6. Методы передачи данных в локальных сетях
Существуют два основных способа передачи данных в локальных сетях: Ethernet и маркерное кольцо (token ring). Они стандартизованы в IEEE комитетами 802 и Project 802. Ethernet описан как стандарт локальных сетей в спецификациях IEEE 802.3, а маркерное кольцо - в спецификациях IEEE 802.5. Оба способа используются широко, однако число инсталляций с применением Ethernet больше, поскольку этот метод имеет самые широкие возможность для расширения и реализации высокоскоростных технологий. Также в данном разделе описан третий метод передачи данных в локальных сетях - Fiber Distributed Data Interface, FDDI (Распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам), представляющий собой модификацию маркерного кольца для высокоскоростных коммуникаций.
6.1. Ethernet
Стандарт Ethernet использует преимущества шинной и звездообразной топологий. На данный момент скорости передачи по сетям Ethernet составляют: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с. В стандарте Ethernet используется метод управления доступом под названием Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA CD (Множественный доступ контролем несущей и обнаружением конфликтов). CSMA CD - это алгоритм передачи и декодирования форматированных фреймов данных. С помощью данного алгоритма посылающий узел сети Ethernet инкапсулируя фрейм и готовит его для передачи. Все узлы, стремящиеся отправить фрейм в кабель, соревнуются между собой. Ни один узел не имеет преимуществ перед другими узлами. Узлы прослушивают наличие пакетов в кабеле. Если обнаруживается передаваемый пакет, то узлы, не стоящие в очередь на передачу, переходят в режим «ожидания».
Протокол Ethernet в каждый момент времени позволяет только одному узлу работать на передачу. Для передачи генерируется сигнал несущей частоты. Контроль несущей - это процесс проверки коммуникационного кабеля на наличие определенного напряжения, указывающего на наличие сигнала, передающего данные. Если в течение заданного интервала времени в среде передачи отсутствует информационный сигнал, любой узел может начать передачу данных.
Иногда несколько узлов начинают передачу одновременно, что приводит к конфликту. Передающий узел обнаруживает конфликт, проверяя уровень сигнала. В случае конфликта сигнал, по крайней мере, в два раза превышает нормальный. Для разрешения конфликтов пакетов передающий узел использует программный алгоритм обнаружения конфликтов. Этот алгоритм разрешает станциям, отправляющим пакеты, продолжать передачу в течение установленного промежутка времени. При этом передается сигнал помехи, состоящий из двоичных единиц, и по этому сигналу все слушающие сеть узлы определяют наличие конфликта. Затем на каждом узле программно генерируется случайное число, которое используется как время ожидания для начала следующей передачи. Такой подход является гарантией того, что два узла не начнут одновременно повторную передачу данных.
При передаче фреймов заданному узлу используются физические адреса. Каждая станция и сервер имеет уникальный адрес Уровня 2, связанный с сетевым адаптером (network interface card, NIC). Этот адаптер соединяет станцию или сервер с сетевым коммуникационным кабелем. Адрес «зашивается» в микросхему ПЗУ, расположенную на адаптере.
Компьютерная логика, выполняющая описанные выше функции, реализована в виде программ и соответствующих файлов, называемых сетевыми драйверами. Каждый сетевой адаптер требует наличия специальных сетевых драйверов, соответствующих методу доступа к сети, формату инкапсулируемых данных и способу адресации. Драйвер устанавливается на компьютере.
Данные, передаваемые в стандарте Ethernet, помещаются во фреймы (Рис. 10.). Каждый фрейм состоит из строго определенных фрагментов (полей). Первый фрагмент - заголовок (preamble), имеет длину 56 бит. Заголовок синхронизирует передачу фрейма и состоит из перемещающейся последовательности нулей и единиц. Следующее поле - 8-битный разграничитель фреймов (называемый SFD или SOF). Признак начала фрейма имеет значение 10101011 и указывает на то, что далее во фрейме следует адресная информация. За этим признаком помещаются два адресных поля, содержащих адреса назначения и источника. Согласно рекомендациям IEEE 802.3, адресные поля могут иметь длину 16 или 48 бит (обычно 48). Имеются два адреса: адрес источника (source address, SA), представляющий собой адрес передающего узла, и адрес назначения (destination address, DA), являющийся адресом принимающего узла. Далее 16-битное поле указывает длину поля данных (идущего следом).
Заголовок | SFD | Адрес назначения | Адрес источника | Длина | Данные и поле-заполнитель | FCS |
56 | 8 | 16 или 48 | 16 или 48 | 16 | 368-12000 | 32 |
Рис. 10. Побитовое представление формата фрейма 802.3
Раздел данных во фрейме идет вслед за полем длины. Длина инкапсулированных данных должна быть кратна 8 (одному байту). Если реальные данные имеют длину менее 368 бит или не кратны 8, добавляется поле-заполнитель. Длина поля данных с заполнителем может быть от 368 до 12 000 бит (или от 46 до 1500 байт). Последний фрагмент фрейма - поле контрольно последовательности (суммы) фрейма (frame check sequence, FCS), имеющее длину 32 бита. Для обнаружения ошибок это поле содержит значение дм контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC). Это значение вычисляется на основе значений других полей фрейма в момент инкапсуляции данных. При приеме фрейма он пересчитывается заново. Если результат повторного вычисления не совпадает с исходным, генерируется ошибка и принимающий узел запрашивает повторную передачу данного фрейм. Если результаты вычислений совпадают, алгоритм получения контрольно суммы указывает на то, что повторная передача не требуется. Алгоритм CRС определяется стандартом IEEE.
Ethernet II - метод форматирования фреймов Ethernet, используемый в Интернете и других современных сетях, немного отличающихся от традиционного стандарта IEEE 802.3 (однако в настоящее время признанный часть стандарта IEEE 802.3 и описанный в RFC 894), для повышения эффективности сетевых коммуникаций. В фрейме Ethernet II заголовок имеет длину 64 бита и содержит как информацию для синхронизации фреймов, так и признак начала фрейма (SOF). Адреса назначения и источника во фрейм Ethernet II имеют длину точно 48 бит, как показано на рис. 11.
Заголовок nSOF | Адрес назначения | Адрес источника | Тип | Данные | FCS |
64 | 48 | 48 | 16 | 368-12000 | 32 |
Рис. 11. Побитовое представление формата фрейма Ethernet II (DIX)
Фрейм Ethernet II иногда называют DIX-фреймом по названию трех компаний первоначально разработавших эту технологию: Digital (Digital Equipment Comрапу, позднее приобретенной компанией Compaq), Intel и Xerox.
Во фрейме Ethernet II вместо поля длины используется 16-битное поле типа, предназначенное для сетевых коммуникаций более высокого уровня. Поле данных инкапсулируется без поля-заполнителя и его длина в диапазоне от 368 до 12 000 бит. Переменный размер поля используется для улучшенного обнаружения конфликтов пакетов и оптимизации загрузки сети, чтобы длинные пакеты не занимали сеть в течение слишком большого времени. Последнее поле фрейма Ethernet II - 32-битное поле контрольной суммы фрейма (FCS). С помощью этого поля по тому же алгоритму, как и в традиционном стандарте 802.3, выполняется контроль CRC.
Во избежание коммуникационных проблем не используйте фреймы Ethernet II и 802.3 для одних и тех же узлов в пределах одной сети.
Как указано в стандарте IEEE 802.3 для коммуникаций на подуровне LLC канального уровня, оба фрейма (802.3 и Ethernet II) могут содержать три необязательных поля между полем длины или типа и полем данных: поле целевой точки доступа к службе (destination service access point, DSAP), поле исходной точки доступа к службе (source service access point, SSAP) и поле управления. Эти поля позволяют Канальному уровню управлять фреймами и взаимодействовать с более высокими уровнями модели OSI. Поля DSAP и SSAP имеют длину 8 бит. Точки доступа к службе (SAP) позволяют сетевому уровню определять, какой сетевой процесс узла назначения должен получать фрейм. Эти точки представляют такие коммуникационные процессы, как OSI, Novell, NetBIOS, TCP IP, BPDU, управление сетями IBM, XNS и другие. Например, шестнадцатеричное значение ЕО указывает на Novell SAP, а значение 06 - на SAP стека TCP IP. DSAP указывает точку доступа к службе на целевом узле, который должен принимать фрейм, а SSAP идентифицирует точку доступа к службе передающего узла, который отправляет фрейм. Поле управления определяет функцию (назначение) фрейма (например, указывает на то, что фрейм содержит данные или же код ошибки). Это поле может иметь длину 8 или 16 бит.
Кроме этого, стандарт IEEE 802.3 описывает для LLC реализацию протокола SubNetwork Access Protocol, SNAP (Стандартный протокол доступа к сети), также называемого Ethernet SNAP. SNAP используется в качестве способа быстрой адаптации протоколов, которые не полностью соответствуют стандартам 802.3 (например, протокола AppleTalk или протокола LAT компании DEC). Когда для подобных протоколов отсутствуют установленные точки SAP, поля DSAP и SSAP содержат шестнадцатеричное значение АА, которое представляет точку SAP для SNAP-фрейма. Кроме этого, поле управления в SNAP-фрейме содержит шестнадцатеричное значение 03. При создании SNAP-фрейма, поле разделителя протоколов помещается сразу же за полем управления и перед полем данных. Поставщик типа фрейма (например, Apple) идентифицируется первыми тремя байтами поля разделителя протоколов, а тип фрейма Ethernet идентифицируется двумя последними байтами.
Для сетей Ethernet выпускается большое количество оборудования, которое широко поддерживается производителями компьютеров. Одной из причин популярности Ethernet является то, что этот стандарт имеет много решений для реализации высокоскоростных сетей. Например, сети Ethernet с частотой 10 Мбит/с легко модернизировать в сеть Fast Ethernet с частоте 100 Мбит/с, зачастую используя для этого уже установленные сетевые адаптеры и кабельную систему. Кроме того, для сетей Ethernet выпускаете множество средств тестирования и управления. В таблице. 3. кратко перечислены многие из существующих или перспективных стандартов Ethernet.
Таблица 3. Стандарты IEEE 802.3 для сетей Ethernet
Стандарт | Описание |
802.3 | Стандарты для коммуникаций 10 Мбит/с |
802.3u | Стандарты для коммуникаций 100 Мбит/с |
802.3х | Стандарты для управления информационным потоком |
802.3z | Стандарты для коммуникаций 1 Гбит/с (по оптоволоконному кабелю) |
802.3ab | Стандарты для коммуникаций 1 Гбит/с (по медному проводу) |
802.3ас | Стандарты для реализации виртуальных локальных сетей (VLAN) |
802. 3ad | Стандарты для группировки (объединения) каналов (использование нескольких каналов для увеличения скорости, например, удвоение или утроение скорости за счет использования двух или трех сгруппированных каналов) |
802. 3ае | Стандарты для коммуникаций 1 0 Гбит/с |
802. 3af | Стандарты на источники питания оконечного оборудования передачи данных с использованием Media Dependent Interface (MDI) |
6.2. Token Ring
Метод доступа маркерное кольцо (token ring) был разработан компанией IBM в 1970-х годах и остается одной из основных технологий локальных сетей, хотя уже и не столь популярной, как Ethernet. Скорость передачи данных старых версиях маркерных сетей равна 4 Мбит/с или 16 Мбит/с, а в новых скоростных сетях - 100 Мбит/с. Метод передачи данных в маркерном кольце использует топологию физической звезды в сочетании с логикой кольцевой топологии. Несмотря на то, что каждый узел подключается к центральному концентратору, пакет перемещается от узла к узлу так, будто начальная и конечная точки отсутствуют. Каждый узел соединяется с другими при помощи модуля множественного доступа (Multistation Access Unit, MAU). MAU - это специализированный концентратор, обеспечивающий передачу пакета по замкнутой цепочке компьютеров. Поскольку пакеты движутся по кольцу, на рабочих станциях или в модуле MAU отсутствуют терминаторы.
При организации скоростного маркерного кольца (fast token ring) нужно быть, внимательным. Некоторые производители, первоначально предлагающие сетевые устройства для этой технологии, ушли с рынка подобного оборудования.
Специальный фрейм, называемый маркером (token), непрерывно передается по кольцу для определения момента, когда некоторый узел может отправить пакет. Этот фрейм имеет длину 24 бита и состоит из трех 8-битных полей признака начала (starting delimiter, SD), поля управления доступом (access control, АС) и признака конца (ending delimiter, ED). Признак начала - эта комбинация сигналов, отличных от любых других сигналов сети, что предотвращает ошибочную интерпретацию поля. Он выглядит как сигнал отсутствия данных. Эта уникальная комбинация восьми разрядов может распознаваться только как признак начала фрейма (SOF).
Поле управления доступом (8-битное) указывает на то, прикреплен ли к маркеру фрейм, содержащий данные. То есть это поле определяет, несет ли фрейм данные или он свободен для использования некоторым узлом. Признак конца также представляет собой уникальным образом закодированный сигнал отсутствия данных. Его восемь разрядов представляют сигнал, который невозможно спутать с признаком начала или интерпретировать как данные. Эта часть маркера определяет, должен ли узел еще передавать последующие фреймы (идентификатор последнего фрейма). Также она содержит информацию об ошибках, обнаруженных другими станциями.
В большинстве реализаций в кольце может быть только один маркер, хотя спецификации IEEE разрешают применение двух маркеров в сетях, работающих с частотой 16 Мбит/с и выше. Прежде чем некоторый узел начнет передачу, он должен перехватить маркер. Пока активный узел не закончит работу, ни один другой узел не может захватить маркер и передавать данные. Станция, захватившая маркер, создает фрейм, имеющий признак начала и поле управления доступом в начале этого фрейма. Признак конца помещается в конце данного фрейма. Полученный фрейм посылается по кольцу и передается до тех пор, пока не достигнет целевого узла. Целевой узел изменяет значения двух разрядов, указывая на то, что фрейм достиг пункта назначения, и что данные были прочитаны. Затем целевой узел помещает фрейм обратно в сеть, где тот передается по кольцу до тех пор, пока передающая станция не получит этот фрейм и не проверит факт его получения. После этого передающая станция формирует следующий фрейм с маркером и инкапсулированными данными или же создает маркер без данных, возвращая маркер в кольцо для того, чтобы другая станция могла его использовать.
На Рис. 12. показан фрейм маркерного кольца с полями маркера, добавленными к полям данных. Первые 16 разрядов занимают поля признака начала и управления доступом. Затем следует поле управления фреймом. Это поле идентифицирует фрейм как фрейм данных или как фрейм, предназначенный для управления сетью (например, как фрейм, содержащий коды сетевых ошибок). Следующие два поля имеют длину 16 или 48 бит и используются для адресации. Первое поле содержит адрес узла назначения, I второе - адрес исходного узла. Далее идет поле данных маршрутизации (routing information field, RIF), имеющее длину 144 бита или меньшую. Это поле содержит исходные данные маршрутизации, которые могут использоваться на Сетевом уровне модели OSI.
Приз-нак начала | Управ-ление досту-пом | Управ-ление фрей-мом | Адрес назна-чения | Адрес источ-ника | R I F | D S A P | S S A P | C T R L | Дан-ные | F C S | Приз-нак кон-ца | Состо-яние фрей-ма |
8 | 8 | 8 | 16 или 48 | 16 или 48 | 144 | 8 | 8 | 8 или 16 | > 0 | 32 | 8 | 8 |
-
Признак начала
Управление доступом
Признак конца
8
8
8
Фрейм маркера
Рис. 12 Побитовое представление формата фрейма token ring 802.5
Следующие три поля - поле целевой точки доступа к службе (DSAP), по исходной точки доступа к службе (SSAP) и поле управления (CTRL) имеют такие же функции и размер, как и во фреймах 802.3 и Ethernet II. Поле DSAP определяет точку SAP узла назначения, а поле SSAP указывает, от какой точки доступа данный фрейм был послан, например, Novell или TCP IP. 8- или 16-битное поле управления определяет, содержит фрейм данные или информацию для управления ошибками. Поле данных следует за полем управления. Оно содержит данные или коды ошибок, используемые для управления сетью. Поле данных не имеет предопределенного размера. 32-битное поле контрольной суммы (FCS) применяется для проверки целостности всего фрейма. Как и во фрейме Ethernet, в нем используется алгоритм контроля с избыточным кодированием (CRC), позволяющий гарантировать правильность передачи и получения сигнала. Контрольная сумма в полученном фрейме должна совпадать с посланным значением.
Последняя часть маркера - признак конца - следует за полем контрольной суммы фрейма. Это поле содержит информацию, сообщающую принимающему узлу о достижении конца фрейма. Также поле указывает на то, будет ли послан следующий фрейм из исходного узла или же данный фрейм последний. Кроме того, данное поле может содержать информацию о том, что другие станции обнаружили ошибки во фрейме. Если фрейм содержит ошибку, он удаляется из сети и затем посылается заново передающим узлом.
Последнее поле во фрейме маркерного кольца представляет собой 8-битное поле состояния фрейма. Два разряда этого поля особенно важны для передающего узла: разряд распознавания адреса указывает на то, что целевой узел «увидел» свой адрес, содержащийся во фрейме; разряд копирования фрейма определяет, скопировал ли целевой узел, посланный фрейм или же при этом были ошибки.
В каждом маркерном кольце один узел выполняет функции монитора активности (active monitor) или диспетчера. Обычно эти задачи выполняет первая станция, обнаруженная после запуска сети. Диспетчер отвечает за синхронизацию пакетов в сети и за генерацию нового фрейма маркера в случае возникновения проблем. Через интервалы в несколько секунд диспетчер рассылает широковещательный фрейм подуровня MAC, свидетельствующий о работоспособности диспетчера. Широковещательный (broadcast) фрейм или пакет адресуется всем узлам сети. Другие узлы рабочих станций являются резервными диспетчерами. Периодически они генерируют широковещательные фреймы, называемые фреймами наличия резервных диспетчеров, подтверждающие работоспособность узлов и их способность заменить активный диспетчер в случае его отказа.
Широковещательный фрейм формируется на Канальном уровне модели OSI, и его поле назначения заполняется двоичными единицами. Широковещательный пакет формируется на Сетевом уровне модели OSI в сетях, использующих протокол IP. Его адрес назначения равен 255.255.255.255. Помимо широковещательных, существуют однонаправленные (unicast) пакеты, которые передаются только целевому узлу, для которого предназначен конкретный пакет. Кроме того, бывают многоабонентские (multicast) пакеты, которые отправитель рассылает нескольким целевым узлам, при этом каждый из этих узлов получает копию пакета.
Если широковещательные посылки от активного или резервных диспетчеров отсутствуют, кольцо переходит в состояние «испускания маяка» (beaconing). Это состояние начинается с того момента, когда некоторый узел генерирует так называемый фрейм маяка (beacon), указывающий на обнаружение некоторой ошибки. Кольцо пытается автоматически устранить ошибку (например, при назначении нового активного диспетчера в том случае, если исходный диспетчер вышел из строя). После перехода в состояние испускания маяка передача маркеров с данными прекращается до момента ликвидации проблемы.
Маркерные кольца являются весьма надежной топологией и поэтому они иногда используются в особо важных конфигурациях. Одним из преимуществ маркерного кольца по сравнению с сетями Ethernet является то, что по них редко, возникают «широковещательный шторм» (broadcast storm) или конфликты между рабочими станциями. Широковещательный шторм иногда случается в сетях Ethernet, когда большое количество компьютеров или устройств одновременно пытаются передавать данные или же когда компьютеры или устройства «зацикливаются» на передаче. Также в сетях Ethernet возникают сетевые конфликты, когда неисправный сетевой адаптер продолжает передачу широковещательных пакетов, несмотря на занятость сети. Такие проблемы редко встречаются в маркерных сетях, поскольку в каждый момент времени только один узел может передавать данные.
6.3. FDDI
Стандарт Fiber Distributed Data Interface, FDDI (Распределенный интерфейс передачи данных по оптоволоконным каналам) был разработан в середине 1980-х годов для обеспечения высокоскоростной передачи данных по сетям Ethernet (в то время на частоте 10 Мбит/с) или по маркерным кольцам (с частотой 4 или 16 Мбит/с). Стандарт установлен комитетом ANSI X3T9.5 и обеспечивает метод доступа, позволяющий с большой скоростью передавать информацию по загруженным сетям.
При частоте передачи, равной 100 Мбит/с, стандарт FDDI обеспечивая большую производительность, чем сети Ethernet с частотой 10 Мбит/с и маркерные кольца с частотой 16 Мбит/с. Однако по мере развития скоростных технологий Fast Ethernet и Fast Token Ring этот стандарт применяется все реже и реже. В качестве передающей среды стандарт FDDI использует оптоволоконный кабель. Обычно FDDI применялся для обеспечения быстрого доступа к сетевым серверам (но, опять-таки, теперь для этих целей почти везде используют технологии Fast Ethernet).
Методы доступа FDDI и маркерного кольца похожи, поскольку в них для пересылки данных по сети используется передача маркера. Отличие FDDI от стандартного маркерного кольца заключается в применении синхронного метода доступа с передачей маркера. Маркер FDDI перемещается по сетевому кольцу от узла к узлу. Если некоторый узел не имеет данных для передачи, он принимает маркер и пересылает его следующему узлу. Если узел, владеющий маркером, должен передать данные, он может отослать любое нужное количество фреймов в течение фиксированного промежутка времени, называемого временем обращения целевого маркера (target token rotation time, TTRT). Поскольку стандарт FDDI использует синхронный метод передачи маркера, в сети в каждый момент времени могут находиться несколько фреймов от нескольких узлов, что обеспечивает высокую скорость передачи данных.
После того как узел передал фрейм, последний перемещается к следующему узлу сетевого кольца. Каждый из узлов определяет, предназначен ли фрейм текущему узлу и имеются ли в этом фрейме ошибки. Если узел является приемником данных, он помечает фрейм как прочитанный. Если какой-нибудь узел обнаруживает ошибку, он устанавливает разряд состояния фрейма, указывая на наличие ошибки. Когда фрейм возвращается к передающему узлу, тот определяет, получил ли целевой узел данный фрейм, а также имелись ли ошибки. В случае наличия ошибок фрейм передается заново. При отсутствии ошибок передающий узел удаляет фрейм из кольца.
Стандарт FDDI допускает два способа передачи пакетов: синхронный и асинхронный. Синхронная передача данных используется для пересылки непрерывной по времени информации: голоса, видео или мультимедиа. Асинхронная передача применяется для обычного сетевого трафика, который не нужно пересылать непрерывными порциями. Для конкретной сети время TTRT равно полному времени, необходимому для синхронной передачи данных от некоторого узла плюс время прохождения фрейма максимальной длины по всему кольцу.
В сети FDDI отслеживаются два типа ошибок: длительные периоды простоя и длительные периоды отсутствия маркера. В первом случае предполагается, что маркер был потерян; во втором случае допускается, что некоторый узел непрерывно работает на передачу. При любом типе ошибки узел, обнаруживший ее, генерирует последовательность специальных фреймов, называемых исковыми фреймами (claim frame), или фреймами претензий. Исковой фрейм содержит предлагаемое время TTRT. Первый узел прекращает передачу, а следующий узел в кольце сравнивает свое время TTRT со значением, посланным предыдущим узлом. После сравнения он передает меньшее из значений TTRT следующему узлу, записывая это значение в свои исковые фреймы. К тому времени, как информация дойдет до последнего узла, будет выбрано самое маленькое значение TTRT. В этот момент кольцо инициализируется, для чего в него передается маркер и устанавливается новое время TTRT для каждого узла; такое состояние длится до тех пор, пока последний узел не получит новую информацию.
В сети FDDI используются два кольца, так что в случае выхода одного кольца из строя, данные могут дойти до целевого узла по другому кольцу. К сети FDDI подключаются узлы двух классов. Узлы Класса А соединены с обоими сетевыми кольцами. Этот класс образует сетевое оборудование, например, концентраторы. Узлы Класса А могут переконфигурировать кольцо так, чтобы в случае отказа сети можно было использовать одно кольцо. Узла Класса В подключаются к сети FDDI через устройства Класса А. К этому классу относятся серверы и рабочие станции.
- Учебник Проектирование и внедрение компьютерных сетей
- Глава 1 Обзор локальных и глобальных сетей 13
- Часть 1 14
- Часть 2 65
- Глава 2 Взаимодействие глобальных и локальных сетей 105
- Глава 3 Методы передачи физического сигнала 167
- Часть 1. Теоретическая часть. 167
- Часть 2. Специальная часть. 210
- Глава 4 Сетевое передающее оборудование 249
- Часть1 Аналитическая часть 250
- Часть 2 Проектная часть 311
- Глава 5 Протоколы локальных вычислительных сетейВведение 366
- Часть 1 Аналитическая часть 367
- Часть 2. Проектная часть 404
- Глава 6 Прошлое, настоящее и будущее протокола tcp 532
- 5. Основной уровень 578
- 6. Прикладной уровень 590
- Глава 7: Методы передачи данных в глобальных сетях 609
- Глава 8 Технология atm 674
- Глава 9 Технологии беспроводных сетей 729
- Часть 1. Аналитическая часть 730
- Часть 2. Практическая часть 771
- Часть 1. Теоретическая часть 819
- Часть 2 Специальная часть 878
- Глава 11 Базовые принципы проектирования локальных и глобальных сетей 881
- Часть 1. Теоретическая часть. 881
- Часть 2 Специальная часть 947
- Глава 1 Обзор локальных и глобальных сетей Введение
- Часть 1
- 1.1 Виды сетей. Основные понятия
- 1.1.1 Определение типа сети
- 1.1.2 Причины, обусловившие появление локальных и глобальных сетей
- 1.1.3 Хронология основных событий, предшествующих появлению компьютерных сетей
- 1.1.4 История локальных и глобальных сетей
- 1.1.5 Интеграция локальных и глобальных сетей
- 1.1.6 Передача данных между локальными и глобальными сетями
- 1.2. Введение в проектирование сетей
- 1.3. Основные термины
- Часть 2
- 2.1. Как избежать простоев сети?
- 2.1.1Отказоустойчивые системы
- 2.2. Опорные мультисервисные сети на основе радиорелейных линий1
- 2.2.1 Специалисты рекомендуют
- 2.2.2 Радиочастотный план
- 2.2.3 Последняя миля
- 2.2.4 Оборудование сети
- 2.2.5 Выбор антенн
- 2.2.6 Расположение антенных постов
- 2.3. Домашние сети на электропроводах2
- 2.3.1 Адаптеры Edimax
- 2.3.2 Устройство
- 2.3.3 Тестирование
- 2.5. Сеть по телефонной проводке: стандарт HomePna 2.03
- 2.6. Технология Bluetooth
- 2.7. Беспроводные сети4
- Заключение
- Глава 2 Взаимодействие глобальных и локальных сетей Введение
- 1. Эталонная модель взаимодействия открытых систем osi
- 1.1. Физический уровень
- 1.2. Канальный уровень
- 1.3. Сетевой уровень
- 1.4. Транспортный уровень
- 1.5. Сеансовый уровень
- 1.6. Представительский уровень
- 1.7. Прикладной уровень
- 2. Взаимодействие между стеками протоколов
- 3. Взаимодействие между уровнями с использованием модулей pdu
- 4. Применение модели osi
- 5. Типы сетей
- 5.1. Шинная топология
- 5.2. Кольцевая топология
- 5.3. Звездообразная топология
- 5.4. Реализация шинной топологии в виде физической звезды
- 6. Методы передачи данных в локальных сетях
- 7. Глобальные сетевые коммуникации
- 7.1. Сети на основе телекоммуникационных каналов
- 7.2. Сети на основе каналов кабельного телевидения
- 7.3. Беспроводные сети
- 8. Методы передачи данных в глобальных сетях
- Заключение
- Глава 3 Методы передачи физического сигнала Часть 1. Теоретическая часть.
- Организации по сетевым стандартам
- Национальный институт стандартизации сша (ansi)
- Институт инженеров по электротехнике и электронике (ieee)
- Международная организация по стандартизации (iso)
- Общество Интернета (isoc) и Проблемная группа проектирования Интернета (ietf)
- Ассоциация электронной промышленности (eia) и Ассоциация промышленности средств связи (tia)
- Типы коммуникационной среды
- Коаксиальный кабель
- Витая пара
- Оптоволоконный кабель
- Комбинированная оптокоаксиальная кабельная система
- Высокоскоростные технологии с использованием витой пары и оптоволоконного кабеля
- Беспроводные коммуникации
- Типы интерфейсов данных
- Передача пакетов
- Передача ячеек
- Методы передачи сигналов в глобальных сетях
- Двухточечные соединения
- Часть 2. Специальная часть.
- 10 Gigabit Ethernet на витой паре.
- Технически предпосылки
- Техника передачи по меди
- Передача данных в 10gbase t
- Кабельные решения
- Витая пара категории 7.
- Соединения оптоволокна.
- Соединения оптических волокон с помощью сварки
- Соединение оптических волокон методом склеивания
- Механические соединители оптических волокон
- Доступ к беспроводным локальным сетям.
- Беспроводные сетевые технологии.
- Подключение к беспроводной локальной сети.
- Различные точки доступа.
- Утилита d-Link AirPro Multiple ap Manager - универсальный способ управления Более привычный вариант: вэб-интерфейс для управления dwl-6000ap
- Конфигурация dwl-6000ap завершена
- Окончательные настройки беспроводной сети на базе dwl-6000aр
- Параметры com-порта для консольного подключения к точке доступа
- Основное меню конфигурации lw2100ap: скромный вид, большие возможности
- Скоростные характеристики беспроводных сети Безопасность беспроводной сети
- Перспективы беспроводных сетей
- Глава 4 Сетевое передающее оборудование Введение
- Часть1 Аналитическая часть Передающее оборудование локальных сетей
- Сетевые адаптеры
- Назначение блока контроллера mac
- Режимы передачи сигналов
- Сетевые адаптеры fddi и atm
- Беспроводные сетевые адаптеры
- Сетевые адаптеры и шины
- Выбор сетевого адаптера
- Повторители
- Модули множественного доступа
- Концентраторы
- Мосты Token Ring с маршрутизацией от источника
- Алгоритм связующего дерева
- Маршрутизаторы
- Статическая и динамическая маршрутизация
- Мосты-маршрутизаторы
- Коммутаторы
- Передающее оборудование глобальных сетей
- Мультиплексоры
- Группы каналов
- Частные телефонные сети
- Телефонные модемы
- Адаптеры isdn
- Кабельные модемы
- Модемы и маршрутизаторы dsl
- Серверы доступа
- Маршрутизаторы
- Часть 2 Проектная часть
- Передающее оборудование локальных сетей Сетевые адаптеры Сетевой адаптер Cisco Aironet air-pci352
- Сетевой адаптер Cisco Aironet air-cb21ag, Wi-Fi, CardBus
- Повторители Fiber Driver: повторители
- Концентраторы Концентратор adsl-доступа Cisco 6100
- Мосты Точка доступа/ мост Cisco Aironet 350, 10/100 Eth, Wi-Fi, 802.11, 802.11a, 802.11b
- Маршрутизаторы Маршрутизатор Cisco 575
- Cisco 675 adsl маршрутизатор для малого офиса или сотрудников, работающих на дому
- Мосты – маршрутизаторы Мосты-маршрутизаторы компании Bay Networks.
- Коммутаторы Коммутатор Cisco Catalyst 2950g 12 ei
- Голосовой шлюз Cisco vg200
- Цифровой шлюз доступа - Cisco Access Digital Gateway
- Передающее оборудование глобальных сетей Мультиплексоры Многофункциональный мультиплексор Cisco мс3810
- Частные телефонные сети
- Телефонные модемы Аналоговый корпоративный модем V.Everything 56k
- Кабельные модемы
- Мосты и маршрутизаторы dsl
- Серверы доступа
- Маршрутизаторы Маршрутизатор Cisco Modular Access Router 1605
- Заключение
- Глава 5 Протоколы локальных вычислительных сетейВведение
- Часть 1 Аналитическая часть Протоколы локальных сетей
- Общие свойства протоколов локальной сети
- Протоколы ipx/spx и система Novell NetWare
- Назначение протокола spx
- Развертывание протоколов ipx/spx
- Эмуляция ipx/spx
- Привязка к драйверу ndis
- Другие протоколы, используемые вместе с серверами NetWare
- Протокол NetBeui и серверы Microsoft Windows
- История NetBeui
- Область применения NetBeui
- NetBeui и эталонная модель osi
- Почему NetBeui хорошо работает в сетях Microsoft
- Недостатки NetBeui
- Протокол AppleTalk и система Mac os
- Сравнение версий AppleTalk Phase I и AppleTalk Phase п
- Службы AppleTalk
- AppleTalk и эталонная модель osi
- Методы доступа AppleTalk
- Сетевая адресация AppleTalk
- Протоколы, входящие в стек AppleTalk
- Совместимость AppleTalk с системами Mac os X, Windows 2000 и Netware
- Протокол tcp/ip и различные серверные системы
- Протоколы и приложения, входящие в стек тср/iр
- Протокол sna и операционные системы ibm
- Стек протоколов sna и эталонная модель osi
- Достоинства и недостатки sna
- Физические элементы сети sna
- Протоколы и приложения, работающие в стеке sna
- Протокол dlc для доступа к операционным системам ibm
- Протокол dna для операционных систем компьютеров Digital (Compaq)
- Повышение производительности локальных сетей
- Проблема каналов связи
- Удаление ненужных протоколов
- Часть 2. Проектная часть
- 1. Базовая модель osi (Open System Interconnection)
- Общая характеристика протоколов локальных сетей
- Формирование сообщений протоколами
- Протоколы физического уровня
- Протоколы канального уровня
- Протоколы сетевого уровня
- Протоколы транспортного уровня
- Протоколы сеансового уровня
- Протоколы представительного уровня
- Протоколы прикладного уровня
- Семейство стандартов ieee 802.X
- Стандартные стеки коммуникационных протоколов
- Стек osi
- Стек tcp/ip
- Стек ipx/spx
- Стек NetBios/smb
- 2. Более подробное рассмотрение некоторые протоколов и стеков протоколов. Протоколы Novell (ipx/spx)
- Протокол ядра NetWare (ncp)
- Основы tcp/ip
- Модуль ip создает единую логическую сеть
- Структура связей протокольных модулей
- Терминология
- Потоки данных
- Работа с несколькими сетевыми интерфейсами
- Межсетевой протокол ip
- Прямая маршрутизация
- Косвенная маршрутизация
- Правила маршрутизации в модуле ip
- Выбор адреса
- Подсети
- Как назначать номера сетей и подсетей
- Подробности прямой маршрутизации
- Порядок прямой маршрутизации
- Подробности косвенной маршрутизации
- Порядок косвенной маршрутизации
- Протокол tcp
- Основы технологии
- Доступ к среде
- Назначения адреса протокола
- Сетевые объекты
- Протокол доставки дейтаграмм (ddp)
- Протокол поддепжки маршрутной таблицы (rtmp)
- Транспортный уровень
- Протокол транзакций AppleTalk (atp)
- Протокол потока данных AppleTalk (adsp)
- Протоколы высших уровней
- Инкапсулирующая технология Data Link Switching (dlSw) Назначение и история создания технологии
- Принципы работы протокола dlSw
- Локальное подтверждение
- Поддержка узлов, не являющихся узлами llc2
- Поддержка дейтаграммного и широковещательного трафика
- Заключение
- Глава 6 Прошлое, настоящее и будущее протокола tcp Введение
- 1. История и перспективы стека tcp/ip
- 2. Модель osi
- 3. Структура стека tcp/ip. Краткая характеристика протоколов
- 4. Протокол межсетевого взаимодействия ip
- 4.1. Адресация в ip сетях
- 4.1.1. Типы адресов
- 4.1.2. Три основных класса ip-адресов
- 4.1.3. Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback
- 4.1.4. Отображение физических адресов на ip-адреса: протоколы arp и rarp
- 4.1.5. Отображение символьных адресов на ip-адреса: служба dns
- 4.1.6. Автоматизация процесса назначения ip-адресов узлам сети - протокол dhcp
- 4.2. Протокол ip
- 4.2.1. Формат пакета ip
- 4.2.2. Управление фрагментацией
- 4.2.3. Маршрутизация с помощью ip адресов.
- 4.3. Развитие стека - протокол iPv6
- 4.3.1. Особенности протокола iPv6
- 4.3.2. Формат заголовка iPv6
- 4.3.3. Дополнительные заголовки
- 4.3.4. IPv6 и автоматическое конфигурирование
- 4.4. Структуризация ip сетей
- 4.4.1. Использование масок для структуризации сети
- 4.4.2. Использование масок переменной длины
- 4.4.3. Технология бесклассовой междоменной маршрутизации cidr
- 4.5. Протокол icmp
- 4.5.1. Общая характеристика протокола icmp
- 4.5.2. Формат сообщений протокола icmp
- 4.5.4. Сообщения о недостижимости узла назначения
- 4.5.5. Перенаправление маршрута
- 5. Основной уровень
- 5.1. Протокол доставки пользовательских дейтаграмм udp
- 5.1.1. Зарезервированные и доступные порты udp
- 5.1.2. Мультиплексирование и демультиплексирование прикладных протоколов с помощью протокола udp
- 5.1.3. Формат сообщений udp
- 5.2. Протокол надежной доставки сообщений tcp
- 5.2.1. Сегменты tcp
- 5.2.2. Порты и установление tcp-соединений
- 5.2.3. Концепция квитирования
- 5.2.4. Реализация скользящего окна в протоколе tcp
- 5.2.5. Выбор тайм-аута
- 5.2.6. Реакция на перегрузку сети
- 5.2.7. Формат сообщений tcp
- 6. Прикладной уровень
- 6.1. Протокол передачи файлов (File Transfer Protocol)
- 6.1.1. Описание протокола
- 6.1.2. Представление данных
- 6.1.3. Команды ftp
- 6.1.4. Ftp отклики
- 6.1.5 Управление соединением
- 6.2. Простой протокол передачи почты (Simple Mail Transfer Protocol)
- 6.2.1. Описание протокола
- 6.2.2. Пример передачи почтового сообщения
- 6.2.3. Команды smtp
- 6.2.4. Структура сообщения
- 6.2.5. Транслирующие агенты
- 6.2.6. Интервалы между ретрансляциями
- 6.2.7. Особенности кодировки smtp
- Заключение
- Глава 7: Методы передачи данных в глобальных сетях Введение:
- СетиХ.2
- Х.25 и эталонная модель osi
- Методы передачи информации в сетях х.25
- Соединения х.25
- Структура фрейма х.25
- Использование сетей х.25
- Сети с ретрансляцией кадров (frame relay)
- Многоуровневые коммуникации в сетях frame relay
- Коммутация и виртуальные каналы
- Формат фрейма
- Передача голоса по сетям с ретрансляцией кадров (VoFr)
- Службы поставщиков сетевых услуг
- Сети isdn
- Цифровые коммуникационные службы
- Широкополосные сети isdn
- Принципы работы isdn-сетей
- Isdn и многоуровневые коммуникации osi
- Формат фрейма lapd
- Протокол управления соединениями q.931
- Подключение к сети isdn через т-линию
- Служба smds
- Архитектура smds
- Особенности подключения к сетям smds
- Линии dsl
- Основные понятия dsl
- Типы служб dsl
- Сети sonet
- Топология сети sonet и обнаружение отказов
- Уровни sonet и эталонная модель osi
- Региональные Ethernet-сети (Optical Ethernet)
- Дополнительные протоколы глобальных сетей
- Глава 8 Технология atm Введение
- Введение в atm
- Характеристики сетей atm
- Многоуровневые коммуникации atm
- Физический уровень atm
- Уровень атм
- Адаптационный уровень atm (aal)
- Уровень служб и приложений atm
- Структура ячейки atm
- Принципы работы сетей atm
- Виртуальные каналы atm
- Постоянный виртуальный канал (pvc)
- Коммутируемый виртуальный канал (svc)
- Интеллектуальный постоянный виртуальный канал (spvc)
- Характеристики atm-коммуникаций
- Вопросы проектирования сетей atm
- Компоненты сетей atm
- Характеристики и типы atm-коммутаторов
- Типы atm-интерфейсов
- Области применения atm
- Применение технологии atm при построении локальных сетей
- Lane-компоненты
- Передача ip поверх atm (Classical ip over atm)
- Многопротокольные коммуникации поверх atm (Multiprotocol over atm, mpoa)
- Обеспечение высокоскоростного доступа к серверам локальной сети
- Подключение настольных систем к atm-сети
- Применение технологии atm при построении глобальных сетей
- Передача atm-ячеек по сети sonet
- Передача пакетов frame relay no atm-сети
- Передача пакетов smds по atm-сети
- Виртуальные локальные сети
- Управление локальными и глобальными atm-сетями
- Основные термины
- Глава 9 Технологии беспроводных сетей Введение
- Часть 1. Аналитическая часть
- 1.1.История беспроводных сетей
- 1.2.Преимущества беспроводных сетей
- 1.3.Технологии беспроводных сетей
- 1.3.1.Технологии радиосетей
- Беспроводные коммуникации с использованием радиоволн
- 1.3.2.Стандарт RadioEthernet ieee 802.11
- Компоненты беспроводной сети
- Направленная антенна
- Направленные антенны Всенаправленная антенна
- Методы доступа в беспроводных сетях
- Обработка ошибок передачи данных
- Скорости передачи
- Методы обеспечения безопасности
- Использование аутентификации при разрыве соединения
- Топологии сетей ieee 802.11
- Беспроводная топология ibss
- Беспроводная топология ess Многоячеечные беспроводные локальные сети
- 1.4.Сетевые технологии с использованием инфракрасного излучения
- Беспроводные коммуникации с использованием ик-излучателя
- 1.5.Микроволновые сетевые технологии
- Наземные свч коммуникация
- 1.6.Беспроводные сети на базе низкоорбитальных спутников Земли
- Глобальная сеть на основе низкоорбитальных спутников Часть 2. Практическая часть
- 2.1. Построение беспроводной сети для офиса.
- 2.2.2 Разработка стандарта.
- 2.1.3 Безопасность в эфире.
- 2.1.4 Условия и результаты тестирования адаптеров wlan.
- 2.1.5 Описание адаптеров wlan (участники тестирования).
- 2.1.6 Проблемы связанные с внедрением технологии беспроводных сетей.
- 2.2 Путь к новому поколению беспроводных лвс.
- 2.2.1 Сравнение пропускных способностей разных стандартов.
- 2.2.2 Как достичь повышения производительности беспроводных сетей нового поколения.
- 2.2.3 Повышение физической скорости передачи данных (технология mimo)
- 2.3 Выбор оборудования для беспроводной сети.
- 2.3.1 Беспроводные маршрутизаторы
- 2.3.2 Мост для беспроводных сетей
- 2.3.3 Беспроводной Cardbus-адаптер AirPlus Xtreme g высокоскоростной 2.4гГц (802.11g
- 2.3.4 Шлюз обеспечения безопасности беспроводных сетей
- 2.3.5 Антены для беспроводных сетей.
- Ant24-1201 направленная внешняя антенна типаYagi, 12 dBi
- Заключение.
- Глава 10 Совместная передача речи, видеоизображений и данных Часть 1. Теоретическая часть Технологии передачи видеоизображений
- Аналоговая передача изображений
- Цифровая передача изображений
- Фрактальное сжатие изображений
- Режимы воспроизведения видеоизображений формата mpeg
- Технологии создания аудиофайлов
- Дискретизация аудио- и видеосигналов
- Распространение аудио- и видеотехнологий
- Тенденции развития аудио- и видеотехнологий
- Передача голоса по ip-протоколу Voice over ip (VoIp)
- Стандарт itu h.323
- Определение полосы пропускания и производительности сети
- Определение времени загрузки отдельного файла
- Факторы, влияющие на полосу пропускания и пропускную способность
- Сжатие файлов и совместимость файловых форматов
- Синхронизация
- Время ожидания
- Джиттер
- Передача мультимедийной информации в локальных и глобальных сетях
- Методы пересылки информации
- Применение различных методов вещания для одного и того же приложения
- Назначение протокола igmp
- Дополнительные протоколы, обеспечивающие многоадресное вещание
- Протоколы для многоадресного потокового вещания в реальном масштабе времени
- Приложения и межсетевые устройства
- Подготовка локальных и глобальных сетей к развертыванию мультимедийных приложений
- Модернизация существующей сети для развертывания мультимедийных приложений
- Совместное использование Fast Ethernet и Gigabit Ethernet в мультимедийных локальных сетях
- Проектирование глобальных сетей, поддерживающих мультимедийные приложения
- Уменьшение стоимости глобальной сети и увеличение ее производительности
- Возможности устройств, позволяющие увеличить производительность глобальной сети
- Перспективы развития мультимедийных средств
- Часть 2 Специальная часть
- Глава 11 Базовые принципы проектирования локальных и глобальных сетей Часть 1. Теоретическая часть. Введение
- Теоретическая часть
- Общие вопросы проектирования локальных и глобальных сетей
- Факторы, влияющие на структуру локальных и глобальных сетей
- Ожидаемый сетевой трафик
- Требования по избыточности
- Перемещения пользователей
- Перспективное развитие
- Требования безопасности
- Подключение к глобальным сетям
- Стоимость сети
- Анализ существующей топологии и ресурсов
- Прокладка и замена кабеля
- Рекомендации по прокладке кабелей
- Структурированная кабельная система
- Вертикальная разводка и структурированные сети
- Применение дуплексных коммуникаций
- Особенности использования мостов, маршрутизаторов и концентраторов
- Подготовка запросов информации (rfi) и заявок на предложения (rfp)
- Принципы проектирования локальных сетей
- Поэтапная реализация плана сети
- Размещение хостов и серверов
- Мультимедийные приложения
- Структуры беспроводных локальных сетей
- Вопросы эксплуатации и поддержки
- Принципы проектирования глобальных сетей
- Беспроводные региональные и глобальные сети
- Спецификации беспроводных региональных сетей
- Спецификации беспроводных глобальных сетей
- Топологии, предоставляемые поставщиками услуг глобальных сетей
- Структура затрат
- Оборудование поставщика услуг и клиентское оборудование
- Часть 2 Специальная часть Правила объединения рабочих групп
- Правило 5-4-3
- Правила проектирования сетей стандарта 10Base-5
- Примеры применения технологии 10Base-5 Применение технологии 10Base-5 на одном коаксиальном сегменте
- Правила проектирования сетей стандарта 10Base-2
- Примеры применения технологии 10Base-2 Ethernet технологии 10Base-2 на одном коаксиальном сегменте
- Дополнительные возможности технологии 10Base-2
- Правила проектирования сетей стандарта 10Base-t
- Примеры применения технологии 10Base-t Простейший вариант применения технологии 10Base-т
- Высокоскоростные лвс
- Высокоскоростные решения для магистралей
- Высокоскоростные технологии для серверов
- Высокоскоростные технологии для рабочих станций
- Преимущества централизованных систем перед распределенными
- Поддержка сетей и общий уровень расходов
- Коммутаторы с промежуточной буферизацией и изменение скорости
- Двухскоростные адаптеры и коммутаторы с автоматическим определением скорости
- Механизм доступа к среде, соответствие задачам и масштабируемость
- Разделяемая среда без организации соединений
- Выбор технологии
- Совместимость с кабельными системами, средствами анализа и управления
- Коммутаторы Ethernet
- Коммутаторы для рабочих групп
- Магистральные коммутаторы
- Преимущества коммутаторов Ethernet
- Применение коммутаторов Объединение концентраторов 10Base-t с помощью магистрального коммутатора
- Выделенная полоса для каждого пользователя
- Рабочие группы с несколькими серверами
- Рабочие группы с архитектурой клиент-сервер
- Объединение коммутаторов рабочих групп и корпоративных серверов
- Многопротокольные маршрутизаторы Поддержка нескольких независимых сетей с помощью многопротокольных маршрутизаторов
- Мультиплексирование протоколов в конечных узлах
- Многопротокольный маршрутизатор Ascend mx-18 briu
- Маршрутизаторы компании Cisco
- Отличительные особенности серии Cisco 7000
- Простои в сети Как избежать простоев сети?
- Отказоустойчивые системы
- Системы низкоорбитальных спутников
- Большие и малые системы
- Система Teledesic
- Преобразующая роль Teledesic
- Стратегическое планирование корпоративных сетей
- Многослойное представление корпоративной сети
- Стратегические проблемы построения транспортной системы корпоративной сети
- Планирование этапов и способов внедрения новых технологий в существующие сети