- •Классификация ивс.
- •Способы коммутации
- •Топология сетей.
- •Одноранговые сети и сети типа «клиент-сервер»
- •Многоуровневые ивс.
- •Эталонная модель взаимодействия открытых систем osi.
- •Канальное кодирование. Методы кодирования.
- •Стандартные стеки коммуникационных протоколов. Соответствие стеков протоколов модели osi.
- •Сетевые компоненты.
- •Характеристики линии связи.
- •Технологии канальных сетей на разделяемой среде. Мас-адреса.
- •Спецификация физической среды. Проводные линии связи.
- •Локальные вычислительные сети. Ethernet со скоростью 10 Мбит/с. Физические уровни стандарта Ethernet.
- •Локальные вычислительные сети. Технологии Token Ring и fddi.
- •Беспроводные локальные сети. Распределенный и централизованный режим доступа.
- •Физический уровень стандарта ieee 802.11 а.
- •Физический уровень стандарта ieee 802.11 b.
- •Физический уровень стандарта ieee 802.11 n.
- •Реальная скорость передачи данных
- •Два частотных диапазона
- •Каналы шириной 40 mHz
- •Коммутируемые сети Ethernet. Логическая структуризация сетей. Мосты. Алгоритм функционирования прозрачного моста.
- •Топологические ограничения при применении мостов в лвс. Алгоритм устранения активных петель в сетях эвм при помощи протокола канального уровня stp.
- •Коммутаторы. Алгоритм работы коммутатора. Архитектура коммутаторов.
- •Полностью коммутируемые сети Ethernet. Дуплексный режим работы. Неблокирующие коммутаторы. Борьба с перегрузками.
- •Технология Fast Ethernet. Физические уровни стандарта Fast Ethernet.
- •Технология Gigabit Ethernet. Физические уровни стандарта Gigabit Ethernet.
- •Технология 10g Ethernet. Физические уровни стандарта 10g Ethernet.
- •Архитектура коммутаторов.
- •Агрегирование линий связи в локальных сетях. Транки и логические каналы.
- •Виртуальные локальные сети.
- •Адресация в стеке протоколов tcp/ip.
- •Порядок назначения ip-адресов.
- •Отображение ip-адресов на локальные адреса. Протокол разрешения адресов arp.
- •Система доменных имен dns. Протокол динамического конфигурирования хостов dhcp.
- •Формат ip-пакета. Схема ip-маршрутизации.
- •Протоколы транспортного уровня tcp и udp.
- •Классификация алгоритмов построения таблиц маршрутизации. Протокол ospf.
Технология 10g Ethernet. Физические уровни стандарта 10g Ethernet.
Стандарт 10G Ethernet определяет только дуплексный режим работы, поэтому он используется исключительно в коммутируемых локальных сетях. Формально этот стандарт имеет обозначение IEEE 802.Зае и является поправкой к основному тексту стандарта 802.3. Формат кадра остался неизменным, при этом расширение кадра, введенное в стандарте Gigabit Ethernet, не используется, так как нет необходимости обеспечивать распознавание коллизий.
Стандарт 802.3ае описывает несколько новых спецификаций физического уровня, которые взаимодействуют с уровнем МАС с помощью нового варианта подуровня согласования. Этот подуровень обеспечивает для всех вариантов физического уровня 10G Ethernet единый интерфейс XGMII (eXtended Gigabit Medium Independent Interface), который предусматривает параллельный обмен четырьмя байтами, образующими четыре потока данных.
Cуществуют три группы таких физических интерфейсов: 10GBase-Х, 10GBase-R и 10GBase-W. Они отличаются способом кодирования данных: в варианте 10GBase-Х применяется код 8В/10В, в остальных двух — код 64В/66В. Все они для передачи данных задействуют оптическую среду.
Группа 10GBase-Х в настоящее время состоит из одного интерфейса подуровня PMD — 10GBase-LХ4. Буква L говорит о том, что информация передается с помощью волн второго диапазона прозрачности, то есть 1310 нм. Информация в каждом направлении передается одновременно с помощью четырех волн (что отражает цифра 4 в названии интерфейса). Каждый из четырех потоков интерфейса XGMII передается в оптическом волокне со скоростью 2,5 Гбит/с.
Максимальное расстояние между передатчиком и приемником стандарта 10GBase-LX4 на многомодовом волокне равно 200-300 м (в зависимости от полосы пропускания волокна), на одномодовом — 10 км.
В каждой из групп 10GBase-R и 10GBase-W может быть три варианта подуровня PMD: S, L и Е в зависимости от используемого для передачи информации диапазона волн — 850, 1310 или 1550 нм соответственно. Таким образом, существуют интерфейсы 10GBase-WS, 10GBase-WL, 10GBase-WЕ и 10GBase-RS, 10GBase-RL и 10GBase-RЕ. Каждый из них передает информацию с помощью одной волны соответствующего диапазона.
Архитектура коммутаторов.
Коммутатор — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (2) уровне модели OSI и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты.
Принцип работы коммутатора
Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.
Для ускорения операций коммутации сегодня во всех коммутаторах используются заказные специализированные БИС — ASIC, которые оптимизированы для выполнения основных операций коммутации. Важную роль в построении коммутаторов играют также программируемые микросхемы FPGA. Помимо процессорных микросхем для успешной неблокирующей работы коммутатору нужно иметь быстродействующий узел обмена, предназначенный для передачи кадров между процессорными микросхемами портов. В настоящее время в коммутаторах узел обмена строится на основе одной из трех схем: коммутационная матрица; общая шина; разделяемая многовходовая память. Часто эти три схемы комбинируются в одном коммутаторе.
Коммутационная матрица обеспечивает наиболее простой способ взаимодействия процессоров портов. Однако реализация матрицы возможна только для определенного числа портов, причем сложность схемы возрастает пропорционально квадрату количества портов коммутатора
В коммутаторах с общей шиной процессоры портов связывают высокоскоростной шиной, используемой в режиме разделения времени. Чтобы шина не блокировала работу коммутатора, ее производительность должна равняться, по крайней мере, сумме производительностей всех портов коммутатора.
Разделяемая многовходовая память представляет собой третью базовую архитектуру взаимодействия портов.
Входные блоки процессоров портов соединяются с переключаемым входом разделяемой памяти, а выходные блоки этих же процессоров — с ее переключаемым выходом. Переключением входа и выхода разделяемой памяти управляет менеджер очередей выходных портов. В разделяемой памяти менеджер организует несколько очередей данных, по одной для каждого выходного порта.
Комбинированные коммутаторы. У каждой из описанных архитектур есть свои достоинства и недостатки, поэтому часто в сложных коммутаторах эти архитектуры применяются в комбинации друг с другом.