Вопрос 5 Сетевые устройства локальных сетей: концентраторы и сетевые адаптерыВыбрать ВСЕ правильные ответы (больше одного) [1559359]
[1559365]
[1559366]
[1559367]
[1559370]
Вопросы по СТвТК к гос. экзамену для групп ТЭ 1. Топологии физических связей. Полносвязные, неполносвязные, смешанные топологии. Достоинства и недостатки. 2. Структуризация сети. Физическая и логическая структуризация сети. 3. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Передача сообщения по сети. Основные типы протоколов в модели OSI. 4. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Назначение уровней модели. Сетезависимые и сетенезависимые уровни. 5. Сетевые устройства локальных сетей: концентраторы и сетевые адаптеры. 6. Сетевые устройства локальных сетей: мосты и коммутаторы. 7. Сетевые устройства локальных сетей: маршрутизаторы. 8. Технология Ethernet: общие сведения, метод случайного доступа к среде передачи данных. 9. Типы глобальных сетей. Их характеристика и стандарты. Структура глобальной сети. 10. Методы коммутации сетей связи: коммутация каналов, пакетов, сообщений. 11. Пользовательские интерфейсы ISDN. Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN (устройства функциональных групп NT1, NT2,TE1,TE2).Структура сети ISDN. Каналы типа B, D, H. 12. Общие сведения о протоколе DSS-1. Функции физического уровня. 13. Характеристика уровня звена данных протокола DSS-1. Формат кадра протокола DSS-1. 14. Характеристика сетевого уровня протокола DSS-1. Формат сообщения сетевого уровня протокола DSS-1.
Вопрос 1: Топологии физических связей. Полносвязные, неполносвязные, смешанные топологии. При подключении нескольких компьютеров в сеть выбирают способ организации физических связей между ними, т.е. выбирают топологию сети. Топология – это конфигурация графа, вершинами которого являются компьютеры, а ребрами – физические связи между ними. Виды топологий: I. Полносвязная (каждый узел сети соединяется как «каждый с каждым») ─ используется при небольшом количестве узлов, без перспектив роста сети (рис 1).
Рисунок 1 - Полносвязная топология
II. Неполносвязная: 1) Ячеестая топология – образуется путем устранения нескольких связей в полносвязной топологии (рис.2), причем постоянные связи организуются между теми узлами сети, которые устанавливают сеансы связи регулярно, в противном случае они пользуются промежуточными узлами
Рисунок 2 - Ячеистая топология
2) Шинная топология характеризуется наличием одного общего канала (общей шины), к которому подключаются пользователи и др. устройства сети. Канал является равнодоступным для всех устройств, но в один момент времени его могут занимать только два устройства (рис.3).
Рисунок 3 - Шинная топология
Ее достоинствами и недостатками являются: + простота настройки, + дешевизна, + небольшое время установки, + выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети. - обрыв кабеля или выход из строя терминатора выводит из строя всю сеть, - сложная локализация неисправностей, - с добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.
3) Кольцевая топология характеризуется включением сетевых устройств в замкнутое кольцо, по которому данные передаются в одном направлении (рис.4).
Рисунок 4 - Кольцевая топология
Достоинства и недостатки: + простота, + дешевизна, + возможность проверки данных, - однонаправленность, - надежность. 4) Топология «звезда» - все рабочие станции присоединены к центральному узлу (коммутатору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями (наиболее распространена).
Рисунок 5 - Звездообразная топология
Достоинства и недостатки: + легкий поиск неисправностей и обрывов сети, + высокая производительность сети, + выход из строя одного компьютера не отражается на работе сети. - выход из строя коммутатора приведет к неработоспособности всей сети, - конечное число рабочих станций в сети ограничено количеством портов коммутатора. 5) Смешанная топология
Рисунок 6 - Смешанная топология
Вопрос 2: Структуризация сети. Физическая и логическая структуризация сети.
При большом количестве компьютеров появляются различные ограничения для вышеперечисленных топологий: ограничения на количество узлов, на длину связи между узлами сети, на интенсивность трафика, который создается узлами сети. Для снятия этих ограничений используются методы структуризации сети и специальное структурообразующее оборудование (повторители, мосты и т.д.). Различают две структуризации связи: · Физическую (электрические соединения устройств связи); · Логическую (маршруты передачи данных между устройствами связи).
На рисунке физическая структуризация — шина, логическая — кольцо. Чаще всего физическая и логическая структуризации не совпадают. Средствами физической структуризации являются повторители и концентраторы, т.к. они используются для добавления новых физических сегментов. Средствами логической структуризации являются мосты, коммутаторы и маршрутизаторы. Вопрос 3: Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Передача сообщения по сети. Основные типы протоколов в модели OSI.
Модель OSI (Open System Interconnection) была разработана в начале 80-х гг. XX века. Она определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. Модель OSI делит сложную задачу передачи информации на семь менее крупных и, следовательно, более легко решаемых задач. Эта модель использует принцип открытости систем. Открытая система – сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, которые определяют формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений. Примером открытой системы является Интернет. Преимущества модели OSI: ü возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей; ü возможность «безболезненной» замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами; ü возможность легкого сопряжения одной сети с другой; ü простота освоения и обслуживания сети.
В модели OSI средства взаимодействия делятся на 7 уровней (рис.7): 1. Физический 4. Транспортный 7. Прикладной 2. Канальный 5. Сеансовый 3. Сетевой 6. Представительный
Рисунок 7- Многоуровневый подход
Интерфейс — правила, определяющие взаимодействие сетевых компонентов соседних уровней одного узла. Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемых данным уровнем соседнему уровню. Протокол — правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах. Стек протоколов — иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Организация взаимодействия между узлами А и В начинается с активизации процессов и протоколов верхнего уровня, с последовательным вовлечением в работу всех семи уровней (рисунок 8). На основании запроса от приложения к прикладному уровню программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата, содержащее поле данных и заголовок, в котором находится служебная информация. Сформированное прикладным уровнем сообщение направляется вниз по стеку к представительному уровню, который на основании полученной информации из заголовка прикладного уровня выполняет требуемые действия и добавляет к сообщению собственную служебную информацию в заголовок с номером «6»,с указаниями для протокола представительного уровня узла В и т.д. до первого уровня. Переданное по линиям связи сообщение поступает на физический уровень узла В и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень, каждый из которых анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие функции, затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.
Рисунок 8 - Многоуровневая модель взаимодействия открытых систем OSI.
В модели OSI различают два основных типа протоколов: · с установлением соединения: перед обменом данными отправитель и получатель сначала устанавливают соединение, например, телефонная связь; протокол TCP. · без установления соединения: отправитель формирует сообщение и передает его, например, письмо. Протокол UDP.
Вопрос 4: Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Назначение уровней модели. Сетезависимые и сетенезависимые уровни. 7. Прикладной уровень представляет собой набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам сети, а также организуют свою совместную работу. Прикладной уровень не предоставляет услуг ни одному другому уровню модели OSI. Он обеспечивает услугами прикладные процессы, лежащие за пределами модели OSI, например, процессы передачи речевых сигналов, базы данных, текстовые процессы и т.д. Примеры протоколов прикладного уровня: – FTP – протокол пересылки файлов; – HTTP – протокол передачи гипертекстовой информации; – SMTP – простой протокол передачи электронной почты; – POP3, IMAP – протоколы электронной почты; – Telnet– протокол удаленного терминального доступа; – SNMP – простой протокол управления сетью; – CMIP – общий протокол управления информацией.
6. Представительный уровень обеспечивает работу прикладного уровня; отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой для прикладного уровня другой системы; осуществляет засекречивание и рассекречивание информации. Примером протокола этого уровня является протокол SSL (Secure Socket Layer), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.
5. Сеансовый уровень создает стандарт сеанса и контролирует его соблюдение. В случае прерывания сеанса протоколы обеспечивают его восстановление без потерь, в противном случае, извещают операторов о невозможности дальнейшей работы. Также на этом уровне устанавливаются правила ведения диалога между терминалами: Дуплекс — передача ведется одновременно в двух направлениях. Полудуплекс — передача ведется в обоих направлениях, но попеременно во времени (пример — технология Ethernet). Симплекс — передача осуществляется по линии связи только в одном направлении. Функции сеансового уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.
4. Транспортрный уровень. Функцией этого уровня является надежная транспортировка данных через сеть. Примеры протоколов: TCP – протокол управления передачей, UDP – протокол дейтаграмм пользователя; SPX – упорядоченный обмен пакетами.
Протоколы уровней 4-7 реализуются программными средствами конечных узлов сети.
3. Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию данных в сети, объединяет несколько сетей, обеспечивает согласование технологий. Сообщения сетевого уровня называются пакетами. На данном уровне различают два вида протоколов: · Сетевые протоколы (обеспечивают продвижение пакетов через сеть); · Протоколы маршрутизации (с их помощью устройства сети собирают информацию о топологии межсетевых соединений). Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы: 1. IP - протокол межсетевого взаимодействия (Internet-протокол); 2. IPX - протокол межсетевого обмена. 2. Канальный уровень осуществляет проверку доступности среды передачи и реализует возможность обнаружения и исправления ошибок, которые могут возникнуть на физическом уровне из-за помех в канале связи. Этот уровень формирует сообщения о неустранимых ошибках на вышележащий уровень. Сообщения канального уровня называются кадрами. Примерами протоколов канального уровня, используемых в локальных сетях,являются протоколы Ethernet, Token Ring. Примерами протоколов канального уровня, используемых в глобальных сетях, могут служить протоколы РРР (Point-to-Point Protocol, протокол «точка-точка») и LAP-B (используется в сетях Х.25).
1. Физический уровень - нижний уровень, обеспечивающий физическое кодирование бит кадра в электрические (оптические) сигналы и передачу их по линиям связи. Определяет тип кабелей и разъемов, назначение контактов и формат физических сигналов. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 (категория определяет полосу пропускания кабеля, величину перекрестных наводок и некоторые другие параметры) с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 м, а также некоторые другие характеристики среды и электрических сигналов. Сетезависимые и сетенезависимые уровни Сетезависимые (три нижних уровня — физический, канальный, сетевой) — уровни, для которых переход на новое оборудование означает полную смену их протоколов во всех узлах сети. Сетенезависимые (три верхних уровня — прикладной, представительный, сеансовый) — уровни, которые ориентированы на приложения пользователей, на протоколы таких уровней не влияют ни изменения в топологии сети, ни замена оборудования, ни переход на другую сетевую технологию. Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает детали функционирования нижних уровней от верхних.
Вопрос 5 Сетевые устройства локальных сетей: концентраторы и сетевые адаптеры. Простейшее из коммуникационных устройств — повторитель (repeater). Его основная функция — повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах (сеть Ethernet) или на следующем в логическом кольце порте (сети Token Ring, FDDI). Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети станциями.
Рисунок — Увеличение длины сети Ethernet с помощью повторителей Терминатор — резистор, подключенный к каждому концу общего звена моноканала для того, чтобы предотвратить нежелательное отражение сигналов.
Многопортовый повторитель называют концентратором (hub, concentrator), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует все связи между сегментами сети. В зависимости от области применения функции концентратора и конструктивное исполнение могут изменятся. Неизменной остается только основная функция — повторение кадра. Кроме основных функций концентратор может выполнять некоторое количество дополнительных функций: • объединение сегментов с различными физическими средами (например, коаксиал, витая пара и оптоволокно) в единый логический сегмент; • автосегментация портов — автоматическое отключение порта при его некорректном поведении (повреждение кабеля, интенсивная генерация пакетов ошибочной длины и т.п.). • поддержка между концентраторами резервных связей, которые используются при отказе основных; • защита передаваемых по сети данных от несанкционированного доступа (например, путем искажения поля данных в кадрах, повторяемых на портах, не содержащих компьютера с адресом назначения). Концентраторы характерны практически для всех базовых технологий локальных сетей — Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.
Различают следующие типы концентраторов: · Пассивные концентраторы незначительно повышают производительность сети и осуществляют единственную функцию — трансляцию данных, поэтому используются для развертывания небольших сетей Ethernet звездообразной топологии. · Активные концентраторы помимо обычной ретрансляции данных выполняют следующие функции: 1. проверяют доставку отосланных данных по назначению; 2. поддерживают технологию передачи с промежуточным накоплением, т.е. концентраторы анализирует полученные данные перед их ретрансляцией. В случае необходимости предпринимается попытка восстановить поврежденные пакеты и одновременно изменить время доставки других пакетов; 3. усиливают ослабленный сигнал до нужного уровня; 4. позволяют изменять порядок доставки пакетов; Данный тип концентраторов используют в сложных топологиях. · Интеллектуальные концентраторы выполняют все функции активных концентраторов и при этом могут управлять сетью из центральной точки. При возникновении неполадок с одним из устройств, подключенных к концентратору, он сам пытается их устранить. Также они позволяют работать с устройствами, которые поддерживают разные скорости передачи данных. Интеллектуальные концентраторы снабжены дополнительными портами для подключения к высокоскоростной магистрали, совместимы с любыми другими сетевыми устройствами. Сетевой адаптер — это периферийное устройство компьютера, непосредственно взаимодействующее со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Сетевой адаптер снабжен собственным интерфейсом, который реализуется аппаратными и программными средствами. Аппаратные средства — контроллер, который принимает и передает данные, фиксируя их в своем процессоре. Программные средства — драйверы, которые представляют собой специальные программы, управляющие аппаратными средствами интерфейса. Функции сетевого адаптера: 1) Оформление передаваемой информации в виде кадра определенного формата. Кадр включает несколько служебных полей, среди которых имеется адрес компьютера назначения и контрольная сумма кадра, по которой сетевой адаптер станции назначения делает вывод о корректности доставленной по сети информации. 2) Получение доступа к среде передачи данных. В локальных сетях в основном применяются разделяемые между группой компьютеров каналы связи, доступ к которым предоставляется по специальному алгоритму (наиболее часто применяются метод случайного доступа). 3) Кодирование последовательности бит кадра последовательностью электрических сигналов при передаче данных и декодирование при их приеме. Кодирование должно обеспечить передачу исходной информацию по линиям связи с определенной полосой пропускания и определенным уровнем помех таким образом, чтобы принимающая сторона смогла распознать с высокой степенью вероятности посланную информацию. 4) Преобразование информации из параллельной формы в последовательную и обратно. Эта операция связана с тем, что для упрощения проблемы синхронизации сигналов и удешевления линий связи в вычислительных сетях информация передается в последовательной форме, бит за битом, а не побайтно, как внутри компьютера. 5) Синхронизация битов, байтов и кадров. Для устойчивого приема передаваемой информации необходимо поддержание постоянного синхронизма приемника и передатчика информации.
Сетевые адаптеры различаются: • по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных; • по типу принятой в сети сетевой технологии (Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п.).
|
