16.Протоколы с установлением логического соединения и дейтаграммные протоколы

Протоколы с установлением логического соединения

В протоколах с установлением логического соединения перед отправкой данных узел-получатель и узел-отправитель обмениваются служебной информацией необходимой для запроса, отказа, подтверждения соединения и согласования параметров работы протокола (размер максимального передаваемого блока данных, временные параметры, и.т.д.).

В процессе обработки пакетов учитывается информация ранее о полученных пакетах.

С помощью установления соединения могут решаться следующие задачи:

1. управление потоком передаваемых данных,

2. упорядочивание принимаемых пакетов,

3. обнаружение фактов потери пакетов, повторная передача и коррекция ошибок,

4. взаимная аутентификация взаимодействующих по сети объектов.

Преимущества: надежность передачи.

Недостатки: передача сравнительно большого объема служебной информации, сложность реализации.

Дейтаграммные протоколы

В дейтаграммных протоколах пакет посылается в сеть без предварительного запроса и без согласования параметров работы протокола. Каждый пакет рассматривается сетью как независимая единица передачи, передаваемые пакеты передаются независимо друг от друга.

Информация о целостности данных, порядке передаваемых данных и управлении потоком не передается. Протокол не гарантируют доставку пакета и ответственности за потерю данных не несет.

Преимущества: простота реализации, минимум передачи служебной информации.

Недостаток: ненадежность передачи.

Компромиссное решение - дейтаграммные протоколы с подтверждением.

Надежные протоколы

Надежный протокол гарантирует доставку и контроль целостности передаваемых данных (в случае невозможности доставки генерирует сообщение об ошибке).

1. обнаружение фактов потери пакетов с помощью подтверждения доставки (квитирование),

2. контроль целостности с помощью контрольных сумм.

3. упорядочивание получаемых пакетов на основе нумерации пакетов.

4. управление потоком передаваемых данных.

17. Перечислите виды кабелей используемых для построения компьютерных сетей, укажите их основные положительные и отрицательные стороны. Принципы построения скс

Стандарты кабелей

Кабель - это конструкция, состоящая из нескольких проводов, заключенных в общий чулок, защищающий от внешних воздействий.

Виды и конструкции кабелей описываются в протокольно-независимых стандартах. В стандартах приводятся электрические, механические, оптические характеристики кабелей, соединительных элементов и кроссовых панелей.

Наиболее известные стандарты:

• американский стандарт EIA/TIA-568A;

• международный стандарт ISO/IEC 11801;

• европейский стандарт EN50173.

Кабели на основе неэкранированной витой пары (UTP)

В соответствии со стандартами ISO/IEC 11801 = EN 50173:

Категория 1 – кабель для телефонной разводки - передача сигналов до 0,1 Мгц.

Категория 2 – передачи сигналов со спектром до 1 Мгц.

Категория 3 – передача сигналов с частотой до 16 Мгц.

Категория 4 – передача сигналов с частотой до 20 Мгц.

Категория 5 – передача сигналов с частотой до 100 Мгц.

Категория 6 – передача сигналов с частотой до 250 Мгц.

Категория 7 – передача сигналов с частотой до 600 Мгц (экранируется каждая пара и весь кабель.

Наибольшее распространение получили 4-парные кабели.

Преимущества и Недостатки

Относительно низкая стоимость Относительно высокий уровень затухания сигнала

Легкость установки и изменения существующей конфигурации Чувствительна к ЭМ помехам и прослушиванию

Использует давно принятые и широко распространенные технологии и стандарты Некоторые высокоскоростные стандарты для UTP достаточно новые и еще не устоявшиеся

Кабели на основе экранированной витой пары (STP)

Кабели снабжены специальным экраном, защищающим от внешних электромагнитных помех и снижающим электромагнитные излучения самого кабеля.

Основным стандартом на этот вид кабелей является стандарт компании IBM (кабели делятся не на категории, а на типы: Type1 – Type9).

Преимущества и Недостатки

Использует давно принятые и широко распространенные технологии и стан-дарты Более дорогая и более трудоемкая в установке чем UTP или коаксиальный кабель

Более широкая полоса пропускания сигнала чем у UTP Не поддерживает скоростей выше 500 Мбит/с, а по принятым стандартам выше 155 Мбит/с

В зависимости от траектории распространения света в волокне различают одномодовые и многомодовые волокна.

Многомодовое волокно (MMF) имеет диаметр сердцевины 50 или 62,5 мкм. Полоса пропускания 500-800 Мгц на 1 километр.

Одномодовое волокно (SMF) имеет диаметр сердцевины от 5 до 10 мкм. (соизмерим с длиной световой волны). Полоса пропускания до 100 ГГц на 1 километр.

В качестве источников света используют светодиоды и полупроводниковые лазеры. Для соединения используют разъемы MIC, ST и CT.

Максимальные длины оптических сегментов при использовании стандартных технологий:

• Одномодовое волокно ~120 км (DWDM до нескольких Терабит/с).

• Многомодовое волокно ~ 2-4 км. (до 2 Гбит/c)

Преимущества и недостатки оптоволоконного кабеля

Отсутствие при передаче данных по оптическому кабелю электрических сигналов означает не только невозможность вскрытия и перехвата информации; оптоволокно абсолютно нечувствительно к электромагнитным, перекрестным помехам и шумам, возникающим при передаче информации по медному и другим типам кабелей, проводящих электрические сигналы. Неоспоримым преимуществом, связанным с оптоволоконным кабелем, является отсутствие необходимости его заземления. Кроме того, оптоволокно имеет большую ширину полосы пропускания и может использоваться для передачи не только цифровой информации, но и голосовых сигналов, видеосигналов в цифрованном виде.

Пожалуй, главным недостатком оптоволокна можно считать относительно высокую стоимость его прокладки и эксплуатации. Хотя важно признать, что современные технологии изготовления оптического кабеля значительно снизили его стоимость на рынке, которая приближается сегодня к стоимости витой пары пятой категории. Основная проблема в процессе прокладки оптоволокна заключается в обязательном наличии арсенала специальных инструментов и определенных технических навыков у персонала. Также проблемы могут возникнуть во время эксплуатации волоконно оптического кабеля, особенно при необходимости частых перекоммутаций.

Толстый коаксиальный кабель используется в сетях Ethernet 10Base-5 и обозначается RG-8 и RG-11. Для подключения рабочих станций используют специальные прокалывающие разъемы и отводящие кабели. Кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом, диаметр 12 мм.

Тонкий коаксиальный кабель используется в сетях 10Base-2 и обозначается RG-58/U (имеет сплошной внутренний проводник) или RG-58A/U (многожильный внутренний проводник). Кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом и диаметр 5 мм.

Преимущества и Недостатки

Коаксиальный кабель относительно прост в установке Имеет более высокую стоимость чем UTP 3 категории

Имеет более широкую полосу пропускания чем витая пара, однако редко используется на скоростях выше 10 Мбит/с Сложен в проверке и диагностике

Более устойчив к ЭМ помехам ,чем витая пара Достаточно большой коэффициент затухания сигнала (хотя и меньший чем у витой пары)

Отличается хорошей прочностью Все же недостаточно устойчив к ЭМ помехам (при экстремальных услови-ях) и прослушиванию.

Структурированные кабельные системы

Активное сетевое оборудование - это ряд сетевых устройств, служащих для передачи данных и формирования, преобразования и передачи электрических сигналов. Активное оборудование включает концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, модемы, сетевые карты компьютеров и т.д.

Пассивное оборудование – это кабели, соединители, кроссовые панели и переходники между разнотипными кабелями или соединителями.

Структурированная кабельная система (СКС) - это набор пассивного оборудования и совокупность правил и стандартов по его использованию.

Стандарты: американский ЕIА/ТIА 568A, международный (ISO/EIC 11801) и европейский (EN50173)

Основные принципы построения СКС:

• Универсальность;

• Избыточность;

• Структурированность.

Следование стандартам построения структурированных кабельных систем позволяет создавать легко модифицируемые и расширяемые сетевые структуры, не ориентированные на какую-либо сетевую технологию или сетевое приложение.

Преимущества структурированных кабельных систем:

• единая инфраструктура для передачи данных, голоса и видео;

• возможность модификации, конфигурации и расширения сети без значительных затрат;

• высокая надежность и независимость от изменений технологий и поставщиков активного оборудования;

• минимизация средств на обслуживание;