- •Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Учебно-методический комплекс
- •1. Рабочая учебная программа дисциплины
- •1.1. Цели и задачи дисциплины
- •1.2. Структура и объем дисциплины Распределение фонда времени по семестрам, неделям, видам занятий
- •1.3. Содержание дисциплины Распределение фонда времени по темам и видам занятий
- •1.4. Требования к уровню освоения дисциплины и формы текущего и промежуточного контроля
- •Примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену по дисциплине «Сети эвм и телекоммуникации»
- •Распределение самостоятельной работы студентов по темам с указанием времени
- •Содержание каждого вида самостоятельной работы и вида контроля
- •1.5. Содержание самостоятельной работы
- •2. Учебно-методическое пособие
- •2.1. Теоретические сведения
- •2.1.1. Введение
- •2.1.2.1. Эталонная модель osi
- •2.1.2.2. Аппаратура локальных сетей
- •2.1.2.3. Стандартные сетевые протоколы
- •2.1.2.4. Протоколы высоких уровней
- •2.1.2.5. Взаимодействие между стеками протоколов
- •2.1.2.6. Стандартные сетевые программные средства
- •2.1.2.7. Применение модели osi
- •2.1.2.8. Методы и технологии проектирования средств телекоммуникаций
- •2.1.3. Конфигурации локальных вычислительных сетей и методы доступа в них
- •2.1.3.1. Топология локальных сетей
- •2.1.3.2. Назначение пакетов и их структура
- •2.1.3.3. Методы управления обменом
- •2.1.3.4. Метод управления обменом csma/cd
- •2.1.3.5. Оценка производительности сети
- •2.1.3.6. Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети
- •2.1.4. Сети эвм с моноканалом и кольцевые. Проектирование сетей эвм по принципу «клиент-сервер»
- •2.1.4.1. Сети Ethernet и Fast Ethernet
- •2.1.4.2. Сеть Token-Ring
- •2.1.4.3. Сеть fddi
- •2.1.4.4. Сеть 100vg-Any lan
- •2.1.4.5. Сверхвысокоскоростные сети
- •2.1.4.6. Беспроводные сети
- •2.1.4.7. Стандартные сегменты семейства Ethernet
- •2.1.4.8. Стандартные сегменты Fast Ethernet
- •2.1.4.9. Автоматическое определение типа сети (Auto-Negotiation)
- •2.1.4.10. Производительность эвм и информационно-вычислительных сетей
- •2.1.4.11. Проектирование сетей эвм по принципу «клиент-сервер»
- •2.1.5. Конфигурации глобальных сетей и методы коммутации в них. Менеджмент в телекоммуникационных системах
- •2.1.5.1. Глобальные связи компьютерных сетей
- •2.1.5.2. Глобальные связи на основе выделенных каналов
- •2.1.5.3. Глобальные сети на основе коммутации каналов
- •2.1.5.4. Глобальные сети с коммутацией пакетов
- •2.1.6. Аппаратные средства телекоммуникации
- •2.1.6.1. Аппаратные средства локальных сетей
- •2.1.6.2. Аппаратные средства глобальных сетей
- •2.1.7. Составные и корпоративные сети
- •2.1.7.1. Принципы построения составных сетей
- •2.1.7.2. Алгоритмы и протоколы выбора маршрута
- •2.1.7.3. Иерархическая маршрутизация
- •2.1.7.4. Общие сведения о корпоративных сетях
- •2.1.7.5. Уровни и протоколы
- •2.1.7.6. Структура территориальных сетей
- •2.1.7.7. Адресация компьютеров в сети Интернет
- •2.1.7.8. Службы обмена данными
- •2.1.7.9. Сервисы сети Интернет
- •2.1.7.10. Виды конференц-связи
- •2.1.8. Программные средства телекоммуникации
- •2.1.8.1. Классификация операционных систем
- •2.1.8.2. Обобщенная структура операционных систем
- •2.1.8.3. Модель клиент-сервер и модель ос на базе микроядра
- •2.1.8.4. Топологии распределенных вычислений
- •2.1.8.5. Функции сетевых операционных систем
- •2.1.8.6. Распределенная обработка приложений
- •2.1.8.7. Адресация прикладных процессов в сетях эвм
- •2.1.8.8. Сетевые службы
- •2.1.9. Обеспечение безопасности телекоммуникационных связей и административный контроль. Проблемы секретности в сетях эвм и методы криптографии
- •2.1.9.1. Общие сведения и определения
- •2.1.9.2. Виды угроз информации
- •2.1.9.3. Классификация угроз безопасности и их нейтрализация
- •2.1.9.4. Методы и средства защиты информации в сетях. Программные средства защиты информации
- •2.1.9.5. Стандартные методы шифрования и криптографические системы
- •2.1.9.6. Администрирование сети
- •2.1.9.7. Безопасность в корпоративных сетях
- •2.1.9.8. Архивирование. Источники бесперебойного питания
- •2.1.10. Тенденции развития телекоммуникационных систем
- •2.3. Лабораторный практикум
- •Распределение тем лабораторных занятий по времени
- •2.3.1. Лабораторная работа № 1 Расчет конфигурации сети Ethernet
- •1.1. Критерии корректности конфигурации
- •1.2. Методика расчета времени двойного оборота и уменьшения межкадрового интервала
- •1.3. Пример расчета конфигурации сети
- •1.4. Задание на лабораторную работу
- •1.5. Справочные данные ieee
- •2.3.2. Лабораторная работа № 2 Изучение структуры ip-адреса
- •2.1. Типы адресов стека tcp/ip
- •2.2. Классы ip-адресов
- •2.3. Особые ip-адреса
- •2.4. Использование масок в ip-адресации
- •2.5. Задание на лабораторную работу
- •2.3.3. Лабораторная работа № 3 Взаимодействие прикладных программ с помощью транспортного протокола тср
- •3.1. Транспортный протокол tcp
- •3.2. Транспортный протокол udp
- •3.3. Порты, мультиплексирование и демультиплексирование
- •3.4. Логические соединения
- •3.5. Программирование обмена данными на основе транспортных протоколов
- •3.6 Пример реализации простейшего клиент-серверного приложения на основе сокетов
- •3.7. Задание на лабораторную работу
- •3.8. Справочные данные Основные свойства компонента ServerSocket:
- •2.3.4. Лабораторная работа № 4 Взаимодействие прикладных программ с помощью протоколов электронной почты smtp и pop3
- •4.1. Модель протокола, команды и коды ответов smtp
- •4.2. Кодировка сообщений
- •4.3. Процесс передачи сообщений
- •4.4. Пример последовательности команд почтовой транзакции
- •4.5. Модель протокола рор3, его назначение и стадии рор3-сессии
- •4.6. Формат сообщений
- •4.7. Процесс получения сообщений. Команды и ответы протокола рор3
- •4.8. Задание на лабораторную работу
- •4.9. Справочные данные
- •2.3.5. Лабораторная работа № 5 Взаимодействие прикладных программ с помощью протокола передачи данных ftp
- •5.1. Назначение и модели работы протокола ftp
- •5.2. Особенности управления процессом обмена данными
- •5.3. Команды и ответы протокола ftp
- •5.4. Задание на лабораторную работу
- •5.5. Справочные данные
- •2. Команды управления потоком данных.
- •3. Команды ftp-сервиса.
- •2.3.6. Лабораторная работа № 6 Построение и исследование компьютерных сетей с помощью системы NetCracker
- •6.1. Основы компьютерной системы NetCracker
- •6.2. Задание на лабораторную работу
- •2.3.7. Лабораторная работа № 7 Изучение алгоритма маршрутизации ospf
- •7.1. Алгоритмы маршрутизации
- •7.2. Задание на лабораторную работу
- •3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •3.1. Перечень основной и дополнительной литературы
- •3.1.1. Основная литература:
- •3.1.2. Дополнительная литература:
- •3.2. Методические рекомендации преподавателю
- •3.3. Методические указания студентам по изучению дисциплины
- •3.4. Методические указания и задания для выполнения курсовой работы
- •3.4.1. Постановка задачи курсовой работы. Обязательное содержание разделов
- •3.4.2. Выбор конфигурации сети Ethernet
- •3.4.3. Выбор конфигурации Fast Ethernet
- •3.4.4. Методика и начальные этапы проектирования сети
- •3.4.5. Выбор с учетом стоимости сети
- •3.4.6. Проектирование кабельной системы
- •3.4.7. Оптимизация и поиск неисправностей в работающей сети
- •3.4.8. Проектирование локальной корпоративной компьютерной сети с помощью системы автоматизированного проектирования NetWizard
- •3.4.9. Правила выполнения и оформления курсовой работы
- •Пример правильного оформления расчета
- •3.5. Учебно-методическая карта дисциплины
- •3.6. Материально-техническое обеспечение дисциплины
- •3.7. Программное обеспечение использования современных информационно-коммуникативных технологий
- •3.8. Технологическая карта дисциплины Поволжский государственный университет сервиса
- •Образец оформления титульного листа лабораторной работы
- •Образец оформления титульного листа журнала отчетов по лабораторным работам
- •Лист обложки пояснительной записки курсовой работы
- •Титульный лист пояснительной записки курсовой работы
- •Поволжский государственный университет сервиса
- •Задание по курсовому проектированию
- •Типовые варианты* задания на выполнение курсовой работы
2.1.7.3. Иерархическая маршрутизация
Основное преимущество иерархической маршрутизации заключается в том, что она согласуется с организацией и схемой трафика большинства компаний. Большая часть сетевых коммуникаций осуществляется в пределах групп небольших подразделений компании (доменов). Внутридоменным маршрутизаторам достаточно иметь информацию только о других маршрутизаторах в пределах своего домена, поэтому их алгоритмы маршрутизации могут быть упрощенными и соответственно уменьшен трафик корректировки маршрутизации.
Стандарт OSI предлагает протокол IS-IS внутридоменной маршрутизации промежуточных систем (Intermediate System to Intermediate System Intra-Domain Routing Exchange Protocol) и протокол ES-IS, вырабатывающий так называемые сообщения конфигурации (см. ниже). Выше уже были определены понятия конечной системы (end system – ES), промежуточной системы (intermediate system – IS), области (Area) и домена (Domain). Дополнительно определим понятия (рис. 130):
– маршрутизация уровня 1 (Level 1 routing) – маршрутизация в пределах области уровня 1;
– маршрутизация уровня 2 (Level 2 routing) – маршрутизация между областями уровня 1.
Протокол ES-IS. Благодаря протоколу ES-IS, выполняется процесс, называемый конфигурацией (configuration), с помощью которого системы ES и IS узнают о существовании друг друга и тем самым подготавливают следующий этап – собственно маршрутизацию. Протокол ES-IS различает три разных типа подсетей:
|
|
|
Рис. 130. Маршрутизация уровня 1 и уровня 2 |
– Двухточечные подсети (Point-to-point sub networks) обеспечивают непосредственное соединение между двумя системами. Большинство последовательных каналов глобальной сети являются двухточечными сетями.
– Широковещательные подсети (Broadcast sub networks) направляют отдельное физическое сообщение во все узлы данной подсети. Примерами широковещательных подсетей являются Ethernet и IEEE 802.3.
– Подсети с общей топологией (General-topology sub networks) поддерживают произвольное число систем. Однако в отличие от широковещательных подсетей величина затрат на передачу по какому-нибудь маршруту непосредственно связана с размерами данной подсети в подсети с общей топологией. Примером подсети с общей топологией является Х.25.
Сообщения конфигурации двух типов передаются через определенные интервалы времени. Приветственные сообщения ES (ESH) генерируются и отправляются в каждую систему IS данной подсети. Приветственные сообщения IS (ISH) генерируются и отправляются всем системам ES данной подсети. Эти приветственные сообщения в основном предназначены для переноса адресов подсетей и адресов сетевого уровня тех систем, которые генерируют их.
При возможности ES-IS пытается отправить сообщения конфигурации одновременно в несколько систем. В широковещательных подсетях приветственные сообщения ES-IS отправляются во все IS с помощью специальной многопунктовой адресации. Промежуточные системы IS отправляют приветственные сообщения по специальному адресу многопунктовой адресации, определенному для всех конечных систем. При работе в подсети с общей топологией протокол ES-IS обычно не передает сообщения конфигурации из-за больших затрат на передачу с многопунктовой адресацией.
Протокол IS-IS. Протокол IS-IS является протоколом маршрутизации с указанием состояния канала. Для этого, используя лавинную адресацию, он передает по сети информацию о состоянии канала для построения полной, согласованной картины топологии сети.
Для упрощения построения и работы маршрутизатора протокол IS-IS различает системы IS уровней 1 и 2. Системы IS уровня 1 могут сообщаться с другими системами IS уровня 1, находящимися в той же области. Системы IS уровня 2 могут сообщаться с системами IS других областей. Таким образом, системы IS уровня 1 формируют области уровня 1, а системы IS уровня 2 осуществляют маршрутизацию между областями уровня 1.
Системы IS уровня 2 формируют стержень внутридоменной маршрутизации. Другими словами, системы IS уровня 2 могут попасть в другие системы IS уровня 2 только через системы IS уровня 2. Наличие такого стержня упрощает схему, так как в этом случае системам IS уровня 1 нужно уметь только попадать в ближайшую систему IS уровня 2.
Сообщение между системами ES. Каждая конечная система ES принадлежит конкретной области. Системы ES обнаруживают ближайшую систему IS путем прослушивания пакетов ISH. Если какая-нибудь система ES захочет отправить пакет в другую систему ES, она направляет пакет в одну из систем IS сети, к которой она непосредственно подключена. Маршрутизатор просматривает адрес пункта назначения и продвигает пакет по наилучшему маршруту. Если система ES пункта назначения находится в той же подсети, то местная система IS узнает об этом в результате прослушивания ESH и соответствующим образом продвинет пакет. В этом случае система IS может также обеспечить отправку сообщения о переадресации (redirect – RD) в источник пакета, чтобы сообщить о доступности более прямого пути.
Если адресом пункта назначения является какая-нибудь система ES другой подсети той же области, то система IS узнает о точном маршруте и соответствующим образом продвинет пакет. Если адресом пункта назначения является какая-нибудь система ES другой области, то система IS уровня 1 отправляет этот пакет в ближайшую систему IS уровня 2. Продвижение пакета через системы IS уровня 2 продолжается до тех пор, пока он не достигнет системы IS уровня 2 в области пункта назначения. В пределах области пункта назначения системы IS продвигают пакет по наилучшему маршруту, пока он не достигнет системы ES пункта назначения.
Каждая система IS генерирует корректировку, определяющую системы ES и IS, с которыми она соединена, а также связанные с ней показатели. Эта корректировка отправляется во все соседние системы IS, которые продвигают ее своим соседям, и т.д. (лавинная адресация). Номера последовательностей прекращают лавинную адресацию и отличают старые корректировки от новых. Так как каждая система IS получает корректировки о состоянии канала от всех других систем IS, то каждая система IS может построить полную базу данных всей топологии сети. При изменении топологии отправляются новые корректировки.
Показатели (метрики) протокола IS-IS. Протокол IS-IS использует один обязательный, устанавливаемый по умолчанию показатель с максимальным значением пути 1024. Этот показатель является произвольным и обычно назначается администратором сети. Отдельный канал может иметь максимальное значение 64. Эти значения используются для поиска кратчайшего пути (наилучшего маршрута).
Протокол IS-IS также определяет три дополнительных показателя:
– величину задержки в канале (delay);
– коммуникационные затраты (expense) ;
– коэффициент ошибок канала (error).
Используя эти показатели, протокол IS-IS определяет интегральный показатель качества обслуживания (quality-of-service – QoS) и может вычислять маршруты через объединенную сеть.

