Вопрос 2.

Характеристики и параметры ЛЭ делятся на статические и динамические. Статические характеристики и параметры соответствуют установившемуся режиму работы ЛЭ, а динамические – переходному режиму работы ЛЭ. Основной статической является передаточная характеристика.

1. Передаточная характеристика Uвых=f(Uвх).

Передаточная характеристика инвертирующего логического элемента, по которой можно определить его статические параметры.

2. Статические параметры ЛЭ:

1. Напряжение питания Uп.

2. Входное и выходное напряжение низкого и высокого уровня U⁰ и U¹.

3. Логический перепад ∆Uл=U¹- U⁰.

4. Среднее пороговое напряжение Uпор = 0,5(Uпор⁰+ Uпор¹).

5. Ток, потребляемый от источника питания Iпот .

6. Входной и выходной токи низкого и высокого уровней Iвх⁰, Iвых⁰, Iвх¹, Iвых¹

7. Средняя потребляемая мощность Pпот ср = 0,5( Pпот⁰ + Рпот¹) (Потребляемая мощность в состоянии логического нуля и логической единицы).

8. Коэффициент разветвления по выходу Kраз равен числу входов ЛЭ, которые можно подключить к выходу данного элемента. Параметр характеризует нагрузочную способность ЛЭ.

9. Напряжение и статические помехи Uпом = min(Uпом⁰,Uпом¹) наибольший уровень статической помехи не нарушающий нормальную работу логического элемента, где Uпом⁰ = Uпор⁰ - U⁰ помехоустойчивость при низком уровне входного сигнала (допустимое включающее помехи), а Uпом¹ = Uпор¹ - U¹ при высоком уровне входного сигнала (допустимая выключающая помеха)

3. Динамические параметры – характеризуют свойства ЛЭ в режиме переключения и определяются путем сравнения по времени входного и выходного сигналов.

1. Время задержки распространения при включении tзд.р^1,0

2. Время задержки распространения при выключении tзд.р^0,1

3. Среднее время задержки распространения tзд.р.ср = 0,5(tзд.р^1,0 + tзд.р^0,1)

На ряду с понятием статической помехоустойчивости используют понятие динамической помехоустойчивости, характеризующее способность ЛЭ противостоять действию импульсных помех, длительность которых соизмерима с временем переключения логических элементов. Чем выше быстродействие ЛЭ, тем ниже его динамическая помехоустойчивость.

4. Характеристика динамической помехоустойчивости – это зависимость допустимой амплитуды импульсной помехи Uдоп от его длительности tпом.

Для сравнительной оценки различных типов ЛЭ, в том числе изготовленных по разным технологиям, используют обобщенный параметр, называемый средней работой переключения

Aср=Pпот.ср *tзд.р.ср, который одновременно учитывает и потребляемую мощность и быстродействие. Чем меньше значение этого параметра, тем совершеннее технология и схемотехника ЛЭ.

37. Системы адресации в стеке тср/ip.

Используются 3 типа адресов: локальные, числовые и символьные.

Первые два типа используются программами и аппаратными средствами. Третий – пользователями.

Локальные адреса – это адреса, которые используются в базовой технологии подсетей для доставки данных в своих пределах. Между локальным и IP адресом нет функциональной связи и зависимости, но соответствие должно быть. Для этих целей применяется протокол ARP. Он нужен для того, чтобы узнать МАС по IP адресу

Маршрутизаторы содержат ARP таблицы – соответствие IP-МАС. Если внешняя станция запрашивает компьютер, для которого нет в таблице соответствия, то формируется ARP запрос на поиск соответствия. Та станция, которая в запросе узнает свой адрес формирует ARP ответ со своим МАС. В это время ожидающий пакет для передачи чаще всего уничтожается. Через некоторое время в эту подсеть опять присылается этот пакет, но к этому времени уже в ARP таблице есть соответствие.

В стеке TCP/IP локальный адрес – это тот, который используется базовой технологией подсети, который служит для доставки данных в своих пределах.

MAC-адрес – это локальный адрес сетевого адаптера.

Между локальным адресом и IP-адресом нет никакой функциональной (алгоритмической) связи, но имеется взаимооднозначное соответствие.

 

Зная IP-адрес можно определить  локальный адрес (используя протокол ARP –address resolution protocol)

Зная локальный адрес можно определить IP-адрес (RARP – reverse ARP)

ARP-протокол формирует ARP-запрос и ARP-адрес, для которого формируетсяIP-адрес, т.е. {собственный IP-адрес, локальный адрес}. Этот запрос отправляется в локальную сеть (отправка широковещательная). И станция, которая узнает свой IP-адрес, формирует ARP-ответ, в котором указывается искомый локальный адрес и вARP-таблице появляется соответствие IP-адреса локальному адресу. В это время IP-пакет уничтожается (очень редко остается в буфере). Сама ARP-таблица появляется в маршрутизаторе, и этот маршрутизатор посылает отправителю сообщение, что пакет уже передан  и посылает он его по протоколу ICPM – Internet Control Message Protocol. С помощью этого же протокола отправитель посылает сообщение, после чего пакет посылается заново. В глобальных сетях предусмотрены ARP сервера, которые решают соответствие IP-адреса локальному адресу.

Символьные имена – есть имена по географическому расположению (.ru), и по организациям (com,org,net). Соответствие между символьными и IP устанавливаетDNS служба. DNS – это служба основана на распределенной базе, отображения типа доменное имя – IP адрес. Данная служба работает по принципу клиент-сервер

 

147.35.27.80

10001101.00100011.00011011.01010000

Адрес подсети: 141.35.0.0

Адрес узла: 0.0.27.80

 

Для каждого домена создается свой ДНС-сервер, в котором хранится отображение типа  (Доменное имя  –  IP-адрес), и для всех узлов, которые находятся на нижележащих уровнях.  Кроме того, создаются ссылки на ДНС-сервера нижележащих уровней.

 

Пользователь может задать адрес + протокол,

например HTTP – hyper text transfer protocol,

В ДНС-службе используется технология бесклассовой междоменной адресации.Технология CIDR – classes Inter-Domain Routing

Основное назначение групповой адресации:

Распространение информации по модели: 1 источник – множество приемников. Для осуществления такой передачи используется протокол IGMP. Класс Е: начинается с комбинации 11110. адреса такого класса зарезервированы.

Содержимое первого байта IP адреса:

Класс А: 0 – 127, Класс В: 128 – 191, класс С: 192 – 223, класс D: 224 – 239, класс Е: 240 – 247.

Классы А, В и С предназначены для однонаправленной адресации, однако каждому классу соответствует свой размер сети. Класс А используется для самых крупных сетей, насчитывающих до 16 777 216 узлов. Класс В – это формат однонаправленной адресации для сетей среднего размера, содержащих до 65 536 узлов. Адреса класса С применяются в небольших сетях с однонаправленными коммуникациями и количеством хостов, не превышающем 254. Адреса класса D не связаны с размером сети, они предназначены лишь для групповых рассылок. Четыре байта адреса используются для указания группы адресов, которым предназначены широковещательные пакеты. Эта группа содержит узлы, являющиеся подписчиками таких пакетов. Адреса класса D выбираются из диапазона значений от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Пятый класс адресов, класс Е, используется для исследовательских задач и в первом байте содержит значения от 240 до 255.

Помимо классов, существуют некоторые IP-адреса специального назначения (например, адрес 255.255.255.255, который представляет собой широковещательный пакет, посылаемый всем узлам сети). Пакеты, имеющие в первом байте значение 127, используются для тестирования сети. Чтобы указать всю сеть, задается только идентификатор сети, а другие байты содержат нули.

Числовые адреса обычно называют IP адресами. Размер 4 байта.

Н-р: 141.35.27.80 (141.35-адрес subnet, 27.80-адрес узла).

Основной вид адресов – это 4х-байтовый адрес, каждый из которых хранится в виде десятичного числа, разделенные точками.      Граница между адресами подсети и узла зависит от класса

Различают следующие классы IP-адресов:

A, B, C, D, У – классовая система адресации.

Адрес класса А

Если 1 бит IP-адреса = 0 -> класс А

0

 Адрес сети                 Адрес узла

                        Граница

0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000

0111 111. 0.0.0 – граница этого класса

            0 – особый адрес, устанавливающий границу класса – нельзя пользоваться

            127 – зарезервирован

В классе А доступно пространство от 1 до 126 включительно.

Это громадные сети, до 2²⁴ = 16,8 млн адресов, поэтому редко встречаются

Адрес класса В

10

Адрес  сети                   Адрес узла

                        Граница

1000 0000. 0000 0000. 0. 0

1011 111. 1111 1111 .0.0 – граница этого класса

128.0.0.0

191.255.0.0 – границы класса

№ сети 2¹⁴ сетей

Узлов 2¹⁶      - средние сети

Адреса класса С

1110

Адрес сети                 адрес узла

2 ²¹ возможностей вариантов подсетей

2⁸ – 256 вариантов узлов

Самые распространенные системы адресации в сетях

Сети небольшие, но имеют широкие возможности

Адреса класса D

1110  0000. 0. 0. 0 – Класс групповых адресов

        |<-   28 бит под адреса различных узлов->

Граница   28 адресов

 

28 бит – это адрес multicast, выделен группе

От  1110 0000. 0. 0. 0 

До  1110 1111. 255. 255. 255

Т.е. от  224.0.0.0 до 239.255.255.255

Имеем 2²⁸ таких адресов

Если в пакете адрес назначения является multicast, то этот пакет должен быть сразу доставлен нескольким узлам, которые и образуют группу с соответствующими адресами.

Основное назначение групповой адресации – это распространение информации по схеме для всей модели: 1 источник – много адресатов (аудио, видео- информация)

Для распространения информации многим адресатам используется IGMP –Internet Group Management Protocol, и маршрутизаторы, которые поддерживают данный протокол доводят информацию до всех узлов. Все станции, желающие подключиться к этому протоколу, информируют источника создания инициатора группы. Модифицируются сами маршрутизаторы и их протоколы.

Адреса класса Е

  1111 0 000. 0 .0 0. 

     Граница

От 240.0.0.0 до 247.255.255.255

Адреса этого класса реально не используются, они все зарезервированы.

А: 0 – 127

В: 128 – 191

С: 192 – 223

D: 224 – 239

Е: 240 – 247

Т.о. 141.35.27.80 – класс В

141.35.0.0 – подсеть

0.0.27.80 – узел 

Адреса класса С

Не все 256 адреса узлов могут быть использованы из комбинации 2⁸ из-за особых IP-адресов.

Особые IP-адреса

[ IP-адрес] = 0 =0.0.0.0 - такой адрес не используется

[ IP-адрес] = 1 =255.255.255.255 – нет соответствующего разделения на адреса сети и узлов, пакет с таким адресом передается всем узлам той же сети, которой принадлежит источник – ограниченная широковещательная передача (в рамках одной подсети)

[Адрес сети] = 0  - адреса такого пакета предполагаемо принадлежат одной и той же сети.

[Адрес узла] = 1 – такой пакет будет передан всем узлам той подсети, адрес которой указан в IP-пакете – широковещательная неограниченная передача

Особый смысл имеет IP-адрес, у которого первой содержимое – 127 –loopback – он используется для передачи данных самому себе, имитируя таким образом работу в сети – используется для тестирования работы всех уровней стека

Некоторые IP-адреса зарезервированы для локального использования, например в класса А: 10.0.0.0

В: 172.16.0.0 – 172.31.0.0 – 16 адресов

С: 192.168.0.0 – 192.168.255.0 – 256 адресов

Система адресации является негибкой системой и для достижения определенной гибкости был предусмотрен механизм масок, который имеет широкое распространение.

Маска – это 4х байтовое число, которое используется в паре с IP-адресом и позволяет гибко устанавливать границу между адресами сетей и узлов.

В тех разрядах, которые относятся к адресу сети, в маске установлена единица (непрерывная последовательность 1) и «налагая» - умножая – IP-адрес на маску из IP-адреса можно извлечь адрес сети.

А:   10.0.0.0 – адрес

     255.0.0.0 – маска

В: 141.35.27.80 - адрес

    255.255.0.0 - маска

С: 192.168.254.1 – адрес

    255.255.255.0 - маска

Пример

      141.35.27.80

           141             35             27                80

IP  1000 1101. 00100011. 0001 1011. 0101 0000

х

М  1111 1111. 1111 1111. 0000 0000. 0000 0000

=  Адрес сети

    1111 1111. 1111 1111. 1111 0000. 0000 0000

        <-Расширенная маска->      Адреса узлов

Размер маски как правило кратен 8, но это не обязательно

141.35.16.0 – адреса сети

0.0.11.80 – адреса узлов

Расширяем маску на 2 бита, остается 2¹⁴ на адреса, минус 2 адреса – точки соединения маршрутизаторов, и еще 2 адреса – особые адреса

IP: 141.35.0.0

    141.35.64.0

   141.35.128.0       + М: 255.255.192.0

  141.35.192.0

Сеть разбита на 4 части

Экономное израсходование адресов используется с использованием масок с переменной длиной

Маска для 2х-точечных соединений:

255.255.255.252 ->оптимальная маска для соединения 2х станций

…………….253 – если без особых адресов, не очень правильно

1 бит (0 и 1) и особый адрес

1…1 . 1…1 . 1…1. 111111 _ _ - адрес сети