Понятие маршрутизации. Виды маршрутизации. Понятие сходимости.

Маршрутизация – процесс нахождения пути по адресам.

Маршрутизация бывает динамической, статической и маршрутизацией по умолчанию. В последних двух случаях маршруты задаются администратором.

Динамические протоколы маршрутизации делятся на протоколы внешнего шлюза (EGP) и протоколы внутреннего шлюза (IGP).

По алгоритму поиска существуют Link State протоколы и протоколы Distance Vector.

В первом случае каждые 2 маршрутизатора в сети устанавливают смежность и объявляют состояние канала. Один маршрутизатор ведёт общую таблицу маршрутизации, в которую каждый маршрутизатор помещает изменения.

Во втором случае роутеры имеют информацию только о соседях.

Сходимость протокола – состояние, при котором все маршрутизаторы используют одну топологию сети.

10.3 Зачем создан и как работает механизм заимствования битов для маски переменной длины VLSM? Адреса каких подсетей не используются при разбиении на подсети?

Механизм заимствования битов предназначен для разбиения больших сетей на подсети с целью уменьшения домена широковещательной рассылки.

В префиксе указывается количество бит отводящихся под маску подсети, остальные биты отвечают за адрес устройства.

В разбиении на подсети не рекомендуется использовать нулевые подсети и не используются broadcast подсети.

Билет №11

11.1 Дайте определение ограниченной и неограниченной среды передачи. Какие кабели используются для передачи данных. Каковы их преимущества и недостатки? Какие виды неограниченных сред Вы знаете?

Все среды передачи данных разделяются на ограниченные и неограниченные.

Ограниченные среды передачи – это среды передачи по кабельным системам. Они ограниченны характеристиками кабельных систем.

Тип кабеля	Категория	Характеристики
Витая пара Преимущества: · Дешёвые · много стандартов · низкая стоимость диагностического оборудования Недостатки: · подвержены электромагнитному влиянию	Cat 3	Полоса пропускания 16 МГц, UTP (неэкранированный), диаметр 0,5 мм, скорость 10 Мбит/с
Cat 4	Полоса пропускания 20 МГц, UTP (неэкранированный), диаметр 0,5 мм, скорость 16 Мбит/с
Cat 5	Полоса пропускания 125 МГц, UTP (неэкранированный), диаметр 0,5 мм, скорость 100 Мбит/с
Cat 5e	Полоса пропускания 125 МГц, UTP (неэкранированный), диаметр 0,5 мм, скорость до 1 Гбит/с. Скорость достигается благодаря более аккуратной навивке. Используются все 4 пары
Cat 6	Полоса пропускания 250 МГц, UTP (неэкранированный), диаметр 0,5 мм, скорость 1 Гбит/с. Возможно 10 Гбит/с на 37 м. Используются все 4 пары
Cat 6a	Полоса пропускания 500 МГц, FUTP (фольгированный), диаметр 0,6 мм, скорость 10 Гбит/с. Используются все 4 пары
Cat 7	Полоса пропускания 600 МГц, STP (экранированный), диаметр 0,6 мм, скорость 10 Гбит/с. Используются все 4 пары
Cat 7a	Полоса пропускания 1000 МГц, FSTP (фольгированный, экранированный), диаметр 0,6 мм, скорость 10 Гбит/с. Используются все 4 пары. Для кабельного телевидения.
Коаксиальный кабель Преимущества: · хорошая помехозащищённость Недостатки: · неудобность в прокладке · дороговизна		Два проводника, находящиеся на одной оси, разделённые изолирующей оплёткой
Оптоволокно Преимущества: · большая полоса пропускания · высокая скорость передачи · защищённость от несанкционированного доступа · невосприимчивость к электромагнитному воздействию Недостатки: · высокая стоимость сетевого и диагностического оборудования	Single mode	Диаметр 9-10/125 микрон, передача лазером, длины волн 1310 нм и 1550 нм, полоса пропускания до 100 ГГц
Multi mode	Диаметр (50 или 62,5)/125 микрон, передача диодом, длины волн 850 нм и 1310 нм, полоса пропускания до 500 МГц

Неограниченные среды передачи – эфирные среды передачи.

Среда передачи	Описание
Микроволновая	Низкогигагерцовая передача (тарелки). Сильно зависит от состояния среды, нет защиты от прослушивания. Необходима прямая видимость.
Лазерная	Передача пучком света на расстоянии до 25 м. Скорость выше, чем при микроволновой передаче. Необходима прямая видимость.
Инфракрасная	Передача на расстоянии до 25 м с частотой более 1000 ГГц
Радиопередача	Передача на частоте от 3 МГц до 3 ГГц. Подвержена помехам и прослушиванию. Обычно мобильные приложения.
Беспроводные сети	Передача при помощи широкополосного шумоподобного сигнала. Диапазоны: Industrial – 900 МГц Scientific – 2400 МГц Medical – 5700 МГц Для реализации существуют стандарты IEEE: IEEE 802.11 Wi-Fi IEEE 802.16 WiMax

Понятие промежуточного узла, автономной системы, административного расстояния. Понятие внутреннего протокола маршрутизации и протокола внешнего шлюза.

Промежуточный узел – узел, расположенный между оконечными узлами.

Автономная система – это система с одним протоколом маршрутизации и одной администрацией.

В каждом протоколе возможно использование разных метрик. Поэтому возникает вопрос: что делать, если в таблицу маршрутизации попадают метрики от различных протоколов?

Для этого вводится понятие административного расстояния. Если несколько протоколов маршрутизации находят разные маршруты, то эта величина позволяет выбрать маршрут. Это некоторая целая величина в пределах от 0 до 255.

Используемые значения

· Если маршрут неизвестен, то ему присваивается АР - 255.

· RIP – административная дистанция – 120

· BGP - административная дистанция – 20

· OSPF - административная дистанция – 110

Чем меньше административное расстояние, тем больше доверия. Чем лучше протокол с точки зрения сходимости и избегания петель, тем меньше административное расстояние.

IGP (Interior Gateway Protocol) – протоколы внутреннего шлюза используются для маршрутизации в пределах одной автономной станции. Например, RIP, OSPF.

EGP (Exterior Gateway Protocol) – протоколы внешнего шлюза. Используются для связи нескольких автономных систем. Например, BGP.

11.3 Перечислите интерфейсы маршрутизаторов. Какие используются как управляющие? Какие из них консольные, LAN, WAN. Что такое DSU/CSU интерфейсы?

LAN:

IEEE 802.3, IEEE 802.5, loopback - интерфейсы проверки.

WAN:

AUX/Console (RS-232), асинхронный (разъёмы DB28, DB9, DB25) и синхронный (разъём DB28) серийные интерфейсы.

DSU и CSU

DSU – Digital Service Unit. Установлен прямо на адаптере WIC. Преобразует цифровой сигнал от коммутатора в вид сигнала, который нужен для телефонного канала, а CSU эмулирует модем.

DSU – контролирует линию и превращает вид сигнала, как будто к модему

CSU – будет превращать сигнал, полученный от DSU (как будто от модема), в сигнал E1.

Билет №12

12.1 Дайте определение синхронного и асинхронного протокола передачи данных. Что такое бит и байт-ориентированные протоколы передачи данных? Дайте примеры синхронных и асинхронных интерфейсов маршрутизаторов.

Асинхронная передача – передача, когда каждый символ передается через свой временной интервал (временные интервалы между передачей символов не одинаковые), а источники сигналов тактируются генераторами, которые могут существенно отличаться по частоте. При асинхронной передаче сначала передается стартовый бит, который говорит приемнику, что надо задержать его часы на какое-то время (в среднем 8-11 тиксов), чтобы правильно принять бит. Часы приемного и передающего устройства точно не синхронизируются. После стартового бита передается 1 символ и принимается стоп-бит. Ошибки проверяются с помощью контроля четности(время между символами не синхронизируются).

Синхронная передача – это режим передачи, при котором биты пересылаются с фиксированной скоростью, а приемники и передатчики синхронизированы, и время между битами – фиксированное. При синхронной передаче все передается блоком (потоком – AT&T). В начале этого блока передается специальный сигнал SYNC (2-4 бит, обычно 8 бит), который приемник принимает как сигнал для начала синхронизации. Заканчивается передача символом END. Длина блока зависит от протокола (Novell – 1024 байт).

Получается, что мы добавили специальный синхронизирующий символ, по которому выставляются часы. Но еще есть самосинхронизирующиеся коды (часы синхронизируются в коде), впервые придуманные IBM. Они придумали манчестерский код.

Проверку такого блока уже нельзя сделать с помощью бита четности, поэтому делаться она будет за счет CRC/FSC.

Протоколы, которые реализуют синхронную передачу, называются синхронными протоколами передачи (HDLC, SDLC).

Бит и байт-ориентированные протоколы

Первоначально эти протоколы были бит-ориентированы и байт-ориентированы. Это значит, что блок можно рассматривать побитно или побайтно. Передача идет словом. Например, Ethernet (10base) – 4 бита слова, и еще вместе с битом синхронизации – 5 бит на аппаратном уровне. Байт-ориентированные протоколы быстрее бит-ориентированных. Первые бит-ориентированные протоколы называли BSC (binary-sync-control). Это первоначальная реализация протокола SDLC, который потом стал байт-ориентированным.

Протоколы были сначала полудуплексные, HDLC – полнодуплексный.

Асинхронные серийные интерфейсы (START/STOP):

DB-28, Aux/Console - DB-9, DB-25, V-24

Синхронные серийные интерфейсы:

DB-28, V-32, V-35(передача блоками) DB-9, X.21, V-24

12.2 Какие виды маршрутизации Вы знаете? Что такое автономная система? Какие типы динамических протоколов Вы знаете? Что такое сходимость протокола? Из чего состоит указатель RIP?

Маршрутизация бывает динамической, статической и маршрутизацией по умолчанию. В последних двух случаях маршруты задаются администратором.

Автономная система – это система с одним протоколом маршрутизации и одной администрацией.

Динамические протоколы маршрутизации делятся на протоколы внешнего шлюза (EGP) и протоколы внутреннего шлюза (IGP).

IGP (Interior Gateway Protocol) – протоколы внутреннего шлюза используются для маршрутизации в пределах одной автономной станции. Например, RIP, OSPF.

EGP (Exterior Gateway Protocol) – протоколы внешнего шлюза. Используются для связи нескольких автономных систем. Например, BGP.

Сходимость протокола – состояние, при котором все маршрутизаторы используют одну топологию сети.

Указатель RIP состоит из сети назначения, числа промежуточных узлов, следующего промежуточного узла.

12.3 Зачем нужен протокол ARP? Где он запускается? Дайте коротко формат его дейтаграммы.

ARP (Address Resolution Protocol) – есть на всех ОС.

Любая передача информации ведется через сетевой адаптер, который работает через MAC-контроллер на физических (MAC) адресах. Поэтому драйвер ОС должен перевести понятный ОС IP (или другой логический адрес) в адрес, понятный сетевому адаптеру. Для этого и нужен протокол ARP. Если технология второго уровня не Ethernet, то используются похожие технологии (например, INARP – inversed ARP для ATM, FR).

Запускается на любом устройстве с сетевым адаптером.

Формат сообщения ARP:

· Тип оборудования

· Протокол IP

· Адрес IP

· Адрес MAC

· Операция ARP

· Адрес отправителя (IP и MAC)

· Адрес получателя (IP и MAC)

Билет №13

13.1 Какие сетевые топологи вы знаете? Каковы их ключевые характеристики? Дайте определение метода доступа в канал. Каковы три основных метода доступа в канал? Их достоинства и недостатки? В каких технологиях они реализованы?

Существуют физическая и логическая топологии.

Физическая топология – некоторое расположение объектов и связь между ними.

Логическая топология – путь передачи данных по физической топологии.

Звезда – все устройства физически подключены к центральному устройству (hub, в современных сетях – switch) – основная топология в современных сетях.

Достоинства:

· простота построения и диагностики

Недостатки:

· большое количество кабелей

· выход из строя центрального устройства приводит к неработоспособности сети

Шина – линейное подключение устройств. В настоящее время практически не используется.

Недостатки:

· сложная реализация и диагностика

· большое количество кабелей

Кольцо – соединение точка-точка между двумя соседними устройствами. Устройствами являются хабы (в настоящее время коммутаторы)

Достоинства:

· простота установки

Недостатки:

· выход из строя одного устройства сказывается на работе всей сети,

· ложность поиска неисправностей

Смешанная – каждое устройство соединено с каждым – не выполнимо при современных технологиях

Недостатки:

· очень большое количество кабелей

· каждое устройство должно иметь много интерфейсов

Гибридная – совокупность нескольких топологий, например, звезда-кольцо

Метод доступа в канал – правила, описывающие, как устройства обращаются к каналу, как делят его и как освобождают. Теоритически не зависит от топологии. На самом деле связь есть.

Основные методы доступа в канал.

Соревнование – любое устройство передаёт в канал в любой момент времени. Основная топология – звезда. При одновременной передаче возникают конфликты – коллизии.

Протоколы разрешения коллизий:

· CSMA/CD – метод доступа со множественной несущей и определением конфликтов. Используется в Ethernet.

· CSMA/CA – метод доступа со множественной несущей и обхождением конфликтов. Используется в беспроводных сетях

Голосование – одно устройство опрашивает другие и контролирует доступ в канал. Топология – звезда или шина.

Достоинства:

· Предсказуемость максимального и минимального времени доступа

Недостатки:

· Ненадёжная передача

Частично реализван в Wi-Fi и WiMax

Маркер – передача осуществляется при получении маркера (специфического маленького пакета) Маркер создаётся устройством с наименьшим адресом.

Достоинства:

· Предсказуемость времени передачи

Недостатки:

· Каждое устройство в сети должно иметь полную функциональность.

Используется в FDDI и TokenRing.

13.2 Что такое маршрутизация? Что такое прямая и непрямая доставка? Что такое шлюз по умолчанию?

Маршрутизация – процесс нахождения пути по адресам.

Существует 2 вида доставки: прямая и непрямая.

При прямой доставке (когда сеть назначения совпадает с текущей сетью) роутер не нужен. ОС с помощью протокола ARP переводит IP адрес в MAC и отсылает данные коммутатору, который доставляет их конечной станции.

При непрямой доставке (когда сеть назначения отличается от текущей сети) данные передаются роутеру по умолчанию (шлюзу по умолчанию), который с помощью своей таблицы маршрутизации пересылает данные следующему маршрутизатору.

Шлюз по умолчанию – адрес маршрутизатора, на который отправляется пакет, когда невозможно определить маршрут, исходя из таблицы маршрутизации.

13.3 Зачем нужен протокол UDP? Чем отличается от TCP?

UDP - полнодуплексный протокол без установления соединения, без подтверждения доставки. Этим и отличается от TCP. Относительно IP делает доставку по портам.

Протокол UDP используется в тех случаях, когда важна скорость передачи (например, для передачи голоса)

Билет №14

14.1 Каковы 3 основных технологии коммутации?

Существует 3 основных технологи коммутации:

· Коммутация каналов – связь между устройствами устанавливается физически. Это медленно и неэффективно. В сетях ЭВМ не используется. Используется в телефонии

· Коммутация сообщений – устройство посылает через промежуточные узлы сообщение другому устройству. Недостатком является большой размер сообщения

· Коммутация пакетов – сообщения разбиваются на пакеты фиксированного размера и отправляются устройству. У каждого пакета есть номер и смещение.

Распределение памяти ОС маршрутизаторов. Базовые принципы работы с маршрутизаторами.

Память роутера распределяется следующим образом:

· RAM – основная (рабочая) память предназначенная для хранения динамических конфигураций.

· NVRAM – неизменяемая RAM (может изменяться только ОС), предназначенная для хранения резервной копии (backup) конфигурации.

· FLASH – перезаписываемая энергонезависимая память, предназначенная для хранения кодов ОС. Перезаписать можно только с помощью специальных средств. У пользователя нет доступа к ней.

· ROM – память, предназначенная для загрузки ОС и небольших по коду утилит мониторинга.

При загрузке роутера производится специальный тест – POST (Power On Self Test), выполняемый специальной утилитой тестирования, которая загружается из ROM. Если при загрузке ОС невозможно найти какой-то параметр, запускается утилита мониторинга. Роутер можно сконфигурировать так, чтобы при каждом запуске загружалась утилита мониторинга.

14.3 Что делает Proxy ARP? Шлюз ARP позволяет скрыть подсети или сети? Он отвечает или нет, если пользователь доступен через тот же интерфейс? Он отвечает или нет для широковещательного адреса?

Маршрутизаторы соединяют сети с различными сетевыми адресами. Proxy ARP позволяет соединять сети с одинаковой сетевой частью IP-адреса. Соответственно, роутер отвечает на запрос ARP от имени станции в другом сегменте (т.е. так можно обеспечить безопасность и производительность). Подсети не разделяются при передаче маршрутов.

Если станции А и В находятся в разных физических сетях, то станция B не отвечает на широковещательный запрос станции А. Вместо станции B (если на роутере стоит Proxy ARP) будет отвечать роутер.

Proxy ARP – техника работы маршрутизаторов. Proxy ARP поддерживается ОС любого маршрутизатора. На станциях не настраивается шлюз по умолчанию. Для достижения других подсетей не потребуется роутер по умолчанию или записи в таблице маршрутизации. ARP будет использоваться на роутере для каждого адреса получателя. На роутере адрес маршрутизатора по умолчанию – адрес собственного интерфейса.

Позволяет скрыть только подсети.

Proxy ARP не отвечает, если получатель доступен через тот же интерфейс.

Proxy ARP не реагирует на широковещательные адреса.

Билет №15

15.1 Что такое сегмент сети? Что такое интернет? Какими устройствами соединяются сегменты? Опишите функции хаба в сети. Опишите функции коммутатора в сети. Опишите функции прозрачного моста в сети. Опишите функции роутера в сети. Опишите функции шлюза в сети.

Сегмент сети – это часть сети, которая не содержит соединяющих устройств.

С другой стороны, сегмент – это то, что за роутером.

Интернет – совокупность сегментов.

Сегменты сети соединяются маршрутизаторами.

Хабы (концентраторы, репитеры) – это устройства, работающие на 1 уровне модели OSI. Хабы обычно не содержат никакого софта. В шинной топологии используются для удлинения сегмента. Хабы усиливают и регенерируют сигналы. Существует ограничение 5-4-3 (5 хабов, 4 сегмента, 3 загруженных сегмента).

На втором уровне модели OSI работают мосты и коммутаторы.

Назначение моста – разделять сегмент. Мост имеет 2 сетевых адаптера. Он не пропускает фреймы из одного сегмента в другой.

Существует несколько типов маршрутизации мостов:

· TR (Transparent) (STA или STP) – прозрачный мост. При включении питания прозрачный мост опрашивает все устройства в сети и записывает в роутерную таблицу MAC адреса.

· SR (Source Routing) – информация о маршруте хранится в каждом фрейме. Используется в сетях IBM.

· SRT – или TR, или SR

Коммутатор – мультипортовый мост. Коммутатор работает по физическим адресам (MAC-адресам). С помощью шины коммутатора организуется соединение точка-точка. Коммутатор как и хаб усиливает и регенерирует сигнал. Существует 4 типа коммутации:

· SF (Store and Forward) – фрейм попадает в буфер коммутатора, определяются Source и Destination адреса, выполняется проверка всего фрейма на наличие ошибок, и, если ошибок нет, фрейм отправляется. Недостаток: медленно.

· CT (Cut Throw) – рассматриваются первые байты фрейма, для того чтобы определить Source и Destination адреса и без проверок отправляется. Достоинство: быстро. Недостаток: ненадёжно.

· FF (Fragment Free) – проверяются первые 64 байта, и, если ошибок нет, фрейм отправляется (без дальнейшей проверки)

· Гибридный – комбинация 3 вышеперечисленных.

На третьем уровне модели OSI работают маршрутизаторы (роутеры).

Роутеры организуют передачу из одной сети в другую. Передача по адресу сети. Логический адрес сети присваивается администратором. Роутеры имеют таблицу маршрутизации, поддержкой которой занимается специализированная ОС роутера.

Шлюзы используются для соединения сегментов с различным кодированием, файловыми системами и т.д. Работают на всех уровнях модели OSI.

Команды OS маршрутизаторов.

Работа с роутером

1. Вошли в режим System и установили базовые параметры;

2. Процессы идентификации, аутентификации; создание пользователей и групп

пользователей;

3. Конфигурация интерфейсов;

4. Присвоение IP-адреса интерфейсу;

5. Только после этого мы начинаем определять, какой протокол работает при

поддержке данной ОС.

Команда запуска RIP:

Startup RIP (или enable RIP)

Network 2.0.0.0

15.3 Зачем применяется протокол ICMP? Он поддерживается каждой станцией? Что такое ICMP переадресация?

ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных,

ICMP должен поддерживаться каждой станцией.

Когда возникает ICMP переадресация:

· IP пакет приходит и отправляется маршрутизатором через один и тот же интерфейс

· Роутер по умолчанию обнаруживает, что пакеты нужно было слать другому роутеру (неправильно указан роутер по умолчанию, он не эффективен)

· IP адрес следующего получателя принадлежит той же подсети, что и адрес отправителя (подключение НЕ через один интерфейс)

Билет №16

16.1 Что такое «последняя миля»? В чём суть технологии ISDN? Какова архитектура технологии xDSL? Какие стандарты беспроводных технологий последней мили Вы знаете?

Последняя миля – канал, соединяющий клиентское оборудование с узлом связи.

Проблема последней мили: необходимо дёшево и просто обеспечить абонентов доступом к сети.

При создании последней мили может использоваться:

· Оптоволокно (single mode)

· Медные кабели (старая медь)

· Wireless

ISDN (Integrated Services Digital Network) – одна из технологий последней мили. Использует временное мультиплексирование.

Канал	Частота	Назначение
A	4 кГц	Передача голоса
B	64 кГц	Передача данных
C	8 или 16 кГц	Управляющие данные
D	16 или 64 кГц	Управляющие данные
E	64 кГц	Кодированные данные
F

BB+D (128 Kbps) – BRI (базовый доступ)

E1 = 30B + D (2 Mbps) – PRI (первичный доступ)

T1 = 23B + D (1.5 Mbps)

В настоящее время практически не используется, т.к. trunk стали делать из оптоволокна.

Необходима технология, терминированная (оканчивающаяся) на узле связи. Такой технологией является xDSL. Используется 4096-уровневое кодирование. На узле связи ставится мультиплексор DSLAM. На стороне клиента DSL устройство, которое стали называть DSL модемом, хотя на самом деле это не модем. Передача цифровая.

Если невозможна проводная последняя миля используют беспроводную последнюю милю. Как правило используется технология WiMax (IEEE 802.16) или Wi-Fi (IEEE 802.11)

Дата добавления: 2015-10-29