34. Расширение локальных сетей.

Репитеры - устройства, которые принимают затухающий сигнал из одного сегмента сети, восстанавливают его и передают в следующий сегмент, чем повышают дальность передачи сигналов между отдельными узлами сети. Репитеры передают весь трафик в обоих направлениях и работают на физическом уровне модели OSI. Это означает, что каждый сегмент должен использовать одинаковые: форматы пакетов, протоколы и методы доступа. То есть, с помощью репитера можно объединить в единую сеть два сегмента Ethernet и невозможно Ethernet и Token Ring. Однако репитеры позволяют соединять два сегмента, которые используют различные физические среды передачи сигналов (кабель - оптика, кабель - пара и т. д.).

Мосты - устройства, которые, как и репитеры, могут увеличивать размер сети и количество РС в ней; соединять разнородные сетевые кабели. Однако принципиальным их отличием является то, что они работают на канальном уровне модели OSI, т. е. на более высоком, чем репитеры и учитывают больше особенностей передаваемых данных, позволяя: - восстанавливать форму сигналов, но делая это на уровне пакетов;

- соединять разнородные сегменты сети (например, Ethernet и Token Ring) и переносить между ними пакеты;

- повысить производительность, эффективность, безопасность и надежность сетей.

Маршрутизатор - это устройство для соединения сетей, использующих различные архитектуры и протоколы. Работая на сетевом уровне модели OSI, они могут:

- коммутировать и направлять пакеты через несколько сетей;

- определять наилучший путь для их передачи;

- обходить медленные и неисправные каналы;

- отфильтровывать широковещательные сообщения;

- действовать как барьер безопасности между сетями.

Маршрутизатор в отличие от моста имеет свой адрес и используется как промежуточный пункт назначения.

Мосты - маршрутизаторы: для одних протоколов они действуют как мосты; для других - как маршрутизаторы.

Шлюзы - это устройства, которые обеспечивают связь между различными архитектурами и средами. Главное их назначение - осуществить связь между ПК и средой мини-компьютеров. Шлюз связывает две системы, которые используют разные коммуникационные протоколы, структуры и форматы данных, языки и архитектуры.

Шлюзы принимают данные из одной среды, удаляют протокольный стек и переупаковывают их в протокольный стек системы назначения.

35. Коммутаторы в локальных сетях.

Коммутатор — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Коммутатор работает на канальном (2) уровне модели OSI и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации, в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста. Поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую задержку и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

36. FrameRelay –это метод синхронной доставки сообщений в сетях передачи данных (СПД) с коммутацией пакетов.Согласно семиуровневой модели взаимодействия открытых систем OSI, Frame Relay – протокол второго уровня. Однако он не выполняет некоторые функции, обязательные для протоколов этого уровня. В то же время Frame Relay позволяет устанавливать соединение через сеть, что в соответствии с OSI относится к функции протоколов третьего уровня(физический, канальный).

ВFrame Relay применяется статистическое мультиплексирование, благодаря чему пользователи имеют возможность использовать всю незанятую в настоящий момент полосу пропускания и, таким образом, в течение некоторого времени передавать данные со скоростью выше той, которая гарантируется.

Кроме того, Frame Relay позволяет организовать несколько виртуальных соединений через один порт устройства доступа или маршрутизатора, который установлен у пользователя, что также повышает экономическую выгоду от использования этой технологии.

«+» - простой формат кадров, имеет минимум управляющей информации;

- независимость от протоколов верхних уровней модели OSI;

- малое время задержки при передачи кадра.

Для передачи служебной информации используется специальный выделенный канал сигнализации.

Отсутствует нумерация последовательно передаваемых/ принимаемых кадров.

Формат кадра:

Флаг 1 байт

Заголовок 2-(4) байт

Инф.поле 1…1600 (4096)

Checksum 2 байта

Флаг 1

Флаг: 01111110.

Заголовок:

DLCI	CR	EA		DLCI	FECN	BECN	DE	EA
1 байт			1 байт

DLCI(Data Link Connection Identifier) — идентификатор виртуального канала (PVC), мультиплексируемого в физический канал.

CR (Command / Response) — признак "команда-отклик"

EA — бит расширения адреса, позволяет расширить адрес на целое число байт. («1» - адрес закончен).

FECN – бит уведомления приемника о перегрузке.

BECN – бит уведомления источника о перегрузке.

DE - бит разрешения сброса, указывает на то, что данный кадр может быть уничтожен в первую очередь.

CIR – гарантированная скорость передачи данных.

37. ATM - асинхронный способ передачи данных. Передаваться может любая информация. Гарантирует своевременную доставку трафика. Может использоваться для построения высокоскоростных локальных сетей, магистральных сетей, объединяющих локальные сети.

Особенности: - информация передается ячейками (53 байта);

- обнаружение и исправление ошибок происходит только в заголовке;

- передача информации ориентирована на установление соединения;

- управление трафиком и механизмом качества обслуживания.

Сеть АТМ: чаще всего форма звезды и строится на основе одного или нескольких коммутаторов. Коммутаторы в такой сети определяют оптимальный маршрут припередачи данных, когда соединение установлено – начинают работать как мосты, просто посылая пакеты. Маршрутизация: 155 Мбит/с. 155 Мбит/с – оптоволокно и неэкранированная витая пара 5-й категории; 622 Мбит/с – оптоволокно.

«+» использования фиксированной длины ячейки:

1) minобработки при операции маршрутизац. в коммутаторе;

2) проще, чем обработка ячеек переменной длины;

3) не вызывает задержку выдачи их в линию.

Ячейки, принадлежащие различным сообщениям в канале связи могут следовать в канале в произвольном порядке, таким образом образуются виртуальные каналы, которые образуют виртуальный тракт.

По мере продвижения ячеек идентификаторы могут меняться. И.. – идентификатор…

Формат ячейки АТМ.

Формат ячейки АТМ на интерфейсе «Пользователь-сеть»

Формат ячейки АТМ на интерфейсе «Сеть-сеть»

Как видно из рисунков, на интерфейсе «пользователь-сеть» для ИВТ отведено 8 бит. Следовательно, на данном этапе может быть выделено 2⁸ = 256 ВТ. На интерфейсе «сеть-сеть» поле для ИВТ равно 12. В результате появляется возможность организации 2¹² = 4096 ВТ. Поле ИВК имеет размерность 16 бит. Таким образом, в каждом ВТ можно организовать 2¹⁶ = 65536 ВК. В итоге, на интерфейсе «пользователь-сеть» может быть образовано 2⁸⁺¹⁶ ВК, а на интерфейсе «сеть-сеть» 2¹²⁺¹⁶ ВК. Увеличение числа ВК на интерфейсе «сеть-сеть» связано со значительно более высокой скоростью передачи сообщения, чем на этапе абонентских линий.

38.NGN – универсальная многоцелевая сеть предназначенная для передачи речи, изображений и данных с использованием пакетной коммутации. Особенность: передача и маршрутизация пакетов и элементы оборудования передачи (каналы, маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы) физически и логически отделены от устройств и логики управления вызовами и услугами.Характеристики NGN:

- адаптируемость для передачи трафика любого вида;

- низкая стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (близка к стоимости передачи данных через Интернет);

Архитектура NGNсостоит из 3-х независимых уровней: уровень услуг и управления услугами (сервер приложений)(поддерживает логику и базы данных, необходимые для предоставления услуг); уровень управления (гибкий коммутатор)(поддерживает логика управления, которая необходима для обработки и маршрутизации трафика); транспортный уровень (транспортная пакетная сеть);

Гибкий коммутатор должен осуществлять: обработку всех видов сигнализации; хранение и управление абонентскими данными пользователей; взаимодействие с серверами приложений для предоставления расширенного списка услуг пользователям сети. Характеристики гибкого коммутатора: производительность (maxколичество обслуживаемых базовых вызовов за единицу времени) и надежность.

Протоколы NGN: базовые протоколы сети Интернет: IP, TCP; транспортные протоколы: RTP; сигнальные протоколы: SIP, MEGACO; протоколы маршрутизации: RIP;протоколы информационных служб и управления: SLP; протоколы услуг: FTP, SNTP, HTTP;