Добавил:

Akylina Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Предмет:

Компьютерные сети

Файл:

ОТВЕТЫ(1-104)fixed.docx

Скачиваний:

Добавлен:

10.08.2019

Размер:

17.74 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 77

56.Каковы основные преимущества маркерного метода перед

методом CSMA/CD?

Основное преимущество данного метода перед CSMA/CD состоит в том, что здесь гарантирована величина времени доступа. Его величина составит (N - 1) t , где N - полное число абонентов в сети, tnK — время прохождения пакета по кольцу. Вообще маркерный метод управления обменом гораздо эффективнее случайных методов при большой интенсивности обмена в сети (при загруженности более 30-40%). Он позволяет сети работать с большей нагрузкой, которая теоретически может приближаться к 100%

Детерминированные методы определяют четкие правила, по которым чередуются захватывающие сеть абоненты. Абоненты имеют ту или иную систему приоритетов, причем приоритеты эти различны для всех абонентов. При этом, как правило, конфликты полностью исключены (или маловероятны), но некоторые абоненты могут дожидаться своей очереди слишком долго. К детерминированным методам относится, например, маркерный доступ, при котором право передачи передается по эстафете от абонента к абоненту. Случайные методы подразумевают случайное чередование передающих абонентов. В этом случае возможность конфликтов подразумевается, но предлагаются способы их разрешения. Случайные методы работают хуже, чем детерминированные, при больших информационных потоках в сети (при большом трафике сети) и не гарантируют абоненту величину времени доступа (это интервал между возникновением желания передавать и получением возможности передать свой пакет). Пример случайного метода - CSMA/CD.

57.В каких топологиях может использоваться метод csma/cd?

В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

Этот метод используется исключительно в сетях с общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод). Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Простота схемы подключения - это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet. Говорят, что кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме коллективного доступа (multiply-access,MA).

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Затем кадр передается по кабелю. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные и посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции-источника также включен в исходный кадр, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ.

58.В каких топологиях может использоваться метод маркерного

доступа?

Метод маркерного доступа может использоваться не только в кольце (например, в сети IBM Token Ring или FDDI), но и в шине (например, сеть Arcnet-BUS), и в пассивной звезде (например, сеть Arcnet-STAR). В этих случаях реализуется не физическое, а логическое кольцо, то есть все абоненты последовательно передают друг другу маркер, и эта цепочка передачи маркеров замкнута в кольцо. При этом совмещаются достоинства физической топологии «шина» и маркерного метода управления.

59.Назовите и охарактеризуйте уровни модели OSI, которые

выполняют функцию сети. Физический уровень (Physical) – это самый нижний уровень модели, который отвечает за кодирование передаваемой информации в уровни сигналов, принятые в среде передачи, и обратное декодирование. Здесь же определяются требования к соединителям, разъемам, электрическому согласованию, заземлению, защите от помех и т.д.

Канальный уровень, или уровень управления линией передачи (Data link), отвечает за формирование пакетов стандартного вида, включающих начальное и конечное управляющие поля. Здесь же производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи и производится повторная пересылка приемнику ошибочных пакетов.

Сетевой уровень (Network) отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен в физические сетевые адреса (и обратно), а также за выбор маршрута, по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов).

60.Назовите и охарактеризуйте уровни модели OSI, выполняющие

функцию оконечного пользователя. Транспортный уровень (Transport) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных.

Сеансовый уровень (Session) управляет проведением сеансов связи (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает связь). Этот же уровень распознает логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.

Представительский уровень (Presentation), или уровень представления данных, определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, удобную для сети, то есть выполняет функцию переводчика. Здесь же выполняется шифрование и дешифрирование данных, а при необходимости - их сжатие.

Прикладной уровень (Application), или уровень приложений, обеспечивает услуги, непосредственно поддерживающие приложения пользователя, например программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службу регистрации на сервере. Этот уровень управляет остальными шестью уровнями.

61.Какие уровни модели OSI обеспечивают безошибочную передачу

между двумя узлами сети? Охарактеризуйте их.

Физический уровень (Physical) – это самый нижний уровень модели, который отвечает за кодирование передаваемой информации в уровни сигналов, принятые в среде передачи, и обратное декодирование. Здесь же определяются требования к соединителям, разъемам, электрическому согласованию, заземлению, защите от помех и т.д.

62.Какой уровень модели OSI устанавливает маршрут для передачи

по сети, от узла к узлу? Охарактеризуйте его.

63.Какие уровни модели OSI управляют потоком данных?

Охарактеризуйте их. Сетевой уровень (Network) отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен в физические сетевые адреса (и обратно), а также за выбор маршрута, по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов). Транспортный уровень (Transport) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных.

64.Какой уровень модели OSI управляет перегрузкой,

предотвращает переполнение сети. Охарактеризуйте его.

65.Какой уровень модели OSI обеспечивает последовательный

обмен между двумя оконечными пользователями? Охарактеризуйте

его. Транспортный уровень (Transport) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных.

66.Какой уровень модели OSI обеспечивает расстановку пакетов в

надлежащем порядке при датаграмном режиме? Охарактеризуйте его.

Транспортный уровень (Transport) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных.

67.Какой уровень модели OSI управляет и преобразует синтаксис

данных? Охарактеризуйте его.

68.Какой уровень модели OSI предоставляет средства для

организации диалога пользователей? Охарактеризуйте его.

69.Какой уровень модели OSI обеспечивает повышение верности

передачи? Охарактеризуйте его.

70.Какой уровень модели OSI контролирует правильность приема последовательности блоков? Охарактеризуйте его.

71.Ради какого уровня модели OSI существуют все остальные

уровни? Охарактеризуйте его.

72.Какие уровни модели OSI реализуются аппаратно, а какие

программно?

73.Какие два подуровня выделяют в канальном уровне модели OSI?

В уровне 2 (канальном) нередко выделяют два подуровня:

Верхний подуровень (LLC – Logical Link Control) осуществляет управление логической связью, то есть устанавливает виртуальный канал связи (часть его функций выполняется программой драйвера сетевого адаптера).

Нижний подуровень (MAC – Media Access Control) осуществляет непосредственный доступ к среде передачи информации (каналу связи). Он напрямую связан с аппаратурой сети.

74.Какие основные параметры необходимо установить для

нормальной работы платы сетевого адаптера в составе компьютера?

Для работы ПК в сети надо правильно установить и настроить сетевой адаптер. Для адаптеров, отвечающих стандарту PnP, настройка производится автоматически. В ином случае необходимо настроить линию запроса на прерывание IRQ (Interrupt Request Line) и адрес ввода/вывода (Input/Output address).

Обычно сетевая карта работает с конфликтами, если двум устройствам назначен один и тот же ресурс (запроса на прерывание или адрес ввода/вывода). Сетевые карты поддерживают различные типы сетевых соединений. Физический интерфейс между самой сетевой картой и сетью называют трансивером (transceiver) – это устройство, которое как получает, так и посылает данные. Трансиверы на сетевых картах могут получать и посылать цифровые и аналоговые сигналы. Тип интерфейса, который использует сетевая карта, часто может быть физически определен на сетевой карте. Перемычки, или джамперы (маленькие перемычки, соединяющие два контакта), могут быть настроены для указания типа трансивера, который должна использовать сетевая карта в соответствии со схемой сети. Например, перемычка в одном положении может включить разъем RJ-45 для поддержки сети типа витая пара, в другом – поддержку внешнего трансивера.

75.Перечислите основные сетевые функции сетевых адаптеров.

Сетевые адаптеры производят семь основных операций при приеме или передачи сообщения:

1. Гальваническая развязка с коаксиальным кабелем или витой парой. Для этой цели используются импульсные трансформаторы. Иногда дя развязки используются оптроны.

2. Прием (передача) данных. Данные передаются из ОЗУ ПК в адаптер или из адаптера в память ПК через программируемый канал ввода/вывода, канал прямого доступа или разделяемую память.

3. Буферизация. Для согласования скоростей пересылки данных в адаптер или из него со скоростью обмена по сети используются буфера. Во время обработки в сетевом адаптере, данные хранятся в буфере. Буфер позволяет адаптеру осуществлять доступ ко всему пакету информации. Использование буферов необходимо для согласования между собой скоростей обработки информации различными компонентами ЛВС.

4. Формирование пакета. Сетевой адаптер должен разделить данные на блоки в режиме передачи (или соединить их в режиме приема) данных и оформить в виде кадра определенного формата. Кадр включает несколько служебных полей, среди которых имеется адрес компьютера назначения и контрольная сумма кадра, по которой сетевой адаптер станции назначения делает вывод о корректности доставленной по сети информации.

5. Доступ к каналу связи. Набор правил, обеспечивающих доступ к среде передачи. Выявление конфликтных ситуаций и контроль состояния сети.

6. Идентификация своего адреса в принимаемом пакете. Физический адрес адаптера может определяться установкой переключателей, храниться в специальном регистре или прошиваться в ППЗУ.

7. Преобразование параллельного кода в последовательный код при передаче данных, и из последовательного кода в параллельный при приеме. В режиме передачи данные передаются по каналу связи в последовательном коде.

8. Кодирование и декодирование данных. На этом этапе должны быть сформированы электрические сигналы, используемые для представления данных. Большинство сетевых адаптеров для этой цели используют манчестерское кодирование. Этот метод не требует передачи синхронизирующих сигналов для распознавания единиц и нулей по уровням сигналов, а вместо этого для представления 1 и 0 используется перемена полярности сигнала.

9. Передача или прием импульсов. В режиме передачи закодированные электрические импульсы данных передаются в кабель (при приеме импульсы направляются на декодирование).

Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.

76.Пассивные и активные концентраторы. Основные функции,

свойства.

Пассивные концентраторы

Пассивный концентрапюр комбинирует сигналы сетевых сегментов. Никакой обработки или регенерации сигнала такое устройство не выполняет. Поскольку сигнал не усиливается (а фактически даже поглощается), пассивный концентратор вдвое сокращает максимально допустимую длину кабеля. Например, если сегмент обычно обеспечивает надежную передачу на расстояние в 200 м, то интервал между пассивным концентратором и устройством может достигать только 100 м. Кроме того, при использовании пассивных концентраторов каждый компьютер принимает сигналы от всех других машин, подключенных к концентратору.

Активные концентраторы

Активные концентраторы аналогичны пассивным, но имеют электронные компоненты, регенерирующие или усиливающие сигнал. Благодаря этому расстояние между устройствами увеличивается. Основным недостатком активных концентраторов является то, что некоторые из них вместе с сигналом усиливают и шумы (это зависит от того, функционирует концентратор как простой усилитель или как регенератор сигнала). Кроме того, они намного дороже пассивных концентраторов. Поскольку некоторые активные концентраторы выполняют роль повторителей (о которых рассказывается ниже), их называют иногда многопортовыми повторителями.

77.Мосты. Основные функции, свойства.

Мост (bridge)- это устройство, кот продвигает кадры Основное отличие коммутатора от моста заключается в том, что мост обрабатывает кадры последовательно, а коммутатор - параллельно. мосты функционируют на Канальном уровне модели OSI и осуществляют отбор передаваемых через них пакетов

Мост имеет два или более портов, подключенных к различным сегментам кабеля, и работает в беспорядочном режиме (promiiscuous mode), принимая все пакеты, передаваемые по присоединенным сегментам.

Мосты позволяют решать следующие задачи:

расширить локальную сеть в случае, когда достигнут лимит на максимальное количество соединений (например, если сегмент Ethernet имеет 30 узлов);
расширить локальную сеть и обойти ограничения на длину сегментов (например, если нужно нарастить сегмент Ethernet на тонком кабеле, который уже имеет длину 185 м);
сегментировать локальную сеть для ликвидации узких мест в сетевом трафике;
предотвратить неавторизованный доступ к сети.

Мосты выполняют три важных функции – анализ, фильтрация и пересылка.

После включения мост анализирует топологию сети и адреса устройств во всех подключенных сетях. Для этого мост просматривает исходный и целевой адреса во всех передаваемых ему фреймах и на основе этой информации строит свою таблицу, содержащую адреса всех узлов сети. Большинство мостов может хранить в таких таблицах значительное количество адресов. Затем таблица адресов используется для принятия решений о пересылки трафика.
Администратор сети может также ввести инструкции для моста, запрещающие лавинообразно передавать фреймы от определенных исходных адресов или же позволяющие отбрасывать некоторые фреймы без ретрансляции. Такая возможность фильтрации позволяет применять мосты для повышения безопасности (например, путем ограничения доступа к серверу, хранящему важную информацию).

78.Маршрутизаторы. Основные функции, свойства.

Устройства для прокладки маршрутов называют маршрутизаторами. Маршрутизатор (router) выполняет некоторые функции моста, такие анализ топологии, фильтрация и пересылка пакетов. Однако, в отличие от мостов, мар-шрутизаторы могут направлять пакеты в конкретные сети, анализировать сетевой трафик и быстро адаптироваться к изменениям сети. Маршрутизаторы соединяют локальные сети на Сетевом уровне эталонной модели OSI, что позволяет им анализировать в пакетах больше информации, чем это возможно для мостов.

Главные задачи, которые могут решать маршрутизаторы:

эффективно перенаправлять пакеты из одной сети в другую, устраняя не-нужный трафик;
соединять соседние или удаленные сети;
связывать разнородные сети;
устранять узкие места сети, изолируя ее отдельные части;
защищать фрагменты сети от несанкционированного доступа.

В отличие от мостов, маршрутизаторы могут связывать сети, имеющие различные каналы данных. Например, сеть Ethernet на базе протокола TCP/IP можно подключить к коммутирующей сети с ретрансляцией кадров, в которой также используется протокол IP. Некоторые маршрутизаторы поддерживают только один протокол, например, TCP/IP или IPX. Многопротокольные маршрутизаторы могут выполнять преобразование протоколов разнородных сетей, т. е. осуществлять конвертацию протокола TCP/IP сети Ethernet в протокол AppleTalk сети с маркерным доступом, и наоборот.

79.Коммутаторы. Основные функции, свойства.

Коммутаторы (switch) обеспечивают функции моста, а также позволяют повысить пропускную способность существующих сетей. Коммутаторы используемые в локальных сетях, напоминают мосты в том смысле, что они работают на подуровне MAC Канального уровня и анализируют адреса устройств во всех входящих фреймах. Как и мосты, коммутаторы хранят таблицу адресов и используют эту информацию для принятия решения о том, как фильтровать и пересылать трафик локальной сети. В отличие от мостов, для увеличения скорости передачи данных и полосы пропускания сетевой среды в коммутаторах применяются методы коммутации.

В коммутаторах локальных сетей обычно используется один из двух методов:

при коммутации без буферизации пакетов) фреймы пересылаются по частям до того момента, пока фрейм не будет получен целиком. Передача фрейма начинается сразу же, как только будет прочитан целевой адрес MAC-уровня и из таблицы коммутатора будет определен порт назначения. Такой подход обеспечивает относительно высокую скорость передачи (отчасти за счет отказа от проверки наличия ошибок).
в процессе коммутации с промежуточным хранением (также называемой коммутацией с буферизацией) передача фрейма не начинается до тех пор, пока он не будет получен полностью. Как только коммутатор получает фрейм, он проверяет его контрольную сумму (CRC) перед тем, как отправлять целевому узлу. Затем фрейм поминается (буферизируется) до тех пор, пока не освободится соответствующий порт и коммуникационный канал (они могут быть заняты другими данными).

80.При разбиении сети на части используется «правило 80/20»,

приведите на примере как воспользоваться этим правилом, если в

сети используются только коммутаторы.

Основное правило, которого придерживаются при разбиении сети на части (сегменты) с помощью коммутатора, называется «правило 80/20». В соответствии с ним, необходимо, чтобы более 80 процентов всех передач происходило в пределах одной части (одного сегмента) сети. И только 20 процентов всех передач должно происходить между разными частями (сегментами) сети, т.е. проходить через коммутатор. Только при выполнении этого правила коммутатор, и сеть работают эффективно. На практике необходимо стремиться к тому, чтобы сервер и активно работающие с ним абоненты (компьютеры) располагались в одном сегменте.

81.При разбиении сети на части используется «правило 80/20»,

приведите на примере как воспользоваться этим правилом, если в

сети используются только маршрутизаторы.

Маршрутизация – это построение маршрутов прохождения пакетов по сети. Если сеть построена на основе маршрутизатора – 80% вр. Он работает с разными сегментами сети и 20% - в одддних и тех же. Маршрутизатор – более дорогое и сложное устройство, чем коммутатор, тоолько в таком режиме он может работать максимально эффективно. Например, если 1,2,3 сегменты сети, соединенные при помощи маршрутизатора к шлюзу интернета часто обмениваются между собой и шлюзом пакетами, то 80% времени маршрутизатор должен обрабатывать пересылку пакетов именно этих сегментов, и только 20% - 4 сегмент, абоненты которого осущеествляют пересылку пакетов преимущественно между собой.

82.Определение термина протокол. На какие группы разделяются

протоколы, приведите примеры.

Протоколы – это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же протоколам, чтобы в результате передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.

Протоколы перечисленных наборов делятся на три основные группы:

Прикладные протоколы (выполняющие функции трех верхних уровней модели OSI – прикладного, представительского и сеансового); обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними:

-FTAM (File Transfer Access and Management) – протокол OSI доступа к файлам;

-SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол глобальной сети Интернет для обмена электронной почтой;

-FTP (File Transfer Protocol) – протокол глобальной сети Интернет для передачи файлов;

-SNMP (Simple Network Management Protocol) – протокол для мониторинга сети, контроля за работой сетевых компонентов и управления ими;

-NCP (Novell NetWare Core Protocol) и клиентские оболочки или редиректоры фирмы Novell.

Транспортные протоколы (реализующие функции средних уровней модели OSI – транспортного и сетевого);поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данными между ними.

-TCP (Transmission Control Protocol) – часть набора протоколов TCP/IP для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;

-SPX – часть набора протоколов IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов, предложенных компанией Novell;

Сетевые протоколы (осуществляющие функции трех нижних уровней модели OSI). управляют адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу.:

-IP (Internet Protocol) – TCP/IP-протокол для негарантированной передачи пакетов без установления соединений;

-IPX (Internetwork Packet Exchange) – протокол компании NetWare для негарантированной передачи пакетов и маршрутизации пакетов;

83.Соотношение уровней модели OSI и протоколов сети Internet.

84.Опишите метод взаимодействия без логического соединения и

метод с логическим соединением.

Модель OSI допускает два основных метода взаимодействия абонентов в сети:

Метод взаимодействия без логического соединения (или метод дейтаграмм ).
Метод взаимодействия с логическим соединением.

Метод дейтаграмм – это простейший метод, в котором каждый пакет рассматривается как самостоятельный объект ( рис. 6.5).

Пакет при этом методе передается без установления логического канала, то есть без предварительного обмена служебными пакетами для выяснения готовности приемника, а также без ликвидации логического канала, то есть без пакета подтверждения окончания передачи. Дойдет пакет до приемника или нет – неизвестно (проверка факта получения переносится на более высокие уровни).

Метод дейтаграмм предъявляет повышенные требования к аппаратуре (так как приемник всегда должен быть готов к приему пакета). Достоинства метода в том, что передатчик и приемник работают независимо друг от друга, к тому же пакеты могут накапливаться в буфере и затем передаваться вместе, можно также использовать широковещательную передачу, то есть адресовать пакет всем абонентам одновременно. Недостатки метода – это возможность потери пакетов, а также бесполезной загрузки сети пакетами в случае отсутствия или неготовности приемника.

Метод с логическим соединением ( рис. 6.6, рис. 4.5) разработан позднее, чем метод дейтаграмм, и отличается усложненным порядком взаимодействия.

При этом методе пакет передается только после того, как будет установлено логическое соединение (канал) между приемником и передатчиком. Каждому информационному пакету сопутствует один или несколько служебных пакетов (установка соединения, подтверждение получения, запрос повторной передачи, разрыв соединения). Логический канал может устанавливаться на время передачи одного или нескольких пакетов.

Примеры протоколов, работающих по методу дейтаграмм — это протоколы IP и IPX.

Примеры протоколов, работающих по методу с логическим соединением – это TCP и SPX.

Рис. 6.5. Метод дейтаграмм

Рис. 6.6. Метод с логическим соединением

85.С точки зрения распределения функций между компьютерами

сети, все сети можно разделить на две группы, какие это группы?

Охарактеризуйте их.

С точки зрения распределения функций между компьютерами сети, все сети можно разделить на две группы:

Одноранговые сети, состоящие из равноправных (с точки зрения доступа к сети) компьютеров.
Сети на основе серверов, в которых существуют только выделенные (dedicated) серверы, занимающиеся исключительно сетевыми функциями. Выделенный сервер может быть единственным или их может быть несколько.

Согласно этому, выделяют и типы программных средств, реализующих данные виды сетей.

Одноранговые сети

Одноранговые сети (Peer-to-Peer Network) и соответствующие программные средства, как правило, используются для объединения небольшого количества компьютеров ( рис. 6.10). Каждый компьютер такой сети может одновременно являться и сервером и клиентом сети, хотя вполне допустимо назначение одного компьютера только сервером, а другого только клиентом. Принципиальна возможность совмещения функций клиента и сервера. Важно также и то, что в одноранговой сети любой сервер может быть невыделенным (non-dedicated), может не только обслуживать сеть, но и работать как автономный компьютер (правда, запросы к нему по сети сильно снижают скорость его работы). В одноранговой сети могут быть и выделенные серверы, только обслуживающие сеть.

Рис. 6.10. Одноранговая сеть

Именно в данном случае наиболее правильно говорить о распределенных дисковых ресурсах, о виртуальном компьютере, а также о суммировании объемов дисков всех компьютеров сети. Если все компьютеры являются серверами, то любой файл, созданный на одном из них сразу же становится доступным всем остальным компьютерам, его не надо передавать на централизованный сервер.

Достоинством одноранговых сетей является их высокая гибкость: в зависимости от конкретной задачи сеть может использоваться очень активно либо совсем не использоваться. Из-за большой самостоятельности компьютеров в таких сетях редко бывает ситуация перегрузки (к тому же количество компьютеров обычно невелико). Установка одноранговых сетей довольно проста, к тому же не требуются дополнительные дорогостоящие серверы. Кроме того, нет необходимости в системном администрировании, пользователи могут сами управлять своими ресурсами.

В одноранговых сетях допускается определение различных прав пользователей по доступу к сетевым ресурсам, но система разграничения прав не слишком развита. Если каждый ресурс защищен своим паролем, то пользователю приходится запоминать большое число паролей.

К недостаткам одноранговых сетей относятся также слабая система контроля и протоколирования работы сети, трудности с резервным копированием распределенной информации. К тому же выход из строя любого компьютера-сервера приводит к потере части общей информации, то есть все такие компьютеры должны быть по возможности высоконадежными. Эффективная скорость передачи информации по одноранговой сети часто оказывается недостаточной, поскольку трудно обеспечить быстродействие процессоров, большой объем оперативной памяти и высокие скорости обмена с жестким диском для всех компьютеров сети. К тому же компьютеры сети работают не только на сеть, но и решают другие задачи.

Сети на основе сервера

Сети на основе сервера (Server-based Network) применяются в тех случаях, когда в сеть должно быть объединено много пользователей. В этом случае возможностей одноранговой сети может не хватить. Поэтому в сеть включается специализированный компьютер – сервер, который обслуживает только сеть и не решает никаких других задач ( рис. 6.11). Такой сервер называется выделенным. Сервер может быть и специализирован на решении одной задачи, например, сервер печати, но чаще всего серверами выступают именно компьютеры. В сети может быть и несколько серверов, каждый из которых решает свою задачу.

Рис. 6.11. Сеть на основе сервера

Серверы специально оптимизированы для быстрой обработки сетевых запросов на разделяемые ресурсы и для управления защитой файлов и каталогов. При больших размерах сети мощности одного сервера может оказаться недостаточно, и тогда в сеть включают несколько серверов. Серверы могут выполнять и некоторые другие задачи: сетевая печать, выход в глобальную сеть, связь с другой локальной сетью, обслуживание электронной почты и т.д. Количество пользователей сети на основе сервераможет достигать нескольких тысяч. Одноранговой сетью такого размера просто невозможно было бы управлять. Кроме того, в сети на основе серверов можно легко менять количество подключаемых компьютеров, такие сети называются масштабируемыми.

В любом случае в сети на основе сервера существует четкое разделение компьютеров на клиентов (или рабочие станции) и серверы. Клиенты не могут работать как серверы, а серверы – как клиенты и как автономные компьютеры. Очевидно, что все сетевые дисковые ресурсы могут располагаться только на сервере, а клиенты могут обращаться только к серверу, но не друг к другу. Однако это не значит, что они не могут общаться между собой, просто пересылка информации от одного клиента к другому возможна только через сервер, например, через каталог, доступный всем клиентам. В данном случае реализуется некоторая "логическая звезда" с сервером в центре, хотя физическая топология сети может быть любой.

Достоинством сети на основе сервера часто называют надежность. Это верно, но только с одной оговоркой: если сервер действительно очень надежен. В противном случае любой отказ сервера приводит к полному параличу сети в отличие от ситуации с одноранговой сетью, где отказ одного из компьютеров не приводит к отказу всей сети. Бесспорное достоинство сети на основе сервера – высокая скорость обмена, так как сервер всегда оснащается быстрым процессором (или даже несколькими процессорами), оперативной памятью большого объема и быстрыми жесткими дисками. Так как все ресурсы сети собраны в одном месте, возможно применение гораздо более мощных средств управления доступом, защиты данных, протоколирования обмена, чем в одноранговых сетях.

К недостаткам сети на основе сервера относятся ее громоздкость в случае небольшого количества компьютеров, зависимость всех компьютеров-клиентов от сервера, более высокая стоимость сети вследствие использования дорогого сервера. Но, говоря о стоимости, надо также учитывать, что при одном и том же объеме сетевых дисков большой диск сервера получается дешевле, чем много дисков меньшего объема, входящих в состав всех компьютеров одноранговой сети.

86.Какие основные типы среды передачи информации определяет

стандарт для сети Ethernet?

По оборудованию для сети Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с, стандарт определяет четыре основных типа среды передачи информации:

• 10BASE5 (толстый коаксиальный кабель);

— первоначальная разработка технологии со скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Следуя раннему стандарту, IEEE использует коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом (RG-8), с максимальной длиной сегмента 500 метров.

• 10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель);

— используется кабель RG-58, с максимальной длиной сегмента 185 метров, компьютеры присоединялись один к другому, для подключения кабеля к сетевой карте нужен T-коннектор, а на кабеле должен быть BNC-коннектор. Требуется наличие терминаторов на каждом конце. Многие годы этот стандарт был основным для технологии Ethernet.

• 10BASE-T (витая пара);

для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории 3 или категории-5. Максимальная длина сегмента - 100 метров.

• 10BASE-FL (оптоволоконный кабель).

Улучшенная версия стандарта FOIRL. Улучшение коснулось увеличения длины сегмента до 2 км.

87.Какие основные типы среды передачи информации определяет

стандарт для сети Fast Ethernet?

Точно так же для сети Ethernet, работающей на скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet) стандарт определяет три типа среды передачи:

• 100BASE-T4 (счетверенная витая пара);

— стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы все четыре пары проводников, передача данных идёт в полудуплексе. Практически не используется.

• 100BASE-TX (сдвоенная витая пара);

— развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м.

• 100BASE-FX (оптоволоконный кабель).

— стандарт, использующий многомодовое волокно. Максимальная длина сегмента - 400 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе.

88.Какие основные типы среды передачи информации определяет

стандарт для сети Gigabit Ethernet?

1000BASE-T, IEEE 802.3ab — основной гигабитный стандарт, опубликованный в 1999 году[6], использует витую пару категории 5e. В передаче данных участвуют 4 пары, каждая пара используется одновременно для передачи по обоим направлениям со скоростью — 250 Мбит/с. Используется метод кодирования PAM5 (5-level Phase Amplitude Modulation, пятиуровневая фазоамплитудная модуляция)[7] с 4 линиями (4D-PAM5) и 4-мерной Треллис-модуляцией (TCM)[8], частота основной гармоники - 62,5 МГц^[источник не указан 1446 дней^]. Расстояние — до 100 метров.
1000BASE-TX был создан Ассоциацией Телекоммуникационной Промышленности (англ. Telecommunications Industry Association, TIA) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001)» [9][6]. Распространения не получил из-за высокой стоимости кабелей[10], фактически устарел[11]. Стандарт разделяет принимаемые и посылаемые сигналы по парам (две пары передают данные, каждая на 500 Мбит/с и две пары принимают), что упрощало бы конструкцию приёмопередающих устройств. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX являлось отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена реализаций должны становиться ниже, чем у стандарта 1000BASE-T. Для работы технологии требуется кабельная система 6-й категории[6]. На основе данного стандарта создано большое количество продуктов для промышленных сетей.^[источник не указан 1446 дней^]

1000BASE-X — общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками в форм-факторах GBIC или SFP.
1000BASE-SX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий многомодовое волокно в первом окне прозрачности с длиной волны, равной 850 нм. Дальность прохождения сигнала составляет до 550 метров.
1000BASE-LX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий одномодовое или многомодовое оптическое волокно во втором окне прозрачности с длиной волны, равной 1310 нм. Дальность прохождения сигнала зависит только от типа используемых приёмопередатчиков и, как правило, составляет для одномодового оптического волокна до 5 км и для многомодового оптического волокна до 550 метров.
1000BASE-CX — стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий 2-парный экранированный кабель (150 Ом, STP IBM Type I или лучше). Применяется кодирование 8B/10B, сигнал передаётся по одной паре, принимается по другой паре проводов; разъёмы - 9-контактный D, HSSDC[12]. Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.
1000BASE-LH (Long Haul) — стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя — до 100 километров[13].

89.Что включает в себя минимальный набор оборудования для сети

на основе витых пар проводов?

Минимальный набор оборудования для сети на витой паре включает в себя следующие элементы: сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров), имеющие UTP-разъемы RJ-45;

отрезки кабеля с разъемами RJ-45 на обоих концах (по числу объединяемых компьютеров);

один концентратор, имеющий столько UTP-портов с разъемами RJ-45, сколько необходимо объединить компьютеров.

90.Что включает в себя минимальный набор оборудования для сети

на основе оптоволоконного кабеля?

Минимальный набор оборудования для соединения оптоволоконным кабелем двух компьютеров включает в себя следующие элементы:

• два сетевых адаптера с трансиверными разъемами;

• два оптоволоконных трансивера ( FOMAU );

• два трансиверных кабеля;

• два оптоволоконных кабеля с ST -разъемами (или с SC или с MIC разъемами) на концах.

Если требуется соединить больше двух компьютеров, то надо использовать концентратор, имеющий оптоволоконные порты. Каждый компьютер снабжается своим трансивером и трансиверным кабелем, а также двумя оптоволоконными кабелями с соответствующими разъемами для подключения к концентратору.

91.При выборе и оценке конфигурации Ethernet используются две

основные модели, опишите правила модели №1.

Первая модель формулирует набор правил, которые необходимо соблюдать проектировщику сети при соединении отдельных компьютеров и сегментов:

Репитер или концентратор, подключенный к сегменту, снижает на единицу максимально допустимое число абонентов, подключаемых к сегменту.
Полный путь между двумя любыми абонентами должен включать в себя не более пяти сегментов, четырех концентраторов (репитеров) и двух трансиверов (MAU).
Если путь между абонентами состоит из пяти сегментов и четырех концентраторов (репитеров), то количество сегментов, к которым подключены абоненты, не должно превышать трех, а остальные сегменты должны просто связывать между собой концентраторы (репитеры). Это уже упоминавшееся "правило 5-4-3".
Если путь между абонентами состоит из четырех сегментов и трех концентраторов (репитеров), то должны выполняться следующие условия:

максимальная длина оптоволоконного кабеля сегмента 10BASE-FL, соединяющего между собой концентраторы (репитеры), не должна превышать 1000 метров;
максимальная длина оптоволоконного кабеля сегмента 10BASE-FL, соединяющего концентраторы (репитеры) с компьютерами, не должна превышать 400 метров;
ко всем сегментам могут подключаться компьютеры.

При выполнении перечисленных правил можно быть уверенным, что сеть будет работоспособной. Никаких дополнительных расчетов в данном случае не требуется. Считается, что соблюдение данных правил гарантирует допустимую величину задержки сигнала в сети.

92.При выборе и оценке конфигурации Ethernet используются две

основные модели, опишите правила модели №2.

Вторая модель, применяемая для оценки конфигурации Ethernet, основана на точном расчете временных характеристик выбранной конфигурации сети. Эта модель иногда позволяет выйти за пределы жестких ограничений модели 1. Применение модели 2 необходимо в том случае, когда размер проектируемой сети близок к максимально допустимому.

В модели 2 используются две системы расчетов:

первая система предполагает вычисление двойного (кругового) времени прохождения сигнала по сети и сравнение его с максимально допустимой величиной;
вторая система проверяет допустимость величины получаемого межпакетного временного интервала, межпакетной щели (IPG – InterPacket Gap) в сети.

При этом вычисления в обеих системах расчетов ведутся для наихудшего случая, для пути максимальной длины, то есть для такого пути передаваемого по сети пакета, который требует для своего прохождения максимального времени.

При первой системе расчетов выделяются три типа сегментов:

начальный сегмент, соответствует началу пути максимальной длины ;
конечный сегмент расположен в конце пути максимальной длины ;
промежуточный сегмент входит в путь максимальной длины, но не является ни начальным, ни конечным.

Промежуточных сегментов в выбранном пути может быть несколько, а начальный и конечный сегменты при разных расчетах могут меняться местами друг с другом. Выделение этих трех типов сегментов позволяет автоматически учитывать задержки сигнала на всех концентраторах, входящих в путь максимальной длины, а также в приемопередающих узлах адаптеров.

Для расчетов используются величины задержек, представленные в таблице 14.1.

Таблица 14.1. Величины задержек для расчета двойного времени прохождения сигнала (задержки даны в битовых интервалах)
Тип сегмента Ethernet	Макс. длина, м	Начальный сегмент		Промежуточный сегмент		Конечный сегмент		Задержка на метр длины
Тип сегмента Ethernet	Макс. длина, м	t₀	t_m	t₀	t_m	t₀	t_m	t₁
10BASE5	500	11,8	55,0	46,5	89,8	169,5	212,8	0,087
10BASE2	185	11,8	30,8	46,5	65,5	169,5	188,5	0,103
10BASE-T	100	15,3	26,6	42,0	53,3	165,0	176,3	0,113
10BASE-FL	2000	12,3	212,3	33,5	233,5	156,5	356,5	0,100
FOIRL	1000	7,8	107,8	29,0	129,0	152,0	252,0	0,100
AUI	50	0	5,1	0	5,1	0	5,1	0,103

Методика расчета сводится к следующему:

В сети выделяется путь максимальной длины. Все дальнейшие расчеты ведутся для него. Если этот путь не очевиден, то рассчитываются все возможные пути, затем на основании этого выбирается путь максимальной длины.
Если длина сегмента, входящего в выбранный путь, не максимальна, то рассчитывается двойное (круговое) время прохождения в каждом сегменте выделенного пути по формуле: t_s = L*t_l + t_o, где L – это длина сегмента в метрах (при этом надо учитывать, тип сегмента: начальный, промежуточный или конечный ).
Если длина сегмента равна максимально допустимой, то из таблицы для него берется величина максимальной задержки t_m.
Суммарная величина задержек всех сегментов выделенного пути не должна превышать предельной величины 512 битовых интервалов (51,2 мкс).
Затем необходимо проделать те же действия для обратного направления выбранного пути (то есть в данном случае конечный сегментсчитается начальным и наоборот). Из-за разных задержек передающих и принимающих узлов концентраторов величины задержек в разных направлениях могут отличаться (но незначительно).
Если задержки в обоих случаях не превышают величины 512 битовых интервалов, то сеть считается работоспособной.

93.Структура пакета сети Ethernet с назначением полей.

Для передачи информации в сети Ethernet применяется стандартный манчестерский код.

Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему равноправие абонентов. В сети используются пакеты переменной длины со структурой, представленной на рис. 7.2. (цифры показывают количество байт)

Рис. 7.2. Структура пакета сети Ethernet

Длина кадра Ethernet (то есть пакета без преамбулы) должна быть не менее 512 битовых интервалов или 51,2 мкс (именно такова предельная величина двойного времени прохождения в сети). Предусмотрена индивидуальная, групповая и широковещательная адресация.

В пакет Ethernet входят следующие поля:

Преамбула состоит из 8 байт, первые семь представляют собой код 10101010, а последний байт – код 10101011. В стандарте IEEE 802.3 восьмой байт называется признаком начала кадра (SFD – Start of Frame Delimiter) и образует отдельное поле пакета.
Адреса получателя (приемника) и отправителя (передатчика) включают по 6 байт и строятся по стандарту, описанному в разделе Адресация пакетов лекции 4. Эти адресные поля обрабатываются аппаратурой абонентов.
Поле управления (L/T – Length/Type) содержит информацию о длине поля данных. Оно может также определять тип используемого протокола. Принято считать, что если значение этого поля не больше 1500, то оно указывает на длину поля данных. Если же его значение больше 1500, то оно определяет тип кадра. Поле управления обрабатывается программно.
Поле данных должно включать в себя от 46 до 1500 байт данных. Если пакет должен содержать менее 46 байт данных, то поле данных дополняется байтами заполнения. Согласно стандарту IEEE 802.3, в структуре пакета выделяется специальное поле заполнения (pad data – незначащие данные), которое может иметь нулевую длину, когда данных достаточно (больше 46 байт).
Поле контрольной суммы (FCS – Frame Check Sequence) содержит 32-разрядную циклическую контрольную сумму пакета (CRC) и служит для проверки правильности передачи пакета.

94.Что такое усеченная двоичная экспоненциальная отсрочка и как

ее вычислить?

В различных компьютерных сетях двоичная экспоненциальная отсрочка или усеченная двоичная экспоненциальная отсрочка относится к алгоритму, используемому для резервирования повторных повторных передач одного и того же блока данных, часто как часть предотвращения перегрузки сети.