Основные стандарты и протоколы

Стандарты IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) Project 802 работают на канальном и физическом уровнях модели OSI и, в частности, определяют способы доступа к среде. Доступом к среде (сети) называют взаимодействие узла со средой передачи данных для обмена информацией с другими узлами. Управление доступом к среде – это установление последовательности, в которой узлы получают доступ к среде передачи данных.

Различают случайные и детерминированные методы доступа. Среди случайных методов наиболее известен метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (МДКН/ОК – Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection – CSMA/CD). Суть метода заключается в следующем. Для передачи данных узел должен сначала дождаться освобождения среды и только после этого приступить к передаче. В случае возникновения коллизии (одновременной передаче разными узлами) необходимо повторить передачу через случайный промежуток времени, обычно не превышающий микросекунды.

Метод обнаружения коллизий используется в стандарте Ethernet. Спецификации этого стандарта отличаются типом кабеля (коаксиальный, витая пара), топологией (шина, звезда), пропускной способностью (10, 100, 1 000 Мбит/с).

Среди детерминированных методов преобладают маркерные методы доступа. Маркер – это специальное сообщение, являющееся признаком незанятости сети. В эстафетном методе передача маркера выполняется в порядке очередности; в способе селекторного опроса (квантированной передачи) сервер опрашивает станции и передает полномочие одной из тех станций, которые готовы к передаче.

В сетях Token Ring маркер циркулирует по кольцу. Когда узлу необходимо передать сообщение, его сетевой адаптер дожидается поступления маркера, а затем формирует пакет, содержащий данные, и передает этот пакет в сеть. Пакет распространяется по ЛВС от одного сетевого адаптера к другому, пока не дойдет до компьютера-адресата, который произведет в нем изменения, подтверждающие приём. После этого пакет продолжает движение дальше по ЛВС, пока не возвратится в тот узел, который его сформировал. Узел-источник убеждается в правильности передачи пакета и возвращает в сеть маркер.

Сети FDDI (Fiber Distributed Data Interface – оптоволоконный интерфейс разделяемых данных). В этих сетях используется схема передачи маркера. Отметим, что в FDDI маркер посылается сразу же за передачей пакета в сеть, тогда как в Token Ring маркер генерируется только после возвращения к рабочей станции посланного ей сообщения. Кроме того, FDDI использует два независимых кольца с противоположной ориентацией для передачи данных (одно из них является резервным). По сравнению с Token Ring, время удержания маркера ограничено. В качестве физической среды в FDDI может использоваться только оптоволоконный кабель.

Сетевые протоколы, регулирующие порядок осуществления связи, отличаются большим разнообразием. Наибольшую популярность приобрёл протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – это базовый стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей. Стек представляет собой набор взаимодействующих протоколов, лежащих на разных уровнях.

TCP – протокол транспортного уровня. Он определяет, как происходит передача информации (сообщения разбиваются на пакеты, каждый пакет маркируется для правильной сборки на стороне получателя, между отправителем и получателем устанавливается TCP-соединение, по одному физическому каналу могут устанавливаться множество виртуальных TCP-соединений).

IP – протокол адресного уровня. Согласно четвёртой версии протокола (TCP/IPv4) каждый компьютер, подключаемый к сети, получает уникальный IP-адрес, состоящий из четырёх байт. Например: 123.45.67.89. Левая часть определяет адрес сети (Net), а правая – адрес компьютера в этой сети (Host). Общее количество возможных адресов, исключая служебные, составляет около четырёх миллиардов.

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов. Например, адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Если IР-адрес сети состоит только из двоичных нулей, то считается, что принимающий узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет. А если поле адреса назначения содержит 255 (байт из двоичных единиц), то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется широковещательным сообщением.

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 Интернет;

– этот стек служит основой для создания intranet-корпоративной сети, использующей транспортные услуги сети Интернет и гипертекстовую технологию WWW, применяемую в сети Интернет;

– 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;

– на основе стека TCP/IP работает большое количество прикладных протоколов: SMTP, FTP, HTTP и др.

В настоящее время возникает проблема нехватки адресов, которая решается внедрением новой версии протокола TCP/IPv6. В протоколе IPv6 на адрес выделяется 16 байт (128 бит). Важнейшие новшества IPv6 состоят в следующем:

– расширено адресное пространство в 2⁹⁶ раз;

– упрощен стандартный заголовок IP-пакета;

– изменено представление необязательных полей заголовка;

– улучшена поддержка иерархической адресации, агрегирования маршрутов и автоматического конфигурирования адресов;

– введены механизмы аутентификации и шифрования на уровне IP-пакетов;

– введены метки потоков данных.

Т Вопросы и тестовые задания для самоконтроля

1 Для правильной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил, которые оговорены в _____________ передачи данных

1. протоколе

2. описании

3. канале

4. порте

2 Топология сети определяется ...

1. способом соединения узлов сети каналами (кабелями) связи

2. структурой программного обеспечения

3. типом кабеля. использ. для соединения компьютеров в сети

4. характеристиками соединяемых рабочих станций

3 В какой топологии ЛВС рабочие станции в любой момент времени могут быть установлены или отключены без прерывания работы всей сети.

1. шина

2. кольцо

3. звезда

4. все ответы верны

4 В какой топологии ЛВС все компьютеры подключаются к центральному компьютеру, именуемому сервером?

1. звезда

2. кольцо

3. шина

4. все ответы верны

5 Как называются сети, расположенные на территории государства или группы государств?

1. региональные

2. местные

3. локальные

4. глобальные

5. компьютерные

6 Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на семи уровнях, где самый верхний уровень:

1. прикладной

2. физический

3. механический

4. транспортный

7 Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на семи уровнях, где самый нижний уровень:

5. физический

6. прикладной

7. транспортный

8. верхний

8 Специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, называется:

1. сервером

2. администратором

3. рабочей станцией

4. провайдером

5. процессором

9 Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети (политикой сети), называется:

1. системным администратором

2. сервером

3. провайдером

4. системщиком

5. директором

10 Укажите, как называются средства, которые служат для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам?

1. шлюзы

2. провайдеры

3. стеки

4. атрибуты

5. модемы

11 Как называются сети, в которых все компьютеры равноправны (нет иерархии)?

1. одноранговые

2. многоранговые

3. на основе сервера

4. локальные

5. глобальные

12 Модем – это?

1. устройство преобразования цифровых сигналов в аналоговые, и наоборот

2. транспортная основа сети

3. хранилище информации

4. устройство, которое управляет процессом передачи информации

5. канал передачи данных

13 Протокол – это…,

1. правила, стандарт организации передачи данных в сети

2. пакет данных

3. правила хранения данных в сети

4. структуризация данных в сети

5. схема передачи данных в сети

14 Какую аббревиатуру имеет глобальная сеть?

1. WAN

2. LAN

3. MAN

4. WWW

5. ISO

вернуться к содержанию