5. Подробно пояснить алгоритм обработки кадра коммутатором, концентратором.

Принцип работы концентратора (hub). Концентратор работает на физическом уровне сетевой модели OSI, повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты. В случае поступления сигнала на два и более порта одновременно возникает коллизия, и передаваемые кадры данных теряются. Сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

Принцип работы коммутатора (switch). 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 на некоторое время. 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, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

6. Алгоритм обработки пакета маршрутизатором iPv4 в соответствии с маршрутной таблицей.

В заголовке IP-пакета для хранения IP-адресов отправителя и получателя отводится два поля, каждое имеет фиксированную длину 4 байта (32 бита). Он состоит из двух логических частей – номера сети и номера узла сети. Наиболее распространённой формой представления IP-адреса является запись в виде четырёх чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделённых точками.

• Пусть на один из интерфейсов маршрутизатора поступает пакет. Протокол IP извлекает из пакета IP-адрес назначения.

• Выполняется первая фаза просмотра таблицы – поиск конкретного маршрута к узлу. IP адрес(целиком) последовательно строка за строкой сравнивают с содержимым поля адреса назначения таблицы маршрутизации. Если произошло совпадение, то из соответствующей строки извлекается адрес следующего маршрутизатора и идентификатор выходного интерфейса. На этом просмотр таблицы заканчивается.

• Если совпадения не произошло, то выполняется вторая фаза просмотра – поиск маршрута к сети назначения. Из IP адреса выделяется номер сети и таблица снова просматривается на предмет совпадения номера сети в какой либо строке с номером сети из пакета. При совпадении из соответствующей строки таблицы извлекается адрес следующего маршрутизатора и идентификатор выходного интерфейса. Просмотр таблицы на этом завершается.

• Если совпадение не произошло ни в первой, ни во второй фазах просмотра таблицы, протокол IP выбирает маршрут по умолчанию, либо, если маршрут по умолчанию отсутствует, отбрасывает пакет. Просмотр таблицы на этом заканчивается.