Администрирование сетей

    В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов. 

             Пример: Ethernet, Token Ring, FDDI, lOOVG-AnyLAN.

                     Устройства: сетевая плата ,коммутатор (switch).

     Сетевой уровень – отвечает за передачу данных по сети сложной топологии  (если сети не имеют непосредственного физического контакта).  Чтобы с одной стороны сохранить простоту процедур передачи данных для типовых топологий, а с другой допустить использование произвольных топологий, вводится дополнительный сетевой уровень.

    Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность правильного выбора маршрута передачи сообщения даже в том случае, когда структура связей между составляющими сетями имеет характер, отличный от принятого в протоколах канального уровня.

    Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами. Маршрутизатор — это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения.

                Проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией, и ее решение является одной из главных задач сетевого уровня.

                Эта проблема осложняется тем, что самый короткий путь не всегда самый лучший. Часто критерием при выборе маршрута является время передачи данных по этому маршруту; оно зависит от пропускной способности каналов связи и интенсивности трафика, которая может изменяться с течением времени.

                Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами (packets).

                Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов. 

                Пример: протокол межсетевого взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell.

                   Устройства:  маршрутизатор ,интеллектуальный коммутатор.

    Транспортный уровень - обеспечивает приложениям или верхним уровням стека ( прикладному и сеансовому) передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.

    Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем:

1. срочностью
2. возможностью восстановления прерванной связи
3. наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол
4. способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение
5. потеря и дублирование пакетов

    Пример: протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX                                                           стека Novell.

     Сеансовый уровень - обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все с начала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

     Представительный уровень - преобразование данных во взаимно согласованные форматы (синтаксис обмена), понятные всем сетевым приложениям и компьютерам, на которых работают приложения. На этом уровне также решаются задачи компрессии и декомпрессии данных и их шифрование.

    Пример: протокол Secure Socket Layer (SSL).

                    Прикладной уровень — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением.

                    Пример: протоколы HTTP, FTP, IMAP. 

                          2.2.1. Сетезависимые и сетенезависимые уровни.

    Функции всех уровней модели OSI могут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям, зависящим от конкретной технической реализации сети, либо к функциям, ориентированным на работу с приложениями.

    Три нижних уровня (физический, канальный и сетевой) являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием.

    Три верхних уровня (прикладной, представительный и сеансовый) ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети. На протоколы этих уровней не влияют какие бы то ни было изменения в топологии сети, замена оборудования или переход на другую сетевую технологию.

    Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних. Это позволяет разрабатывать приложения, не зависящие от технических средств непосредственной транспортировки сообщений. 

                    2.3. Стандарты Ethernet и их положение в модели OSI.

    При организации взаимодействия узлов в локальных сетях основная роль отводится протоколу канального уровня. Однако для того, чтобы канальный уровень мог справиться с этой задачей, структура локальных сетей должна быть вполне определенной, так, например, наиболее популярный протокол канального уровня ( Ethernet )рассчитан на параллельное подключение всех узлов сети к общей для них шине — отрезку коаксиального кабеля или иерархической древовидной структуре сегментов, образованных повторителями.

    Для упрощения и, соответственно, удешевления аппаратных и программных решений разработчики первых локальных сетей остановились на совместном использовании кабелей всеми компьютерами сети в режиме разделения времени, то есть режиме TDM. Наиболее явным образом режим совместного использования кабеля проявляется в классических сетях Ethernet, где коаксиальный кабель физически представляет собой неделимый отрезок кабеля, общий для всех узлов сети.

    По мере повышения популярности локальных сетей и расширения их сфер применения все больше стали применяться специальные коммуникационные устройства — мосты и маршрутизаторы, — которые в значительной мере снимали ограничения единственной разделяемой среды передачи данных. Базовые конфигурации в форме общей шины и кольца превратились в элементарные структуры локальных сетей, которые можно теперь соединять друг с другом более сложным образом, образуя параллельные основные или резервные пути между узлами.

    При использовании коммутаторов у традиционных технологий появился новый режим работы — полнодуплексный (full-duplex). В разделяемом сегменте станции всегда работают в полудуплексном режиме (half-duplex), так как в каждый момент времени сетевой адаптер станции либо передает свои данные, либо принимает чужие, но никогда не делает это одновременно. Это справедливо для всех технологий локальных сетей, так как разделяемые среды поддерживаются не только классическими технологиями локальных сетей Ethernet, Token Ring, FDDI, но и всеми новыми — Fast Ethernet, lOOVG-AnyLAN, Gigabit Ethernet.

    В 1980 году в институте IEEE был организован комитет 802 по стандартизации локальных сетей, в результате работы которого было принято семейство стандартов IEEE 802.x, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе очень распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring.

    Стандарты семейства IEEE 802.x охватывают только два нижних уровня семиуровневой модели OSI — физический и канальный. Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Старшие же уровни, начиная с сетевого, в значительной степени имеют общие черты как для локальных, так и для глобальных сетей.

    Специфика локальных сетей также нашла свое отражение в разделении канального уровня на два подуровня, которые часто называют также уровнями. Канальный уровень (Data Link Layer) делится в локальных сетях на два подуровня:

           •    логической передачи данных (Logical Link Control, LLC);

           •    управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).

    Уровень MAC появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети. MAC – адрес записывается из 6 байт в шестнадцатеричном виде.   

    Уровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. Сегодня комитет 802 включает следующий ряд подкомитетов:

        802.1 - ( Internetworking ) объединение сетей;

         802.2- (Logical Link Control, LLC ) - управление логической передачей данных;

         802.3 - Ethernet с методом доступа CSMA/CD;

    802.4 - Token Bus LAN — локальные сети с методом доступа Token Bus;

    802.5 -Token Ring LAN — локальные сети с методом доступа Token Ring;

    802.6 -Metropolitan Area Network, MAN — сети мегаполисов;

    802.7-Broadband Technical Advisory Group - техническая консультационная 

               группа по широкополосной передаче;

                             …………………………

    802.12 -Demand Priority Access LAN, lOOVG-AnyLAN - локальные сети с 

                 методом доступа по требованию с приоритетами.

    Первоначально появились стандарты  группы “10”.

    Использовали :

• коаксиальные линии
• витая пара(не экранированные)
• опто-волокно

    Также существуют стандарты:

               •    10Base-5 — коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый «толстым»         коаксиалом. Имеет   волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 500 метров (без повторителей).

                 •    10Base-2 — коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 185 метров (без повторителей).

                 •    10Base-T — кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом — не более 100 м.

                 •    10Base-F — волоконно-оптический кабель. Топология аналогична топологии стандарта 10Base-T. Имеется несколько вариантов этой спецификации — FOIRL (расстояние до 1000 м), 10Base-FL (расстояние до 2000 м), 10Base-FB (расстояние до 2000 м).

    Число 10 в указанных выше названиях обозначает битовую скорость передачи Данных этих стандартов — 10 Мбит/с, а слово Base — метод передачи на одной базовой частоте 10 МГц (в отличие от методов, использующих несколько несущих Частот, которые называются Broadband — широкополосными). Последний символ в Названии стандарта физического уровня обозначает тип кабеля.

    Позже стандарт дополнился группами “100”  и “1000” : 100Base-T и так далее.

      Ethernet - это самый распространенный и дешовый на сегодняшний день стандарт локальных сетей.

    Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код.

    Назначение кодирования: