вычислительная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов:

компьютеров;

коммуникационного оборудования;

операционных систем;

сетевых приложений.

Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой. В настоящее время в сетях широко и успешно применяются компьютеры различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ.

Второй слой - это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральными элементами обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные. Изучение принципов работы коммуникационного оборудования требует знакомства с большим количеством протоколов, используемых как в локальных, так и глобальных сетях.

Третьим слоем являются операционные системы (ОС). От ОС зависит эффективность работы всей сети. При проектировании сети важно учитывать, насколько просто данная ОС может взаимодействовать с другими ОС сети, насколько она обеспечивает безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа. Драйвер сетевого адаптера – спец. программа обеспеч. взаимод. ОС с новыми устройствами.

Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и др.

5 Ethernet .Сетевая технология — это согласованный набор стандартных протоколов и реа­лизующих их программно-аппаратных средств, достаточных для построения вычислительной сети.

Иногда сетевые технологии называют базовыми технологиями, на их основе строится базис любой сети. Примерами базовых сетевых тех­нологий могут служить Ethernet, Token Ring и FDDI, Х.25 и frame relay. Стандарт Ethernet был принят в 1980 году. Число сетей - 5 миллионов, а количество компьютеров— 50 миллионов.Основной принцип, положенный в основу Ethernet, — случайный метод досту­па к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может использо­ваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая дара, оптоволокно или радиоволны. В стандарте Ethernet строго зафиксирована топология электрических связей. Компьютеры подключаются к разделяемой среде в соответствии с типовой структурой «общая шина». Передача данных происходит со скоростью 10 Мбит/с(эта величина явля­ется пропускной способностью сети Ethernet).Суть случайного метода доступа состоит в следующем. Компьютер в сети Ethernet может передавать данные по сети, только если сеть свободна. Поэтому важной час­тью технологии Ethernet является процедура определения доступности среды.После того как компьютер убедился, что сеть свободна, он начинает передачу, при этом «захватывает» среду.Время монопольного использования разделяемой среды одним узлом ограничивается временем передачи одного кадра. Кадр — это единица данных, которыми обмениваются компьютеры в сети Ethernet. Сеть Ethernet устроена так, что при попадании кадра в разделяемую среду пе­редачи данных все сетевые адаптеры одновременно начинают принимать этот кадр. Все они анализируют адрес назначения, располагающийся в одном из начальных полей кадра, и, если этот адрес совпадает с их собственным адресом, кадр помеща­ется во внутренний буфер сетевого адаптера. Таким образом, компьютер-адресат получает предназначенные ему данные.Иногда может возникать ситуация, когда одновременно два или более компью­тера решают, что сеть свободна, и начинают передавать информацию. Такая ситу­ация, называемая коллизией. В стандарте Ethernet предусмотрен алгоритм обнаружения и корректной обработ­ки коллизий. После обнаружения коллизии сетевые адаптеры, которые пытались передать свои кадры, прекращают передачу и после паузы пытают­ся снова получить доступ к среде и передать тот кадр, который вызвал коллизию. Достоинства 1)экономичность и простота(кабель, адаптер);2) исп-ся топология шина ведет к упрощению сетевого адаптера;3) сетевые адаптеры просты; 4)легкая расширяемость сети

6 Модель OSI

В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации разработали модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем или моделью OSI. Модель OSI определя­ет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указы­вает, к/ие ф-ции должен выполнять каждый уровень. В модели OSI выделяют семь уровней:Прикладной Представительный Сеансовы Транспортный Сетевой Канальный Физический.В модели OSI различаются два основных типа протоколов.В протоколах с установлением соеденения и протоколы без предварительного установления со­единения. Такие протоколы называются также дейтаграммными про­токолами.

Физический уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред(передача данных, полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление ). Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключен­ных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровнявыполняютсясетевым адаптером или последовательным портом.

Канальный уровень.Одна из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канальногоуровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок.Дляэтого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами. Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму. Когда кадр приходит по сети, получатель вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпада­ют, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка. Канальный уровеньможет не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров. Канальный уровень представляет собой весьма мощный и законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети.

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей. Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией. Образуется составная сеть. Сети соединяются между собой спец. устройствами, называемыми маршрутизаторами(это устройство, к/ое собирает инфор­мацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения). Транспортный уровеньобеспечвает передачу данных с требуемой степенью надежности. В модели OSI опред.5 классов транспортного сервиса (0-4).Каждый класс соотв. параметрам определяющим срочность, возможность восстановления прерванной связи, наличие ср-в мультипликсирования, возможность к обнаружению и восстановлению ошибок. Все параметры опред. надежность передачи.

Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации.

Представительный уровеньобеспечивает представление инф-ии по сети не меняя ее содержания. Вып-ся шифрование или дешифрация.

Прикладной уровеньэто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают до­ступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, организуют свою совместную работу.

Модель OSI представляет хотя и очень важную, но только одну из многих мо­делей коммуникаций. Эти модели и связанные с ними стеки протоколов могут отличаться количеством уровней, их функциями, форматами сообщений, службами, поддерживаемыми на верхних уровнях, и прочими параметрами.

Стек протоколов OSI

Стек протоколов OSI полностью соответствует модели OSI .Протоколы стека OSI неоднозначны, т.к. стек разрабатывался тогда когда многие стеки протоколов уже существовали. С другой стороны стек OSI поддерживается наиболее популярными протоколами.

Уровни стека

Сетевой ур-нь : в него включены редкие протоколы (connection ONP, CLNP). Названия говорят о том что первый ориентирован на соединение, 2-ой –нет . Есть и др. протоколы этого ур-ня пользующиеся большой популярностью

Транспортный ур-нь: в соответствии с функциями урня модели OSI пользователь задает нужное обслуживаний

Прикладной ур-нь:обеспечивает передачу файлов, почту, службу каталогов.Наиболее популярные протоколы стандарта Х.500-служба каталогов,Х-400-эл-ая почта, VTP-стандарт удаленного терминала,FTAM-протокол передачи доступа управления файлами, JTM – протокол пересылки

8 Стек IPX/SPX

Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, разработанным для сетевой операционной системы NetWare еще в начале 80-х годов. Протоколы сетевого и сеансового уровней Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX), которые дали название стеку, являются прямой адаптацией протоколов XNS фирмы Xerox, распространенных в гораздо меньшей степени, чем стек IPX/SPX. Популярность стека IPX/SPX непосредственно связана с операционной системой Novell NetWare, которая еще сохраняет мировое лидерство по числу установленных систем, хотя в последнее время ее популярность несколько снизилась и по темпам роста она отстает от Microsoft Windows NT.Многие особенности стека IPX/SPX обусловлены ориентацией ранних версий ОС NetWare (до версии 4.0) на работу в локальных сетях небольших размеров, состоящих из персональных компьютеров со скромными ресурсами. Понятно, что для таких компьютеров компании Novell нужны были протоколы, на реализацию которых требовалось бы минимальное количество оперативной памяти (ограниченной в IBM-совместимых компьютерах под управлением MS-DOS объемом 640 Кбайт) и которые бы быстро работали на процессорах небольшой вычислительной мощности. В результате протоколы стека IPX/SPX до недавнего времени хорошо работали в локальных сетях и не очень - в больших корпоративных сетях, так как они слишком перегружали медленные глобальные связи широковещательными пакетами, которые интенсивно используются несколькими протоколами этого стека (например, для установления связи между клиентами и серверами). Это обстоятельство, а также тот факт, что стек IPX/SPX является собственностью фирмы Novell и на его реализацию нужно получать лицензию (то есть открытые спецификации не поддерживались), долгое время ограничивали распространенность его только сетями NetWare. Однако с момента выпуска версии NetWare 4.0 Novell внесла и продолжает вносить в свои протоколы серьезные изменения, направленные на их адаптацию для работы в корпоративных сетях. Сейчас стек IPX/ SPX реализован не только в NetWare, но и в нескольких других популярных сетевых ОС, например SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

9 Стек NetBIOS/SMB

Этот стек широко используется в продуктах компаний IBM и Microsoft. На физическом и канальном уровнях этого стека используются все наиболее распространенные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и другие. На верхних уровнях работают протоколы NetBEUI и SMB.

Протокол NetBIOS (Network Basic Input/Output System) появился в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода/вывода (BIOS) IBM PC для сетевой программы PC Network фирмы IBM. В дальнейшем этот протокол был заменен так называемым протоколом расширенного пользовательского интерфейса NetBEUI - NetBIOS Extended User Interface. Для обеспечения совместимости приложений в качестве интерфейса к протоколу NetBEUI был сохранен интерфейс NetBIOS. Протокол NetBEUI разрабатывался как эффективный протокол, потребляющий немного ресурсов и предназначенный для сетей, насчитывающих не более 200 рабочих станций. Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспортному и сеансовому уровням модели OSI, однако с его помощью невозможна маршрутизация пакетов. Это ограничивает применение протокола NetBEUI локальными сетями, не разделенными на подсети, и делает невозможным его использование в составных сетях. Некоторые ограничения NetBEUI снимаются реализацией этого протокола NBF (NetBEUI Frame), которая включена в операционную систему Microsoft Windows NT.

Протокол SMB (Server Message Block) выполняет функции сеансового, представительного и прикладного уровней. На основе SMB реализуется файловая служба, а также службы печати и передачи сообщений между приложениями.

Стеки протоколов SNA фирмы IBM, DECnet корпорации Digital Equipment и AppleTalk/AFP фирмы Apple применяются в основном в операционных системах и сетевом оборудовании этих фирм.

На показано соответствие некоторых, наиболее популярных протоколов уровням модели OSI. Часто это соответствие весьма условно, так как модель OSI - это только руководство к действию, причем достаточно общее, а конкретные протоколы разрабатывались для решения специфических задач, причем многие из них появились до разработки модели OSI. В большинстве случаев разработчики стеков отдавали предпочтение скорости работы сети в ущерб модульности - ни один стек, кроме стека OSI, не разбит на семь уровней. Чаще всего в стеке явно выделяются 3-4 уровня: уровень сетевых адаптеров, в котором реализуются протоколы физического и канального уровней, сетевой уровень, транспортный уровень и уровень служб, вбирающий в себя функции сеансового, представительного и прикладного уровней.

10В настоящее время стек TCP/IP является самым популярным средством организа­ции составных сетей. В стеке TCP/IP определены 4 уровня(прикладной, основной, ур-нь межсетевого взаимодействия, ур-нь сетевых интерфейсов). Каждый из этих уровней несет на себе некоторую нагрузку по решению основной задачи — организации надежной и производительной работы составной сети, части которой построены на основе раз­ных сетевых технологий.

Уровень межсетевого взаимодействияСтержнем всей архитектуры является уровень межсетевого взаимодействия, который реализует концепцию передачи пакетов в режиме без установления соединений. Этот уровень обеспечивает возможность пере­мещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент являет­ся наиболее рациональным. Основным протоколом сетевого уровня в стеке является протокол IP (Internet Protocol). Этот протокол изначально проектировался как про­токол передачи пакетов в составных сетях. Протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией. К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации.

Основной уровеньТ.к. на сетевом уровне не устанавливаются соединения, то нет никаких га­рантий, что все пакеты будут доставлены в место назначения целыми или придут в том же порядке, в котором они были отправлены. Эту задачу решает основной уровень стека TCP/IP, называемый также транспортным.На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP и протокол дейтаграмм пользователя(UDP). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между уда­ленными прикладными процессами за счет образования логических соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом и вы­полняет только функции связующего звена между сетевым про­токолом и многочисленными службами прикладного уровня или пользовательскими процессами.

Прикладной уровень объединяет все службы, предоставляемые системой пользова­тельским приложениям. Он реализуется программными системами, базирующимися на протоколах нижних уровней. Этот уровень постоянно расширяется за счет присоединения к старым

Уровень сетевых интерфейсовПротоколы этого уровня должны обеспечивать ин­теграцию в составную сеть других сетей: сеть TCP/IP должна иметь средства включения в себя любой другой сети. Этот уровень нельзя определить раз и навсегда. Для каждой технологии, включае­мой в составную сеть подсети, должны быть разработаны собственные интерфейс­ные средства. Уровень сетевых интерфейсов в протоколах TCP/IP поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, для глобальных сетей — протоколы соединений «точка-точка» SLIP и РРР, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов Х.25, frame relay.

Соответствие уровней стека TCP/IP семиуровневой модели ISO/OSI)

Рассматривая многоуровневую архитектуру TCP/IP, можно выделить в ней, подобно архитектуре OSI, уровни, функции которых зависят от конкретной технической реализации сети, и уровни, функции которых ориентированы на работу с приложениями

11 В соответствии со стандартами IEEE 802 канальный уровень в локальных сетях состоит из двух подуровней - LLC и МАС.

LLC- уровень управления логическим каналом

Протокол LLC обеспечивает для технологий локальных сетей нужное качество услуг транспортной службы, передавая свои кадры. Он занимает уровень между сетевыми протоколами и протоколами уровня MAC. В основу протокола LLC положен протокол HDLC, являющийся стандартом ISO.

Три типа процедур уровня LLC : процедура без установления соединения и без подтверждения;

процедура с установлением соединения и подтверждением; процедура без установления соединения, но с подтверждением.

Протокол LLC обеспечивает для технологий локальных сетей нужное качество транспортной службы, передавая свои кадры либо дейтаграммным способом, либо с помощью процедур с установлением соединения и восстановлением кадров. Логический канал протокола LLC2 является дуплексным, так что данные могут передаваться в обоих направлениях.

Подуровень МАС выполняет следующие функции:

Поддерживает сервисы для подуровня LLC; Формирует кадр определенного формата; Управляет процедурой передачи токена; Адресует станции в сети; Копирует кадры, предназначенные для данной станции; Генерирует контрольную последовательность кадра и проверяет ее у всех кадров, циркулирующих по кольцу; Удаляет из кольца все кадры, которые сгенерировала данная станция; Управляет таймерами; ведет ряд счетчиков событий, что помогает обнаружить и локализовать неисправности и т.д.;

В каждом блоке МАС параллельно работают два процесса: процесс передачи символов и процесс приема символов. За счет этого МАС может одновременно передавать символы одного кадра и принимать символы другого кадра.

Операции МАС-уровня. С помощью операций МАС-уровня станции получают доступ к кольцу и передают свои кадры данных. Цикл передачи кадра от одной станции к другой состоит из нескольких этапов: захвата токена станцией, которой необходимо передать кадр, передачей одного или нескольких кадров данных, освобождением токена передающей станцией, ретрансляцией кадра промежуточными станциями, распознаванием и копированием кадра станцией-получателем и удалением кадра из сети станцией-отправителем.

12Классический Ethernet устраивал большинство пользователей на протяжении около 15 лет. Однако в начале 90-х г. начала ощущаться его недо­статочная пропускная способность. Многие сегменты Ethernet стали перегруженными, частота возникновения коллизий воз­росла.

Назрела необходимость в разработке «нового» Ethernet, т. е. технологии, к/ая была бы эффективной по соотношению цена/качество при про­изводительности 100 Мбит/с, В 1992 году группа производителей сетевого оборудования, образовали неком­мерческое объединение Fast Ethernet Alliance для разработки стандарта новой технологии, которая должна была в максимально возможной степени сохранить особенности технологии Ethernet. Особенно если учесть высокие затраты на поиск и устранение неисправностей в круп­ной кабельной коаксиальной системе. Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне . Более сложная структура физического уровня технологии Fast Ethernet вызвана тем, что в ней используются три варианта кабельных систем: волоконно-оптический многомодовый кабель;

витая пара категории 5; витая пара категории 3.

Коаксиальный кабель в число разрешенных сред передачи данных новой технологии Fast Ethernet не попал. Т.к. на небольших расстояниях витая пара позволяет передавать данные с той же скоростью, что и коаксиальный кабель, но сеть получается более дешевой и удобной в эксплуатации. Отказ от коаксиального кабеля привел к тому, что сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах.

Официальный стандарт 802.3и установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия :

100Base-TX ;100Base-T4 ;100Base-FX

Правила построения сегментов Fast Ethernet при использовании повторителей

Технология Fast Ethernet, как и все некоаксиальные варианты Ethernet, рассчитана на использование концентраторов-повторителей для образования связей в сети. Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:

ограничения на максимальные длины сегментов;

ограничения на максимальный диаметр сети;

ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители.

13 Технология 1OOVG-AnyLAN отличается от классического Ethernet в значительно большей степени, чем Fast Ethernet. Отличия

1 Используется другой метод доступа. Кроме того, этот метод поддерживает приоритетный доступ для синхронных приложений.

2 Кадры передаются не всем станциям сети, а только станции назначения.

3 В сети есть выделенный арбитр доступа — концентратор.

4 Поддерживаются кадры двух технологий — Ethernet и Token Ring (именно это обстоятельство дало добавку AnyLAN в названии технологии).

5 Данные передаются одновременно по 4 парам кабеля UTP категории 3. По каж­дой паре данные передаются со скоростью 25 Мбит/с, что в сумме дает 100 Мбит/с. В отличие от Fast Ethernet в сетях 100VG-AnyLAN нет коллизий, поэтому удалось использовать для передачи все четыре пары стандартного ка­беля категории 3. Для кодирования данных применяется код 5В/6В.

Сеть состоит из центрального концентратора, называемого также корневым, и соединен­ных с ним конечных узлов и других концентраторов. Каждый концентратор и сетевой адап­тер lOOVG-AnyLAN должен быть настроен либо на работу с кадрами Ethernet, либо с кадрами Token Ring, причем одновременно циркуляция обоих типов кадров не допускается. Концентратор циклически выполняет опрос портов. Станция, желающая передать пакет, посылает специальный низкочастотный сигнал концентратору. В сети lOOVG-AnyLAN используются два уровня приоритетов — низкий и высокий. Низкий уровень приоритета соответ­ствует обычным данным (файловая служба, служба печати и т. п.), а высокий при­оритет соответствует данным, чувствительным к временным задержкам (например, мультимедиа). Если сеть свободна, то концентратор разрешает передачу пакета. Если сеть занята, концентратор ставит полученный запрос в очередь, которая обрабатывается в соответствии с порядком поступления запросов и с учетом приоритетов. Если к порту подключен другой концентратор, то опрос при­останавливается до завершения опроса концентратором нижнего уровня.

Важная особенность технологии lOOVG-AnyLAN — сохранение форматов кад­ров Ethernet и Token Ring. Для поддержки очень требовательных к скорости передачи данных прило­жений имеется технология Gigabit Ethernet, которая, сохраняя преемственность с Ethernet и Fast Ethernet, обеспечивает скорость передачи данных 1000 Мбит/с.

Основная идея разработчиков Стандарта Gigabit Ethernet состояла в максимальном сохранении идей классической технологии Ethernet при достижении битовой скорости в 1000 Мбит/с.

Стандарт Gigabit Ethernet на уровне протокола не поддерживает:

-качество обслуживания;

-избыточные связи;

-тестирование работоспособности узлов и оборудования.

Всеми этими св-ми в локальных сетях сегодня обладают коммутаторы. Поэтому разработчики технологии решили, что базовый протокол просто должен быстро передавать данные, а более сложные должны быть переданы протоколам верхних уровней, которые работают в коммутаторах.

14Технология Token Ring (802.5)

Разделенная среда состоит из отрезков кабеля, к/ым соеденяются все станции в кольцо. Отличие от Ethernet: разделение среды происходит в опр. порядке. По сети передается спец. электрический сигнал (кадр). Технология Token Ring была разработана компанией IBM в 1984 году. Компания IBM использует технологию Token Ring в качестве своей основной сетевой технологии для построения локальных сетей на основе компьютеров различных классов — мэйнфреймов, мини-компьюте­ров и персональных компьютеров. Сме­шение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается. В технологии T.R. посланный кадр возвращается отправителю =>имеется шанс проверить качество передачи. Процесс передачи маркера нач. с включ. одной машины ,к/ая наз. активным манитором . Если в сети несколько машин , то активный манитор- станция с максимальным МАС-@. Активный монитор каждые 3 сек. генерирует кадр спец. назначения .Если кадр не генерируется более 7 сек., то в сети происходит повторный выбор активного монитора. Получив маркер, станция анализирует его и обеспечивает его продвижение к следующей станции. Станция, которая имеет данные для передачи, при получении маркера изымает его из кольца, что дает ей право доступа к физической среде и передачи своих данных. Переданные данные проходят по кольцу всегда в одном направлении от одной станции к другой. Кадр снабжен

@ назначения и @ источника. Если кадр проходит через станцию назначения, то, распознав свой адрес, эта станция копиру­ет кадр в свой внутренний буфер и вставляет в кадр признак подтверждения при­ема. Станция, выдавшая кадр данных в кольцо, при обратном его получении с подтверждением приема изымает этот кадр из кольца и передает в сеть новый маркер. Такой алгоритм доступа применяется в сетях Token Ring со скоростью работы 4 Мбит/с, Время владения разделяемой средой в сети Token Ring ограничивается време­нем удержания маркера, Обычно время удержания марке­ра по умолчанию равно 10 мс. Для сетей 4 Мбит/с размер кадра обычно равен 4 Кбайт, а для сетей 16 Мбит/с — 16 Кбайт. В сетях T. R. 16 Мбит/с используется алгоритм раннего освобождения маркера. В соответствии с ним станция передает маркер доступа следующей станции сразу же после окончания передачи последнего бита кадра, не дожидаясь возвращения по кольцу этого кадра с битом подтверждения приема. В этом случае пропускная способность кольца используется более эффективно, так как по коль­цу одновременно продвигаются кадры нескольких станций.

Физический уровень технологии Token Ring

IBM строила сети T.R. на основе концентраторов MAU или MSAU.Концентратор T. R может быть активным(имеет автономное питание) или пассивным(просто соединяет порты внутренними связями так, чтобы станции, образовали кольцо). Основное отлич. концентратора состоит в том что концентратор типа MSAU обеспеч. обход тех портов к к/ым подключ. неактивные комп. Т.к. активный концентратор восстанавливает сигнал.В случае наличия пассивного концентратора роль усилителя играет сетевой адаптер до к/го дошел сигнал. При большом кол-ве передающих станций присутствует ф-ция ресинхронизации. T.R. строится на основе топологии звезда- кольцо,т.е. узлы подключ. к концентратору звездой, а сами концентр. др. к др. через спец. порты. Назначение портов образование магистрального физич. кольца. Все станции в кольце должны работать на одной скорости — либо 4 Мбит/с, либо 16 Мбит/с. Максимальная длина кольца Token Ring составляет 4000 м. Существует большое количество аппаратуры для сетей Token Ring, которая улуч­шает некоторые стандартные характеристики этих сетей: максимальную длину сети, расстояние между концентраторами, надежность (путем использования двойных колец). Недавно компания IBM предложила новый вариант технологии Token Ring, названный High-Speed Token Ring, HSTR. Эта технология поддерживает битовые скорости в 100 и 155 Мбит/с, сохраняя основные особенности технологии Token Ring 16 Мбит/с.

15 Технология FDDI—это первая технология лок. сетей, в к/ой сре­дой передачи данных является волоконно-оптический кабель. Работы начались в 80-е годы Основные характеристики технологии

Технология FD0DI во многом основывается на технологии TokenRing, развивая и совершенствуя ее основные идеи.

Цели FDDI:1повысить скорость передачи данных до 100 Мбит/с;2повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановле­ния ее после отказов различного рода — поврежде-ния кабеля, некорректной работы узла, концентратора, возникновения высокого уровня помех на линии и т. п.;3максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети как для асинхронного, так и для синхронного (чувствительного к задержкам) трафиков.

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основнойи резервныйпути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец — это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности, должны быть подключены к обоим кольцам. В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участ­ки кабеля только первичного кольца, этот режим назван режимом «сквозным» или «транзитным». Вторичное кольцо в этом режиме не используется.

В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные первичное кольцо объединяется со вторичным, вновь образуя единое кольцо. Этот режим работы сети называется «свертывание» или «сворачивание» колец. Для упрощения этой процедуры данные по первичному кольцу всегда передаются в одном направлении, а по вторичному — в обратном. Поэтому при образовании общего кольца из двух колец передат­чики станций остаются подключенными к приемникам соседних стан­ций, что позволяет правильно передавать и принимать информацию соседними станциями. Отказоустойчивость технологии FDDI

Для обеспечения отказоустойчивости в стандарте FDDI предусмотрено создание двух оптоволоконных колец — первичного и вторичного и два вида подсоединения станций к сети. Одновременное подключение к первичному и вторичному кольцам называется двойным подключением. Подключение только к первичному кольцу называется одиноч­ным подключением В стандарте FDDI предусмотрено наличие в сети конечных узлов — станций, а также концентраторов. Для станций и концентраторов допустим любой вид подключения к сети — как одиночный, так и двойной. Обычно концентраторы имеют двойное подключение, а станции — одинарное. В случае однократного обрыва кабеля между устройствами с двойным подклю­чением сеть FDDI сможет продолжить нормальную работу за счет автоматической реконфигурации внутренних путей передачи кадров между портами концентрато­ра .Двукратный обрыв кабеля приведет к образованию двух изолиро­ванных сетей FDDI. При обрыве кабеля, идущего к станции с одиночным подключением, она становится отрезанной от сети, а кольцо продолжает работать Физический уровень разделен на два подуровня: независимый от среды и зависящий от среды

16В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные (аппаратные), IP-адреса и символьные доменные имена.

В терминологии TCP/IP под локальным адресом понимается тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети. В разных подсе­тях допустимы разные сетевые технологии, разные стеки протоколов.Технологии(Ethernet,FDDI,T.R.)идентифиц. интерфейсы по МАС-адр. В др.технологиях исп. св. схемы адресации узлов.Сложность возникает при объденении сетей разных технологий. Такой @ становиться составным компанентам соотв. Технологии. Компьютер в локальной сети может иметь несколько локальных адресов даже при одном сетевом адаптере. Некоторые сетевые устрой­ства не имеют локальных адресов. Напр, к таким устройствам относятся глобальные порты маршрутизаторов, предназначенные для соединений типа «точ­ка-точка».

IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произволь­но, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet. Но­мер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Символьные доменные имена. Символьные имена в IP-сетях называются доменны­ми и строятся по иерархическому признаку. Составляющие полного символьного имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: снача­ла простое имя конечного узла, затем имя группы узлов, затем имя более крупной группы и так до имени домена самого высокого уровня RU — Россия,. Примеров домен­ного имени может служить имя base2.sales.zil.ru. Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети одно­значно определялся как по доменному имени, так и по IP-адресу. В сетях TCP/IP используется специальная распределенная служба DNS, ко­торая устанавливает это соответствие на основании таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именами.

IP-адреса.

ФОРМАТ.

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, пред­ставляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками, например, 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса.Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая — к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.

Классы IP-адресов

-Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 2^{24 .-}Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 2^16.-Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла — 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 2⁸.

-Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом клас­са D обозначает особый, групповой адрес — multicast.

-Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е.

Особые IP-адреса

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов.• Если весь IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет; этот режим используется только в некоторых сообщениях ICMP.• Если в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет.• Если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назна­чения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. • Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети.-Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Он использу­ется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной машины.--Групповые адреса .

Использование масок в IP-адресации

Традиционная схема деления IP-адреса на номер сети и номер узла основана на понятии класса, который определяется значениями нескольких первых бит адреса. Именно потому, что первый байт адреса 185.23.44.206 попадает в диапазон 128-191, мы можем сказать, что этот адрес относится к классу В, а значит, номером сети являются первые два байта, дополненные двумя нулевыми байтами — 185.23.0.0, а номером узла — 0.0.44.206.Маска — это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпрети­роваться как номер сети. Поскольку номер сети является цельной частью адреса, единицы в маске также должны представлять непрерывную последовательность. Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:• класс А - (255.0.0.0);•класс В- (255.255.0.0); класс С- (255.255.255.0).