Тезисы курса "Основы локальных сетей"

(Сайт ИНТУИТ http://www.intuit.ru)

1. Лекция: Определение локальных сетей и их топология

Отличительные признаки локальной сети:
  • Высокая скорость передачи информации. Приемлемая скорость сейчас — не менее 10 Мбит/с.
  • Низкий уровень ошибок передачи (или, что тоже самое,высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10-8 — 10-12.
  • Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети.
  • Заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.

    • Недостатки сетей: затраты на организацию сети, необходимость сопровождения, ограничение перемещения компютеров, угроза вирусов, угроза кражи или уничтожения информации.
    Понятия: абонент, сервер, клиент.
    Три базовые топологии сети: Шина (bus), Звезда (star), Кольцо (ring). Факторы, влияющие на физическую работоспособность сети: исправность компьютеров, сетевого оборудования, целостность кабеля сети, ограничение длины кабеля, связанное с затуханием распространяющегося по нему сигнала.
    Если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения (конфликта, коллизии). В шине всегда реализуется режим так называемого полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно). По длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных согласующих устройств, терминаторов. Для увеличения длины сети с топологией шина часто используют несколько сегментов (частей сети, каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных усилителей и восстановителей сигналов — репитеров или повторителей.
    В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию в одном направлении, то есть на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Это так называемая передача точка-точка. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения внешних терминаторов. Серьезный недостаток топологии звезда состоит в жестком ограничении количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8—16 периферийных абонентов.
    Кольцо также позволяет отказаться от применения внешних терминаторов. Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера. Недостаток кольца - выход из строя хотя бы одного компьютера (или же его сетевого оборудования) нарушает работу сети в целом.

    2. Лекция: Типы линий связи локальных сетей

    Группы кабеля: 1)электрические (медные) кабели на основе витых пар проводов, которые делятся на экранированные и неэкранированные; 2)электрические (медные) коаксиальные кабели; оптоволоконные кабели.
    Основные параметры кабелей: 1)Полоса пропускания кабеля (частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем) и затухание сигнала в кабеле. 2)Помехозащищенность кабеля и обеспечиваемая им секретность передачи информации.3)Скорость распространения сигнала по кабелю или, обратный параметр – задержка сигнала на метр длины кабеля (типичные величины задержек – от 4 до 5 нс/м).4)величина волнового сопротивления кабеля (Типичные значения – от 50 до 150 Ом).
    Витые пары проводов - дешевые и сегодня, самые популярные. Кабель на основе витых пар представляет собой несколько пар скрученных попарно изолированных медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке. Он довольно гибкий и удобный для прокладки. Скручивание проводов позволяет свести к минимуму индуктивные наводки кабелей друг на друга и снизить влияние переходных процессов.
    Коаксиальный кабель представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального медного провода и металлической оплетки (экрана), разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку.
    Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель – это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым.
    Бескабельные каналы связи: 1)Радиоканал использует передачу информации по радиоволнам, поэтому теоретически он может обеспечить связь на многие десятки, сотни и даже тысячи километров. Скорость передачи достигает десятков мегабит в секунду. 2)Инфракрасный канал также не требует соединительных проводов, так как использует для связи инфракрасное излучение (подобно пульту дистанционного управления домашнего телевизора).

    3. Лекция: Подключение линий связи и коды передачи информации

    Согласование, экранирование и гальваническая развязка линий связи
    Кодирование информации в локальных сетях. Код NRZ– это простейший код, представляющий собой обычный цифровой сигнал.Три остальных кода (RZ, манчестерский код, бифазный код) принципиально отличаются от NRZ тем, что сигнал имеет дополнительные переходы (фронты) в пределах битового интервала. Это сделано для того, чтобы приемник мог подстраивать свои часы под принимаемый сигнал на каждом битовом интервале. Отслеживая фронты сигналов, приемник может точно синхронизовать прием каждого бита. В результате небольшие расхождения часов приемника и передатчика уже не имеют значения. Приемник может надежно принимать последовательности любой длины. Такие коды называются самосинхронизирующимися.

    4. Лекция: Пакеты, протоколы и методы управления обменом

    Назначение пакетов и их структура. Время доступа к сети, которое определяется как временной интервал между моментом готовности абонента к передаче (когда ему есть, что передавать) и моментом начала этой передачи. Это время ожидания абонентом начала своей передачи.
    Типичная структура пакета: •Стартовая комбинация битов или преамбула, •Сетевой адрес (идентификатор) принимающего абонента, •Сетевой адрес (идентификатор) передающего абонента, •Служебная информация, которая может указывать на тип пакета, его номер, размер, формат, маршрут его доставки, на то, что с ним надо делать приемнику и т.д. •Данные (поле данных) – это та информация, ради передачи которой используется пакет. •Контрольная сумма пакета – это числовой код, формируемый передатчиком по определенным правилам и содержащий в свернутом виде информацию обо всем пакете. •Стоповая комбинация служит для информирования аппаратуры принимающего абонента об окончании пакета.
    Процесс последовательной упаковки данных для передачи называется инкапсуляцией пакетов.
    Адресация пакетов. MAC-адрес. Международная организация IEEE, занимающаяся стандартизацией сетей.
    Структура адреса: 1)Младшие 24 разряда кода адреса OUA – организационно уникальный адрес, их присваивает каждый из зарегистрированных производителей сетевых адаптеров.2)22 разряда кода OUI – организационно уникальный идентификатор. IEEE присваивает один или несколько OUI каждому производителю сетевых адаптеров.3)Два старших разряда адреса управляющие, они определяют тип адреса, способ интерпретации остальных 46 разрядов. Старший бит I/G (указывает на тип адреса. Если он установлен в 0, то индивидуальный, если в 1, то групповой
    Методы управления обменом: Централизованные, Децентрализованные, Детерминированные (маркерный), Случайные методы

    5. Лекция: Модель OSI. Нижние уровни

    •Прикладной (7) или уровень приложений обеспечивает услуги, непосредственно поддерживающие приложения пользователя.•Представительский (6) или уровень представления данных определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, удобную для сети. Стандартные форматы существуют для текстовых файлов (HTML), звуковых файлов (WAV), рисунков (JPEG), видео (AVI). •Сеансовый (5) уровень управляет проведением сеансов связи (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает связь). •Транспортный (4) уровень обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, а также в нужной последовательности. •Сетевой (3) уровень отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен (IP-адресов) в физические сетевые MAC-адреса (и обратно), решается задача выбора маршрута (пути), по которому пакет доставляется по назначению. Действуют маршрутизаторы.•Канальный (2) уровень управления линией передачи отвечает за формирование пакетов (кадров) стандартного для данной сети (Ethernet, Token-Ring, FDDI). Работают коммутаторы.•Физический (1) уровень отвечает за кодирование передаваемой информации в уровни сигналов, принятые в используемой среде передачи, и обратное декодирование. Работают трансиверы, репитеры и репитерные концентраторы.
    Аппаратура локальных сетей: •кабели для передачи информации;•разъемы для присоединения кабелей;•согласующие терминаторы;•сетевые адаптеры (они же контроллеры, карты, платы, интерфейсы, NIC – Network Interface Card)-магистральным функции, осуществляют взаимодействие адаптера с магистралью (системной шиной) компьютера (то есть опознание своего магистрального адреса, пересылка данных в компьютер и из компьютера, выработка сигнала прерывания процессора и т.д.). Сетевые функции обеспечивают общение адаптера с сетью; •репитеры или повторители - восстанавливают ослабленные сигналы (их амплитуду и форму), приводя их к исходному виду. Цель такой ретрансляции сигналов состоит исключительно в увеличении длины сети; •трансиверы - служат для передачи информации между адаптером и кабелем сети или между двумя сегментами (частями) сети. Трансиверы усиливают сигналы, преобразуют их уровни или преобразуют сигналы в другую форму (например, из электрической в световую и обратно). Трансиверами также часто называют встроенные в адаптер приемопередатчики или повторители; •концентраторы (хабы, hub) служат для объединения в сеть нескольких сегментов, представляют собой несколько собранных в едином конструктиве репитеров, они выполняют те же функции, что и репитеры; Коммутаторы (свичи, коммутирующие концентраторы, switch), как и концентраторы, служат для соединения сегментов в сеть. Они также выполняют более сложные функции, производя сортировку поступающих на них пакетов, работают на втором уровне модели OSI (подуровень MAC). •мосты - служат для объединения сетей с разными стандартами обмена, например, Ethernet и Arcnet, или нескольких сегментов (частей) одной и той же сети, например, Ethernet ; •маршрутизаторы осуществляют выбор оптимального маршрута для каждого пакета с целью избежания чрезмерной нагрузки отдельных участков сети и обхода поврежденных участков, работают на третьем уровне модели OSI, так как они анализируют не только MAC-адреса пакета, но и IP-адреса; •шлюзы– это устройства для соединения сетей с сильно отличающимися протоколами, например, для соединения локальных сетей с большими компьютерами или с глобальными сетями. Это самые дорогие и редко применяемые сетевые устройства. Шлюзы реализуют связь между абонентами на верхних уровнях модели OSI (с четвертого по седьмой).

    6. Лекция: Модель OSI. Верхние уровни

    Стандартные сетевые протоколы. Протоколы – это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же протоколам, чтобы в результате передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.Связь сетевого адаптера с сетевым программным обеспечением осуществляют драйверы сетевых адаптеров.
    Протоколы делятся на три основных типа:•Прикладные протоколы (выполняющие функции трех верхних уровней модели OSI – прикладного, представительского и сеансового) - обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними;•Транспортные протоколы (реализующие функции средних уровней модели OSI – транспортного и сеансового) - поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данными между ними;•Сетевые протоколы (осуществляющие функции трех нижних уровней модели OSI) - управляют адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу.
    Модель OSI допускает два основных метода взаимодействия абонентов в сети:•Метод взаимодействия без логического соединения (или метод дейтаграмм- пакет передается без предварительного обмена служебными пакетами для выяснения готовности приемника, а также без пакета подтверждения окончания передачи.).•Метод взаимодействия с логическим соединением (пакет передается только после того, как будет установлено логическое соединение (канал) между приемником и передатчиком).
    Стандартные сетевые программные средства. С точки зрения распределения функций между компьютерами сети, все сети можно разделить на две группы: •Одноранговые сети, состоящие из равноправных (с точки зрения доступа к сети) компьютеров.•Сети на основе серверов, в которых существуют только выделенные серверы, занимающиеся исключительно сетевыми функциями.
    Процесс установки серверной сетевой операционной системы гораздо сложнее, чем в случае одноранговой сети. Он включает в себя следующие обязательные процедуры:•форматирование и разбиение на разделы жесткого диска компьютера-сервера;•присвоение индивидуального имени серверу;•присвоение имени сети;•установка и настройка сетевого протокола;•выбор сетевых служб;•ввод пароля администратора.
    Домен представляет собой группу компьютеров, управляемых контроллером домена, специальным сервером. Домен использует собственную базу данных, содержащую учетные записи пользователей, и управляет собственными ресурсами, такими как принтеры и общие файлы. Каждому домену присваивается свое имя (обычно домен рассматривается как отдельная сеть со своим номером). В каждый домен может входить несколько рабочих групп, которые формируются из пользователей, решающих общую или сходные задачи. В принципе домен может включать тысячи пользователей, однако обычно домены не слишком велики, и несколько доменов объединяются в дерево доменов. Это упрощает управление сетью. Точно так же несколько деревьев может объединяться в лес, самую крупную административную структуру, поддерживаемую данной ОС.

    7. Лекция: Старейшие стандартные сети

    Ethernet, Token Ring, Arcnet Сети Ethernet и Fast Ethernet - появилась в 1972 году (разработчик -Xerox). Минимальная длина кадра (пакета без преамбулы) -64 байта (512 бит). Максимальная длина кадра равна 1518 байтам.
    Сеть Token-Ring (маркерное кольцо) -предложена компанией IBM в 1985 году (первый вариант появился в 1980 году), имеет топологию кольцо. Сеть Token-Ring в классическом варианте уступает сети Ethernet как по допустимому размеру, так и по максимальному количеству абонентов. Что касается скорости передачи, то в настоящее время имеются версии Token-Ring на скорость 100 Мбит/с (High Speed Token-Ring, HSTR) и на 1000 Мбит/с (Gigabit Token-Ring). Однако в отличие от Ethernet сеть Token-Ring значительно лучше держит высокий уровень нагрузки (более 30—40%) и обеспечивает гарантированное время доступа.
    Активный монитор выполняет следующие функции:•запускает в кольцо маркер в начале работы и при его исчезновении; •регулярно (раз в 7 с) сообщает о своем присутствии специальным управляющим пакетом;•удаляет из кольца пакет, который не был удален пославшим его абонентом;•следит за допустимым временем передачи пакета.
    Сеть Arcnet разработана компанией Datapoint Corporation еще в 1977 году. Среди основных достоинств сети Arcnet по сравнению с Ethernet можно назвать ограниченную величину времени доступа, высокую надежность связи, простоту диагностики, а также сравнительно низкую стоимость адаптеров. К наиболее существенным недостаткам сети относятся низкая скорость передачи информации (2,5 Мбит/с), система адресации и формат пакета. Топология шина.

    8. Лекция: Скоростные и беспроводные сети


    Сеть FDDI изначально ориентировался на высокую скорость передачи (100 Мбит/с) и на применение наиболее перспективного оптоволоконного кабеля. •Максимальное количество абонентов сети – 1000. •Максимальная протяженность кольца сети – 20 километров. •Максимальное расстояние между абонентами сети – 2 километра. •Среда передачи – многомодовый оптоволоконный кабель (возможно применение электрической витой пары). •Метод доступа – маркерный. •Скорость передачи информации – 100 Мбит/с (200 Мбит/с для дуплексного режима передачи).
    Для достижения высокой гибкости сети предусматривает включение в кольцо абонентов двух типов: •Абоненты (станции) класса А (абоненты двойного подключения, DAS – Dual-Attachment Stations) подключаются к обоим (внутреннему и внешнему) кольцам сети. При этом реализуется возможность обмена со скоростью до 200 Мбит/с или резервирования кабеля сети (при повреждении основного кабеля используется резервный). Аппаратура этого класса применяется в самых критичных с точки зрения быстродействия частях сети. •Абоненты (станции) класса В (абоненты одинарного подключения, SAS – Single-Attachment Stations) подключаются только к одному (внешнему) кольцу сети. Они более простые и дешевые, по сравнению с адаптерами класса А, но не имеют их возможностей. В сеть они могут включаться только через концентратор или обходной коммутатор, отключающий их в случае аварии.
    Стандарт FDDI имеет значительные преимущества по сравнению со всеми рассмотренными ранее сетями. Например, сеть Fast Ethernet, имеющая такую же пропускную способность 100 Мбит/с, не может сравниться с FDDI по допустимым размерам сети. К тому же маркерный метод доступа FDDI обеспечивает в отличие от CSMA/CD гарантированное время доступа и отсутствие конфликтов при любом уровне нагрузки. Недостаток - высокая стоимость.
    Сеть 100VG-AnyLAN. Главными достоинствами ее являются большая скорость обмена, сравнительно невысокая стоимость аппаратуры (примерно вдвое дороже оборудования наиболее популярной сети Ethernet 10BASE-T), централизованный метод управления обменом без конфликтов, а также совместимость на уровне форматов пакетов с сетями Ethernet и Token-Ring.
    Параметры сети 100VG-AnyLAN близки к параметрам сети Fast Ethernet: •Скорость передачи – 100 Мбит/с. •Топология – звезда с возможностью наращивания (дерево). Количество уровней каскадирования концентраторов (хабов) – до 5. •Метод доступа – централизованный, бесконфликтный (Demand Priority – с запросом приоритета). •Среда передачи – счетверенная неэкранированная витая пара (кабели UTP категории 3, 4 или 5), сдвоенная витая пара (кабель UTP категории 5), сдвоенная экранированная витая пара (STP), а также оптоволоконный кабель. Сейчас в основном распространена счетверенная витая пара. •Максимальная длина кабеля между концентратором и абонентом и между концентраторами – 100 метров (для UTP кабеля категории 3), 200 метров (для UTP кабеля категории 5 и экранированного кабеля), 2 километра (для оптоволоконного кабеля). Максимально возможный размер сети – 2 километра (определяется допустимыми задержками). •Максимальное количество абонентов – 1024, рекомендуемое – до 250.
    Сеть 100VG-AnyLAN представляет собой доступное решение для увеличения скорости передачи до 100 Мбит/с. Однако не обладает полной совместимостью ни с одной из стандартных сетей, поэтому ее дальнейшая судьба проблематична. К тому же, в отличие от сети FDDI, она не имеет никаких рекордных параметров. Если говорить о наиболее распространенной 100-мегабитной сети Fast Ethernet, то 100VG-AnyLAN обеспечивает вдвое большую длину кабеля UTP категории 5 (до 200 метров), а также бесконфликтный метод управления обменом.
    Сверхвысокоскоростные сети: Gigabit Ethernet – это естественный, эволюционный путь развития концепции, заложенной в стандартной сети Ethernet. 10Gigabit Ethernet - принципиально отличается от предыдущих версий. В качестве среды передачи используется исключительно оптоволоконный кабель. Режим обмена – полнодуплексный. Формат пакета Ethernet прежний. Это, наверное, единственное, что остается от изначального стандарта Ethernet
    ATM - Принципиальное отличие ATM от остальных сетей состоит в отказе от привычных пакетов с полями адресации, управления и данных. Вся передаваемая информация упакована в микропакеты (ячейки, cells) длиной 53 байта. Каждая ячейка имеет 5-байтовый заголовок, который позволяет интеллектуальным распределительным устройствам сортировать ячейки и следить за тем, чтобы они передавались в нужной последовательности. Каждая ячейка имеет 48 байт информации. Их минимальный размер позволяет осуществлять коррекцию ошибок и маршрутизацию на аппаратном уровне. Он же обеспечивает равномерность всех информационных потоков сети и минимальное время ожидания доступа к сети. Главный недостаток сетей с технологией ATM состоит в их полной несовместимости ни с одной из имеющихся сетей.
    Беспроводные сети. Оборудование беспроводных сетей включает в себя точки беспроводного доступа (Access Point) и беспроводные адаптеры для каждого абонента. Точки доступа выполняют роль концентраторов, обеспечивающих связь между абонентами и между собой, а также функцию мостов, осуществляющих связь с кабельной локальной сетью и с Интернет. Несколько близкорасположенных точек доступа образуют зону доступа Wi-Fi, в пределах которой все абоненты, снабженные беспроводными адаптерами, получают доступ к сети. Такие зоны доступа (Hotspot) создаются в местах массового скопления людей. Недостатки – незащищенность среды передачи. Достоинства - они обеспечивают простое подключение абонентов, не требующее кабелей, мобильность, гибкость и масштабируемость сети.

    9. Лекция: Защита информации в локальных сетях

    Каналы несанкционированного доступа к информации в сети: электромагнитное излучение неэкранированных устройств в сети, система заземления вместе с кабельной системой и сетью электропитания, бесконтактное электромагнитное воздействие на кабельную систему, непосредственное физическое подключение к кабельной системе, несанкционированный вход в сеть с файл-сервера или с одной из рабочих станций по подобранным паролям, хранилище носителей информации, элементы строительных конструкций и окна помещений, которые образуют каналы утечки информации за счет микрофонного эффекта, телефонные, радио-, а также иные проводные и беспроводные каналы (в том числе каналы мобильной связи).
    Сетевые атаки через Интернет могут быть классифицированы следующим образом: •Сниффер пакетов (sniffer – фильтрация) – прикладная программа, которая использует сетевую карту, работающую в режиме promiscuous (не делающий различия) mode (в этом режиме все пакеты, полученные по физическим каналам, сетевой адаптер отправляет приложению для обработки). •IP-спуфинг (spoof – обман, мистификация) – происходит, когда хакер, находящийся внутри корпорации или вне ее, выдает себя за санкционированного пользователя. •Отказ в обслуживании (Denial of Service – DoS). Атака DoS делает сеть недоступной для обычного использования за счет превышения допустимых пределов функционирования сети, операционной системы или приложения. •Парольные атаки – попытка подбора пароля легального пользователя для входа в сеть. •Атаки типа Man-in-the-Middle – непосредственный доступ к пакетам, передаваемым по сети. •Атаки на уровне приложений. •Сетевая разведка – сбор информации о сети с помощью общедоступных данных и приложений. •Злоупотребление доверием внутри сети. •Несанкционированный доступ (НСД), который не может считаться отдельным типом атаки, так как большинство сетевых атак проводятся ради получения несанкционированного доступа. •Вирусы и приложения типа "троянский конь".
    Классификация средств защиты информации: 1.Технические (аппаратные) средства. 2.Программные средства 3.Смешанные аппаратно-программные средства 4.Организационные средства
    Создание загрузочной дискеты не относится к комплексу мероприятий по защите информации. Шифрование данных представляет собой разновидность программных средств защиты информации. Криптография включает способы и средства обеспечения конфиденциальности информации (в том числе с помощью шифрования) и аутентификации. Конфиденциальность – защищенность информации от ознакомления с ее содержанием со стороны лиц, не имеющих права доступа к ней. В свою очередь аутентификация представляет собой установление подлинности различных аспектов информационного взаимодействия: сеанса связи, сторон (идентификация), содержания (имитозащита) и источника (установление авторства c помощью цифровой подписи).
    Классические алгоритмы шифрования данных. •подстановка (простая – одноалфавитная, многоалфавитная однопетлевая, многоалфавитная многопетлевая);•перестановка (простая, усложненная);•гаммирование (смешивание с короткой, длинной или неограниченной маской). Гаммирование приводит в общем случае к изменению состава алфавита в зашифрованном сообщении. "Классические" методы шифрования (подстановка, перестановка и гаммирование) не обеспечивают полной криптографической защиты информации, так как они не позволяют защитить информацию от подмены и не обладают достаточно высокой степенью защиты. Нелинейное преобразование, защита информации методом рассечения-разнесения, компьютерная стеганография. Шифрование с применением одних и тех же ключей (шифров) при шифровании и дешифровании. Шифрование с использованием открытых ключей для шифрования и закрытых – для дешифрования.
    Стандартные методы шифрования и криптографические системы
    Методы симметричного шифрования: DES, 3DES, Отечественный ГОСТ28147-89 – это аналог DES. Методы несимметричного шифрования: PGP (как в телефонной книге), RSA. К достоинствам симметричных методов шифрования относится высокая скорость шифрования и дешифрования, к недостаткам – малая степень защиты в случае, если ключ стал доступен третьему лицу. Несимметричные методы шифрования имеют преимущества и недостатки, обратные тем, которыми обладают симметричные методы.
    Программные средства защиты информации. Встроенные средства защиты информации в сетевых ОС. Система SFT (система устойчивости к отказам) компании Novell. Система контроля и ограничения прав доступа в сетях NetWare (защита от несанкционированного доступа).
    Специализированные программные средства защиты информации. 1.Firewalls – брандмауэры.2.Proxy-servers.

    10. Лекция: Алгоритмы сети Ethernet/Fast Ethernet

    Метод управления обменом CSMA/CD. По сравнению с классическим методом CSMA в методе CSMA/CD добавлено обнаружение конфликтов (коллизий) во время передачи, что повышает скорость доставки информации.
    Алгоритм доступа к сети. метод CSMA/CD не только не предотвращает коллизии, наоборот, он их предполагает и даже провоцирует, а затем разрешает. Например, если заявки на передачу возникли у нескольких абонентов во время занятости сети, то после ее освобождения все эти абоненты одновременно начнут передачу и образуют коллизию.Первым признаком возникновения коллизии является факт получения сигнала ПРОБКА передающим абонентом во время передачи пакета. Другие признаки связаны с неверным форматом пакетов, передача которых была досрочно прекращена из-за возникновения коллизии:длина пакета меньше 64 байт (512 бит); пакет имеет неверную контрольную сумму FCS (точнее, неверный циклический код);длина пакета не кратна восьми.
    Максимально допустимое окно коллизий в сетях Ethernet / Fast Ethernet - 512 битовых интервалов
    Сигнал ПРОБКА, образующий 32 последних бита пакета, выступает в виде контрольной суммы пакета.
    Оценка производительности сети. При отсутствии коллизий и при передаче непрерывного потока пакетов пакет максимальной длины является наименее избыточным по относительной доле служебной информации. Он содержит 12304 бит, из которых 12000 являются полезными данными. Поэтому максимальная скорость передачи пакетов (или, иначе, скорость в кабеле) составит в случае сети Fast Ethernet 12304 бит ≈ 8127,44 пакет/с. Пропускная способность представляет собой скорость передачи полезной информации и в данном случае будет равна 8127,44 пакет/с x 1500 байта ≈ 12,2 Мбайт/с. Наконец, эффективность использования физической скорости передачи сети, в случае Fast Ethernet равной 100 Мбит/с, по отношению только к полезным данным составит 98%.
    Оценка производительности сети. Пропускная способность представляет собой скорость передачи полезной информации.
    Показатель использования сети, который представляет собой долю в процентах от суммарной пропускной способности (не поделенной между отдельными абонентами). Он учитывает коллизии и другие факторы.
    Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети. Способы снижения числа ошибок в принятой информации: введение избыточности в передаваемую информацию в виде помехоустойчивого кодирования, многократной передачи информации или одновременной передачи информации по нескольким параллельно работающим каналам.
    Характеристики и разновидности помехоустойчивых кодов. Циклические коды – это семейство помехоустойчивых кодов, включающее в себя в качестве одной из разновидностей коды Хэмминга.
    Минимальное кодовое расстояние между разрешенными кодовыми комбинациями - это минимальное число различающихся бит в этих комбинациях.

    11. Лекция: Стандартные сегменты Ethernet

    Аппаратура 10BASE5 определяет сегмент Ethernet на основе толстого коаксиального кабеля с топологией шина длиной до 500 метров. 50-омный кабель диаметром около 1 сантиметра отличается высокой жесткостью. Он имеет два основных типа оболочки: стандартная PVC желтого цвета (кабель Belden 9880) и тефлоновая Teflon оранжево-коричневого цвета. Толстый кабель – это самая дорогая среда передачи (примерно втрое дороже, чем другие типы). Допустимо подключение не более 100 абонентов. Расстояния между точками их подключения не должно быть меньше, чем 2,5 метра, иначе возникают искажения передаваемых сигналов.
    Минимальный набор оборудования для односегментной сети на толстом кабеле включает в себя следующие элементы: •сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров) с AUI разъемами; •толстый кабель с разъемами N-типа на концах, общая длина которого достаточна для объединения всех компьютеров сети; •трансиверные кабели с 15-контактными AUI разъемами на концах длиной от компьютера до толстого кабеля (по количеству сетевых адаптеров); •трансиверы (по количеству сетевых адаптеров); •два Barrel-коннектора N-типа для присоединения терминаторов на концах кабеля; •один N-терминатор без заземления; •один N-терминатор с заземлением.
    Аппаратура 10BASE2 определяет сегмент Ethernet на основе тонкого коаксиального кабеля с топологией шина длиной до 185 метров (то есть около 200 метров, на это указывает цифра 2 в названии сегмента). Тонкий коаксиальный кабель отличается от толстого вдвое меньшим диаметром (около 5 мм), значительно большей гибкостью, удобством монтажа, стоимостью (примерно в три раза дешевле толстого). Имеет волновое сопротивление 50 Ом и требует такого же 50-омного оконечного согласования. Недостатком тонкого кабеля является меньшая допустимая длина сегмента (до 185 метров). Минимальная длина куска кабеля (минимальное расстояние между абонентами) -0,5 метра. Общее количество абонентов на одном сегменте не должно превышать 30.
    Минимальный набор оборудования для односегментной сети на тонком кабеле должен включать в себя следующие элементы: •сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров); •отрезки кабеля с BNC-разъемами на обоих концах, общая длина которых достаточна для объединения всех компьютеров; •BNC Т-коннекторы (по числу сетевых адаптеров); •один BNC терминатор без заземления; •один BNC терминатор с заземлением.
    Стандарт 10BASE-T определяет сегмент Ethernet на основе неэкранированных витых пар (UTP) категории 3 и выше с топологией пассивная звезда (Twisted-Pair Ethernet). Он заметно дороже шинного сегмента 10BASE2, так как требует обязательного применения концентратора (хаба). Суммарное количество кабеля, необходимого для объединения такого же количества компьютеров, оказывается гораздо больше, чем в случае шины. С другой стороны, обрыв кабеля не приводит к отказу всей сети, монтаж, а также диагностика неисправности сети проще. Кроме того, важно и то, что к каждому компьютеру подводится один кабель, а не два, как в случае 10BASE2, не нужно применять также внешние терминаторы и заземлять сеть.
    Минимальный набор оборудования для сети на витой паре включает в себя следующие элементы: •сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров), имеющие UTP-разъемы RJ-45; •отрезки кабеля с разъемами RJ-45 на обоих концах (по числу объединяемых компьютеров); •один концентратор, имеющий столько UTP-портов с разъемами RJ-45, сколько необходимо объединить компьютеров.
    Аппаратура 10BASE-FL - передача информации идет по двум оптоволоконным кабелям, передающим сигналы в разные стороны (как и в 10BASE-T). Иногда используются двухпроводные оптоволоконные кабели, содержащие два кабеля в общей внешней оболочке, но чаще – два одиночных кабеля. Стоимость оптоволоконного кабеля не слишком высока (она близка к стоимости тонкого коаксиального кабеля). Правда, в целом аппаратура в данном случае оказывается заметно дороже, так как требует использования дорогих оптоволоконных трансиверов.
    Минимальный набор оборудования для соединения оптоволоконным кабелем двух компьютеров включает в себя следующие элементы: •два сетевых адаптера с трансиверными разъемами; •два оптоволоконных трансивера (FOMAU); •два трансиверных кабеля; •два оптоволоконных кабеля с ST-разъемами (или с SC или с MIC разъемами) на концах.

    12. Лекция: Стандартные сегменты Fast Ethernet

    Стандарт Fast Ethernet IEEE 802.3u появился значительно позже стандарта Ethernet – в 1995 году. переход с Ethernet на Fast Ethernet позволяет не только повысить скорость передачи, но и существенно отодвинуть границу перегрузки сети (что обычно гораздо важнее). Если сравнивать набор стандартных сегментов Ethernet и Fast Ethernet, то главное отличие – полный отказ в Fast Ethernet от шинных сегментов и коаксиального кабеля. Остаются только сегменты на витой паре и оптоволоконные сегменты.
    Стандарт 100BASE-TX определяет сеть с топологией пассивная звезда и использованием сдвоенной витой пары. Схема объединения компьютеров в сеть 100BASE-TX практически ничем не отличается от схемы по стандарту 10BASE-T. Однако, в этом случае необходимо применение кабелей с неэкранированными витыми парами (UTP) категории 5 или выше, что связано с требуемой пропускной способностью кабеля. В настоящее время это самый популярный тип сети Fast Ethernet. Для присоединения кабелей так же, как и в случае 10BASE-T используются 8-контактные разъемы типа RJ-45. Длина кабеля так же не может превышать 100 метров. Для контроля целостности сети в 100BASE-TX предусмотрена передача в интервалах между сетевыми пакетами специальных сигналов (FLP– Fast Link Pulse). Но в отличие от 10BASE-T эти сигналы выполняют также функцию автоматического согласования скорости передачи аппаратных средств.
    Аппаратура 100BASE-T4. Основное отличие аппаратуры 100BASE-T4 от 100BASE-TX состоит в том, что передача производится не по двум, а по четырем неэкранированным витым парам (UTP). При этом кабель может быть менее качественным, чем в случае 100BASE-TX (категории 3, 4 или 5). Принятая в 100BASE-T4 система кодирования сигналов обеспечивает ту же самую скорость 100 Мбит/с на любом из этих кабелей. Обмен данными идет по одной передающей витой паре, по одной приемной витой паре и по двум двунаправленным витым парам с использованием трехуровневых дифференциальных сигналов.Для контроля целостности сети в 100BASE-T4 также предусмотрена передача специального сигнала FLP между сетевыми пакетами.
    Аппаратура 100BASE-FX. Применение оптоволоконного кабеля в сегменте 100BASE-FX позволяет существенно увеличить протяженность сети, а также избавиться от электрических наводок и повысить секретность передаваемой информации. Аппаратура 100BASE-FX очень близка к аппаратуре 10BASE-FL. Точно так же здесь используется топология пассивная звезда с подключением компьютеров к концентратору с помощью двух разнонаправленных оптоволоконных кабелей. Максимальная длина кабеля между компьютером и концентратором составляет 412 метров, причем это ограничение определяется не качеством кабеля, а установленными временными соотношениями. Преимуществом 100BASE-FX по сравнению с 100BASE-TX является большая допустимая длина кабеля.
    Автоматическое определение типа сети - не является обязательной. Функция автодиалога или автосогласования (так можно перевести Auto-Negotiation) позволяет адаптерам, в которых предусмотрено переключение скорости передачи, автоматически подстраиваться под скорость обмена в сети, а концентраторам, в которых предусмотрен автодиалог, самим определять скорость передачи адаптеров, подключенных к их портам. При этом пользователь сети не должен следить за тем, на какую скорость обмена настроена его аппаратура: система сама выберет максимально возможную скорость.
    Режим автодиалога применяется только в сетях на основе сегментов, использующих витые пары: 10BASE-T, 100BASE-TX и 100BASE-T4. Шинные сегменты на коаксиальном кабеле не дают возможности двухточечной связи, поэтому в них невозможно попарное согласование абонентов. А в оптоволоконных сегментах применяется другая система служебных сигналов, передаваемых между пакетами.
    Автодиалог основан на использовании сигналов, передаваемых в Fast Ethernet, которые называются FLP. При проведении автодиалога применяется таблица приоритетов (табл. 12.4), в которой полнодуплексные версии имеют более высокие приоритеты, чем классические полудуплексные, так как они более быстрые. Выбирается версия с максимально возможным для обоих абонентов приоритетом.
    Автодиалог предусматривает также разрешение ситуаций, когда на одном конце кабеля подключена двухскоростная аппаратура, а на другом– односкоростная. Например, если двухскоростной адаптер присоединен к концентратору 10BASE-T, в котором не предусмотрена возможность автодиалога, то он не будет получать сигналы FLP, а только NLP. В результате действия механизма автодиалога адаптер будет переключен в режим концентратора 10BASE-T. Точно так же, если двухскоростной концентратор присоединен к односкоростному адаптеру 100BASE-TX, не рассчитанному на автодиалог, то концентратор перейдет в режим адаптера 100BASE-TX. Этот механизм одностороннего определения типа сети называется параллельным детектированием.
    В любом случае, автодиалог не может обеспечить большей скорости, чем самый медленный из компонентов сети.
    Сегмент 10BASE-FL обеспечивает наибольшее расстояние между компьютерами сети – до 2000 метров.

    13. Лекция: Оборудование Ethernet и Fast Ethernet

    Адаптеры Ethernet и Fast Ethernet
    Сетевые адаптеры могут сопрягаться с компьютером через один из стандартных интерфейсов: •шина ISA; •шина PCI; •шина PC Card (старое название PCMCIA);
    Адаптеры для ISA выпускаются 8- и 16-разрядными. Недостаток - низкая скорость обмена информацией (в пределе – 16 Мбайт/с, реально – не более 8 Мбайт/с, а для 8-разрядных – до 2 Мбайт/с).
    Шина PCI становится основной шиной расширения для компьютеров. Она обеспечивает обмен 32- и 64-разрядными данными и отличается высокой пропускной способностью (теоретически до 264 Мбайт/с), что вполне удовлетворяет требованиям даже более быстрой Gigabit Ethernet. Недостаток PCI по сравнению с шиной ISA в том, что количество ее слотов расширения в компьютере невелико (обычно 3 слота).
    Шина PC Card применяется пока только в портативных компьютерах класса Notebook. Интерфейс PC Card предусматривает простое подключение к компьютеру миниатюрных плат расширения, причем скорость обмена с этими платами достаточно высока.
    При выборе сетевого адаптера необходимо: убедиться, что свободные слоты расширения данной шины есть в компьютере, оценить трудоемкость установки приобретаемого адаптера и перспективы выпуска плат данного типа на случай выхода адаптера из строя.
    Встречаются сетевые адаптеры, подключающиеся к компьютеру через параллельный (принтерный) порт LPT. Достоинство -для подключения не нужно вскрывать корпус компьютера, адаптеры не занимают системных ресурсов компьютера, таких как каналы прерываний и ПДП, а также адреса памяти и устройств ввода/вывода. Однако скорость обмена информацией между ними и компьютером значительно ниже, они требуют больше процессорного времени на обмен с сетью, замедляя тем самым работу компьютера.
    Сетевые адаптеры, встроенные в системную плату. Достоинства: пользователь не должен покупать сетевой адаптер и устанавливать его в компьютер. Недостаток -пользователь не может выбрать адаптер с лучшими характеристиками.
    К другим важнейшим характеристикам сетевых адаптеров можно отнести: •способ конфигурирования адаптера; •размер установленной на плате буферной памяти и режимы обмена с ней; •возможность установки на плату микросхемы постоянной памяти для удаленной загрузки (BootROM). •возможность подключения адаптера к разным типам среды передачи (витая пара, тонкий и толстый коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель); •используемая адаптером скорость передачи по сети и наличие функции ее переключения; •возможность применения адаптером полнодуплексного режима обмена; •совместимость адаптера (точнее, драйвера адаптера) с используемыми сетевыми программными средствами.
    Конфигурирование подразумевает настройку на использование системных ресурсов компьютера (адресов ввода/вывода, каналов прерываний и прямого доступа к памяти, адресов буферной памяти и памяти удаленной загрузки). Конфигурирование осуществляется переключателями (джамперами) или с помощью DOS-программы конфигурирования. Конфигурирование адаптера может выполняться и автоматически в режиме Plug-and-Play при включении питания компьютера (Современные адаптеры).
    От размера буферной памяти адаптера зависит скорость работы адаптера и его способность держать высокие информационные нагрузки. Размер памяти -от 8 Кбайт до нескольких мегабайт (Для адаптеров, работающих на выделенном сервере).
    Для скорости работы адаптера важен режим обмена компьютера с буферной памятью адаптера. Если адаптер поддерживает режим прямого доступа к памяти (DMA), режим прямого управления шиной (Bus Mastering) или режим разделения памяти, то он работает более производительно. Более того, адаптеры, рассчитанные на быструю шину PCI и работающие в режимах прямого доступа к памяти или прямого управления шиной, могут и не нуждаться в большом объеме буферной памяти, так как информация может передаваться адаптером напрямую в память компьютера и обратно.
    Некоторые адаптеры поддерживают функцию удаленной загрузки по сети. Для этого на плате адаптера устанавливается микросхема постоянной памяти (Boot ROM), в которой находится программа начальной загрузки. Это позволяет использовать бездисковые рабочие станции (применяется не слишком часто).
    Адаптер может быть рассчитан только на один тип среды передачи, к примеру, на витую пару, но может также поддерживать возможность подключения нескольких разных сред передачи, например, тонкий и толстый коаксиальные кабели. Для этого на плате устанавливаются соответствующие разъемы. Наиболее универсальны адаптеры "Combo", которые имеют полный набор разъемов (BNC, RJ-45 и AUI для Ethernet). Для выбора конкретного типа среды используются переключатели (джамперы), либо выбор среды передачи осуществляется программно.
    Адаптеры Fast Ethernet выпускаются как односкоростными (100 Мбит/с), так и двухскоростными (10 Мбит/с и 100 Мбит/с).
    Поддержка адаптером полнодуплексного режима обмена по сети встречается нечасто, так как он требует и применения полнодуплексных коммутаторов, а это очень дорого. Для мощных серверов больших сетей поддержка полнодуплексного режима желательна.
    Все сетевые адаптеры должны быть сертифицированы. Сертификат FCC класса А позволяет использовать адаптер в бизнесе, сертификат FCC класса В – в домашних условиях. Стандарт предусматривает безопасный уровень электромагнитного излучения сетевого адаптера.
    При выборе адаптера важно обращать внимание на совместимость его драйвера с сетевым программным обеспечением. Все поставщики сетевых программных средств (Novell, Microsoft и др.) проводят работу по сертификации драйверов.
    Реальная скорость обмена информацией по сети зависит не только от адаптера, но и от компьютера (быстродействия процессора и дисковода, объема системной памяти), среды передачи (уровня помех), программных средств, величины загрузки сети и т.д.
    Получить реальные количественные показатели производительности можно только в результате тестирования сети в целом. Для этого существует ряд тестовых программ, наиболее известные Perform3 компании Novell и Netbench 3.0 фирмы Ziff-Davis. Любые тестовые программы слабо отражают реальную ситуацию в сети, но позволяют сравнивать между собой различные сетевые адаптеры в условиях, близких к реальным и в реальной конфигурации аппаратных средств.
    Адаптеры с внешними трансиверами для подключения к среде передачи (PHY). Для присоединения внешнего модуля трансивера к адаптеру используется интерфейс MII, предусматривающий использование 40-контактного разъема, подобного разъему компьютерного интерфейса SCSI. Сменный модуль трансивера может устанавливаться непосредственно на плате адаптера (в специальный вырез платы), а может связываться с платой адаптера внешним кабелем длиной до 0,5 метра. На плате трансивера располагается микросхема приемопередатчика и разъем, зависящий от типа среды (MDI), например, RJ-45 для витой пары. Таким образом, один и тот же адаптер может поддерживать обмен с любым типом среды за счет простой замены сравнительно дешевого трансивера. В целом подобные составные адаптеры оказываются дороже обычных адаптеров со встроенными приемопередатчиками, но иногда их применение оправдано, если предполагается постепенная замена среды передачи, например, на оптоволоконные кабели.

    Репитеры и концентраторы Ethernet и Fast Ethernet. Использование репитеров и концентраторов (хабов) в сети Ethernet не является обязательным. Небольшие сети на основе сегментов 10BASE2 или 10BASE5 вполне могут обойтись без них. Для сетей из нескольких таких сегментов необходимы простейшие репитеры. А при выборе в качестве среды передачи витой пары (10BASE-T) или оптоволоконного кабеля (10BASE-FL) уже необходимы концентраторы (если, конечно, в сеть объединяются не два компьютера, а хотя бы три). В сети Fast Ethernet применение концентраторов обязательно.
    Репитеры (повторители) и репитерные концентраторы ретранслируют приходящие на них сигналы, восстанавливают их амплитуду и форму, что позволяет увеличивать длину сети. Репитерные концентраторы выполняют еще ряд функций по обнаружению и исправлению некоторых простейших ошибок сети: •ложная несущая (FCE) - ситуация, когда концентратор получает от одного из своих портов (от единичного абонента или из сегмента) данные, не содержащие ограничителя начала потока данных, то есть преамбула пакета началась, но в ней нет признака начала кадра; •множественные коллизии (ECE) - выявление в данном порту более 60 коллизий подряд; •затянувшаяся передача (Jabber) - когда время передачи превышает более чем в три раза максимально возможную длительность пакета, то есть 400 мкс для Fast Ethernet или 4000 мкс для Ethernet.
    При обнаружении таких ошибок соответствующий порт отключается. После окончания -данный порт снова включается.
    При одновременном поступлении на порты концентратора двух и более пакетов он, как и любой абонент, усиливает столкновение путем передачи во все порты сигнала "Пробка" в течение 32 битовых интервалов. В результате все передающие абоненты всех сегментов обязательно обнаруживают факт коллизии и прекращают свою передачу.
    Концентраторы могут быть односкоростными и двухскоростными (Для большей свободы в проектировании сети) (10/100 Мбит/с) концентраторы.
    Более дорогие концентраторы, называемые наращиваемыми, стековыми (Stackable), имеют модульную структуру и позволяют гибко приспосабливать их к заданной конфигурации сети. В этом случае в каркас (стек) концентратора может быть установлено различное число (обычно до 8) сменных модулей
    Как правило, количество подключаемых сегментов (портов концентратора) выбирается кратным четырем: 4, 8, 12, 16, 24.
    Самые сложные концентраторы на базе единого шасси позволяют путем перекоммутации связей на контактной задней панели строить сложные конфигурации сетей. Например, они могут одновременно поддерживать несколько типов сетей (Token-Ring, Ethernet и FDDI), допускают включение не только модулей репитерных концентраторов, но и модулей маршрутизаторов и коммутаторов. На основе такого концентратора можно также организовывать одновременно несколько независимых однотипных сетей (например, Ethernet) для разделения информационных потоков между ними, снижения нагрузки на сеть. Считается, что их применение становится экономически оправданным только в случае необходимости поддержки большого количества портов (около 100).
    Встречаются также совсем простые и самые дешевые репитеры и концентраторы, выполненные в виде платы, вставляемой в разъем системной шины компьютера (из компьютера они берут при этом только питание). Недостаток -для работы сети необходимо, чтобы компьютер, в который включена плата репитера (концентратора), был постоянно включен.
    Концентраторы класса I и класса II
    Концентраторы класса II — отличаются тем, что они непосредственно повторяют приходящие на них из сегмента сигналы и передают их в другие сегменты без какого бы то ни было преобразования. Поэтому к ним можно подключать только сегменты, использующие одну систему сигналов. Например, к концентратору могут подключаться только одинаковые сегменты 10BASE-T или только 100BASE-TX. Допустимо, правда, подключение и разных сегментов, но они должны использовать один код передачи, например, 10BASE-T и 10BASE-FL или 100BASE-TX и 100BASE-FX. Данные концентраторы принципиально не могут объединять сегменты с разными системами кодирования, в частности, 100BASE-TX и 100BASE-T4.
    Задержка сигналов в концентраторах класса II меньше, чем класса I. Согласно стандарту, она должна составлять от 46 битовых интервалов (для 100BASE-TX/FX) до 67 битовых интервалов (для 100BASE-T4). Отсюда следуют ограничения на наращиваемость таких концентраторов и на количество их портов (как правило, оно не превышает 24). Зато меньшая задержка концентратора позволяет использовать кабели большей длины, так как на работоспособность сети влияет суммарная задержка сигнала в сети, включающая в себя задержки, как концентраторов, так и в кабелях.
    Для соединения концентраторов класса II между собой используется специальный порт расширения (UpLink port). Каждый концентратор подключается этим портом к одному из обычных портов другого концентратора
    Концентраторы класса I характеризуются тем, что они преобразуют приходящие по сегментам сигналы в цифровую форму, прежде чем передавать их во все другие сегменты. Они содержат декодирующие и кодирующие узлы. Поэтому к ним можно одновременно подсоединять сегменты разных типов, например, 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-FX. Но этот процесс двойного преобразования кодов требует времени, поэтому данные концентраторы медленнее (по стандарту, их задержка составляет не более 140 битовых интервалов).
    Концентраторы класса I более гибкие, они имеют расширенные возможности по наращиваемости. Именно из них строятся сложные концентраторы на базе шасси. Для обмена с управляющей станцией применяется специально разработанный протокол обмена SNMP (интеллектуальный хаб).
    Протокол SNMP поддерживает три типа команд: •Команда GET читает значения объектов данных устройства (из MIB) в произвольном порядке. •Команда GET NEXT читает следующее по порядку значение объекта данных устройства. •Команда SET применяется для изменений (записи) значений объектов данных устройства.

    Коммутаторы Ethernet и Fast Ethernet. Коммутирующие концентраторы или, как их еще называют, коммутаторы, переключатели и свичи, могут рассматриваться, как простейший и очень быстрый мост. Они позволяют разделить единую сеть на несколько сегментов для увеличения допустимого размера сети или с целью снижения нагрузки (трафика) в отдельных частях сети.
    В отличие от мостов, концентраторы не принимают приходящие пакеты, а только переправляют из одной части сети в другую. Никакой обработки пакетов не производится, хотя и контролируется их заголовок. Поскольку коммутаторы работают с информацией, находящейся внутри кадра, часто говорят, что они ретранслируют кадры, а не пакеты, как репитерные концентраторы.
    Коллизии коммутатором не ретранслируются, что выгодно отличает его от более простого репитерного концентратора. Можно сказать, что коммутаторы производят более глубокое разделение сети, чем концентраторы. Помимо перекрестной матрицы коммутатор включает в себя память, в которой он формирует таблицу MAC-адресов всех компьютеров, подключенных к каждому из его портов. Эта таблица создается на этапе инициализации сети и затем периодически обновляется.
    Чаще всего встречаются коммутаторы с 6, 8, 12, 16 и 24 портами. Мосты, как правило, редко поддерживают более 4 портов. Коммутаторы выпускаются трех видов в зависимости от сложности, возможности наращивания количества портов и стоимости: •коммутаторы с фиксированным числом портов (обычно до 30); •модульные коммутаторы (с числом портов до 100); •стековые коммутаторы.
    Коммутаторы характеризуются двумя показателями производительности: •Максимальная скорость ретрансляции пакетов измеряется при передаче пакетов из одного порта в другой, когда все остальные порты отключены. •Совокупная скорость ретрансляции пакетов измеряется при активной работе всех имеющихся портов.
    Главное правило, которого надо придерживаться при разбиении сети на части (сегменты) с помощью коммутатора, называется "правило 80/20": необходимо, чтобы не менее 80 процентов всех передач происходило в пределах одной части (одного сегмента) сети. И только 20 процентов всех передач должно происходить между разными частями (сегментами) сети, проходить через коммутатор. На практике это обычно сводится к тому, чтобы сервер и активно работающие с ним рабочие станции (клиенты) располагались на одном сегменте. Это же правило 80/20 применимо и к мостам.
    Существует два класса коммутаторов, отличающихся уровнем интеллекта и способами коммутации: •коммутаторы со сквозным вырезанием (Cut-Through); •коммутаторы с накоплением и ретрансляцией (Store-and-Forward, SAF).
    Коммутаторы Cut-Through– самые простые и быстрые, они не производят никакого буферирования пакетов и никакой их селекции. Про них часто говорят, что они производят коммутацию "на лету". Эти коммутаторы буферируют только головную часть пакета, чтобы прочитать 6-байтовый адрес приемника пакета и принять решение о коммутации, на которое у некоторых коммутаторов уходит около 10 битовых интервалов. Недостаток -он ретранслирует любые пакеты с нормальной головной частью, в том числе и заведомо ошибочные пакеты, снижая пропускную способность сети в целом. Еще одна проблема -коммутаторы часто перегружаются и плохо обрабатывают ситуацию перегрузки.
    Одно из усовершенствований - избежать ретрансляции карликовых кадров. Для этого на принимающей стороне коммутатора все порты имеют буферную память типа FIFO на 512 бит.
    Коммутаторы Store-and-Forward (SAF) представляют собой наиболее дорогие, сложные и совершенные устройства данного типа. Они уже гораздо ближе к мостам и лишены перечисленных недостатков коммутаторов Cut-Through. Главное их отличие состоит в полном буферировании во внутренней буферной памяти FIFO всех ретранслируемых пакетов. Размер каждого буфера при этом должен быть не меньше максимальной длины пакета. Соответственно значительно возрастает и задержка коммутации, она составляет не менее 12000 битовых интервалов. Карликовые пакеты (меньше 512 бит) и ошибочные пакеты (с неправильной контрольной суммой) таким коммутатором отфильтровываются, не пересылаются. Перегрузки возникают гораздо реже, так как есть возможность отложить на время передачу пакета.
    Коммутаторы SAF облегчают переход с Ethernet на Fast Ethernet. Существуют уже и коммутаторы, поддерживающие обмен с Gigabit Ethernet на скорости 1000 Мбит/с. Но в отличие от мостов коммутаторы, как правило, не меняют формат пакетов, поэтому сети с разными форматами пакетов нельзя объединять с их помощью. Выпускаются также так называемые гибридные (или адаптивные) коммутаторы, которые могут автоматически переключаться из режима Cut-Through в режим SAF и наоборот.
    Достоинство коммутаторов по сравнению с репитерными концентраторами -они могут поддерживать режим полнодуплексной связи: упрощается обмен в сети, а скорость передачи в идеале удваивается (20 Мбит/с для Ethernet, 200 Мбит/с для Fast Ethernet).
    Полнодуплексный режим в принципе исключает любую возможность коллизии и делает ненужным сложный алгоритм управления обменом CSMA/CD. Каждый из абонентов (адаптер и коммутатор) может передавать в данном случае в любой момент без ожидания освобождения сети. В результате сеть нормально функционирует даже при нагрузке, приближающейся к 100% (в полудуплексном режиме – не более 30—40%). При полнодуплексном режиме обмена размер любой сети ограничен только затуханием сигнала в среде передачи. Поэтому, например, сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet могут использовать оптоволоконные сегменты длиной 2 километра или даже больше. При стандартном полудуплексном режиме и методе CSMA/CD это было бы в принципе невозможно. Полнодуплексный режим можно рассматривать как приближение к топологии классической (активной) звезды. В настоящее время коммутирующие концентраторы (коммутаторы) выполняют все больше функций, традиционно относившихся к мостам.


    Мосты и маршрутизаторы Ethernet и Fast Ethernet
    Мосты до недавнего времени были основными устройствами, применявшимися для разбиения сети на части (то есть для сегментирования сети). Их стоимость меньше, чем маршрутизаторов, а быстродействие выше, к тому же они, как и коммутаторы, прозрачны для протоколов второго уровня модели OSI. По функциям мост очень близок к коммутатору, но медленнее, чем коммутатор. Мост обычно имеет от двух до четырех портов, причем каждый из них соединен с одним из сегментов сети. В случае, когда мост выполняется на базе универсального компьютера, в этот компьютер просто устанавливается нужное число сетевых адаптеров, и к каждому из адаптеров подключается сегмент сети. Коммутатор в этом смысле гораздо удобнее, он имеет значительно больше портов (не менее 8).
    Как и в случае коммутаторов, конфигурация сети с мостами может быть довольно сложной, но в ней ни в коем случае не должно быть замкнутых маршрутов (петель), то есть альтернативных путей доставки пакетов. Это связано с тем, что мосты, как и коммутаторы прозрачны для широковещательных пакетов. Если в сети есть петли, то в результате многократного прохождения широковещательных пакетов по замкнутому маршруту возникают перегрузки сети (так называемые широковещательные штормы) и ряд других проблем. Для того, чтобы этого не происходило, в мостах предусматривается так называемый алгоритм остовного дерева (spanning tree), который позволяет отключать порты, участвующие в создании петель. Коммутаторы обычно не поддерживают алгоритм остовного дерева за исключением самых сложных и дорогих.
    Внутренние мосты выполняются на основе компьютера-сервера, в который устанавливают сетевые адаптеры (обычно до четырех), подключенные к разным сегментам сети. Именно эти сетевые адаптеры и соответствующие программные средства и называются внутренним мостом. Внешний мост представляет собой рабочую станцию, в которую установлены два сетевых адаптера. В этом случае, в отличие от внутреннего моста, сегменты могут быть только однотипными (например, Ethernet—Ethernet). Внешний мост может быть выделенным или невыделенным в зависимости от того, выполняет ли компьютер рабочей станции еще какие-нибудь функции, кроме сетевых. Термин "внешний" употребляется в этом случае по отношению к серверу, как основному компьютеру сети. В любой сети может присутствовать одновременно как внешний, так и внутренний мост или несколько мостов.
    Мосты, как и коммутаторы, разделяют зону конфликта (область коллизии), но не разделяют широковещательную область. В результате нагрузка на каждый сегмент уменьшается, а ограничения на размер сети преодолевается. Одновременно мост может обрабатывать (ретранслировать) только один пакет, а не несколько, как коммутатор. Дело в том, что все функции моста выполняются последовательно одним центральным процессором. Именно поэтому мост работает значительно медленнее, чем коммутатор.
    Как и в коммутаторе, любой пакет, приходящий на один из портов моста, обрабатывается следующим образом: 1.Мост выделяет MAC-адрес отправителя пакета и ищет его в таблице адресов абонентов, относящейся к данному порту. Если этого адреса в таблице нет, то он туда добавляется. 2.Мост выделяет адрес получателя пакета и ищет его в таблицах адресов, относящихся ко всем портам. Если пакет адресован в тот же сегмент, из которого он пришел, то он не ретранслируется (отфильтровывается). Если пакет широковещательный или многопунктовый (групповой), то он ретранслируется во все порты кроме принявшего. Если пакет однопунктовый (адресован одному абоненту), то он ретранслируется только в тот порт, к которому присоединен сегмент с этим абонентом. Наконец, если адрес приемника не обнаружен ни в одной из таблиц адресов, то пакет посылается во все порты, кроме принявшего (как широковещательный).
    Таблицы адресов абонентов имеют ограниченный размер, поэтому адреса тех абонентов, которые долго не присылают пакетов, через заданное время (по стандарту IEEE 802.1D оно равно 5 минут) стираются из таблицы. Правило 80/20. Могут поддерживать обмен между сегментами с разной скоростью передачи (Ethernet и Fast Ethernet), а также обеспечивать сопряжение полудуплексных и полнодуплексных сегментов.
    Преимущество: мосты могут не только соединять одноименные сегменты, но также сопрягать сети Ethernet и Fast Ethernet с сетями любых других типов, например, FDDI или Token-Ring, что не по силам большинству коммутаторов.
    Маршрутизаторы работают на более высоком, третьем уровне модели OSI (мосты и коммутаторы – на втором), они имеют дело с протоколами более высоких уровней.
    Мужду маршрутизатором и мостом существуют принципиальные отличия: •Маршрутизаторы работают не с физическими адресами пакетов (MAC-адресами), а с логическими сетевыми адресами (IP-адресами или IPX-адресами). •Маршрутизаторы ретранслируют не всю приходящую информацию, а только ту, которая адресована им лично, и отбрасывают (не ретранслируют) широковещательные пакеты, разделяя тем самым широковещательную область сети. Все абоненты обязательно должны знать о присутствии в сети маршрутизатора. Они не прозрачны для абонентов в отличие от мостов и коммутаторов. •Самое главное – маршрутизаторы поддерживают сети с множеством возможных маршрутов, путей передачи информации, так называемые ячеистые сети. Мосты же требуют, чтобы в сети не было петель, чтобы путь распространения информации между двумя любыми абонентами был единственным.
    Маршрутизаторы сложнее мостов и коммутаторов и дороже (примерно в 10 раз). Маршрутизаторами сложнее управлять, они значительно медленнее коммутаторов, зато обеспечивают самое глубокое разделение сети на части. Если репитерные концентраторы всего лишь повторяют все поступившие на них пакеты (уровень 1 модели OSI), а коммутаторы и мосты ретранслируют только межсегментные и широковещательные пакеты (уровень 2 модели OSI), то маршрутизаторы соединяют практически самостоятельные, не влияющие друг на друга сети, сохраняя при этом возможность передачи информации между ними (уровень 3 модели OSI).
    Размер сети с маршрутизаторами практически ничем не ограничен: ни допустимыми размерами зоны конфликтов, ни допустимым количеством широковещательных пакетов (которые могут просто не оставлять места для обычных, однопунктовых пакетов), ни возможными для коммутаторов и мостов разнообразными перегрузками. При этом легко обеспечиваются альтернативные, дублирующие пути распространения информации для увеличения надежности связи.
    Для принятия решения о выборе маршрута каждый маршрутизатор формирует в своей памяти таблицы данных, которые содержат: •Номера всех сетей, подключенных к данному маршрутизатору; •Список всех соседних маршрутизаторов; •Список MAC-адресов и IP (IPX)-адресов всех абонентов сетей, подключенных к маршрутизатору. Этот список автоматически обновляется, как и в случае мостов и коммутаторов.
    Именно маршрутизаторы чаще всего используются для связи локальных сетей с глобальными, в частности, с Интернет, которая может рассматриваться как полностью маршрутизируемая сеть. Преобразовать протоколы локальных сетей в протоколы глобальных сетей для маршрутизатора вполне по силам. Маршрутизаторы часто применяются для объединения опорной (стержневой) сетью типа FDDI множества локальных сетей или для связи локальных сетей разных типов. Преобразование формата пакетов, требуемое в данной ситуации, для маршрутизатора не представляет никакой сложности. Например, большие пакеты сети FDDI могут разбиваться (фрагментироваться) на несколько меньших пакетов Ethernet.
    Маршрутизаторы также легко преобразуют скорости передачи, связывая, например, между собой сети Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Не пропуская широковещательных пакетов, они лучше справляются с этой задачей, чем мосты или коммутаторы, так как защищают медленные сегменты от перегрузок со стороны быстрых сегментов. Маршрутизаторы иногда объединяют между собой. Множество сопряженных друг с другом маршрутизаторов могут образовывать так называемое облако, представляющее собой, по сути, один гигантский маршрутизатор.
    Можно считать, что репитерные концентраторы работают с пакетами, а мосты и коммутаторы – с кадрами. Маршрутизаторы обрабатывают адресную информацию, относящуюся к структуре дейтаграммы IP (IPX), которая вложена в область данных кадра, в свою очередь вложенного в пакет. Поэтому говорят, что они работают с дейтаграммами, или ретранслируют дейтаграммы. Маршрутизатор анализирует сетевой IP(IPX)-адрес дейтаграммы. В оба эти адреса входят номер сети, и именно эти сети соединяет маршрутизатор. Сетями в данном случае называются широковещательные области.
    Каждый абонент, прежде чем послать пакет, определяет, может ли он послать его непосредственно получателю или же ему надо воспользоваться услугами маршрутизатора. Если номер собственной сети передающего абонента совпадает с номером сети абонента, которому должен передаваться пакет, то пакет передается непосредственно, без маршрутизации. Если же адресат находится в другой сети, то передаваемая дейтаграмма должна быть отправлена маршрутизатору, который затем переправит ее в нужную сеть. При этом получается, что пакет в целом адресован маршрутизатору (как одному из абонентов собственной сети), а заключенная в нем дейтаграмма адресована абоненту из другой сети, которому она, собственно, и предназначена.
    Маршрутизатор анализирует IP (или IPX) адреса в приходящей в составе пакета дейтаграмме и преобразует пакет, пришедший по одной из сетей, в пакет, предназначенный для другой сети. В поле адресов передаваемого пакета он ставит MAC-адрес получателя и свой MAC-адрес, как отправителя пакета. Ответный пакет точно так же должен пройти через посредника – маршрутизатора. Хороший маршрутизатор очень дорог и сложен в настройке и эксплуатации. Поэтому использовать его следует только в тех случаях, когда это действительно необходимо, например, когда применение коммутаторов и мостов не позволяет преодолеть перегрузку сети.
    Поддержка адаптером режима удаленной загрузки не влияет на интегральную скорость обмена информацией по сети. Ошибка в контрольной сумме пакета не регистрируется и не исправляется репитерными концентраторами. Применение маршрутизаторов позволяет снять любые ограничения на размер сети

    14. Лекция: Выбор конфигурации сетей Ethernet и Fast Ethernet

    Выбор конфигурации Ethernet

    Сеть будет работоспособной только в том случае, если задержка распространения сигнала в ней не превысит предельной величины. Это определяется выбранным методом управления обменом CSMA/CD, основанном на обнаружении и разрешении коллизий.для получения сложных конфигураций Ethernet из отдельных сегментов применяются промежуточные устройства двух основных типов: •Репитерные концентраторы (хабы) представляют собой набор репитеров и никак логически не разделяют сегменты, подключенные к ним; •Коммутаторы передают информацию между сегментами, но не передают конфликты с сегмента на сегмент.
    Применение репитерного концентратора не разделяет зону конфликта, в то время как каждый коммутирующий концентратор делит зону конфликта на части. На практике репитерные концентраторы применяются гораздо чаще, так как они и проще и дешевле.

    Правила модели 1

    1.Репитер или концентратор, подключенный к сегменту, снижает на единицу максимально допустимое число абонентов, подключаемых к сегменту. 2.Полный путь между двумя любыми абонентами должен включать в себя не более пяти сегментов, четырех концентраторов (репитеров) и двух трансиверов (MAU). 3.Если путь между абонентами состоит из пяти сегментов и четырех концентраторов (репитеров), то количество сегментов, к которым подключены абоненты, не должно превышать трех, а остальные сегменты должны просто связывать между собой концентраторы (репитеры). Это уже упоминавшееся "правило 5-4-3". 4.Если путь между абонентами состоит из четырех сегментов и трех концентраторов (репитеров), то должны выполняться следующие условия: ◦максимальная длина оптоволоконного кабеля сегмента 10BASE-FL, соединяющего между собой концентраторы (репитеры), не должна превышать 1000 метров; ◦максимальная длина оптоволоконного кабеля сегмента 10BASE-FL, соединяющего концентраторы (репитеры) с компьютерами, не должна превышать 400 метров; ◦ко всем сегментам могут подключаться компьютеры.

    Расчет по модели 2

    Основана на точном расчете временных характеристик выбранной конфигурации сети. Эта модель иногда позволяет выйти за пределы жестких ограничений модели 1. Применение модели 2 необходимо в том случае, когда размер проектируемой сети близок к максимально допустимому.
    Используются две системы расчетов: 1)первая система предполагает вычисление двойного (кругового) времени прохождения сигнала по сети и сравнение его с максимально допустимой величиной;выделяются три типа сегментов: •начальный сегмент, соответствует началу пути максимальной длины; •конечный сегмент расположен в конце пути максимальной длины; •промежуточный сегмент входит в путь максимальной длины, но не является ни начальным, ни конечным.Промежуточных сегментов может быть несколько, а начальный и конечный сегменты при разных расчетах могут меняться местами друг с другом.
    Методика расчета сводится к следующему: 1.В сети выделяется путь максимальной длины. Все дальнейшие расчеты ведутся для него. Если этот путь не очевиден, то рассчитываются все возможные пути, затем на основании этого выбирается путь максимальной длины. 2.Если длина сегмента, входящего в выбранный путь, не максимальна, то рассчитывается двойное (круговое) время прохождения в каждом сегменте выделенного пути по формуле: ts = L*tl + to, где L – это длина сегмента в метрах (при этом надо учитывать, тип сегмента: начальный, промежуточный или конечный). 3.Если длина сегмента равна максимально допустимой, то из таблицы для него берется величина максимальной задержки tm. 4.Суммарная величина задержек всех сегментов выделенного пути не должна превышать предельной величины 512 битовых интервалов (51,2 мкс). 5.Затем необходимо проделать те же действия для обратного направления выбранного пути (то есть в данном случае конечный сегмент считается начальным и наоборот). Из-за разных задержек передающих и принимающих узлов концентраторов величины задержек в разных направлениях могут отличаться (но незначительно). 6.Если задержки в обоих случаях не превышают величины 512 битовых интервалов, то сеть считается работоспособной.
    2)вторая система проверяет допустимость величины получаемого межпакетного временного интервала, межпакетной щели (IPG – InterPacket Gap) в сети.
    При этом вычисления в обеих системах расчетов ведутся для наихудшего случая.
    Второй расчет, применяемый в модели 2, проверяет соответствие стандарту величины межпакетного интервала (IPG). Эта величина изначально не должна быть меньше, чем 96 битовых интервалов (9,6 мкс), то есть только через 9,6 мкс после освобождения сети абоненты могут начать свою передачу.Однако при прохождении пакетов (кадров) через репитеры и концентраторы межпакетный интервал может сокращаться, вследствие чего два пакета могут в конце концов восприниматься абонентами как один. Допустимое сокращение IPG определено стандартом в 49 битовых интервалов (4,9 мкс).
    Теперь можно попробовать с помощью второй модели расчетов оценить максимальный размер сети Ethernet. Теоретически возможный размер сети составляет 6,5 километров. Но это в предположении, что вся сеть выполнена на одном сегменте. Однако на практике это неосуществимо. Ведь предельная длина сегмента не превышает 2 километров (для 10BASE-FL). Присутствие репитеров или концентраторов в сети максимального размера обязательно, а они внесут свой вклад в задержку прохождения сигнала по сети.
    Если расчеты показывают, что сеть неработоспособна, то для преодоления этих ограничений предлагаются следующие методы: 1.Уменьшение длины кабелей с целью снижения задержки прохождения сигнала по сети (если возможно). 2.Уменьшение количества концентраторов для снижения задержек и сокращения IPG (если возможно). 3.Выбор кабеля с наименьшей задержкой. Кабели различных марок имеют разные задержки, то есть разные скорости распространения сигнала. Различия могут достигать 10%. 4.Разбиение сети на две части или более с помощью коммутатора – более радикальный метод. Коммутатор снижает требования к сети во столько раз, на сколько сегментов (зон конфликта) он разбивает сеть. Для каждой новой части сети требуется произвести расчет работоспособности еще раз. Сегмент, который присоединяет коммутатор, также входит в зону конфликта, и его надо учитывать при расчетах. 5.Переход на другую локальную сеть (самый радикальный метод). Наиболее часто в таких случаях применяют сеть FDDI, которая позволяет строить максимальные по размеру сети. Правда, оборудование ее очень дорого, и для связи с сетью Ethernet нужны мосты.

    Выбор конфигурации Fast Ethernet

    Точно так же, как и в случае Ethernet, для определения работоспособности сети Fast Ethernet стандарт IEEE 802.3 предлагает две модели, называемые Transmission System Model 1 и Transmission System Model 2.

    Правила модели 1

    В соответствии с первой моделью, при выборе конфигурации надо руководствоваться следующими принципами: •Сегменты, выполненные на электрических кабелях (витых парах) не должны быть длиннее 100 метров. Это относится к кабелям всех категорий – 3, 4 и 5, к сегментам 100BASE-T4 и 100BASE-TX. •Сегменты, выполненные на оптоволоконных кабелях, не должны быть длиннее 412 метров. •Если используются адаптеры с внешними (выносными) трансиверами, то трансиверные кабели (MII) не должны быть длиннее 50 сантиметров.
    Модель 1 выделяет три возможные конфигурации сети Fast Ethernet: •Соединение двух абонентов (узлов) сети напрямую, без репитера или концентратора •Соединение двух абонентов сети с помощью одного репитерного концентратора класса I или класса II •Соединение двух абонентов сети с помощью двух репитерных концентраторов класса II
    В случае выбора первой конфигурации (двухточечной) правила модели 1 предельно просты: электрический кабель не должен быть длиннее 100 метров, полудуплексный оптоволоконный – не более 412 метров, полнодуплексный оптоволоконный – 2000 метров (при этом задержка сигнала в кабеле не имеет значения, так как метод CSMA/CD не работает). В случае применения второй конфигурации (с одним концентратором) надо ограничивать длину кабелей A и B сети. В случае выбора третьей конфигурации сети (с двумя концентраторами) надо ограничивать длину кабелей A и B. При этом по умолчанию предполагается, что кабель С имеет длину 5 метров.
    В обеих конфигурациях с концентраторами при использовании одновременно электрического и оптоволоконного кабелей можно за счет уменьшения длины электрического кабеля увеличить длину оптоволоконного. Причем уменьшению длины электрического кабеля на 1 метр соответствует увеличение длины оптоволоконного кабеля на 1,19 метра. В случае использования двух оптоволоконных кабелей можно уменьшать один из кабелей за счет увеличения другого. При уменьшении одного кабеля на 10 метров можно увеличить другой тоже на 10 метров. Если же используется два электрических кабеля, то увеличивать один из них за счет уменьшения другого нельзя, так как их длина в принципе не может превышать 100 метров из-за затухания сигнала в кабеле.
    Концентратор класса II в принципе не может одновременно поддерживать сегменты с разными методами кодирования TX/FX и T4.

    Расчет по модели 2

    Вторая модель для сети Fast Ethernet, как и в случае Ethernet, основана на вычислении суммарного двойного времени прохождения сигнала по сети, только здесь не проводится расчетов величины сокращения межпакетного интервала. Это связано с тем, что даже максимальное количество репитеров и концентраторов, допустимых в Fast Ethernet (два), в принципе не может вызвать недопустимого сокращения межпакетного интервала.
    Для расчетов в соответствии со второй моделью сначала надо выделить в сети путь с максимальным двойным временем прохождения и максимальным числом репитеров (концентраторов) между компьютерами, то есть путь максимальной длины. Если таких путей несколько, то расчет должен производиться для каждого из них.
    Модель 2 целесообразно применять в основном при наличии в сети оптоволоконных сегментов. На электрическом кабеле даже при большом желании довольно трудно создать сеть значительного размера. Методы преодоления ограничений на размер сети в случае Fast Ethernet те же самые, что и в случае Ethernet: сокращение длины кабелей, уменьшение количества концентраторов, выбор марки кабеля с меньшей задержкой, использование коммутаторов, переход на полнодуплексный режим обмена, а также переход на другую сеть (например, FDDI).

    15. Лекция: Методика и начальные этапы проектирования сети

    Исходные данные

    Требуемый размер сети (с учетом на перспективу). Структура, иерархия и основные части сети (по подразделениям, по комнатам, этажам и зданиям предприятия). Основные направления и интенсивность информационных потоков в сети (с учетом на перспективу). Характер передаваемой по сети информации (данные, оцифрованная речь, изображения), который непосредственно сказывается на требуемой скорости передачи. Технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов) и его стоимость. Возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля. Обслуживание сети и контроль ее безотказности и безопасности. Требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и т.д. Необходимость подключения к глобальным или к другим локальным сетям.
    Наиболее широко используются репитерные концентраторы, затем - коммутаторы и маршрутизаторы

    Выбор размера и структуры сети

    Необходимо оставлять возможность для дальнейшего роста количества компьютеров в сети, хотя бы процентов на 20–50. Лучше приобретать коммутаторы или маршрутизаторы с количеством портов, несколько большим, чем требуется в настоящий момент (хотя бы на 10—20 процентов). Иногда имеет смысл оставить некоторые из компьютеров автономными, например, из соображений безопасности информации на их дисках. Целесообразно при выборе расстояний закладывать небольшой запас (хотя бы процентов 10) для учета непредвиденных обстоятельств.

    Выбор оборудования

    *уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее распространенными программными средствами; *скорость передачи информации и возможность ее дальнейшего увеличения; *возможные топологии сети и их комбинации (шина, пассивная звезда, пассивное дерево); *метод управления обменом в сети (CSMA/CD, полный дуплекс или маркерный метод); *разрешенные типы кабеля сети, максимальную его длину, защищенность от помех; *стоимость и технические характеристики конкретных аппаратных средств (сетевых адаптеров, трансиверов, репитеров, концентраторов, коммутаторов).
    Аргументы при выборе типа кабеля
    Тип кабеляАргументы при выборе
    запротив
    неэкранированная витая пара UTP (категория 3 или выше)
    • доступность по цене;
    • доступность инструментов для установки разъемов (RJ45);
    • удобство прокладки кабеля (гибкий);
    • относительная простота ремонта при повреждении;
    • поддержка перспективных высокоскоростных сетей (Fast и Gigabit Ethernet) при использовании кабеля категории 5 или выше.
    • относительно низкая устойчивость к электромагнитным помехам;
    • сравнительно малые допустимые расстояния кабельных соединений, особенно для высокоскоростных сетей;
    • невозможность использования во внешних участках соединений (между зданиями).
    экранированная витая пара STP (оплеточный экран) 1)
    • повышенная устойчивость к электромагнитным помехам.
    • несколько более высокая цена по сравнению с кабелем типа UTP.
    экранированная витая пара FTP (экран из фольги)2) подобно предыдущему типу кабеля
    многомодовый оптоволоконный кабель
    • практическая нечувствительность к внешним электромагнитным помехам и отсутствие собственного излучения;
    • поддержка перспективных высокоскоростных сетей, в том числе на расстояниях, недоступных при использовании витой пары.
    • относительно высокая цена кабеля и сетевого оборудования;
    • сложность установки (требуется специальный инструмент и высокая квалификация персонала);
    • низкая ремонтопригодность;
    • чувствительность к воздействиям факторов окружающей среды (могут вызвать помутнение оптоволокна).
    одномодовый оптоволоконный кабель
    • улучшенные технические характеристики по сравнению с многомодовым кабелем (возможность увеличения скорости передачи или длины соединений).
    • более высокая цена;
    • сложная установка и ремонт.
    беспроводные соединения (радио и инфракрасные каналы)
    • устранение необходимости организации кабельной системы;
    • мобильность рабочих станций (простота их перемещения внутри зданий или вблизи от центрального компьютера с излучающей антенной);
    • возможность организации глобальных сетей (с использованием радиоканалов и спутниковой связи).
    • относительно дорогое оборудование;
    • сильная зависимость надежности соединения от наличия препятствий (для радиоволн) и пыли в помещении (для инфракрасных каналов);
    • довольно низкая скорость передачи (максимум до нескольких Мбит/с) и невозможность ее существенного увеличения.

    Требования к серверу: *Максимально быстрый процессор (для операционной системы Windows Server 2003 процессор с тактовой частотой не менее 500 МГц). Типичная величина тактовой частоты процессора для сервера сейчас составляет 2—3 ГГц. Для больших сетей применяют и многопроцессорные серверы (иногда до 32 процессоров). *Большой объем оперативной памяти (для операционной системы Windows Server 2003 или NetWare 6 объем памяти не менее 256 мегабайт). Типичный объем оперативной памяти сервера сейчас составляет 512 Мбайт—20 Гбайт. Большой объем памяти сервера даже важнее быстродействия процессора, так как позволяет эффективно использовать кэширование дисковой информации, храня в памяти копии тех областей диска, с которыми производится наиболее интенсивный обмен. *Быстрые жесткие диски большого объема. Типичная величина объема диска сервера сейчас составляет 150—500 Гбайт. Дисководы должны быть совместимы с сетевой операционной системой (то есть их драйверы обязательно должны входить в набор драйверов, поставляемый с ОС). Широко применяют SCSI-дисководы, которые быстрее традиционных IDE-дисководов. В серверах часто предусматривают возможность "горячей" замены дисков (без выключения питания сервера), что очень удобно. *Специализированные серверы уже содержат в своем составе сетевые адаптеры с оптимальными характеристиками. Если в качестве сервера используется обычный персональный компьютер, то сетевой адаптер для него надо выбирать наиболее быстродействующий. *Видеомониторы, клавиатуры и мыши не являются обязательными принадлежностями сервера, так как сервер, как правило, никогда не работает в режиме обычного компьютера.

    Выбор сетевых программных средств

    *Какую сеть поддерживает сетевое ПО: одноранговую, сеть на основе сервера или оба этих типа; *Максимальное количество пользователей (с запасом не менее 20%); *Количество серверов и возможные их типы ; *Совместимость с разными операционными системами и компьютерами, а также с другими сетевыми средствами; *Уровень производительности программных средств в различных режимах работы; *Степень надежности работы, разрешенные режимы доступа и степень защиты данных; *Какие сетевые службы поддерживаются; *Cтоимость программного обеспечения, его эксплуатации и модернизации.
    Обязанности системного администратора сети: *Создание групп пользователей различного назначения; *Определение прав доступа пользователей; *Обучение новых пользователей и оперативная помощь в случае необходимости; *Контроль дискового пространства всех серверов сети; *Защита и резервное копирование данных, борьба с компьютерными вирусами; *Модернизация программного обеспечения и сетевой аппаратуры; *Настройка сети для получения максимальной производительности.
    Время от времени рекомендуется делать копии всех дисков сервера. Это позволит в случае аварии восстановить недавнее состояние сети, потеряв не слишком много данных. При этом системный администратор должен сохранить на диске рабочей станции информацию о пользователях и их правах доступа, чтобы при восстановлении сети не пришлось все это задавать заново. Целесообразно иметь две копии дисков серверов, одна из которых обновляется довольно редко (например, раз в месяц), а другая – чаще (раз в неделю).

    16. Лекция: Выбор с учетом стоимости, проектирование кабельной системы, оптимизация и отладка сети

    Направления затрат: *Дополнительные компьютеры и апгрейд существующих компьютеров. *Сетевые аппаратные средства (кабели и все, что необходимо для организации кабельной системы, сетевые принтеры, активные сетевые устройства – повторители, концентраторы, маршрутизаторы и т.д.). *Сетевые программные средства, прежде всего, сетевая ОС на необходимое число рабочих станций (с запасом). *Оплата работы приглашенных специалистов при организации кабельной системы, установке и настройке сетевой ОС, при проведении периодической профилактики и срочного ремонта.
    Общие рекомендации по созданию кабельных систем: *Составить план размещения компьютеров и других сетевых устройств в помещении (или помещениях). Провести анализ возможности перемещения всех или большей части компьютеров в одно или несколько соседних помещений. *Оценить соответствие длины кабельной системы и ее отдельных частей (сегментов, соединений между данным абонентом и концентратором и т.д.) требованиям выбранной разновидности локальной сети. В случае если рассчитанная таким образом длина кабельной системы в целом или на отдельных участках превышает предельно допустимую или близка к ней, следует выбрать одно или несколько из следующих решений: перейти к более качественному типу кабеля во всей сети или только на критичных участках; использовать дополнительные репитеры или репитерные концентраторы, позволяющие восстановить амплитуду и форму сигналов, применять модемы для связи данной локальной сети из относительно близко расположенных абонентов с одним или несколькими удаленными абонентами, если снижение скорости передачи на данном участке (или участках) допустимо; перейти к другому типу сети, имеющему меньшие ограничения на длину кабельной системы. *Кабельная система должна быть устойчива к внешним электромагнитным помехам. *Кабельная система должна быть защищена от механических повреждений. *Кабельная система должна иметь "прозрачную" и документированно оформленную структуру. *Необходимо проверить целостность кабельной системы.

    Стандарты на "Структурированные кабельные системы (СКС)"

    Основными стандартами на СКС являются: Международный стандарт ISO/IEC 11801. Европейский стандарт EN 50173 Information technology. Американский стандарт ANSI/TIA/EIA 568.
    Подсистемы СКС: Магистральная подсистема комплекса включает магистральные кабели комплекса, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП комплекса и РП здания и коммутационные соединения в РП комплекса. Магистральные кабели комплекса также могут соединять между собой распределительные пункты зданий.
    Магистральная подсистема здания включает магистральные кабели здания, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП здания и РП этажа, а также коммутационные соединения в РП здания. Магистральные кабели здания не должны иметь точек перехода, электропроводные кабели не следует соединять сплайсами (тип непосредственного соединения кабелей без разъемов).
    Горизонтальная подсистема включает горизонтальные кабели, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП этажа, коммутационные соединения в РП этажа и телекоммуникационные разъемы. В горизонтальных кабелях не допускается разрывов. При необходимости возможна одна точка перехода. Точка перехода – это место горизонтальной подсистемы, в котором выполняется соединение двух кабелей разных типов (например, круглого кабеля с плоским) или разветвление многопарного кабеля на несколько четырехпарных. Все пары и волокна телекоммуникационного разъема должны быть подключены. Телекоммуникационные разъемы не являются точками администрирования. Не допускается включения активных элементов и адаптеров в состав СКС.
    Классы приложений: Класс A – речевые и низкочастотные приложения (до 100 КГц). Класс B – приложения цифровой передачи данных со средней скоростью (до 1 МГц). Класс C – приложения высокоскоростной цифровой передачи данных (до 16 МГц). Класс D – приложения сверхвысокой скорости передачи данных (до 100 МГц). Класс оптики – приложения с высокой и сверхвысокой скоростью цифровой передачи.

    Оптимизация и поиск неисправностей в работающей сети

    Причины проблем со стабильностью и скоростью работы: недостатки используемого ПО и аппаратного обеспечения; неправильная настройка сетевых ОС; неисправности в кабельной системе; неисправности на уровне сетевых протоколов из-за несовместимости или неисправности сетевых устройств или их неверной настройки; неправильная организация локальной сети, например, недостаточное сегментирование в сетях типа Ethernet, приводящее к возникновению дополнительных коллизий пакетов.
    Возможны различные варианты реализации анализаторов протоколов : ПК, возможно, портативный, включающий сетевую карту для соответствующей сети (Ethernet, Token Ring или др.), с установленным специализированным ПО. Комплект из сетевой карты и специализированного ПО. Специализированное ПО к стандартным сетевым картам. Самостоятельные устройства со специализированным ПО.

    Лекция #17: Формулы Шеннона и типы линий передачи, в которых используются модемы

    Максимально возможная скорость передачи данных в дискретном канале изменится в 2 раза при увеличении разрядности данных в 4 раза. Максимальная номинальная скорость обеспечивается в линии типа ADSL - 8 Мбит/с. Практический предел максимальной скорости передачи в обычной аналоговой телефонной линии - 35 Кбит/с. Для связи локальной сети с глобальной предпочтительна четырехпроводная выделенная телефонная линия с тональным набором. Принципиально несимметричные технологии (скорость передачи информации от пользователя к провайдеру и обратно разная) - ADSL, V.90, V.92 и CATV. В первую очередь ограничивают скорость передачи по беспроводным (радио-) линиям -недостаточная мощность передатчика и невысокая частота несущей (~ 2 ГГц).

    18. Лекция: Структура модема, методы модуляции, стандарты и программные средства для модемов

    Структура модема

    Передаваемые данные -> Кодер -> Скремблер -> Модулятор и усилитель -> Фильтр -> Сигнал, передаваемый в линию
    Принятые данные <- Декодер <- Дескремблер <- Демодулятор <- Эквалайзер <- Фильтр и усилитель <- Сигнал, принятый из линии
    Кодер/ декодер предназначены для защиты от ошибок и "сжатия" данных по протоколу V.42bis. На передающем и приемном конце линии модемы (точнее, их кодеры и декодеры) организуют и поддерживают идентичные динамические словари в виде структур типа дерева с отдельными символами в качестве узлов. Достаточно передавать не сами слова, а специальным образом описанные (в виде чисел) части словарей (пути в дереве), содержащие требуемые последовательности символов. Так, часть словаря позволяет описать строки символов A, B, BA, BAG, BAR, BI, BIN, C, D, DE, DO и DOG относительно соответствующих корневых узлов.
    Скремблер/дескремблер производят такое преобразование передаваемого и принятого сигналов, которое исключает влияние длинных цепочек из логических нулей или единиц, а также коротких повторяющихся последовательностей на надежность синхронизации в приемной части модема. Скремблер при необходимости "разреживает" такие последовательности за счет принудительно вставляемых логических нулей или единиц, делая преобразованные данные псевдослучайными, а дескремблер удаляет лишние биты, восстанавливая исходный вид данных.
    Эквалайзер включается в приемной части модема и служит для компенсации зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты. Для улучшения качества передачи речевых сигналов их спектральные составляющие на разных частотах должны приходить к удаленному модему с одинаковой задержкой.
    В приемной части модемов, работающих в дуплексном режиме на обычной двухпроводной телефонной линии, требуется осуществлять также эхо-компенсацию. Проблема состоит в том, что при дуплексном обмене передающий модем может воспринять порожденный им же сигнал, отраженный от другого конца линии, как пришедший от удаленного модема. Практическая реализация эхо-компенсации в высокоскоростных модемах предусматривает автоматическое определение параметров отраженного сигнала (его амплитуды и задержки) на этапе установления соединения.

    Методы модуляции, используемые в высокоскоростных модемах

    АМ, ЧМ и ФМ – соответственно амплитудная, частотная и фазовая модуляция. В наибольшей степени отличаются между собой посылки сигналов при фазовой модуляции, в наименьшей – при амплитудной модуляции. Поэтому по степени устойчивости к помехам "классические" методы модуляции должны быть расставлены в том же порядке:АМЧМФМ.
    К одним из основных решений, заложенных в метод модуляции TCM, следует отнести введение избыточного бита, полученного с помощью сверточного кодирования. После этого применяется метод модуляции QAM. Несмотря на то, что введение избыточного бита приводит к увеличению общего числа посылок в два раза, использование при декодировании эффективного алгоритма обработки сигналов на фоне шумов и помех (алгоритма Виттерби) позволяет компенсировать эту избыточность и получить отмеченный выше выигрыш в отношении сигнал-шум.
    Два возможных способа описания скоростей модемов. Скорость в бодах представляет собой физическую частоту смены посылок. Она обычно ограничена полосой пропускания телефонной линии (от 300 до 3400 Гц, то есть 3100 Гц).Частота несущей выбирается близкой к середине полосы пропускания телефонной линии; для стандарта V.34 предусмотрен ряд возможных частот несущей в диапазоне от 1600 до 2000 Гц ("уход" в ту или иную сторону от центра полосы пропускания может несколько улучшить качество связи). Таким образом, бодовый интервал (длительность одной элементарной посылки) может содержать менее одного периода гармонического колебания. Информационная скорость передачи может задаваться либо в бит/с, либо в числе символов байт/с. Скорость в бит/с всегда больше или равна скорости в бодах, причем отношение этих скоростей совпадает с числом бит, приходящихся на один бодовый интервал в том или ином методе модуляции. Произведение 3100 (стандартная полоса пропускания телефонной линии в Гц) 9 (максимальное число бит, приходящихся на один бодовый интервал в методе модуляции QAM) все еще меньше 33600 Бит/c. Это означает необходимость использования более широкой полосы пропускания (и большей частоты смены посылок), что и является одной из особенностей стандарта V.34. Скорость в символах/с или байт/с (cps) нельзя получить просто делением на 8 скорости в бит/c, так как она учитывает "непроизводительные" потери (служебные поля в пакетах и интервалы между ними). Путем непосредственных измерений установлено, что при таком пересчете дополнительно должен использоваться множитель, немного превышающий 0,9 и зависящий от длины пакета (чем больше длина пакета, тем меньше "непроизводительные" потери).

    Особенности стандартов V.34, V.90 и V.92

    Cтандарт V.34 имеет название, в переводе имеющее следующий вид: "Модем, обеспечивающий передачу данных со скоростями до 28800 (33600) бит/с для использования на коммутируемой сети общего пользования и на двухточечных двухпроводных выделенных каналах телефонного типа".
    Особенности: более полное использование полосы пропускания телефонной линии (3100 Гц); введение в передаваемый сигнал наряду с линейными нелинейных предискажений для частичной компенсации нелинейных искажений, вносимых аппаратурой с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), работающей на линии; развитый сервис, включающий возможность организации асимметричной передачи, полудуплексного обмена (эхокомпенсация не используется) и дополнительного канала; автоматический адаптивный выбор режимов работы модемов в соответствии с параметрами реальной телефонной линии.
    Дальнейший рост скорости передачи по линии возможен только при использовании линий с большей полосой пропускания, что и предусмотрено в стандарте V.90 для модемов со скоростью передачи до 56 Кбит/с, часто обозначаемых как V.90- или 56К–модемы. Стандарт V.90 на 56К–модемы утвержден ITU-T в сентябре 1998 г. Сама по себе цифровая телефонная сеть имеет скорость передачи 64 Кбит/с, однако наличие дополнительных искажений и шумов от работы ЦАП и АТС, хотя и меньших по уровню, чем шум дискретизации АЦП, ограничивает достижимую скорость передачи.
    Для работы со скоростью 56 Кбит/с, необходимо выполнение дополнительных трех условий: 1.Цифровое подключение на одном из концов (со стороны провайдера). 2.Поддержка стандарта V.90 на обоих концах. Переход к стандарту V.90 не означает обязательного приобретения нового модема, так как некоторые из них допускают сугубо программный. 3.Одно аналого-цифровое преобразование. На пути следования сигнала между цифровым модемом V.90 и аналоговым модемом может быть только одно аналого-цифровое преобразование.
    Протокол V.92 является развитием протокола V.90 по части выравнивания скоростей передачи в обоих направлениях обмена. Максимальная исходящая скорость от пользователя увеличена с 33,6 (V.90) до 48 Кбит/с. Это достигается за счет изменения способа кодирования информации (ИКМ). Исходящая от пользователя информация может передаваться со скоростями от 24 до 48 Кбит/с с шагом 1,333 Кбит/с как и в протоколе V.90. Кроме того, уменьшается время вхождения в связь с 20 (V.90) до 10 с.
    Протокол V.44 позволяет увеличить степень сжатия передаваемых данных как 6:1, то есть на 25% в сравнении с V.42bis, который обеспечивал сжатие 4:1. Производительность может увеличиться до 300 Кбит/с. И, наконец, третий протокол V.59 вводит такую услугу, как возможность прерывания передачи данных на время от 0 до 16 минут и ответ входящему вызову. Для реализации сервисов, предоставляемых стандартом V.92, необходимо выполнение таких же условий, как и для стандарта V.90.

    Классификация модемов

    Классификация модемов по следующим трем признакам: *типы линий передачи, в которых используются модемы; *виды сервиса и характеристики модемов; *особенности внутреннего устройства и конструктивного исполнения модемов.
    Классификация модемов
    Основное название группы модемовДругие названия или области использованияОсновные особенности модемов данной группы
    1. По типам линий передачи, в которых используются модемы
    -телефонныеавтоматическая адаптация к характеристикам реальных телефонных линий
    power line или PLC (power line carrier)для работы в линии силового электропитания(электропроводке)передача данных со скоростью телефонных от 10-в Кбит/с до 14 Мбит/c (для наиболее широкополосных модемов)
    cableдля работы в сети кабельного телевидениянеравные скорости при передаче запросов от пользователя в сеть и при получении информации в обратном направлении (до 40 Мбит/с)
    radioрадиопередача данных со скоростью до 2 Мбит/с по беспроводным (радио-) линиям в условиях прямой видимости абонентов на расстоянии до 50 км
    2. По видам сервиса и характеристикам
    faxфакссочетание функций модема и факсимильного аппарата
    voice mailголосовая почтасочетание функций модема и автоответчика с дополнительной возможностью автоматического обзвона ряда номеров для передачи заданного сообщения
    voiceголосовыепередача наряду с данными голоса (возможно, одновременно с данными), в том числе для звукового сопровождения документов
    V.34-передача данных по аналоговым телефонным линиям со скоростью до 33,6 Кбит/с
    V.90 /92 (56K)аналоговые V.90/92-модемыпередача данных по телефонным линиям со скоростью до 56 Кбит/с (по направлению к пользователю), возможная только при выполнении ряда условий, в том числе при цифровом подключении со стороны провайдера и поддержке стандарта V.90/92 на обоих концах линии
    3. По особенностям внутреннего устройства и конструктивному исполнению
    Win (US Robotics)RPI, WinRPI, софт,программныевыполнение части функций модема программными средствами, что несколько снижает стоимость модема, но приводит к значительной нагрузке на процессор компьютера
    цифровые V.90/92-модемы-поддержка стандарта V.90/92 со стороны провайдера
    internal /externalвнутренние/внешниеналичие собственного корпуса и источника питания, возможность простого подключения/отключения (для внешних модемов); реализация в виде платы расширения, несколько меньшая стоимость (для внутренних модемов)
    xDSL-модемы-поддержка передачи данных по цифровым xDSL-линиям

    Программные средства для модемов

    *низкоуровневые средства по типу языка ассемблера для компьютеров, Hayes-команды начинаются с префикса AT. *средства, встроенные в ОС, в том числе в MS DOS, Norton Commander и Windows. В MS DOS (различных версий) это команда MODE (настройка параметров), а также команды INTERLNK и INTERSRV (собственно передача). В Norton Commander версии 5.0 можно найти программу Term95 или строчку Terminal Emulation. *"внешние" специализированные программы такие как Lucent Winmodem tune 2.5, VentaFax & Voice 5.5, ChatterBox v1.6 и другие, которые могут поставляться вместе с конкретным модемом.
    Установочные параметры телекоммуникационных программ: *скорость передачи в бодах В случае применения параллельных портов верхняя граница достижимой скорости передачи доходит до 100 Кбайт/с (то есть до 800 Кбод); *протоколы передачи (ASCII, Kermit, Xmodem, Ymodem, Zmodem и их разновидности); *управление передачей. Это вторая часть общепринятого понятия протоколов, включающая простой механизм проверки готовности удаленного устройства типа "запрос – ответ" с помощью пары сигналов, образуемых за счет аппаратных средств (RTS/CTS – уровни сигналов на контактах разъема RS232C) или программно (Xon/Xoff – служебные символы кодовой таблицы ASCII); *эмуляция удаленного терминала (Teletype – TTY, DEC102, ANSI и др.). На экране "местного" компьютера может быть получено изображение, идентичное изображению на мониторе удаленного компьютера.

    Вопросы и ответы

    Какой стандартный сегмент обеспечивает максимальную длину на электрическом кабеле? 10BASE5
    Разъемы какого типа не используются в сегменте 10BASE-FL? RJ-45
    Какую функцию не выполняет активный монитор сети Token-Ring? предоставляет абонентам право передачи

    Что является преимуществом сети Token-Ring перед сетями Ethernet и Arcnet? предусмотрен механизм поддержания живучести сети при обрыве кабеля
    Какой тип телефонной линии предпочтителен для связи локальной сети с глобальной? четырехпроводная выделенная с тональным набором
    Кабель UTP какого типа имеет максимальное затухание сигнала на заданной частоте? кабель категории 3
    Что не является достоинством коаксиального кабеля? простота монтажа и ремонта
    В чем состоит основное назначение локальной сети? совместное использование сетевых ресурсов
    Каковы основные достоинства топологии шина? простота включения новых абонентов и устойчивость к отказам компьютеров
    Какую функцию выполняет эквалайзер в составе модема? компенсирует зависимость группового времени запаздывания телефонной линии от частоты
    Какие методы модуляции используются в высокоскоростных модемах? комбинированная амплитудно-фазовая модуляция
    Какая международная организация является разработчиком стандарта СКС? ISO
    Какое из устройств, используемых для поиска неисправностей в работающей сети, является наиболее сложным в использовании? анализатор протоколов
    Что такое драйвер сетевого адаптера? программа, связывающая адаптер и сетевую ОС
    Каковы особенности одноранговой сети? простота и низкая стоимость, небольшое количество абонентов
    Какой из перечисленных кодов не является самосинхронизирующимся? NRZ
    Почему "классические" методы шифрования (подстановка, перестановка и гаммирование) не обеспечивают полной криптографической защиты информации? они не позволяют защитить информацию от подмены и не обладают достаточно высокой степенью защиты
    Как распределяются функции витых пар в сегменте 100BASE-T4? одна витая пара передает в одну сторону, одна- в другую сторону, две витые пары – двунаправленные
    Как в модели 2 учитывается задержка сетевых адаптеров и концентраторов? эти задержки входят в задержки сегментов в качестве констант
    Сколько концентраторов может присутствовать в сети (зоне конфликта) Fast Ethernet по правилам модели 1? 2 концентратора класса II
    В чем основное преимущество сети FDDI перед остальными стандартными сетями? максимальный размер сети
    Каково главное преимущество сети Wi-Fi перед сетью Ethernet/Fast Ethernet? мобильность и простота подключения
    Чему равно максимально допустимое окно коллизий в сетях Ethernet / Fast Ethernet? 512 битовых интервалов
    Что такое минимальное кодовое расстояние? минимальное число различающихся бит в любой паре разрешенных принятых кодовых комбинаций
    Что определяют уровни модели OSI? функции по организации обмена между абонентами сети
    Какие устройства пропускают через себя не все пакеты? коммутаторы и мосты
    Какой стандарт соответствует сети Ethernet на толстом коаксиальном кабеле? 10BASE5
    Что происходит в сети Ethernet/Fast Ethernet, если количество передаваемых байт данных слишком мало? поле данных пакета дополняется байтами заполнения
    Какие из перечисленных технологий являются принципиально несимметричными (скорость передачи информации от пользователя к провайдеру и обратно разная)? ADSL, V.90, V.92 и CATV
    В чем состоит основное преимущество кабеля на основе витой пары UTP? простота монтажа и низкая цена
    Какой тип среды передачи обеспечивает максимальную помехозащищенность и секретность передачи информации? оптоволоконный кабель
    Что такое voice - модем? модем, в котором производится передача голоса наряду с данными, в том числе для звукового сопровождения документов
    Может ли скорость в символах в секунду (cps) быть получена из скорости в бит/с делением на 8? не может
    До какой частоты определены рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса D, согласно стандартам СКС? до 100 МГц
    Какой параметр сетевого адаптера не влияет на интегральную скорость обмена информацией по сети? поддержка адаптером режима удаленной загрузки
    Какая ошибка не регистрируется и не исправляется репитерными концентраторами? ошибка в контрольной сумме пакета
    Какой протокол не обеспечивает гарантированной доставки пакетов? IP
    Что такое номер сети, входящий в IP-адрес? номер широковещательной области в сети
    Относится ли резервное копирование файлов к одному из методов защиты информации? да, если это копирование применяется в комплексе с другими мероприятиями по защите информации
    Какие характеристики кабелей имеют наибольшее значение для защиты передаваемой по нему информации от влияния внешнего электромагнитного излучения и снижения излучения самого кабеля? тип кабеля (витая пара или оптоволокно)
    Что является преимуществом 100BASE-FX по сравнению с 100BASE-TX? большая допустимая длина кабеля
    Какой код используется в сегменте 100BASE-T4? 8В/6Т
    Какие величины необходимо рассчитывать при использовании модели 2 оценки топологии Ethernet? двойное время распространения по сети и сокращение межпакетного интервала
    Что такое путь максимальной длины в сети Ethernet/Fast Ethernet? Путь между двумя абонентами с максимальной задержкой сигнала
    В чем состоит основное преимущество использования выделенного сервера в сети? максимальная потенциальная производительность сети при "мощном" сервере
    Что общего между сетью Ethernet и сетью Gigabit Ethernet? формат пакетов
    Что такое инкапсуляция пакетов? последовательное вложение пакетов более высоких уровней в пакеты низких уровней
    В чем состоит основной недостаток маркерного метода управления? необходимость контроля сохранности маркера
    Что такое минимальное кодовое расстояние? минимальное число различающихся бит в любой паре разрешенных принятых кодовых комбинаций
    На каком уровне модели OSI работает коммутатор? на канальном уровне

    Неверные ответы:

    Какие факторы в первую очередь ограничивают скорость передачи по беспроводным (радио-) линиям? недостаточная мощность передатчика и невысокая частота несущей (~ 2 ГГц)
    В чем отличие концентратора класса I от концентратора класса II? имеет меньшую величину задержки
    Какое сетевое устройство обеспечивает минимальную задержку ретрансляции пакетов? коммутатор Cut-Trough
    Какой тип среды передачи не требует применения гальванической развязки? коаксиальный кабель
    Какие характеристики кабелей имеют наибольшее значение для защиты передаваемой по нему информации от влияния внешнего электромагнитного излучения и снижения излучения самого кабеля? конструкция кабеля (наличие дополнительных экранов и число проводников в одной оплетке)
    Какие сегменты Fast Ethernet используют одинаковую систему кодировки? все перечисленные сегменты
    Какой фактор меньше других влияет на производительность сети? тип программных средств
    Какие из активных сетевых устройств преобладают количественно в составе сети предприятия? наиболее широко используются репитерные концентраторы, затем - маршрутизаторы и коммутаторы
    В каких топологиях применяется метод управления CSMA/CD? в любых топологиях
    Что такое метод управления обменом в сети? правила формирования сетевых пакетов
    Чем в первую очередь определяется выбор топологии локальной сети? типом используемых компьютеров
    Как правильно расположить по уровню возрастания цен активное сетевое оборудование для указанных типов локальных сетей? беспроводные сети, Ethernet, FDDI
    Какова должна быть величина согласующего сопротивления по отношению к волновому сопротивлению кабеля? эти две величины никак не связаны
    Какой параметр сетевого сервера важен менее других? тактовая частота процессора
    Как изменяется задержка следующей передачи пакета после коллизии в методе доступа CSMA/CD? средняя величина задержки составляет 512BT и в процессе обменов по сети не изменяется
    На каком уровне модели OSI производится проверка правильности передачи пакета? на сетевом уровне

    Яндекс.Метрика
    Hosted by uCoz