1. Коммутация каналов, пакетов и адаптивная.

Коммутация – передача инф-ии по одному каналу из нескольких возможных.

1. Коммутация каналов – вид коммутации, при которой между отправ-м и получ-м устанавл-ся физич. соедин-е путём замыкания электрической цепи. После восстанов-я соедин-я стороны могут обмениваться инф-й с фиксир. длиной. Каналы связи, задейс-ые д/соед-я, испол-ся только этими 2 сторонами. «+»: обес-тся гаран-ая пропускная способ-ть «-»: длительное время установления соединения и неэффективное использование каналов связи.

2. Коммутация пакетов – отправ-ль разбивает передов-ую инф-ю на небольш. фрагменты. Кажд. из фрагментов добав-ся заголовок, содерж-й инф-ю необходим-ю д/доставки д-х, и получ-ые пакеты передаются получ-ю. При этом по люб. каналу связи могут по очередно передав-ся пакеты от различных отправ-й к различным получ-ям. Поск-ку пакеты имеют небол. Размер, то получается, что канал связи испол-ся одновременно мн-вом узлов. Она явл-ся наиболее широко распрост-м м-дом передачи инф-и в вычислит.-х ситях. + : нет необходимости устан-я соед-я; простота реализации; высокая эффек-ть исполь-я каналов связи -: нет гарант-ой скорости передачи д-х, поск-ку люб. канал может доновременно испол-ся мн-м сис-м.

3. Адаптивная коммутация – в 1-м физ-м канале передачи д-х, создается неск-ко виртуальных, кажд. из к-рых может обесп-ть то или иное кач-во обслуживания, т. е. наличие или отсутствие гаран-ой пропуск-й способ-ти и задержки. Испол-ся в сетях АТМ. Сочетает + комутиции каналов и пакетов.

2. Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем. Протоколы, стеки протоколов.

1. Физический уровень. На данном уровне основной рассматриваемой единицей передачи информации является бит (bit), передаваемый тем или иным способом. В контексте данного уровня рассматривается среда передачи (например, витая пара, оптоволоконный кабель), протоколы организации передачи (к примеру DSL, протокол работы оптики NRZ). К устройствам, работающим на данном уровне можно отнести регенераторы, репитеры, сетевые адаптеры. Пример протокола данного уровня -G703, описывающий стандарт передачи проводного 2-мегабитного потока.

2. Канальный уровень. Основной рассматриваемой единицей является фрейм(frame).

Фрейм – особым образом сгруппированная группа битов физического уровня, к которому добавляется битовый заголовок, содержащий аппаратные адреса отправителя и получателя, контрольную сумму для определения целостности фрейма и некоторые флаги, управляющие процессом передачи. На данном уровне работает процесс коммутации фреймов. Сам термин коммутация следует понимать как процесс проключения канала от получателя к отправителю. К функциям данного уровня можно отнести также контроль целостности фрейма (защиту от помех и ошибок). Как пример протоколов можно привести протоколы Ethernet (IEEE 802.3), WLAN (IEEE 802.11a/b/g/n).

В принципе, на основании того, с чем (с блоком данных какого уровня) работает протокол, можно всегда уверенно утверждать, к технологии какого уровня(ей) он относится.

Чтобы упростить понимание модели, рассмотрим работу модели на конкретном примере работы сети.

3.Сетевой уровень. Основной рассматриваемой единицей является пакет. Функцией данного уровня является объединение сетей. Под сетью в данном контексте понимается группа устройств - узлов (хостов) сети, которые объединены с помощью единой технологии канального уровня. На данном уровне работает процесс маршрутизации – выбора оптимального маршрута передачи пакета. Пакет представляет собой информационный блок, содержащий информацию вышестоящего уровня в качестве нагрузки, плюс заголовок, содержащий сетевые адреса отправителя и получателя и служебную информацию.

Предыдущие три уровня я всегда рассматриваю как относящие к специфике работы специалиста сетевика. Следующий уровень уже можно рассматривать как стык на котором работают разработчики программ и сетевые специалисты.

4. Транспортный уровень. Протоколы транспортного уровня обеспечивают надежную передачу данных для протоколов более высоких уровней или для приложений. К фунциям уровня относятся обнаружение и исправление ошибок при передаче сообщения, контроль доставки, или восстановление аварийно прерванной связи, фрагментация пакетов с целью оптимизировать доставку сообщений.

Следующие три уровня являются чисто программной надстройкой над транспортной системой и обеспечиваются исключительно программным обеспечением.

5.Сеансовый уровень. Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.

6. Уровень представлений. На данном уровне обеспечивается кодирование исходного сообщения. К примерам можно отнести представление текста в кодировке ASCII или Unicode, сжатие видео MPEG, и т.п.

7.Уровень приложений. Основной задачей данного уровня является организация интерфейса между объектом – отправителем сообщения, представление сообщения в машинно-обрабатываемом виде и передача его на более низкие уровни модели. 

3. Типы сетей Ethernet и их основные характеристики.

Ethernet

Сетевая архитектура (network architecture) © это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.

В конце 60-х годов Гавайский университет разработал глобальную вычислительную сеть (ГВС) под названием ALOHA. Как Вы, вероятно, помните из материала предыдущих занятий, ГВС охватывает большие пространства, чем ЛВС. Универси2тет, располагая обширной территорией, решил объединить в сеть все имеющиеся в его распоряжении компьютеры. Одним из ключевых аспектов созданной сети явилось использование метода доступа CSMA/CD.

Эта сеть и послужила основой для современных сетей Ethernet. В 1972 году Роберт Меткалф и Дэвид Боггс (Исследовательский центр Пало Альто фирмы Xerox) разработали кабельную систему и схему передачи сигналов, а в 1975 году © первый продукт Ethernet. Первоначальная версия Ethernet представляла собой систему со скоростью передачи 2,94 Мбит/с и объединяла более 100 компьютеров с помощью кабеля длиной в 1 км. Сеть Ethernet фирмы Xerox имела такой успех, что компании Xerox, Intel Corporation и Digital Equipment Corporation разработали стандарт для Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с. Сегодня ее рассматривают как спецификацию, описывающую метод кабельного соединения и совместного использования компьютеров и информационных систем.

Спецификация Ethernet выполняет те же функции, что Физический и Канальный уровни модели OSI. Эта разработка лежит в основе спецификации IEEE 802.3.

Основные характеристики

Ethernet - самая популярная в настоящее время сетевая архитектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/с, топологию «шина»©, а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля -© CSMA/CD. Среда (кабель) Ethernet является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Следовательно, она прекратит работу из-за физического повреждения или неправильного подключения терминатора.

4. Протокол ip. Адресация. Классы адресов. Бесклассовая адресация. Специальные адреса.

Протокол сетевого уровня, предназначенный для работы в сетях с коммутацией пакетов со сложной структурой. Задачами протокола являются адресация и фрагментация.

Адресация: для адресации используются 32-х битные числа. Каждый комп должен иметь уникальный IP-адрес. Хост – устройство, реализующие протокол IP. Шлюз — устройство, имеющее интерфейсы в нескольких IP-сетях. IP адрес состоит из номера сети и номера хоста, имеет длину 32 бита.

Классы: В сетях класса А 1 актет (=8 бит) адреса определяет номер сети, следующие 3 актета – номер хоста. Старший бит 1 актета = 0.

В сетях класса В под номер сети отводятся 2 актета, а послед-е 2 номер хоста. Старшие биты 1 актета = 1.0,то есть 1-ый актет может принимать зн-я 128-191. Всего 16000 сетей класса В, каждая из которых может содержать до 65 тысяч хостов.

В сетях класса С под номер сети отводится 3 актета, а послед-й – номер хоста. Старшие биты 1 актета = 1.1.0. значения 192-223.

Сети класса D используются для групповых адресов. Старшие биты 1 актета = 1.1.1.0. значения от 224-239.  Номер хоста не должен состоять из одних 0 или 1. Адрес, в котором номер хоста состоит из одних 0 наз-ся неопределённым, из 1 — широковещательный адрес. Пакет, отправляемый по такому адресу доставляется всем хостам данной сети.

Бесклассовая модель адресации-IP адрес делиться на номер сети , номер хоста, номер подсети.

В сетях класса А и В обычно отводят 1 или 2 октета но в общем случае количество отведенных битов на номер подсети не обязательно должно быть кратно 8. при отправке пакета хост должен иметь возможность определить находиться ли получатель в данной сети или он находиться в другой. Для того чтобы хост мог это сделать он должен знать какая часть его адреса определяет номер подсети а какая часть номера хоста. Для этого вместе с ip адресом указывают маску подсети.172.16.37.10/20

Специальные адреса-Некоторые адреса зарезервированы для специальных целей. Адрес 0.0.0.0 называется неопределенным адресом или маршрутом по умолчанию. Данный адрес может использоваться в хостах в качестве адреса отправителя, если ему не известен его  ip адрес. Адрес у которого все биты в номере хоста равны  0 называется неопределенным адресом для указанной сети или подсети. 172.16.0.0 Если в адресе сети все биты соответствующие номеру сети равны 0 то такой адрес называется адресом для данной сети. 0.0.7.15. Адрес 127.0.0.0 называется  loopback на практике используется адрес 127.0.0.1 пакеты отправленные по этому адресу возвращаются отправителю. Адрес у которого все биты равны 1 называется широковещательным. 255.255.255.255 пакеты отправленные по этому адресу доставляются всем хостам находящимся в тоже сети или подсети что и отправитель.