Московский государственный институт электронной техники

(технический университет)

Кафедра «Телекоммуникационные системы»

Лабораторная работа №1 по курсу

«Сети связи и системы коммутации»

Тема: “Основные принципы работы устройств межсетевого взаимодействия”

Москва, 2007 г.

Содержание

Теоретическая часть 3

Типы устройств межсетевого взаимодействия 3

Многофункциональный коммутатор и его структура 5

Функциональное назначение составных частей МФК 6

Способы управления МФК 7

Подключение к локальной сети 8

Подключение к глобальной сети 9

Интерфейс пользователя и режимы работы 9

Команды конфигурирования и их синтаксис 10

Контекстная справка 12

Сохранение и загрузка конфигурации 13

Настройка имени 15

Настройка имени пользователей и паролей 15

Базовая настройка интерфейсов 15

Получение информации о состоянии МФК 17

Вывод конфигураций 18

Проверка связности сети 19

Практическая часть 23

Контрольные вопросы 24

Теоретическая часть Типы устройств межсетевого взаимодействия

Сетевыми устройствами называются аппаратные средства, используемые для объединения сетей. По мере увеличения размеров и сложности компьютерных сетей, усложняются и сетевые устройства, которые их соединяют. Однако все сетевые устройства служат для решения одной или нескольких общих задач:

• увеличивают число узлов подключаемых к сети;

• увеличивают расстояние, на которое может простираться сеть;

• объединяют существующие сети;

• изолируют сетевые проблемы, делая их диагностику более простой.

Основные типы устройств межсетевого взаимодействия, рассматриваемых в данных лабораторных работах:

• мультиплексоры;

• мосты и коммутаторы;

• маршрутизаторы.

Мультиплексор (multiplexer) – устройство, позволяющие передавать по одной коммуникационной линии одновременно несколько различных потоков данных. Технология мультиплексирования подразумевает разделение средств передачи данных между группой использующих их объектов. В результате мультиплексирования в одном физическом канале создается группа логических каналов. Различают временное и частотное мультиплексирования, а также инверсное мультиплексирование. При временном – канал предоставляется всем системам по очереди независимо от наличия у них данные для передачи, при частотном – полоса пропускания физического канала делится на ряд узких частотных полос, а при инверсном – происходит объединение нескольких низкоскоростных каналов в один широкополосный канал для увеличения его пропускной способности. Мультиплексор работает на физическом уровне модели OSI.

Мост (bridge) – это устройство, которое на канальном уровне соединяет несколько сетевых сегментов в один логический сетевой сегмент и осуществляющее обработку пакетов на основе информации канального уровня (MAC-адреса). Существует несколько различных типов мостов:

• прозрачные или обучающиеся (фильтрующие);

• инкапсулирующие;

• транслирующие;

• с маршрутизацией от источника;

• транслирующие с маршрутизацией от источника.

Два последних типа мостов используются в сетях с маркерным доступом (Token Ring) и подробно рассматриваться не будут.

Применение мостов позволяет разделить физический и логический виды трафика и этим снизить нагрузки на сегмент сети. Основным достоинством применения мостов является доступность, надежность, масштабируемость и управляемость сети за счет её разбиения на отдельные физические составляющие.

Мосты осуществляют свои функции, проверяя в каждом пакете информацию канального уровня и выполняя дальнейшую переадресацию пакетов лишь при необходимости. Информация о том, какие пакеты следует переадресовывать в какой сетевой сегмент, заносится в мост в процессе обучения и хранится в таблицах переадресации. На Рис. 1 показана такая таблица. Она содержит список известных мосту адресов канального уровня и соответствующие этим адресам сегменты сети, в которых находятся указанные устройства.

Рис. 1. Таблица переадресации моста

Простейшим мостом является прозрачный мост, который способен обрабатывать соединение только с одинаковыми протоколами канального уровня. Инкапсулирующие и транслирующие мосты можно рассматривать в качестве прозрачных мостов, которые обладают дополнительными функциями, позволяющими взаимодействовать различным протоколам канального уровня.

Инкапсулирующий мост вкладывает кадр канального уровня одного типа в кадр канального уровня другого типа, что делает возможным прозрачное мостовое соединение между одинаковыми канальными уровнями передачи данных, когда они физически разделены вторым отличающимся канальным уровнем. Как пример, можно привести два инкапсулирующих моста, каждый из которых оснащен портом Ethernet и портом последовательной передачи данных. Эти мосты позволяют связать между собой два сегмента сети Ethernet, которые связаны между собой каналом последовательной передачи данных. Мостовое соединение с инкапсуляцией позволяет передавать весь кадр сети Ethernet из одного сегмента Ethernet в другой, физически отделенный сегментом с последовательной передачей данных, поскольку мост инкапсулирует кадр сети Ethernet в протокол канала последовательной передачи данных. Результатом этого процесса является то, что устройства взаимодействуют так, словно находятся в одном логическом сегменте Ethernet.

Транслирующие мосты выполняют функции прозрачного моста между двумя различными типами протоколов канального уровня. Например, транслирующий мост может преобразовывать кадры сети Ethernet в кадры сети Token Ring.

Коммутатор – это многопортовый мост. Коммутатор работает на канальном уровне и выполняет такие же функции как и мост.

Маршрутизатор (router) – это устройство, распределяющие пакеты по сети с помощью информации сетевого уровня (IP-адреса). Маршрутизатор представляет собой особый тип компьютера, некоторые его базовые компоненты такие же, как у и стандартного персонального компьютера (ПК), например, процессор, память, системная шина и различные интерфейсы ввода/вывода. Тем не менее, маршрутизаторы предназначены для выполнения очень специфических функций, что не свойственно настольному компьютеру. Например, маршрутизаторы могут объединять две сети и определять наиболее оптимальный маршрут для передачи данных.

Маршрутизаторам, как и компьютерам, нужна операционная система, чтобы исполнять конфигурационные файлы, которые содержат инструкции и параметры, позволяющие контролировать поток трафика через маршрутизатор. Чтобы определить оптимальный путь передачи пакетов, маршрутизаторы используют протоколы маршрутизации (routing protocols). Файл конфигурации точно определяет всю информацию о заданных параметрах и используемых маршрутизируемых и маршрутизирующих (routed и routing) протоколах.

Маршрутизаторы, в основном, используются в качестве устройств глобальных сетей (WAN), хотя могут применяться для сегментации локальных сетей (Рис. 2).

Рис. 2. Сегментация сети при помощи маршрутизатора

Маршрутизаторы – основные устройства больших сетей и сети Интернет. Две главные функции маршрутизатора – это выбор лучшего пути для пакетов и направление их на нужный интерфейс. Для осуществления этого маршрутизаторы строят таблицы маршрутизации и обмениваются ими с другими маршрутизаторами. Мосты и коммутаторы соединяют несколько физических сетей в одну логическую сеть, а маршрутизаторы соединяют логические сети и маршрутизируют пакеты данных между ними, используя информацию, полученную протоколами маршрутизации и хранящуюся в таблицах маршрутизации. Основным преимущество маршрутизатора (по сравнению с использованием моста любого типа) является то, что он физически и логически разделяет сеть на несколько управляемых сегментов. Это позволяет контролировать маршрутизируемые пакеты данных и одновременно обрабатывать множество различных протоколов сетевого уровня.