10. Коммутируемый Ethernet. Vlan.

VLAN – сегментированные сети, трафик которых (в том числе широковещательный) полностью изолирован от трафика других сегментов.

VLAN позволяют:

• Повысить производительность каждого сегмента сети за счет обработки только домашнего трафика.

• Изолировать сегменты сети друг от друга в целях безопасности и управления правами пользователей.

• Организовать обеспечение QoS на канальном уровне в зависимости от номера VLAN.

• Облегчается перемещение, добавление устройств и изменение их соединений друг с другом.

• Достигается большая степень административного контроля вследствие наличия устройства, осуществляющего между сетями VLAN маршрутизацию на 3-м уровне.

• Уменьшается потребление полосы пропускания по сравнению с ситуацией одного широковещательного домена.

• Сокращается непроизводственное использование CPU за счет сокращения пересылки широковещательных сообщений.

• Предотвращение широковещательных штормов и предотвращение петель.

Способы построения

• Группировка портов – простейший способ: каждому порту коммутатора приписывается номер VLAN, кадры передаются только между портами одной VLAN.

• Плюс: простота реализации

• Минус: подходит только для сетей на одном коммутаторе, так как при переходе к коммутатору более высокого уровня теряется информация о номере VLAN. Решение: коммутатор более низкого уровня целиком принадлежит к одной VLAN.

• Группировка МАС-адресов. Все МАС-адреса распределены между VLAN, таблицы маршрутизации прописываются системным администратором вручную. Подходит для небольших сетей (админа жалко).

• С помощью IP – для маршрутизаторов или коммутаторов с поддержкой сетевого уровня. Нумеруются подсети по IP-адресам. Один из самых распространенных способов. Использование маски позволяет упростить работу системного администратора.

VLAN строятся на коммутаторах (switch), на основе физических LAN. Описан в IEEE 802.1Q.

802.1Q помещает внутрь фрейма тег, который передает информацию о принадлежности трафика к VLAN’у. Размер тега — 4 байта. Он состоит из таких полей:

• Tag Protocol Identifier (TPID) — Идентификатор протокола тегирования. Размер поля — 16 бит. Указывает какой протокол используется для тегирования.

• Priority — приоритет. Размер поля — 3 бита. Используется стандартом IEEE 802.1p для задания приоритета передаваемого трафика.

• Canonical Format Indicator (CFI) — Индикатор канонического формата. Размер поля — 1 бит. Указывает на формат mac адреса. 1 — канонический, 0 — не канонический.

• VLAN Identifier (VID) — идентификатор VLAN’а. Размер поля — 12 бит. Указывает какому VLAN’у принадлежит фрейм. Диапазон возможных значений VID от 0 до 4094.

11. Виды каналов передачи данных. Способы и скорость передачи.

Линия связи - физическая среда распространения информационного сигнала в заданном направлении

Канал связи (КС) - совокупность физической среды (линии связи) и аппаратуры передачи данных (АПД), осуществляющих передачу информации одного пользователя в звене сети передачи данных

• проводные - использующие электрические провода, кабели, световоды

• беспроводные - использующие для передачи сигналов электромагнитные волны, распространяющиеся по эфиру (радиоканалы, инфракрасные каналы)

• аналоговые –передается информация, представленная в непрерывной форме,

• цифровые - передается информация, представленная в виде цифровых (дискретных) сигналов

Пропускная способность КС – это максимально возможная скорость передачи данных по каналу

Характеристики канала связи:

• FКС – полоса пропускания канала,

• HКС – динамический диапазон канала,

• TКС – время, в течение которого канал используется для передачи данных.

Характеристики информационного сигнала:

• FС – ширина спектра частот сигнала,

• HС – динамический диапазон, представляющий собой отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;

• TС – длительность сигнала, то есть время его существования.

• Произведения трех названных параметров определяют, соответственно объем канала связи и объем сигнала :

• VКС = FКС * HКС * TКС – объем канала связи

• VС = FС * HС * TС – объем сигнала

• VКС ≥ VС – необходимое условие неискаженной передачи сигнала

• FКС ≥ FС ,HКС ≥ HС, TКС ≥ TС – достаточные условия неискаженной передачи сигнала

Теорема Шеннона:

C— ёмкость канала в битах в секунду; B — полоса пропускания канала в герцах; S — полная мощность сигнала над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате; N — полная шумовая мощность над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате; S/N— отношение сигнала к шуму(SNR) сигнала к Гауссовскому шуму, выраженное как отношение мощностей.