- •1 Эволюция вычислительных систем. Основные программные и аппаратные компоненты сети.
- •Появление глобальных сетей : соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов.
- •2. Понятие “открытая система”. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Стек протоколов.
- •Амплитудно-частотная характеристика показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала.
- •Аналоговая модуляция
- •Методы аналоговой модуляции
- •Цифровое кодирование
- •Требования к методам цифрового кодирования
- •Скрэмблирование
- •9. Методы коммутации. Коммутация каналов. Коммутация пакетов. Коммутация сообщений.
- •Возникновение коллизии - ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение информации.
- •Время двойного оборота и распознавание коллизий
- •12. Форматы кадров технологии Ethernet: кадр 802.3, кадр Ethernet II. Домен коллизий.
- •Кадр 802.3/llc
- •Домен коллизий
- •13. Сети Ethernet на коаксиальном кабеле (10Base-5, 10Base-2), на витой паре (10Base-t), на оптоволоконном кабеле (10Base-fl, 10Base-fb). Правила: 3-4-5 и 5 хабов. Стандарт 10Base-5
- •Стандарт 10Base-2
- •14. Технология Token Ring. Маркерный метод доступа к среде передачи данных. Отличие метода доступа для 16 Мбит/с.
- •Маркерный метод доступа к разделяемой среде
- •15. Типы и формат кадров Token Ring. Оборудование и спецификация физического уровня Token Ring.
- •Маркер Кадр маркера состоит из трех полей, каждое длиной в один байт.
- •Физический уровень технологии Token Ring
- •16 Технология Fast Ethernet. Отличия от Ethernet. Полнодуплексный режим работы. Автопереговоры.
- •17 Оборудование и спецификация физического уровня: 100Base-tx, 100Base-t4, 100Base-fx
- •18 Технология fddi. Обеспечение отказоустойчивости. Особенности метода доступа к среде передачи данных fddi. Одиночное и двойное присоединение к сети fddi.
- •19 Сетевое оборудование лвс. Сетевые адаптеры. Дополнительные функции сетевых адаптеров.
- •20 Ограничения сети построенной на общей разделяемой среде. Логическая структуризация сети. Преимущества логической структуризации.
- •Основные недостатки сети на одной разделяемой среде начинают проявляться при превышении некоторого порога количества узлов, подключенных к разделяемой среде
- •21 Мост лвс. Алгоритм работы прозрачного моста. Ограничение сети построенной на мостах и коммутаторах.
- •22 Коммутатор лвс. Структурная схема коммутатора и коммутационной матрицы. Коммутация "на лету" и с полной буферизацией.
- •23 Управление потоком кадров при полнодуплексном режиме работы. Управление потоком кадров при полудуплексном режиме работы.
- •24 Алгоритм построения покрывающего дерева. Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов.
- •26 Протокол ip. Заголовок ip пакета. Фрагментация и восстановление.
- •27 Ip адресация. Классы ip адресов. Разбиение ip-сетей на подсети при помощи масок. Реальные и частные ip адреса.
- •28 Протокол arp. Кэш arp. Статические, динамические и Proxy записи arp. Функционирование Proxy-arp. Форматы сообщений arp. Revers arp.
- •29 Протокол icmp. Основные сообщения icmp. Формат icmp сообщений. Случаи когда не порождаются icmp сообщения. Протокол udp. Формат заголовка udp.
- •30 Протокол надежной доставки tcp-сообщений
- •33 Дистанционно-вектрный алгоритм построения таблиц маршрутизации. Проблема счета до бесконечности. Способы ускорения восстановления.
- •34 Протокол маршрутизации rip ip. Форматы сообщений rip ip V.1 и rip ip V.2. Преимущества rip ip V.2. Ограничения rip ip.
- •35 База данных состояния связей. Алгоритм spf построения таблиц маршрутизации. Тупиковые связи.
- •36 Протокол маршрутизации ospf. Определение метрики линии связи. Поддержка множественных маршрутов. Паразитный эффект множественных маршрутов.
- •37 Построение базы данных состояния связей. Протокол Hello. Протокол обмена. Протокол затопления. Типы сообщений ospf.
- •38 Типы сетей в терминах ospf. Уменьшение числа отношений смежности в широковещательной сети. Транзитная сеть (вершина). Выборы главного маршрутизатора. Группы рассылки ospf.
- •39 Разбиение автономной системы на области. Магистральная и периферийные области. Типы маршрутизаторов ospf: внуриобластной, abr, asbr. Распространение информации о внешнеобластных и внешних сетях.
- •40 Полностью изолированная область. Транзитная область. Виртуальная связь. Тупиковая область. Полностью тупиковая область. Типы и формат заголовка ospf сообщений.
- •41 Функционирование nat. Маскарадинг портов. Редакторы nat. Функционирование Proxy. Преимущества Proxy.
- •43 Служба dns. Иерархические доменные имена. Зоны. Полномочные серверы dns. Первичные и вторичные. Серверы кэширования и пересылок.
- •44 Порядок разрешения имен. Рекурсивные и итеративные запросы. Формат и типы записей ресурсов. Делегирование зон. Файлы зон. Файл корневых ссылок. Динамические обновления записей ресурсов.
- •45 Групповая рассылка ip пакетов. Преобразование группового адреса в mac адрес. Функционирование групповой рассылки на хосте и маршрутизаторе. Сеть mBone.
- •46 Протокол igmp. Типы сообщений igmp V.1 и V.2. Ограничители групповой рассылки. Работа интерфейса маршрутизатора в режиме igmp-Proxy.
28 Протокол arp. Кэш arp. Статические, динамические и Proxy записи arp. Функционирование Proxy-arp. Форматы сообщений arp. Revers arp.
Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса (Address Resolution Protocol, ARP). Протокол ARP работает различным образом в зависимости от того, какой протокол канального уровня работает в данной сети — протокол локальной сети (Ethernet, Token Ring, FDDI) с возможностью широковещательного доступа одновременно ко всем узлам сети или же протокол глобальной сети (Х.25, frame relay), как правило не поддерживающий широковещательный доступ. Существует также протокол, решающий обратную задачу — нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. Он называется реверсивным ARP (Reverse Address Resolution Protocol, RARP) и используется при старте бездисковых станций, не знающих в начальный момент своего IP-адреса, но знающих адрес своего сетевого адаптера. Необходимость в обращении к протоколу ARP возникает каждый раз, когда модуль IP передает пакет на уровень сетевых интерфейсов, например драйверу Ethernet. IP-адрес узла назначения известен модулю IP. Требуется на его основе найти МАС-адрес узла назначения.
Работа протокола ARP начинается с просмотра так называемой ARP-таблицы. Каждая строка таблицы устанавливает соответствие между IP-адресом и МАС-адресом. Для каждой сети, подключенной к сетевому адаптеру компьютера или к порту маршрутизатора, строится отдельная ARP-таблица. Пример ARP-таблицы
IP-адрес |
МАС-адрес |
Тип записи |
194.85.135.75 |
008048ЕВ7Е60 |
Динамический |
194.85.135.70 |
08005А21А722 |
Динамический |
194.85.60.21 |
008048ЕВ7567 |
Статический |
Поле «Тип записи» может содержать одно из двух значений — «динамический» или «статический». Статические записи создаются вручную с помощью утилиты агр и не имеют срока устаревания, точнее, они существуют до тех пор, пока компьютер или маршрутизатор не будут выключены. Динамические же записи создаются модулем протокола ARP, использующим широковещательные возможности локальных сетевых технологий. Динамические записи должны периодически обновляться. Если запись не обновлялась в течение определенного времени (порядка нескольких минут), то она исключается из таблицы. Таким образом, в ARP-табли-це содержатся записи не обо всех узлах сети, а только о тех, которые активно участвуют в сетевых операциях. Поскольку такой способ хранения информации называют кэшированием, ARP-таблицы иногда называют ARP-кэш.
В глобальных сетях администратору сети чаще всего приходится вручную формировать ARP-таблицы, в которых он задает, например, соответствие IP-адреса адресу узла сети Х.25, который имеет для протокола IP смысл локального адреса. В последнее время наметилась тенденция автоматизации работы протокола ARP и в глобальных сетях. Для этой цели среди всех маршрутизаторов, подключенных к какой-либо глобальной сети, выделяется специальный маршрутизатор, который ведет ARP-таблицу для всех остальных узлов и маршрутизаторов этой сети. При таком централизованном подходе для всех узлов и маршрутизаторов вручную нужно задать только IP-адрес и локальный адрес выделенного маршрутизатора. Затем каждый узел и маршрутизатор регистрирует свои адреса в выделенном маршрутизаторе, а при необходимости установления соответствия между IP-адресом и локальным адресом узел обращается к выделенному маршрутизатору с запросом и автоматически получает ответ без участия администратора. Работающий таким образом маршрутизатор называют ARP-сервером. Итак, после того как модуль IP обратился к модулю ARP с запросом на разрешение адреса, происходит поиск в ARP-таблице указанного в запросе IP-адреса. Если таковой адрес в ARP-таблице отсутствует, то исходящий IP-пакет, для которого нужно было определить локальный адрес, ставится в очередь. Далее протокол ARP формирует свой запрос (ARP-запрос), вкладывает его в кадр протокола канального уровня и рассылает запрос широковещательно.
Все узлы локальной сети получают ARP-запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес, а затем отправляет его уже направленно, так как в ARP-запросе отправитель указывает свой локальный адрес. ARP-запросы и ответы используют один и тот же формат пакета. приведены значения полей примера ARP-запроса для передачи по сети Ethernet.
Пример ARP-запроса
Тип сети |
1 (0x1) |
Тип протокола |
2048 (0x800) |
Длина локального адреса |
6(0x6) |
Длина сетевого адреса |
4 (0x4) |
Опция |
1 (0x1) |
Локальный адрес отправителя |
008048ЕВ7Е60 |
Сетевой адрес отправителя |
194.85.135.75 |
Локальный (искомый) адрес получателя |
000000000000 |
Сетевой адрес получателя |
194.85.135.65 |
В поле «тип сети» для сетей Ethernet указывается значение 1.
Поле «тип протокола» позволяет использовать протокол ARP не только для протокола IP, но и для других сетевых протоколов. Для IP значение этого поля равно 0S0016. Длина локального адреса для протокола Ethernet равна 6 байт, а длина IP-адреса — 4 байт. В поле операции для ARP-запросов указывается значение 1, если это запрос, и 2, если это ответ. Из этого запроса видно, что в сети Ethernet узел с IP-адресом 194.85.135.75 пытается определить, какой МАС-адрес имеет другой узел той же сети, сетевой адрес которого 194.85.135.65. Поле искомого локального адреса заполнено нулями.
Ответ присылает узел, опознавший свой IP-адрес. Если в сети нет машины с искомым IP-адресом, то ARP-ответа не будет. Протокол IP уничтожает IP-пакеты, направляемые по этому адресу. (Заметим, что протоколы верхнего уровня не могут отличить случай повреждения сети Ethernet от случая отсутствия машины с искомым IP-адресом.) В табл. 5.7 помещены значения полей ARP-ответа, который мог бы поступить на приведенный выше пример ARP-запроса. Пример ARP-ответа
Тип сети |
1 (0x1) |
Тип протокола |
2048 (0x800) |
Длина локального адреса |
6 (0x6) |
Длина сетевого адреса |
4 (0x4) |
Опция |
2 (0x2) |
Локальный адрес отправителя |
00E0F77F1920 |
Сетевой адрес отправителя |
194.85.135.65 |
Локальный (искомый) адрес получателя |
008048ЕВ7Е60 |
Сетевой адрес получателя |
194.85.135.75 |
Этот ответ получает машина, сделавшая ARP-запрос. Модуль ARP анализирует ARP-ответ и добавляет запись в свою ARP-таблицу (табл. 5.8). В результате обмена этими двумя ARP-сообщениями модуль IP-узла 194.85.135.75 определил, что IP-адресу 194.85.135.65 соответствует МАС-адрес OOEOF77F1920. Новая запись в ARP-таблице появляется автоматически, спустя несколько миллисекунд после того, как она потребовалась.
Обновленная ARP-таблица
IP-адрес |
МАС-адрес |
Тип записи |
194.85.135.75 |
008048ЕВ7Е60 |
Динамический |
194.85.135.70 |
08005А21А722 |
Динамический |
194.85.60.21 |
008048ЕВ7567 |
Статический |
194.85.135.65 |
00E0F77F1920 |
Динамический |