Глобальные сети

Міністерство освіти і науки України

Шосткинський інститут Сумського Державного університету

Кафедра системотехніки і інформаційних технологій

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни:

"Експлуатація і адміністрування комп'ютерних і телекомунікаційних мереж"

Виконала студентка

гр.Су-61ш Сподах К.М.

Перевірив викладач Шевчишен С.Ю.

Шостка 2010



Содержание

1. Глобальные сети с коммутацией каналов

2. Принцип архитектуры "клиент - сервер"

3. Структура стека TCP\IP. Краткая характеристика протоколов

4. Технология многопротокольной коммутации по меткам (Multiprotocol Label Switching - MPLS)

5. Сетевые команды Windows XP(рассмотренные во время лабораторных работ). Кратко назначение и основные опции



1. Глобальные сети с коммутацией каналов

Сегодня для построения глобальных связей в корпоративной сети доступны сети с коммутацией каналов двух типов - традиционные аналоговые телефонные сети и цифровые сети с интеграцией услуг ISDN. Достоинством сетей с коммутацией каналов является их распространенность, что характерно особенно для аналоговых телефонных сетей. В последнее время сети ISDN во многих странах также стали вполне доступны корпоративному пользователю. Телефонные сети, полностью построенные на цифровых коммутаторах, и сети ISDN свободны от многих недостатков традиционных аналоговых телефонных сетей. Они предоставляют пользователям высококачественные линии связи, а время установления соединения в сетях ISDN существенно сокращено. ISDN - сети с интегральными услугами

Цели и история создания технологии ISDN

ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровые сети с интегральными услугами) относятся к сетям, в которых основным режимом коммутации является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Архитектура сети ISDN предусматривает несколько видов: · некоммутируемые средства (выделенные цифровые каналы); · коммутируемая телефонная сеть общего пользования; · сеть передачи данных с коммутацией каналов; · сеть передачи данных с коммутацией пакетов; · сеть передачи данных с трансляцией кадров (frame relay); · средства контроля и управления работой сети. Как видно из приведенного списка, транспортные службы сетей ISDN действительно покрывают очень широкий спектр услуг, включая популярные услуги frame relay. Кроме того, большое внимание уделено средствам контроля сети, которые позволяют маршрутизировать вызовы для установления соединения с абонентом сети, а также осуществлять мониторинг и управление сетью. Управляемость сети обеспечивается интеллектуальностью коммутаторов и конечных узлов сети, поддерживающих стек протоколов, в том числе и специальных протоколов управления. Стандарты ISDN описывают также ряд услуг прикладного уровня: факсимильную связь на скорости 64 Кбит/с, телексную связь на скорости 9600 бит/с, видеотекс на скорости 9600 бит/с и некоторые другие. На практике не все сети ISDN поддерживают все стандартные службы. Служба frame relay хотя и была разработана в рамках сети ISDN, однако реализуется, как правило, с помощью отдельной сети коммутаторов кадров, не пересекающейся с сетью коммутаторов ISDN. Базовой скоростью сети ISDN является скорость канала DS-0, то есть 64 Кбит/с. Эта скорость ориентируется на самый простой метод кодирования голоса - ИКМ, хотя дифференциальное кодирование и позволяет передавать голос с тем же качеством на скорости 32 или 16 Кбит/с. Пользовательские интерфейсы ISDN

Одним из базовых принципов ISDN является предоставление пользователю стандартного интерфейса, с помощью которого пользователь может запрашивать у сети разнообразные услуги. Этот интерфейс образуется между двумя типами оборудования, устанавливаемого в помещении пользователя (Customer Premises Equipment, СРЕ): терминальным оборудованием пользователя ТЕ (компьютер с соответствующим адаптером, маршрутизатор, телефонный аппарат) и сетевым окончанием NT, которое представляет собой устройство, завершающее канал связи с ближайшим коммутатором ISDN. Пользовательский интерфейс основан на каналах трех типов: · В- со скоростью передачи данных 64 Кбит/с; · D - со скоростью передачи данных 16 или 64 Кбит/с; · Н - со скоростью передачи данных 384 Кбит/с (НО), 1536 Кбит/с (НИ) или 1920 Кбит/с (Н12). Каналы типа В обеспечивают передачу пользовательских данных (оцифрованного голоса, компьютерных данных или смеси голоса и данных) и с более низкими скоростями, чем 64 Кбит/с. Канал типа В может также подключать пользователя к коммутатору сети Х.25. Канал типа D выполняет две основные функции. Первой и основной является передача адресной информации, на основе которой осуществляется коммутация каналов типа В в коммутаторах сети. Второй функцией является поддержание услуг низкоскоростной сети с коммутацией пакетов для пользовательских данных. Обычно эта услуга выполняется сетью в то время, когда каналы типа D свободны от выполнения основной функции. Каналы типа Н предоставляют пользователям возможности высокоскоростной передачи данных. На них могут работать службы высокоскоростной передачи факсов, видеоинформации, качественного воспроизведения звука. Пользовательский интерфейс ISDN представляет собой набор каналов определенного типа и с определенными скоростями. Сеть ISDN поддерживает два типа пользовательского интерфейса - начальный (Basic Rate Interface, BRI) и основной (Primay Rate Interface, PRI). Начальный интерфейс BRI предоставляет пользователю два канала по 64 Кбит/с для передачи данных (каналы типа В) и один канал с пропускной способностью 16 Кбит/с для передачи управляющей информации (канал типа D). Все каналы работают в полнодуплексном режиме. В результате суммарная скорость интерфейса BRI для пользовательских данных составляет 144 Кбит/с по каждому направлению, а с учетом служебной информации - 192 Кбит/с. Данные по интерфейсу BRI передаются кадрами, состоящими из 48 бит. Основной интерфейс PRI предназначен для пользователей с повышенными требованиями к пропускной способности сети. В обеих схемах канал D обеспечивает скорость 64 Кбит/с. Ввиду большой популярности скорости цифровых каналов 2,048 Мбит/с в Европе и скорости 1,544 Мбит/с в остальных регионах, привести стандарт на интерфейс PRI к общему варианту не удалось. Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN осуществляется в соответствии со схемой подключения, разработанной CCITT. Оборудование делится на функциональные группы, и в зависимости от группы различается несколько справочных точек (reference points) соединения разных групп оборудования между собой. Подключение пользовательского оборудования ISDN Устройства функциональной группы NT1 (Network Termination 1) образуют цифровое абонентское окончание (Digital Suscriber Line, DSL) на кабеле, соединяющем пользовательское оборудование с сетью ISDN. Если пользователь подключен через интерфейс BRI, то цифровое абонентское окончание выполнено по 2-проводной схеме (как и обычное окончание аналоговой телефонной сети). Устройства функциональной группы NT2 (Network Termination 2) представляют собой устройства канального или сетевого уровня, которые выполняют функции концентрации пользовательских интерфейсов и их мультиплексирование. Устройства функциональной группы ТЕ1 (Terminal Equipment 1) относятся к устройствам, которые поддерживают интерфейс пользователя BRI или PRI. Устройства функциональной группы ТЕ2 (Terminal Equipment 2) представляют собой устройства, которые не поддерживают интерфейс BRI или PRI. Таким устройством может быть компьютер, маршрутизатор с последовательными интерфейсами, не относящимися к ISDN. Физическая длина интерфейса PRI колеблется от 100 до 1000 м в зависимости от схемы подключения устройств. Адресация в сетях ISDN

Технология ISDN разрабатывалась как основа всемирной телекоммуникационной сети, позволяющей связывать как телефонных абонентов, так и абонентов других глобальных сетей - компьютерных, телексных. Поэтому при разработке схемы адресации узлов ISDN необходимо было, во-первых, сделать эту схему достаточно емкой для всемирной адресации, а во-вторых, совместимой со схемами адресации других сетей, чтобы абоненты этих сетей, в случае соединения своих сетей через сеть ISDN, могли бы пользоваться привычными форматами адресов. Разработчики стека TCP/IP пошли по пути введения собственной системы адресации, независимой от систем адресации объединяемых сетей. Разработчики технологии ISDN пошли по другому пути - они решили добиться использования в адресе ISDN адресов объединяемых сетей. Основное назначение ISDN - это передача телефонного трафика. Поэтому за основу адреса ISDN был взят формат международного телефонного плана номеров, описанный в стандарте ITU-T E.163. Однако этот формат был расширен для поддержки большего числа абонентов и для использования в нем адресов других сетей, например Х.25. Стандарт адресации в сетях ISDN получил номер Е.164. Стандарт ISO 7498 определяет достаточно сложный формат адреса, причем основой схемы адресации являются первые два поля. Поле AFI (Athority and Formay Identifier) задает значения всех остальных полей адреса и формат этих полей. Значением поля AFI является один из 6 типов поддоменов глобального домена адресации: · четыре типа доменов соответствуют четырем типам публичных телекоммуникационных сетей - сетей с коммутацией пакетов, телексных сетей, публичных телефонных сетей и сетей ISDN; · пятый тип домена - это географический домен, который назначается каждой стране (в одной стране может быть несколько географических доменов); · шестой тип домена - это домен организационного типа, в который входят международные организации, например ООН или АТМ Forum. За полем AFI идет поле IDI (Initial Domail Identifier) - поле начального идентификатора домена, а за ним располагается дополнительное поле DSP (Domain Specific Part), которое может нести дополнительные цифры номера абонента, если разрядности поля INI не хватает. Еще одним способом вызова абонентов из других сетей является указание в адресе ISDN двух адресов: адреса ISDN пограничного устройства, например, соединяющего сеть ISDN с сетью Х.25, и адреса узла в сети Х.25. Адреса должны разделяться специальным разделителем. Два адреса используются за два этапа - сначала сеть ISDN устанавливает соединение типа коммутируемого канала с пограничным устройством, присоединенным к сети ISDN, а затем передает ему вторую часть адреса, чтобы это устройство осуществило соединение с требуемым абонентом.

Стек протоколов и структура сети ISDN

В сети ISDN существуют два стека протоколов: стек каналов типа D и стек каналов типа В. Каналы типа D образуют достаточно традиционную сеть с коммутацией пакетов. Прообразом этой сети послужила технология сетей Х.25. Для сети каналов D определены три уровня протоколов: физический протокол определяется стандартом 1.430/431, канальный протокол LAP-D определяется стандартом Q.921, а на сетевом уровне может использоваться протокол Q.931, с помощью которого выполняется маршрутизация вызова абонента службы с коммутацией каналов, или же протокол Х.25 - в этом случае в кадры протокола LAP-D вкладываются пакеты Х.25 и коммутаторы ISDN выполняют роль коммутаторов Х.25. Сеть каналов типа D внутри сети ISDN служит транспортным уровнем для так называемой системы сигнализации номер 7 (Signal System Number 7, SS7). Система SS7 была разработана для целей внутреннего мониторинга и управления коммутаторами телефонной сети общего назначения. Эта система применяется и в сети ISDN. Служба SS7 относится к прикладному уровню модели OSI. Конечному пользователю ее услуги недоступны, так как сообщениями SS7 коммутаторы сети обмениваются только между собой. Каналы типа В образуют сеть с коммутацией цифровых каналов. В терминах модели OSI на каналах типа В в коммутаторах сети ISDN определен только протокол физического уровня - протокол 1.430/431. Коммутация каналов типа В происходит по указаниям, полученным по каналу D. Когда пакеты протокола Q.931 маршрутизируются коммутатором, то при этом происходит одновременная коммутация очередной части составного канала от исходного абонента к конечному. Протокол Q.931 переносит в своих пакетах адрес ISDN вызываемого абонента, на основании которого и происходит настройка коммутаторов на поддержку составного канала типа В.

2. Принцип архитектуры "клиент - сервер"

Основные особенности архитектуры "клиент-сервер"

Одна из моделей взаимодействия компьютеров в сети получила название "клиент-сервер" (Рис. 1.). Каждый из составляющих эту архитектуру элементов играет свою роль: сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы, клиент имеет возможность воспользоваться ими.

Рис. 1. Архитектура "клиент-сервер"

Сервер базы данных представляет собой мультипользовательскую версию СУБД, параллельно обрабатывающую запросы, поступившие со всех рабочих станций. В его задачу входит реализация логики обработки транзакций с применением необходимой техники синхронизации - поддержки протоколов блокирования ресурсов, обеспечение, предотвращение и/или устранения тупиковых ситуаций.

В ответ на пользовательский запрос рабочая станция получит не "сырье" для последующей обработки, а готовые результаты. Программное обеспечение рабочей станции при такой архитектуре играет роль только внешнего интерфейса (Front - end) централизованной системы управления данными. Это позволяет существенно уменьшить сетевой трафик, сократить время на ожидание блокированных ресурсов данных в мультипользовательском режиме, разгрузить рабочие станции и при достаточно мощной центральной машине использовать для них более дешевое оборудование.

Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, и в этом случае они входят в состав или образуют систему распределенной обработки данных.

Для современных СУБД архитектура "клиент-сервер" стала фактически стандартом. Если предполагается, что проектируемая информация будет иметь архитектуру "клиент-сервер", то это означает, что прикладные программы, реализованные в ее рамках, будут иметь распределенный характер, т. е. часть функций приложений будет реализована в программе-клиенте, другая - в программе-сервере. Основной принцип технологии "клиент-сервер" заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на четыре группы:

функции ввода и отображения данных;

прикладные функции, характерные для предметной области;

фундаментальные функции хранения и управления ресурсами (базами данных);

служебные функции.

Исходя из этого деления любое приложение может состоять из следующих компонентов:

компонент представления (функции 1-й группы);

прикладной компонент (функции 2-й группы);

компонент доступа к информационным ресурсам (функции 3-ей группы и протокол их взаимодействия).

Различия определяются четырьмя факторами:

какие виды программного обеспечения в логических компонентах;

какие механизмы программного обеспечения используются для реализации функций трех групп;

как логические компоненты распределяются компьютерами в сети;

какие механизмы используются для связи компонент между собой.

Исходя из этого, рассмотрим четыре подхода, реализованные в моделях технологии "клиент-сервер".

FS-модель

Базовая для локальных сетей персональных компьютеров. Применялась для разработки информационных систем на базе FoxPRO, Clipper, Paradox.

Основные свойства:

выделяется файл-сервер для реализации услуг по обработке файлов других узлов сети; работает под управлением сетевых ОС;

играет роль компонент доступа к информационным ресурсам;

в остальных узлах функционирует приложение, в кодах которого совмещены компоненты представления и прикладной;

протокол обмена - набор низкоуровневых вызовов.

Технология: запрос направляется на файловый сервер, который передает СУБД, размещенной на компьютере-клиенте, требуемый блок данных. Вся обработка осуществляется на компьютере-клиенте.

Недостатки:

высокий сетевой трафик;

небольшое число операций манипулирования;

недостаточные требования к безопасности.

RDA-модель

Основные свойства:

коды компонента представления и прикладного компонента совмещены и выполняются на компьютере-клиенте;

доступ к информационным ресурсам обеспечивается операторами непроцедурного языка SQL.

Технология:

клиентский запрос направляется на сервер, где функционирующее ядро СУБД обрабатывает запрос и возвращает результат (блок данных) клиенту. Ядро СУБД выполняет пассивную роль;

инициатор манипуляций с данными - программы на компьютере-клиенте.

Достоинства:

процессор сервера загружается операциями обработки данных;

уменьшается загрузка сети, т.к. по сети передаются запросы на языке SQL;

унификация интерфейса "клиент-сервер" в виде языка SQL; использование его в качестве стандарта общения клиента и сервера.

Недостатки:

удовлетворительное администрирование приложений в RDA-модели невозможно из-за совмещения в одной программе различных по своей природе функций (представления и прикладных).

DBS-модель

Реализована в реляционных СУБД Informix, Ingres, Oracle.

Основные свойства:

основа модель-механизм хранимых процедур - средство программирования SQL-сервера;

процедуры хранятся в словаре базы данных, разделяются между несколькими клиентами и выполняются на компьютере, где функционирует SQL-сервер;

компонент представления выполняется на компьютере-клиенте;

прикладной компонент и ядро СУБД на компьютере-сервере базы данных.

Достоинства:

возможность централизованного администрирования;

вместо SQL-запросов по сети передаются вызовы хранимых процедур, что ведет к снижению сетевого трафика.

Недостатки:

в большинстве СУБД недостаточно возможностей для отладки и типизирования хранимых процедур;

ограниченность средств для написания хранимых процедур.

На практике чаще используется разумный синтез RDA- и DBS-моделей для построения многопользовательских информационных систем.

AS-модель

Основные свойства:

на компьютере-клиенте выполняется процесс, отвечающий за интерфейс с пользователем;

этот процесс, обращаясь за выполнением услуг к прикладному компоненту, играет роль клиента приложения (АС);

прикладной компонент реализован как группа процессов, выполняющих прикладные функции, и называется сервером приложения (AS);

все операции над БД выполняются соответствующим компонентом, для которого AS - клиент.

RDA- и DBS-модели имеют в основе двухзвенную схему разделения функций. В RDA-модели прикладные функции отданы клиенту, в DBS-модели их реализация осуществляется через ядро СУБД. В RDA-модели прикладной компонент сливается с компонентом представления, в DBS-модели интегрируется в компонент доступа к ресурсам.

В AS-модели реализована трехзвенная схема разделения функций, где прикладной компонент выделен как важнейший изолированный элемент приложения, имеющий стандартизированные интерфейсы с двумя другими компонентами.

AS-модель является фундаментом для мониторов обработки транзакций.

3. Структура стека TCP\IP. Краткая характеристика протоколов

Стек протоколов TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.

Стандарты TCP/IP опубликованы в серии документов, названных Request for Comment (RFC). Документы RFC описывают внутреннюю работу сети Internet. Некоторые RFC описывают сетевые сервисы или протоколы и их реализацию, в то время как другие обобщают условия применения. Стандарты TCP/IP всегда публикуются в виде документов RFC, но не все RFC определяют стандарты.

Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США (Department of Defence, DoD) более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сателлитными сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Сеть ARPA поддерживала разработчиков и исследователей в военных областях. В сети ARPA связь между двумя компьютерами осуществлялась с использованием протокола Internet Protocol (IP), который и по сей день является одним из основных в стеке TCP/IP и фигурирует в названии стека.

Большой вклад в развитие стека TCP/IP внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС UNIX. Широкое распространение ОС UNIX привело и к широкому распространению протокола IP и других протоколов стека. На этом же стеке работает всемирная информационная сеть Internet, чье подразделение Internet Engineering Task Force (IETF) вносит основной вклад в совершенствование стандартов стека, публикуемых в форме спецификаций RFC.

Если в настоящее время стек TCP/IP распространен в основном в сетях с ОС UNIX, то реализация его в последних версиях сетевых операционных систем для персональных компьютеров (Windows NT 3.5, NetWare 4.1, Windows 95) является хорошей предпосылкой для быстрого роста числа установок стека TCP/IP.

Итак, лидирующая роль стека TCP/IP объясняется следующими его свойствами:

Это наиболее завершенный стандартный и в то же время популярный стек сетевых протоколов, имеющий многолетнюю историю.

Почти все большие сети передают основную часть своего трафика с помощью протокола TCP/IP.

Это метод получения доступа к сети Internet.

Этот стек служит основой для создания intranet- корпоративной сети, использующей транспортные услуги Internet и гипертекстовую технологию WWW, разработанную в Internet.

Все современные операционные системы поддерживают стек TCP/IP.

Это гибкая технология для соединения разнородных систем как на уровне транспортных подсистем, так и на уровне прикладных сервисов.

Это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для приложений клиент-сервер.

Структура стека TCP/IP. Краткая характеристика протоколов

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

Структура протоколов TCP/IP приведена на рисунке 2. Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня.

Рис. 2. Стек TCP/IP

Самый нижний (уровень IV) соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей - протоколы соединений "точка-точка" SLIP и PPP, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов X.25, frame relay. Разработана также специальная спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня. Обычно при появлении новой технологии локальных или глобальных сетей она быстро включается в стек TCP/IP за счет разработки соответствующего RFC, определяющего метод инкапсуляции пакетов IP в ее кадры.

Следующий уровень (уровень III) - это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т. п.

В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом - источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.

Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.

Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них.

Протокол пересылки файлов FTP (File Transfer Protocol) реализует удаленный доступ к файлу. Для того, чтобы обеспечить надежную передачу, FTP использует в качестве транспорта протокол с установлением соединений - TCP. Кроме пересылки файлов протокол FTP предлагает и другие услуги. Так, пользователю предоставляется возможность интерактивной работы с удаленной машиной, например, он может распечатать содержимое ее каталогов. Наконец, FTP выполняет аутентификацию пользователей. Прежде, чем получить доступ к файлу, в соответствии с протоколом пользователи должны сообщить свое имя и пароль. Для доступа к публичным каталогам FTP-архивов Internet парольная аутентификация не требуется, и ее обходят за счет использования для такого доступа предопределенного имени пользователя Anonymous.

В стеке TCP/IP протокол FTP предлагает наиболее широкий набор услуг для работы с файлами, однако он является и самым сложным для программирования. Приложения, которым не требуются все возможности FTP, могут использовать другой, более экономичный протокол - простейший протокол пересылки файлов TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Этот протокол реализует только передачу файлов, причем в качестве транспорта используется более простой, чем TCP, протокол без установления соединения - UDP.

Протокол telnet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом. Наиболее часто этот протокол используется для эмуляции терминала удаленного компьютера. При использовании сервиса telnet пользователь фактически управляет удаленным компьютером так же, как и локальный пользователь, поэтому такой вид доступа требует хорошей защиты. Поэтому серверы telnet всегда используют как минимум аутентификацию по паролю, а иногда и более мощные средства защиты, например, систему Kerberos.

Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) используется для организации сетевого управления. Изначально протокол SNMP был разработан для удаленного контроля и управления маршрутизаторами Internet, которые традиционно часто называют также шлюзами. С ростом популярности протокол SNMP стали применять и для управления любым коммуникационным оборудованием - концентраторами, мостами, сетевыми адаптерами и т.д. и т.п. Проблема управления в протоколе SNMP разделяется на две задачи.

Первая задача связана с передачей информации. Протоколы передачи управляющей информации определяют процедуру взаимодействия SNMP-агента, работающего в управляемом оборудовании, и SNMP-монитора, работающего на компьютере администратора, который часто называют также консолью управления. Протоколы передачи определяют форматы сообщений, которыми обмениваются агенты и монитор.

Вторая задача связана с контролируемыми переменными, характеризующими состояние управляемого устройства. Стандарты регламентируют, какие данные должны сохраняться и накапливаться в устройствах, имена этих данных и синтаксис этих имен. В стандарте SNMP определена спецификация информационной базы данных управления сетью. Эта спецификация, известная как база данных MIB (Management Information Base), определяет те элементы данных, которые управляемое устройство должно сохранять, и допустимые операции над ними.

4. Технология многопротокольной коммутации по меткам (Multiprotocol Label Switching - MPLS)

При использовании технологии MPLS на входе в сеть MPLS устанавливается соответствие между пакетом и так называемым "классом эквивалентности пересылки" FEC (Forwarding Equivalence Class). К одному FEC относятся пакеты всех потоков, пути следования которых через сеть совпадают. С точки зрения выбора ближайшего маршрутизатора, к которому их надо пересылать, все пакеты одного FEC неразличимы. Пакеты снабжаются метками небольшой длины, определяющими принадлежность пакета тому или иному классу FEC. Метка имеет локальное значение - она действительна на участке между двумя соседними маршрутизаторами, являясь исходящей меткой определенного FEC для одного из них и входящей - для второго. Второй маршрутизатор, пересылая пакет этого FEC к следующему маршрутизатору, снабжает его другой меткой, которая идентифицирует тот же FEC на следующем участке маршрута, и т.д. Таким образом, каждый FEC имеет свою систему меток.

Использование меток упрощает процедуру пересылки пакетов, так как маршрутизаторы обрабатывают не весь заголовок IP-пакета, а только метку, что занимает значительно меньше времени.

рис.3. Простейшая MPLS-сеть

На рис.3 показана, в качестве примера, простейшая MPLS-сеть, содержащая маршрутизаторы двух типов:

* пограничные маршрутизаторы MPLS (Label Edge Routers - LER);

* транзитные маршрутизаторы MPLS (Label Switching Routers - LSR);

По отношению к любому потоку пакетов, проходящему через MPLS-сеть, один LER является входным, а другой LER - выходным. Входной LER анализирует заголовок пришедшего извне пакета, устанавливает, какому FEC он принадлежит, снабжает этот пакет меткой, которая присвоена данному FEC, и пересылает пакет к соответствующему LSR. Далее, пройдя, в общем случае, через несколько LSR, пакет попадает к выходному LER, который удаляет из пакета метку и направляет его к адресату, находящемуся вне MPLS-сети.

Последовательность (LER, LSR,..., LSR, LER) маршрутизаторов, через которые проходят пакеты, принадлежащие одному FEC, образует виртуальный коммутируемый по меткам тракт LSP (Label Switched Path).

Метка, помещаемая в некоторый пакет, представляет FEC, к которому этот пакет относится. Метка вписывается в тэг, вставляемый перед заголовком сетевого уровня. Этот тэг также содержит поле, куда записывается QoS (три бита, т.е. до восьми классов качества обслуживания).

Каждый LSR содержит таблицу, которая ставит в соответствие паре величин "входной интерфейс, входящая метка" пару величин "выходной интерфейс, исходящая метка". Получив пакет, LSR определяет для него выходной интерфейс (по входящей метке и по номеру интерфейса, куда пакет поступил). Входящая метка заменяется исходящей (записанной в соответствующем поле таблицы), и пакет пересылается к следующему LSR. Вся операция занимает гораздо меньше времени, чем сравнение IP-адреса отправителя с адресным префиксом в таблице маршрутов при традиционной маршрутизации.

Поскольку принадлежность пакетов тому или иному FEC определяется не только IP-адресом, но и другими параметрами, нетрудно организовать разные LSP для потоков пакетов, предъявляющих разные требования к QoS. Каждый FEC обрабатывается отдельно от остальных, поэтому MPLS позволяет эффективно поддерживать требуемое QoS.

Пути коммутации по меткам

На рис. 4 показана MPLS-сеть, взаимодействующая с несколькими IP-сетями.

Рис. 4. MPLS-сеть



Устройство LER, являясь функционально более сложным, принимает трафик от .других сетей в форме стандартных IP-пакетов, а затем добавляет к нему метку и направляет вдоль соответствующего пути к выходному устройству LER через несколько промежуточных устройств LSR. При этом пакет продвигается не на основе IP-адреса назначения, а на основе метки.

Как и в других технологиях, использующих технику виртуальных каналов, метка имеет локальное значение в пределах каждого устройства LER и LSR, то есть при передаче пакета с входного интерфейса на выходной выполняется смена значения метки.

Пути LSP прокладываются в MPLS не при появлении долговременного потока данных, как в технологии IP-коммутации, а предварительно в соответствии с топологией межсетевых соединений.

LSP представляет собой однонаправленный виртуальный канал, поэтому для передачи трафика между двумя устройствами LER нужно установить, по крайней мере, два пути коммутации по меткам -- по одному в каждом направлении. На рис. 22.9 показаны две пары путей коммутации по меткам, соединяющие устройства LER1 и LER3, а также LER1 и LER4. Очевидно, что для обеспечения связи между всеми сетями этого недостаточно. Устройства LER с помощью путей коммутации по меткам должны образовывать полно-связную структуру, которая имеет место в реальных MPLS-сетях и на рисунке не показана только в виду громоздкости ее графического представления.

Выходное устройство LER, выполнив удаление метки, передает пакет в следующую сеть уже в стандартной IP-форме. Таким образом, технология MPLS остается прозрачной для остальных IP-сетей.

Обычно в MPLS-сетях используется усовершенствованный по сравнению с описанным алгоритм обработки пакетов. Усовершенствование заключается в том, что удаление метки выполняет не последнее на пути устройство, а предпоследнее. Действительно, после того как предпоследнее устройство определит на основе значения метки следующий хоп, метка в MPLS-кадре уже не нужна, так как последнее устройство, то есть выходное устройство LER, будет продвигать пакет на основе значения IP-адреса. Это небольшое изменение алгоритма продвижения кадра позволяет сэкономить одну операцию над MPLS-кадром. В противном случае последнее вдоль пути устройство должно было бы удалить метку, а уже затем выполнить просмотр таблицы IP-маршрутизации.

Области применения технологии MPLS

Мы рассмотрели основные принципы, лежащие в основе технологии MPLS. В настоящее время существует несколько областей практического применения MPLS, в которых эти принципы дополняются специфическими механизмами и протоколами, необходимыми для достижения необходимой функциональности. Ниже перечислены области применения MPLS, получившие наибольшее распространение.

Q MPLS IGP. В данном случае технология MPLS применяется только для ускорения продвижения пакетов сетевого уровня, следующих вдоль маршрутов, выбираемых стандартными внутренними шлюзовыми протоколами (IGP), которые и дали название этой области применения MPLS.

Q MPLS ТЕ. В этом случае пути коммутации по меткам выбираются для решения задач инжиниринга трафика (ТЕ) на основе модифицированных протоколов маршрутизации. Техника MPLS ТЕ не только позволяет обеспечить рациональную и сбалансированную загрузку всех ресурсов сети поставщика услуг, но и создает хорошую основу для предоставления транспортных услуг с гарантированными параметрами QoS.

Q MPLS VPN. Эта область применения позволяет поставщику предоставлять услуги виртуальных частных сетей (VPN) на основе разграничения трафика без обязательного шифрования информации.

Mы рассмотрим первые две области применения MPLS, а сети MPLS VPN будут рассмотрены в главе 24, в которой изучаются и другие варианты организации виртуальных частных сетей. Заметим, что все три "ипостаси" технологии MPLS могут сосуществовать в одной сети, что позволяет предоставлять пользователю комбинированные услуги.

Технология MPLS IGP

Главной целью технологии MPLS IGP является ускорение продвижения пакетов через сеть поставщика услуг за счет замены маршрутизации коммутацией. Поэтому данная область применения называется также ускоренной MPLS-коммутацией.

При использовании технологии MPLS IGP пути коммутации по меткам прокладываются в соответствии с существующей топологией IP-сетей и не зависят от интенсивности трафика между этими сетями. Это свойство иллюстрирует рис. 5.

Рис. 5. Прокладка пути коммутации по меткам с помощью протокола LOP

Все устройства LSR поддерживают сигнальный протокол распределения меток (LDP). Кроме того, каждое устройство LSR должно поддерживать один из стандартных протоколов IGP, например RIP, IS-IS или OSPF.

В результате работы протоколов маршрутизации или же после ручной модификации администратором сети в таблице маршрутизации устройства LSR может появиться запись о новой сети назначения, для которой в сети поставщика услуг еще не проложен путь коммутации по меткам. В этом случае данное устройство автоматически инициирует процедуру прокладки нового пути. Для прокладки нового пути коммутации по меткам устройства LSR используют обычный алгоритм продвижения пакета в IP-сети на основе таблиц маршрутизации.

Пусть, например, устройство LSR1 обнаруживает, что в его таблице маршрутизации появилась новая запись о сети назначения 132.100.0.0, и в качестве следующего хопа указано устройство LSR2. В то же время виртуальный путь к этой сети не проложен, так как в таблице продвижения отсутствует соответствующая запись.

LSR1 становится инициатором прокладки пути к сети 132.100.0.0 и посылает LDP-запрос устройству LSR2. В этом запросе указывается IP-адрес сети назначения (132.100.0.0), к которой нужно проложить новый путь. Этот запрос принимается и обрабатывается устройством LSR2 на основе информации, имеющейся в его таблицах маршрутизации и продвижения. Если маршрутизатор LSR2 находит, что у него также нет проложенного пути к сети 132.100.0.0, он передает LDP-запрос следующему устройству LSR, адрес которого указан в его таблице маршрутизации как следующий хоп для сети 132.100.0.0. В примере, показанном на рис. 22.13, таким устройством является LSR3, на котором путь коммутации по меткам должен закончиться, так как следующий хоп ведет за пределы сети поставщика услуг.

5. Сетевые команды Windows XP(рассмотренные во время лабораторных работ). Кратко назначение и основные опции

Утилита PING

PING представляет собой диагностическую утилиту, проверяющую возможность соединения с одним или несколькими удаленными хост-компьютерами. PING работает как радиолокатор, посылая пакеты данных удаленному хост-компьютеру , который возвращает их назад. Если пакет за определенное время не возвращает назад, то либо хост-компьютер недоступен, либо что-то случилось с соединением. PING является, пожалуй, наиболее полезной диагностической утилитой TCP/IP, позволяющей выяснить, исправно ли соединение с удаленной системой на IP-уровне.

PING передает пакеты протокола ICMP на удаленный хост-компьютер, а затем ожидает прихода ответных пакетов данных. Версия утилиты PING, включенная в состав операционных систем семейства Windows, по умолчанию ждет одну секунду ответного пакета данных, после чего отображает информацию по каждому пакету данных. По умолчанию PING отправляет четыре пакета данных, но при работе с утилитой можно указать произвольное число пакетов, или отправлять пакеты непрерывно до тех пор, пока вы не завершите выполнение команды.

В дополнение к тестированию соединения и проверки доступности удаленного хост-компьютера или маршрутизатора, PING позволяет решать проблемы, связанные с маршрутизацией и распознаванием доменных имен. Если хост-компьютер доступен PING по своему адресу IP, а по доменному имени он недоступен, то скорее всего доменное имя не распознается вашим сервером DNS и с помощью файла hosts на локальном компьютере. Причиной этого может быть отсутствие соответствующей записи в базе данных сервера DNS и в файле hosts, неправильная запись или недоступность сервера DNS. С помощью PING вы сможете установить причину того, почему доменное имя данного хост-компьютера не распознается. Для решения указанной проблемы достаточно добавить имя удаленного хост-компьютера и его адрес IP в файл hosts на локальном компьютере.

Однако, прежде чем начать поиск неисправностей соединения и маршрутизации, необходимо проверить, корректно ли работает сетевой интерфейс вашего локального компьютера.



Таблица 1 - Описание ключей утилиты PING

Ключ	Описание
-t.	При указанной опции посылка пакетов данных удаленному хост-компьютеру осуществляется до тех пор пока работа утилиты не будет прервана пользователем с помощью ввода Ctrl+C.
-a.	Эта опция не позволяет преобразовывать числовой адрес IP в доменный адрес хост-компьютера, что является полезным при поиске неисправностей при разрешении доменных имен и отладки файла hosts.
-n count.	По умолчанию Ping отправляет удаленному хост-компьютеру четыре пакета данных протокола ICMP. С помощью данной опции можно указать произвольное число пакетов count.
-l size	Опция -l используется для изменения размеров пакетов данных, которые Ping отправляет удаленному компьютеру. По умолчанию размер пакета составляет 64 байта, максимально допустимое значение составляет 8192.
-f.	Эта опция устанавливает для пакетов флажок запрета фрагментации. При прохождении по маршруту пакет не будет фрагментироваться сетевыми шлюзами.
-i TTL.	Устанавливает значение поля времени жизни (Time To Live) равное значению параметра TTL.
-v TOS.	Устанавливает значение поля типа сервиса (Type of servise) по значению параметра TOS.
-r count.	При указании этой опции записывается маршрут исходящего и возвращаемого пакета в поле Record Route. Можно указать значение параметра count в диапозоне от 1 до 9 хостов.
-s count.	Устанавливает временные атрибуты для указанного значения параметра count - количества переходов.
-j host-list.	Данная опция позволяет указывать маршрут передачи пакетов через список хост-компьютеров host-list. Следующие один за другим хост-компьютеры могут разделяться промежуточными сетевыми шлюзами. Максимальное число хост-компьютеров в списке host-list не должно превышать 9.
-k.	Данная опция позволяет указывать маршрут передачи пакетов через список хост-компьютеров host-list. Следующие один за другим хост-компьютеры могут разделяться промежуточными сетевыми шлюзами. Максимальное число хост-компьютеров в списке host-list не должно превышать 9.
-w timeout.	Эта опция задает значение интервала тайм-аута в миллисекундах.
destination-list.	Здесь указывается список удаленных хост-компьютеров, соединение с которыми требуется проверить.

Утилита TRACERT

Утилита TRACERT используется для отслеживания маршрута пакета, посланного текущим хостом удаленному. Она может показаться более удобной и содержательной, чем PING, особенно в тех случаях, когда удаленный хост недостижим. Вы сможете определить район проблем со связью (у Вашего Интернет-провайдера, в опорной сети либо в сети удаленного хоста) по тому, насколько далеко будет отслежен маршрут. Если Вы увидите строку со звездочками (*) либо с сообщениями типа "Destination net unreachable", "Destination host unreachable" или "Request time out", возможно, Вы обнаружили район проблем со связью.

Утилита TRACERT срабатывает следующим образом: посылается по 3 пробных пакета протокола ICMP на каждый хост, через который проходит маршрут до удаленного хоста. Утилита TRACERT использует параметр time-to-live (TTL) для ограничения времени прохождения пакета по маршруту, на котором каждый хост обнаруживается. TTL -это количество "скачков" или последовательных хостов, через которые разрешается пройти пакету. Стартуя со значения равного 1, TTL возрастает до тех пор, пока либо пакет не достигнет удаленного хоста либо не будет достигнуто максимальное значение "скачков" (30 по умолчанию). Параметр -d используется для отключения режима определения dns-имен хостов по IP-адресам для удобства чтения информации с экрана. Возможно Вы не захотите использовать этот параметр, так как dns-имена хостов на маршруте от Вашего хоста до удаленного позволяют Вам понять, где физически эти хосты расположены. В этом примере использован ключ -h со значением 16 с целью избежать множество надоедающих сообщений типа "Request timed out" . Значение по умолчанию - 30, оно вполне приемлемо, и , если трассировка прошла успешно, то будет напечатано всего несколько строчек, демонстрирующих маршрут. В этом примере видно, что на 10 скачке два из трех пакетов остались без отклика, возможно вследствие кратковременных сетевых проблем. Если обнаружена проблема на одном из участков маршрута, то можно связаться с администратором сети, которой принадлежит предыдущий участок маршрута, определив принадлежность сети по IP-адресу трассируемого хоста. В данном примере следует связаться с администратором сети, которой принадлежит IP-адрес 131.107.34.133 для того, чтобы он отследил проблему на следующем участке маршрута. Дальнейшее исследование проблемы возможно с помощью утилиты NSLOOKUP (которая будет рассмотрена в следующей лабораторной работе).

Параметр -j список_систем позволяет осуществлять свободный выбор пути среди систем в указанном списке.

Параметр -w тайм_аут ограничивает ожидание каждого ответа указанным числом миллисекунд.

Параметр имя_системы задает имя системы, поиск пути к которой производится.

Данную утилиту также можно использовать для определения скорости прохождения путей.

Утилита NETSTAT

Утилита NETSTAT выводит статистику для протоколов (TCP, IP, ICMP, UDP) и информацию об IP-соединениях.

Таблица 2 - Описание ключей утилиты NETSTAT

Ключ	Значение
-a	Отображение всех подключений и портов, на которых компьютер ожидает соединения. (Подключения со стороны сервера обычно не отображаются).
-e	Отображение статистики Ethernet. Этот ключ может применяться вместе с ключом -s.
-n	Отображение адресов и номеров портов в числовом формате, без попыток определения имен.
-p протокол	Отображение подключений для протокола "имя": tcp или udp. Используется вместе с ключом -s для отображения статистики по протоколам. Допустимые значения "имя": tcp, udp или ip.
-r	Отображение содержимого таблицы маршрутов (таблица маршрутизации).
-s	Отображение подробной статистики по протоколам. По умолчанию выводятся данные для TCP, UDP и IP. Ключ -p позволяет указать подмножество выводящихся данных по определенному протоколу.
интервал	повторный вывод статистических данных через указанный интервал в секундах. Для прекращения вывода данных нажмите клавиши CTRL+C. Если параметр не задан, сведения о текущей конфигурации выводятся один раз.



Утилита FTP

Главное назначение FTP - это пересылать (копировать, передавать) файлы. FTP можно использовать самостоятельно, а также через другие системы, например, WWW имеет FTP как часть своего протокола. Одно из главных достоинств FTP - совместимость со множеством различных удаленных хост-систем: файлы можно пересылать между удаленными системами Windows, и даже серверами IBM, например AS/400.

FTP серверы разбросаны по всему миру, но для соединения с ними не требуется знания их физического расположения. В Internet к компьютеру обращаются по адресу. Например, FTP сервер фирмы Borland имеет адрес ftp.borland.com.

Соединение с FTP сервером . устанавливается с помощью специальной программы, которая называется FTP-клиент и реализована как утилита TCP/IP.

Таблица 3 - Перечень команд FTP-клиента

Команда	Назначение
open имя_сервера	открывает соединение с сервером. Это имя можно указать сразу при вводе команды, загружающей клиента: ftp ftp.karelia.ru.
cd имя_директории	осуществляет переход в другой рабочий каталог на FTP-сервере.
dir [имя_файла]	выдает список файлов в текущей директории. Если Вам интересен формат списка каталога, нажмите здесь. Не забывайте, что можно использовать шаблоны групповых операций.
Prompt	отменяет подтверждение в командах mget и mput.
get имя_файла [имя_локального_файла]	переписывает файл с удаленного компьютера на локальный. Если указано имя локального файла, то записывает его под этим именем, иначе - в каталог по умолчанию.
mget [имя_файла]	то же самое, что и get, но разрешается использовать шаблоны. Перед копированием каждого файла будет запрашиваться подтверждение. Для отмены подтверждений введите prompt.
put имя_файла [имя_удаленного_файла]	переписывает файл с локального компьютера на удаленный под именем имя_удаленного_файла. Если оно не указано, то файл записывается в текущий каталог с именем локального файла. Команда запрещена для анонимных пользователей
mput [имя_файла]	то же самое, что и put, но разрешается использовать шаблоны. Перед записью каждого файла будет запрашиваться подтверждение. Для отмены подтверждений введите prompt.
ascii	устанавливает ascii-способ передачи файлов. Используется для пересылки файлов-текстов на английском языке. Однако для надежности лучше использовать binary.
binary	устанавливает двоичный способ пересылки файлов. При этом файл при передаче не перекодируется и записывается в неизмененном виде. Это наиболее надежный способ передачи файлов.
close	закрывает соединение с данным сервером и производит возврат в командный режим. Эта команда автоматически выполняется при выходе из FTP-клиента.
quit	выход из FTP-клиента.
user	регистрирует на текущем сервере с новым именем. Используйте эту команду, если Вы первый раз по ошибке неправильно ввели имя анонимного пользователя и не хотите снова перенабирать команду open.
lcd [имя_директории]	осуществляет переход на локальном компьютере в указанный каталог.
pwd	выводит на экран текущий каталог на удаленном компьютере.
system	выводит на экран тип операционной системы на удаленном компьютере.
help [FTP-команда]	помощь - выдает краткую информацию о командах FTP-клиента или о конкретной указанной команде.

Утилита IPCONFIG

По умолчанию данная утилита выводит только IP-адрес, маску подсети и шлюз по умолчанию для данного сетевого адаптера.

Для более подробной информации используйте ключ /all. Этот ключ позволяет для каждого сетевого интерфейса, помимо информации по умолчанию, получить имя узла, адреса серверов DNS, используется ли для данного сетевого интерфейса DHCP, а также аппаратный адрес интерфейса.