ICND1_Vol1_RUS

Резюме

В этом разделе приводится резюме основных вопросов, рассмотренных в занятии.

Резюме

Уровень 1 обеспечивает физическую средуи ее кодирование.

Устройства уровня 2 обеспечивают интерфейс с физическими средами.

Уровень 2 использует MAC-адреса.

Сетевой уровень обеспечивает связность и выбор пути между двумя хостами.

Уровень 3 использует IP-адреса.

Резюме (прод.)

Для отправки данных хосту необходимо знать MAC-адрес этого хоста.

Если MAC-адрес неизвестен, для сопоставления адресов уровня 2 и уровня 3 используется протокол ARP.

Для надежного обмена данными необходим сеанс TCP.

Требуется подтверждение отправленных данных.

Для хостов, находящихся в разных сегментах сети, необходим шлюз по умолчанию.

Для проверки подключения между хостами существует несколько средств:

–ping

–tracert

–arp

Определение локальной сети

В этом разделе представлено определение локальной сети.

Локальная сеть

Локальная сеть представляет собой совокупность соединенных между собой компьютеров и других компонентов, расположенных относительно недалеко друг от друга на ограниченной площади. Размеры локальных сетей могут сильно

различаться. Локальная сеть может состоять всего из двух компьютеров в домашнем офисе или на малом предприятии, или включать сотни компьютеров в крупном корпоративном офисе или комплексе зданий.

Примеры: локальные сети малого офиса и крупного предприятия

В среде домашнего бизнеса или небольшого офиса может использоваться небольшая локальная сеть, соединяющая несколько компьютеров и общих периферийных устройств, например принтеров. В офисе крупной корпорации в финансовых или производственных отделах, расположенных на нескольких

этажах здания, могут использоваться несколько локальных сетей, охватывающих сотни компьютеров и общих периферийных устройств.

Компоненты локальной сети

Каждая локальная сеть включает определенные компоненты, в том числе оборудование, соединительные устройства и программное обеспечение. В этом разделе рассматриваются компоненты локальной сети.

Компоненты локальной сети

Компьютеры

–ПК

–Серверы

Соединительные устройства

–Сетевые адаптеры

–Среды передачи

Сетевые устройства

–Концентраторы

–Коммутаторы

–Маршрутизаторы

Протоколы

–Ethernet

–IP

–ARP

–DHCP

Независимо от размера локальной сети для ее работы необходимы следующие базовые компоненты.

Компьютеры. Компьютеры служат конечными устройствами сети, которые отправляют и получают данные.

Соединительные устройства. Соединительные устройства позволяют передавать данные из одной точки сети в другую. Соединительные устройства включают следующие компоненты:

—Сетевые адаптеры (NIC). Сетевые адаптеры преобразуют данные компьютера в формат, пригодный для передачи по локальной сети.

—Сетевые среды. Сетевые среды (например, кабели или беспроводные устройства), через которые происходит передача сигнала от одного устройства локальной сети к другому.

Сетевые устройства. Для локальной сети необходимы следующие сетевые устройства:

—Концентраторы. Концентраторы — это устройства агрегирования, действующие на уровне 1 эталонной модели OSI. Однако в настоящее время функцию концентраторов выполняют коммутаторы.

—Коммутаторы Ethernet. Коммутаторы Ethernet образуют точки агрегирования для локальных сетей. Коммутаторы Ethernet действуют на уровне 2 модели OSI и обеспечивают интеллектуальную передачу кадров внутри локальной сети.

—Маршрутизаторы. Маршрутизаторы, которые иногда называются шлюзами, обеспечивают соединение сегментов локальной сети. Маршрутизаторы действуют на 3-м уровне модели OSI.

Протоколы. Протоколы представляют собой наборы правил, управляющие передачей данных по локальной сети, включая следующие:

—протоколы Ethernet;

—протокол Интернета (IP);

—протоколы ARP (Address Resolution Protocol) и RARP (Reverse ARP);

—DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Функции локальной сети

В этом разделе описываются стандартные функции локальных сетей.

Функции локальной сети

Данные и приложения

Совместное использование ресурсов

Обеспечение путей обмена данными с другими сетями

Локальные сети предоставляют пользователям функции обмена данными и совместного использования ресурсов.

Данные и приложения. Пользователи с подключением к сети могут совместно использовать файлы и даже программные приложения. Это увеличивает доступность данных и повышает эффективность совместной работы над проектами.

Ресурсы. Возможно совместное использование как устройств ввода (например, камер), так и устройств вывода информации (например, принтеров).

Пути обмена данными с другими сетями. Если ресурс недоступен внутри локальной сети, сеть может обеспечить соединение с другими ресурсами, например, доступ к Интернету.

Каков размер локальной сети?

Размер локальной сети может меняться в зависимости от требований среды. В этом разделе рассматриваются размеры локальной сети.

Размеры локальных сетей

Локальные сети могут иметь разный размер в зависимости от эксплуатационных требований, включая следующие:

Малые и домашние офисы. Среда малых и домашних офисов имеет всего несколько компьютеров и периферийных устройств, например, принтеров.

Крупное предприятие. Среда крупного предприятия может включать множество отдельных локальных сетей в большом офисном здании или в корпоративном комплексе зданий. Каждая из локальных сетей среды предприятия может объединять сотни компьютеров и периферийных устройств.

Ethernet

Самый распространенный тип локальных сетей — это Ethernet. В этом разделе описывается история и уникальные характеристики Ethernet.

Развитие Ethernet

Стандарт Ethernet был разработан в 1970-ых годах корпорациями Digital Equipment Corporation (DEC), Intel и Xerox и получил название DIX Ethernet. Позже он был назван "толстым" Ethernet (из-за толщины кабеля, используемого в сетях этого типа),

а скорость передачи данных составляла 10 мегабит в секунду (Мбит/с). В 1980-ых годах стандарт Ethernet был обновлен, его возможности расширены. Новая версия Ethernet получила название Ethernet версии 2 (или Ethernet II).

Разработкой сетевых стандартов занимается профессиональная организация Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). Стандарты IEEE являются доминирующими стандартами локальных сетей в современном мире. В середине 1980-х годов рабочей группой IEEE были определены новые стандарты для сетей, подобных Ethernet. Созданный ими набор стандартов получил название Ethernet 802.3 и был основан на принципе множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). Ethernet 802.3 определил физический уровень (уровень 1)

и подуровень управления доступом к среде (MAC) канального уровня (уровень 2). В настоящее время этот набор стандартов чаще всего называют просто Ethernet.

Стандарты локальной сети Ethernet

Стандарты локальной сети Ethernet определяют соединительные кабели и передачу сигналов на физическом и канальном уровнях модели OSI. В этом разделе рассматриваются стандарты локальной сети Ethernet на канальном уровне.

Стандарты локальных сетей

На рисунке приводится сопоставление протоколов локальной сети с базовой моделью OSI.

Согласно определению IEEE канальный уровень OSI делится на два отдельных подуровня:

Управление логическим каналом — Logical Link Control (LLC) —

взаиможействие с верхним, сетевым уровнем

Управление доступом к среде — Media Access Control (MAC) — взаимодействие с нижним, физическим уровнем

Подуровень LLC

Подуровень LLC был создан IEEE, чтобы обеспечить независимость канального уровня от существующих технологий. Этот уровень обеспечивает универсальные услуги для сетевых протоколов верхнего уровня и эффективное взаимодействие

с разнообразными технологиями подуровня MAC и уровня 1, которые располагаются ниже. Подуровень LLC участвует в процессе инкапсуляции.

Заголовок LLC сообщает канальному уровню, как следует поступить с пакетом при получении кадра. Например, при получении кадра хост может определить, что пакет предназначен для протокола IP на сетевом уровне, используя его заголовок.

Подуровень MAC

Подуровень MAC отвечает за управление доступом к физической среде. Спецификация IEEE 802.3 MAC определяет MAC-адреса, уникально идентифицирующие множество устройств на канальном уровне. Подуровень MAC поддерживает таблицы MAC-адресов (физических адресов) устройств. Каждое устройство в сети должно иметь уникальный MAC-адрес.

Роль CSMA/CD в Ethernet

Сигналы Ethernet передаются всем хостам, подключенным к локальной сети, с помощью специального набора правил, который позволяет определить, какая станция может передавать данные в каждый момент времени. В данном разделе описывается этот набор правил.

CSMA/CD

Влокальных сетях Ethernet управление сигналами в сети осуществляется с помощью метода множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD), который является важнейшим аспектом Ethernet. На рисунке показан процесс CSMA/CD.

Влокальной сети Ethernet до передачи данных компьютер сначала "прослушивает" сетевую среду. Если она не занята, компьютер отправляет данные. После отправки данных компьютеры сети соревнуются между собой на предмет отправки другого кадра в следующий свободный промежуток. Это соревнование за свободное время означает, что станции в сети равноценны и не имеют преимуществ друг перед другом.

Станции в локальной сети CSMA/CD могут получить доступ к сети в любой момент времени. Перед отправкой данных станции CSMA/CD "прослушивают" сеть, чтобы определить, занята ли она. Если да, станции CSMA/CD ждут

ее освобождения. Если сеть свободна, станции начинают передачу. Коллизия происходит, если две станции, прослушивающие сетевой трафик, обнаруживают его отсутствие и одновременно осуществляют передачу данных (см. рисунок). В этом случае будут повреждены обе передачи и станции должны повторить

их через какой-то промежуток времени. Станции CSMA/CD должны уметь распознавать коллизии, чтобы определить необходимость повторной передачи данных.

Сигнал, передаваемый станцией, называется несущей. Сетевой адаптер распознает несущую и поэтому воздерживается от широковещательной передачи сигнала. Если несущая отсутствует, ожидающая станция может начать передачу. Эта часть протокола называется контролем несущей.