Амато В. - Основы организации сетей Cisco. Том 1 (2002)(ru)

Резюме

∙Структура группы протоколов TCP/IP соответствует нижним уровням эталонной модели OSI и имеет следующие компоненты.

-Протоколы, поддерживающие передачу файлов, электронную почту, удаленный вход в систему и другие приложения.

-Надежный и ненадежный транспорт.

-Доставка дейтаграмм без установления соединения на сетевом уровне.

∙Протоколы уровня приложений существуют для передачи файлов, электронной почты и удаленного доступа к системе. На уровне приложений также поддерживается управление сетью.

∙Транспортный уровень выполняет две функции.

-Управление потоком, которое обеспечивается за счет использования механизма скользящих окон.

-Обеспечение надежности, которая достигается благодаря наличию порядковых номеров и подтверждений.

∙Межсетевой уровень протокола TCP/IP соответствует сетевому уровню модели OSI.

∙Протокол ICMP обеспечивает реализацию функций управления и передачи сообщений на сетевом уровне. Этот протокол работает на всех хост-машинах, использующих протокол

TCP/IP.

∙Протокол ARP используется для преобразования или отображения известного IP-адреса на подуровневый МАС-адрес. Это необходимо, чтобы обеспечить взаимодействие в среде передачи данных с множественным доступом, например Ethernet.

∙Работа протокола RARP основана на наличии RARP-сервера с заполненной таблицей или других средств, отвечающих на RARP-запросы.

Контрольные вопросы

1.Какое из приведенных ниже определений наилучшим образом описывает протокол

TCP/IP?

A.Группа протоколов, которая может использоваться для организации взаимодействия произвольного количества взаимосвязанных сетей.

B.Группа протоколов, которая позволяет подключать локальные сети к глобальным.

С. Группа протоколов, которая позволяет передавать данные через большое количество сетей.

D.Группа протоколов, которая позволяет взаимосвязанным сетям коллективно использовать

различные устройства.

2.Какое из приведенных ниже определений лучше всего описывает цель этажерочных структур протоколов группы TCP/IP?

A.Точно соответствуют верхним уровням модели OSI.

B.Поддерживают все стандартные протоколы физического и канального уровней.

C.Передают информацию в виде последовательности дейтаграмм.

D.В месте приема выполняют сборку дейтаграмм в полные сообщения.

3.Какой из следующих протоколов относится к транспортному уровню?

A.UCP.

B.UDP.

C.ТОР.

D.TCP.

4.Для чего нужны номера портов?

A.Они отслеживают различные переговоры, одновременно ведущиеся в сети.

B.Системы-отправители используют их для сохранения организации сеанса и для выбора нужного приложения.

C.Конечные системы используют их для динамического приписывания конечных пользователей к конкретному сеансу в зависимости от используемого ими приложения.

D.Системы-отправители генерируют их для прогнозирования адресов пунктов назначения.

5.Зачем в протоколе TCP используются открытые соединения с трехсторонним квитированием?

A.Для восстановления данных, если потом возникнут проблемы.

B.Для определения объема информации, который принимающая станция может принять за один раз.

C.Для эффективного использования пользователями полосы пропускания.

D.Для преобразования двоичных ответов на команду ping в информацию для более

высоких уровней модели OSI.

6.Какова роль скользящего окна в протоколе TCP?

A.Оно делает окно большим, поэтому за один раз может проходить больший объем данных, что приводит к более эффективному использованию полосы пропускания.

B.При приеме данных размер окна регулируется для каждого раздела дейтаграммы, что приводит к более эффективному использованию полосы пропускания.

C.Оно позволяет во время TCP-сеанса динамически согласовывать размер окна, что приводит к более эффективному использованию полосы пропускания.

D.Оно ограничивает объем поступающих данных, так что каждый сегмент должен

посылаться по одному, что приводит к неэффективному использованию полосы пропускания.

7.Какие протоколы использует протокол UDP для обеспечения надежности?

A.Протоколы сетевого уровня.

B.Протоколы уровня приложений.

C.Межсетевые протоколы.

D.Протоколы управления передачей.

8.Зачем нужна проверка, выполняемая протоколом ICMP?

A.Чтобы выяснить, достигают ли сообщения пункта назначения, и если нет — для определения возможных причин этого.

B.Для проверки полноты мониторинга всех действий в сети.

C.Для определения соответствия настройки сети модели.

D.Чтобы определить, находится сеть в режиме управления или в пользовательском режиме.

9.Если предположить, что МАС-адреса нет в ARP-таблице, то как отправитель находит

МАС-адрес пункта назначения?

A.Сверяется с таблицей маршрутизации.

B.В поисках адреса посылает сообщение по всем адресам.

C.Посылает широковещательное сообщение по всей локальной сети.

D.Посылает широковещательное сообщение по всей сети.

10.Какое из приведенных ниже определений лучше всего описывает смысл параметра "размер окна"?

A.Максимальный размер окна, с которым может работать программное обеспечение, сохраняя достаточно высокую скорость обработки.

B.Количество сообщений, которое может передаваться в процессе ожидания подтверждения.

C.Размер окна в пиках (1 пика равна 1/12 пункта, или 1/6 дюйма. — Прим персе), который должен быть установлен заранее, чтобы данные могли быть отосланы.

D.Размер окна, открытого на экране монитора, которое не всегда совпадает с размером экрана.

Глава 11

Сетевой уровень и маршрутизация

Вэтой главе

∙Идентификация составных частей сетевого адреса

∙Маршрутизация с использованием метода вектора расстояния

∙Маршрутизация с учетом состояния канала связи

∙Гибридная маршрутизация

∙Сравнение процессов, используемых маршрутизаторами для актуализации таблиц маршрутизации, и проблем и их решений при обновлении информации в маршрутизаторах после изменений в топологии сети.

Введение

В главе 10, "Протокол TCP/IP", рассказывалось о протоколе управления передачей/межсетевом протоколе (TCP/IP) и его работе при обеспечении обмена информацией во взаимосвязанных сетях.

В данной главе будут описываться применение маршрутизаторов и их работа при выполнении ключевых функций сетевого уровня (уровня 3) эталонной моде-Ели взаимодействия открытых систем (модели OSI) Кроме того, здесь будет объяснена разница между протоколами маршрутизации и маршрутизируемыми протоколами, а также показан способ, которым пользуются маршрутизаторы для прослеживания расстояния между узлами Наконец, будут описаны подходы на основе вектора расстояния, учета состояния канала связи и гибридный, и как каждый из них решает общие проблемы маршрутизации.

Маршрутизаторы Cisco

Маршрутизаторы представляют собой устройства, которые реализуют сетевой сервис Они

обеспечивают интерфейсы для широкого диапазона каналов связи и подсетей и с самым широким диапазоном скоростей Поскольку маршрутизаторы являются активными и интеллектуальными узлами сети, то они могут принимать участие в управлении сетью. Управление сетями достигается за счет обеспечения динамического контроля ресурсов и поддержки целей и задач сети, которые включают возможность установления связи, надежность в работе, управленческий

контроль и гибкость В дополнение к базовым функциям коммутирования и маршрутизации маршрутизаторы

также обеспечивают реализацию и других самоценных характеристик, которые помогают

улучшить стоимостную эффективность сети К таким характеристикам относятся выстраивание последовательности прохождения трафика на основе приоритетов и его фильтрация.

Обычно маршрутизаторы требуются для поддержки множества протокольных групп, каждая из которых имеет свой собственный протокол маршрутизации, и для обеспечения параллельной работы таких различных сред. На практике маршрутизаторы также имеют функции, которые позволяют создавать мостовые соединения, и, кроме того, могут играть роль усеченной формы концентратора. В данной главе будет рассказано об операциях и методиках конфигурирования маршрутизаторов Cisco на работу с протоколами и многими средами передачи данных (рис. 11.1).

маршрутизаторами имеет номер, который маршрутизаторы используют в качестве адреса. Эти адреса должны нести в себе информацию, которая может быть использована в процессе маршрутизации. Это означает, что адрес должен содержать информацию о пути соединений сред передачи данных, которую процесс маршрутизации будет использовать для пересылки пакетов от отправителя в конечный пункт назначения.

Используя эти адреса, сетевой уровень может обеспечить организацию релейного соединения, которое будет связывать независимые сети. Непротиворечивость адресов уровня 3 во всем многосетевом комплексе также улучшает использование полосы пропускания, исключая необходимость в широковещательных рассылках. Широковещательные рассылки приводят к

накладным расходам в виде ненужных процессов и напрасно расходуют мощности устройств или каналов связи, которым вовсе не надо принимать эти широковещательные рассылки.

Благодаря использованию непротиворечивой сквозной адресации для представления пути соединений сред передачи данных сетевой уровень может находить путь до пункта назначения без ненужной загрузки устройств или каналов связи многосетевого комплекса широковещательными рассылками.

Адресация: сеть и хост-машина

Сетевой адрес состоит из сетевой части и части хост-машины, которые используются маршрутизатором в "облаке" сети. Обе они нужны для доставки пакетов от отправителя получателю.

Сетевой адрес используется маршрутизатором для идентификации сети отправителя или получателя пакета внутри сетевого комплекса. На рис. 11.3 показаны три номера сетей: 1,1 2.1 и 3.1, исходящих из маршрутизатора.

Для некоторых протоколов сетевого уровня эти отношения задаются администратором сети, который назначает сетевые адреса в соответствии с планом адресации сетевого комплекса. Для других же протоколов сетевого уровня назначение адресов яв-| ляется частично или полностью динамическим.

Большинство схем адресации в сетевых протоколах использует некоторую форму адреса хост-машины или узла. На рис. 11.3 показаны три хост-машины, использующие номер сети 1.

Маршрутизация с использованием сетевых адресов

В общем случае маршрутизаторы передают пакет по эстафете из одного канала связи : другой. Чтобы осуществить такую эстафетную передачу, маршрутизаторы используют , основные функции: функцию определения пути и функцию коммутации.

На рис. 11.4 показано, как маршрутизаторы используют адресацию для реализации своих функций маршрутизации и коммутации. Сетевая часть адреса используется для осуществления выбора пути, а узловая часть адреса говорит о порте маршрутизатора" по пути следования.

Маршрутизатор отвечает за передачу пакета в следующую сеть по пути следования. Сетевая часть адреса используется маршрутизатором для выбора пути.

Функция коммутирования позволяет маршрутизатору принимать пакет на один

интерфейс и переправлять его на другой. Функция определения пути позволяет маршрутизатору выбрать наиболее подходящий интерфейс для переадресации пакета. Узловая часть адреса говорит о конкретном порте маршрутизатора, который имеет выход на соседний маршрутизатор в выбранном направлении.

Протоколы маршрутизации и маршрутизируемые протоколы

Очень часто путают похожие термины протокол маршрутизации (routing protocol) и маршрутизируемый протокол (routed protocol) (рис. 11.5). Некоторые разъяснения по этому поводу приведены ниже.

∙ Маршрутизируемый протокол — любой сетевой протокол, который обеспечивает в адресе сетевого уровня достаточно информации, чтобы позволить передать пакет от одной хост-машины к другой на основе принятой схемы адресации. Маршрутизируемый протокол определяет формат и назначение полей внутри пакета. В общем случае пакеты переносятся от одной конечной системы к другой. Примером маршрутизируемого протокола является межсетевой протокол IP.

∙Протокол маршрутизации — поддерживает маршрутизируемый протокол за счет предоставления механизмов коллективного использования маршрутной информации.

Сообщения протокола маршрутизации циркулируют между маршрутизатора ми. Протокол маршрутизации позволяет маршрутизаторам обмениваться информацией с другими маршрутизаторами с целью актуализации и ведения таблиц. При

мерами протоколов маршрутизации являются протокол маршрутной информации (RIP), протокол внутренней маршрутизации между шлюзами (IGRP), усовершенствованный протокол внутренней маршрутизации между шлюзами (EIGRP) и протокол маршрутизации с выбором кратчайшего пути (OSPF).

Операции, выполняемые протоколом сетевого уровня

Когда приложению, исполняемому на хост-машине, необходимо послать пакет в пункт назначения, находящийся в другой сети, на один из интерфейсов маршрутизатора принимается кадр канального уровня. Сетевой уровень проверяет заголовок и определяет сеть пункта назначения, а затем сверяется с таблицей маршрутизации, которая связывает сети с работающими на выход интерфейсами (рис. 11.6).

Пакет снова инкапсулируется в кадр канального уровня для выбранного интерфейса и ставится в очередь для доставки на следующий переход по пути следования.

Такой процесс повторяется каждый раз, когда пакет коммутируется следующим маршрутизатором. На маршрутизаторе, соединенном с сетью, в которой находится хост-машина получателя, пакет инкапсулируется в кадр канального уровня ЛВС пункта назначения и доставляется хост-машине получателя.

Многопротокольная маршрутизация

Маршрутизаторы способны поддерживать несколько независимых протоколов маршрутизации и вести таблицы маршрутизации для нескольких маршрутизируемых протоколов одновременно. Эта их способность позволяет маршрутизатору доставлять пакеты нескольких маршрутизируемых протоколов по одним и тем же каналам передачи данных (рис. 11.7).

Статические и динамические маршруты

Статическая информация администрируется вручную. Сетевой администратор вводит ее в конфигурацию маршрутизатора. Если изменение в топологии сети требует актуализации статической информации, то администратор сети должен вручную обновить соответствующую запись о статическом маршруте.

Динамическая информация работает по-другому. После ввода администратором сети команд, запускающих функцию динамической маршрутизации, сведения о маршрутах

обновляются процессом маршрутизации автоматически сразу после поступления из сети новой информации. Изменения в динамически получаемой информации распространяются между