В чем отличие логической структуризации сети от физической?
Отличия физической структуризации от логической определяются способом разделения сети на сегменты. Физическая структуризация повышает надежность сети, позволяет увеличить расстояние между узлами, но сеть остается однородной, данные распространяются во все участки сети, не зависимо от того находится "адресат" в отдельно взятом участке или нет. Физическая структуризация сети реализуется при помощи концентраторов и повторителей.
Решить проблему оптимизации трафика сети, помогает логическая структуризация. При помощи мостов, коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов, происходит логическое разделение сети на участки, передавая информацию только той части сети, которой адресована информация.
Вывод: физическая структуризация снимает ограничения на длину сети, количество узлов, увеличивает надежность сети. Логическая разгружает трафик сети, разделяя ее на отдельные сегменты, определяемые адресами приемника и передатчика.
Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые сигналы?
Аналоговый сигнал не передается по цифровым линиям связи, в силу своей непрерывности значений, промежуточная аппаратура для такого сигнала лишь усиливает аналоговый сигнал. Для передачи цифрового сигнала на большие расстояния используется аппаратура восстановления формы сигнала и ресинхронизации – "повторитель". Зачастую в такой аппаратуре используется восстановление фронтов, что отрицательно скажется на сигнале, не имеющем четко выраженных состояний, и приведет к искажению формы аналогового сигнала, превратив его в хаотичный набор нулей и единиц.
Почему пропускная способность элементарного канала цифровых телефонных сетей выбрана равной 64 Кбит/с?
В аналоговой телефонии для передачи голоса используется диапазон от 300 до 3400 Гц, который достаточно качественно передает все основные гармоники собеседников. Для передачи звука по цифровому каналу используется ИКМ преобразование с частотой квантования по теореме Котельникова в два раза больше максимальной частоты сигнала 3400*2=6800 Гц, в действительности с целью повышения качества связи частота взята с запасом в 1200 Гц, в итоге получается 8000 Гц. В методе ИКМ обычно используется 8 бит кода для замера амплитуды одного замера, что соответствует 256 градациям звукового сигнала. Простое произведение частоты дискретизации на код представления амплитуды одного замера, показывает какая пропускная способность необходима для передачи сигнала 8000 (замеров/с)*8 (бит градаций)=64000 Кбит/с.
Какой будет код скремблера при входном сигнале 0110000000001?
При кодировке Вi-3, Вi-5 код скремблера имеет вид: Bi=AiÅBi-3ÅBi-5
В1=А1=0;
В2=А2=1;
В3=А3=1;
В4=А4+В1=0Å0=0;
В5=А5+В2=0Å1=1;
В6=А6+В3+В1=0Å1Å0=1;
В7=А7+В4+В2=0Å0Å1=1;
В8=А8+В5+В3=0Å1Å1=0;
В9=А9+В6+В4=0Å1Å0=1;
В10=А10+В7+В5=0Å1Å1=0;
В11=А11+В8+В6=0Å0Å1=1;
В12=А12+В9+В7=0Å1Å1=0;
В13=А13+В10+В8=1Å0Å0=1.
BiAi
0= 0110000000001;
01= 0110000000001;
011= 0110000000001;
0110= 0110000000001;
01101= 0110000000001;
011011= 0110000000001;
0110111= 0110000000001;
01101110= 0110000000001;
011011101= 0110000000001;
0110111010= 0110000000001;
01101110101= 0110000000001;
011011101010= 0110000000001;
0110111010101= 0110000000001.
Bi=0110111010101.
В чем заключается разница сетей с коммутацией каналов и коммутацией пакетов?
Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.
Коммутации каналов хорошо коммутируют потоки данных постоянной интенсивности.
Коммутация пакетов позволяет эффективно передавать неравномерный, пульсирующий компьютерный трафик. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами.
Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который при коммутации каналов не эффективно использует линии связи, при коммутации пакетов равномерно загружаются каналы связи между коммутаторами.
Определить ошибочный бит в кодовой последовательности 1100101 при образующем полиноме циклического кода 1011.
1100101 ç1011
1011 1110
1111
1011
1000
1011
111
111- В кодовой последовательности обнаружена ошибка, остаток не нулевой.
Для исправления ошибки кодовая последовательность побитно сдвигается влево, производится сложение по модулю 2.
1001011 /1011
1011 101
1001
1011
101 - В остатке много единиц.
0010111 ç1011
1011 001
00001
- В кодовой последовательности в остатке большинство нулей и одна единица. Заменим в коде на ноль 0010110.
Сдвигая полученный результат в обратной последовательности, получим исправленный код.
0010110 – 0001011 - 1000101
Проверим полученный результат, в итоге должны получить нулевой остаток.
1000101ç1011
1011 1011
1110
1011
1011
1011
0000
Исправленная кодовая последовательность 1000101.
Что такое домен коллизий?
В технологии Ethernet, независимо от применяемого стандарта физического уровня, существует понятие домен коллизий. Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть, построенная на концентраторах и повторителях, всегда образует одни домен коллизий. В то время как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий, не передавая в другие свои узлы коллизию, отсекают участки, где произошла коллизия от других узлов.
Почему минимальный размер кадраEthernetравен 64 байт?
В связи с тем, что для кадров Ethernet на канальном уровне не предусмотрена повторная передача, одной из самых неприятных считается ситуация, когда станция узнает о столкновении после того, как кадр ею уже передан в канал. Для того, чтобы этого не произошло, она должна узнать о конфликте до того, как передаст кадр в канал. Дольше всего передающая станция узнает о столкновении, произошедшем около наиболее удаленной станции. Минимальная длина кадра Ethernet (МАС-уровне 512 бит, 64 байта, на физическом уровне 576 бит, 72 байта) была выбрана именно для предотвращения таких ситуаций. При скорости 10 Мбит/с для передачи в канал МАС-кадра требуется 51,2 мкс. Этого времени должно быть достаточно для того, чтобы первый бит передаваемого кадра дошел до самой удаленной станции и, в случае столкновения около нее, сигнал столкновения должен дойти за это же время до передатчика. Скорость распространения сигнала в Ethernet должна быть не менее 0,77с (230м/мкс).
При повышении качества физического канала эта скорость может быть увеличена. За 51 мкс сигнал может распространиться на расстояние 11730 м. Максимальное расстояние между станциями могло бы быть около 5,5 км, если бы при передаче сигналов не было других задержек. Однако дополнительные задержки возникают на сетевой плате (кодирование, тракт приемопередатчика), на повторителях. Поэтому на распространение сигнала остается меньше времени (примерно, половина времени передачи кадра). Поэтому максимальное расстояние между станциями в 10 Base5 принимается равным 2500 м.
Формат кадровLLC, основные поля, их назначение.
Подуровень LLC обеспечивает интерфейс протокола Ethernet с протоколами вышележащих уровней, например, с IP или IPX. Кадр LLC, вкладывается в кадр MAC, и позволяет за счет полей DSAP и SSAP идентифицировать адрес сервисов назначения и источника соответственно. Например, при вложении в кадр LLC пакета IPX, значения как DSAP, так и SSAP должны быть равны Е0. Поле управления кадра LLC позволяет реализовать процедуры обмена данными трех типов.
Процедура типа 1 определяет обмен данными без предварительного установления соединения и без повторной передачи кадров в случае обнаружения ошибочной ситуации, то есть является процедурой дейтаграммного типа. Именно этот тип процедуры и используется во всех практических реализациях Ethernet. Поле управления для этого типа процедур имеет значение 03, что определяет все кадры как ненумерованные.
Процедура типа 2 определяет режим обмена с установлением соединений, нумерацией кадров, управлением потоком кадров и повторной передачей ошибочных кадров. В этом режиме протокол LLC аналогичен протоколу HDLC. В локальных сетях Ethernet этот режим используется редко.
Процедура типа 3 определяет режим передачи данных без установления соединения, но с получением подтверждения о доставке информационного кадра адресату. Только после этого может быть отправлен следующий информационный кадр.
По своему назначению все кадры уровня LLC подразделяются на три типа – информационные, управляющие и ненумерованные. Информационные кадры предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения. Управляющие кадры предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков. Ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения передачу информации, а в процедурах с установлением логического соединения установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках.
Все типы кадров уровня LLC имеют единый формат:
Кадр LLC обрамляется двумя однобайтовыми полями "Флаг", имеющими значение 01111110. Флаги используются на МАС уровне для определения границ кадра LLC. Кадр LLC содержит поле данных и заголовок, который состоит из трех полей:
адрес точки входа службы назначения
адрес точки входа службы источника
управляющее поле.
Поле данных кадра LLC предназначено для передачи по сети пакетов протоколов вышележащих уровней – сетевых протоколов. Поле данных может отсутствовать.
Адресные поля DSAP и SSAP занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра.
С помощью управляющих кадров регулируется поток данных, поступающих от узлов сети, размер кадра (1 или 2 байта).
Формат кадраEthernet. Назначение полей. Адресация в средеEthernet.
В связи с длительной историей развития технологии Ethernet на практике используются 4 различных форматов кадров. Приведем один из форматов представленный как фирменный консорциумом трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году – кадр 802.3/LLC. Заголовок кадра состоит из 8 полей: поля преамбулы, начальный определитель, адрес назначения, адрес источника, длина, поле данных, поле заполнения, поле контрольной суммы.
поле преамбулы – состоит из семи синхронизирующих байт 10101010, соответственно предназначено для синхронизации источника и приемника.
начальный ограничитель кадра состоит из одного байта следующего за полем преамбулы, предназначено для указания, что следующий байт – это первый байт заголовка кадра.
адрес назначения может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Содержит адрес приемника кадра.
адрес источника это 2 или 6 байтовое поле, содержащее адрес узла – отправителя кадра.
длина – 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре.
поле данных может содержать от 0 до 1500 байт.
поле заполнения – предназначено для заполнения недостающих байт, которые обеспечат минимальную длину 46 байт. Что обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Может отсутствовать.
поле контрольной суммы состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму.
Адресация в данном формате такова – первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным, а если 1, то это групповой адрес. Групповой адрес может предназначаться всем узлам сети или же определенной группе узлов сети. Если адрес состоит из всех единиц, то он предназначен всем узлам сети и называется широковещательным адресом. В остальных случаях групповой адрес связан только с теми узлами, которые сконфигурированы как члены группы, номер, который указан в групповом адресе. Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса – центральный или локальный. Если бит равен 0, то адрес назначен централизованно, и распределен между производителями оборудования так называемые организационно уникальные идентификаторы. Этот идентификатор помещается в 3 старших байта адреса. За уникальность младших 3 байт адреса отвечает производитель оборудования.
При каких ошибках концентраторEthernetотключает порт?
Основной причиной отключения порта в стандартах Ethernet интенсивность прохождения через порт кадров, имеющих ошибки, превышает заданный порог, то порт отключается, а затем при отсутствии ошибок в течение заданного времени, включается снова. Такими ошибками могут быть: неверная длина кадра, неоформленный заголовок кадра.
Множественные коллизии. Если концентратор фиксирует, что источником коллизии был один и тот же порт 60 раз подряд, то порт отключается. Через некоторое время порт будет вновь включен.
Затянувшаяся передача. Как и сетевой адаптер, концентратор контролирует время прохождения одного кадра через порт. Если это время превышает время передачи кадра максимальной длины в 3 раза, то порт отключается.
За счет чего увеличена скорость передачи данных в технологииFastEthernet?
Все отличия технологии FastEthernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Для повышения скорости были уменьшены расстояния между узлами необходимые для выявления коллизий.
Почему минимальный размер кадра в технологииGigabitEthernetувеличен до значения 512 бит?
Для расширения максимального диаметра сети GigabitEthernet в полудуплексном режиме до 200 м разработчики технологии предприняли меры, основывающиеся на известном соотношении времени передачи кадра минимальной длины и временем двойного оборота.
Для чего нужны автопереговоры в технологииFastEthernet?
В сети FastEthernet автопереговоры позволяют двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбирать наиболее выгодный режим работы.
ФорматкадраFast Ethernet.
Формат кадров технологии FastEthernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'а. На рисунке приведен формат МАС-кадра Ethernet, а также временные параметры его передачи по сети для скорости 10 Мб/с и для скорости 100 Мб/с. В качестве указания свободного канала в технологии FastEthernet используется служебные символы Idle, вместо отсутствия сигнала как это было в предыдущих версиях. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов StartDelimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т. Между символами JK и Т располагаются поля преамбулы, SFD, DA, SA, L, данные, CRC.
Как мост строит свою внутреннюю таблицу?
Мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом пост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением – порт моста не имеет собственного МАС-адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост не знает о том, компьютеры с каким МАС-адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей маршрутизации или фильтрации. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни – при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Это дает возможность автоматически реагировать на перемещения компьютера из сегмента в сегмент – при его отключении от старого сегмента запись о его принадлежности к нему со временем вычеркивается из адресной таблицы. После включения этого компьютера в работу в другом сегменте его кадры начнут попадать в буфер моста через другой порт, и в адресной таблице появится новая запись, соответствующая текущему состоянию сети. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность поправлять работу моста, если это необходимо.
В случае если адрес назначения занесен в таблицу, мост определяет, на какой порт сегмента передать кадр, на остальные порты кадр не передается. Если же оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто удаляется из буфера и работа моста с ним заканчивается. Такая операция называется фильтрацией.
| Номер записи | Адрес узла назначения | Адрес узла отправления | Номер порта. |
Содержит ли таблица маршрутизации записи обо всех сетях составной сети?
Таблица маршрутизации содержит информацию об адресе сети назначения, сетевом адресе следующего маршрутизатора, сетевой адрес выходного порта и расстояние до узла. Поэтому обо всех сетях составной сети содержать информацию не может.
Сколько уровней имеет стек протоколовTCP/IP? Соответствие стекаTCP/IPи моделиOSI.
В стеке TCP/IP определены 4 уровня.
прикладной уровень. Объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям.
основной (транспортный) уровень. Обеспечивает доставку данных к месту назначения в том виде, в котором были переданы.
уровень межсетевого взаимодействия. Реализует концепцию передачи пакетов без установления соединения.
уровень сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей.
Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровня модели OSI достаточно условно. В отличие от модели OSI стек TCP/IP имеет 4 уровня, а не 7 как в OSI. В уровнях TCP/IP объединяется по несколько уровней модели OSI.
Как производится инкапсуляция пакета данных при передачи из одной сети (подсети) в другую.
Инкапсуляция – способ упаковки данных формата одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или ТСР-сегмента в IP-пакет. Согласно словарю иностранных слов термин "инкапсуляция" означает "образование капсулы вокруг чужих для организма веществ (инородных тел, паразитов и т.д.)". В рамках межсетевого обмена понятие инкапсуляции имеет немного более глубокий смысл. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет действительно о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции ТСР и IP, помещение ТСР-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая "нарезка" пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP. Механизм инкапсуляции подразумевает применение специального протокола. С использованием этого протокола инкапсуляции, две удаленных подсети организовывают между собой сеанс связи. После формирования сеанса связи, все данные, предназначенные для передачи между удаленными сетями, шифруются, инкапсулируются в поля данных протокола подсети и передаются. В подсети, получающей пакет, данные выделяются из поля данных, расшифровываются и передаются конкретному адресату.
Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качествеIP-адреса конечного узла сети, подключенной к Интернету? Для синтаксически правильных адресов определите их класс.
127.0.0.1
201.13.123.245
226.4.37.105
103.24.254.0
10.234.17.25
154.12.255.255
13.13.13.13
204.0.3.1
193.256.1.16
194.87.45.0
195.34.116.255
161.23.45.305
Все адреса являются синтаксически правильными, но в протоколе IP существует несколько соглашений об интерпретации IP-адресов. Первый октет равный 127 зарезервирован, он используется для тестирования сети, поэтому в качестве адреса конечного узла использоваться не может и имеет название loopbacr. Так же зарезервированными являются адреса, состоящие из одних 0 – означает адрес узла, который сгенерировал этот пакет, 1 – пакет рассылается всем узлам сети, в которой сгенерирован. Адреса, у которых в поле номера сети стоят только нули по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, который отправил пакет. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. В том случае, когда все двоичные разряд равны 1, пакеты с таким адресом рассылаются всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Такие адреса являются зарезервированными, и использоваться в качестве адреса конечного узла не может.
Определившись с зарезервированными адресами можно определить адреса, которые не могут быть использованы в качестве адреса конечного узла. Это:
127.0.0.1 – loopbacr.
154.12.255.255 – широковещательное сообщение. Класс В.
195.34.116.255 – широковещательное сообщение. Класс С.
Адреса, которые можно использовать для адреса конечного узла.
10.234.17.25 – класс А
193.256.1.16 – класс С
201.13.123.245 – класс С
226.4.37.105 – класс D
194.87.45.0 – класс С
13.13.13.13 – класс А
204.0.3.1 – класс С
103.24.254.0 – класс А
l) 161.23.45.305 – класс В
IP-адрес узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски 255.255.255.240. Определить номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?
Номером подсети является адрес 198.65.12.240. Максимальное число узлов в подсети 14.
Почему даже в тех случаях, когда используются маски,IP-пакете маска не передается?
Для адресации IP пакетов, не предусмотрена передача маски. Поэтому из IP адреса пришедшего пакета невозможно выяснить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла. Если маски во всех подсетях имеют один размер, то это не создает проблем. Если же для образования подсетей применяют маски переменной длины, то маршрутизатор должен каким-то образом узнавать, каким адресам сетей какие маски соответствуют. Для этого используются протоколы маршрутизации, переносящие между маршрутизаторами не только служебную информацию об адресах сетей, но и о масках, соответствующих этим номерам.
Какие метрики расстояния могут быть использованы в алгоритмах сбора маршрутной информации?
дистанционно-векторный алгоритм ( DistanceVectorAlgorithms, DVA), измеряется в хопах.
алгоритм состояния связей (LinkStateAlgorithms, LSA), измеряется в тиках (ticks).
В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных ему сетей. Под расстоянием обычно понимается число промежуточных маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти прежде, чем попадет в соответствующую сеть. Может использоваться и другая метрика, учитывающая не только число перевалочных пунктов, но и время прохождения пакетов по связи между соседними маршрутизаторами. Получив вектор от соседнего маршрутизатора, каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены к его портам) или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов, а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы. Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети, а располагают только обобщенной информацией – вектором дистанций, к тому же полученной через посредников. Работа маршрутизатора в соответствии с дистанционно-векторным протоколом напоминает работу моста, так как точной топологической картины сети такой маршрутизатор не имеет. Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP. Основываясь на протоколе RIP, был разработан целый ряд модернизированных протоколов, таки или иначе избавляяющих от недостатков и ограничений протокола RIP.
При работе над протоколом IGRP фирма Cisco Systems ставила перед собой ряд задач. Создаваемый протокол должен был обеспечить стабильную и эффективную маршрутизацию (без возникновения маршрутных петель) в больших сетях, быструю реакцию на изменения сетевой топологии, автоматическую адаптацию к загрузке канала связи и частоте появления в нем ошибок. При этом протокол не должен сильно загружать процессоры маршрутизаторов и занимать большую полосу пропускания сети.
В начале 90-х годов фирма Cisco Systems представила усовершенствованный протокол IGRP (Enhanced IGRP - EIGRP), в котором попыталась объединить преимущества протоколов маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state) и протоколов маршрутизации на основе длины векторов (distance-vector). Протокол EIGRP основан на алгоритме обновления Diffusing-Update Algorithm (DUAL), определяющем процедуру принятия решений при вычислении всех маршрутов. Используя метрики, DUAL выбирает наиболее эффективные и свободные от петель пути и вносит их в таблицу маршрутов в качестве наилучших и возможных запасных. Если основной маршрут становится недоступным, то задействуется запасной. Это позволяет избежать повторного выполнения алгоритма в случае отказа какой-либо линии связи и уменьшить время сходимости. Для выявления соседей протокол EIGRP использует короткие сообщения "Hello". Пока маршрутизатор получает такие сообщения от соседних маршрутизаторов, он "считает", что они работают и могут передавать информацию о маршрутах. Применяя протокол Reliable Transport Protocol, EIGRP обеспечивает гарантированную доставку сообщений об обновлениях маршрутов, не "полагаясь" при этом на широковещательную передачу.
Алгоритмы состояния связей обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа связей сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. Широковещательная рассылка используется здесь только при изменениях состояния связей, что происходит в надежных сетях не так часто. Для того, чтобы понять, в каком состоянии находится линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Этот трафик также широковещательный, но он циркулирует только между соседями и поэтому не так засоряет сеть. Протоколом, основанным на алгоритме состояния связей, в стеке TCP/IP является протокол OSPF.
Протокол Open Shortest Path First (OSPF) был создан Инженерной проблемной группой Internet (Internet Engineering Task Force - IETF) в конце 80-х годов, когда стало очевидным, что RIP не способен обслуживать большие неоднородные сети. Этот открытый стандартный протокол поддерживают все основные производители маршрутизаторов. Он является классическим протоколом маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state), но обеспечивает маршрутизацию только трафика IP.
Протокол OSPF требует, чтобы сеть имела иерархическую конфигурацию, т. е. чтобы различные области маршрутизации соединялись через центральную магистраль. Причем единственный путь из одной области в другую должен вести через магистраль. Для увеличения эффективности маршрутизации магистраль может быть физически разрывной. В этом случае связность магистрали обеспечивается посредством организации виртуальных соединений между магистральными маршрутизаторами, которые предназначены для подключения немагистральных областей и функционируют (при работе с виртуальными соединениями) таким образом, как-будто между ними установлены непосредственные физические соединения.
В OSPF сообщения о состоянии каналов (Link-State Advertisement - LSA) рассылаются всем маршрутизаторам данной области. Это отличает протокол OSPF от протоколов маршрутизации на основе длины векторов, например таких, как RIP или IGRP. Последние рассылают таблицы маршрутов только своим соседям. В сообщениях LSA передаются информация об используемой метрике, адреса интерфейсов и другие данные. Находящаяся на каждом маршрутизаторе топологическая база данных содержит всю информацию, получаемую из сообщений LSA, и дает общую картину сети. Следует отметить, что топологические базы данных всех маршрутизаторов одной и той же области одинаковы.
Какие элементы сети могут выполнять фрагментацию?
Мосты и коммутаторы не могут выполнять фрагментации. Фрагментацию могут выполнять маршрутизаторы. Маршрутизатор представляет собой сложное многофункциональное устройство, в задачи которого входит: построение таблицы маршрутизации, определение на ее основе маршрута, буферизация, фрагментация и фильтрация поступающих пакетов, поддержка сетевых интерфейсов. Функции маршрутизаторов могут выполнять как специализированные устройства, так и универсальные компьютеры с соответствующим программным обеспечением. Фрагментация также может производиться компьютером источником непосредственно перед передачей в сеть.
Список литературы.
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001. – 672с: ил.
Интернет ресурсы.
superbotanik.net
В чем отличие логической структуризации сети от физической?
Отличия физической структуризации от логической определяются способом разделения сети на сегменты. Физическая структуризация повышает надежность сети, позволяет увеличить расстояние между узлами, но сеть остается однородной, данные распространяются во все участки сети, не зависимо от того находится «адресат» в отдельно взятом участке или нет. Физическая структуризация сети реализуется при помощи концентраторов и повторителей.
Решить проблему оптимизации трафика сети, помогает логическая структуризация. При помощи мостов, коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов, происходит логическое разделение сети на участки, передавая информацию только той части сети, которой адресована информация.
Вывод: физическая структуризация снимает ограничения на длину сети, количество узлов, увеличивает надежность сети. Логическая разгружает трафик сети, разделяя ее на отдельные сегменты, определяемые адресами приемника и передатчика.
Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые сигналы?
Аналоговый сигнал не передается по цифровым линиям связи, в силу своей непрерывности значений, промежуточная аппаратура для такого сигнала лишь усиливает аналоговый сигнал. Для передачи цифрового сигнала на большие расстояния используется аппаратура восстановления формы сигнала и ресинхронизации – «повторитель». Зачастую в такой аппаратуре используется восстановление фронтов, что отрицательно скажется на сигнале, не имеющем четко выраженных состояний, и приведет к искажению формы аналогового сигнала, превратив его в хаотичный набор нулей и единиц.
Почему пропускная способность элементарного канала цифровых телефонных сетей выбрана равной 64 Кбит/с?
В аналоговой телефонии для передачи голоса используется диапазон от 300 до 3400 Гц, который достаточно качественно передает все основные гармоники собеседников. Для передачи звука по цифровому каналу используется ИКМ преобразование с частотой квантования по теореме Котельникова в два раза больше максимальной частоты сигнала 3400*2=6800 Гц, в действительности с целью повышения качества связи частота взята с запасом в 1200 Гц, в итоге получается 8000 Гц. В методе ИКМ обычно используется 8 бит кода для замера амплитуды одного замера, что соответствует 256 градациям звукового сигнала. Простое произведение частоты дискретизации на код представления амплитуды одного замера, показывает какая пропускная способность необходима для передачи сигнала 8000 (замеров/с)*8 (бит градаций)=64000 Кбит/с.
Какой будет код скремблера при входном сигнале 0110000000001?
При кодировке Вi-3, Вi-5 код скремблера имеет вид: Bi=AiÅBi-3ÅBi-5
В1=А1=0;
В2=А2=1;
В3=А3=1;
В4=А4+В1=0Å0=0;
В5=А5+В2=0Å1=1;
В6=А6+В3+В1=0Å1Å0=1;
В7=А7+В4+В2=0Å0Å1=1;
В8=А8+В5+В3=0Å1Å1=0;
В9=А9+В6+В4=0Å1Å0=1;
В10=А10+В7+В5=0Å1Å1=0;
В11=А11+В8+В6=0Å0Å1=1;
В12=А12+В9+В7=0Å1Å1=0;
В13=А13+В10+В8=1Å0Å0=1.
BiAi
0= 0110000000001;
01= 0110000000001;
011= 0110000000001;
0110= 0110000000001;
01101= 0110000000001;
011011= 0110000000001;
0110111= 0110000000001;
01101110= 0110000000001;
011011101= 0110000000001;
0110111010= 0110000000001;
01101110101= 0110000000001;
011011101010= 0110000000001;
0110111010101= 0110000000001.
Bi=0110111010101.
В чем заключается разница сетей с коммутацией каналов и коммутацией пакетов?
Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.
Коммутации каналов хорошо коммутируют потоки данных постоянной интенсивности.
Коммутация пакетов позволяет эффективно передавать неравномерный, пульсирующий компьютерный трафик. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами.
Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который при коммутации каналов не эффективно использует линии связи, при коммутации пакетов равномерно загружаются каналы связи между коммутаторами.
Определить ошибочный бит в кодовой последовательности 1100101 при образующем полиноме циклического кода 1011.
1100101 ç1011
1011 1110
1111
1011
1000
1011
111
111- В кодовой последовательности обнаружена ошибка, остаток не нулевой.
Для исправления ошибки кодовая последовательность побитно сдвигается влево, производится сложение по модулю 2.
1001011 /1011
1011 101
1001
1011
101 — В остатке много единиц.
0010111 ç1011
1011 001
00001
— В кодовой последовательности в остатке большинство нулей и одна единица. Заменим в коде на ноль 0010110.
Сдвигая полученный результат в обратной последовательности, получим исправленный код.
0010110 – 0001011 — 1000101
Проверим полученный результат, в итоге должны получить нулевой остаток.
1000101ç1011
1011 1011
1110
1011
1011
1011
0000
Исправленная кодовая последовательность 1000101.
Что такое домен коллизий?
В технологии Ethernet, независимо от применяемого стандарта физического уровня, существует понятие домен коллизий. Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть, построенная на концентраторах и повторителях, всегда образует одни домен коллизий. В то время как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий, не передавая в другие свои узлы коллизию, отсекают участки, где произошла коллизия от других узлов.
Почему минимальный размер кадра Ethernet равен 64 байт?
В связи с тем, что для кадров Ethernet на канальном уровне не предусмотрена повторная передача, одной из самых неприятных считается ситуация, когда станция узнает о столкновении после того, как кадр ею уже передан в канал. Для того, чтобы этого не произошло, она должна узнать о конфликте до того, как передаст кадр в канал. Дольше всего передающая станция узнает о столкновении, произошедшем около наиболее удаленной станции. Минимальная длина кадра Ethernet (МАС-уровне 512 бит, 64 байта, на физическом уровне 576 бит, 72 байта) была выбрана именно для предотвращения таких ситуаций. При скорости 10 Мбит/с для передачи в канал МАС-кадра требуется 51,2 мкс. Этого времени должно быть достаточно для того, чтобы первый бит передаваемого кадра дошел до самой удаленной станции и, в случае столкновения около нее, сигнал столкновения должен дойти за это же время до передатчика. Скорость распространения сигнала в Ethernet должна быть не менее 0,77с (230м/мкс).
При повышении качества физического канала эта скорость может быть увеличена. За 51 мкс сигнал может распространиться на расстояние 11730 м. Максимальное расстояние между станциями могло бы быть около 5,5 км, если бы при передаче сигналов не было других задержек. Однако дополнительные задержки возникают на сетевой плате (кодирование, тракт приемопередатчика), на повторителях. Поэтому на распространение сигнала остается меньше времени (примерно, половина времени передачи кадра). Поэтому максимальное расстояние между станциями в 10 Base5 принимается равным 2500 м.
Формат кадров LLC , основные поля, их назначение.
Подуровень LLC обеспечивает интерфейс протокола Ethernet с протоколами вышележащих уровней, например, с IP или IPX. Кадр LLC, вкладывается в кадр MAC, и позволяет за счет полей DSAP и SSAP идентифицировать адрес сервисов назначения и источника соответственно. Например, при вложении в кадр LLC пакета IPX, значения как DSAP, так и SSAP должны быть равны Е0. Поле управления кадра LLC позволяет реализовать процедуры обмена данными трех типов.
Процедура типа 1 определяет обмен данными без предварительного установления соединения и без повторной передачи кадров в случае обнаружения ошибочной ситуации, то есть является процедурой дейтаграммного типа. Именно этот тип процедуры и используется во всех практических реализациях Ethernet. Поле управления для этого типа процедур имеет значение 03, что определяет все кадры как ненумерованные.
Процедура типа 2 определяет режим обмена с установлением соединений, нумерацией кадров, управлением потоком кадров и повторной передачей ошибочных кадров. В этом режиме протокол LLC аналогичен протоколу HDLC. В локальных сетях Ethernet этот режим используется редко.
Процедура типа 3 определяет режим передачи данных без установления соединения, но с получением подтверждения о доставке информационного кадра адресату. Только после этого может быть отправлен следующий информационный кадр.
По своему назначению все кадры уровня LLC подразделяются на три типа – информационные, управляющие и ненумерованные. Информационные кадры предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения. Управляющие кадры предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков. Ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения передачу информации, а в процедурах с установлением логического соединения установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках.
Все типы кадров уровня LLC имеют единый формат:
Кадр LLC обрамляется двумя однобайтовыми полями «Флаг», имеющими значение 01111110. Флаги используются на МАС уровне для определения границ кадра LLC. Кадр LLC содержит поле данных и заголовок, который состоит из трех полей:
адрес точки входа службы назначения
адрес точки входа службы источника
управляющее поле.
Поле данных кадра LLC предназначено для передачи по сети пакетов протоколов вышележащих уровней – сетевых протоколов. Поле данных может отсутствовать.
Адресные поля DSAP и SSAP занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра.
С помощью управляющих кадров регулируется поток данных, поступающих от узлов сети, размер кадра (1 или 2 байта).
Формат кадра Ethernet . Назначение полей. Адресация в среде Ethernet .
В связи с длительной историей развития технологии Ethernet на практике используются 4 различных форматов кадров. Приведем один из форматов представленный как фирменный консорциумом трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году – кадр 802.3/LLC. Заголовок кадра состоит из 8 полей: поля преамбулы, начальный определитель, адрес назначения, адрес источника, длина, поле данных, поле заполнения, поле контрольной суммы.
поле преамбулы – состоит из семи синхронизирующих байт 10101010, соответственно предназначено для синхронизации источника и приемника.
начальный ограничитель кадра состоит из одного байта следующего за полем преамбулы, предназначено для указания, что следующий байт – это первый байт заголовка кадра.
адрес назначения может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Содержит адрес приемника кадра.
адрес источника это 2 или 6 байтовое поле, содержащее адрес узла – отправителя кадра.
длина – 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре.
поле данных может содержать от 0 до 1500 байт.
поле заполнения – предназначено для заполнения недостающих байт, которые обеспечат минимальную длину 46 байт. Что обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Может отсутствовать.
поле контрольной суммы состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму.
Адресация в данном формате такова – первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным, а если 1, то это групповой адрес. Групповой адрес может предназначаться всем узлам сети или же определенной группе узлов сети. Если адрес состоит из всех единиц, то он предназначен всем узлам сети и называется широковещательным адресом. В остальных случаях групповой адрес связан только с теми узлами, которые сконфигурированы как члены группы, номер, который указан в групповом адресе. Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса – центральный или локальный. Если бит равен 0, то адрес назначен централизованно, и распределен между производителями оборудования так называемые организационно уникальные идентификаторы. Этот идентификатор помещается в 3 старших байта адреса. За уникальность младших 3 байт адреса отвечает производитель оборудования.
При каких ошибках концентратор Ethernet отключает порт?
Основной причиной отключения порта в стандартах Ethernet интенсивность прохождения через порт кадров, имеющих ошибки, превышает заданный порог, то порт отключается, а затем при отсутствии ошибок в течение заданного времени, включается снова. Такими ошибками могут быть: неверная длина кадра, неоформленный заголовок кадра.
Множественные коллизии. Если концентратор фиксирует, что источником коллизии был один и тот же порт 60 раз подряд, то порт отключается. Через некоторое время порт будет вновь включен.
Затянувшаяся передача. Как и сетевой адаптер, концентратор контролирует время прохождения одного кадра через порт. Если это время превышает время передачи кадра максимальной длины в 3 раза, то порт отключается.
За счет чего увеличена скорость передачи данных в технологии Fast Ethernet ?
Все отличия технологии FastEthernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Для повышения скорости были уменьшены расстояния между узлами необходимые для выявления коллизий.
Почему минимальный размер кадра в технологии Gigabit Ethernet увеличен до значения 512 бит?
Для расширения максимального диаметра сети GigabitEthernet в полудуплексном режиме до 200 м разработчики технологии предприняли меры, основывающиеся на известном соотношении времени передачи кадра минимальной длины и временем двойного оборота.
Для чего нужны автопереговоры в технологии Fast Ethernet ?
В сети FastEthernet автопереговоры позволяют двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбирать наиболее выгодный режим работы.
Формат кадра Fast Ethernet.
Формат кадров технологии FastEthernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'а. На рисунке приведен формат МАС-кадра Ethernet, а также временные параметры его передачи по сети для скорости 10 Мб/с и для скорости 100 Мб/с. В качестве указания свободного канала в технологии FastEthernet используется служебные символы Idle, вместо отсутствия сигнала как это было в предыдущих версиях. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов StartDelimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т. Между символами JK и Т располагаются поля преамбулы, SFD, DA, SA, L, данные, CRC.
Как мост строит свою внутреннюю таблицу?
Мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом пост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением – порт моста не имеет собственного МАС-адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост не знает о том, компьютеры с каким МАС-адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей маршрутизации или фильтрации. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни – при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Это дает возможность автоматически реагировать на перемещения компьютера из сегмента в сегмент – при его отключении от старого сегмента запись о его принадлежности к нему со временем вычеркивается из адресной таблицы. После включения этого компьютера в работу в другом сегменте его кадры начнут попадать в буфер моста через другой порт, и в адресной таблице появится новая запись, соответствующая текущему состоянию сети. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность поправлять работу моста, если это необходимо.
В случае если адрес назначения занесен в таблицу, мост определяет, на какой порт сегмента передать кадр, на остальные порты кадр не передается. Если же оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто удаляется из буфера и работа моста с ним заканчивается. Такая операция называется фильтрацией.
| Номер записи | Адрес узла назначения | Адрес узла отправления | Номер порта. |
Содержит ли таблица маршрутизации записи обо всех сетях составной сети?
Таблица маршрутизации содержит информацию об адресе сети назначения, сетевом адресе следующего маршрутизатора, сетевой адрес выходного порта и расстояние до узла. Поэтому обо всех сетях составной сети содержать информацию не может.
Сколько уровней имеет стек протоколов TCP / IP ? Соответствие стека TCP / IP и модели OSI .
В стеке TCP/IP определены 4 уровня.
прикладной уровень. Объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям.
основной (транспортный) уровень. Обеспечивает доставку данных к месту назначения в том виде, в котором были переданы.
уровень межсетевого взаимодействия. Реализует концепцию передачи пакетов без установления соединения.
уровень сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей.
Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровня модели OSI достаточно условно. В отличие от модели OSI стек TCP/IP имеет 4 уровня, а не 7 как в OSI. В уровнях TCP/IP объединяется по несколько уровней модели OSI.
Как производится инкапсуляция пакета данных при передачи из одной сети (подсети) в другую.
Инкапсуляция – способ упаковки данных формата одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или ТСР-сегмента в IP-пакет. Согласно словарю иностранных слов термин «инкапсуляция» означает «образование капсулы вокруг чужих для организма веществ (инородных тел, паразитов и т.д.)». В рамках межсетевого обмена понятие инкапсуляции имеет немного более глубокий смысл. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет действительно о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции ТСР и IP, помещение ТСР-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая «нарезка» пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP. Механизм инкапсуляции подразумевает применение специального протокола. С использованием этого протокола инкапсуляции, две удаленных подсети организовывают между собой сеанс связи. После формирования сеанса связи, все данные, предназначенные для передачи между удаленными сетями, шифруются, инкапсулируются в поля данных протокола подсети и передаются. В подсети, получающей пакет, данные выделяются из поля данных, расшифровываются и передаются конкретному адресату.
Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве IP -адреса конечного узла сети, подключенной к Интернету? Для синтаксически правильных адресов определите их класс.
127.0.0.1
201.13.123.245
226.4.37.105
103.24.254.0
10.234.17.25
154.12.255.255
13.13.13.13
204.0.3.1
193.256.1.16
194.87.45.0
195.34.116.255
161.23.45.305
Все адреса являются синтаксически правильными, но в протоколе IP существует несколько соглашений об интерпретации IP-адресов. Первый октет равный 127 зарезервирован, он используется для тестирования сети, поэтому в качестве адреса конечного узла использоваться не может и имеет название loopbacr. Так же зарезервированными являются адреса, состоящие из одних 0 – означает адрес узла, который сгенерировал этот пакет, 1 – пакет рассылается всем узлам сети, в которой сгенерирован. Адреса, у которых в поле номера сети стоят только нули по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, который отправил пакет. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. В том случае, когда все двоичные разряд равны 1, пакеты с таким адресом рассылаются всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Такие адреса являются зарезервированными, и использоваться в качестве адреса конечного узла не может.
Определившись с зарезервированными адресами можно определить адреса, которые не могут быть использованы в качестве адреса конечного узла. Это:
127.0.0.1 – loopbacr.
154.12.255.255 – широковещательное сообщение. Класс В.
195.34.116.255 – широковещательное сообщение. Класс С.
Адреса, которые можно использовать для адреса конечного узла.
10.234.17.25 – класс А
193.256.1.16 – класс С
201.13.123.245 – класс С
226.4.37.105 – класс D
194.87.45.0 – класс С
13.13.13.13 – класс А
204.0.3.1 – класс С
103.24.254.0 – класс А
l) 161.23.45.305 – класс В
IP-адрес узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски 255.255.255.240. Определить номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?
Номером подсети является адрес 198.65.12.240. Максимальное число узлов в подсети 14.
Почему даже в тех случаях, когда используются маски, IP -пакете маска не передается?
Для адресации IP пакетов, не предусмотрена передача маски. Поэтому из IP адреса пришедшего пакета невозможно выяснить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла. Если маски во всех подсетях имеют один размер, то это не создает проблем. Если же для образования подсетей применяют маски переменной длины, то маршрутизатор должен каким-то образом узнавать, каким адресам сетей какие маски соответствуют. Для этого используются протоколы маршрутизации, переносящие между маршрутизаторами не только служебную информацию об адресах сетей, но и о масках, соответствующих этим номерам.
Какие метрики расстояния могут быть использованы в алгоритмах сбора маршрутной информации?
дистанционно-векторный алгоритм ( DistanceVectorAlgorithms, DVA), измеряется в хопах.
алгоритм состояния связей (LinkStateAlgorithms, LSA), измеряется в тиках (ticks).
В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных ему сетей. Под расстоянием обычно понимается число промежуточных маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти прежде, чем попадет в соответствующую сеть. Может использоваться и другая метрика, учитывающая не только число перевалочных пунктов, но и время прохождения пакетов по связи между соседними маршрутизаторами. Получив вектор от соседнего маршрутизатора, каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены к его портам) или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов, а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы. Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети, а располагают только обобщенной информацией – вектором дистанций, к тому же полученной через посредников. Работа маршрутизатора в соответствии с дистанционно-векторным протоколом напоминает работу моста, так как точной топологической картины сети такой маршрутизатор не имеет. Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP. Основываясь на протоколе RIP, был разработан целый ряд модернизированных протоколов, таки или иначе избавляяющих от недостатков и ограничений протокола RIP.
При работе над протоколом IGRP фирма Cisco Systems ставила перед собой ряд задач. Создаваемый протокол должен был обеспечить стабильную и эффективную маршрутизацию (без возникновения маршрутных петель) в больших сетях, быструю реакцию на изменения сетевой топологии, автоматическую адаптацию к загрузке канала связи и частоте появления в нем ошибок. При этом протокол не должен сильно загружать процессоры маршрутизаторов и занимать большую полосу пропускания сети.
В начале 90-х годов фирма Cisco Systems представила усовершенствованный протокол IGRP (Enhanced IGRP — EIGRP), в котором попыталась объединить преимущества протоколов маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state) и протоколов маршрутизации на основе длины векторов (distance-vector). Протокол EIGRP основан на алгоритме обновления Diffusing-Update Algorithm (DUAL), определяющем процедуру принятия решений при вычислении всех маршрутов. Используя метрики, DUAL выбирает наиболее эффективные и свободные от петель пути и вносит их в таблицу маршрутов в качестве наилучших и возможных запасных. Если основной маршрут становится недоступным, то задействуется запасной. Это позволяет избежать повторного выполнения алгоритма в случае отказа какой-либо линии связи и уменьшить время сходимости. Для выявления соседей протокол EIGRP использует короткие сообщения «Hello». Пока маршрутизатор получает такие сообщения от соседних маршрутизаторов, он «считает», что они работают и могут передавать информацию о маршрутах. Применяя протокол Reliable Transport Protocol, EIGRP обеспечивает гарантированную доставку сообщений об обновлениях маршрутов, не «полагаясь» при этом на широковещательную передачу.
Алгоритмы состояния связей обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа связей сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. Широковещательная рассылка используется здесь только при изменениях состояния связей, что происходит в надежных сетях не так часто. Для того, чтобы понять, в каком состоянии находится линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Этот трафик также широковещательный, но он циркулирует только между соседями и поэтому не так засоряет сеть. Протоколом, основанным на алгоритме состояния связей, в стеке TCP/IP является протокол OSPF.
Протокол Open Shortest Path First (OSPF) был создан Инженерной проблемной группой Internet (Internet Engineering Task Force — IETF) в конце 80-х годов, когда стало очевидным, что RIP не способен обслуживать большие неоднородные сети. Этот открытый стандартный протокол поддерживают все основные производители маршрутизаторов. Он является классическим протоколом маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state), но обеспечивает маршрутизацию только трафика IP.
Протокол OSPF требует, чтобы сеть имела иерархическую конфигурацию, т. е. чтобы различные области маршрутизации соединялись через центральную магистраль. Причем единственный путь из одной области в другую должен вести через магистраль. Для увеличения эффективности маршрутизации магистраль может быть физически разрывной. В этом случае связность магистрали обеспечивается посредством организации виртуальных соединений между магистральными маршрутизаторами, которые предназначены для подключения немагистральных областей и функционируют (при работе с виртуальными соединениями) таким образом, как-будто между ними установлены непосредственные физические соединения.
В OSPF сообщения о состоянии каналов (Link-State Advertisement — LSA) рассылаются всем маршрутизаторам данной области. Это отличает протокол OSPF от протоколов маршрутизации на основе длины векторов, например таких, как RIP или IGRP. Последние рассылают таблицы маршрутов только своим соседям. В сообщениях LSA передаются информация об используемой метрике, адреса интерфейсов и другие данные. Находящаяся на каждом маршрутизаторе топологическая база данных содержит всю информацию, получаемую из сообщений LSA, и дает общую картину сети. Следует отметить, что топологические базы данных всех маршрутизаторов одной и той же области одинаковы.
Какие элементы сети могут выполнять фрагментацию?
Мосты и коммутаторы не могут выполнять фрагментации. Фрагментацию могут выполнять маршрутизаторы. Маршрутизатор представляет собой сложное многофункциональное устройство, в задачи которого входит: построение таблицы маршрутизации, определение на ее основе маршрута, буферизация, фрагментация и фильтрация поступающих пакетов, поддержка сетевых интерфейсов. Функции маршрутизаторов могут выполнять как специализированные устройства, так и универсальные компьютеры с соответствующим программным обеспечением. Фрагментация также может производиться компьютером источником непосредственно перед передачей в сеть.
Список литературы.
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001. – 672с: ил.
Интернет ресурсы.
www.ronl.ru
Информационные сети
В чем отличие логической структуризации сети от физической?
Отличия физической структуризации от логической определяются способом разделения сети на сегменты. Физическая структуризация повышает надежность сети, позволяет увеличить расстояние между узлами, но сеть остается однородной, данные распространяются во все участки сети, не зависимо от того находится "адресат" в отдельно взятом участке или нет. Физическая структуризация сети реализуется при помощи концентраторов и повторителей.
Решить проблему оптимизации трафика сети, помогает логическая структуризация. При помощи мостов, коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов, происходит логическое разделение сети на участки, передавая информацию только той части сети, которой адресована информация.
Вывод: физическая структуризация снимает ограничения на длину сети, количество узлов, увеличивает надежность сети. Логическая разгружает трафик сети, разделяя ее на отдельные сегменты, определяемые адресами приемника и передатчика.
Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые сигналы?
Аналоговый сигнал не передается по цифровым линиям связи, в силу своей непрерывности значений, промежуточная аппаратура для такого сигнала лишь усиливает аналоговый сигнал. Для передачи цифрового сигнала на большие расстояния используется аппаратура восстановления формы сигнала и ресинхронизации – "повторитель". Зачастую в такой аппаратуре используется восстановление фронтов, что отрицательно скажется на сигнале, не имеющем четко выраженных состояний, и приведет к искажению формы аналогового сигнала, превратив его в хаотичный набор нулей и единиц.
Почему пропускная способность элементарного канала цифровых телефонных сетей выбрана равной 64 Кбит/с?
В аналоговой телефонии для передачи голоса используется диапазон от 300 до 3400 Гц, который достаточно качественно передает все основные гармоники собеседников. Для передачи звука по цифровому каналу используется ИКМ преобразование с частотой квантования по теореме Котельникова в два раза больше максимальной частоты сигнала 3400*2=6800 Гц, в действительности с целью повышения качества связи частота взята с запасом в 1200 Гц, в итоге получается 8000 Гц. В методе ИКМ обычно используется 8 бит кода для замера амплитуды одного замера, что соответствует 256 градациям звукового сигнала. Простое произведение частоты дискретизации на код представления амплитуды одного замера, показывает какая пропускная способность необходима для передачи сигнала 8000 (замеров/с)*8 (бит градаций)=64000 Кбит/с.
Какой будет код скремблера при входном сигнале 0110000000001?
При кодировке Вi-3, Вi-5 код скремблера имеет вид: Bi=AiÅBi-3ÅBi-5
В1=А1=0;
В2=А2=1;
В3=А3=1;
В4=А4+В1=0Å0=0;
В5=А5+В2=0Å1=1;
В6=А6+В3+В1=0Å1Å0=1;
В7=А7+В4+В2=0Å0Å1=1;
В8=А8+В5+В3=0Å1Å1=0;
В9=А9+В6+В4=0Å1Å0=1;
В10=А10+В7+В5=0Å1Å1=0;
В11=А11+В8+В6=0Å0Å1=1;
В12=А12+В9+В7=0Å1Å1=0;
В13=А13+В10+В8=1Å0Å0=1.
Bi Ai
0= 0110000000001;
01= 0110000000001;
011= 0110000000001;
0110= 0110000000001;
01101= 0110000000001;
011011= 0110000000001;
0110111= 0110000000001;
01101110= 0110000000001;
011011101= 0110000000001;
0110111010= 0110000000001;
01101110101= 0110000000001;
011011101010= 0110000000001;
0110111010101= 0110000000001.
Bi=0110111010101.
В чем заключается разница сетей с коммутацией каналов и коммутацией пакетов?
Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.
Коммутации каналов хорошо коммутируют потоки данных постоянной интенсивности.
Коммутация пакетов позволяет эффективно передавать неравномерный, пульсирующий компьютерный трафик. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами.
Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который при коммутации каналов не эффективно использует линии связи, при коммутации пакетов равномерно загружаются каналы связи между коммутаторами.
Определить ошибочный бит в кодовой последовательности 1100101 при образующем полиноме циклического кода 1011.
1100101 ç1011
1011 1110
1111
1011
1000
1011
111
111- В кодовой последовательности обнаружена ошибка, остаток не нулевой.
Для исправления ошибки кодовая последовательность побитно сдвигается влево, производится сложение по модулю 2.
1001011 /1011
1011 101
1001
1011
101 - В остатке много единиц.
0010111 ç1011
1011 001
00001
- В кодовой последовательности в остатке большинство нулей и одна единица. Заменим в коде на ноль 0010110.
Сдвигая полученный результат в обратной последовательности, получим исправленный код.
0010110 – 0001011 - 1000101
Проверим полученный результат, в итоге должны получить нулевой остаток.
1000101ç1011
1011 1011
1110
1011
1011
1011
0000
Исправленная кодовая последовательность 1000101.
Что такое домен коллизий?
В технологии Ethernet, независимо от применяемого стандарта физического уровня, существует понятие домен коллизий. Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть, построенная на концентраторах и повторителях, всегда образует одни домен коллизий. В то время как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий, не передавая в другие свои узлы коллизию, отсекают участки, где произошла коллизия от других узлов.
Почему минимальный размер кадра Ethernet равен 64 байт?
В связи с тем, что для кадров Ethernet на канальном уровне не предусмотрена повторная передача, одной из самых неприятных считается ситуация, когда станция узнает о столкновении после того, как кадр ею уже передан в канал. Для того, чтобы этого не произошло, она должна узнать о конфликте до того, как передаст кадр в канал. Дольше всего передающая станция узнает о столкновении, произошедшем около наиболее удаленной станции. Минимальная длина кадра Ethernet (МАС-уровне 512 бит, 64 байта, на физическом уровне 576 бит, 72 байта) была выбрана именно для предотвращения таких ситуаций. При скорости 10 Мбит/с для передачи в канал МАС-кадра требуется 51,2 мкс. Этого времени должно быть достаточно для того, чтобы первый бит передаваемого кадра дошел до самой удаленной станции и, в случае столкновения около нее, сигнал столкновения должен дойти за это же время до передатчика. Скорость распространения сигнала в Ethernet должна быть не менее 0,77с (230м/мкс).
При повышении качества физического канала эта скорость может быть увеличена. За 51 мкс сигнал может распространиться на расстояние 11730 м. Максимальное расстояние между станциями могло бы быть около 5,5 км, если бы при передаче сигналов не было других задержек. Однако дополнительные задержки возникают на сетевой плате (кодирование, тракт приемопередатчика), на повторителях. Поэтому на распространение сигнала остается меньше времени (примерно, половина времени передачи кадра). Поэтому максимальное расстояние между станциями в 10 Base5 принимается равным 2500 м.
Формат кадров LLC, основные поля, их назначение.
Подуровень LLC обеспечивает интерфейс протокола Ethernet с протоколами вышележащих уровней, например, с IP или IPX. Кадр LLC, вкладывается в кадр MAC, и позволяет за счет полей DSAP и SSAP идентифицировать адрес сервисов назначения и источника соответственно. Например, при вложении в кадр LLC пакета IPX, значения как DSAP, так и SSAP должны быть равны Е0. Поле управления кадра LLC позволяет реализовать процедуры обмена данными трех типов.
Процедура типа 1 определяет обмен данными без предварительного установления соединения и без повторной передачи кадров в случае обнаружения ошибочной ситуации, то есть является процедурой дейтаграммного типа. Именно этот тип процедуры и используется во всех практических реализациях Ethernet. Поле управления для этого типа процедур имеет значение 03, что определяет все кадры как ненумерованные.
Процедура типа 2 определяет режим обмена с установлением соединений, нумерацией кадров, управлением потоком кадров и повторной передачей ошибочных кадров. В этом режиме протокол LLC аналогичен протоколу HDLC. В локальных сетях Ethernet этот режим используется редко.
Процедура типа 3 определяет режим передачи данных без установления соединения, но с получением подтверждения о доставке информационного кадра адресату. Только после этого может быть отправлен следующий информационный кадр.
По своему назначению все кадры уровня LLC подразделяются на три типа – информационные, управляющие и ненумерованные. Информационные кадры предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения. Управляющие кадры предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков. Ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения передачу информации, а в процедурах с установлением логического соединения установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках.
Все типы кадров уровня LLC имеют единый формат:
Кадр LLC обрамляется двумя однобайтовыми полями "Флаг", имеющими значение 01111110. Флаги используются на МАС уровне для определения границ кадра LLC. Кадр LLC содержит поле данных и заголовок, который состоит из трех полей:
адрес точки входа службы назначения
адрес точки входа службы источника
управляющее поле.
Поле данных кадра LLC предназначено для передачи по сети пакетов протоколов вышележащих уровней – сетевых протоколов. Поле данных может отсутствовать.
Адресные поля DSAP и SSAP занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра.
С помощью управляющих кадров регулируется поток данных, поступающих от узлов сети, размер кадра (1 или 2 байта).
Формат кадра Ethernet. Назначение полей. Адресация в среде Ethernet.
В связи с длительной историей развития технологии Ethernet на практике используются 4 различных форматов кадров. Приведем один из форматов представленный как фирменный консорциумом трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году – кадр 802.3/LLC. Заголовок кадра состоит из 8 полей: поля преамбулы, начальный определитель, адрес назначения, адрес источника, длина, поле данных, поле заполнения, поле контрольной суммы.
поле преамбулы – состоит из семи синхронизирующих байт 10101010, соответственно предназначено для синхронизации источника и приемника.
начальный ограничитель кадра состоит из одного байта следующего за полем преамбулы, предназначено для указания, что следующий байт – это первый байт заголовка кадра.
адрес назначения может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Содержит адрес приемника кадра.
адрес источника это 2 или 6 байтовое поле, содержащее адрес узла – отправителя кадра.
длина – 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре.
поле данных может содержать от 0 до 1500 байт.
поле заполнения – предназначено для заполнения недостающих байт, которые обеспечат минимальную длину 46 байт. Что обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Может отсутствовать.
поле контрольной суммы состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму.
Адресация в данном формате такова – первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным, а если 1, то это групповой адрес. Групповой адрес может предназначаться всем узлам сети или же определенной группе узлов сети. Если адрес состоит из всех единиц, то он предназначен всем узлам сети и называется широковещательным адресом. В остальных случаях групповой адрес связан только с теми узлами, которые сконфигурированы как члены группы, номер, который указан в групповом адресе. Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса – центральный или локальный. Если бит равен 0, то адрес назначен централизованно, и распределен между производителями оборудования так называемые организационно уникальные идентификаторы. Этот идентификатор помещается в 3 старших байта адреса. За уникальность младших 3 байт адреса отвечает производитель оборудования.
При каких ошибках концентратор Ethernet отключает порт?
Основной причиной отключения порта в стандартах Ethernet интенсивность прохождения через порт кадров, имеющих ошибки, превышает заданный порог, то порт отключается, а затем при отсутствии ошибок в течение заданного времени, включается снова. Такими ошибками могут быть: неверная длина кадра, неоформленный заголовок кадра.
Множественные коллизии. Если концентратор фиксирует, что источником коллизии был один и тот же порт 60 раз подряд, то порт отключается. Через некоторое время порт будет вновь включен.
Затянувшаяся передача. Как и сетевой адаптер, концентратор контролирует время прохождения одного кадра через порт. Если это время превышает время передачи кадра максимальной длины в 3 раза, то порт отключается.
За счет чего увеличена скорость передачи данных в технологии Fast Ethernet?
Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Для повышения скорости были уменьшены расстояния между узлами необходимые для выявления коллизий.
Почему минимальный размер кадра в технологии Gigabit Ethernet увеличен до значения 512 бит?
Для расширения максимального диаметра сети Gigabit Ethernet в полудуплексном режиме до 200 м разработчики технологии предприняли меры, основывающиеся на известном соотношении времени передачи кадра минимальной длины и временем двойного оборота.
Для чего нужны автопереговоры в технологии Fast Ethernet?
В сети Fast Ethernet автопереговоры позволяют двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбирать наиболее выгодный режим работы.
Формат кадра Fast Ethernet.
Формат кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'а. На рисунке приведен формат МАС-кадра Ethernet, а также временные параметры его передачи по сети для скорости 10 Мб/с и для скорости 100 Мб/с. В качестве указания свободного канала в технологии Fast Ethernet используется служебные символы Idle, вместо отсутствия сигнала как это было в предыдущих версиях. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т. Между символами JK и Т располагаются поля преамбулы, SFD, DA, SA, L, данные, CRC.
Как мост строит свою внутреннюю таблицу?
Мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом пост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением – порт моста не имеет собственного МАС-адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост не знает о том, компьютеры с каким МАС-адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей маршрутизации или фильтрации. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни – при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Это дает возможность автоматически реагировать на перемещения компьютера из сегмента в сегмент – при его отключении от старого сегмента запись о его принадлежности к нему со временем вычеркивается из адресной таблицы. После включения этого компьютера в работу в другом сегменте его кадры начнут попадать в буфер моста через другой порт, и в адресной таблице появится новая запись, соответствующая текущему состоянию сети. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность поправлять работу моста, если это необходимо.
В случае если адрес назначения занесен в таблицу, мост определяет, на какой порт сегмента передать кадр, на остальные порты кадр не передается. Если же оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто удаляется из буфера и работа моста с ним заканчивается. Такая операция называется фильтрацией.
|
Номер записи |
Адрес узла назначения |
Адрес узла отправления |
Номер порта. |
Содержит ли таблица маршрутизации записи обо всех сетях составной сети?
Таблица маршрутизации содержит информацию об адресе сети назначения, сетевом адресе следующего маршрутизатора, сетевой адрес выходного порта и расстояние до узла. Поэтому обо всех сетях составной сети содержать информацию не может.
Сколько уровней имеет стек протоколов TCP/IP? Соответствие стека TCP/IP и модели OSI.
В стеке TCP/IP определены 4 уровня.
прикладной уровень. Объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям.
основной (транспортный) уровень. Обеспечивает доставку данных к месту назначения в том виде, в котором были переданы.
уровень межсетевого взаимодействия. Реализует концепцию передачи пакетов без установления соединения.
уровень сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей.
Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровня модели OSI достаточно условно. В отличие от модели OSI стек TCP/IP имеет 4 уровня, а не 7 как в OSI. В уровнях TCP/IP объединяется по несколько уровней модели OSI.
Как производится инкапсуляция пакета данных при передачи из одной сети (подсети) в другую.
Инкапсуляция – способ упаковки данных формата одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или ТСР-сегмента в IP-пакет. Согласно словарю иностранных слов термин "инкапсуляция" означает "образование капсулы вокруг чужих для организма веществ (инородных тел, паразитов и т.д.)". В рамках межсетевого обмена понятие инкапсуляции имеет немного более глубокий смысл. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет действительно о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции ТСР и IP, помещение ТСР-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая "нарезка" пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP. Механизм инкапсуляции подразумевает применение специального протокола. С использованием этого протокола инкапсуляции, две удаленных подсети организовывают между собой сеанс связи. После формирования сеанса связи, все данные, предназначенные для передачи между удаленными сетями, шифруются, инкапсулируются в поля данных протокола подсети и передаются. В подсети, получающей пакет, данные выделяются из поля данных, расшифровываются и передаются конкретному адресату.
Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве IP-адреса конечного узла сети, подключенной к Интернету? Для синтаксически правильных адресов определите их класс.
127.0.0.1
201.13.123.245
226.4.37.105
103.24.254.0
10.234.17.25
154.12.255.255
13.13.13.13
204.0.3.1
193.256.1.16
194.87.45.0
195.34.116.255
161.23.45.305
Все адреса являются синтаксически правильными, но в протоколе IP существует несколько соглашений об интерпретации IP-адресов. Первый октет равный 127 зарезервирован, он используется для тестирования сети, поэтому в качестве адреса конечного узла использоваться не может и имеет название loopbacr. Так же зарезервированными являются адреса, состоящие из одних 0 – означает адрес узла, который сгенерировал этот пакет, 1 – пакет рассылается всем узлам сети, в которой сгенерирован. Адреса, у которых в поле номера сети стоят только нули по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, который отправил пакет. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. В том случае, когда все двоичные разряд равны 1, пакеты с таким адресом рассылаются всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Такие адреса являются зарезервированными, и использоваться в качестве адреса конечного узла не может.
Определившись с зарезервированными адресами можно определить адреса, которые не могут быть использованы в качестве адреса конечного узла. Это:
127.0.0.1 – loopbacr.
154.12.255.255 – широковещательное сообщение. Класс В.
195.34.116.255 – широковещательное сообщение. Класс С.
Адреса, которые можно использовать для адреса конечного узла.
10.234.17.25 – класс А
193.256.1.16 – класс С
201.13.123.245 – класс С
226.4.37.105 – класс D
194.87.45.0 – класс С
13.13.13.13 – класс А
204.0.3.1 – класс С
103.24.254.0 – класс А
l) 161.23.45.305 – класс В
IP-адрес узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски 255.255.255.240. Определить номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?
Номером подсети является адрес 198.65.12.240. Максимальное число узлов в подсети 14.
Почему даже в тех случаях, когда используются маски, IP-пакете маска не передается?
Для адресации IP пакетов, не предусмотрена передача маски. Поэтому из IP адреса пришедшего пакета невозможно выяснить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла. Если маски во всех подсетях имеют один размер, то это не создает проблем. Если же для образования подсетей применяют маски переменной длины, то маршрутизатор должен каким-то образом узнавать, каким адресам сетей какие маски соответствуют. Для этого используются протоколы маршрутизации, переносящие между маршрутизаторами не только служебную информацию об адресах сетей, но и о масках, соответствующих этим номерам.
Какие метрики расстояния могут быть использованы в алгоритмах сбора маршрутной информации?
дистанционно-векторный алгоритм ( Distance Vector Algorithms, DVA), измеряется в хопах.
алгоритм состояния связей (Link State Algorithms, LSA), измеряется в тиках (ticks).
В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных ему сетей. Под расстоянием обычно понимается число промежуточных маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти прежде, чем попадет в соответствующую сеть. Может использоваться и другая метрика, учитывающая не только число перевалочных пунктов, но и время прохождения пакетов по связи между соседними маршрутизаторами. Получив вектор от соседнего маршрутизатора, каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены к его портам) или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов, а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы. Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети, а располагают только обобщенной информацией – вектором дистанций, к тому же полученной через посредников. Работа маршрутизатора в соответствии с дистанционно-векторным протоколом напоминает работу моста, так как точной топологической картины сети такой маршрутизатор не имеет. Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP. Основываясь на протоколе RIP, был разработан целый ряд модернизированных протоколов, таки или иначе избавляяющих от недостатков и ограничений протокола RIP.
При работе над протоколом IGRP фирма Cisco Systems ставила перед собой ряд задач. Создаваемый протокол должен был обеспечить стабильную и эффективную маршрутизацию (без возникновения маршрутных петель) в больших сетях, быструю реакцию на изменения сетевой топологии, автоматическую адаптацию к загрузке канала связи и частоте появления в нем ошибок. При этом протокол не должен сильно загружать процессоры маршрутизаторов и занимать большую полосу пропускания сети.
В начале 90-х годов фирма Cisco Systems представила усовершенствованный протокол IGRP (Enhanced IGRP - EIGRP), в котором попыталась объединить преимущества протоколов маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state) и протоколов маршрутизации на основе длины векторов (distance-vector). Протокол EIGRP основан на алгоритме обновления Diffusing-Update Algorithm (DUAL), определяющем процедуру принятия решений при вычислении всех маршрутов. Используя метрики, DUAL выбирает наиболее эффективные и свободные от петель пути и вносит их в таблицу маршрутов в качестве наилучших и возможных запасных. Если основной маршрут становится недоступным, то задействуется запасной. Это позволяет избежать повторного выполнения алгоритма в случае отказа какой-либо линии связи и уменьшить время сходимости. Для выявления соседей протокол EIGRP использует короткие сообщения "Hello". Пока маршрутизатор получает такие сообщения от соседних маршрутизаторов, он "считает", что они работают и могут передавать информацию о маршрутах. Применяя протокол Reliable Transport Protocol, EIGRP обеспечивает гарантированную доставку сообщений об обновлениях маршрутов, не "полагаясь" при этом на широковещательную передачу.
Алгоритмы состояния связей обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа связей сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. Широковещательная рассылка используется здесь только при изменениях состояния связей, что происходит в надежных сетях не так часто. Для того, чтобы понять, в каком состоянии находится линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Этот трафик также широковещательный, но он циркулирует только между соседями и поэтому не так засоряет сеть. Протоколом, основанным на алгоритме состояния связей, в стеке TCP/IP является протокол OSPF.
Протокол Open Shortest Path First (OSPF) был создан Инженерной проблемной группой Internet (Internet Engineering Task Force - IETF) в конце 80-х годов, когда стало очевидным, что RIP не способен обслуживать большие неоднородные сети. Этот открытый стандартный протокол поддерживают все основные производители маршрутизаторов. Он является классическим протоколом маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state), но обеспечивает маршрутизацию только трафика IP.
Протокол OSPF требует, чтобы сеть имела иерархическую конфигурацию, т. е. чтобы различные области маршрутизации соединялись через центральную магистраль. Причем единственный путь из одной области в другую должен вести через магистраль. Для увеличения эффективности маршрутизации магистраль может быть физически разрывной. В этом случае связность магистрали обеспечивается посредством организации виртуальных соединений между магистральными маршрутизаторами, которые предназначены для подключения немагистральных областей и функционируют (при работе с виртуальными соединениями) таким образом, как-будто между ними установлены непосредственные физические соединения.
В OSPF сообщения о состоянии каналов (Link-State Advertisement - LSA) рассылаются всем маршрутизаторам данной области. Это отличает протокол OSPF от протоколов маршрутизации на основе длины векторов, например таких, как RIP или IGRP. Последние рассылают таблицы маршрутов только своим соседям. В сообщениях LSA передаются информация об используемой метрике, адреса интерфейсов и другие данные. Находящаяся на каждом маршрутизаторе топологическая база данных содержит всю информацию, получаемую из сообщений LSA, и дает общую картину сети. Следует отметить, что топологические базы данных всех маршрутизаторов одной и той же области одинаковы.
Какие элементы сети могут выполнять фрагментацию?
Мосты и коммутаторы не могут выполнять фрагментации. Фрагментацию могут выполнять маршрутизаторы. Маршрутизатор представляет собой сложное многофункциональное устройство, в задачи которого входит: построение таблицы маршрутизации, определение на ее основе маршрута, буферизация, фрагментация и фильтрация поступающих пакетов, поддержка сетевых интерфейсов. Функции маршрутизаторов могут выполнять как специализированные устройства, так и универсальные компьютеры с соответствующим программным обеспечением. Фрагментация также может производиться компьютером источником непосредственно перед передачей в сеть.
Список литературы.
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001. – 672с: ил.
Интернет ресурсы.
www.referatmix.ru
В чем отличие логической структуризации сети от физической?
Отличия физической структуризации от логической определяются способом разделения сети на сегменты. Физическая структуризация повышает надежность сети, позволяет увеличить расстояние между узлами, но сеть остается однородной, данные распространяются во все участки сети, не зависимо от того находится «адресат» в отдельно взятом участке или нет. Физическая структуризация сети реализуется при помощи концентраторов и повторителей.
Решить проблему оптимизации трафика сети, помогает логическая структуризация. При помощи мостов, коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов, происходит логическое разделение сети на участки, передавая информацию только той части сети, которой адресована информация.
Вывод: физическая структуризация снимает ограничения на длину сети, количество узлов, увеличивает надежность сети. Логическая разгружает трафик сети, разделяя ее на отдельные сегменты, определяемые адресами приемника и передатчика.
Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые сигналы?
Аналоговый сигнал не передается по цифровым линиям связи, в силу своей непрерывности значений, промежуточная аппаратура для такого сигнала лишь усиливает аналоговый сигнал. Для передачи цифрового сигнала на большие расстояния используется аппаратура восстановления формы сигнала и ресинхронизации – «повторитель». Зачастую в такой аппаратуре используется восстановление фронтов, что отрицательно скажется на сигнале, не имеющем четко выраженных состояний, и приведет к искажению формы аналогового сигнала, превратив его в хаотичный набор нулей и единиц.
Почему пропускная способность элементарного канала цифровых телефонных сетей выбрана равной 64 Кбит/с?
В аналоговой телефонии для передачи голоса используется диапазон от 300 до 3400 Гц, который достаточно качественно передает все основные гармоники собеседников. Для передачи звука по цифровому каналу используется ИКМ преобразование с частотой квантования по теореме Котельникова в два раза больше максимальной частоты сигнала 3400*2=6800 Гц, в действительности с целью повышения качества связи частота взята с запасом в 1200 Гц, в итоге получается 8000 Гц. В методе ИКМ обычно используется 8 бит кода для замера амплитуды одного замера, что соответствует 256 градациям звукового сигнала. Простое произведение частоты дискретизации на код представления амплитуды одного замера, показывает какая пропускная способность необходима для передачи сигнала 8000 (замеров/с)*8 (бит градаций)=64000 Кбит/с.
Какой будет код скремблера при входном сигнале 0110000000001?
При кодировке Вi-3, Вi-5 код скремблера имеет вид: Bi=AiÅBi-3ÅBi-5
В1=А1=0;
В2=А2=1;
В3=А3=1;
В4=А4+В1=0Å0=0;
В5=А5+В2=0Å1=1;
В6=А6+В3+В1=0Å1Å0=1;
В7=А7+В4+В2=0Å0Å1=1;
В8=А8+В5+В3=0Å1Å1=0;
В9=А9+В6+В4=0Å1Å0=1;
В10=А10+В7+В5=0Å1Å1=0;
В11=А11+В8+В6=0Å0Å1=1;
В12=А12+В9+В7=0Å1Å1=0;
В13=А13+В10+В8=1Å0Å0=1.
BiAi
0= 0110000000001;
01= 0110000000001;
011= 0110000000001;
0110= 0110000000001;
01101= 0110000000001;
011011= 0110000000001;
0110111= 0110000000001;
01101110= 0110000000001;
011011101= 0110000000001;
0110111010= 0110000000001;
01101110101= 0110000000001;
011011101010= 0110000000001;
0110111010101= 0110000000001.
Bi=0110111010101.
В чем заключается разница сетей с коммутацией каналов и коммутацией пакетов?
Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.
Коммутации каналов хорошо коммутируют потоки данных постоянной интенсивности.
Коммутация пакетов позволяет эффективно передавать неравномерный, пульсирующий компьютерный трафик. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами.
Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который при коммутации каналов не эффективно использует линии связи, при коммутации пакетов равномерно загружаются каналы связи между коммутаторами.
Определить ошибочный бит в кодовой последовательности 1100101 при образующем полиноме циклического кода 1011.
1100101 ç1011
1011 1110
1111
1011
1000
1011
111
111- В кодовой последовательности обнаружена ошибка, остаток не нулевой.
Для исправления ошибки кодовая последовательность побитно сдвигается влево, производится сложение по модулю 2.
1001011 /1011
1011 101
1001
1011
101 — В остатке много единиц.
0010111 ç1011
1011 001
00001
— В кодовой последовательности в остатке большинство нулей и одна единица. Заменим в коде на ноль 0010110.
Сдвигая полученный результат в обратной последовательности, получим исправленный код.
0010110 – 0001011 — 1000101
Проверим полученный результат, в итоге должны получить нулевой остаток.
1000101ç1011
1011 1011
1110
1011
1011
1011
0000
Исправленная кодовая последовательность 1000101.
Что такое домен коллизий?
В технологии Ethernet, независимо от применяемого стандарта физического уровня, существует понятие домен коллизий. Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть, построенная на концентраторах и повторителях, всегда образует одни домен коллизий. В то время как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий, не передавая в другие свои узлы коллизию, отсекают участки, где произошла коллизия от других узлов.
Почему минимальный размер кадра Ethernet равен 64 байт?
В связи с тем, что для кадров Ethernet на канальном уровне не предусмотрена повторная передача, одной из самых неприятных считается ситуация, когда станция узнает о столкновении после того, как кадр ею уже передан в канал. Для того, чтобы этого не произошло, она должна узнать о конфликте до того, как передаст кадр в канал. Дольше всего передающая станция узнает о столкновении, произошедшем около наиболее удаленной станции. Минимальная длина кадра Ethernet (МАС-уровне 512 бит, 64 байта, на физическом уровне 576 бит, 72 байта) была выбрана именно для предотвращения таких ситуаций. При скорости 10 Мбит/с для передачи в канал МАС-кадра требуется 51,2 мкс. Этого времени должно быть достаточно для того, чтобы первый бит передаваемого кадра дошел до самой удаленной станции и, в случае столкновения около нее, сигнал столкновения должен дойти за это же время до передатчика. Скорость распространения сигнала в Ethernet должна быть не менее 0,77с (230м/мкс).
При повышении качества физического канала эта скорость может быть увеличена. За 51 мкс сигнал может распространиться на расстояние 11730 м. Максимальное расстояние между станциями могло бы быть около 5,5 км, если бы при передаче сигналов не было других задержек. Однако дополнительные задержки возникают на сетевой плате (кодирование, тракт приемопередатчика), на повторителях. Поэтому на распространение сигнала остается меньше времени (примерно, половина времени передачи кадра). Поэтому максимальное расстояние между станциями в 10 Base5 принимается равным 2500 м.
Формат кадров LLC , основные поля, их назначение.
Подуровень LLC обеспечивает интерфейс протокола Ethernet с протоколами вышележащих уровней, например, с IP или IPX. Кадр LLC, вкладывается в кадр MAC, и позволяет за счет полей DSAP и SSAP идентифицировать адрес сервисов назначения и источника соответственно. Например, при вложении в кадр LLC пакета IPX, значения как DSAP, так и SSAP должны быть равны Е0. Поле управления кадра LLC позволяет реализовать процедуры обмена данными трех типов.
Процедура типа 1 определяет обмен данными без предварительного установления соединения и без повторной передачи кадров в случае обнаружения ошибочной ситуации, то есть является процедурой дейтаграммного типа. Именно этот тип процедуры и используется во всех практических реализациях Ethernet. Поле управления для этого типа процедур имеет значение 03, что определяет все кадры как ненумерованные.
Процедура типа 2 определяет режим обмена с установлением соединений, нумерацией кадров, управлением потоком кадров и повторной передачей ошибочных кадров. В этом режиме протокол LLC аналогичен протоколу HDLC. В локальных сетях Ethernet этот режим используется редко.
Процедура типа 3 определяет режим передачи данных без установления соединения, но с получением подтверждения о доставке информационного кадра адресату. Только после этого может быть отправлен следующий информационный кадр.
По своему назначению все кадры уровня LLC подразделяются на три типа – информационные, управляющие и ненумерованные. Информационные кадры предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения. Управляющие кадры предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков. Ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения передачу информации, а в процедурах с установлением логического соединения установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках.
Все типы кадров уровня LLC имеют единый формат:
Кадр LLC обрамляется двумя однобайтовыми полями «Флаг», имеющими значение 01111110. Флаги используются на МАС уровне для определения границ кадра LLC. Кадр LLC содержит поле данных и заголовок, который состоит из трех полей:
адрес точки входа службы назначения
адрес точки входа службы источника
управляющее поле.
Поле данных кадра LLC предназначено для передачи по сети пакетов протоколов вышележащих уровней – сетевых протоколов. Поле данных может отсутствовать.
Адресные поля DSAP и SSAP занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра.
С помощью управляющих кадров регулируется поток данных, поступающих от узлов сети, размер кадра (1 или 2 байта).
Формат кадра Ethernet . Назначение полей. Адресация в среде Ethernet .
В связи с длительной историей развития технологии Ethernet на практике используются 4 различных форматов кадров. Приведем один из форматов представленный как фирменный консорциумом трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году – кадр 802.3/LLC. Заголовок кадра состоит из 8 полей: поля преамбулы, начальный определитель, адрес назначения, адрес источника, длина, поле данных, поле заполнения, поле контрольной суммы.
поле преамбулы – состоит из семи синхронизирующих байт 10101010, соответственно предназначено для синхронизации источника и приемника.
начальный ограничитель кадра состоит из одного байта следующего за полем преамбулы, предназначено для указания, что следующий байт – это первый байт заголовка кадра.
адрес назначения может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Содержит адрес приемника кадра.
адрес источника это 2 или 6 байтовое поле, содержащее адрес узла – отправителя кадра.
длина – 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре.
поле данных может содержать от 0 до 1500 байт.
поле заполнения – предназначено для заполнения недостающих байт, которые обеспечат минимальную длину 46 байт. Что обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Может отсутствовать.
поле контрольной суммы состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму.
Адресация в данном формате такова – первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным, а если 1, то это групповой адрес. Групповой адрес может предназначаться всем узлам сети или же определенной группе узлов сети. Если адрес состоит из всех единиц, то он предназначен всем узлам сети и называется широковещательным адресом. В остальных случаях групповой адрес связан только с теми узлами, которые сконфигурированы как члены группы, номер, который указан в групповом адресе. Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса – центральный или локальный. Если бит равен 0, то адрес назначен централизованно, и распределен между производителями оборудования так называемые организационно уникальные идентификаторы. Этот идентификатор помещается в 3 старших байта адреса. За уникальность младших 3 байт адреса отвечает производитель оборудования.
При каких ошибках концентратор Ethernet отключает порт?
Основной причиной отключения порта в стандартах Ethernet интенсивность прохождения через порт кадров, имеющих ошибки, превышает заданный порог, то порт отключается, а затем при отсутствии ошибок в течение заданного времени, включается снова. Такими ошибками могут быть: неверная длина кадра, неоформленный заголовок кадра.
Множественные коллизии. Если концентратор фиксирует, что источником коллизии был один и тот же порт 60 раз подряд, то порт отключается. Через некоторое время порт будет вновь включен.
Затянувшаяся передача. Как и сетевой адаптер, концентратор контролирует время прохождения одного кадра через порт. Если это время превышает время передачи кадра максимальной длины в 3 раза, то порт отключается.
За счет чего увеличена скорость передачи данных в технологии Fast Ethernet ?
Все отличия технологии FastEthernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Для повышения скорости были уменьшены расстояния между узлами необходимые для выявления коллизий.
Почему минимальный размер кадра в технологии Gigabit Ethernet увеличен до значения 512 бит?
Для расширения максимального диаметра сети GigabitEthernet в полудуплексном режиме до 200 м разработчики технологии предприняли меры, основывающиеся на известном соотношении времени передачи кадра минимальной длины и временем двойного оборота.
Для чего нужны автопереговоры в технологии Fast Ethernet ?
В сети FastEthernet автопереговоры позволяют двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбирать наиболее выгодный режим работы.
Формат кадра Fast Ethernet.
Формат кадров технологии FastEthernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'а. На рисунке приведен формат МАС-кадра Ethernet, а также временные параметры его передачи по сети для скорости 10 Мб/с и для скорости 100 Мб/с. В качестве указания свободного канала в технологии FastEthernet используется служебные символы Idle, вместо отсутствия сигнала как это было в предыдущих версиях. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов StartDelimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т. Между символами JK и Т располагаются поля преамбулы, SFD, DA, SA, L, данные, CRC.
Как мост строит свою внутреннюю таблицу?
Мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом пост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением – порт моста не имеет собственного МАС-адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост не знает о том, компьютеры с каким МАС-адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей маршрутизации или фильтрации. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни – при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Это дает возможность автоматически реагировать на перемещения компьютера из сегмента в сегмент – при его отключении от старого сегмента запись о его принадлежности к нему со временем вычеркивается из адресной таблицы. После включения этого компьютера в работу в другом сегменте его кадры начнут попадать в буфер моста через другой порт, и в адресной таблице появится новая запись, соответствующая текущему состоянию сети. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность поправлять работу моста, если это необходимо.
В случае если адрес назначения занесен в таблицу, мост определяет, на какой порт сегмента передать кадр, на остальные порты кадр не передается. Если же оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто удаляется из буфера и работа моста с ним заканчивается. Такая операция называется фильтрацией.
| Номер записи | Адрес узла назначения | Адрес узла отправления | Номер порта. |
Содержит ли таблица маршрутизации записи обо всех сетях составной сети?
Таблица маршрутизации содержит информацию об адресе сети назначения, сетевом адресе следующего маршрутизатора, сетевой адрес выходного порта и расстояние до узла. Поэтому обо всех сетях составной сети содержать информацию не может.
Сколько уровней имеет стек протоколов TCP / IP ? Соответствие стека TCP / IP и модели OSI .
В стеке TCP/IP определены 4 уровня.
прикладной уровень. Объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям.
основной (транспортный) уровень. Обеспечивает доставку данных к месту назначения в том виде, в котором были переданы.
уровень межсетевого взаимодействия. Реализует концепцию передачи пакетов без установления соединения.
уровень сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей.
Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровня модели OSI достаточно условно. В отличие от модели OSI стек TCP/IP имеет 4 уровня, а не 7 как в OSI. В уровнях TCP/IP объединяется по несколько уровней модели OSI.
Как производится инкапсуляция пакета данных при передачи из одной сети (подсети) в другую.
Инкапсуляция – способ упаковки данных формата одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или ТСР-сегмента в IP-пакет. Согласно словарю иностранных слов термин «инкапсуляция» означает «образование капсулы вокруг чужих для организма веществ (инородных тел, паразитов и т.д.)». В рамках межсетевого обмена понятие инкапсуляции имеет немного более глубокий смысл. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет действительно о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции ТСР и IP, помещение ТСР-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая «нарезка» пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP. Механизм инкапсуляции подразумевает применение специального протокола. С использованием этого протокола инкапсуляции, две удаленных подсети организовывают между собой сеанс связи. После формирования сеанса связи, все данные, предназначенные для передачи между удаленными сетями, шифруются, инкапсулируются в поля данных протокола подсети и передаются. В подсети, получающей пакет, данные выделяются из поля данных, расшифровываются и передаются конкретному адресату.
Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве IP -адреса конечного узла сети, подключенной к Интернету? Для синтаксически правильных адресов определите их класс.
127.0.0.1
201.13.123.245
226.4.37.105
103.24.254.0
10.234.17.25
154.12.255.255
13.13.13.13
204.0.3.1
193.256.1.16
194.87.45.0
195.34.116.255
161.23.45.305
Все адреса являются синтаксически правильными, но в протоколе IP существует несколько соглашений об интерпретации IP-адресов. Первый октет равный 127 зарезервирован, он используется для тестирования сети, поэтому в качестве адреса конечного узла использоваться не может и имеет название loopbacr. Так же зарезервированными являются адреса, состоящие из одних 0 – означает адрес узла, который сгенерировал этот пакет, 1 – пакет рассылается всем узлам сети, в которой сгенерирован. Адреса, у которых в поле номера сети стоят только нули по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, который отправил пакет. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. В том случае, когда все двоичные разряд равны 1, пакеты с таким адресом рассылаются всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Такие адреса являются зарезервированными, и использоваться в качестве адреса конечного узла не может.
Определившись с зарезервированными адресами можно определить адреса, которые не могут быть использованы в качестве адреса конечного узла. Это:
127.0.0.1 – loopbacr.
154.12.255.255 – широковещательное сообщение. Класс В.
195.34.116.255 – широковещательное сообщение. Класс С.
Адреса, которые можно использовать для адреса конечного узла.
10.234.17.25 – класс А
193.256.1.16 – класс С
201.13.123.245 – класс С
226.4.37.105 – класс D
194.87.45.0 – класс С
13.13.13.13 – класс А
204.0.3.1 – класс С
103.24.254.0 – класс А
l) 161.23.45.305 – класс В
IP-адрес узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски 255.255.255.240. Определить номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?
Номером подсети является адрес 198.65.12.240. Максимальное число узлов в подсети 14.
Почему даже в тех случаях, когда используются маски, IP -пакете маска не передается?
Для адресации IP пакетов, не предусмотрена передача маски. Поэтому из IP адреса пришедшего пакета невозможно выяснить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла. Если маски во всех подсетях имеют один размер, то это не создает проблем. Если же для образования подсетей применяют маски переменной длины, то маршрутизатор должен каким-то образом узнавать, каким адресам сетей какие маски соответствуют. Для этого используются протоколы маршрутизации, переносящие между маршрутизаторами не только служебную информацию об адресах сетей, но и о масках, соответствующих этим номерам.
Какие метрики расстояния могут быть использованы в алгоритмах сбора маршрутной информации?
дистанционно-векторный алгоритм ( DistanceVectorAlgorithms, DVA), измеряется в хопах.
алгоритм состояния связей (LinkStateAlgorithms, LSA), измеряется в тиках (ticks).
В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных ему сетей. Под расстоянием обычно понимается число промежуточных маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти прежде, чем попадет в соответствующую сеть. Может использоваться и другая метрика, учитывающая не только число перевалочных пунктов, но и время прохождения пакетов по связи между соседними маршрутизаторами. Получив вектор от соседнего маршрутизатора, каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены к его портам) или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов, а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы. Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети, а располагают только обобщенной информацией – вектором дистанций, к тому же полученной через посредников. Работа маршрутизатора в соответствии с дистанционно-векторным протоколом напоминает работу моста, так как точной топологической картины сети такой маршрутизатор не имеет. Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP. Основываясь на протоколе RIP, был разработан целый ряд модернизированных протоколов, таки или иначе избавляяющих от недостатков и ограничений протокола RIP.
При работе над протоколом IGRP фирма Cisco Systems ставила перед собой ряд задач. Создаваемый протокол должен был обеспечить стабильную и эффективную маршрутизацию (без возникновения маршрутных петель) в больших сетях, быструю реакцию на изменения сетевой топологии, автоматическую адаптацию к загрузке канала связи и частоте появления в нем ошибок. При этом протокол не должен сильно загружать процессоры маршрутизаторов и занимать большую полосу пропускания сети.
В начале 90-х годов фирма Cisco Systems представила усовершенствованный протокол IGRP (Enhanced IGRP — EIGRP), в котором попыталась объединить преимущества протоколов маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state) и протоколов маршрутизации на основе длины векторов (distance-vector). Протокол EIGRP основан на алгоритме обновления Diffusing-Update Algorithm (DUAL), определяющем процедуру принятия решений при вычислении всех маршрутов. Используя метрики, DUAL выбирает наиболее эффективные и свободные от петель пути и вносит их в таблицу маршрутов в качестве наилучших и возможных запасных. Если основной маршрут становится недоступным, то задействуется запасной. Это позволяет избежать повторного выполнения алгоритма в случае отказа какой-либо линии связи и уменьшить время сходимости. Для выявления соседей протокол EIGRP использует короткие сообщения «Hello». Пока маршрутизатор получает такие сообщения от соседних маршрутизаторов, он «считает», что они работают и могут передавать информацию о маршрутах. Применяя протокол Reliable Transport Protocol, EIGRP обеспечивает гарантированную доставку сообщений об обновлениях маршрутов, не «полагаясь» при этом на широковещательную передачу.
Алгоритмы состояния связей обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа связей сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. Широковещательная рассылка используется здесь только при изменениях состояния связей, что происходит в надежных сетях не так часто. Для того, чтобы понять, в каком состоянии находится линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Этот трафик также широковещательный, но он циркулирует только между соседями и поэтому не так засоряет сеть. Протоколом, основанным на алгоритме состояния связей, в стеке TCP/IP является протокол OSPF.
Протокол Open Shortest Path First (OSPF) был создан Инженерной проблемной группой Internet (Internet Engineering Task Force — IETF) в конце 80-х годов, когда стало очевидным, что RIP не способен обслуживать большие неоднородные сети. Этот открытый стандартный протокол поддерживают все основные производители маршрутизаторов. Он является классическим протоколом маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state), но обеспечивает маршрутизацию только трафика IP.
Протокол OSPF требует, чтобы сеть имела иерархическую конфигурацию, т. е. чтобы различные области маршрутизации соединялись через центральную магистраль. Причем единственный путь из одной области в другую должен вести через магистраль. Для увеличения эффективности маршрутизации магистраль может быть физически разрывной. В этом случае связность магистрали обеспечивается посредством организации виртуальных соединений между магистральными маршрутизаторами, которые предназначены для подключения немагистральных областей и функционируют (при работе с виртуальными соединениями) таким образом, как-будто между ними установлены непосредственные физические соединения.
В OSPF сообщения о состоянии каналов (Link-State Advertisement — LSA) рассылаются всем маршрутизаторам данной области. Это отличает протокол OSPF от протоколов маршрутизации на основе длины векторов, например таких, как RIP или IGRP. Последние рассылают таблицы маршрутов только своим соседям. В сообщениях LSA передаются информация об используемой метрике, адреса интерфейсов и другие данные. Находящаяся на каждом маршрутизаторе топологическая база данных содержит всю информацию, получаемую из сообщений LSA, и дает общую картину сети. Следует отметить, что топологические базы данных всех маршрутизаторов одной и той же области одинаковы.
Какие элементы сети могут выполнять фрагментацию?
Мосты и коммутаторы не могут выполнять фрагментации. Фрагментацию могут выполнять маршрутизаторы. Маршрутизатор представляет собой сложное многофункциональное устройство, в задачи которого входит: построение таблицы маршрутизации, определение на ее основе маршрута, буферизация, фрагментация и фильтрация поступающих пакетов, поддержка сетевых интерфейсов. Функции маршрутизаторов могут выполнять как специализированные устройства, так и универсальные компьютеры с соответствующим программным обеспечением. Фрагментация также может производиться компьютером источником непосредственно перед передачей в сеть.
Список литературы.
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001. – 672с: ил.
Интернет ресурсы.
www.ronl.ru
Информационные сети
В чем отличие логической структуризации сети от физической?
Отличия физической структуризации от логической определяются способом разделения сети на сегменты. Физическая структуризация повышает надежность сети, позволяет увеличить расстояние между узлами, но сеть остается однородной, данные распространяются во все участки сети, не зависимо от того находится "адресат" в отдельно взятом участке или нет. Физическая структуризация сети реализуется при помощи концентраторов и повторителей.
Решить проблему оптимизации трафика сети, помогает логическая структуризация. При помощи мостов, коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов, происходит логическое разделение сети на участки, передавая информацию только той части сети, которой адресована информация.
Вывод: физическая структуризация снимает ограничения на длину сети, количество узлов, увеличивает надежность сети. Логическая разгружает трафик сети, разделяя ее на отдельные сегменты, определяемые адресами приемника и передатчика.
Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые сигналы?
Аналоговый сигнал не передается по цифровым линиям связи, в силу своей непрерывности значений, промежуточная аппаратура для такого сигнала лишь усиливает аналоговый сигнал. Для передачи цифрового сигнала на большие расстояния используется аппаратура восстановления формы сигнала и ресинхронизации – "повторитель". Зачастую в такой аппаратуре используется восстановление фронтов, что отрицательно скажется на сигнале, не имеющем четко выраженных состояний, и приведет к искажению формы аналогового сигнала, превратив его в хаотичный набор нулей и единиц.
Почему пропускная способность элементарного канала цифровых телефонных сетей выбрана равной 64 Кбит/с?
В аналоговой телефонии для передачи голоса используется диапазон от 300 до 3400 Гц, который достаточно качественно передает все основные гармоники собеседников. Для передачи звука по цифровому каналу используется ИКМ преобразование с частотой квантования по теореме Котельникова в два раза больше максимальной частоты сигнала 3400*2=6800 Гц, в действительности с целью повышения качества связи частота взята с запасом в 1200 Гц, в итоге получается 8000 Гц. В методе ИКМ обычно используется 8 бит кода для замера амплитуды одного замера, что соответствует 256 градациям звукового сигнала. Простое произведение частоты дискретизации на код представления амплитуды одного замера, показывает какая пропускная способность необходима для передачи сигнала 8000 (замеров/с)*8 (бит градаций)=64000 Кбит/с.
Какой будет код скремблера при входном сигнале 0110000000001?
При кодировке Вi-3, Вi-5 код скремблера имеет вид: Bi=AiBi-3Bi-5
В1=А1=0;
В2=А2=1;
В3=А3=1;
В4=А4+В1=00=0;
В5=А5+В2=01=1;
В6=А6+В3+В1=010=1;
В7=А7+В4+В2=001=1;
В8=А8+В5+В3=011=0;
В9=А9+В6+В4=010=1;
В10=А10+В7+В5=011=0;
В11=А11+В8+В6=001=1;
В12=А12+В9+В7=011=0;
В13=А13+В10+В8=100=1.
Bi Ai
0= 0110000000001;
01= 0110000000001;
011= 0110000000001;
0110= 0110000000001;
01101= 0110000000001;
011011= 0110000000001;
0110111= 0110000000001;
01101110= 0110000000001;
011011101= 0110000000001;
0110111010= 0110000000001;
01101110101= 0110000000001;
011011101010= 0110000000001;
0110111010101= 0110000000001.
Bi=0110111010101.
В чем заключается разница сетей с коммутацией каналов и коммутацией пакетов?
Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.
Коммутации каналов хорошо коммутируют потоки данных постоянной интенсивности.
Коммутация пакетов позволяет эффективно передавать неравномерный, пульсирующий компьютерный трафик. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами.
Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который при коммутации каналов не эффективно использует линии связи, при коммутации пакетов равномерно загружаются каналы связи между коммутаторами.
Определить ошибочный бит в кодовой последовательности 1100101 при образующем полиноме циклического кода 1011.
1100101 1011
1011 1110
1111
1011
1000
1011
111
111- В кодовой последовательности обнаружена ошибка, остаток не нулевой.
Для исправления ошибки кодовая последовательность побитно сдвигается влево, производится сложение по модулю 2.
1001011 /1011
1011 101
1001
1011
101 - В остатке много единиц.
0010111 1011
1011 001
00001
- В кодовой последовательности в остатке большинство нулей и одна единица. Заменим в коде на ноль 0010110.
Сдвигая полученный результат в обратной последовательности, получим исправленный код.
0010110 – 0001011 - 1000101
Проверим полученный результат, в итоге должны получить нулевой остаток.
10001011011
1011 1011
1110
1011
1011
1011
0000
Исправленная кодовая последовательность 1000101.
Что такое домен коллизий?
В технологии Ethernet, независимо от применяемого стандарта физического уровня, существует понятие домен коллизий. Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть, построенная на концентраторах и повторителях, всегда образует одни домен коллизий. В то время как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий, не передавая в другие свои узлы коллизию, отсекают участки, где произошла коллизия от других узлов.
Почему минимальный размер кадра Ethernet равен 64 байт?
В связи с тем, что для кадров Ethernet на канальном уровне не предусмотрена повторная передача, одной из самых неприятных считается ситуация, когда станция узнает о столкновении после того, как кадр ею уже передан в канал. Для того, чтобы этого не произошло, она должна узнать о конфликте до того, как передаст кадр в канал. Дольше всего передающая станция узнает о столкновении, произошедшем около наиболее удаленной станции. Минимальная длина кадра Ethernet (МАС-уровне 512 бит, 64 байта, на физическом уровне 576 бит, 72 байта) была выбрана именно для предотвращения таких ситуаций. При скорости 10 Мбит/с для передачи в канал МАС-кадра требуется 51,2 мкс. Этого времени должно быть достаточно для того, чтобы первый бит передаваемого кадра дошел до самой удаленной станции и, в случае столкновения около нее, сигнал столкновения должен дойти за это же время до передатчика. Скорость распространения сигнала в Ethernet должна быть не менее 0,77с (230м/мкс).
При повышении качества физического канала эта скорость может быть увеличена. За 51 мкс сигнал может распространиться на расстояние 11730 м. Максимальное расстояние между станциями могло бы быть около 5,5 км, если бы при передаче сигналов не было других задержек. Однако дополнительные задержки возникают на сетевой плате (кодирование, тракт приемопередатчика), на повторителях. Поэтому на распространение сигнала остается меньше времени (примерно, половина времени передачи кадра). Поэтому максимальное расстояние между станциями в 10 Base5 принимается равным 2500 м.
Формат кадров LLC, основные поля, их назначение.
Подуровень LLC обеспечивает интерфейс протокола Ethernet с протоколами вышележащих уровней, например, с IP или IPX. Кадр LLC, вкладывается в кадр MAC, и позволяет за счет полей DSAP и SSAP идентифицировать адрес сервисов назначения и источника соответственно. Например, при вложении в кадр LLC пакета IPX, значения как DSAP, так и SSAP должны быть равны Е0. Поле управления кадра LLC позволяет реализовать процедуры обмена данными трех типов.
Процедура типа 1 определяет обмен данными без предварительного установления соединения и без повторной передачи кадров в случае обнаружения ошибочной ситуации, то есть является процедурой дейтаграммного типа. Именно этот тип процедуры и используется во всех практических реализациях Ethernet. Поле управления для этого типа процедур имеет значение 03, что определяет все кадры как ненумерованные.
Процедура типа 2 определяет режим обмена с установлением соединений, нумерацией кадров, управлением потоком кадров и повторной передачей ошибочных кадров. В этом режиме протокол LLC аналогичен протоколу HDLC. В локальных сетях Ethernet этот режим используется редко.
Процедура типа 3 определяет режим передачи данных без установления соединения, но с получением подтверждения о доставке информационного кадра адресату. Только после этого может быть отправлен следующий информационный кадр.
По своему назначению все кадры уровня LLC подразделяются на три типа – информационные, управляющие и ненумерованные. Информационные кадры предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения. Управляющие кадры предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков. Ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения передачу информации, а в процедурах с установлением логического соединения установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках.
Все типы кадров уровня LLC имеют единый формат:
Кадр LLC обрамляется двумя однобайтовыми полями "Флаг", имеющими значение 01111110. Флаги используются на МАС уровне для определения границ кадра LLC. Кадр LLC содержит поле данных и заголовок, который состоит из трех полей:
адрес точки входа службы назначения
адрес точки входа службы источника
управляющее поле.
Поле данных кадра LLC предназначено для передачи по сети пакетов протоколов вышележащих уровней – сетевых протоколов. Поле данных может отсутствовать.
Адресные поля DSAP и SSAP занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра.
С помощью управляющих кадров регулируется поток данных, поступающих от узлов сети, размер кадра (1 или 2 байта).
Формат кадра Ethernet. Назначение полей. Адресация в среде Ethernet.
В связи с длительной историей развития технологии Ethernet на практике используются 4 различных форматов кадров. Приведем один из форматов представленный как фирменный консорциумом трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году – кадр 802.3/LLC. Заголовок кадра состоит из 8 полей: поля преамбулы, начальный определитель, адрес назначения, адрес источника, длина, поле данных, поле заполнения, поле контрольной суммы.
поле преамбулы – состоит из семи синхронизирующих байт 10101010, соответственно предназначено для синхронизации источника и приемника.
начальный ограничитель кадра состоит из одного байта следующего за полем преамбулы, предназначено для указания, что следующий байт – это первый байт заголовка кадра.
адрес назначения может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Содержит адрес приемника кадра.
адрес источника это 2 или 6 байтовое поле, содержащее адрес узла – отправителя кадра.
длина – 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре.
поле данных может содержать от 0 до 1500 байт.
поле заполнения – предназначено для заполнения недостающих байт, которые обеспечат минимальную длину 46 байт. Что обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Может отсутствовать.
поле контрольной суммы состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму.
Адресация в данном формате такова – первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным, а если 1, то это групповой адрес. Групповой адрес может предназначаться всем узлам сети или же определенной группе узлов сети. Если адрес состоит из всех единиц, то он предназначен всем узлам сети и называется широковещательным адресом. В остальных случаях групповой адрес связан только с теми узлами, которые сконфигурированы как члены группы, номер, который указан в групповом адресе. Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса – центральный или локальный. Если бит равен 0, то адрес назначен централизованно, и распределен между производителями оборудования так называемые организационно уникальные идентификаторы. Этот идентификатор помещается в 3 старших байта адреса. За уникальность младших 3 байт адреса отвечает производитель оборудования.
При каких ошибках концентратор Ethernet отключает порт?
Основной причиной отключения порта в стандартах Ethernet интенсивность прохождения через порт кадров, имеющих ошибки, превышает заданный порог, то порт отключается, а затем при отсутствии ошибок в течение заданного времени, включается снова. Такими ошибками могут быть: неверная длина кадра, неоформленный заголовок кадра.
Множественные коллизии. Если концентратор фиксирует, что источником коллизии был один и тот же порт 60 раз подряд, то порт отключается. Через некоторое время порт будет вновь включен.
Затянувшаяся передача. Как и сетевой адаптер, концентратор контролирует время прохождения одного кадра через порт. Если это время превышает время передачи кадра максимальной длины в 3 раза, то порт отключается.
За счет чего увеличена скорость передачи данных в технологии Fast Ethernet?
Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Для повышения скорости были уменьшены расстояния между узлами необходимые для выявления коллизий.
Почему минимальный размер кадра в технологии Gigabit Ethernet увеличен до значения 512 бит?
Для расширения максимального диаметра сети Gigabit Ethernet в полудуплексном режиме до 200 м разработчики технологии предприняли меры, основывающиеся на известном соотношении времени передачи кадра минимальной длины и временем двойного оборота.
Для чего нужны автопереговоры в технологии Fast Ethernet?
В сети Fast Ethernet автопереговоры позволяют двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбирать наиболее выгодный режим работы.
Формат кадра Fast Ethernet.
Формат кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'а. На рисунке приведен формат МАС-кадра Ethernet, а также временные параметры его передачи по сети для скорости 10 Мб/с и для скорости 100 Мб/с. В качестве указания свободного канала в технологии Fast Ethernet используется служебные символы Idle, вместо отсутствия сигнала как это было в предыдущих версиях. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т. Между символами JK и Т располагаются поля преамбулы, SFD, DA, SA, L, данные, CRC.
Как мост строит свою внутреннюю таблицу?
Мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом пост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением – порт моста не имеет собственного МАС-адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост не знает о том, компьютеры с каким МАС-адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей маршрутизации или фильтрации. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни – при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Это дает возможность автоматически реагировать на перемещения компьютера из сегмента в сегмент – при его отключении от старого сегмента запись о его принадлежности к нему со временем вычеркивается из адресной таблицы. После включения этого компьютера в работу в другом сегменте его кадры начнут попадать в буфер моста через другой порт, и в адресной таблице появится новая запись, соответствующая текущему состоянию сети. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность поправлять работу моста, если это необходимо.
В случае если адрес назначения занесен в таблицу, мост определяет, на какой порт сегмента передать кадр, на остальные порты кадр не передается. Если же оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто удаляется из буфера и работа моста с ним заканчивается. Такая операция называется фильтрацией.
| Номер записи | Адрес узла назначения | Адрес узла отправления | Номер порта. |
Содержит ли таблица маршрутизации записи обо всех сетях составной сети?
Таблица маршрутизации содержит информацию об адресе сети назначения, сетевом адресе следующего маршрутизатора, сетевой адрес выходного порта и расстояние до узла. Поэтому обо всех сетях составной сети содержать информацию не может.
Сколько уровней имеет стек протоколов TCP/IP? Соответствие стека TCP/IP и модели OSI.
В стеке TCP/IP определены 4 уровня.
прикладной уровень. Объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям.
основной (транспортный) уровень. Обеспечивает доставку данных к месту назначения в том виде, в котором были переданы.
уровень межсетевого взаимодействия. Реализует концепцию передачи пакетов без установления соединения.
уровень сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей.
Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровня модели OSI достаточно условно. В отличие от модели OSI стек TCP/IP имеет 4 уровня, а не 7 как в OSI. В уровнях TCP/IP объединяется по несколько уровней модели OSI.
Как производится инкапсуляция пакета данных при передачи из одной сети (подсети) в другую.
Инкапсуляция – способ упаковки данных формата одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или ТСР-сегмента в IP-пакет. Согласно словарю иностранных слов термин "инкапсуляция" означает "образование капсулы вокруг чужих для организма веществ (инородных тел, паразитов и т.д.)". В рамках межсетевого обмена понятие инкапсуляции имеет немного более глубокий смысл. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет действительно о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции ТСР и IP, помещение ТСР-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая "нарезка" пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP. Механизм инкапсуляции подразумевает применение специального протокола. С использованием этого протокола инкапсуляции, две удаленных подсети организовывают между собой сеанс связи. После формирования сеанса связи, все данные, предназначенные для передачи между удаленными сетями, шифруются, инкапсулируются в поля данных протокола подсети и передаются. В подсети, получающей пакет, данные выделяются из поля данных, расшифровываются и передаются конкретному адресату.
Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве IP-адреса конечного узла сети, подключенной к Интернету? Для синтаксически правильных адресов определите их класс.
127.0.0.1
201.13.123.245
226.4.37.105
103.24.254.0
10.234.17.25
154.12.255.255
13.13.13.13
204.0.3.1
193.256.1.16
194.87.45.0
195.34.116.255
161.23.45.305
Все адреса являются синтаксически правильными, но в протоколе IP существует несколько соглашений об интерпретации IP-адресов. Первый октет равный 127 зарезервирован, он используется для тестирования сети, поэтому в качестве адреса конечного узла использоваться не может и имеет название loopbacr. Так же зарезервированными являются адреса, состоящие из одних 0 – означает адрес узла, который сгенерировал этот пакет, 1 – пакет рассылается всем узлам сети, в которой сгенерирован. Адреса, у которых в поле номера сети стоят только нули по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, который отправил пакет. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. В том случае, когда все двоичные разряд равны 1, пакеты с таким адресом рассылаются всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Такие адреса являются зарезервированными, и использоваться в качестве адреса конечного узла не может.
Определившись с зарезервированными адресами можно определить адреса, которые не могут быть использованы в качестве адреса конечного узла. Это:
127.0.0.1 – loopbacr.
154.12.255.255 – широковещательное сообщение. Класс В.
195.34.116.255 – широковещательное сообщение. Класс С.
Адреса, которые можно использовать для адреса конечного узла.
10.234.17.25 – класс А
193.256.1.16 – класс С
201.13.123.245 – класс С
226.4.37.105 – класс D
194.87.45.0 – класс С
13.13.13.13 – класс А
204.0.3.1 – класс С
103.24.254.0 – класс А
l) 161.23.45.305 – класс В
IP-адрес узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски 255.255.255.240. Определить номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?
Номером подсети является адрес 198.65.12.240. Максимальное число узлов в подсети 14.
Почему даже в тех случаях, когда используются маски, IP-пакете маска не передается?
Для адресации IP пакетов, не предусмотрена передача маски. Поэтому из IP адреса пришедшего пакета невозможно выяснить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла. Если маски во всех подсетях имеют один размер, то это не создает проблем. Если же для образования подсетей применяют маски переменной длины, то маршрутизатор должен каким-то образом узнавать, каким адресам сетей какие маски соответствуют. Для этого используются протоколы маршрутизации, переносящие между маршрутизаторами не только служебную информацию об адресах сетей, но и о масках, соответствующих этим номерам.
Какие метрики расстояния могут быть использованы в алгоритмах сбора маршрутной информации?
дистанционно-векторный алгоритм ( Distance Vector Algorithms, DVA), измеряется в хопах.
алгоритм состояния связей (Link State Algorithms, LSA), измеряется в тиках (ticks).
В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных ему сетей. Под расстоянием обычно понимается число промежуточных маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти прежде, чем попадет в соответствующую сеть. Может использоваться и другая метрика, учитывающая не только число перевалочных пунктов, но и время прохождения пакетов по связи между соседними маршрутизаторами. Получив вектор от соседнего маршрутизатора, каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены к его портам) или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов, а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы. Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети, а располагают только обобщенной информацией – вектором дистанций, к тому же полученной через посредников. Работа маршрутизатора в соответствии с дистанционно-векторным протоколом напоминает работу моста, так как точной топологической картины сети такой маршрутизатор не имеет. Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP. Основываясь на протоколе RIP, был разработан целый ряд модернизированных протоколов, таки или иначе избавляяющих от недостатков и ограничений протокола RIP.
При работе над протоколом IGRP фирма Cisco Systems ставила перед собой ряд задач. Создаваемый протокол должен был обеспечить стабильную и эффективную маршрутизацию (без возникновения маршрутных петель) в больших сетях, быструю реакцию на изменения сетевой топологии, автоматическую адаптацию к загрузке канала связи и частоте появления в нем ошибок. При этом протокол не должен сильно загружать процессоры маршрутизаторов и занимать большую полосу пропускания сети.
В начале 90-х годов фирма Cisco Systems представила усовершенствованный протокол IGRP (Enhanced IGRP - EIGRP), в котором попыталась объединить преимущества протоколов маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state) и протоколов маршрутизации на основе длины векторов (distance-vector). Протокол EIGRP основан на алгоритме обновления Diffusing-Update Algorithm (DUAL), определяющем процедуру принятия решений при вычислении всех маршрутов. Используя метрики, DUAL выбирает наиболее эффективные и свободные от петель пути и вносит их в таблицу маршрутов в качестве наилучших и возможных запасных. Если основной маршрут становится недоступным, то задействуется запасной. Это позволяет избежать повторного выполнения алгоритма в случае отказа какой-либо линии связи и уменьшить время сходимости. Для выявления соседей протокол EIGRP использует короткие сообщения "Hello". Пока маршрутизатор получает такие сообщения от соседних маршрутизаторов, он "считает", что они работают и могут передавать информацию о маршрутах. Применяя протокол Reliable Transport Protocol, EIGRP обеспечивает гарантированную доставку сообщений об обновлениях маршрутов, не "полагаясь" при этом на широковещательную передачу.
Алгоритмы состояния связей обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа связей сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. Широковещательная рассылка используется здесь только при изменениях состояния связей, что происходит в надежных сетях не так часто. Для того, чтобы понять, в каком состоянии находится линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Этот трафик также широковещательный, но он циркулирует только между соседями и поэтому не так засоряет сеть. Протоколом, основанным на алгоритме состояния связей, в стеке TCP/IP является протокол OSPF.
Протокол Open Shortest Path First (OSPF) был создан Инженерной проблемной группой Internet (Internet Engineering Task Force - IETF) в конце 80-х годов, когда стало очевидным, что RIP не способен обслуживать большие неоднородные сети. Этот открытый стандартный протокол поддерживают все основные производители маршрутизаторов. Он является классическим протоколом маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state), но обеспечивает маршрутизацию только трафика IP.
Протокол OSPF требует, чтобы сеть имела иерархическую конфигурацию, т. е. чтобы различные области маршрутизации соединялись через центральную магистраль. Причем единственный путь из одной области в другую должен вести через магистраль. Для увеличения эффективности маршрутизации магистраль может быть физически разрывной. В этом случае связность магистрали обеспечивается посредством организации виртуальных соединений между магистральными маршрутизаторами, которые предназначены для подключения немагистральных областей и функционируют (при работе с виртуальными соединениями) таким образом, как-будто между ними установлены непосредственные физические соединения.
В OSPF сообщения о состоянии каналов (Link-State Advertisement - LSA) рассылаются всем маршрутизаторам данной области. Это отличает протокол OSPF от протоколов маршрутизации на основе длины векторов, например таких, как RIP или IGRP. Последние рассылают таблицы маршрутов только своим соседям. В сообщениях LSA передаются информация об используемой метрике, адреса интерфейсов и другие данные. Находящаяся на каждом маршрутизаторе топологическая база данных содержит всю информацию, получаемую из сообщений LSA, и дает общую картину сети. Следует отметить, что топологические базы данных всех маршрутизаторов одной и той же области одинаковы.
Какие элементы сети могут выполнять фрагментацию?
Мосты и коммутаторы не могут выполнять фрагментации. Фрагментацию могут выполнять маршрутизаторы. Маршрутизатор представляет собой сложное многофункциональное устройство, в задачи которого входит: построение таблицы маршрутизации, определение на ее основе маршрута, буферизация, фрагментация и фильтрация поступающих пакетов, поддержка сетевых интерфейсов. Функции маршрутизаторов могут выполнять как специализированные устройства, так и универсальные компьютеры с соответствующим программным обеспечением. Фрагментация также может производиться компьютером источником непосредственно перед передачей в сеть.
Список литературы.
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001. – 672с: ил.
Интернет ресурсы.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.cooldoclad.narod.ru/
2 апр. 02 г.
topref.ru
