4.6. Контрольные вопросы

1. Перечислите ограничения мостов и коммутаторов для построения составных сетей на их основе.

2. Почему построение составных сетей на основе средств канального уровня является проблематичным?

3. Какие компоненты входят в состав интерсети?

4. Какова роль сетевого уровня в интерсети?

5. Как в интерсети согласуются различные технологии ЛС?

6. Перечислите поля заголовка сетевого уровня и покажите их важность.

7. Что такое internetworking?

8. Какие адреса имеет маршрутизатор в составной сети?

9. Что такое маршрутизация, маршрут, критерий выбора маршрута (примеры)?

10. Что дает таблица маршрутизации, кто ее составляет и использует?

11. Что в таблице маршрутизации означает запись «маршрутизатор по умолчанию» (Default) и что дает ее использование?

12. В чем состоят сходства и различия между протоколами маршрутизации и сетевыми протоколами?

13. Назовите основные идеи алгоритмов одношаговой и многошаговой маршрутизации.

14. Назовите отличия алгоритмов фиксированной, простой и адаптивной маршрутизации.

15. Чем отличаются дистанционно-векторные алгоритмы маршрутизации от алгоритмов состояния связей и что их объединяет?

16. Перечислите особенности уровней стека TCP/IP.

17. Перечислите особенности каждого типа адресов стека TCP/IP.

18. Для чего нужны классы IP-адресов и маски?

19. Как делается отображение IP-адресов на локальные адреса?

20. Как делается отображение доменных имен на IP-адреса?

21. Для чего и как делаются фрагментация и сборка IP-пакетов?

22. Как протокол TCP обеспечивает надежность доставки сообщений?

23. Для чего протоколу TCP нужны порты и сокеты?

24. Как в протоколе TCP используются потоки, сегменты и байты данных?

25. Как организуется TCP-соединение?

26. Как в протоколе TCP реализован алгоритм скользящего окна?

27. На какие группы делятся сегменты в алгоритме скользящего окна для TCP?

28. Как выбираются и регулируются в алгоритме скользящего окна для TCP размер окна W и величина тайм-аута?

29. Как проявляется и устраняется перегрузка сети в TCP?

30. Дайте классификацию маршрутизаторов сетей TCP/IP.

31. Как соотносятся уровни производительности маршрутизаторов сетей операторов связи и корпоративных сетей (по классам)?

5. Технологии глобальных сетей

5.1. Функции, структура и типы глобальных сетей

При построении корпоративной сети ГС в основном используется как транзитный транспортный механизм, предоставляющий услуги уровней 1–3 модели OSI. Однако в последнее время функции ГС, относящиеся к верхним уровням стека протоколов, стали играть заметную роль в вычислительных сетях. Это связано, в первую очередь, с популярностью информации, предоставляемой публичной ГС Internet. Это гипертекстовая информация Web-узлов с большим числом перекрестных ссылок, делающая источником информации всю ГС, а также электронная почта (ЭП), широковещательное распространение звукозаписей, интерактивные беседы (chat), телеконференции и рассылки по интересам, поиск информации, а также ее доставка по индивидуальным заказам и многое другое [1, 5].

Эти (уже информационные, а не просто транспортные) услуги ГС оказали влияние на традиционные способы доступа к разделяемым сетевым ресурсам. Появились intranet-технологии, основанные на использовании технологий Internet в корпоративных сетях. К ним относят не только службу Web, но и использование Internet как глобальной транспортной сети, соединяющей все ЛС предприятия, а также все информационные технологии верхних уровней, появившиеся первоначально в Internet и поставленные на службу корпоративной сети. В результате ГС и ЛС постепенно сближаются за счет взаимного проникновения технологий разных уровней (транспортных и прикладных).

Типичный пример структуры ГС приведен на рис.5.1, где S – коммутаторы, NNI – интерфейс «сеть-сеть» (Network-to-Network Interface), UNI – интерфейс «пользователь-сеть» (User-to-Network Interface), K – компьютеры, R – маршрутизаторы, MUX – мультиплексор, PBX – офисная автоматическая телефонная станция (АТС), малые квадраты черного цвета – устройства физического уровня (модемы, терминальные адаптеры и т. п.). Такая ГС работает в наиболее подходящем для компьютерного трафика режиме коммутации пакетов [1].

Рис.5.1. Пример структуры ГС

Обычно при равенстве предоставляемой скорости доступа сеть с коммутацией пакетов оказывается в 2-3 раза дешевле сети с коммутацией каналов (публичной телефонной сети). Однако, подобная ГС часто оказывается не везде доступной. На отдельных ее участках могут оказаться гораздо больше распространенными и доступными услуги, предоставляемые телефонными или первичными сетями на основе выделенных каналов. Поэтому при построении корпоративной сети недостающие территориальные компоненты дополняются услугами и оборудованием, арендуемыми у владельцев первичной или телефонной сети. В зависимости от того, что приходится арендовать, различают корпоративные сети, построенные с использованием: 1 – выделенных каналов, 2 – коммутации каналов, 3 – коммутации пакетов. Вариант 3 – наиболее благоприятный, он появляется, когда сеть с коммутацией пакетов доступна во всех географических точках. Варианты 1 и 2 требуют проведения дополнительных работ, чтобы на основе взятых в аренду средств построить сеть с коммутацией пакетов. Дальнейшее рассмотрение проведем в рамках этих трех основных вариантов.

1. Выделенные каналы можно арендовать у телекоммуникационных компаний – владельцев каналов дальней связи или у телефонных компаний, сдающих в аренду каналы в пределах города или региона. Они обеспечивают:

• построение территориальной сети определенной технологии (например, FR), в которой арендуемые каналы служат для соединения промежуточных, территориально расположенных коммутаторов пакетов S (рис.5.1);

• соединение только объединяемых ЛС или конечных абонентов другого типа без установки транзитных коммутаторов пакетов (рис.5.2). Этот способ наиболее прост, так как не требует дополнительного коммутационного оборудования ГС (используются имеющиеся маршрутизаторы или удаленные мосты объединяемых ЛС) и введения протоколов глобальных технологий (X.25, FR). По глобальным каналам передаются те же пакеты сетевого и канального уровня, что и в ЛС.

Рис.5.2. Соединение объединяемых ЛС выделенными каналами

Сегодня существует большой выбор выделенных каналов – от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 КГц до цифровых каналов технологии SDH с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с [1, 5].

2. Глобальные сети с коммутацией каналов бывают двух типов:

• традиционные аналоговые телефонные сети. Их достоинство – распространенность, недостатки – низкое качество составного канала (устаревших FDM-коммутаторов), подверженность внешним помехам (устраняется использованием цифровых АТС, передающих голос в цифровой форме, оставляя аналоговым лишь абонентское окончание), большое время установления соединения, особенно при импульсном наборе номера;

• цифровые сети с интегрированными услугами (Integrated Services Digital Network, ISDN). Они свободны от многих рассмотренных недостатков.

Однако ввиду того, что (тарифная) оплата в таких сетях производится за время соединения, они могут оказаться принципиально невыгодными при пульсирующем трафике (оплата за отсутствие передачи). Тем не менее, при подключении массовых абонентов к корпоративной сети телефонная сеть может оказаться единственным подходящим по доступности и стоимости средством связи [1, 5].

3. Глобальные сети с коммутацией пакетов сегодня строятся на основе специальных технологий ГС (X.25, FR, коммутируемой многомегабитной службе данных (Switched Multi-megabit Data Service, SMDS) и ATM), а также услуг территориальных сетей TCP/IP – сравнительно низкокачественной сети Internet или коммерческих изолированных ГС, арендуемых телекоммуникационными компаниями (табл.10).

Таблица 10

Тип сети	Скорость доступа	Трафик	Особенности
X.25	1,2 – 64 Кбит/с	Терминальный	Большая избыточность протокола, хорошо работают на каналах низкого качества
FR	64 Кбит/с – 2 Мбит/с	Компьютерный	Сравнительно новые сети, хорошо передают пульсации трафика, в основном поддерживают службу постоянных виртуальных каналов
SMDS	1,544 – 45 Мбит/с	Компьютерный, графика, голос, видео	Сравнительно новые сети, распространены в крупных городах США, вытесняются сетями ATM
ATM	1,544 – 155 Мбит/с	Компьютерный, графика, голос, видео	Новые сети (1996 г.), пока используются в основном для передачи компьютерного трафика
TCP/IP	1,2 – 2,048 Кбит/с	Терминальный, компьютерный	Широко распространены в некоммерческом варианте – Internet

Территориальные сети образуют две важнейшие составляющие корпоративной сети – магистральные сети и сети доступа.

Магистральные территориальные сети используются для образования одноранговых связей между крупными ЛС больших подразделений предприятия. Они должны обеспечивать высокую пропускную способность, быть постоянно доступными (высокий коэффициент готовности), им прощается высокая стоимость и слабая поддержка разветвленной инфраструктуры. Обычно в качестве магистральных сетей используются цифровые выделенные каналы 2-622 Мбит/c, по которым передается трафик IP, IPX, или протоколов сетевой архитектуры систем (Systems Network Architecture, SNA) от IBM, а также сети с коммутацией пакетов (табл.10). При наличии выделенных каналов для обеспечения высокой готовности магистрали используется смешанная избыточная топология связей.

Сети доступа – это территориальные сети, необходимые для связи небольших ЛС и отдельных удаленных компьютеров с центральной ЛС предприятия. Организация быстрого удаленного доступа сотрудников к корпоративной информации из любой географической точки стала стратегическим вопросом, поскольку определяет оперативность и качество принимаемых решений. К сетям доступа предъявляются свои требования: наличие разветвленной инфраструктуры доступа, умеренная стоимость. Пропускной способностью (несколько десятков Кбит/с) обычно жертвуют в целях экономии. В качестве сетей доступа обычно применяются телефонные аналоговые сети, сети ISDN, реже – FR, выделенные каналы со скоростями 19,2-64 Кбит/с. Но качественный скачок в удаленном доступе произошел с появлением Internet, чьи транспортные услуги дешевле услуг междугородных и международных телефонных сетей, а качество быстро улучшается [1, 5].