Методи комутації
Мультиплексування абонентських каналів. Комутація каналів на основі поділу часу. Розбиття повідомлення на пакети. Затримки передачі даних у мережах. Високошвидкісні мережі. Типи мережевих користувацьких інтерфейсів. Локалізація трафіку й ізоляція мереж.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курс лекций |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.10.2013 |
| Размер файла | 225,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для поділу мережі на сегменти використовуються мости і комутатори. Вони екранують локальний трафік усередині сегмента, не передаючи за його межі ніяких кадрів, крім тих, котрі адресовані комп'ютерам, що знаходяться в інших сегментах. Тим самим, мережа розпадається на окремі підмережі. Це дозволяє більш раціонально використовувати пропускну здатність наявних ліній зв'язку, з огляду на інтенсивність трафіка усередині кожної групи, а також активність обміну даними між групами.
Однак локалізація трафіка засобами мостів і комутаторів має істотні обмеження.
З одного боку, логічні сегменти мережі, розташовані між мостами, недостатньо ізольований один від одного, а саме, вони не захищені від, так званих, широкомовних штормів. Якщо яка-небудь станція посилає широкомовне повідомлення, то це повідомлення передається всім станціям усіх логічних сегментів мережі. Захист від широкомовних штормів у мережах, побудованих на основі мостів, має кількісний, а не якісний характер: адміністратор просто обмежує кількість широкомовних пакетів, які дозволяється генерувати деякому вузлу.
З іншого боку, використання механізму віртуальних сегментів, реалізованого в комутаторах локальних мереж, приводить до повної локалізації трафіка - такі сегменти цілком ізольовані один від одного, навіть у відношенні широкомовних кадрів. Тому в мережах, побудованих тільки на мостах і комутаторах, комп'ютери, що належать різним віртуальним сегментам, не утворять єдиної мережі.
Наведені недоліки мостів і комутаторів пов'язані з тим, що вони працюють по протоколах канального рівня, у яких у явному виді не визначається поняття частини мережі (чи підмережі, чи сегмента), яке можна було б використовувати при структуризації великої мережі. Замість того, щоб удосконалити канальний рівень, розроблювачі мережевих технологій вирішили доручити задачу побудови складеної мережі новому рівню - мережевому.
3.2 Узгодження протоколів канального рівня
Сучасні обчислювальні мережі часто будуються з використанням декількох різних базових технологій - Ethernet, Token Ring чи FDDI. Така неоднорідність виникає або при об'єднанні вже існуючих мереж, що використовують у своїх транспортних підсистемах різні протоколи канального рівня, або при переході до нових технологій, такх, як Fast Ethernet чи 100VG-AnyLAN.
Саме для утворення єдиної транспортної системи, що поєднує кілька мереж з різними принципами передачі інформації між кінцевими вузлами, і служить мережевий рівень. Коли дві чи більш мережі організують спільну транспортну службу, то такий режим взаємодії звичайно називають міжмережевою взаємодією (internetworking). Для позначення складеної мережі в англомовній літературі часто також використовується термін інтермережа (internetwork чи internet).
Створення складної структурованої мережі, що інтегрує різні базові технології, може здійснюватися і засобами канального рівня: для цього можуть бути використані деякі типи мостів і комутаторів. Однак можливістю трансляції протоколів канального рівня володіють далеко не всі типи мостів і комутаторів, до того ж можливості ці обмежені. Зокрема, у поєднуваних мережах повинні збігатися максимальні розміри полів даних у кадрах, тому що канальні протоколи, як правило, не підтримують функції фрагментації пакетів.
3.3 Маршрутизація в мережах з довільною топологією
Серед протоколів канального рівня деякі забезпечують доставку даних у мережах з довільною топологією, але тільки між парою сусідніх вузлів (наприклад, протокол PPP), а деякі - між будь-якими вузлами (наприклад, Ethernet), але при цьому мережа повинна мати топологію визначеного і дуже простого типу, наприклад, деревоподібну.
При об'єднанні в мережу декількох сегментів за допомогою мостів чи комутаторів продовжують діяти обмеження на її топологію: у мережі, що вийшла, повинні бути відсутніми петлі. Дійсно, міст чи його функціональний аналог - комутатор - можуть вирішувати задачу доставки пакета адресату тільки тоді, коли між відправником і одержувачем існує єдиний шлях. У той же час наявність надлишкових зв'язків, що і утворюють петлі, часто необхідна для кращого балансування навантаження, а також для підвищення надійності мережі за рахунок існування альтернативного маршруту на додаток до основного.
Мережевий рівень дозволяє передавати дані між будь-якими, довільно зв'язаними вузлами мережі.
Реалізація протоколу мережевого рівня має на увазі наявність у мережі спеціального пристрою - маршрутизатора. Маршрутизатори поєднують окремі мережі в загальну складену мережу (малюнок 1.1). Внутрішня структура кожної мережі не показана, тому що вона не має значення при розгляді мережевого протоколу. До кожного маршрутизатора можуть бути приєднані кілька мереж (принаймні дві).
У складних складених мережах майже завжди існує декілька альтернативних маршрутів для передачі пакетів між двома кінцевими вузлами. Задачу вибору маршрутів з декількох можливих вирішують маршрутизатори, а також кінцеві вузли.
Маршрут - це послідовність маршрутизаторів, яку повинен пройти пакет від відправника до пункту призначення.
Маршрутизатор вибирає маршрут на підставі свого представлення про поточну конфігурації мережі і відповідного критерію вибору маршруту. Звичайно як критерій виступає час проходження маршруту, що у локальних мережах збігається з довжиною маршруту, який вимірюється в кількості пройдених вузлів маршрутизації (у глобальних мережах приймається в розрахунок і час передачі пакета по кожній лінії зв'язку).
3.4 Протоколи передачі даних і протоколи обміну маршрутною інформацією
Для того, щоб мати інформацію про поточну конфігурації мережі, маршрутизатори обмінюються маршрутною інформацією між собою по спеціальному протоколу. Протоколи цього типу називаються протоколами обміну маршрутною інформацією (чи протоколами маршрутизації). Протоколи обміну маршрутною інформацією варто відрізняти від, власне, протоколів мережевого рівня. У той час як перші несуть чисто службову інформацію, другі призначені для передачі користувацьких даних, також, як це роблять протоколи канального рівня.
Для того, щоб доставити віддаленому маршрутизатору пакет протоколу обміну маршрутною інформацією, використовується протокол мережевого рівня, тому що тільки він може передати інформацію між маршрутизаторами, що знаходяться в різних мережах. Пакет протоколу обміну маршрутною інформацією міститься в поле даних пакета мережевого рівня, тому з погляду вкладеності пакетів протоколи маршрутизації варто віднести до більш високого рівня, чим мережевий. Але функціонально вони вирішують загальну задачу з пакетами мережевого рівня - доставляють кадри адресату через різнорідну складену мережу.
За допомогою протоколів обміну маршрутною інформацією маршрутизатори складають карту міжмережевих зв'язків того чи іншого ступеня подробиці і приймають рішення про то, якому наступному маршрутизатору потрібно передати пакет для утворення раціонального шляху.
На мережевому рівні працюють протоколи ще одного типу, що відповідають за відображення адреси вузла, використовуваного на мережевому рівні, у локальна адреса мережі. Такі протоколи часто називають протоколами дозволу адрес - Address Resolution Protocol, ARP. Іноді їх відносять не до мережевого рівня, а до канального, хоча тонкості класифікації не змінюють їхньої суті.
4. Стек протоколів TCP/IP
4.1 Історія і перспективи стека TCP/IP
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) - це промисловий стандарт стека протоколів, розроблений для глобальних мереж.
Стандарти TCP/IP опубліковані в серії документів, названих Request for Comment (RFC). Документи RFC описують внутрішню роботу мережі Internet. Деякі RFC описують мережні сервіси чи протоколи і їхню реалізацію, у той час як інші узагальнюють умови застосування. Стандарти TCP/IP завжди публікуються у виді документів RFC, але не всі RFC визначають стандарти.
Стек був розроблений з ініціативи Міністерства оборони США (Department of Defence, Do) більш 20 років тому для зв'язку експериментальної мережі ARPAnet з іншими сателітними мережами як набір загальних протоколів для різнорідного обчислювального середовища. Мережа ARPA підтримувала розроблювачів і дослідників у військових областях. У мережі ARPA зв'язок між двома комп'ютерами здійснювалася з використанням протоколу Internet Protocol (IP), що і донині є одним з основних у стеку TCP/IP і фігурує в назві стека.
Великий внесок у розвиток стека TCP/IP вніс університет Берклі, реалізувавши протоколи стека у своїй версії ОС UNIX. Широке поширення ОС UNIX привело і до широкого поширення протоколу IP і інших протоколів стека. На цьому ж стеку працює всесвітня інформаційна мережа Internet, чий підрозділ Internet Engineering Task Force (IETF) вносить основний вклад в удосконалювання стандартів стека, які публікуються у формі специфікацій RFC.
Якщо в даний час стек TCP/IP розповсюджений в основному в мережах з ОС UNIX, то реалізація його в останніх версіях мережевих операційних систем для персональних комп'ютерів (Windows NT 3.5, NetWare 4.1, Windows 95) є гарною передумовою для швидкого росту числа установок стека TCP/IP.
Отже, що лідирує роль стека TCP/IP порозумівається наступними його властивостями:
Це найбільш завершений стандартний і в той же час популярний стек мережевих протоколів, що має багаторічну історію.
Майже усі великі мережі передають основну частину свого трафіка за допомогою протоколу TCP/IP.
Це метод одержання доступу до мережі Internet.
Цей стек є основою для створення intranet - корпоративної мережі, що використовує транспортні послуги Internet і гіпертекстову технологію WWW, розроблену в Internet.
Усі сучасні операційні системи підтримують стек TCP/IP.
Це гнучка технологія для з'єднання різнорідних систем як на рівні транспортних підсистем, так і на рівні прикладних сервісів.
Це стійке масштабоване міжплатформене середовище для додатків клієнт-сервер.
4.2 Структура стека TCP/IP. Коротка характеристика протоколів
Тому що стек TCP/IP був розроблений до появи моделі взаємодії відкритих систем ISO/OSI, то, хоча він також має багаторівневу структуру, відповідність рівнів стека TCP/IP рівням моделі OSI досить умовно.
Самий нижній (рівень IV) відповідає фізичному і канальному рівням моделі OSI. Цей рівень у протоколах TCP/IP не регламентується, але підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівня: для локальних мереж це Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальних мереж - протоколи з'єднань «точка-крапка» SLIP і PPP, протоколи територіальних мереж з комутацією пакетів X.25, frame relay. Розроблена також спеціальна специфікація, що визначає використання технології ATM як транспорт канального рівня. Звичайно з появою нової технології локальних чи глобальних мереж вона швидко включається в стек TCP/IP за рахунок розробки відповідного RFC, що визначає метод інкапсуляції пакетів IP у її кадри.
Наступний рівень (рівень III) - це рівень міжмережевої взаємодії, що займається передачею пакетів з використанням різних транспортних технологій локальних мереж, територіальних мереж, ліній спеціального зв'язку і т. п.
Як основний протокол мережевого рівня (у термінах моделі OSI) у стеку використовується протокол IP, що споконвічно проектувався як протокол передачі пакетів у складених мережах, що складаються з великої кількості локальних мереж, об'єднаних як локальними, так і глобальними зв'язками. Тому протокол IP добре працює в мережах зі складною топологією, раціонально використовуючи наявність у них підсистем і ощадливо витрачаючи пропускну здатність низькошвидкісних ліній зв'язку. Протокол IP є дейтаграмним протоколом, тобто він не гарантує доставку пакетів до вузла призначення, але намагається це зробити.
До рівня міжмережевої взаємодії відносяться і всі протоколи, зв'язані зі складанням і модифікацією таблиць маршрутизації, такі як протоколи збору маршрутної інформації RIP (Routing Internet Protocol) і OSPF (Open Shortest Path First), а також протокол міжмережевих керуючих повідомлень ICMP (Internet Control Message Protocol). Останній протокол призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутизаторами мережі і вузлом - джерелом пакета. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляється про неможливість доставки пакета, про перевищення часу чи життя тривалості зборки пакета з фрагментів, про аномальні величини параметрів, про зміну маршруту пересилання і типу обслуговування, про стан системи і т. п.
Наступний рівень (рівень II) називається основним. На цьому рівні функціонують протокол керування передачею TCP (Transmission Control Protocol) і протокол дейтаграм користувача UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP забезпечує надійну передачу повідомлень між віддаленими прикладними процесами за рахунок утворення віртуальних з'єднань. Протокол UDP забезпечує передачу прикладних пакетів дейтаграмним способом, як і IP, і виконує тільки функції сполучного ланки між мережним протоколом і численними прикладними процесами.
Верхній рівень (рівень I) називається прикладним. За довгі роки використання в мережах різних країн і організацій стек TCP/IP нагромадив велику кількість протоколів і сервісів прикладного рівня. До них відносяться такі широко використовувані протоколи, як протокол копіювання файлів FTP, протокол емуляції термінала telnet, поштовий протокол SMTP, використовуваний в електронній пошті мережі Internet, гіпертекстові сервіси доступу до віддаленої інформації, такі як WWW і багато хто інші. Зупинимося декілька докладніше на деякі з них.
Протокол пересилання файлів FTP (File Transfer Protocol) реалізує віддалений доступ до файлу. Для того, щоб забезпечити надійну передачу, FTP використовує як транспорт протокол із установленням з'єднань - TCP. Крім пересилання файлів протокол FTP пропонує й інші послуги. Так, користувачу надається можливість інтерактивної роботи з віддаленою машиною, наприклад, він може роздрукувати вміст її каталогів. Нарешті, FTP виконує аутентифікацію користувачів. Перш, ніж одержати доступ до файлу, відповідно до протоколу користувачі повинні повідомити своє ім'я і пароль. Для доступу до публічних каталогів FTP-архівів Internet парольна аутентифікація не потрібна, і її обходять за рахунок використання для такого доступу визначеного імені користувача Anonymous.
У стеку TCP/IP протокол FTP пропонує найбільш широкий набір послуг для роботи з файлами, однак він є і самим складної для програмування. Додатка, яким не вимагаються всі можливості FTP, можуть використовувати іншої, більш економічний протокол - найпростіший протокол пересилання файлів TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Цей протокол реалізує тільки передачу файлів, причому як транспорт використовується більш простій, чим TCP, протокол без установлення з'єднання - UDP.
Протокол telnet забезпечує передачу потоку байтів між процесами, а також між процесом і терміналом. Найбільше часто цей протокол використовується для емуляції термінала віддаленого комп'ютера. При використанні сервісу telnet користувач фактично керує віддаленим комп'ютером так само, як і локальний користувач, тому такий вид доступу вимагає гарного захисту. Тому сервери telnet завжди використовують як мінімум аутентифікацію по паролі, а іноді і більш могутні засоби захисту, наприклад, систему Kerberos.
Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) використовується для організації мережевого керування. Споконвічно протокол SNMP був розроблений для віддаленого контролю і керування маршрутизаторами Internet, що традиційно часто називають також шлюзами. З ростом популярності протокол SNMP стали застосовувати і для керування будь-яким комунікаційним устаткуванням - концентраторами, мостами, мережними адаптерами і т.д. і т. п. Проблема керування в протоколі SNMP розділяється на двох задач.
Перша задача зв'язана з передачею інформації. Протоколи передачі керуючої інформації визначають процедуру взаємодії SNMP-агента, що працює в керованому устаткуванні, і SNMP-монітора, що працює на комп'ютері адміністратора, що часто називають також консоллю керування. Протоколи передачі визначають формати повідомлень, якими обмінюються агенти і монітор.
Друга задача зв'язана з контрольованими перемінними, що характеризують стан керованого пристрою. Стандарти регламентують, які дані повинні зберігатися і накопичуватися в пристроях, імена цих даних і синтаксис цих імен. У стандарті SNMP визначена специфікація інформаційної бази дані керування мережею. Ця специфікація, відома як база даних MIB (Management Information Base), визначає ті елементи даних, що керований пристрій повинен зберігати, і припустимі операції над ними.
4.3 Адресація в IP-мережах
Типи адрес: фізична (MAC-адреса), мережева (IP-адреса) і символьна (DNS-ім'я)
Кожен комп'ютер у мережі TCP/IP має адреси трьох рівнів:
Локальна адреса вузла, обумовлена технологією, за допомогою якої побудована окрема мережа, d котру входить даний вузол. Для вузлів, що входять у локальні мережі - це Мас-адреса мережевого адаптера чи порту маршрутизатора, наприклад, 11-А0-17-3D-BC-01. Ці адреси призначаються виробниками устаткування і є унікальними, тому що керуються централізовано. Для всіх існуючих технологій локальних мереж Мас-адреса має формат 6 байтів: старші 3 байти - ідентифікатор фірми виробника, а молодші 3 байти призначаються унікальним чином самим виробником. Для вузлів, що входять у глобальні мережі, такі як Х.25 чи frame relay, локальна адреса призначається адміністратором глобальної мережі.
IP-адреса, що складається з 4 байт, наприклад, 109.26.17.100. Ця адреса використовується на мережевому рівні. Він призначається адміністратором під час конфігурівання комп'ютерів і маршрутизаторів. IP-адреса складається з двох частин: номера мережі і номери вузла. Номер мережі може бути обраний адміністратором довільно, або призначений за рекомендацією спеціального підрозділу Internet (Network Information Center, NIC), якщо мережа повинна працювати як складова частина Internet. Звичайно провайдери послуг Internet одержують діапазони адрес у підрозділів NIC, а потім розподіляють їх між своїми абонентами.
Номер вузла в протоколі IP призначається незалежно від локальної адреси вузла. Розподіл IP-адреси на поле номера мережі і номери вузла - гнучке, і границя між цими полями може встановлюватися дуже довільно. Вузол може входити в кілька IP-мереж. У цьому випадку вузол повинен мати кілька IP-адрес, по числу мережевих зв'язків. У такий спосіб IP-адреса характеризує не окремий чи комп'ютер маршрутизатор, а одне мережне з'єднання.
Символьний ідентифікатор-ім'я, наприклад, SERV1.IBM.COM. Ця адреса призначається адміністратором і складається з декількох частин, наприклад, імені машини, імені організації, імені домена. Така адреса, називана також DNS-ім'ям, використовується на прикладному рівні, наприклад, у протоколах FTP чи telnet.
4.3.1 Три основні класи IP-адрес
IP-адреса має довжину 4 байти і звичайно записується у виді чотирьох чисел, що представляють значення кожного байта в десятковій формі, і розділених крапками, наприклад:
128.10.2.30 - традиційна десяткова форма представлення адреси,
10000000 00001010 00000010 00011110 - двійкова форма представлення цієї ж адреси.
Адреса складається з двох логічних частин - номера мережі і номери вузла в мережі. Яка частина адреси відноситься до номера мережі, а яка до номера вузла, визначається значеннями перших бітів адреси:
Якщо адреса починається з 0, то мережу відносять до класу А, і номер мережі займає один байт, інші 3 байти інтерпретуються як номер вузла в мережі. Мережі класу А мають номера в діапазоні від 1 до 126. (Номер 0 не використовується, а номер 127 зарезервований для спеціальних цілей, про що буде сказано нижче.) У мережах класу А кількість вузлів повинна бути більше 216, але не перевищувати 224.
Якщо перші два біти адреси рівні 10, то мережа відноситься до класу В и є мережею середніх розмірів з числом вузлів 28 - 216. У мережах класу В під адресу мережі і під адресу вузла приділяється по 16 бітів, тобто по 2 байти.
Якщо адреса починається з послідовності 110, то це мережа класу С с числом вузлів не більше 28. Під адресу мережі приділяється 24 битка, а під адресу вузла - 8 бітів.
Якщо адреса починається з послідовності 1110, то він є адресою класу D і позначає особливу, групову адресу - multicast. Якщо в пакеті як адресу призначення зазначена адреса класу D, то такий пакет повинні одержати усі вузли, яким привласнений дана адреса.
Якщо адреса починається з послідовності 11110, то це адреса класу Е, вона зарезервований для майбутніх застосувань.
4.3.2 Угоди про спеціальні адреси: broadcast, multicast, loopback
У протоколі IP існує кілька угод про особливу інтерпретацію IP-адрес:
якщо IР-адреса складається тільки з двійкових нулів, то він позначає адресу того вузла, що згенерував цей пакет;
якщо в полі номера мережі міститься 0, то за замовчуванням вважається, що цей вузол належить тієї ж самої мережі, що і вузол, що відправив пакет;
якщо всі двійкові розряди IP-адреси рівні 1, то пакет з такою адресою призначення повинен розсилатися всім вузлам, що знаходяться в тій же мережі, що і джерело цього пакета. Таке розсилання називається обмеженим широкомовним повідомленням (limited broadcast);
якщо в поле адреси призначення коштують суцільні 1, то пакет, що має така адреса розсилається всім вузлам мережі з заданим номером. Таке розсилання називається широкомовним повідомленням (broadcast);
адреса 127.0.0.1 зарезервований для організації зворотного зв'язку при тестуванні роботи програмного забезпечення вузла без реального відправлення пакета по мережі. Ця адреса має назва loopback.
Уже згадувана форма групової IP-адреси - multicast - означає, що даний пакет повинен бути доставлений відразу декільком вузлам, що утворять групу з номером, зазначеним у поле адреси. Вузли самі ідентифікують себе, тобто визначають, до якій із груп вони відносяться. Той самий вузол може входити в кілька груп. Такі повідомлення на відміну від широкомовних називаються мультивіщательні. Групова адреса не поділяється на поле номера мережі і вузла й обробляється маршрутизатором особливим чином.
У протоколі IP немає поняття широкомовності в тому змісті, у якому воно використовується в протоколах канального рівня локальних мереж, коли дані повинні бути доставлені абсолютно всім вузлам. Як обмежена широкомовна IP-адреса, так і широкомовна IP-адреса має межі поширення в інтермережі - вони обмежені або мережею, до якої належить вузол - джерело пакета, або мережею, номер якої зазначений в адресі призначення. Тому розподіл мережі за допомогою маршрутизаторів на частині локалізує широкомовний шторм межами однієї зі складових загальну мережу частин просто тому, що немає способу адресувати пакет одночасно всім вузлам усіх мереж складеної мережі.
4.4 Структура зв'язків протокольних модулів
Логічна структура мережевого програмного забезпечення, що реалізує протоколи сімейства TCP/IP у кожнім вузлі мережі internet, зображена на малюнку. Прямокутники позначають обробку даних, а лінії, що з'єднують прямокутники, - шляху передачі даних. Горизонтальна лінія внизу малюнка позначає кабель мережі Ethernet, що використовується як приклад фізичного середовища; «o» - це трансивер. Знак «*» - позначає IP-адреса, а «@» - адреса вузла в мережі Ethernet (Ethernet-адреса). Розуміння цієї логічної структури є основою для розуміння всієї технології internet. Надалі ми будемо часто посилатися на цю схему.
Машина може бути підключена одночасно до декількох середовищ передачі даних. На мал. 3 показана машина з двома мережними інтерфейсами Ethernet. Помітимо, що вона має 2 Ethernet-адреси і 2 IP-адреси.
Таким чином, він здійснює мультиплексування вхідних і вихідних даних в обох напрямках. Модуль IP у даному випадку складніше, ніж у першому прикладі, тому що може передавати дані між мережами. Дані можуть надходити через будь-який мережевий інтерфейс і бути ретранслированы через будь-який інший мережевий інтерфейс. Процес передачі пакета в іншу мережу називається ретрансляцією IP-пакета. Машина, що виконує ретрансляцію, називається шлюзом. [1]
4.5 Відображення фізичних адрес на IP-адреси: протоколи ARP і RARP
У протоколі IP-адреса вузла, тобто адреса чи комп'ютера порту маршрутизатора, призначається довільно адміністратором мережі і прямо не зв'язаний з його локальною адресою, як це зроблено, наприклад, у протоколі IPX. Підхід, використовуваний у IP, зручно використовувати у великих мережах і через його незалежність від формату локальної адреси, і через стабільність, тому що в противному випадку, при зміні на комп'ютері мережевого адаптера ця зміна повинні б були враховувати всі адресати всесвітньої мережі Internet (у тому випадку, звичайно, якщо мережа підключена до Internet'у).
Локальна адреса використовується в протоколі IP тільки в межах локальної мережі при обміні даними між маршрутизатором і вузлом цієї мережі. Маршрутизатор, одержавши пакет для вузла однієї з мереж, безпосередньо підключених до його портів, повинен для передачі пакета сформувати кадр відповідно до вимог прийнятої в цій мережі технології і вказати в ньому локальна адреса вузла, наприклад його Мас-адреса. У пакеті, що прийшов, ця адреса не зазначена, тому перед маршрутизатором устає задача пошуку його по відомій IP-адресі, що зазначена в пакеті як адресу призначення. З аналогічною задачею зіштовхується і кінцевий вузол, коли він хоче відправити пакет у віддалену мережу через маршрутизатор, підключений до тієї ж локальної мережі, що і даний вузол.
Для визначення локальної адреси по IP-адресі використовується протокол дозволу адреси Address Resolution Protocol, ARP. Протокол ARP працює різним чином у залежності від того, який протокол канального рівня працює в даній мережі - протокол локальної мережі (Ethernet, Token Ring, FDDI) з можливістю широкомовного доступу одночасно до усіх вузлів мережі, чи ж протокол глобальної мережі (X.25, frame relay), як правило не підтримуючий широкомовний доступ. Існує також протокол, що вирішує зворотну задачу - перебування IP-адреси по відомій локальній адресі. Він називається реверсивний ARP - RARP (Reverse Address Resolution Protocol) і використовується при старті бездискових станцій, що не знають у початковий момент своєї IP-адреси, але знаючих адресу свого мережевого адаптера.
У локальних мережах протокол ARP використовує широкомовні кадри протоколу канального рівня для пошуку в мережі вузла з заданою IP-адресою.
Вузол, якому потрібно виконати відображення IP-адреси на локальну адресу, формує ARP запит, вкладає його в кадр протоколу канального рівня, вказуючи в ньому відома IP-адреса, і розсилає запит широкомовно. Усі вузли локальної мережі одержують ARP запит і порівнюють зазначений там IP-адреса з власним. У випадку їхнього збігу вузол формує ARP-відповідь, у якому указує своя IP-адреса і своя локальна адреса і відправляє його вже направлено, тому що в ARP запиті відправник указує свою локальну адресу. ARP-запити і відповіді використовують той самий формат пакета. Тому що локальні адреси можуть у різних типах мереж мати різну довжину, то формат пакета протоколу ARP залежить від типу мережі.
У поле типу мережі для мереж Ethernet указується значення 1. Поле типу протоколу дозволяє використовувати пакети ARP не тільки для протоколу IP, але і для інших мережевих протоколів. Для IP значення цього поля дорівнює 080016.
Довжина локальної адреси для протоколу Ethernet дорівнює 6 байтам, а довжина IP-адреси - 4 байтам. У поле операції для ARP запитів указується значення 1 для протоколу ARP і 2 для протоколу RARP.
Вузол, що відправляє ARP-запит, заповнює в пакеті всі поля, крім поля шуканої локальної адреси (для RARP-запиту не вказується шукана IP-адреса). Значення цього поля заповнюється вузлом, що пізнав свою IP-адресу.
У глобальних мережах адміністратору мережі найчастіше доводиться вручну формувати ARP-таблиці, у яких він задає, наприклад, відповідність IP-адреси адресі вузла мережі X.25, що має смисл локальної адреси. Останнім часом намітилася тенденція автоматизації роботи протоколу ARP і в глобальних мережах. Для цієї мети серед усіх маршрутизаторів, підключених до якої-небудь глобальної мережі, виділяється спеціальний маршрутизатор, що веде ARP-таблицю для всіх інших вузлів і маршрутизаторів цієї мережі. При такому централізованому підході для усіх вузлів і маршрутизаторів вручну потрібно задати тільки IP-адреса і локальна адреса виділеного маршрутизатора. Потім кожен вузол і маршрутизатор реєструє свої адреси у виділеному маршрутизаторі, а при необхідності установлення відповідності між IP-адресою і локальною адресою вузол звертається до виділеного маршрутизатора з запитом і автоматично одержує відповідь без участі адміністратора.
мультиплексування комутація мережа трафік
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Можливості технології синхронної ієрархії SDH по створенню транспортних мереж даних і формуванню цифрових каналів в широкому діапазоні швидкостей. Техніка комутації каналів з двоточковою топологією між користувацькими пристроями, підключеними до мережі.
реферат [158,9 K], добавлен 05.02.2015Аналіз організації передачі даних по каналах комп’ютерних мереж. Фізична сутність та порядок організації їх каналів. Сутність існуючих методів доступу до каналів комп’ютерних мереж. Місце процесів авторизації доступу при організації інформаційних систем.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 12.09.2010Вимоги до транспортної мережі NGN. Порівняльний аналіз технологій транспортних мереж: принцип комутації, встановлення з'єднання, підтримка технології QoS, можливості масштабування мережі. Поняття про Traffic Engineering. Оптимізація характеристик мереж.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 22.09.2011Проблема зростання ємності і трафіку телефонних мереж, збільшення кількості телекомунікаційних служб. Розробка міської телефонної мережі з використанням аналогових систем комутації. Схема і комутаційний граф двокаскадного комутаційного блоку ВПВП.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.02.2015Базові принципи, що лежать в основі технології ATM. Мережі з встановленням з'єднання. Рівень адаптації ATM і якість сервісу. Типи віртуальних каналів. Стандарти моделі АТМ, архітектура, фізичний рівень. Функції передачі сигналів і управління трафіком.
реферат [395,7 K], добавлен 05.02.2015Основні терміни і поняття: складання глосарію. Сучасний рівень документних комунікацій у розвитку підприємництва. Характеристика основних каналів передачі ділової інформації. Схема еволюції комунікаційних каналів за період соціального розвитку людства.
контрольная работа [79,3 K], добавлен 10.03.2010Специфіка різних сфер застосування систем зв'язку. Структурні схеми каналів передачі інформації, перетворення інформації в кодуючому пристрої. Поняття детермінованого, недетермінованого, випадкового сигналу. Особливості передачі і збереження інформації.
реферат [286,2 K], добавлен 03.04.2010Визначення типів оптичного волокна. Сутність і математичний закон Снеліуса. Характеристики оптичних інтерфейсів GigaEthernet. Розрахунок числа проміжних регенераторів, відстані між ними, рівня прийому на основі даних для оптичних інтерфейсів SDH.
контрольная работа [491,9 K], добавлен 06.11.2016Синтез двокаскадного комутаційного блоку, схема включення точки комутації багатократного координатного з'єднувача. Проектування міської телефонної мережі, що складається з чотирьох районних АТС, в яку ввімкнено координатну підстанцію типу ПСК-1000К.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.02.2015Поняття, сутність, призначення і класифікація комп’ютерних мереж, особливості передачі даних в них. Загальна характеристика локальних комп’ютерних мереж. Етапи формування та структура мережі Інтернет, а також рекомендації щодо збереження інформації у ній.
реферат [48,1 K], добавлен 05.12.2010
