Пояснить формат протокола стандарта сети Ethernet и принцип работы

Ответы на экзамен Тарасова

Пояснить назначение уровней ЭМВОС и всех уровней протокольного стека

ЭМ обеспечивает взаимодействие разнотипного оборудования сети передачи данных от разных фирм производителей. ЭМ состоит из 7 уровней:

1) Уровень приложений(прикладной) – данный уровень предназначен для согласования пользователя с общественными службами. Служба – это набор аппаратных средств, обеспечивающих предоставление определенных видов услуг. На этом уровне осуществляются прикладные процессы, т.е. ввод-вывод информации, удаление, редактирование. Кроме этого на прикладном уровне определяются права доступа пользователя к службе.

2) Уровень представления – данный уровень отвечает за то в каком виде будет представлена информация пользователю, т.е. на нем осуществляются кодирование – декодирование данных, сжатие, распаковка, а также формируются кодовые таблицы.

3) Сеансовый – данный уровень отвечает за процесс протекания сеанса связи, т.е. определяет процедуру начала сеанса связи, а также процедуру и причины его завершения. Кроме этого здесь определяются права доступа пользователя к отдельным услугам в службе. На этом уровне организована система докачки файлов.

4) Транспортный – данный уровень осуществляет согласование программно-ориентированных уровней с сетезависимыми. На этом уровне сообщения разбиваются на пакеты, при этом каждому пакету присваивается свой номер, по этим номерам пакеты на приеме собираются в сообщение. Кроме этого этот уровень определяет способ транспортировки пакетов, различают 2 способа: 1) с предварительным установлением соединения, т.е. все пакеты одного сообщения передаются по одному виртуальному каналу(по протоколу ТСР); 2) датаграмный, т.е. пакеты одного сообщения могут передаваться различными маршрутами(протокол UDP).

5) Сетевой уровень – осуществляется маршрутизация пакетов по сети, т.е. определяется оптимальный маршрут передачи пакетов. Оптимальным считается самый короткий, с наибольшим качеством, и с наименьшей стоимостью. Маршрутизация осуществляется на основе IP-адресов (сетевые адреса) с использованием таблиц маршрутизации. Устройства, которые, работают на сетевом уровне, называются маршрутизаторы.

6) Канальный уровень – на этом уровне пакеты разбиваются на кадры, каждому кадру присваивается физический адрес (МАС – адрес) получателя и отправителя. Кроме этого каждый кадр контролируется на наличие ошибки, т.е. на передаче формируется контрольная сумма кадра, а на приеме по принятому кадру вновь высчитывается контрольная сумма и сравнивается с полученной, если совпало – ошибки нет, если не совпало, то кадр отбрасывается и делается запрос на повторную передачу кадров. Данный уровень делится на 2 подуровня: LLC и MAC подуровни. МАС подуровень определяет правила передачи кадров по сети. Если кадр принадлежит МАС значит он передается в сеть. Подуровень LLC определяет порядок обработки кадров на сетевом уровне поэтому считается, что если кадр принадлежит подуровню LLC, то он принят из сети.

7) Физический уровень – осуществляет согласование оконечного устройства с физической средой распространения. На этом уровне определяются стандарты разъемов сетевого адаптера, назначения контактов, а также каким образом вводится информация в физическую среду и каким образом изымается оттуда.

Верхние три уровня являются программно-ориентированными, принцип их работы зависит от установленного ПО, но независим от принципа построения сети. Нижние три уровня являются сетезависимыми, т.е. их работа зависит от принципов построения сети, но не независима от ПО. Транспортный уровень является согласующим звеном между верхними и нижними уровнями. Информация формируется на верхних уровнях, после чего она передается через все уровни эталонной модели сверху вниз.

Пояснить классификацию сетей ПД

Сеть передачи данных – это сеть, которая предназначена для передачи информации, обработанной в ЭВМ или которая будет обработана в ЭВМ.

Классификация СПД:

1) По территориальной рассредоточенности:

А) Локальные вычислительные сети (ЛВС),(LAN) – это сеть, которая строится на небольшой территории, примерно в радиусе 10 км. Существует несколько стандартов ЛВС: Ethernet, Gigabit, Arcnet, Token Ring, FDDI.

Б) Региональные вычислительные сети (РВС),(МАN) – это сети, которые строятся на территории города, области или края, эти сети объединяют ЛВС в единую сеть. ROSPAC, ROSNET. РВС еще называют транспортной сетью, т.к. в ее функции входит транспортировка данных между локальными сетями с заданными параметрами. Особенностью данной сети является отсутствие внутреннего хранения данных.

В)Глобальные вычислительные сети (ГВС) -узкополосные (GAN), -широкополосные (WAN). Это сети, которые строятся на территории одной страны или нескольких стран. (Интернет).

2) По функциональному назначению узлов сети:

А) одноранговые сети – это сети, в которых каждая рабочая станция является и клиентом и сервером.

РС – это компьютер или техническое устройство, включенное в сеть передачи данных.

Клиент – это РС, которая пользуется ресурсами сети (ресурсы – это технические средства, пропускная способность канала, информация).

Сервер – это РС, предоставляющая услуги по работе в сети.

Б) распределенные сети – это сети, в которых сеть – выделенная машина или программа, обеспечивающая сервис по работе сети. В этих сетях функции сервера распределены между несколькими РС.

В) сети с централизованным управлением – это сети, в которых есть центральный сервер, обеспечивающий управление по работе в сети. По такому принципу строятся ЛВС.

3) По назначению:

А) транспортные

Б) банковские сети

В) информационно-вычислительные сети

Г) кленинговые сети – сети для биржевых операций.

Д) корпоративные сети – для нужд одного предприятия

4) По виду используемой среды распространения, построены на основе:

А) коаксиального кабеля (тонкий, толстый) в современных сетях не используется

Б) витой пары – неэкранированная (UTP), экранированная (STP)

В) оптоволокно: одномодовое, многомодовое

Г) радиоэфир

5) По виду используемого канала:

А) наложенные сети – в этих сетях для передачи данных используются коммутируемые и некоммутируемые каналы, телефонной сети общего пользования. Для организации этих сетей первоначально использовались телефонные модемы после чего популярность обрела технология ADSL.

Б) выделенные сети – т.е. сети, которые используются непосредственно для передачи данных.

В) с использованием радиорелейного канала

Г) спутниковые каналы

Пояснить базовую топологию построения ЛВС

Существует 3 базовые топологии построения сети:

1) Шинная

2) Кольцевая

3) Звездообразная

1) Шинная топология – в данной топологии все РС включаются в одну общую шину, роль которой играет тонкий или толстый коаксиальный кабель. При передаче информации сигнал распространяется по всей шине. Дойдя до концов кабеля, он может отразиться, тем самым занимая среду распространения. Для предотвращения этого на концах кабеля устанавливаются терминаторы, один из которых заземляется. Волновое сопротивление терминатора равно волновому сопротивлению кабеля. Благодаря этому сигнал поглощается и передается в землю. В процессе передачи информацию получают все РС, но воспринимает ее только одна, которой эта информация предназначена. Недостаток сети: низкая скорость передачи, при повреждении шины вся сеть не будет работать. Сложность нахождения места повреждения кабеля. Достоинства сети: просто, экономично, дешево.

2) Кольцевая топология – в данной топологии информация передается только в одном направлении, при этом каждая РС получив кадр, определяет, принадлежит он ей или нет и если не принадлежит, то сигнал усиливается и передается дальше по сети. Если принадлежит, то кадр изымается из сети. В качестве среды распространения используется витая пара или оптоволокно. Достоинства: большая протяженность сети. Недостатки: при обрыве кабеля вся сеть работать не будет. Для реального построения кольцевой топологии берется концентратор, который внутри себя имеет кольцевую структуру. Для устранения основного недостатка однокольцевой топологии была разработана двухкольцевая топология. Сети, построенные с данной топологией имеют технологию FDDI. При данной технологии в качестве среды распространения используется оптоволокно. Передача информации по кольцам идет в разных направлениях. При обрыве кабеля происходит замыкание колец по обе стороны от места обрыва, в результате чего получается одно кольцо исключающее место обрыва кабеля. При многочисленных повреждениях кабеля происходит сегментация сети, т.е. сеть делится на отдельные функционирующие сегменты не связанные между собой. Достоинства: высокая надежность, высокая скорость передачи, протяженность сигнала. Недостаток: высокая стоимость. Поэтому данная технология чаще всего используется на магистрали.

3) Звездообразная топология – при этой топологии все РС включаются к центральному узлу отдельными кусками кабеля. В качестве среды распространения используется витая пара или оптоволокно. В качестве центрального узла может использоваться концентратор (Hub) или коммутатор. При передаче кадра сигнал распространяется на все порты, кроме того от которого был получен кадр. Достоинства: при обрыве кабеля сеть остается в работе, высокая скорость передачи. Недостаток: работа всей сети зависит от работы центрального узла.

На основе трех рассмотренных топологий строятся другие топологии, например цепочечная, иерархическая, ячеистая и т.д.

Пояснить методы доступа к среде передачи в ЛВС

Методы доступа определяют правила передачи информации ЛВС в единой среде распространения. Все методы доступа делятся на 2 вида: детерминированные и недетерминированные.

При недетерминированных методах каждая РС может в любой момент сделать попытку передать кадр по сети. Наиболее популярным методом в этой группе является метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизии (МДКН/ОК). Множественный доступ объясняется тем, что много РС в каждый момент времени могут сделать попытку передать информацию по каналу связи. Прежде чем передавать каждая РС прослушивает среду распространения на наличие несущей, если она обнаружена значит считается канал занят и РС выжидает его освобождения. Если несущей не обнаружено, то РС начинает передавать кадр. В процессе передачи РС прослушивает среду распространения, контролируя процесс передачи кадра. Если в один момент времени начинает передавать кадры одновременно несколько РС, то кадры в сети столкнутся и засчет интерференции электромагнитных волн, они сложатся и кадры исказятся. Этот процесс называется коллизией. В результате РС будут слышать шум. В этом случае они прекращают передачу информации, выжидают случайный промежуток времени после чего вновь делают попытку передать кадр. На передачу кадра дается максимум 15 попыток, если кадр передать не удалось, то считается, что сеть неисправна. Данный метод используется в сетях с шинной и звездообразной топологией.

При детерминированных методах доступа каждой РС дается право на передачу данных. Наиболее популярными методами в этой группе является маркерный метод (метод передачи маркера) и метод кольцевых слотов.

1) Маркерный метод используется в сетях с однокольцевой топологией. При этом методе по сети постоянно циркулирует маркер, т.е. служебный кадр, который предоставляет право РС на передачу информационного кадра. Для передачи кадра РС вылавливает маркер, изменяет его состояние на занятое, прикрепляет кадр и отправляет маркер в сеть. Каждая промежуточная РС по МАС-адресу определяет принадлежность ей кадра. Если не принадлежит, то сигнал усиливается и кадр передается дальше в сеть. Если принадлежит, то кадр копируется, в маркере делается отметка, что кадр получен без ошибок и отправляет отправителю. Отправитель убедившись, что кадр получен без ошибок удаляет его из сети, освобождает маркер и отправляет его в сеть. Если в кадре произошла ошибка, то отправитель удаляет поврежденный кадр, прикрепляет новый и отправляет в сеть.

2)Метод кольцевых слотов – данный метод используется в двухкольцевой топологии. Он аналогичен маркерному методу, только по сети циркулируют от 2 до 8 маркеров и освобождать маркер может любая РС после приемной при условии, что кадр получен без ошибок.

Пояснить формат протокола стандарта сети Ethernet и принцип работы

Ethernet – 802.3. Данный стандарт описывает несколько спецификаций сетей, каждое обозначение спецификации состоит из 3 частей.

X base Y.

X - указывает скорость передачи информации по сети

Y - указывает на тип используемой среды распространения

Base – определяет параметры передаваемого сигнала.

10 base T (T – витая пара) 2 пары

100 base T (fast Ethernet) 2 пары

1000 base T (Gigabit Ethernet) t4 – 4 пары

T-поддержка UDP, неэкранированная

TX-UDP и SDP, экранированная

Максимальное количество узлов в сегменте – 1024, длина сегмента 200 метров (от РС до РС). В данной сети действует правило 3 хабов: последовательно нельзя соединять более 3 хабов, расстояние между хабами не более 5 метров.

Спецификация на оптоволоконные кабели

100 base F

1000 FX

X

LX

F, Fx, x, lx – одномодовый или многомодовый и определяет тип лазера.

FX – одномодовый оптический кабель, топология звезда, число узлов 1024, расстояние между коммутаторами 2 км, между узлом и коммутатором 12 метров.

SX – многомодовый --/--/--/

Стандарт 802.3 определяет восемь полей заголовка:

Поле преамбулы состоит из семи байтов синхронизирующих данных. Каждый байт содержит одну и ту же последовательность битов - 10101010. При манчестерском кодировании эта комбинация представляется в физической среде периодическим волновым сигналом. Преамбула используется для того, чтобы дать время и возможность схемам приемопередатчиков (transceiver) прийти в устойчивый синхронизм с принимаемыми тактовыми сигналами.

Начальный ограничитель кадра состоит из одного байта с набором битов 10101011. Появление этой комбинации является указанием на предстоящий прием кадра.

Адрес получателя - может быть длиной 2 или 6 байтов (MAC-адрес получателя). Первый бит адреса получателя - это признак того, является адрес индивидуальным или групповым: если 0, то адрес указывает на определенную станцию, если 1, то это групповой адрес нескольких (возможно всех) станций сети. При широковещательной адресации все биты поля адреса устанавливаются в 1. Общепринятым является использование 6-байтовых адресов.

Адрес отправителя - 2-х или 6-ти байтовое поле, содержащее адрес станции отправителя. Первый бит - всегда имеет значение 0.

Двухбайтовое поле длины определяет длину поля данных в кадре.

Поле данных может содержать от 0 до 1500 байт. Но если длина поля меньше 46 байт, то используется следующее поле - поле заполнения, чтобы дополнить кадр до минимально допустимой длины.

Поле заполнения состоит из такого количества байтов заполнителей, которое обеспечивает определенную минимальную длину поля данных (46 байт). Это обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Если длина поля данных достаточна, то поле заполнения в кадре не появляется.

Поле контрольной суммы - 4 байта, содержащие значение, которое вычисляется по определенному алгоритму (полиному CRC-32). После получения кадра рабочая станция выполняет собственное вычисление контрольной суммы для этого кадра, сравнивает полученное значение со значением поля контрольной суммы и, таким образом, определяет, не искажен ли полученный кадр.

Дата добавления: 2015-10-23