Ответы_к_госам_final

окончания передачи последнего бита кадра, не дожидаясь возвращения по кольцу этого кадра с подтверждением приема. При этом пропускная способность кольца используется более эффективно, так как по нему одновременно продвигаются кадры нескольких станций. Но генерировать свои кадры в каждый момент времени может только одна станция - владелец маркера. Ускоряется только процедура передачи владения.

За наличие в сети единственного маркера отвечает активный монитор. Если он не получает маркер в течение длительного времени (например, 2,6 с), то он порождает новый маркер.

Приоритетный доступ к кольцу. Для различных видов сообщений, передаваемым кадрам могут назначаться различные приоритеты: от 0 (низший) до 7 (высший). Решение о приоритете принимает передающая станция на основании информации с верхних уровней. Маркер также всегда имеет некоторый уровень текущего приоритета. Станция имеет право захватывать полученный маркер только в том случае, когда приоритет кадра, который она хочет передать, не ниже приоритета маркера. Иначе она обязана «сдать» маркер сразу.

Но каждая простаивающая из-за низкого приоритета станция может записать значение наивысшего приоритета своих ожидающих передачи кадров в резервные биты маркера, если это значение выше имеющегося там текущего значения. Так определяется приоритет следующего претендента на маркер. А станции, сдающей маркер, остается только переписать текущее значение приоритета из резервных битов в поле приоритета маркера, обнулив резервные биты. При инициализации кольца основной и резервный приоритеты обнуляются.

Механизм приоритетов начинает работать только в том случае, когда приложение, прикладной протокол или устройства более высоких уровней решают его использовать.

Отличительные особенности технологии Fast Ethernet

Классический Ethernet перестал удовлетворять потребителей с появлением в персональном компьютере (ПК) шины PCI (133 Мбайт/с), когда пропускная способность сегмента стала составлять 1/133 от производительности канала «память-диск» ПК. Многие сегменты стали перегруженными, реакция серверов упала, частота коллизий возросла, еще больше снижая полезную пропускную способность. Потребовались 100-мегабитные решения и в 1992-1995 годах они были найдены двумя

группами специалистов. В 1995 году появились две технологии : Fast Ethernet (802.3u) и lOOVG-AnyLAN (802.12).

Технология Fast Ethernet сохраняет случайный метод доступа CSMA/CD, оставив в нем тот же алгоритм и те же временные параметры в битовых интервалах, но уменьшив сам битовый интервал в

10 раз.

Основным отличием Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 м, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения в 10 раз скорости передачи по сравнению с Ethernet, В Fast Ethernet форматы кадров те же, межкадровый интервал - 0,96 мкс, битовый интервал - 10 не, признак свободного состояния сети -- передача

символа Idle используемого избыточного кода вместо отсутствия сигналов в Ethernet.

Все отличия Fast Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Введены 4 подуровня сверху-вниз: логического кодирования, физического присоединения, зависимости физической среды, автопереговоров о скорости передачи для витой пары. Более

сложная структура физического уровня вызвана тем, что в ней используются 3 варианта кабельных систем.

Отказ от коаксиального кабеля привел к тому, что

сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах, как и сети 10Base- T/F.

Максимальный диаметр сети Fast Ethernet составляет примерно 200 м, а более точные значения зависят от спецификации физической среды. В домене коллизий Fast Ethernet допускается не более одного повторителя класса I, позволяющего транслировать коды 4В/5В в коды 8В/6Т и обратно, и не более двух повторителей класса II, которые не позволяют выполнять трансляцию кодов.

Технология 100Base-TX позволяет за счет

процедуры автопереговоров двум портам выбирать наиболее эффективный режим работы - скорость 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, а также полудуплексный или полнодуплексный режим передачи.

Отличительные особенности технологии 100 VG Any-LAN

Отличительные особенности технологии

Gigabit Ethernet

Технология Gigabit Ethernet(802.3z, 802.3ab - на витой паре)

добавляет новую ступень иерархии - 1000 Мбит/с. Она позволяет эффективно строить крупные локальные сети, в которых мощные серверы и магистрали нижних уровней сети работают на скорости 100 Мбит/с, а

магистраль Gigabit Ethernet объединяет их, обеспечивая достаточно большой запас пропускной способности.

Gigabit Ethernet использует те же форматы кадров, работает в полнодуплексном и полудуплексном режимах, поддерживая на разделяемой среде тот же метод доступа CSMA/CD с минимальными изменениями. Разработчики разрешили конечным узлам передавать несколько кадров подряд, без «сдачи» среды другим станциям. Этот режим носит название «монопольный пакетный режим» (Burst Mode), и станция может передать подряд несколько кадров общей длиной не более 65536 битов (8192 байта - BurstLength). Если станции нужно передать несколько небольших кадров, то она может не дополнять их до размера в 512 байтов, а передавать их подряд до исчерпания предела в 8192 байта (в этот предел входят все байты кадра, в том числе преамбула, заголовок, данные и контрольная сумма). Если станция начала передавать кадр, и предел был достигнут, то кадр разрешается передать до конца. Увеличение совмещенного кадра до 8192 байтов несколько задерживает доступ к разделяемой среде других станций, но при скорости 1000 Мбит/с эта задержка не столь существенна.

Достижение битовой скорости 1000 Мбит/с на основных типах кабелей.

В стандарте 802.3z определены следующие типы физической среды:

многомодовый волоконно-оптический кабель

62.5/125 и 50/125 (диаметры в мкм).

одномодовый волоконно-оптический кабель.

двойной коаксиал с волновым сопротивлением 75 Ом. Это твинаксиальный кабель (Twinax) с волновым сопротивлением 150 Ом (2x75 Ом). Данные посылаются одновременно по паре проводников, каждый из которых окружен экранирующей оплеткой. При этом получается режим полудуплексной передачи

Поддержка кабеля на витой паре.

Объединение сетей на основе протоколов сетевого уровня.

Ограничения мостов и коммутаторов

Создание сложной, структурированной сети, интегрирующей различные базовые технологии, может осуществляться и средствами канального уровня - с помощью некоторых типов мостов и коммутаторов. Мост или коммутатор разделяет сеть на сегменты, локализуя трафик внутри сегмента, что делает линии связи разделяемыми преимущественно между станциями данного сегмента. Тем самым сеть распадается на отдельные подсети, из которых могут быть построены составные сети достаточно крупных размеров. Однако построение сложных сетей только на основе повторителей, мостов и коммутаторов имеет следующие существенные ограничения и недостатки:

в топологии получившейся сети должны отсутство вать петли, так как мост/коммутатор может решать задачу доставки пакета только при наличии единственного пути. А

наличие избыточных (и образующих петли) связей обеспечивает балансировку нагрузки и повышение надежности сети за счет резервирования путей доставки;

логические сегменты сети между мостами/коммутаторами слабо изолированы друг от друга, а именно от широковещательных штормов;

с мостами/коммутаторами достаточно сложно решается задача управления трафиком на основе значения данных, содержащихся в пакете. Здесь это возможно только с помощью пользовательских фильтров;

реализация транспортной подсистемы только средст вами физического и канального уровня (мостов/коммутаторов) приводит к недостаточно гибкой одноуровневой системе адресации. В качестве адреса назначения используется МАС-адрес, жестко связанный с сетевым адаптером;

транслировать протоколы канального уровня могут не

максимальные размеры полей данных в кадрах, так как отсутствует функция фрагментации кадров.

Понятие internetworking

Основная идея введения сетевого уровня состоит в следующем. Сеть в общем случае рассматривается как совокупность нескольких сетей и называется составной сетью или интерсетью (internetwork или internet). Сети, входящие в составную сеть, называются подсетями (subnet), составляющими сетями или просто сетями

Подсети соединяются между собой маршрутизаторами. Компонентами составной сети могут быть ЛВС и ГВС, в

каждой из которых узлы взаимодействуют, используя свою базовую технологию. Но для организации взаимодействия узлов разных подсетей требуются дополнительные средства. Такие средства и представляет сетевой уровень. Он выступает в качестве координатора, организующего работу всех подсетей, лежащих на пути пакета в составной сети. Для перемещения же пакета в пределах каждой подсети сетевой уровень обращается к соответствующей технологии. Хотя многие технологии ЛВС используют адресацию узлов на основе МАС-адресов, существуют и другие схемы адресации. Адреса, присвоенные узлам в подсетях, называются локальными. Чтобы сетевой уровень мог выполнить свою задачу, ему необходима своя система однозначной адресации всех узлов составной сети. Естественным является сетевой адрес в виде пары (номер подсети, номер узла). Номер узла может представлять:

∙ локальный адрес узла ∙ независимое от технологии уникальное число (как в

стеке TCP/IP).

Второй подход более универсален. Таким образом, в составной сети каждый узел получает еще один универсальный сетевой адрес.

Данные, поступающие на сетевой уровень для передачи через составную сеть, снабжаются заголовком сетевого уровня, вместе образуя пакет. Заголовок сетевого уровня имеет унифицированный формат, не зависящий от форматов кадров канального уровня подсетей, и несет, кроме всего прочего, номер подсети, которой предназначен пакет. Сетевой уровень определяет маршрут и перемещает пакет между подсетями.

В подсети (стандартной ЛВС) пакеты сетевого уровня упаковываются в кадры канального уровня. При передаче пакета сетевого уровня в другую подсеть он освобождается

от заголовков канального кадра старой подсети и окружается заголовками канального кадра новой подсети. Эта замена делается на основе информации из служебных полей пакета сетевого уровня. В поле адреса назначения нового кадра указывается локальный адрес следующего маршрутизатора.

Основным полем заголовка сетевого уровня является номер сети-адресата. Такого поля в кадрах протоколов ЛВС не было, так как все узлы принадлежали одной сети. Явная нумерация сетей позволяет протоколам сетевого уровня составлять точную карту межсетевых связей и выбирать рациональные маршруты при любой топологии, в том числе при возможности -альтернативные, что не умеют делать мосты и коммутаторы.

Другие поля заголовка сетевого уровня содержат следующую информацию:

номер фрагмента пакета, необходимый для успешного проведения операций сборки-разборки фрагментов при соединении сетей с разными максимальными размерами пакетов;

время жизни пакета, указывающее, как долго он путешествует по интерсети. Это время может использоваться для уничтожения «заблудившихся» пакетов; качество услуги - критерий выбора маршрута при межсетевых передачах. Например, узелотправитель требует передать пакет с максимальной

надежностью, возможно в ущерб времени доставки.

Когда две или более сети организуют совместную транспортную службу, такой режим называется межсетевым

взаимодействием (internetworking).

Принципы маршрутизации.

Важнейшей задачей сетевого уровня является маршрутизация передача пакетов между двумя конечными узлами в составной сети. Рассмотрим принципы

маршрутизации на примере составной сети, представленной на (рис.22). Маршрутизатор может иметь разное число портов. Каждый его порт можно считать отдельным узлом сети, так как он имеет собственный сетевой адрес и собственный локальный адрес сети, подключенной этим портом. Таким образом, маршрутизатор можно рассматривать как совокупность нескольких узлов, каждый из которых входит в свою сеть. Как единое устройство маршрутизатор не имеет ни отдельного сетевого адреса, ни какого-либо локального адреса. В сложных составных сетях почти всегда существует несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет.. Задачу выбора маршрута решают маршрутизаторы и конечные узлы на основании информации о текущей конфигурации сети и критерия выбора маршрута. Обычный критерий - задержка прохождения маршрута отдельным пакетом или средняя пропускная способность маршрута для последовательности пакетов. Самый простой

таблицу маршрутизации.

Наличие нескольких маршрутов делает возможной передачу трафика узлу параллельно по нескольким каналам связи, что повышает пропускную способность и надежность сети.

Задачу маршрутизации решают и конечные узлы. Узелотправитель должен по номеру сети выявить необходимость передачи в другую сеть, иначе маршрутизация не требуется. Таблицы маршрутизации узлов они могут вообще не

использоваться, если в сети имеется только одинмаршрутизатор или несколько (в целях экономии). Тогда узел использует только информацию Default.

Таблица маршрутизации для узла создается вручную администратором, а для маршрутизатора - автоматически.

обмениваются служебной информацией о топологии составной сети в соответствии со специальным служебным

маршрутизаторами. Учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность, и состояние. Это позволяет маршрутизаторам быстрее адаптироваться к изменениям конфигурации сети (обновляя таблицы маршрутизации), правильно передавать пакеты в сетях с произвольной топологией, допускающей наличие замкнутых контуров.

Выделяют одношаговые и многошаговые алгоритмы маршрутизации.

Одношаговые алгоритмы (распределенная схема).

При выборе маршрута каждый выбранный маршрутизаторотвечает за выбор только одного шага маршрута (следующего маршрутизатора), а окончательный маршрут складывается в результате работы всех маршрутизаторов, через которые проходит данный пакет. Одношаговые алгоритмы в зависимости от способа формирования таблиц маршрутизации делятся на 3 следующих класса.

1. Алгоритмы фиксированной (статической)

маршрутизации. Все записи в таблице маршрутизации являются статическими, они создаются и редактируются администратором сети вручную. Таблицы бывают одно- и многомаршрутные. Многомаршрутные таблицы определяют несколько альтернативных путей для каждого адресата (основной и резервные) и правило выбора лучшего из них. Эти алгоритмы приемлемы для небольших сетей с простой топологией или для магистралей крупных сетей (простая структура с очевидными лучшими путями следования пакетов в присоединенные подсети).

протоколов маршрутизации. Выделяются 3 типа простой маршрутизации:

∙случайная, когда прибывший пакет посылается в случайном направлении, кроме исходного;

∙лавинная, когда пакет посылается по всем направлениям, кроме исходного;

∙по предыдущему опыту, когда выбор маршрута осуществляется по таблице, но она строится (как у моста) в

результате анализа адресных полей пакетов, появляющихся на входных портах (кто - откуда).

3. Алгоритмы адаптивной (динамической) маршрут

сети. Протоколы, построенные на основе этих алгоритмов, позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети и ее изменениях. В таких таблицах имеется информация о «времени жизни маршрута». Эти алгоритмы имеют распределенный характер, так как