16999-1 (Информационные сети), страница 2

За счет чего увеличена скорость передачи данных в технологии Fast Ethernet?

Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Для повышения скорости были уменьшены расстояния между узлами необходимые для выявления коллизий.

Почему минимальный размер кадра в технологии Gigabit Ethernet увеличен до значения 512 бит?

Для расширения максимального диаметра сети Gigabit Ethernet в полудуплексном режиме до 200 м разработчики технологии предприняли меры, основывающиеся на известном соотношении времени передачи кадра минимальной длины и временем двойного оборота.

Для чего нужны автопереговоры в технологии Fast Ethernet?

В сети Fast Ethernet автопереговоры позволяют двум соединенным физическим устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбирать наиболее выгодный режим работы.

Формат кадра Fast Ethernet.

Формат кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'а. На рисунке приведен формат МАС-кадра Ethernet, а также временные параметры его передачи по сети для скорости 10 Мб/с и для скорости 100 Мб/с. В качестве указания свободного канала в технологии Fast Ethernet используется служебные символы Idle, вместо отсутствия сигнала как это было в предыдущих версиях. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т. Между символами JK и Т располагаются поля преамбулы, SFD, DA, SA, L, данные, CRC.

Как мост строит свою внутреннюю таблицу?

Мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом пост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением – порт моста не имеет собственного МАС-адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост не знает о том, компьютеры с каким МАС-адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей маршрутизации или фильтрации. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни – при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Это дает возможность автоматически реагировать на перемещения компьютера из сегмента в сегмент – при его отключении от старого сегмента запись о его принадлежности к нему со временем вычеркивается из адресной таблицы. После включения этого компьютера в работу в другом сегменте его кадры начнут попадать в буфер моста через другой порт, и в адресной таблице появится новая запись, соответствующая текущему состоянию сети. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность поправлять работу моста, если это необходимо.

В случае если адрес назначения занесен в таблицу, мост определяет, на какой порт сегмента передать кадр, на остальные порты кадр не передается. Если же оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто удаляется из буфера и работа моста с ним заканчивается. Такая операция называется фильтрацией.

Содержит ли таблица маршрутизации записи обо всех сетях составной сети?

Таблица маршрутизации содержит информацию об адресе сети назначения, сетевом адресе следующего маршрутизатора, сетевой адрес выходного порта и расстояние до узла. Поэтому обо всех сетях составной сети содержать информацию не может.

Сколько уровней имеет стек протоколов TCP/IP? Соответствие стека TCP/IP и модели OSI.

В стеке TCP/IP определены 4 уровня.

прикладной уровень. Объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям.

основной (транспортный) уровень. Обеспечивает доставку данных к месту назначения в том виде, в котором были переданы.

уровень межсетевого взаимодействия. Реализует концепцию передачи пакетов без установления соединения.

уровень сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей.

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровня модели OSI достаточно условно. В отличие от модели OSI стек TCP/IP имеет 4 уровня, а не 7 как в OSI. В уровнях TCP/IP объединяется по несколько уровней модели OSI.

Как производится инкапсуляция пакета данных при передачи из одной сети (подсети) в другую.

Инкапсуляция – способ упаковки данных формата одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или ТСР-сегмента в IP-пакет. Согласно словарю иностранных слов термин "инкапсуляция" означает "образование капсулы вокруг чужих для организма веществ (инородных тел, паразитов и т.д.)". В рамках межсетевого обмена понятие инкапсуляции имеет немного более глубокий смысл. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет действительно о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции ТСР и IP, помещение ТСР-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая "нарезка" пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP. Механизм инкапсуляции подразумевает применение специального протокола. С использованием этого протокола инкапсуляции, две удаленных подсети организовывают между собой сеанс связи. После формирования сеанса связи, все данные, предназначенные для передачи между удаленными сетями, шифруются, инкапсулируются в поля данных протокола подсети и передаются. В подсети, получающей пакет, данные выделяются из поля данных, расшифровываются и передаются конкретному адресату.

Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве IP-адреса конечного узла сети, подключенной к Интернету? Для синтаксически правильных адресов определите их класс.

127.0.0.1

201.13.123.245

226.4.37.105

103.24.254.0

10.234.17.25

154.12.255.255

13.13.13.13

204.0.3.1

193.256.1.16

194.87.45.0

195.34.116.255

161.23.45.305

Все адреса являются синтаксически правильными, но в протоколе IP существует несколько соглашений об интерпретации IP-адресов. Первый октет равный 127 зарезервирован, он используется для тестирования сети, поэтому в качестве адреса конечного узла использоваться не может и имеет название loopbacr. Так же зарезервированными являются адреса, состоящие из одних 0 – означает адрес узла, который сгенерировал этот пакет, 1 – пакет рассылается всем узлам сети, в которой сгенерирован. Адреса, у которых в поле номера сети стоят только нули по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, который отправил пакет. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. В том случае, когда все двоичные разряд равны 1, пакеты с таким адресом рассылаются всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Такие адреса являются зарезервированными, и использоваться в качестве адреса конечного узла не может.

Определившись с зарезервированными адресами можно определить адреса, которые не могут быть использованы в качестве адреса конечного узла. Это:

127.0.0.1 – loopbacr.

154.12.255.255 – широковещательное сообщение. Класс В.

195.34.116.255 – широковещательное сообщение. Класс С.

Адреса, которые можно использовать для адреса конечного узла.

10.234.17.25 – класс А

193.256.1.16 – класс С

201.13.123.245 – класс С

226.4.37.105 – класс D

194.87.45.0 – класс С

13.13.13.13 – класс А

204.0.3.1 – класс С

103.24.254.0 – класс А

l) 161.23.45.305 – класс В

IP-адрес узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски 255.255.255.240. Определить номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?

Номером подсети является адрес 198.65.12.240. Максимальное число узлов в подсети 14.

Почему даже в тех случаях, когда используются маски, IP-пакете маска не передается?

Для адресации IP пакетов, не предусмотрена передача маски. Поэтому из IP адреса пришедшего пакета невозможно выяснить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла. Если маски во всех подсетях имеют один размер, то это не создает проблем. Если же для образования подсетей применяют маски переменной длины, то маршрутизатор должен каким-то образом узнавать, каким адресам сетей какие маски соответствуют. Для этого используются протоколы маршрутизации, переносящие между маршрутизаторами не только служебную информацию об адресах сетей, но и о масках, соответствующих этим номерам.

Какие метрики расстояния могут быть использованы в алгоритмах сбора маршрутной информации?

дистанционно-векторный алгоритм ( Distance Vector Algorithms, DVA), измеряется в хопах.

алгоритм состояния связей (Link State Algorithms, LSA), измеряется в тиках (ticks).

В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных ему сетей. Под расстоянием обычно понимается число промежуточных маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти прежде, чем попадет в соответствующую сеть. Может использоваться и другая метрика, учитывающая не только число перевалочных пунктов, но и время прохождения пакетов по связи между соседними маршрутизаторами. Получив вектор от соседнего маршрутизатора, каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены к его портам) или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов, а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы. Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети, а располагают только обобщенной информацией – вектором дистанций, к тому же полученной через посредников. Работа маршрутизатора в соответствии с дистанционно-векторным протоколом напоминает работу моста, так как точной топологической картины сети такой маршрутизатор не имеет. Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP. Основываясь на протоколе RIP, был разработан целый ряд модернизированных протоколов, таки или иначе избавляяющих от недостатков и ограничений протокола RIP.

При работе над протоколом IGRP фирма Cisco Systems ставила перед собой ряд задач. Создаваемый протокол должен был обеспечить стабильную и эффективную маршрутизацию (без возникновения маршрутных петель) в больших сетях, быструю реакцию на изменения сетевой топологии, автоматическую адаптацию к загрузке канала связи и частоте появления в нем ошибок. При этом протокол не должен сильно загружать процессоры маршрутизаторов и занимать большую полосу пропускания сети.

В начале 90-х годов фирма Cisco Systems представила усовершенствованный протокол IGRP (Enhanced IGRP - EIGRP), в котором попыталась объединить преимущества протоколов маршрутизации с учетом состояния каналов (link-state) и протоколов маршрутизации на основе длины векторов (distance-vector). Протокол EIGRP основан на алгоритме обновления Diffusing-Update Algorithm (DUAL), определяющем процедуру принятия решений при вычислении всех маршрутов. Используя метрики, DUAL выбирает наиболее эффективные и свободные от петель пути и вносит их в таблицу маршрутов в качестве наилучших и возможных запасных. Если основной маршрут становится недоступным, то задействуется запасной. Это позволяет избежать повторного выполнения алгоритма в случае отказа какой-либо линии связи и уменьшить время сходимости. Для выявления соседей протокол EIGRP использует короткие сообщения "Hello". Пока маршрутизатор получает такие сообщения от соседних маршрутизаторов, он "считает", что они работают и могут передавать информацию о маршрутах. Применяя протокол Reliable Transport Protocol, EIGRP обеспечивает гарантированную доставку сообщений об обновлениях маршрутов, не "полагаясь" при этом на широковещательную передачу.

Алгоритмы состояния связей обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа связей сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. Широковещательная рассылка используется здесь только при изменениях состояния связей, что происходит в надежных сетях не так часто. Для того, чтобы понять, в каком состоянии находится линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Этот трафик также широковещательный, но он циркулирует только между соседями и поэтому не так засоряет сеть. Протоколом, основанным на алгоритме состояния связей, в стеке TCP/IP является протокол OSPF.