Проблема  установления соответствия между адресами различных типов, которой занимается служба разрешения имен, может решаться централизованными или распределенными средствами. В случае централизованного подхода в сети выделяется один компьютер (сервер имен), в котором хранится таблица соответствия друг другу имен различных типов, например символьных имен и числовых номеров. Все остальные компьютеры обращаются к серверу имен, чтобы по символьному имени найти числовой номер компьютера, с которым необходимо обменяться данными. Наиболее известной службой централизованного разрешения имен является служба Domain Name System (DNS) сети Internet.

    При распределенном подходе, каждый компьютер сам решает задачу установления соответствия между именами. Недостатком распределенного подхода является необходимость рассылки широковещательных сообщений - такие сообщения перегружают сеть, так как они требуют обязательной обработки всеми узлами, а не только узлом назначения. Поэтому распределенный подход используется только в небольших локальных сетях. Для крупных сетей характерен централизованный подход. Пример использования распределенного подхода – протокол разрешения адресов ARP (Address Resolution Protocol), используемый стеком TCP/IP для преобразования IP-адреса в аппаратный адрес.

 

8. Многоуровневый подход к стандартизации в компьютерных сетях. Понятия «протокол»,  «интерфейс», «стек протоколов».

 

   Проблема  совместимости аппаратного и  программного обеспечения одна из наиболее острых в компьютерных сетях. Прогресс в этой области невозможен без разработки стандартов. Идеологической основой стандартизации в компьютерных сетях является многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия.

   Протоколом  называется набор формализованных правил, по которым обмениваются информацией сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах сети.

   Интерфейсом называется набор формализованных правил, по которым обмениваются информацией сетевые компоненты соседних уровней одного узла.

   Иерархически  организованный набор протоколов, достаточный  для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Коммуникационные  протоколы могут быть реализованы  как программно, так и аппаратно. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней, как правило, чисто программными средствами. Программный модуль, реализующий некоторый протокол, часто тоже называют протоколом.

    Протоколы реализуются не только компьютерами, но и другими сетевыми устройствами (мостами, маршрутизаторами и т.д.).

    Модель OSI включает 7-уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический.

    Каждый  уровень выполняет свою функцию и имеет дело с определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

    Самый верхний уровень – прикладной, самый нижний – физический.

Обмен данными  происходит путем их перемещения  с верхнего уровня на нижний, транспортировки  по сети и обратного

Самые популярные стеки: TCP/IP, IPX/SPX, Net BIOS/SMB , OSI.

    Достоинства TCP/IP: - поддерживает все популярные стандарты локальных и глобальных сетей;

                  - гибкая система адресации;

                  - маршрутизированность  стека;

                  - поддержка различными аппаратными платформами;

                  - поддержка различных  ОС;

                  - способность фрагментировать  пакет;

 

9. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

 

    В 1984 г. Международная организация  по стандартизации ISO (International Standards Organization) выпустила ряд спецификаций, названных эталонной моделью взаимодействия открытых систем OSI (Open Systems Interconnection). Модель OSI стала международным стандартом для построения сетей различных типов.

    В широком смысле открытой системой называется любая система, которая построена в соответствии с открытыми спецификациями (опубликованными, общедоступными, соответствующими стандартам). С точки зрения компьютерных сетей открытая система - это система, реализующая стандартный набор услуг, поддерживаемая стандартными протоколами и отвечающая требованиям эталонной модели OSI.

    Эталонная модель взаимодействия открытых систем стандартизирует:

• понятия и основные термины, используемые в построении открытых систем;
• набор услуг, которые должна предоставлять открытая система;
• логическую структуру и протоколы открытых систем.

Модель OSI включает 7-уровней (рис 1): прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование, протоколы и интерфейсы с соседними уровнями.

    Информация  при ее передаче по сети проходит отдельные  уровни базовой модели два раза. Обмен данными происходит путем их перемещения с верхнего уровня (прикладного) на нижний (физический) в узле-отправителе, транспортировки по сети и обратного воспроизведения в узле-получателе с нижнего уровня на верхний. При этом на каждом уровне к исходному сообщению, которое надо передать по сети, добавляется заголовок данного уровня, содержащий служебную информацию, необходимую для передачи. На компьютере-получателе каждый уровень в свою очередь анализирует соответствующий ему заголовок, выполняет нужные функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.

    Уровни  модели OSI делятся на 2 группы: сетезависимые и сетенезависимые.

К сетезависимым относятся три нижних уровня: сетевой, канальный, физический. Транспортный уровень занимает промежуточное положение между нижними и верхними уровнями.

    Транспортный  уровень обеспечивает взаимодействие между приложениями и коммуникационными уровнями. Этот уровень отвечает за передачу данных с необходимой степенью надежности.

    Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи данных. Этот уровень обеспечивает выбор маршрута и доставку данных между любыми двумя узлами в сети с произвольной топологией и сетевой технологией, при этом он не берет на себя никаких обязательств по надежности передачи данных. Единица данных сетевого уровня – это пакет.

    Канальный уровень обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи кадров. На этом уровне происходит отслеживание и исправление ошибок. Еще одна функция канального уровня – управление доступом к среде передачи (метод доступа).

    Физический  уровень  - самый нижний уровень в модели OSI. Этот уровень осуществляет передачу потока битов по физической среде (например, по сетевому кабелю) от одного узла к другому. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняет сетевой адаптер или последовательный порт.

    На  этом уровне стандартизируются:

1. характеристики физических сред передачи данных (полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и т.д.);
2. характеристики электрических и оптических сигналов, передающих дискретную информацию (крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения и тока передаваемого сигнала, тип кодирования двоичной информации, скорость передачи и т.д.);
3. способ соединения сетевого кабеля с платой сетевого адаптера (типы разъемов, количество контактов в разъемах и их функции).

 

10. Коммуникационное оборудование. Структуризация локальной сети.

 

     Физическая  структуризация  сети проводится для снятия ограничений на длину сети и кол-ва узлов. Для физической структуризации сети используются повторители и концентраторы.

     Повторитель (repeator) – используются для соединения сегментов кабелей. Одна из задач – усиление сигнала. Максим длина 185*5.

     Концентратор (хаб) – представляет собой многопортовый повторитель. Применение концентратора изменяет физическую топологию сети на звезду, оставляя неизменной логическую топологию.

Логическая   структуризация  сети: распространение трафика предназначенного для компьютеров некоторого сегмента сети только в пределах этого сегмента называют локализацией трафика. ЛСС – это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком. Для ЛСС используются мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы.

     Мост перед информацию из одного сегмента в другой только если адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Мосты работают на канальном уровне модели OSI, используют аппаратные адреса компьютера.

     Коммутатор похож на мост Пользователь Windows принципу работы (работает на канальном уровне; использует аппаратные адреса компьютера). У коммутатора информацию на каждом порту обрабатывает свой процесс. Коммутатор – многопроцессорный мост. Информация обрабатывается в параллельном режиме. Коммутатор – самое высокоскоростное устройство.

     Маршрутизатор работает на сетевом уровне модели OSI и использует числовые составные адреса. Основная задача: определение дальнейшего маршрута пакета. Маршрутизатор может объединять подсети созданные на разных сетевых технологиях.

     Шлюз используется для объединения сетей с разными типами системного и прикладного ПО

 

11. Типы кабелей.

 

    Сегодня наиболее употребительными стандартами в мировой практике являются следующие. Американский стандарт EIA / TIA-568A. Международный стандарт ISO/IES 11801. Европейский стандарт EN50173. Кроме этих открытых стандартов, многие компании разработали свои фирменные станд., из которых до сих пор имеет практич. значение только один - стандарт компании IBM.

    При построении компьютерных сетей применяются  следующие основные типы кабелей: коаксиальный кабель, экранированная и неэкранированная витая пара, волоконно-оптический кабель.

    Неэкранированная  витая пара UTP (Unshielded Twisted Pair) в зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на 5 категорий ( Category 1- Category 5 ).

    Кабели  категорий 1 и 2 были определены в стандарте EIA/TIA-568, но в стандарт 568А уже не вошли, как устаревшие. Кабель категории 3 предназначен как для передачи данных, так и для передачи голоса. Полоса пропускания до 16МГц, скорость передачи до 16Мбит/с. Эффективная длина –100м. Кабели категории 3 сейчас составляют основу многих кабельных систем зданий. Кабель категории 4 представляет собой несколько улучшенный вариант кабеля категории 3. Он обязан выдерживать тесты на частоте передачи сигнала 20 МГц и обеспечивать повышенную помехоустойчивость и низкие потери сигнала. На практике используется редко. Кабели категории 5 специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов. Поэтому их характеристики определяются в диапазоне до 100 МГц. Эффективная длина – 150м. Большинство новых высокоскоростных стандартов ориентируются на использование витой пары 5 категории. На кабеле работают протоколы со скоростью передачи данных 100 Мбит/c- FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, а также более скоростные протоколы -ATM на скорости 155 Мбит/c, и Gigabit Ethernet на скорости 1000 Мбит/с. Кабель категории 5 пришел на смену кабелю категории 3, и сегодня все новые кабельные системы крупных зданий строятся именно на этом типе кабеля (в сочетании с волоконно-оптическим).

    Все кабели UTP независимо от их категории  выпускаются в 4-парном исполнении. Каждая из 4 пар имеет определенный цвет и шаг скрутки. Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две - для передачи голоса. Для соединения кабеля с оборудованием используются вилки и розетки RJ-45, представляющие 8-контактные разъемы, похожие на обычные телефонные разъемы. RJ-11.

    Экранированная  витая пара STP (Shielded Twisted Pair) хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех, а также меньше излучает электромагнитных колебаний вовне, что защищает, в свою очередь, пользователей сетей от вредного для здоровья излучения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его прокладку, так как требует качественного заземления. Экранированный кабель применяется только для передачи данных, а голос по нему не передают.

    Основным  стандартом, определяющим параметры  экранированной витой пары, является фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся не на категории, а на типы: Type 1, Type 2, :, Type 9.

    Основным типом экранированного кабеля является кабель Type 1 стандарта IBM. Он состоит из 2-х пар скрученных проводов, экранированных проводящей оплеткой. Электрические параметры кабеля Type 1 примерно соответствуют параметрам кабеля UTP категории 5.