aaaГОСЫ / Байдар ССПИ

26 Стандарты и сети Х.25, ISDN, FDDI, FR, Ethernet, ATM.

X.25 – стандарт канального уровня. Предназначался для работы в телефонных сетях с высокой частотой ошибок, поэтому имеет развитые механизмы коррекции ошибок.

-ориентирован на работу с установленным соединением

-высокая надежность

Режимы и типы пакетов х.25

1)режим установления соединения

2)режим передачи данных

3)режим ожидания

4)режим разрыва соединения

5)режим презапуска

ISDN

Integrated Services Digital Network – цифровая сеть с интеграцией служб. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными. Основное назначение ISDN — передача данных со скоростью до 64 кбит/с по абонентской проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование.

Выбор 64 кбит/c стандарта определяется следующими соображениями. При полосе частот 4 кГц, согласно теореме Котельникова, частота дискретизации должна быть не ниже 8 кГц. Минимальное число двоичных разрядов для представления результатов стробирования голосового сигнала при условии логарифмического преобразования равно 8. Таким образом, в результате перемножения этих чисел (8 кГц * 8 (число двоичных разрядов) = 64) и получается значение полосы B-канала ISDN, равное 64 кб/с. Базовая конфигурация каналов имеет вид 2 × B + D = 2 × 64 + 16 = 144 кбит/с.

Сеть ISDN состоит из следующих компонентов:

•сетевые терминальные устройства (NT, англ. Network Terminal Devices)

•линейные терминальные устройства (LT, англ. Line Terminal Equipment)

•терминальные адаптеры (TA, англ. Terminal adapters)

•Абонентские терминалы

Абонентские терминалы обеспечивают пользователям доступ к услугам сети. Существует два вида терминалов: TE1 (специализированные ISDN-терминалы), TE2 (неспециализированные терминалы). TE1 обеспечивает прямое подключение к сети ISDN, TE2 требуют использования терминальных адаптеров (TA).

FDDI

Fiber Distributed Data Interface (Волоконно-оптический интерфейс передачи данных)

– стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200 километров. Стандарт основан на протоколе Token Ring. Кроме большой территории, сеть FDDI способна поддерживать несколько тысяч пользователей.

В качестве среды передачи данных в FDDI рекомендуется использовать волоконно-оптический кабель, однако можно использовать и медный кабель, в

таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed Data Interface). В

качестве топологии используется схема двойного кольца, при этом данные в кольцах циркулируют в разных направлениях. Одно кольцо считается основным, по нему передаётся информация в обычном состоянии; второе — вспомогательным, по нему данные передаются в случае обрыва на первом кольце. Для контроля за состоянием кольца используется сетевой маркер, как и в технологии Token Ring.

Поскольку такое дублирование повышает надёжность системы, данный стандарт с успехом применяется в магистральных каналах связи.

FR

Frame relay (ретрансляция кадров) – протокол канального уровня сетевой модели OSI. Служба коммутации пакетов Frame Relay в настоящее время широко распространена во всём мире. Максимальная скорость, допускаемая протоколом FR — 34,368 Мбит/сек (каналы E3). Коммутация: точка-точка.

Frame Relay был создан в начале 1990-х в качестве замены протоколу X.25 для быстрых надёжных каналов связи, технология FR архитектурно основывалась на X.25 и во многом схожа с этим протоколом, однако в отличие от X.25, рассчитанного на линии с достаточно высокой частотой ошибок, FR изначально ориентировался на физические линии с низкой частотой ошибок, и поэтому большая часть механизмов коррекции ошибок X.25 в состав стандарта FR не вошла.

Frame relay обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (Virtual Circuits, VC) в одной линии связи, идентифицируемых в FR-сети по идентификаторам подключения к соединению (DLCI). Вместо средств управления потоком включает функции извещения о перегрузках в сети. Возможно назначение минимальной гарантированной скорости (CIR) для каждого виртуального канала. В основном применяется при построении территориально распределённых корпоративных сетей, а также в составе решений, связанных с обеспечением гарантированной пропускной способности канала передачи данных (VoIP, видеоконференции и т. п.).

{Формат кадра:

Каждый кадр начинается и замыкается «флагом» — последовательностью «01111110». Для предотвращения случайной имитации последовательности «флаг» внутри кадра при его передаче проверяется всё его содержание между двумя флагами и после каждой последовательности, состоящей из пяти идущих подряд бит «1», вставляется бит «0». Эта процедура (bit stuffing) обязательна при формировании любого кадра FR, при приёме эти биты «0» отбрасываются.

FCS (Frame Check Sequence) — проверочная последовательность кадра служит для обнаружения ошибок и формируется аналогично циклическому коду HDLC. Поле данных имеет минимальную длину в 1 октет, максимальную по стандарту Frame Relay Forum — 1600 октетов, однако в реализациях некоторых производителей FR-оборудования допускается превышение максимального размера (до 4096 октетов).

Поле Адрес кадра Frame Relay, кроме собственно адресной информации, содержит также и дополнительные поля управления потоком данных и уведомлений о перегрузке канала.

}

Ethernet

Ethernet – семейство технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей. В узком смысле – сетевой стандарт передачи данных со скоростью 10 Мбит/с, который появился в конце 70-х годов как стандарт трех компаний – Digital, Intel и Xerox. В начале 80-х Ethernet был стандартизован рабочей группой IEEE 802.3, и с тех пор он является международным стандартом. Технология Ethernet была первой технологией, которая предложила использовать разделяемую среду для доступа к сети.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде

— на канальном уровне модели OSI. В Ethernet в качестве метода управления доступом используется CSMA/CD.

Cкорость передачи данных 10 Мбит/с, размер кадра от 64 до 1518 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы. В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт

IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.

Формат кадра:

Преамбула состоит из 7 байт в виде 10101010

Pad – наполнитель. Нужен на тот случай, если поле данных невелико и необходимо довести размер кадра до 64 байт (минимальный размер).

** хз че еще

ATM

Asynchronous Transfer Mode – режим асинхронной передачи. Международый стандарт метода ретрансляции ячеек, при котором различные типы услуг преобразовываются в ячейки фиксированной длины (53 байта). Такой метод позволяет обрабатывать ячейки аппаратным образом, уменьшая тем самым транзитные задержки. Метод АТМ был разработан для того, чтобы в полной мере использовать возможности таких высокоскоростных сред передачи, как каналы типа Е3, SONET, T3. В АТМ-ячейке 5 байт служебной информации. Содержит поля

VPI (Virtual Path Identifier), VCI (Virtual Chanel Identifier), управления и контроля кода заголовка. Поля VPI и VCI используются для указания маршрута движения ячеек. АТМ-сеть – сеть с установление соединений (connection-orieted). Коммутируемые сети.

В технологии АТМ предусмотрен механизм установки соединения между точками, которые будут вести передачу. Недостатки такого метода связанные с накладными расходами на этапе взаимодействия, компенсируются возможностью установки соединения с гарантированной полосой пропускания.

Сеть ATM строится на основе соединенных друг с другом АТМ-коммутаторов. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый в ATM, позволяет:

-Совместно передавать данные с различными классами требований к задержкам в сети, причем по каналам как с высокой, так и с низкой пропускной способностью;

-Работать с постоянными и переменными потоками данных;

-Интегрировать на одном канале любые виды информации;

-Поддерживать соединения типа точка–точка, точка–многоточка и многоточка– многоточка.

Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях.

Для передачи данных от отправителя к получателю в сети ATM создаются виртуальные каналы, VC (англ. Virtual Circuit), которые бывают трёх видов:

-постоянный виртуальный канал, PVC (Permanent Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками и существует в течение длительного времени, даже в отсутствие данных для передачи;

-коммутируемый виртуальный канал, SVC (Switched Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи.

-автоматически настраиваемый постоянный виртуальный канал, SPVC (Soft Permanent Virtual Circuit).

27 Основные функциональные узлы сетей.

Телекоммуникационное оборудование обеспечивает передачу информационных пакетов (кадров) между всеми абонентскими системами сети, и взаимодействуют с другими сетями ЭВМ.

Повторитель (repiter) -- устройство, предназначенное для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Работает на физическом уровне модели OSI.

Концентратор (hub) -- многопортовый повторитель. Осуществляет функции повторителя сигналов на всех отрезках витых пар, подключенных к его портам, так что образуется единая среда передачи данных — логический моноканал (логическая общая шина).

Мост (bridge) -- делит единую среду передачи на части (часто называемые логическими сегментами), передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима, то есть если адрес компьютера назначения принадлежит другому сегменту. Тем самым мост изолирует трафик одного сегмента от трафика другого, повышая общую производительность сети. Работает на канальном уровне.

Коммутатор -- функционально подобен мосту и отличается от моста в основном более высокой производительностью. Каждый интерфейс коммутатора оснащен специализированным процессором, который обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от процессоров других портов. За счет этого общая производительность коммутатора обычно намного выше производительности традиционного моста, имеющего один процессорный блок. Канальный уровень.

Маршрутизатор (router) -- устройство, обеспечивающее цифровой обмен между логическими не связанными локальными сетями ЭВМ. Помимо локализации трафика маршрутизаторы выполняют еще много других полезных функций. Так, маршрутизаторы могут работать в сети с замкнутыми контурами, при этом они обеспечивают выбор наиболее рациональных маршрутов. Другой важной функцией маршрутизаторов является их способность связывать в единую сеть сети, построенные на базе разных сетевых технологий, например Ethernet и АТМ.

Шлюз (gateway) позволяет объединять сети, построенные на существенно разных программных и аппаратных платформах. Например, шлюз может позволить пользователям, работающим в сети Unix, взаимодействовать с пользователями сети Windows. Сетевой уровень.

**Расписать из стр 107-108 Олифера

28 Логическая и физическая структуризация сетей с использованием сетевого оборудования.

Физическая структура определяется электрическими соединениями компьютеров и может быть представлена в виде графа, узлами которого являются компьютеры и коммуникационное оборудование, а ребра соответствуют отрезкам кабеля, связывающим пары узлов.

Логическая структура (см ниже, но и здесь тоже надо) – та, чьи связи представляют собой пути прохождения информационных потоков по сети. Пути образуются настройкой коммуникационного оборудования.

Логическая и физическая структуры могут совпадать. (на рисунке сверху совпадают, снизу нет)

Цель физической структуризации —

обеспечить построение сети не из одного, а из нескольких физических отрезков кабеля. Причем эти различные в физическом отношении отрезки должны были попрежнему работать как единая разделяемая среда.

Основными средствами физической структуризации локальных сетей являются повторители и концентраторы.

Физическая структуризация сети не позволяет справиться с дефицитом пропускной способности, невозможностью использования в разных частях сети линий связи разной пропускной способности.

Локализация трафика – распространение трафика, предназначенного для компьютеров некоторого сегмента сети, только в пределах этого сегмента.

Логическая структуризация сети — это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком.

Логическая структуризация сети проводится путем использования мостов, коммутаторов, маршрутизаторов и шлюзов.

Локализация трафика не только экономит пропускную способность, но и снижает возможность несанкционированного доступа к данным, так как кадры не выходят за пределы своего сегмента и их сложнее перехватить злоумышленнику.

29 Моделирование сетей связи.

модель – некий материальный или математически представляемый объект или явления, заменяющий оригинальный объект или явление, сохраняющий при этом необходимые для данного случая свойства (оригинального объекта)

Подходы моделирования: системный и объект-ориентированный.

Процесс моделирования – получение и обработка информации об объектах, которые взаимодействуют между собой и внешней средой.

Предметная область – мысленно ограниченная область реальной действительности, или область идеальных представлений, подлежащих описанию и моделированию.

Классификация:

1)по принадлежности к материальному уровню (микроуровневые, макроуровеневые, межуровневые модели)

2)по характеру взаимодействия со средой (открытый или закрытый обмен)

3)по характеру отображаемых свойств объекта (структурные функциональные)

4)по способу получения модели (теоретические, эмпирические)

5)по способу представления свойств объекта (алгоритмические, аналитические)

6)по типу уровней (линейные, нелинейные)

7)по отношению к времени (динамические, статические)

30 Система адресации в сетях связи.

По количеству адресуемых интерфейсов адреса делятся на:

-уникальный адрес (unicast) используется для идентификации отдельных интерфейсов;

-групповой адрес (multicast) идентифицирует сразу несколько интерфейсов, поэтому данные, помеченные групповым адресом, доставляются каждому из узлов, входящих в группу;

-данные, направленные по широковещательному адресу (broadcast), должны быть доставлены всем узлам сети;

-в новой версии протокола IPv6 определен адрес произвольной рассылки (anycast), который, так же как и групповой адрес, задает группу адресов, однако данные, посланные по этому адресу, должны быть доставлены не всем адресам данной группы, а любому из них.

Адресное пространство – множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации. Адресное пространство может иметь плоскую организацию или иерархическую организацию.

При плоской организации множество адресов никак не структурировано. При иерархической организации адресное пространство организовано в виде вложенных друг в друга подгрупп, которые, последовательно сужая адресуемую область, в конце концов, определяют отдельный сетевой интерфейс.

IP-адрес – уникальный номер узла в сети TCP/IP. В версии IPv4 представлен 32разрядным числом, как правило, разбитым на четыре 8-разрядные секции (октеты) точками.

Маршрутизаторы знают только, к какой сети принадлежит узел, и используют сведения изтаблиц маршрутизации, чтобы доставить пакет в сеть узла назначения. Как только пакет доставлен в необходимую сеть, он доставляется в соответствующий узел. Для осуществления этого процесса IP-адрес состоит из двух частей. Первая часть IP-адреса обозначает адрес сети, последняя часть – адрес узла.

Основные классы IP-адресов:

-Сети класса A. Маска – 255.0.0.0, имеют значения от 0 до 127 в первом октете.

-Сети класса B. Маска – 255.255.0.0, имеют в первом октете значение от 128 до

191.

-Сети класса С. Маска – 255.255.255.0, имеют в первом октете значение от 192 до

223.

Классы D и E существуют, но обычно не используются конечными пользователями. MAC-адрес (управление доступом к носителю) – уникальный идентификатор, сопоставляемый с различными типами оборудования для компьютерных сетей. Большинство сетевых протоколов канального уровня используют одно из трёх пространств MAC-адресов, управляемых IEEE: MAC-48, EUI-48 и EUI-64. Адреса в каждом из пространств теоретически должны быть глобально уникальными. Не все протоколы используют MAC-адреса, и не все протоколы, использующие MACадреса, нуждаются в подобной уникальности этих адресов. В широковещательных сетях MAC-адрес позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу. Таким образом, MAC-адреса формируют основу сетей на канальном уровне, которую используют протоколы более высокого