Звезда

В центре звезды находится сетевое устройство, которое обеспечивает передачу информации в нужное место (концентратор, коммутатор)

При использовании Ethernet в центре звезды – коммутатор, к которому привязаны хосты (физическая топология), будут общая шина (логическая топология).

Достоинства общей шины

+ Низкая стоимость (единая среда передачи данных)

+ Простота подключения компьютера на расстоянии

4. Кольцевая

Физическая топология – в виде звезды

Логическая топология -

5. Иерархическая звезда

6. Ячеистая – часть связей изъято

7. Смешанная

Адресация (требования)

1. уникальность

2. минимум труда администратора по названию адресов (понижение ошибки)

3. иерархическая структура (по виду опр. местоположения хоста)

4. удобство для пользователя (домен имя)

5. компактное представление адреса

3 Схемы адресации хостов

1. Аппаратные адреса – плоские

- MAC-адрес Media Access Control

6 байт

Address Resolution Protocol

2. С имвольные адреса

- Web-адрес (DNS-служба)

3. Числовые (иерархические) адреса. IP, IPX.

Модель взаимодействия открытых систем. Osi / iso

Семь уровней взаимодействия. Стек протоколов TCP / IP : 4 группы.

Протокол является соглашением, принятым двумя взаимодействующими объектами (хостами) сети.

V * - устанавливает, управляет и завершает сессию (сеанс) между двумя хостами

- обеспеч. сервисы для уровня представления

- синхронизирует диалог между двумя хостами

- предлагает средства для эффективной передачи данных, класса обслуживания,

секретной (запрещенной) авторизации, отчет исключений.

3 Типа канала :

1) симплексный – передача информации в одном направлении

2) полудуплексный – передача в обоих направлениях, но не дуплексный

3) дуплексный – передача в обоих направлениях одновременно.

V** NFS (Network File System) V*** Socket

SQL

RCP

XWindows

VI* - гарантия читаемости данных на прин. хосте

- шифрование данных

- форматирование данных

- согласование синтаксиса, передача данных на уровне приложений

VI** ASCII

jpeg, gif, mp3

VII* - установка связи с другим хостом

- контроль целостности данных

- восстановление ошибок (исправление)

V II** Telnet, FTP, HTTP, SMB, SNMP VII*** Message

7 . Appl

6. Pres •

5. Sess

4 . Trans TCP-UDP

3 . Net IP, RIP, IGRP

2 . Chan

Ethernet, Tokenring, PPP, ARP

1. Phys

OSI TCP / IP

Канал

Канал = Физическая среда + Аппаратура передачи данных DCE + Промеж. аппаратура

(оптовол., эфир, (сетевая карта, модем) (усил., мультиплексор,

коакс., ИТР.) коммутатор)

Сетевая технология состоит из:

1. метод представления нулей и единиц

2. обнаружение и коррекция ошибок

3. методы компрессии

4. методы коммутации

На физическом уровне выбирается: Среда + Способ кодирования

Характеристики канала:

1. пропускная способность, бит/с

Если протокол передачи данных выбран, то пропускная способность канала определена,

2) Амплитудно-частотная характеристика

3) Полоса пропускания

4) Затухание

5) Помехоустойчивость

6) Перекрестные наводки

7) Достоверность передачи данных

8) Удельная стоимость

A = log₁₀ (Pвых / Рвх) - затухание

f_max

Телефон: 3500 Гц

UTP: 100 МГц

Коакс.: 120 МГц

Оптовол.: 10 ГГц

В таком случае не сможем передать сигнал верно.

Пропускная способность линии характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Пропускная способность линии зависит от характеристики среды передачи данных и от спектра передаваемого сигнала.

Спектр может быть представлен в виде гармоник спектра Фурье.

Выбор способа представления дискретной информации в виде сигналов, подаваемых на линии связи, называется физическим (линейным) кодированием.

Периодический сигнал, параметры которого изменяются с целью кодировки данных называются несущим сигналом или несущей частотой, если в качестве такого сигнала используется синусоида. Количество изменений информационного параметра несущего периодического сигнала в секунду измеряется в бодах (boad).

Информационные параметры – амплитуда, частота, фаза, изменение фронта.

П ериод времени между соседними изменениями информационного сигнала называется тактом.

Пропускная способность канала в битах / сек не всегда совпадает с числом бод:

V_[б/с] = V_[бод]

_{0 0 1 1}

_U

₀₀

₀₁

₁₀

11

Связь между пропускной способностью и полосой пропускания

B соотв с формулой Шеннона: С= F log₂ (1+ P_c/P_ш) ,где

C max пропускная способность [бит\с]

F ширина полосы пропускания [Гц]

P_c мощность сигнала [Вт]

P_ш мощность шума [Вт]

Формула Найквиста

С = 2F log₂ M

Где M –количество различимых соот. инф. Параметра

Помехоустойчивость канала определяет спосоность уменьшать уровень помех, созд. во внеш. среде на внутр. проводниках.

NECT= 10log₂ P_{навед сигн} /Р_{вых сигн}

Д остоверность передачи BER (инт-ть битовых ошибок) – опр. вер-ть ….. каждого переданного бита данных BER :

10^-4 -10^-6 коакс

10^-9 оптоволокно

Кодирование можно разбить на несколько категорий

Рассмотрим набор методов цифрового кодирования

Потенциальное:

1) NRZ – Non Return Zero

1 – кодир. высоким сигналом

0 – низким.

2) AMI – AHernate Mark Invertion

0 – низк. потенциал

1 – инверсия высокого сигнала.

3) NRZI – 2 ур. сигн.: 0 – потенциал, установл. в пред. такте

1 – сигнал, инвертир. на противоп.

4) 2B1Q – 2 бита инф. кодир-ся одним сигналом,

4 ур. 00 – 25 В

01 – 0,833 В

11 + 0,833 В

10 + 2,5 В

Импульсное:

1) Биполярное – 1 – «+» полярн.

0 – «–» полярн.

2) Манчестерский – изменение фронта сигн. в середине тактов интервалов

1 – изм. с низкого на высокий

0 – изм. с высокого на низкий

3) Дифференц. Манчест. – служебный переход осущ. в середине инт-ла

0 – переход в начале интервала

1 – нет перехода.

0 0 0 0 0 0 0 0 0

NRZ

1-Вп

0-Нп

AMI

0-Нп

1-Инверсия

Вп

NRZI

2 ур. сигн.

0-пот. пред.

Такта

1-инв.

2B1Q

00-2,5В

01-0,833В

11+0,833В

10+2,5В

Бипол.

имп.

код-е

1-+

0--

Манчестер

1 

0 

Ethernet

Диффер.

манчестер.

0-переход

в нач.

1-нет

перехода

Логическое кодирование – используется для улучшения потенциальных кодов.

Логическое кодирование занимает длинные последовательности бит, приводящие к постоянному добавлению единиц.

Логическое кодирование состоит из двух видов:

1. логическое (избыточное) 4В/5В

2. Скрэблирование (перемешивание)

Избыточное кодирование приводит к тому, что не встретиться более трех 0 подряд.

2) B_i = A_i ☺ B_i-3 ☺ B_i-5

B_i-3 – выход (результирующий)

А_i – исходный бит, пост. на вход

B₁ = А₁

B₄ = А₄ ☺ B₁ = 1☺1 = 0

Преобразование фурье

F(ω) = _-∞∫^+∞ f(t)e^-jωtdt

f(t) = (1/2π)_-∞∫^+∞ F(t)e^jωtdω

f(t) = a₀/2 + _n=1∑^+∞ a_ncos(πn/α)t + _n=1∑^+∞ b_nsin(πn/α)t

a _n = (1/α) _-α∫^+α f(t)cos(πn/α)t dt

b_n = (1/α) _-α∫^+α f(t)sin(πn/α)t dt

Сигнал имеет период [-α;α] :

1. Последовательность 0 и 1.

1 0 1 0 1 0 …

Для кодирования используется потенц. Код N бит/с.

Период: 2 * 1/N

Пр.

||

Пр.

Пр.1 (1 способ)

Пр.2 (2 способ)

0 0 0

Особенность:

Пр. 3

Единичная функция:

Вычисляем главное значение:

Канальный уровень представления данных.

Характеристика протокола:

1. Асинхронные и синхронные.

- в асинхронных протоколах при передаче используются не кадры, а отдельные символы.

- в синхронном передача осуществляется кадрами.

2. Символьно-ориентированные и бит-ориентированные протоколы.

STX — 00000010

ETX — 00000011

Stuff — мех. вставки спец. символов для экранирования упр. символов.

Характеристика протокола (бит-ориентированного).

а)

синхробит откр. флаг. данные закр. флаг.

Code violation

Stuff — вставка нулевого бита посте 5-и единиц: 0 — бит stuffing.

б)

*********************************

Нет страниц 23 и 24

***********************************

Виды Ethernet

Существует 4 кадра технологии

1. Ethernet DIX (Ethernet 2)

2. Eth 802.3/LLC

3. Eth RAW (Novell)

4. Eth Snap

Ethernet 2

Eth/LCC

Eth/RAW

Eth SNAP (Sub Network Access Protocol)

1. Прослушивание осн. Гарм. Сигнала(5-10 МГц)

2. Если среда свободна, то происх. Передача кадра-- 7 байт преамбулы 10101010 и 8й байт вида 10101011

3. При передаче данных все страницы получают этот кадр. После окончания передачи кадра-техн.пауза 9,6 мкс

* ********************************

Нет страницы 26

***********************************

10 –Base – 5 «Толстый» коаксиальный кабель: 500 м., 10 Мб/с, 0.5 дюйма

Base Band – 10 МГц

Broad Band – широкополосный (телевизионный кабель)

10 – Base – 2 «Тонкий» коаксиальный кабель: 185 м.

10 – Base – Т кабель на основе неэкранированной витой пары: 100 м.

10 – Base – F ОВК: 1000-2000 м.

При использовании витой пары надежная работа сети – 4 hub`а:

• Уменьшение диаметра сети обусловлено тем, что концентраторы вносят задержку.

• Сегментация осуществляется с помощью мостов

  • Коллизия остается внутри подсети

Домен коллизий – часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части сети она возникла.

Широковещательный канал – часть сети, все узлы которой получают широковещательное сообщение.

Hub – многопортовый усилитель (Repeater).

1,2, 3,…,6

передача получение

П

1 2 3 4 5 6 7 8

К

1 2 3 4 5 6 7 8

Коммутатор – многопортовый мост.

Таблица коммутаций:

Формируется динамически.

Расчет счета по времени двойного оборота

-недопустимы петлеобразные маршруты (STA)

Fast Ethernet

100 мб/с, 1995, 802.34

Формат кадра не изменился, отличия только на физическом уровне.

- Волоконно-оптический кабель многомодовый.

- Витая пара 5й категории (2 пары из 4х).

- Витая пара 3й категории (4 пары).

Диаметр сети меньше в 10раз

Уровни:

1. Физический: - уровень согласования.

- н/з от среды интерфейс.

- устройство физического уровня.

100 Base FX 4В/5В NRZI

JK? J – 11000.

K – 10001.

100 Base – TX 4В/5В MLT3

100 Base – T4 3B/6T.

(UTP – 3)

Из этих 4х пар 3 пары предназначены для передачи сигнала, а 4я используется для прослушивания.

100 мб/с -> 100/3 = 33.3 мб/с.

Двоичн: 10111001 -> 6 троичных цифр 8/5 – бит

Троичн: 210220 1.333… бит.

802.3z 1998

(802.3ав) – Utp 5

1. Многомодовый оптоволоконный кабель 1000 Base- SX l = 850 и 1300км

1000 Base- LX

2 Одномодовый ОВК 1000 Base- SX l = 1300км

3. Твинаксиальный кабель – 25м

4. UTP5.

1. Размер кадра = 64+8=72 ->512б.

2. 4096 бит -> 4095 bt.

3. Разрешена передача нескольких кадров подряд. 4 пары 1000 мб/с.

1 пара 250 мб/с Рам 5 = {-2,-1,0,+1,+2}

–

–

–

–

5^4=625 – количество комбинаций.

2,322 *4 =9,288

2*4=8бит.

2^8 =256

Сетевой уровень

Routing Routed

IP,IPX RIP,IGRP

OSPF.

IP – адреса IPv4 IPv6

4байта 16байт приватные IP-адреса.

А | 0 | 1-126 | | 10.0.0.0 – 10.255.255.255

Сеть номер хоста

В | 1 | 0 | 128 – 191 | номер хоста| 172.16.0.0 – 172.31.255.255

C | 1 1 0 | 192-223 | Номер хоста | 192.168.0.0 – 192.168.255.255

D | 1 | 1 | 1 | 0 | Адрес группы Multicast |

E | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | резерв |

1. localhost 127.0.0.x - loopback.

2. 255.255.255.255 – broadcast. – рассылка всем узлам в той же сети.

3. X.X.255.255 – broadcast – рассылка всем узлам сети с указанным номером.

4. 0.0.0.0 – адрес узла, который сгенерировал этот пакет (спец. наз)

5. 0.0.X.X – узел назначения в той же IP – сети, что и источник.

6. 127.0.0.1 – loopback.

Маски подсети

Класс A 255.0.0.0

B 255.255.0.0

C 255.255.255.0

255.255.255.11110000

128+64+32+16=240.

* ********************************

Нет страницы 33

***********************************

Задача

192.5.5.0/24

Разбить на такое количество подсетей, поддерживающих до 30 хостов.

192.5.5. _ _ _ _ _ _ _ _ 1.1.1. |_________________|

subnet host

192.5.5.0/27.

192.5.5.32/27.

192.5.5.64/27.

192.5.5.96/27.

192.5.5.128/27

192.5.5.160/27.

Маска: 255.255.255.224.

Структура IP-пакета