8. Використання комутаторів в локальній мережі. Комутація кадрів.

Логічна топологія мережі Ethernet - це шина з множинним доступом, в якій всі пристрої використовують загальний доступ до спільного середовища передавання даних.

В переважній більшості мереж Ethernet використовується фізична топологія типу "зірка" або "розширена зірка". Це означає, що кінцеві пристрої, як правило, підключаються до комутатора LAN рівня 2 за принципом "точка-точка".

Комутатор LAN рівня 2 здійснює комутацію і фільтрацію тільки на основі МАС-адреси канального рівня моделі OSI. Комутатор повністю прозорий для мережевих протоколів і користувальницьких прикладних додатків. Комутатор рівня 2 створює таблицю МАС-адресів, яку надалі використовує для прийняття рішень про пересилання пакетів. В процесі передавання даних між незалежними IP-підмережами комутатори рівня 2 покладаються на маршрутизатори.

Для передавання кадру на відповідний порт в напрямку вузла адресата комутатори використовують МАС-адресу отримувача та власну комутуючу матрицю. Комутуюча матриця представляє собою канали комутації автоматично створені засобами машинного програмування або вручну, що дозволяють контролювати шлях проходження кадру через комутатор. Комутатор проводить комутацію вхідних кадрів використовуючи власну таблицю МАС-адресів. Таблиця MAC-адресів створюється шляхом додавання MAC-адреси вузла, що асоційована з ідентифікатором порта до якого він підключений та номеру VLAN до якої належить порт.

Якщо комутатор отримує кадр, для якого в таблиці немає MAC-адреси отримувача, комутатор пересилає кадр у всі порти, за винятком того, на якому даний кадр був отриманий.

9. Протоколи мережевого рівня. Призначення, основні характеристики.

Мережевий рівень, або рівень 3 OSI, надає сервіси, що дозволяють кінцевим пристроям обмінюватися даними через мережу.

Для виконання такої наскрізної передачі в мережевому рівні використовуються чотири основні процеси:

1. Адресація кінцевих пристроїв: подібно до того, як телефону присвоюється індивідуальний номер, кінцевим пристроям необхідно призначити унікальну IP-адресу для його ідентифікації в мережі. Кінцевий пристрій з налаштованою IP-адресою називається вузлом.

2. Інкапсуляція: мережевий рівень отримує блок даних протоколу (PDU) від транспортного рівня. Під час виконання процесу, який називається інкапсуляцією, мережевий рівень додає інформацію заголовка IP, наприклад IP-адреса вузла відправника і вузла отримувача. Після додавання в блок PDU інформації заголовка такий блок буде називатися пакетом.

3. Маршрутизація: мережевий рівень надає сервіси, за допомогою яких пакети направляються до вузла отримувача в іншій мережі. Для переміщення до інших мереж пакет повинен бути оброблений маршрутизатором. Роль маршрутизатора полягає в тому, щоб вибрати шляхи для пакетів і направити їх до вузла-адресата. Такий процес називається маршрутизацією. До того, як досягнути вузла-адресата, пакет може пройти через кілька проміжних пристроїв. Кожен маршрут на шляху пакета до вузла-адресата називається переходом (hop).

4. Деінкапсуляція: після прибуття пакета на мережевий рівень вузла-адресата, цей вузол перевіряє IP-заголовок пакета. Якщо IP-адреса отримувача в заголовку збігається з його власною IP-адресою, заголовок IP видаляється з пакета. Процес видалення заголовків з нижніх рівнів називається деінкапсуляціей. Після деінкапсуляціі пакету, виконуваної мережевим вузлом, отриманий блок PDU рівня 4 пересилається відповідній службі на транспортному рівні.

Існує декілька протоколів мережевого рівня, але, як правило, використовуються тільки наступні два:

• Протокол IP версії 4 (IPv4).

• Протокол IP версії 6 (IPv6).