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

например, региональными и национальными операторами связи, почтовыми, телефонными и телеграфными агентствами.

Протоколы канального уровня WAN описывают, каким образом кадры переносятся между системами по одному каналу передачи данных. Они включают протоколы, обеспечивающие работу через службы двухточечной и многоточечной связи, а также службу множественного доступа по коммутируемым каналам типа Frame Relay.

Глобальные сети и физический уровень

Физический уровень WAN описывает интерфейс между терминальным оборудованием (Data Terminal Equipment, DTE) и оборудованием передачи данных (Data Communications Equipment, DCE). К терминальному оборудованию относятся устройства, которые входят в интерфейс "пользователь-сеть" со стороны пользователя и играют роль отправителя данных, получателя данных или и того и того вместе. Устройства DCE обеспечивают физическое подключение к сети, пропуск трафика и задание тактовых сигналов для синхронизации обмена данными между устройствами DCE и DTE (рис. 4.9). Обычно устройство DCE расположено у сервис- провайдера, a DTE — подключаемое устройство. В этой модели сервисы предоставляются DTE- устройствам с помощью модемов или устройств CSU/DSU.

Интерфейс "пользователь-сеть" определяется несколькими стандартами физического уровня.

•EIA/TIA-232 — общий стандарт интерфейса физического уровня, разработанный EIA и TIA, который поддерживает скорость передачи данных в несбалансированном канале до 64 Кбит/с. Этот стандарт очень похож на спецификацию V.24 и ранее был известен как RS232.

•EIA/TIA-449 — популярный интерфейс физического уровня, разработанный EIA и TIA. По существу, это более быстрая (до 2 Мбит/с) версия стандарта EIA/TIA-232, позволяющая работать с кабелями большей длины.

•V. 24 — стандарт для интерфейса физического уровня между терминальным оборудование (DTE) и оборудованием передачи данных (ОСЕ). Он был разработан ITU-T. По сути, V.24 — то же самое, что и стандарт EIA/TIA-232.

•V.35 — разработанный ITU-T стандарт, который описывает синхронный протокол физического уровня, используемый для связи между устройствами доступа к сети и пакетной сетью. Наибольшее распространение V.35 получил в США и Европе. Он рекомендован для скоростей передачи данных вплоть до 48 Кбит/с.

•Х.21 — разработанный ITU-T стандарт, который используется для последовательной связи по синхронным цифровым линиям. В основном протокол Х.21используется в Европе и Японии.

•G.703 — разработанные ITU-T электрические и механические спецификации для связи между оборудованием телефонных компаний и терминальным оборудованием (DTE) с использованием байонетных ВМС-разъемов и на скоростях, соответствующих каналу типа Е1.

ISDN

ISDN является набором цифровых сервисов для передачи голоса и данных. Разработанный телефонными компаниями, этот протокол позволяет передавать по телефонным сетям данные, голос и другие виды трафика.

Резюме

∙Глобальные сети (WAN) используются для объединения локальных сетей, разделенных значительными географическими расстояниями.

∙Глобальные сети работают на физическом и канальном уровнях эталонной модели

OSI.

∙Глобальные сети обеспечивают обмен пакетами данных между локальными сетями и поддерживающими их маршрутизаторами.

∙Существует несколько методов канальной инкапсуляции, связанных с синхронными последовательными линиями:

-HDLC

-Frame Relay

-РРР

-ISDN

Контрольные вопросы

1.Какое из приведенных ниже утверждений не является справедливым по отношению к ЛВС?

A.Охватывают большие географические пространства,

B.Обеспечивают множеству пользователей доступ к среде передачи данных с высокой полосой пропускания.

C.Обеспечивают постоянное подключение к локальным сервисам.

D.Объединяют физически смежные устройства.

2.Как по-другому называется кабель lOBaseS?

A.Толстый Ethernet.

B.Телефонный провод.

C.Тонкий Ethernet.

D.Коаксиальный Ethernet.

3.Какой тип кабеля используется в сетях lOBaseT?

A.Оптоволоконный или неэкранированная витая пара.

B.Оптоволоконный или коаксиальный кабель.

C.Витая пара.

D.Коаксиальный кабель.

4.Какое из утверждений справедливо по отношению к сетям CSMA/CD?

A.Данные от передающего узла проходят через всю сеть. По мере движения данные принимаются и анализируются каждым узлом.

B.Сигналы посылаются непосредственно получателю, если его MAC- и IP-адрес известны отправителю.

C.Данные от передающего узла поступают к ближайшему маршрутизатору, который направляет их непосредственно адресату.

D.Сигналы всегда посылаются в режиме широковещания.

A.Используются для объединения локальных сетей, разделенных значительными географическими расстояниями.

B.Объединяют рабочие станции, терминалы и другие устройства, расположенные в пределах города.

C.Объединяют локальные сети, расположенные в пределах большого здания.

D.Объединяют автоматизированные рабочие места, терминалы и другие устройства, расположенные в пределах здания.

7.На каких уровнях эталонной модели OSI работают глобальные сети?

A.Физический уровень и уровень приложений.

B.Физический и канальный уровни.

C.Канальный и сетевой уровни.

D.Канальный уровень и уровень представлений.

8. Чем глобальные сети отличаются от локальных?

A. Обычно существуют в определенных географических областях.

B. Обеспечивают высокоскоростные сервисы с множественным доступом. C. Используют маркеры для регулирования сетевого трафика.

D. Используют службы операторов связи.

9. Какое из описаний протокола РРР является наилучшим?

A.Предусматривает использование высококачественного цифрового оборудования и является самым быстрым протоколом глобальных сетей.

B.Поддерживает многоточечные и двухточечные соединения, а также использует символы кадра и контрольные суммы.

C.Обеспечивает соединение маршрутизатор-маршрутизатор и хост-сеть как по синхронным, так и асинхронным линиям связи.

D.Это цифровой сервис для передачи голоса и данных по существующим телефонным линиям.

10.Какое из описаний ISDN является наилучшим?

А. Это цифровой сервис для передачи голоса и данных по существующим телефонным линиям.

В. Обеспечивает соединение маршрутизатор-маршрутизатор и хост-сеть как по синхронным, так и асинхронным линиям связи.

C.Использует высококачественное цифровое оборудование и является самым быстрым протоколом глобальных сетей.

D.Поддерживает многоточечные и двухточечные соединения, а также использует символы кадра и контрольные суммы.

Глава 5

IP-адресация

Вэтой главе...

•Что такое IР-адрес

•Представление чисел в двоичной системе исчисления

•Представление IP-адреса с помощью точечно-десятичной нотации

•Присвоение каждой сети в Internet уникального адреса

•Две составные части IP-адреса

•Понятия классов сетевых адресов

•Зарезервированные сетевые IP-адреса

•Понятие подсети и адреса подсети

Введение

Вглаве 3, "Сетевые устройства", рассказывалось, что сетевые устройства используются для объединения сетей Было выяснено, что повторители восстанавливают форму и усиливают сигнал,

азатем отправляют его дальше по сети. Вместо повторителя может использоваться концентратор, который также служит центром сети.

Кроме того, говорилось, что область сети, в пределах которой формируются пакеты и возникают конфликты, называется доменом конфликтов; что мосты устраняют ненужный трафик и

минимизируют вероятность возникновения конфликтов путем деления сети на сегменты и фильтрации трафика на основе МАС-адресов. В заключение речь шла о том, что маршрутизатор способен принимать решение о выборе наилучшего пути доставки данных по сети.

Вэтой главе будут рассмотрены IP-адресация и три класса сетей в схеме IP-адресации; будет рассказано, что некоторые IP-адреса зарезервированы ARIN и не могут быть присвоены ни одной сети. В заключение будут рассмотрены подсеть, маска подсети и их схемы IP-адресации.

Обзор адресации

Вглаве 2, "Физический и канальный уровни", говорилось, что МАС-адресация существует на канальном уровне эталонной модели OSI, и поскольку большинство компьютеров имеют одно физическое подключение к сети, то они имеют один МАС-адрес. МАС-адреса обычно уникальны для каждого сетевого подключения. Перед тем как отправить пакет данных ближайшему устройству в сети, передающее устройство должно знать МАС-адрес

назначения Поэтому механизм определения местоположение компьютеров в сети является важным компонентом любой сетевой системы. В зависимости от используемой группы прото- колов применяются различные схемы адресации. Другими словами, адресация Apple Talk отличается от IP-адресации, которая, в свою очередь, отличается от адресации OSI, и т.д.

Всетях используются две схемы адресации. Одна из этих схем, МАС-адресация, была рассмотрена ранее. Второй схемой является IP-адресация. Как следует из названия, IP-адресация базируется на протоколе IP (Internet Protocol). Каждая ЛВС должна иметь свой уникальный IP-адрес,

который является определяющим элементом для осуществления межсетевого взаимодействия в глобальных сетях.

ВIP-сетях конечная станция связывается с сервером или другой конечной станцией. Каждый узел имеет IP-адрес, который представляет собой уникальный 32-битовый логический адрес. IP- адресация существует на уровне 3 (сетевом) эталонной модели OSI. В отличие от МАС-адреса, которые обычно существуют в плоском адресном пространстве, IP-адреса имеют иерархическую структуру.

Каждая организация, представленная в списке сети, видится как одна уникальная сеть, с

которой сначала надо установить связь и только после этого можно будет связаться с каждым отдельной хост-машиной этой организации. Как показано на рис. 5.1, каждая сеть имеет свой адрес, который относится ко всем хост-машинам, принадлежащим данной сети. Внутри сети каждая хост-машина имеет свой уникальный адрес.

IP-адрес устройства состоит из адреса сети, к которой принадлежит устройство, и адреса устройства внутри этой сети. Следовательно, если устройство переносится из одной сети в другую, его IP-адрес должен быть изменен так, чтобы отразить это перемещение (рис. 5.2-5.5).

Так как IP-адреса имеют иерархическую структуру, в некотором смысле подобную структуре телефонных номеров или почтовых кодов, то он более удобен для организации адресов компьютеров, чем МАС-адреса, имеющие плоскую структуру, подобно номерам карточек социального страхования IP-адреса могут устанавливаться программно и поэтому более гибки в использовании, в отличие от МАС-адресов, которые прошиваются аппаратно. Обе схемы адресации являются важными для эффективной связи между компьютерами.

Рис. 5.3. Файл-сервер с адресом 197.10.97.10 удален из сети А

IP-адреса имеют сходство с почтовыми адресами, которые описывают местонахождение адресата, включая страну, город, улицу, номер дома и имя. Хорошим примером плоского

адресного пространства является принятая в США система присвоения номеров персональным карточкам социального страхования, когда каждому человеку присваивается отдельный уникальный номер. Человек может перемещаться по стране и получать новые логические адреса — город, улицу, номер дома и почтовый индекс, — но у него будет оставаться все тот же номер карточки социального страхования.

IP-адресация позволяет данным находить пункт назначения в сети Internet. Причина, по которой IP-адреса записываются в виде битов, состоит в том, что содержащаяся в них информация должна быть понятной компьютерам. Для того чтобы данные могли передаваться в среде передачи данных, они должны быть сначала преобразованы в электрические импульсы. Когда компьютер принимает эти электрические импульсы, он распознает только два состояния: наличие или отсутствие напряжения в кабеле. Поскольку распознаются только два состояния, то для представления любых данных, передаваемых по сети, может быть использована схема на основе двоичной математики (рис. 5.6). В этой схеме для связи между компьютерами используются числа 0 и 1.

Рис. 5.6. Для представления данных, передаваемых в среде передачи, используются единицы и

нули

Двоичная система счисления

Наиболее часто встречающейся и, вероятно, наиболее известной читателю является десятичная система счисления, которая основана на возведении в степень числа 10: 10', 102, 103, 104 и т.д. 10' — это то же самое, что и 10 х 1, или 10. 102 — то же самое, что и 10 х 10, или 100. 103 — то же самое, что и 10 х 10 х 10 или 1000. Двоичная система исчисления базируется на возведении в степень числа 2: 21, 22, 23, 24 и т.д.

IP-адрес представляет собой 32-разрядное двоичное число, записанное в виде четырех октетов, т.е. четырех групп, каждая из которых состоит из восьми двоичных знаков (нулей и единиц). Таким образом, в IP-адресе, записанном как 11000000.00000101.00100010.00001011,

первый октет представляет собой двоичное число 11000000, второй октет — двоичное число 00000101, третий октет — двоичное число 00100010, четвертый октет — двоичное число

00001011 (рис. 5.7).

Так как двоичная система основана на возведении в степень числа 2, каждая позиция в октете представляет различные степени от 2. Величина показателя степени 2 назначается каждому разряду двоичного числа, начиная с крайнего правого. Чтобы определить, чему равно двоичное число, необходимо сложить значения всех разрядов в октете. Следовательно, для двоичного числа первого октета, показанного на рис. 5.7 (11000000), справедливо следующее:

0 умножается на 2° (1), что равно 0

0 умножается на 21 (2), что равно 0

0 умножается на 22 (4), что равно 0

0 умножается на 2' (8), что равно 0