Понятие о средах передачи данных. Ограниченные и неограниченные среды передачи данных
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
25. Протокол EIGRP. Алгоритм расчета метрики. Протокол EIGRP (усовершенствованный внутренний протокол маршрутизации шлюзов) является внутренним протоколом шлюзов и пригоден для использования в различных топологиях и средах. В хорошо спроектированной сети EIGRP хорошо масштабируется и позволяет обеспечить малое время конвергенции при минимальном сетевом трафике. Метрика и по количеству перенаправлений (hop максимум 224), и другим параметрам по алгоритму Деикстры. Минимальное значение полосы пропускания на полосы маршрутизации. Значение задержек. Наихудшая надежность. Наихудшая загрузка соединения на маршруте. Минимальное значение MTU (max transfer unit). В расчете метрики нету. Так же весовые коэффициенты: К1 = 1 по умолчанию К2 = 0 К3 = 1 К4 = 0 К5 = 0 Минимальная пропускная способность: ?????? = 10 7 В т 256 Линия задержки: ?????? = ∑ ?????? ?????? ?????? ??????=0 256 ?????? = ??????1 ∗ ?????? + ??????2 ∗ ?????? 256 − ?????? + ??????3 ∗ ?????? + ??????5 ?????? + ??????4 R – надежность; L – задержка Если коэффициент не меняется: ?????? = ??????1 ∗ ?????? + ??????3 ∗ ?????? 26. Протокол OSPF. Алгоритм расчета метрики. Протокол OSPF (Open Shortest Path First), описанный в стандарте RFC 2328 leavingcisco.com, — это внутренний шлюзовый протокол, используемый для распространения данных маршрутизации внутри одной автономной системы. В этом документе описана работа протокола OSPF и его использование для проектирования и построения современных крупных и сложных сетей. Алгоритм состояния канала Протокол OSPF использует алгоритм состояния канала для формирования и расчета кратчайшего пути ко всем известным местам назначения. Сам по себе алгоритм довольно сложен. Ниже следует общее, упрощенное описание различных операций, входящих в этот алгоритм: После инициализации или в результате изменения маршрутных данных маршрутизатор генерирует объявление о состоянии канала. Это объявление представит коллекцию состояний канала для этого маршрутизатора. Все маршрутизаторы обменяются данными о состоянии канала посредством лавинной рассылкой. Каждый маршрутизатор, получающий обновление состояния канала, должен сохранить копию этого обновления в своей базе данных состояний канала и затем распространить его по другим маршрутизаторам. После заполнения базы данных каждого маршрутизатора, он вычислит дерево кратчайших путей ко всем местам назначения. Маршрутизатор использует алгоритм Дейкстра для вычисления дерева кратчайших путей. Из мест назначения, связанной с ними стоимости и следующего перехода, необходимого для достижения этих мест, составляется таблица маршрутизации IP. Если в сети OSPF не происходит изменений, таких как изменение стоимости канала или добавление и удаление сетей, протокол OSPF работает очень тихо. Все изменения передаются в виде пакетов состояния канала, для расчета кратчайшего пути используется алгоритм Дейкстра. Алгоритм кратчайшего пути Вычисление кратчайшего пути осуществляется по алгоритму Дейкстра. Алгоритм помещает все маршрутизаторы в корень дерева и рассчитывает кратчайший путь к каждому месту назначения на основе совокупной стоимости доступа к этому месту назначения. Каждый маршрутизатор имеет собственное представление топологии, но при этом все маршрутизаторы используют одну базу данных состояний канала для вычисления кратчайшего пути. В следующих разделах указано, какие действия выполняются при построении дерева кратчайших путей. Дерево кратчайших путей Предположим, что диаграмма сети со стоимостью интерфейсов имеет следующий вид. Чтобы построить дерево кратчайших путей для RTA, необходимо сделать RTA корнем дерева и вычислить наименьшую стоимость для каждого места назначения. Выше приведено представление сети с точки зрения RTA. При вычислении стоимости обратите внимание на направление стрелок. Например, стоимость интерфейса RTB для сети 128.213.0.0 не имеет значения при вычислении стоимости для сети 192.213.11.0. RTA может достичь 192.213.11.0 через RTB со стоимостью 15 (10+5). RTA также может достичь 222.211.10.0 через RTC со стоимостью 20 (10+10) или через RTB со стоимостью 20 (10+5+5). Если к месту назначения существует несколько путей с одинаковой стоимостью, версия протокола OSPF от Cisco отследит до 6 переходов к этому месту назначения. После того, как маршрутизатор построит дерево кратчайших путей, он начнет построение соответствующей таблицы маршрутизации. Метрика (стоимость) сетей с прямым подключением равна 0, стоимость других сетей рассчитываются с помощью дерева. 27. Статическая маршрутизация. Понятие домена маршрутизации и автономной системы. Специальный протокол, который осуществляет маршрутизацию в сети, определяет короткие пути. В каждом устройстве есть таблица маршрутизации. Метрика маршрутизации – параметр, по которому определяется наименьший значительный маршрут. Административное расстояние – параметр, который используется маршрутизатором для выбора оптимального маршрута при наличии двух и более альтернативных маршрутов до устройства, по различным протоколам маршрутизации. Маршрутизация: 1) Статическая – администратор задает сам 2) Динамическая – протоколы Автономная система (autonomous system, AS) - это набор сетей, которые находятся под единым административным управлением и в которых используются единая стратегия и правила маршрутизации. Автономная система для внешних сетей представляется как некий единый объект. Понятие автономной системы и домена маршрутизации Домен маршрутизации - это совокупность сетей и маршрутизаторов, использующих один и тот же протокол маршрутизации. В сети Интернет термин автономная система используется для описания крупных логически объединенных сетей, например сетей Internet провайдеров. Каждая такая AS имеет в качестве своего идентификатора шестнадцати-битовое число. Для публичных сетей Internet провайдеров номер AS выдает и регистрирует Американский реестр Internet номеров (American Registry of Internet Numbers - ARIN), согласно RFC 2270 для частных AS выделен диапазон номеров 64512 - 65534, автономная система 65535 зарезервирована под служебные задачи. Протоколы маршрутизации делятся на две категории: внутренние (Interior) и внешние (Exterior). 28. Ethernet. Формат заголовка. Типы кадров Ethernet и их основные различия. Стандартом определены проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, а также формат кадров и протокол управления доступа к среде на канальном уровне модели OSI. В более узком смысле – сетевой стандарт на экспериментальные технологии, который разработан Xerox и реализован в 1975 году. Ethernet полудуплексный. Использует CSMA/CD. Все стандарты в IEEE группы «802.». В основе технологии лежит множественный доступ с контролем несущей и доступа (CSMA/CD). Размер фрейма 72 – 1526 байт. В соответствии со стандартом, канальный уровень делится на 2 подуровня: 1) Управление доступа к среде (MAC) 2) Логический канал передачи данных (LLC – Logical Link Control) MAC – обеспечивает корректное совместное использование общей среды передачи и предоставляет эту среду в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение устройства. LLC – отвечает за достоверную передачу кадров между узлами сети, а так же реализует функции интерфейса с сетевым уровнем модели OSI. Для LLC существует несколько вариантов протоколов, которые отличаются наличием или отсутствием процесса восстановления кадра в случае потерь или искажения. Формат заголовка. Протокол SNAP Dest SAP AA (1 байт) Source SAP AA (1 байт) Control (1-2) Data (переменной) Входит в поле данных кадра Ethernet. Dest SAP AA – адрес точечного доступа к службе на стороне назначения Source SAP AA - адрес точечного доступа к службе на стороне источника Control – поле управления. Указывает тип кадра Data – поле данных Первые 2 позволяют указать, какой протокол верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кода АА – сам SNAP Ethernet II. Наиболее часто встречающийся тип кадра. Им пользуются обычные рабочие станции, на которых не запущены специализированные сетевые сервисы. IEEE 802.3. Встречается реже остальных. Одним из примеров его использования является протокол STP, который инкапсулирует BPDU-сообщения в кадры IEEE 802.3. IEEE 802.3 SNAP. Используют сетевые протоколы, разработанные производителями сетевого оборудования для повышения функциональности своих устройств. Например, протоколы CDP и DTP на оборудовании Cisco Systems. Общий алгоритм определения типа кадра: 1) Если значение поле Type/Length больше или равно 0x0600 (1536 в десятичной системе), то это кадр Ethernet II (рис. 7) с полем Type. В противном случае это кадр, в котором точно присутствует LLC-заголовок и возможно SNAP-заголовок (определяется на следующем шаге), а 13-14 биты (без учета длины поля Preamble) — это поле Length. 2) Если поля LLC-заголовка имеют значения DSAP=0xAA, SSAP=0xAA и Control=0x03, то это кадр IEEE 802.3 SNAP (рис. 9), в противном случае это кадр IEEE 802.3 29. Метод доступа в канал CSMA/CD. Алгоритм работы. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) – используется для контроля доступа к среде передачи данных. Алгоритм работы: Если рабочая станция после проверки среды на фактическую занятость, не занята (по несущей), то установит начало передачи (свободно). Но перед передачей в среде передачи кадра надо проверить истекло ли минимальное время последней передачи (IPG – Inter Packing GAP) – минимальный промежуток времени между передачей кадров (Ethernet – 9,6 мкс; Fast Ethernet – 0,96 мкс). После передачи каждого бита рабочая станция проверяет наличие коллизий в сети, если нет, то происходит последующая передача следующих бит до окончания кадра. Если обнаружены, то передача прекращается. Рабочая станция передает 32-ух битный сигнал (JAN) и начинает готовиться к следующей попытке передачи. А сигнал JAN гарантирует, что все станции узнают о возникновении коллизии в сети. После передачи сигнала увеличивается значение счетчика числа попыток. Перед началом передачи счетчик сбрасывается в 0. Максимальное количество попыток не больше 16 (для каждой станции). В случае, если не превысил 16, то производится вычисление величины задержек по формуле: ????????????????????????(0,2 min(??????,10) ) ∗ 512 ∗ ???????????? N – значение счетчика попыток; BT – время бита. Интервал времени для передачи 1 бита (Ethernet – 100 нс; Fast Ethernet – 10 нс) RAND – генератор случайного нормального распределения целых чисел в диапазоне. Шаг изменения равен либо минимальной длине кадра, либо максимально допустимой двойной задержке распределения сигналов в сети (PDV – Pav Delay Value). После истечения времени станция возобновляет попытки передачи данных. И станция с меньшим числом может передавать. Если в момент, когда станция начала передачу данных, среда передачи занята, то эта станция будет ждать освобождения. После освобождения должны вызвать IPG и потом начать передачу. 30. Подуровни MAC и LLC. В соответствии со стандартом, канальный уровень делится на 2 подуровня: 1) Управление доступа к среде (MAC) 2) Логический канал передачи данных (LLC – Logical Link Control) MAC – обеспечивает корректное совместное использование общей среды передачи и предоставляет эту среду в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение устройства. LLC – отвечает за достоверную передачу кадров между узлами сети, а также реализует функции интерфейса с сетевым уровнем модели OSI. Для LLC существует несколько вариантов протоколов, которые отличаются наличием или отсутствием процесса восстановления кадра в случае потерь или искажения. Структура кадра подуровня LLC LLC-SNAP. Sub Network. Определяется в IEEE 802.2H. Представляет расширение кадра 802.3 путем введения дополнительного поля идентификатора организации, которое можно использовать для ограничения доступа устройств в сети. 31. Основные стандарты Ethernet, существующие на сегодняшний день. 10BASE-5 – толстый. До 500м 10BASE-2 (802.3a) – тонкий. До 185м 10BASE-T (802.3i) – 2 пары, cat 3 и 5. Сегмент 100м 10BASE-FL (802.3j) – опто-волокно. До 2 км 100BASE-TX (802.3u) – витая пара,cat 5 и 5e,использует 2 пары (1,2,3,6). До 100м. 100BASE-T4 (T2) – полудуплексная, витая пара cat 3, до 100м (так же использует 2 пары, полный дуплекс, до 100м) 100BASE-FX – многомодовое опто-волокно,полудуплекс до 500м,полный до 2км 1000BASE-T (802.3ab) – витая пара, cat 5 и 5e, все 4 пары, до 100м 1000BASE-TX – витая пара, cat 6, энергия потока ниже, до 100м 1000BASE-SX – многомодовое опто-волокно, до 500м 1000BASE-LX (802.3z) – одномодовое или многомодовое опто-волокно, односодовое до 5км, многомодовое до 550м 1000BASE-CX – экранированная витая пара, до 25м, использует 2 пары 1000BASE-LH – одномодовое опто-волокно, до 100м (без усиления сигнала) 10GBASE-CX4 – медный кабель, до 15м, используется в физических интерфейсах (Infini Band) 10GBASE-SR – многомодовое опто-волокно, сегмент 26, 82 или 300м (в зависимости от используемого волокна) 10GBASE-LX4 – одномодовое или многомодовое волокно, до 300м - многомодовое, до 10км - одномодовое 10GBASE-LR – одномодовое опто-волоктно, до 10км 10GBASE-ER – одномодовое опто-волокно, до 40км 10GBASE-SW – многомодовое опто-волокно, используется в STM64, SONET, до 10км 10GBASE-LW – одномодовое опто-волокно, для SDH или SONET, до 10 км 10GBASE-EW – одномодовое опто-волокно, для SDH, до 40км 10GBASE-T – витая пара, cat 6 и 6a (802.3an - 2006), 6а – 100м, 6 – 55м |