Сети. Лекции (несколько раз прочитать, если есть время), а потом уже ищите ответы на эти вопросы!!!
 Скачать 7.43 Mb.
|
|
Разница между мостом и коммутатором состоит в том, что, при передаче информации нескольким адресатам одновременно, мост передаст кадр сначала на один порт, затем на другой и так далее (мост содержит один процессор), а коммутатор одновременно передаст данные на все порты, к которым подключены адресаты (на каждом порту – свой процессор). Другими словами, мост передает кадры последовательно (несколько тыс. кадров/с), а коммутатор параллельно (несколько млн. кадров/с). Основные функции: 1) делят общую среду передачи данных на логические сегменты, которые образуются путем объединения нескольких физических сегментов; 2) обеспечение связи локальных сетей с глобальными; Существуют следующие группы мостов/коммутаторов: 1) автономные коммутаторы с фиксированным количеством портов; 2) модульные коммутаторы на основе шасси; 3) коммутаторы с фиксированным количеством портов, собираемые в стек и объединяемые с помощью высокоскоростных каналов (при этом используется функция – агрегирования каналов, то есть когда существует несколько параллельных связей между коммутаторами, интерфейс MDI, стоки 19 дюймов) 26. Назовите основные недостатки мостов/коммутаторов. Мосты/коммутаторы имеет следующие основные недостатки: 1)не поддерживают резервные связи (отсутствие петель в сети); 2) не защищают от широковещательных штормов - при одновременной передаче пакетов информации нескольким пользователям (при наличии в сети петель) эти пакеты множатся на каждом порту моста/коммутатора, засоряя тем самым сеть. Не основные недостатки: 3) в мостах/коммутаторах сложно решается задача управления трафиком: здесь могут быть использованы только пользовательские фильтры настраиваемые администратором; 4) имеют одноуровневую адресацию на основе MAC-адресов жестко связанных с сетевым адаптером; 5) трансляция протоколов поддерживается не всеми мостами/коммутаторами, поэтому поля кадров передаваемых данных должны совпадать в соединяемых сегментах; 6) низкая безопасность, так как кадры с неправильным адресом назначения мосты/коммутаторы передают на все направления. Для устранения перечисленных недостатков в сетях применяются маршрутизаторы. 26. Назовите основные функции маршрутизатора (routerа)? Какие существуют группы концентраторов? Маршрутизатор выполняет следующие основные функции: просмотр таблицы маршрутизации; формирование нового МАС – адреса; уменьшение поля TTL (Time to Live – время жизни пакета), тои есть уменьшение времени жизни пакета. Существуют следующие группы маршрутизаторов: 1) магистральные – применяют для центральной сети корпорации, обладают высокой пропускной способностью (несколько минимальных пакетов в секунду), обладают высокой скоростью, имеют большое количество локальных и глобальных интерфейсов, до 12-14 аппаратных и программных модулей, систему терморегуляции и др.; 2) маршрутизаторы региональных отделений (для объединения регионального отделения с центральной сетью или объединения нескольких локальных сетей, скорость ниже, от 4 до 5 дополнительных модулей, несколько локальных и глобальных интерфейсов); 3) маршрутизаторы удаленных офисов (объединяют 1 ли 2-е локальные сети удаленного офиса с центральной сетью или сетью регионального отделения по глобальной связи +возможна резервная телефонная линия и несколько интерфейсов локальных сетей); 4) маршрутизаторы локальных сетей (коммутаторы 3-го уровня) – используются для разделения крупных локальных сетей на подсети, все порты высокоскоростные 1000Мбит/с, 100Мбит/с, это наиболее высокопроизводительные устройства за счёт перенесения операций маршрутизации на аппаратное обеспечение портов БИС/ASIC. Существуют следующие группы концентраторов: 1) концентраторы с фиксированным количеством портов (это устройство в одном корпусе, которое содержит от 4 до 24 портов); 2) модульные концентраторы (состоят из отдельных модулей, устанавливаемых на одном шасси и модуль управления для программирования, систему термовентиляции и дополнительный источник питания); 3) стековые концентраторы (это несколько концентраторов, чаще всего до 8 штук, устанавливаемые друг на друга и объединенные в один повторитель с помощью специальных портов и кабелей); 4) Модульно-стековые концентраторы (объединяют функции модульных и стековых концентраторов) Также можно выделить отдельную группу концентраторов: многосегментные концентраторы, которые содержат несколько несвязанных друг с другом шин, для создания различных логических сегментов сети. Для связи этих логических сегментов ставят мосты или коммутаторы. Коммутаторы 3-го уровня: классический (захватывает все кадры своими портами независимо от их МАС-адресов, а затем решает коммутировать кадр или маршрутизировать. Если МАС-адрес назначения отличается от МАС-адреса порта коммутатора, то кадр коммутируется, то есть предается в нужном направлении в пределах этой сети. Если МАС-адрес назначения совпадает с МАС-адресом порта коммутатора, то кадр маршрутизируется, то есть предается с выбором маршрута в другую подсеть); коммутаторы, которые ускоряют процесс маршрутизации за счет выявления устойчивых потоков информации в сети. 26. Что такое одношаговая и многошаговая маршрутизация? Решение о выборе того или иного маршрута принимается только до ближайшего маршрутизатора, так как каждый маршрутизатор сам выбирает путь – одношаговая маршрутизация. Существует класс мостов/коммутаторов, которые передают кадры информации между сегментами, то есть между своими портами, на основе полной информации о межсегментном маршруте, содержащемся в кадре. Эту информацию в кадр записывает станция-источник с помощью своего сетевого адаптера, который реализует алгоритм маршрутизации от источника или многошаговая маршрутизация (как таковой маршрутизации нет, так как выбора оптимального маршрута передачи данных нет, передача всегда происходит только по одному маршруту). В этом случае сетевой адаптер должен обладать дополнительными функциями по изучению сети. Речь не идет о маршрутизации, путь – последовательность сегментов через которые пойдет информация. Такие мосты/коммутаторы используются для соединения колец Token Ring. 27. Назовите типы процедур уровня LLC. Где они применяются? В соответствии с IEEE 802.2. уровень LLC пркдоставляет верхним уровням 3 цуровня процедур: 1) процедура LLC1 – сервис без установления соединения и без подтверждения 2) процедура LLC2 – сервис с установлением соединения и подтверждением 3) процедура LLC3 – сервис без установления соединения, но с подтверждением LLC1: предоставляет средства передачи с минимумом издержек. Используется, например в FDDI LLC2: предоставляет пользователю возможность установить соединение перед началом передачи любого блока данных и если это требуется, выполнить процедуру восстановления после ошибок и упорядочивание потока этих блоков в рамках установленного соединения. Есть временные издержки на установление соединения, Исправление ошибок на канальном уровне (несколько милисекунд). Используется в семействе протоколов HDLC – например, LAP-B, LAP-D, LAP-M – протоколы глобальных сетей. Данный тип процедуры приводит к избыточности при использовании в локальных сетях, но все иногда используются в TokenRing, или при взаимодействии IBM-компьютеров с Mainframe LLC3: в с-ах реального времени, где необходимо быстро, но надо подтвердить. В ЛВС чаще всего используется LLC1, так как низкая вероятность ошибок. 27. Какие существуют типы кадров уровня LLC? Для чего они служат? Кадры уровня по стандарту IEEE 802.2 подразделяются на 3-и типа: 1) информационные кадры 2) управляющие 3) ненумерованные Информационные – предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения и должны обязательно содержать поле данных. В процессе передачи информационных блоков осуществляется их нумерация в режиме «скользящего окна»,т.е. с изменяющимся количеством блоков, передаваемых за один раз (LLC2). Управляющие – предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков и подтверждений о приеме (LLC2). Ненумерованные – предназначены для передачи ненкмерованным команд и ответов, для передачи информации; идентификации и итестирования LLC уровня в процедурах без установления логического соединения; в процедурах с установлением логического соединения для установления и разъединения соединения, а также для информирования об ошибках, возникающих при этом. 27. Какие поля имеет кадр уровня LLC? Флаг (01111110) Адрес точки входа сервиса назначения DSAP Адрес точки входа сервиса источника SSAP Управляющее поле Control Данные Флаг (01111110)  Уровень LLC добавляет к данным заголовок величиной 3 байта. Кадры LLC обрамляются двумя однобайтными флагами, которые используются только на уровне МАС для определения границ блока. Формат кадров LLC, за исключением поля SSAP соответствует формату кадра HDLC и LAP-B, используемые в глобальных ВС. Поле данных предназначено для передачи по сети пакетов данных от протоколов верхних уровней (IP, IPX и т.д.). Поле может отсутствовать в управляющих и некоторых ненумерованных кадрах. Поле управления (Control) используется для обозначения типа кадра, в этом поле указываются порядковые номера отправленных и успешно принятых кадров (в процедуре LLC2). DSAP – адрес точки входа сервиса назначения – Destination Service Access Point. SSAP – адрес точки входа сервиса источника – Source Service Access Point. Эти поля (DSAP, SSAP) служат для указания сервиса, протокола верхнего уровня, пересылающего данные с помощью этого кадра. ПО узла–приемника при получении кадров канального уровня необходимо распознать какой протокол вложил свой пакет в поле данных поступившего кадра для того, чтобы передать извлеченный из кадра пакет нужному протоколу дляпоследующей обработки. 27. Назовите поля заголовков МАС-подуровня. Стандарт 802.3 определяет 8 полей заголовков МАС-подуровня: 1) Поле преамбулы – состоит из 7-ми байт синхронизирующих данных (каждый байт имеет значение 10101010). Преамбула генерируется микросхемой сетевого адаптера и служит для того, чтобы дать время схемам трансиверов прийти в устойчивый синхронизм с принимаемым сигналом. 2) Начальный ограничитель (1 байт) – имеет значение 10101011, является указанием на предстоящий прием кадра. 3) Адрес назначения – МАС-адрес станции приемника (2 или 6 байт в зависимости от длины сети). Первый бит указывает на то, что является ли адрес индивидуальным или групповым: если «0» – адрес указывает на определенную станцию; «1» – адрес нескольких (возможно всех) станций сети. При широковещательной передаче все биты поля адреса устанавливаются в «1». 4) Адрес источника – МАС-адрес станции источника, а именно сетевого адаптера. Длина 2 или 6 байт. Первый бит всегда имеет значение «0». 5) Поле длина (2 байта) – определяет длину поля данных в кадре. 6) Поле данных – может содержать от 0 до 1500 байт. Однако если длинна поля меньше 46 байт, то используется поле заполнения. 7) Поле заполнения – состоит из такого количества байт заполнителей, которые обеспечивают минимальную длину поля данных 46 байт. Это обеспечивает корректное обнаружение коллизий. Если длина поля данных больше 46 байт, то поле заполнения в кадре не появляется. 8) Поле контрольной суммы (4 байта) – содержит значение, вычисляемое источником по алгоритму CRC-32 (циклическое сложение по модулю 32). Таким образом заголовок 802.3 LLC является результатом объединения полей заголовков стандарта 802.3 на МАС-подуровне и 802.2 на LLC-подуровне. 27. В чем отличие кадров 802.3/LLC и Raw 802.3?  Raw 802.3 не использует заголовки подуровня LLC, а 802.3/LLC использует. Поле данные – у Raw 802.3 46-1500 байт, а 802.3/LLC – 46-1497 байт (3 байта заняты на заголовки LLC подуровня). Больше отличий нет. 27. В чем отличие кадров Novell 802.3 и Novell 802.2? Кадр 802.3/LLC – это кадр Novell 802.2, а кадр Raw 802.3 – это кадр Novell 802.3 Raw 802.3 не использует заголовки подуровня LLC, а 802.3/LLC использует. Поле данные – у Raw 802.3 46-1500 байт, а 802.3/LLC – 46-1497 байт + 3 байта заняты на заголовки LLC подуровня. Больше отличий нет. 27. В чем отличие кадров Ethernet DIX и Ethernet SNAP? Кадр Ethernet DIX – это кадр Ethernet II У кадра Ethernet DIX (кадра Ethernet II) на месте поля длины определено поле типа протокола (поле Type), он не использует заголовки подуровня LLC, у него отсутствует поле идентификатор организации, а у кадра Ethernet SNAP все эти поля есть, включая их одинаковые поля. Поле данные – у Ethernet DIX 46-1500 байт, а Ethernet SNAP – 46-1492 байт + 3 байта заняты на заголовки LLC подуровня и 5 байтов на поля: поле идентификатор организации и поле Type. 27. В чем отличие кадров 802.3/LLC и Ethernet II? Кадр Ethernet DIX – это кадр Ethernet II У кадра Ethernet II (кадра Ethernet DIX) на месте поля длинны определено поле типа протокола (поле Type), он не использует заголовки подуровня LLC, а у кадра 802.3/LLC все эти поля есть, включая их одинаковые поля. Поле данные – у Ethernet II 46-1500 байт, а у 802.3/LLC – 46-1497 байт + 3 байта заняты на заголовки LLC подуровня. 27. В чем отличие кадров 802.3/LLC и Ethernet SNAP? Отличие в том, что кадр Ethernet SNAP содержит дополнительные поля: поле идентификатор организации и поле Type, а у кадра 802.3/LLC этих полей нет. Поле данные –Ethernet SNAP – 46-1492 байт + 3 байта заняты на заголовки LLC подуровня и 5 байтов на поля: поле идентификатор организации и поле Type, а у 802.3/LLC – 46-1497 байт + 3 байта заняты на заголовки LLC подуровня. 27. Какие поля имеет кадр Ethernet SNAP? поле преамбулы, адрес получателя, адрес отправителя, поле длинны, поле данных, поле контрольной суммы, DSAP и SSAP, Control, идентификатора организации 27. Какие существуют типы кадров Token-Ring? Существует 3-и различных формата кадров (Token-Ring в сетях с топологиями: звезда и кольцо ): маркер; кадр данных; прерывающаяся последовательность Стандарт Token Ring определяет 6 типов управляющих кадров МАСуровня. Назначение этих шести типов кадров следующее. • Чтобы удостовериться, что ее адрес уникальный, станция посылает кадр «Тест дублирования адреса», когда впервые присоединяется к кольцу. • Чтобы сообщить другим станциям, что он еще жив, активный монитор запускает кадр «Активный монитор существует» каждые 3 с. • Кадр «Существует резервный монитор» отправляется любой станцией, не являющейся активным монитором. • Резервный монитор отправляет «Маркеры заявки», когда подозревает (через 7 с), что активный монитор отказал. Резервные мониторы затем договариваются между собой, какой из них станет новым активным монитором. • Станция отправляет кадр «Сигнал» в случае возникновения серьезных сетевых проблем, таких как оборванный кабель или при обнаружении станции, передающей кадры без ожидания маркера. Определяя, какая станция отправляет кадр сигнала, диагностирующая программа может локализовать проблему. • Кадр «Очистка» отправляется после инициализации кольца и заявки нового активного монитора о себе. 28. Что такое сетевая технология? Сетевая технология – согласованный набор стандартных аппаратно-программных средств, достаточных для построения вычислительной сети. 28. Какие характеристики имеют технологии локальных сетей? Характеристики LAN: 1. Метод доступа – определяет способ передачи данных; 2. Скорость передачи данных – основная характеристика; 3. Физическая среда передачи данных – каждая технология поддерживает различные среды; 4. Топология сети – принцип расположения узлов; 5. Формат кадров; 6. Способы логического и физического кодирования 28. Перечислите основные характеристики технологии Ethernet. Стандарт IEEE 802.3. Метод доступа: изначально – Алоха, теперь – множественный метод доступа с проверкой несущей и обнаружение столкновений Скорость: изначально – 1,2 Мбит/с, сейчас – 10 Мбит/с Среда передачи: тонкий и толстый кооксиал, витая экранированная и неэкранированная витая пары, оптоволокно Топология: общая шина, звезда Формат кадров 802.3 Метод физического кодирования: манчестерский код (единица – от низкого к высокому потенциалу, ноль – от высокого к низкому). 28. Какие существуют спецификации Ethernet? Какие физические среды они используют? 10Base–T: две неэкранированные витые пары категории 3 10Base–F (FOIRL, 10Base–FL, 10Base–FB): оптоволоконный кабель 10Base–2: тонкий коаксиальный кабель (d=0,25 дюйма) 10Base–5: толстый коаксиальный кабель (d=0,5 дюйма) 28. Назовите основные функции трансивера и терминатора. Трансивер означает приемопередатчик – часть сетевого адаптера, его оконечное устройство, выходящее на кабель (встроенный или внешний). Может быть многоканальным. Трансивер соединяется с сетевым адаптером интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface) длиной до 50 м, состоящим из 4 витых пар (адаптер должен иметь разъем AUI). Функции трансивера: 1. прием и передача данных с кабеля на кабель; 2. электрическая развязка между кабелем и остаточной частью адаптера; 3. защита кабеля от некорректной работы адаптера (контроль болтливости). Контроль болтливости: При возникновении неисправностей в адаптере может возникнуть ситуация, когда на кабель будет непрерывно выдаваться последовательность случайных сигналов. Так как кабель - это общая среда для всех станций, то работа сети будет заблокирована одним неисправным адаптером. Чтобы этого не случилось, на выходе передатчика ставится схема, которая проверяет время передачи кадра. Если максимально возможное время передачи пакета превышается (с некоторым запасом), то эта схема просто отсоединяет выход передатчика от кабеля. Максимальное время передачи кадра (вместе с преамбулой) равно 1221 мкс, а время abber-контроля устанавливается равным 4000 мкс (4 мс). Для устранения отраженных и стоячих волн около концов кабеля на кабель устанавливаются специальные заглушки (терминаторы). 28. Перечислите основные характеристики технологии Радио-Ethernet. Стандарт IEEE 802.11 стал базовым стандартом беспроводных локальных сетей (Wireless Local Area Network, WLAN). В нем предусмотрено два основных типа архитектуры сетей: Ad-hoc и Infrastructure Mode. Простейшим из них является вариант Ad-hoc, который называют также IBSS (Independent Basic Service Set), он же Peer-to-Peer («точка-точка»). В этом режиме связь устанавливается непосредственно между рабочими станциями пользователей по принципу «каждый с каждым», и создание какой-либо общей сетевой инфраструктуры не требуется. Но значительно большими возможностями обладают сети, работающие в режиме Infrastructure Mode. Их основу составляет сотовая архитектура, подобная той, что используется в мобильной связи. Такие сети могут состоять как из одной, так и из множества ячеек. Каждая отдельная сота беспроводной сети управляется своей базовой станцией, называемой точкой доступа (Access Point), которая взаимодействует с находящимися в пределах ее радиуса действия пользовательскими устройствами. В этом режиме устройства пользователей напрямую друг с другом не связываются, а действуют через точку доступа. Сами же точки доступа соединяются между собой либо с помощью кабельной сети, либо по специальным радиоканалам и могут иметь связь с другими сетями или выход в Интернет. Теоретически, к каждой точке доступа может быть подключено до 255 пользователей (это ограничение IP-протокола), однако на практике данное число оказывается существенно меньше, от 20 до 50 пользователей. Для совместной работы в сети большого количества пользовательских устройств без взаимных помех стандартом определен специальный механизм их перехода в режим передачи данных с предварительным уведомлением (метод доступа), получивший название Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) - множественный доступ с обнаружением несущей и предотвращением коллизий. Для повышения надежности передачи, а также для совместной работы в единой полосе частот устройств самого разного назначения с минимальными взаимными помехами в стандарте 802.11 предусмотрено использование радиоканалов с широкополосными сигналами, формируемыми по методу псевдослучайной скачкообразной перестройки рабочей частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) или прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS). В современной технологии FHSS данные посылаются короткими пакетами с переходом с одной частоты на другую в соответствии с заранее заданными правилами. При обмене информацией передатчики и приемники по заранее определенному алгоритму периодически (с интервалами в 20 - 400 мс) и синхронно переключаются на новый канал. Рабочий частотный диапазон для этого разделен на 79 каналов шириной 1 МГц каждый. Естественно, у разных пар - различные последовательности переключения частот (в общей сложности 22 варианта). Данный вариант имеет существенное ограничение по скорости (максимум 3 Мбит/с). В технологии DSSS каждый бит передаваемой информации шифруется по определенному алгоритму в последовательность из нескольких коротких импульсов («чипов» - chip), образующих так называемый микрокадр. При приеме последовательность элементов декодируется с возможностью восстановления искаженных кадров. Разные пары «приемник-передатчик» в системе используют разные алгоритмы кодировки-декодировки, что обеспечивает возможность их одновременной работы без заметных взаимных помех (чужие кодовые последовательности будут восприниматься приемником как небольшой случайный шум). В DSSS используется двоичная относительная фазовая модуляция DBPSK на скорости 1 Мбит/с с использованием 11-чиповой последовательности Баркера. Также базовой скоростью является 2 Мбит/с, в которой используется квадратурная фазовая модуляция DQSPK. Передаваемые данные согласно спецификации пакетирования разбиваются на пакеты с контрольной и адресной информацией длиной в 30 байт, блоком данных длиной до 2048 байт и 4-байтным CRC-блоком (контрольная сумма), что гарантирует обнаружение сбойных кадров при приеме. Стандарт рекомендует использовать пакеты длиной от 1500 до 2048 байт. Дальность связи между отдельными устройствами сетей стандарта 802.11 обычно не превышает 300 м, однако при использовании усилителей мощности в передатчиках и направленных антенн расстояние может составить от 40 до 80 км. Стандартом предусмотрен комплекс мер безопасности WEP – Wired Equivalent Privacy – используется шифрование по алгоритму RCA с 40- и 128-битовым ключом. При этом используется протокол аутентификации EAP – Etensible Authentication Protocol с использованием сервера аутентификации RADIUS (Remote Access Dial-In User Servise).
OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexion – ортогональное частотное мульплексирование, по котрому информация передается параллельно с помощью ряда независимых сигналов по нескольким высокоскоростным частотным каналам. В 2004 г создана технология MIMO определяющая скорость 100 Мбит/с, которая стала протоколом стандарта 802.11n. Частотный диапазон 2.4 – 2.4835 Гц – предназначен для безлицензионного использования в науке, промышленности и медицине – ISM. 28. В чем отличие маркерного метода доступа и алгоритма раннего освобождения маркера? При маркерном доступе (чаще всего это используется в сетях с топологией «кольцо» и «звезда») для начала передачи станция должна получить специальный кадр, названный маркером. После этого станция может начать передачу данных, если ей это требуется. После того как данные поступают на приёмную станцию, передающая станция (по возращению данных к ней) удаляет данные из сети и передаёт маркер далее следующей станции, давая тем самым разрешение на передачу следующей станции. Если станции не нужно передавать данные, она просто передаёт маркер дальше следующей станции. Так маркер последовательно проходит через все станции, подключенные к данной локальной сети, давая тем самым разрешение на доступ к сети. Существует также разновидность маркерного метода доступа – алгоритм раннего освобождения маркера. В отличие от маркерного метода здесь станция-источник не ждет возвращения данных по кольцу (или логическому кольцу), а сразу освобождает маркер (передает его следующей станции) после передачи последнего бита данных. После возвращения данных станция-источник удаляет их из кольца. 28. Перечислите основные характеристики технологий FastEthernet, GigabitEthernet. 1. Метод доступа: – FastEthernet (стандарт 802.3 u) – CSMA/CD; – GigabitEthernet (стандарт 802.3 z) – CSMA/CD; 2. Скорость передачи: – FastEthernet – 100 Мбит/с; – GigabitEthernet – 1000 Мбит/с; 3. Среда передачи (максимальное количество подключаемых рабочих станций): – FastEthernet – витая пара, оптоволокно; – GigabitEthernet – неэкранированная витая пара, твинаксиальный кабель; 4. Топология: – FastEthernet – «звезда»; – GigabitEthernet – «звезда»; 5. Метод кодирования: – FastEthernet – физическое NRZI, MLT-3, логическое кодирование 4B/5B, 8B/6T; – GigabitEthernet – логическое кодирование 8B/10B; 6. Формат кадра: – FastEthernet – 802.3, Raw 802.3, DIX, SNAP; – GigabitEthernet – 802.3, Raw 802.3, DIX, SNAP; |