Методы доступа к среде передачи.

В локальных сетях, использующих разделяемую среду передачи данных (например, локальные сети с топологией шина и физическая звезда), актуальным является доступ рабочих станций к этой среде, так как если два ПК начинают одновременно передавать данные, то в сети происходит столкновение. Для того чтобы избежать этих столкновений необходим специальный механизм, способный решить эту проблему - Шинный арбитраж. Он устанавливает правила, по которым рабочие станции определяют, когда среда свободна, и можно передавать данные.

Существуют два метода шинного арбитража в локальных сетях:

-обнаружение столкновений. Когда в локальных сетях работает метод обнаружения столкновений, компьютер сначала слушает, а потом передает. Если компьютер слышит, что передачу ведет кто-то другой, он должен подождать окончания передачи данных и затем предпринять повторную попытку. В этой ситуации система обнаружения столкновений требует, чтобы передающий компьютер продолжал прослушивать канал и, обнаружив на нем чужие данные, прекращал передачу, пытаясь возобновить ее через небольшой промежуток времени. Прослушивание канала до передачи называется “прослушивание несущей”, а прослушивание во время передачи — обнаружение столкновений.

-передача маркера. Для того чтобы передать данные, компьютер сначала должен получить разрешение. Это значит, он должен “поймать” циркулирующий в сети пакет данных специального вида, называемый маркером. Маркер перемещается по замкнутому кругу, минуя поочередно каждый сетевой компьютер. Каждый раз, когда компьютер должен послать сообщение, он ловит и держит маркер у себя. Как только передача закончилась, он посылает новый маркер дальше по сети. Такой подход дает гарантию, что любой компьютер рано или поздно получит право поймать и удерживать маркер до тех пор, пока его собственная передача не закончится.

13.Протоколы сетевого и транспортного уровней. Протокол IP. Стек протоколов TCP/IP. Как правило, протокол сетевого уровня чаще всего разрабатывается и используется в паре с соответствующими протоколами транспортного, а иногда и прикладного уровня, образуя стек протоколов.

1. Стек протоколов IPX/SPX.Данный стек протоколов был разработан фирмой Novell для сетевой операционной системы NetWare и оптимизирован для использования в небольших локальных сетях, однако не удобен для глобальных сетей. Включает в себя протоколы IPX, SPX, SAP, NCP.

Протокол IPX– протокол сетевого уровня, поддерживает обмен пакетами без установления канала связи и гарантии доставки пакета. Протокол IPX также отвечает за адресацию в сетях NetWare. Адрес имеет формат: номер сети (задается администратором сети), адрес сетевой карты (определяется автоматически), номер сокета (идентифицирует приложение, пославшее пакет).

Протокол SPX– протокол транспортного уровня, поддерживает установление логического канала связи между компьютерами для обмена данными, коррекцию ошибок и, при необходимости, повторную передачу пакетов.

Прикладной уровень стека IPX/SPX составляют два протокола: NCP и SAP. Протокол NCP поддерживает все основные службы операционной системы Novell NetWare: файловую службу, службу печати и т. д. Протокол SAP выполняет вспомогательную роль. С помощью протокола SAP каждый компьютер, который готов предоставить какую-либо службу для клиентов сети, объявляет об этом широковещательно по сети, указывая в SAP-пакетах тип службы, а также свой сетевой адрес. Протоколы RIP (Routing Information Protocol) и NLSP (NetWare Link Service Protocol) отвечают за управление маршрутизацией (выбор маршрута доставки) пакетов.

2. Стек протоколов NetBEUI/SMB Применяется фирмой Microsoft в своих сетевых ОС. NetBEUI включает в себя протоколы сетевого и транспортного уровня. Обеспечивает поддержку имен: каждая из рабочих станций в ЛВС может иметь одно или несколько имен. Обеспечивает как обмен датаграммами, без установления канала связи и гарантии доставки сообщений, так и передачу пакетов с установление логического канала

2.3.3. Стек протоколов TCP/IP

Протокол TCP/IP является основным протоколом, применяющимся в Internet. В состав

стека протоколов TCP/IP входят протоколы: IP и ICMP – сетевой уровень, TCP и UDP – транспортный уровень. Протокол IP отвечает за адресацию в сети и доставку пакетов между

компьютерами сети, без установления соединения и гарантий доставки пакета.При использовании протокола IP, каждый компьютер в рамках сети должен иметь уникальный IP – адрес, представляющий собой 32-битное число. Для удобства чтения, IP адрес разбивают на четыре 8 битовых числа, называемых октетами. В локальной сети, которая не подключена к Internet или другим сетям можно назначать IP-адреса произвольно (главное, чтобы они не совпадали). Однако в Internet, IP-адреса выделяются централизовано в целом на локальную сеть. В IP-адресе выделяют две части: сетевую часть (адрес локальной сети) и адрес компьютера в сети. Сетевая часть адреса может иметь переменную длину, которая зависит от класса IP-адреса и маски подсети-диапазон, в котором находится адрес.

Кроме адресации компьютеров в сети, протокол IP также отвечает за маршрутизацию (выбор маршрута доставки) пакетов данных в сетях с произвольной топологией. При доставке пакета по протоколу IP используется протокол ARP, позволяющий преобразовывать IP-адреса (сетевой уровень) в 6 байтные MAC-адреса сетевых карт Ethernet (канальный уровень).

Протокол ICMP используется для передачи сообщений в случае возникновения ошибки доставки пакета. Кроме того, протокол ICMP позволяет посылать короткие служебные пакеты, предоставляющие возможность протестировать работоспособность сети.

Протокол TCP – протокол транспортного уровня - позволяет устанавливать виртуальный канал передачи данных между компьютерами. Протокол UDP более быстр, чем протокол TCP, однако менее надежен. Данные передаются без установления виртуального канала, в предположении, что принимающая сторона ждет данные.

Порт в протоколах транспортного уровня – это виртуальный порт, который программно изолирует данные передаваемые по одному порту, от данных передаваемых по другому порту. Порты нумеруются от 0 до 65535. Порты TCP и порты UDP не зависят друг от друга.

Сокет (socket) – это описатель сетевого соединения между двумя сетевыми приложениями, которое включает в себя IP-адрес и номер порта локальной машины, IP-адрес и номер порта удаленной машины. Сокет однозначно описывает сетевое соединение.

14. Логическая адресация ресурсов в сети. Адресация в Internet: IP-адреса и система доменных имен (DNS). Маршрутизация.

Адрес должен обрабатываться автоматически, т.е. быть цифровым, а также должен нести некоторую информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливается два адреса: цифровой и доменный.

Цифровой адрес называют IP - адресом. Он состоит из четырех целых чисел, каждое из которых не превышает 256. При записи числа отделяются друг от друга точками, например, 194.84.93.10. Начало адреса определяет часть Internet, к которой подключен компьютер, а окончание - адрес компьютера в этой части сети. Цифровые адреса используются при настройке Internet, в дальнейшей работе можно пользоваться символьными именами, хотя можно применять и IP - адреса. Преобразование имени в цифровой адрес происходит автоматически. При вводе символьного имени наш компьютер обращается к серверам DNS, которые хранят информацию о соответствии символьных и цифровых имен. DNS (Доменная система имен) - это база данных, обеспечивающая преобразование доменных имен компьютеров, подключенных к Internet, в числовые IP - адреса. DNS строится по иерархическому принципу. Однако эта иерархия не строгая. В системе доменов верхнего уровня в Internet приняты домены, представленные географическими (национальными) регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Например, географические домены для некоторых стран: Франция - fr; США - us; Россия - ru.

Существуют и домены, поименованные по тематическим признакам, они имеют трехбуквенное обозначение.. Например, коммерческие организации - com; правительственные учреждения - gov, сервисные центры Internet -net, американские университеты - edu, военные сети США - mil.

Эта система обозначений пошла из США. В 80 -е годы там, на родине Internet, были определены первые домены верхнего уровня, и это были трехбуквенные обозначения. Затем, когда сеть перешагнула границы США, появились национальные домены (двубуквенные), для СССР был выделен домен su, далее, когда в конце 80 - х республики Советского союза стали самостоятельными, России дали домен ru. Поэтому в России сейчас есть организации с доменными именами ru и su.

Вслед за доменами верхнего уровня следуют домены, определяющие или регионы (msk - Москва), или крупные организации zitmgu(центр информационных технологий МГУ). Далее в имени следуют уровни иерархии, которые могут быть закреплены за небольшими организациями, либо за подразделениями больших организации.

Маршрутизация— процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статическими маршрутами могут быть:

-маршруты, не изменяющиеся во времени;

-маршруты, изменяющиеся по расписанию;

-маршруты, изменяющиеся по ситуации — административно в момент возникновения стандартной ситуации.

Маршрутизация в компьютерных сетях типично выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами; в простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения.