Računarske mreže i telekomunikacije. „Kompjuterske mreže, mrežne i telekomunikacione tehnologije

Računarske mreže i telekomunikacije

Sistem imena domena DNS

Korespondencija između imena domena i IP adresa može se uspostaviti putem lokalnog hosta i putem centralizirane usluge. U ranim danima Interneta, tekstualni fajl pod nazivom hosts je ručno kreiran na svakom hostu. Ova datoteka se sastojala od niza redova, od kojih svaki sadrži jedan par IP-adresa-domena, na primjer 102.54.94.97 - rhino.acme.com.

Kako je Internet rastao, rasli su i host fajlovi, a izgradnja skalabilnog rješenja za razlučivanje imena postala je neophodna.

Ovo rješenje je bila posebna usluga - Sistem imena domena (DNS). DNS je centralizovana usluga zasnovana na distribuiranoj bazi mapiranja imena domena u IP adresu. DNS servis koristi klijent-server protokol u svom radu. Definira DNS servere i DNS klijente. DNS serveri održavaju distribuiranu bazu mapiranja, a DNS klijenti kontaktiraju servere sa zahtjevima za razrješenje imena domene u IP adresu.

DNS usluga koristi tekstualne datoteke u približno istom formatu kao i hosts datoteka, a administrator priprema i ove datoteke ručno. Međutim, DNS se oslanja na hijerarhiju domena i svaki DNS server pohranjuje samo podskup imena mreže, a ne sva imena, kao što je slučaj sa datotekama hostova. Kako broj čvorova u mreži raste, problem skaliranja se rješava kreiranjem novih domena i poddomena imena i dodavanjem novih servera DNS servisu.

Za svako ime domene kreira se poseban DNS server. Ovaj server može pohraniti ime domene u mapiranje IP adresa za cijeli domen, uključujući sve njegove poddomene. Međutim, u ovom slučaju se ispostavlja da je rješenje slabo skalabilno, jer prilikom dodavanja novih poddomena opterećenje ovog servera može premašiti njegove mogućnosti. Češće nego ne, server domene pohranjuje samo imena koja se završavaju na sljedećem nižem nivou hijerarhije od imena domene. (Slično direktoriju sistema datoteka, koji sadrži zapise datoteka i poddirektorijuma koji su direktno "uključeni" u njega.) Ovom organizacijom DNS servisa opterećenje rezolucije imena je manje-više ravnomjerno raspoređeno među svim DNS serverima na mreži . Na primjer, u prvom slučaju, DNS server domene mmt.ru će pohraniti mapiranja za sva imena koja se završavaju na mmt.ru: wwwl.zil.mmt.ru, ftp.zil.mmt.ru, mail.mmt.ru , itd. U drugom slučaju, ovaj server pohranjuje samo mapiranja imena kao što su mail.mmt.ru, www.mmt.ru, a sva ostala mapiranja moraju biti pohranjena na DNS serveru zil poddomena.

Svaki DNS server, pored tabele mapiranja imena, sadrži veze do DNS servera svojih poddomena. Ove veze povezuju pojedinačne DNS servere u jednu DNS uslugu. Veze predstavljaju IP adrese odgovarajućih servera. Za opsluživanje korijenskog domena dodjeljuje se nekoliko dupliranih DNS servera, čije su IP adrese nadaleko poznate (mogu se naći, na primjer, u InterNIC-u).

Procedura za rješavanje DNS imena je na mnogo načina slična proceduri da sistem datoteka pronađe adresu datoteke po njenom simboličkom imenu. Zaista, u oba slučaja, razlikovno ime odražava hijerarhijsku strukturu organizacije odgovarajućih direktorija - direktorija datoteka ili DNS tabela. Ovdje su domen i domenski DNS server analogni direktoriju sistema datoteka. Imena domena, kao i simbolička imena datoteka, karakteriziraju neovisnost imenovanja od fizičke lokacije.

Procedura za pronalaženje adrese datoteke po simboličkom imenu sastoji se u sekvencijalnom skeniranju direktorija, počevši od korijena. U ovom slučaju, predmemorija i trenutni direktorij se unaprijed provjeravaju. Da biste odredili IP adresu iz imena domene, također morate pogledati sve DNS servere koji opslužuju lanac poddomena uključenih u ime hosta, počevši od korijenskog domena. Suštinska razlika je u tome što se fajl sistem nalazi na jednom računaru, a DNS servis je po svojoj prirodi distribuiran.

Postoje dvije glavne šeme za rješavanje DNS imena. U prvoj varijanti rad na pronalaženju IP adrese koordinira DNS klijent:

DNS klijent kontaktira korijenski DNS server s potpuno kvalificiranim imenom domene;

DNS server odgovara adresom sledećeg DNS servera koji opslužuje domen najvišeg nivoa naveden u gornjem delu zahtevanog imena;

DNS klijent postavlja zahtev sledećem DNS serveru, koji ga šalje na DNS server željene poddomena, i tako dalje, sve dok se ne pronađe DNS server koji pohranjuje podudaranje za traženo ime na IP adresu. Ovaj server daje konačan odgovor klijentu. Ova komunikaciona šema se naziva nerekurzivna ili iterativna, kada sam klijent iterativno izvodi niz zahtjeva različitim serverima imena. Pošto ova šema opterećuje klijenta prilično složenim poslom, rijetko se koristi. Druga opcija implementira rekurzivnu proceduru:

DNS klijent pita lokalni DNS server, odnosno server koji opslužuje poddomenu kojoj pripada ime klijenta;

Ako lokalni DNS server zna odgovor, odmah ga vraća klijentu; ovo može odgovarati slučaju kada je traženo ime u istoj poddomenu kao i ime klijenta, a može odgovarati i slučaju kada je server već naučio ovo podudaranje za drugog klijenta i pohranio ga u svoju keš memoriju;

Ako lokalni server ne zna odgovor, onda on izvodi iterativne zahtjeve prema korijenskom poslužitelju, i tako dalje, na isti način kao što je to učinio klijent u prvoj opciji; primivši odgovor, šalje ga klijentu, koji ga je sve ovo vrijeme samo čekao sa svog lokalnog DNS servera.

U ovoj šemi, klijent delegira posao svom serveru, pa se shema naziva indirektna ili rekurzivna. Gotovo svi DNS klijenti koriste rekurzivnu proceduru.

Stog TCP / IP protokola.

TCP/IP stog, koji se naziva i DoD stek i Internet stek, jedan je od najpopularnijih i najperspektivnijih stekova komunikacionih protokola. Ako se trenutno distribuira uglavnom u mrežama sa UNIX OS-om, onda je njegova implementacija u najnovijim verzijama mrežnih operativnih sistema za personalne računare (Windows NT, NetWare) dobar preduslov za brzi rast broja instalacija TCP-a / IP stog.

Stack je prije više od 20 godina razvilo Ministarstvo odbrane SAD-a (DoD) da poveže eksperimentalni ARPAnet sa drugim satelitskim mrežama kao skup zajedničkih protokola za heterogena računarska okruženja. ARPA mreža je podržala programere i istraživače u vojnim oblastima. U ARPA mreži komunikacija između dva računara odvijala se pomoću Internet protokola (IP), koji je do danas jedan od glavnih u TCP/IP steku i pojavljuje se u nazivu steka.

Univerzitet Berkeley je dao veliki doprinos razvoju TCP/IP steka, implementirajući stek protokole u svoju verziju UNIX OS-a. Široko usvajanje UNIX-a dovelo je do širokog usvajanja IP-a i drugih protokola u stogu. Ovaj stek takođe pokreće Internet, čija Radna grupa za Internet inženjering (IETF) daje veliki doprinos unapređenju standarda steka, objavljenih u obliku RFC specifikacija.

Budući da je TCP/IP stek razvijen prije pojave ISO/OSI modela interoperabilnosti otvorenih sistema, iako ima i višeslojnu strukturu, korespondencija slojeva TCP/IP steka slojevima OSI modela je prilično proizvoljna.

Najniži (sloj IV) - sloj gatewaya - odgovara fizičkim slojevima i slojevima veze podataka OSI modela. Ovaj sloj nije reguliran u TCP/IP protokolima, ali podržava sve popularne standarde fizičkog sloja i sloja veze podataka: za lokalne kanale to je Ethernet, Token Ring, FDDI, za globalne kanale - vlastiti protokoli za rad na analognom biranju -up i iznajmljene linije SLIP/PPP, koje uspostavljaju point-to-point veze preko serijskih WAN veza, te X.25 i ISDN WAN protokola. Takođe je razvijena posebna specifikacija koja definiše upotrebu ATM tehnologije kao transport sloja veze.

Sljedeći sloj (sloj III) je sloj međusobnog rada, koji se bavi prijenosom datagrama koristeći različite LAN mreže, X.25 mreže širokog područja, ad-hoc linije, itd. Kao glavni protokol mrežnog sloja (u smislu OSI modela ) u steku se koristi IP protokol koji je prvobitno zamišljen kao protokol za prijenos paketa u konkateniranim mrežama, koje se sastoje od velikog broja lokalnih mreža, ujedinjenih kako lokalnim tako i globalnim vezama. Stoga IP protokol dobro funkcionira u mrežama sa složenim topologijama, racionalno koristeći prisustvo podsistema u njima i ekonomično koristeći propusni opseg komunikacijskih linija male brzine. IP je datagram protokol.

Sloj međusobnog rada takođe uključuje sve protokole povezane sa kompilacijom i modifikacijom tabela rutiranja, kao što su RIP (Internet protokol rutiranja) i OSPF (Prvo otvori najkraći put) protokoli, kao i protokol Internet Control Message Protocol (ICMP). Potonji protokol je namijenjen za razmjenu informacija o greškama između rutera i gatewaya, izvornog sistema i sistema prijemnika, odnosno za organizovanje povratnih informacija. Uz pomoć posebnih ICMP paketa, javlja se da paket ne može biti isporučen, da je prekoračen životni vijek ili trajanje sastavljanja paketa od fragmenata, abnormalne vrijednosti parametara, promjena rute prosljeđivanja i vrste usluge, stanje sistema itd.

Sljedeći nivo (nivo II) naziva se glavnim. Protokol kontrole prijenosa (TCP) i protokol korisničkih datagrama (UDP) rade na ovom sloju. TCP pruža trajnu virtuelnu vezu između procesa udaljenih aplikacija. UDP protokol omogućava prijenos paketa aplikacija koristeći metodu datagrama, to jest, bez uspostavljanja virtuelne veze, te stoga zahtijeva manje opterećenje od TCP-a.

Gornji nivo (nivo I) naziva se nivo aplikacije. Tokom godina upotrebe u mrežama različitih zemalja i organizacija, TCP/IP stek je akumulirao veliki broj protokola i usluga na nivou aplikacije. To uključuje tako široko korišćene protokole kao što su protokol za kopiranje FTP datoteka, protokol za emulaciju telnet terminala, SMTP protokol pošte koji se koristi u e-pošti na Internetu i njegov ruski ogranak RELCOM, hipertekstualne usluge za pristup udaljenim informacijama, kao što je WWW, i mnoge druge . Zaustavimo se malo detaljnije na nekima od njih koji su najbliži predmetu ovog predmeta.

SNMP (Simple Network Management Protocol) se koristi za organizaciju upravljanja mrežom. Problem upravljanja je ovdje podijeljen na dva zadatka. Prvi zadatak se odnosi na prijenos informacija. Protokoli za prijenos kontrolnih informacija definiraju proceduru za interakciju između servera i klijentskog programa koji se izvodi na administratorskom hostu. Oni definišu formate poruka koje klijenti i serveri razmjenjuju, kao i formate imena i adresa. Drugi izazov se odnosi na kontrolisane podatke. Standardi regulišu koje podatke treba čuvati i akumulirati u gateway-ima, nazive ovih podataka i sintaksu ovih imena. SNMP standard definira specifikaciju za bazu podataka informacija za upravljanje mrežom. Ova specifikacija, poznata kao baza upravljačkih informacija (MIB), definira stavke podataka koje host ili gateway moraju pohraniti i koje su operacije na njima dozvoljene.

File Transfer Protocol (FTP) implementira daljinski pristup datotekama. Kako bi osigurao pouzdan prijenos, FTP koristi protokol orijentisan na vezu, TCP, kao svoj transport. Osim protokola za prijenos datoteka, FTP nudi i druge usluge. Tako se korisniku daje mogućnost da interaktivno radi sa udaljenom mašinom, na primjer, može ispisati sadržaj svojih kataloga, FTP omogućava korisniku da odredi tip i format pohranjenih podataka. Konačno, FTP vrši autentifikaciju korisnika. Prije pristupa datoteci, prema protokolu, korisnici moraju dati svoje korisničko ime i lozinku.

U TCP/IP stogu, FTP nudi najširi spektar usluga datoteka, ali ga je i najteže programirati. Aplikacije koje ne zahtijevaju sve mogućnosti FTP-a mogu koristiti drugačiji, ekonomičniji protokol, najjednostavniji Trivial File Transfer Protocol (TFTP). Ovaj protokol implementira samo prijenos datoteka, a kao transport koristi jednostavniji od TCP-a, protokol bez veze - UDP.

Telnet protokol prenosi tok bajtova između procesa i između procesa i terminala. Najčešće se ovaj protokol koristi za emulaciju terminala udaljenog računara.

BGP protokol

Opšta shema rada BGP-a je sljedeća. BGP ruteri susednih SS-a koji odluče da razmene informacije o rutiranju uspostavljaju BGP veze između sebe i postaju BGP susedi (BGP peer).

BGP tada koristi pristup koji se zove vektor putanje, koji je proširenje pristupa vektoru udaljenosti. BGP susjedi oglašavaju vektore puta jedni drugima. Vektor putanje, za razliku od vektora udaljenosti, ne sadrži samo mrežnu adresu i udaljenost do nje, već i mrežnu adresu i listu atributa putanje koji opisuju različite karakteristike rute od rutera koji šalje do određene mreže. U nastavku, radi sažetosti, skup podataka koji se sastoji od mrežne adrese i atributa puta do ove mreže nazvat ćemo rutom do date mreže.

BGP implementacija

Par BGP susjeda uspostavlja TCP vezu jedan s drugim, port 179. Susjedi koji pripadaju različitim AS bi trebali biti direktno dostupni jedni drugima; ne postoji takvo ograničenje za susjede iz jednog AS-a, budući da će interni protokol rutiranja osigurati da su sve potrebne rute dostupne između čvorova istog autonomnog sistema.

Tok informacija koje se razmjenjuju između BGP susjeda preko TCP-a sastoji se od niza BGP poruka. Maksimalna dužina poruke je 4096 okteta, minimalna 19. Postoje 4 vrste poruka.

Vrste BGP poruka

• OTVORENO - šalje se nakon uspostavljanja TCP veze. Odgovor na OPEN je poruka KEEPALIVE ako druga strana pristane da postane BGP susjed; u suprotnom, poruka OBAVJEŠTENJE se šalje s kodom koji objašnjava razlog neuspjeha, a veza se prekida.
• KEEPALIVE - poruka je namijenjena za potvrdu saglasnosti za uspostavljanje susjedskih odnosa, kao i za praćenje aktivnosti otvorene veze: za to, BGP susjedi razmjenjuju KEEPALIVE poruke u redovnim intervalima.
• UPDATE - poruka je namijenjena za najavu i opoziv ruta. Nakon uspostavljanja veze, pomoću UPDATE poruka, prosljeđuju se sve rute koje ruter želi reklamirati susjedu (potpuno ažuriranje), nakon čega se šalju samo podaci o dodanim ili uklonjenim rutama kako se pojavljuju (djelimično ažuriranje).
• OBAVJEŠTENJE - poruka ovog tipa se koristi za obavještavanje susjeda o razlogu zatvaranja veze. Nakon slanja ove poruke BGP veza se prekida.

BGP format poruke

BGP poruka se sastoji od zaglavlja i tijela. Zaglavlje je dugačko 19 okteta i sastoji se od sljedećih polja:

· Marker: uvek u poruci OTVORENO, a kada se radi bez autentifikacije - u drugim porukama, ispunjenim jednicama. Inače sadrži informacije o autentifikaciji. Prateća funkcija markera je da poboljša pouzdanost odabira granice poruke u toku podataka.

· Dužina poruke u oktetima, uključujući zaglavlje.

IGRP protokol

Interior Gateway Routing Protokol-IGRP je protokol za rutiranje razvijen sredinom 1980-ih. od Cisco Systems, Inc. Glavni cilj je bio da se obezbedi robustan protokol za rutiranje unutar autonomnog sistema (AS), koji ima proizvoljno složenu topologiju i sadrži medije sa različitim propusnim opsegom i karakteristikama kašnjenja.

IGRP je Distance Vector Interior Router Protocol (IGP). Protokoli rutiranja vektora udaljenosti zahtijevaju od svakog rutera da pošalje cijelu ili dio svoje tablice rutiranja u porukama o korekciji rutiranja svim susjednim ruterima u redovnim intervalima. Kako se informacije o rutiranju šire mrežom, ruteri mogu izračunati udaljenosti do svih čvorova u mreži.

IGRP koristi kombinaciju (vektor) metrike. Kašnjenje internetskog rada, propusni opseg, pouzdanost i opterećenje se uzimaju u obzir kao koeficijenti prilikom donošenja odluke o rutiranju. Mrežni administratori mogu postaviti faktore težine za svaku od ovih metrika. IGRP pruža širok raspon vrijednosti za svoje metrike.

Da bi pružio dodatnu fleksibilnost, IGRP omogućava višestruko rutiranje. Duplicirane linije sa istom propusnošću mogu proći odvojeni tok saobraćaja na kružni način, automatski se prebacujući na drugu liniju ako prva linija ne uspije.

Format paketa

Prvo polje IGRP paketa sadrži broj verzije.

Polje koda operacije (opcode). Ovo polje označava vrstu paketa. Opkod od 1 označava paket zakrpe (sadrži zaglavlje odmah nakon kojeg slijede zapisi podataka tablice rutiranja); jednak zahtjevu od 2 paketa (koristi ga izvor za ispitivanje tablice usmjeravanja s drugog rutera.

Polje izdanja. Ova vrijednost broja izdanja se koristi kako bi se omogućilo ruterima da izbjegnu obradu ažuriranja koja sadrže informacije koje su već vidjeli.

Sljedeća tri polja označavaju broj podmreže, broj glavne mreže i broj vanjske mreže u zakrpi.

Polje kontrolne sume. Kalkulacija kontrolne sume omogućava ruteru primaocu da provjeri valjanost dolaznog paketa.

Karakteristike stabilnosti

IGRP ima niz karakteristika dizajniranih da poboljšaju njegovu stabilnost. To uključuje:

Privremena zadržavanja promjena se koriste kako bi se spriječilo da obične poruke ažuriranja nezakonito ponovo postave rutu koja je možda bila oštećena. Period zadržavanja promjena se obično izračunava tako da bude duži od količine vremena potrebnog da se cijela mreža prilagodi kako bi se prilagodila promjenama rutiranja.

Split Horizons Koncept podijeljenih horizonata proizlazi iz činjenice da nikada nije korisno slati informacije o ruti natrag u smjeru iz kojeg je došla. Pravilo podijeljenog horizonta pomaže u sprječavanju petlji rute.

Prilagođavanja otkazivanja rute dizajnirana su za rješavanje većih petlji rute. Povećanje metrike usmjeravanja obično ukazuje na pojavu petlji usmjeravanja. U ovom slučaju, ispravke otkazivanja se šalju kako bi se ruta uklonila i stavila u stanje čekanja.

IGRP pruža brojne tajmere i varijable koje sadrže vremenske intervale. Ovo uključuje

• tajmer ažuriranja (određuje koliko često treba slati poruke o korekciji rute),
• tajmer neaktivnih ruta, određuje koliko dugo ruter treba da čeka u nedostatku poruka o korekciji bilo koje određene rute, prije nego što ovu rutu proglasi neoperativnom
• period zadržavanja
• sleep timer. specificira koliko dugo mora proći prije nego se bilo koji ruter ukloni iz tablice rutiranja.

Protokoli mrežnog sloja se obično implementiraju u obliku softverskih modula i pokreću na krajnjim čvorovima, računarima, koji se nazivaju hostovi, kao i međučvorovima, ruterima, koji se nazivaju gateway-i. Funkcije rutera mogu obavljati i specijalizirani uređaji i univerzalni

Internetworking koncept

Osnovna ideja iza uvođenja mrežnog sloja je sljedeća. Mreža se općenito smatra skupom nekoliko mreža i naziva se složena mreža ili mreža. (internet ili internet)... Mreže koje čine kompozitnu mrežu nazivaju se podmreže. (podmreža), koji čine mreže ili jednostavno mreže (slika 5.1). Podmreže su međusobno povezane ruterima. Komponente kompozitne mreže mogu biti i lokalne i globalne mreže. Unutrašnja struktura svake mreže nije prikazana na slici, jer je irelevantna kada se razmatra mrežni protokol. Svi čvorovi unutar iste podmreže komuniciraju koristeći jedinstvenu tehnologiju za njih. Dakle, kompozitna mreža prikazana na slici uključuje nekoliko mreža različitih tehnologija: lokalne mreže Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI i WAN relej okvira, X.25, ISDN. Svaka od ovih tehnologija je dovoljna da organizira interakciju svih čvorova u svojoj podmreži, ali nije u stanju izgraditi informacijsku vezu između proizvoljno odabranih čvorova koji pripadaju različitim podmrežama, na primjer između čvora A i čvora B na Sl. 5.1. Stoga, da bi se organizirala interakcija između bilo kojeg proizvoljnog para čvorova ove "velike" kompozitne mreže, potrebna su dodatna sredstva. Takva sredstva obezbjeđuje mrežni sloj.

Mrežni sloj djeluje kao koordinator, organizirajući rad svih podmreža koje se nalaze na putu paketa duž složene mreže. Za premještanje podataka preko podmreža, mrežni sloj se odnosi na tehnologije koje se koriste na tim podmrežama.

Dok mnoge LAN tehnologije (Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, itd.) koristite isti sistem adresiranja čvorova baziran na MAC adresama, postoji mnogo tehnologija (X.25, bankomat, relej okvira), koji koriste različite šeme adresiranja. Adrese dodijeljene čvorovima prema tehnologijama podmreže zovu se lokalne adrese. Da bi mrežni sloj ispunio svoj zadatak, potreban mu je vlastiti sistem adresiranja, koji ne ovisi o metodama adresiranja čvorova u zasebnim podmrežama, što bi omogućilo na nivou mreže da identifikuje bilo koji čvor kompozitne mreže u univerzalnom i na nedvosmislen način.

Prirodan način formiranja mrežne adrese je jedinstveno numerisanje svih podmreža povezane mreže i numerisanje svih čvorova unutar svake podmreže. Dakle, mrežna adresa je par: broj mreže (podmreže) i broj čvora.

Broj čvora može biti ili lokalna adresa ovog čvora (ova šema je prihvaćena u IPX / SPX steku), ili neki broj koji nema nikakve veze s lokalnom tehnologijom, koji jedinstveno identificira host unutar date podmreže. U prvom slučaju, mrežna adresa postaje ovisna o lokalnim tehnologijama, što ograničava njenu upotrebu. Na primjer, IPX/SPX mrežne adrese su dizajnirane da rade u povezanim mrežama koje obuhvataju mreže koje koriste samo MAC adrese ili slično formatirane adrese. Drugi pristup je opštiji i specifičan je za TCP/IP stog. U oba slučaja, svaki čvor kompozitne mreže ima, uz svoju lokalnu adresu, još jednu - univerzalnu mrežnu adresu.

Podaci koji ulaze u mrežni sloj i koji se trebaju prenijeti preko spojene mreže imaju zaglavlje mrežnog sloja. Podaci zajedno sa zaglavljem čine paket. Zaglavlje paketa mrežnog sloja ima jedinstveni format koji ne zavisi od formata okvira sloja veze podataka onih mreža koje mogu biti uključene u mrežu, a nosi, uz ostale servisne informacije, podatke o broju mreže kojoj je ovaj paket namijenjen. Mrežni sloj određuje rutu i premešta paket između podmreža.

Kada se paket prenosi iz jedne podmreže u drugu, paket mrežnog sloja inkapsuliran u dolaznom okviru veze podataka prve podmreže oslobađa se zaglavlja ovog okvira i okružen je zaglavljima okvira veze podataka sljedeće podmreže. Informacije na osnovu kojih se vrši ova zamena su servisna polja paketa mrežnog sloja. Polje adrese odredišta novog okvira je lokalna adresa sljedećeg rutera.

Ethernet čvorišta

U Ethernet tehnologiji, uređaji koji kombinuju nekoliko fizičkih segmenata koaksijalnog kabla u jedan zajednički medij koriste se dugo vremena i nazivaju se "repetitori" zbog svoje glavne funkcije - ponavljanja na svim svojim portovima signala primljenih na ulazu jednog od luka. U koaksijalnim kablovskim mrežama, dvoportni repetitori su bili uobičajeni, koji su povezivali samo dva segmenta kabla, pa se termin čvorište obično nije primenjivao na njih.

Sa uvođenjem lOBase-T specifikacije upredenog para, repetitor je postao sastavni dio Ethernet mreže, budući da se bez njega komunikacija može uspostaviti samo između dva mrežna čvora. Višeportni Ethernet repetitori s upredenim paricama su se zvali čvorišta ili čvorišta, budući da su komunikacije između velikog broja mrežnih čvorova zaista bile koncentrisane u jednom uređaju. Ethernet čvorište obično ima 8 do 72 porta, pri čemu je većina portova namijenjena kablovima s upredenim paricama. Na sl. Slika 2 prikazuje tipično Ethernet čvorište dizajnirano za male segmente zajedničkog medija. Ima 16 lOBase-T portova sa RJ-45 konektorima, kao i jedan AUI port za povezivanje eksternog primopredajnika.

Obično je na ovaj port povezan koaksijalni ili fiber primopredajnik. Uz pomoć ovog primopredajnika, čvorište se povezuje na trunk kabl koji povezuje nekoliko čvorišta međusobno, ili se na taj način obezbeđuje veza stanice koja je udaljena više od 100 m od čvorišta.

Rice. 15. Ethernet čvorište.

Za povezivanje lOBase-T tehnoloških čvorišta jedno s drugim u hijerarhijski sistem, nije potreban koaksijalni ili optički kabel, možete koristiti iste portove kao i za povezivanje krajnjih stanica, uzimajući u obzir jednu okolnost. Činjenica je da uobičajeni RJ-45 port za povezivanje mrežnog adaptera i nazvan MDI-X (crossover MDI) ima obrnuti pinout konektora tako da se mrežni adapter može spojiti na čvorište pomoću standardnog crossover kabela.

Kada povezujete čvorišta preko standardnog MDI-X porta, morate koristiti nestandardni crossover kabel. Stoga neki proizvođači obezbeđuju čvorište sa namenskim MDI portom koji se ne povezuje. Dakle, dva čvorišta mogu biti povezana običnim neukrštenim kablom ako se to radi preko MDI-X porta jednog čvorišta i MDI porta drugog. Češće nego ne, jedan priključak za čvorište može djelovati i kao MDI-X port i kao MDI port, ovisno o položaju prekidača na dugmetu.

Višeportni Ethernet repetitor čvorište može se tretirati drugačije kada se koristi pravilo 4 čvorišta. U većini modela, svi portovi su povezani sa jednim blokom repetitora, a kada signal prođe između dva porta repetitora, blok ponovnog pokušaja uvodi samo jedno kašnjenje. Stoga bi se takvo čvorište trebalo smatrati jednim repetitorom s ograničenjima nametnutim pravilom 4 čvorišta. Ali postoje i drugi modeli repetitora, u kojima nekoliko portova ima vlastitu jedinicu repetitora.

U ovom slučaju, svaki blok ponavljanja mora se smatrati zasebnim repetitorom i posebno uzeti u obzir u pravilu 4 čvorišta.
Neke razlike mogu se demonstrirati modelima čvorišta koji rade na jednomodnom optičkom kablu. Udaljenost segmenta kabela koji podržava FDDI čvorište na takvom kabelu može značajno varirati ovisno o snazi ​​laserskog emitera - od 10 do 40 km.

Međutim, ako postojeće razlike u izvođenju glavne funkcije koncentratora nisu toliko velike, onda su mnogo veće od varijacija u mogućnostima implementacije dodatnih funkcija od strane koncentratora. Onemogući portove.

Vrlo korisna u održavanju mreže je sposobnost čvorišta da isključi portove koji ne funkcionišu, čime se izoluje ostatak mreže od problema na čvoru. Ova funkcija se naziva autoparticioniranje. Za FDDI koncentrator, ova funkcija za mnoge situacije greške je glavna, kako je definirana u protokolu. Istovremeno, za Ethernet ili Token Ring čvorište, funkcija auto-segmentacije je opciona u mnogim situacijama, budući da standard ne opisuje odgovor čvorišta na ovu situaciju. Glavni razlog za onemogućavanje porta u Ethernet-u i Fast Ethernet-u je nedostatak odgovora na niz testnih impulsa veze koji se šalju na sve portove svakih 16 ms. U tom slučaju, neispravan port se prebacuje u stanje "isključeno", ali će se impulsi za testiranje veze i dalje slati na port tako da će se, kada se uređaj vrati, rad s njim automatski nastaviti.

Razmotrite situacije u kojima Ethernet i Fast Ethernet čvorišta vrše gašenje porta:

o Greške na nivou okvira. Ako brzina prolaska okvira sa greškama kroz port premašuje navedeni prag, port se deaktivira, a zatim, ako nema grešaka za određeno vrijeme, ponovo se uključuje. Takve greške mogu biti: pogrešna kontrolna suma, netačna dužina okvira (više od 1518 bajtova ili manje od 64 bajta), neformirano zaglavlje okvira.
o Više sudara. Ako čvorište otkrije da je izvor kolizije bio isti port 60 puta zaredom, tada je port onemogućen. Nakon nekog vremena, port će ponovo biti omogućen.

o Produženi transfer (jabber). Poput mrežnog adaptera, čvorište kontrolira vrijeme potrebno da jedan okvir prođe kroz port. Ako ovo vrijeme premašuje vrijeme prijenosa maksimalne dužine okvira za 3 puta, tada je port onemogućen.

Podrška za backup linkove

Budući da je korištenje redundantnih veza u čvorištima definirano samo u FDDI standardu, za ostale standarde, programeri hubova podržavaju ovu funkciju vlastitim rješenjima. Na primjer, Ethernet / Fast Ethernet čvorišta mogu formirati samo hijerarhijske veze bez petlji. Stoga bi redundantne veze uvijek trebale povezivati ​​onesposobljene portove kako ne bi poremetili logiku mreže.

Obično, kada konfiguriše čvorište, administrator mora odrediti koji su portovi primarni, a koji rezervni (Slika 16). Ako je iz bilo kojeg razloga port onemogućen (pokreće se mehanizam auto-segmentacije), čvorište čini svoj backup port aktivnim.

Rice. šesnaest.

Rice. 16. Redundantne veze između Ethernet čvorišta.

Kada se razmatraju neki modeli čvorišta, postavlja se pitanje - zašto ovaj model ima tako veliki broj portova, na primjer 192 ili 240? Ima li smisla dijeliti okruženje od 10 ili 16 Mbps između toliko stanica? Prije možda deset ili petnaest godina, odgovor je u nekim slučajevima mogao biti potvrdan, na primjer, za one mreže u kojima su računari koristili mrežu samo za slanje malih poruka pošte ili za prepisivanje male tekstualne datoteke.

Danas je ostalo vrlo malo takvih mreža, a čak 5 računara može u potpunosti učitati Ethernet ili Token Ring segment, au nekim slučajevima čak i Fast Ethernet segment. Zašto vam je onda potreban hub sa velikim brojem portova, ako ih je praktično nemoguće koristiti zbog ograničenja propusnosti po stanici? Odgovor je da takva čvorišta imaju više odvojenih internih magistrala koje su dizajnirane da kreiraju više zajedničkih okruženja.

Na primjer, čvorište prikazano na sl. 17 ima tri interne Ethernet magistrale. Ako, na primjer, takvo čvorište ima 72 porta, onda se svaki od ovih portova može povezati na bilo koju od tri interne magistrale. Na slici su prva dva računara povezana na Ethernet 3, a treći i četvrti računar na Ethernet 1. Prva dva računara čine jedan zajednički segment, a treći i četvrti računar čine drugi zajednički segment.

Rice. 17. Višesegmentno čvorište.

Računari spojeni na različite segmente ne mogu međusobno komunicirati preko čvorišta, jer sabirnice unutar čvorišta nisu ni na koji način povezane. Višesegmentna čvorišta su potrebna za kreiranje zajedničkih segmenata koji se mogu lako modificirati. Većina multi-segmentnih čvorišta, kao što je System 5000 iz Nortel Networks ili PortSwitch Hub iz 3Com, omogućavaju rad povezivanja porta na jednu od internih magistrala na čisto softverski način, kao što je lokalna konfiguracija preko porta konzole.

Kao rezultat toga, administrator mreže može povezati korisničke računare na bilo koje portove na čvorištu, a zatim koristiti softver za konfiguraciju čvorišta za kontrolu sastava svakog segmenta. Ako segment 1 sutra postane zagušen, tada se njegovi računari mogu raspodijeliti na preostale segmente čvorišta.

Sposobnost višesegmentnog čvorišta da programski promijeni veze portova na interne magistrale naziva se konfiguracijsko prebacivanje.
PAŽNJA
Prebacivanje konfiguracije nema nikakve veze sa prebacivanjem okvira koje rade mostovi i prekidači. Višesegmentna čvorišta su programabilna okosnica velikih mreža. Da biste međusobno povezali segmente, potrebni su vam uređaji različite vrste - mostovi / prekidači ili ruteri. Takav gateway uređaj mora da se poveže na više portova višesegmentnog čvorišta povezanog na različite interne magistrale, i da prenosi okvire ili pakete između segmenata tačno kao da su formirani od strane odvojenih čvorišta.

Za velike mreže, višesegmentno čvorište djeluje kao inteligentna razvodna kutija koja uspostavlja novu vezu ne mehaničkim pomicanjem kabelskog utikača na novi port, već programskom promjenom interne konfiguracije uređaja. Upravljanje čvorištem putem SNMP protokola.

Kao što možete vidjeti iz opisa dodatnih funkcija, mnoge od njih zahtijevaju konfiguraciju čvorišta. Ova konfiguracija se može izvršiti lokalno, preko RS-232C interfejsa, koji je dostupan sa bilo kojim čvorištem opremljenim kontrolnom jedinicom. Osim konfiguracije u velikoj mreži, funkcija praćenja statusa čvorišta je vrlo korisna: da li je operativan, u kakvom su stanju njegovi portovi.

1. Vrste računarskih mreža. Vrste, glavne komponente lvs.

Vrste kompjuterskih mreža:

Računarska mreža (kompjuterska mreža, mreža za prenos podataka)- komunikacioni sistem između dva ili više računara. Za prijenos informacija mogu se koristiti različite fizičke pojave, po pravilu različite vrste električnih signala ili elektromagnetnog zračenja. Vrste računarskih mreža: Lična mreža je mreža izgrađena “oko” osobe. Ove mreže su dizajnirane da objedine sve lične elektronske uređaje korisnika (telefone, PDA, pametne telefone, laptopove, slušalice itd.). Standardi za takve mreže trenutno se nazivaju Bluetooth. LAN- služi za objedinjavanje računara koji se nalaze na maloj udaljenosti jedan od drugog. Takva mreža se obično ne proteže dalje od jedne prostorije. Gradska kompjuterska mreža(engleski MAN - Metropolitan Area Network) pokriva nekoliko zgrada unutar jednog grada ili cijelog grada. Korporativna mreža- skup LAN mreža, moćnih računara i terminalnih sistema koji koriste zajednički informacioni put za razmjenu. Nacionalna mreža- mreža koja ujedinjuje računare unutar jedne države (National LambdaRail, GEANT) Glob-I će izračunati-I mrežu- mreža za prijenos podataka dizajnirana da opslužuje značajnu teritoriju koristeći javno dostupne komunikacione linije.

Vrste: Po vrsti funkcionalne interakcije: Peer-to-peer - najosnovniji i namijenjen malim radnim grupama. Uz njihovu pomoć korisnici više računara mogu koristiti zajedničke diskove, štampače i druge uređaje, prenositi poruke jedni drugima i obavljati druge kolektivne operacije. Ovdje svaki računar može obavljati i ulogu servera i klijenta. Takva mreža je jeftina i laka za održavanje, ali ne može pružiti zaštitu informacija za veliku mrežu). Višerang (koriste namjenske računare - servere za skladištenje zajedničkih podataka i programe za korištenje zajedničkih resursa. Takva mreža ima dobru proširivost, visoke performanse i pouzdanost, ali zahtijeva stalno kvalifikovano održavanje). Po vrsti topologije mreže: Guma, zvijezda, prsten, rešetka. Mješovita topologija. Po mrežnom OS-u: Windows, UNIX, Mixed.

Vrste, glavne komponente LAN-a:

Slave station- računar dizajniran za lokalnu mrežu. Mrežni adapter je posebna ploča koja omogućava interakciju računara sa drugim uređajima na ovoj mreži. Realizuje fizičku komunikaciju sa m/u mrežnim uređajima preko mrežnog kabla. Server- neki servisni uređaj, mačka u LAN-u igra ulogu kontrolnog centra i koncentratora podataka. To je kombinacija hardvera i softvera koji se koristi za upravljanje zajedničkim mrežnim resursima.

3. Topologija mreže. Mrežni standardi (vrste mreža) Mediji za prenos podataka (mrežni kabl).

Topologija mreže(od grčkog. τόπος, mjesto) - opis mrežne konfiguracije, dijagram lokacije i povezivanja mrežnih uređaja.

Topologija mreže može biti:

fizički- opisuje stvarnu lokaciju i veze između mrežnih čvorova.

logicno- opisuje putanju signala unutar fizičke topologije.

Postoji mnogo načina za povezivanje mrežnih uređaja, od kojih se može razlikovati pet osnovnih topologija: magistrala, prsten, zvijezda, mreža i rešetka. Ostale metode su kombinacije osnovnih. Ove topologije se općenito nazivaju mješovitim ili hibridnim topologijama, ali neke od njih imaju vlastita imena, kao što je drvo.

Prsten- osnovna topologija računarske mreže, u kojoj su radne stanice međusobno povezane u seriju, formirajući zatvorenu mrežu. Prsten ne koristi istovremeni metod slanja podataka; kompjuter na mreži prima podatke od susjeda i dalje ih preusmjerava ako nisu adresirani na njega. Da bi se odredilo ko može prenositi podatke, obično se koristi marker. Podaci idu u krug, samo u jednom smjeru.

Prednosti: Jednostavan za instalaciju; Gotovo potpuni nedostatak dodatne opreme; Mogućnost stabilnog rada bez značajnog pada brzine prijenosa podataka pri intenzivnom opterećenju mreže, jer korištenje tokena eliminira mogućnost kolizije.

Nedostaci: Kvar jedne radne stanice, kao i drugi problemi (pokidani kabl), utiču na performanse cele mreže; Složenost konfiguracije i konfiguracije; Složenost rješavanja problema;

Tire, je uobičajeni kabel (koji se naziva magistrala ili kičma) na koji su povezane sve radne stanice. Na krajevima kabla nalaze se terminatori koji sprečavaju refleksiju signala.

Poruka koju šalje radna stanica prenosi se na sve računare u mreži. Svaka mašina provjerava - kome je poruka upućena i, ako njoj, onda je obrađuje. Da bi se isključilo istovremeno slanje podataka, koristi se ili signal "nosioca", ili je jedan od kompjutera glavni i "daje riječ" ostalim stanicama. Prednosti Kratko vrijeme postavljanja mreže; Jeftino (potrebno je manje kablovskih i mrežnih uređaja); Jednostavan za postavljanje; Kvar radne stanice ne utiče na rad mreže;

Nedostaci Bilo koji problemi u mreži, kao što je prekid kabla, kvar terminatora, potpuno uništavaju rad cijele mreže; Složena lokalizacija kvarova; Sa dodatkom novih radnih stanica, performanse mreže se smanjuju.

Star- osnovna topologija računarske mreže, u kojoj su svi računari u mreži povezani na centralni čvor (obično mrežno čvorište), formirajući fizički segment mreže. Takav mrežni segment može funkcionirati i zasebno i kao dio složene mrežne topologije (obično "stablo").

Radna stanica na koju treba poslati podatke šalje ih u čvorište koje određuje primatelja i daje mu informacije. U određenom trenutku, samo jedna mašina na mreži može slati podatke, ako dva paketa stignu u koncentrator u isto vrijeme, oba paketa nisu primljena i pošiljaoci će morati čekati nasumični vremenski period da bi nastavili prijenos podataka .

Prednosti: kvar jedne radne stanice ne utiče na rad cijele mreže u cjelini; dobra skalabilnost mreže; jednostavno otklanjanje problema i prekidi mreže; visoke performanse mreže (podložno ispravnom dizajnu); fleksibilne opcije administracije.

Nedostaci Kvar centralnog čvorišta će rezultirati neoperativnošću mreže (ili mrežnog segmenta) u cjelini; za postavljanje mreže često je potrebno više kablova nego za većinu drugih topologija; konačan broj radnih stanica na mreži (ili segmentu mreže) ograničen je brojem portova u centralnom čvorištu.

Mrežna topologija(na engleskom mesh) - povezuje svaku radnu stanicu na mreži sa svim ostalim radnim stanicama na istoj mreži. Topologija se odnosi na potpuno povezanu, za razliku od drugih - nije potpuno povezana.

Pošiljalac poruke se redom povezuje sa mrežnim čvorovima dok ne pronađe onaj koji mu je potreban, koji će od njega primati pakete podataka.

Poređenje sa drugim topologijama

Prednosti Pouzdanost, ako se kabl pokvari, računar ima dovoljno konekcionih puteva u mreži.

Nedostaci visoka cijena instalacije; složenost podešavanja i rada;

U žičanim mrežama ova topologija se rijetko koristi, jer prekomjerna potrošnja kabela postaje preskupa. Međutim, u bežičnim tehnologijama mreže zasnovane na mreži postaju sve češće jer se troškovi mrežnih medija ne povećavaju, a pouzdanost mreže dolazi do izražaja.

Lattice- koncept iz teorije organizacije računarskih mreža. To je topologija u kojoj čvorovi formiraju pravilnu višedimenzionalnu rešetku. Štaviše, svaki rub rešetke je paralelan svojoj osi i povezuje dva susjedna čvora duž ove ose. Jednodimenzionalna "rešetka" je lanac koji povezuje dva vanjska čvora (koji imaju samo jednog susjeda) kroz određeni broj unutrašnjih (koji imaju dva susjeda - lijevo i desno). Povezivanjem oba vanjska čvora dobija se topologija prstena. 2D i 3D rešetke se koriste u arhitekturi superračunara.

Prednosti: visoka pouzdanost. Nedostaci: Složenost implementacije.

Kao fizički medij za prijenos signala djeluje kompjuter

Mrežni kabl.Koaksijalni- komp. bakrenog provodnika, izolacije, okoline, bakrene pletenice i vanjskog omotača. Može imati dodatni sloj folije. Tanki koaksijalni kabl je fleksibilan, prečnika približno 0,5 cm, sposoban da prenosi signale na udaljenosti do 185 m bez primetnog izobličenja. Sposoban za prijenos podataka brzinom od 10 Mbit/s, omogućava implementaciju topologije magistrale i prstena. Debeli koaksijalni kabl - prečnika oko 1 cm, bakarna jezgra je deblja od tanke. Prenosi signale na udaljenosti od 500 m. Za povezivanje sa posebnim uređajem - primopredajnikom, mačka je opremljena posebnim konektorom. Twisted pair- dvije izolirane bakrene žice upletene jedna oko druge. Uvrtanje žica vam omogućava da se riješite električnog šuma izazvanog susjednim paricama i drugim izvorima.STP (zaštićena upredena parica) i UTP (neoklopljena upredena parica) - omogućava prijenos signala do 100 m. Postoji 5 kategorija UTP-a: 1) tradicionalni telefonski kabl za analogni prenos signala 2) kabl od 4 upletena para, način za prenos signala brzinom od 4 Mbit/s 3) kabl od 4 upletena para, način za prenos signala brzinom od 10 Mbit / s 4) 16 Mbit / s 5) 100-1000 Mbit / s c (Što je kategorija para viša, to su kraći koraci uvijanja). Za povezivanje upredene parice na mrežu koristi se RJ-45 konektor. Koristi se u topologiji zvijezda. Optička vlakna- podaci se prenose kroz optička vlakna u obliku moduliranih svjetlosnih impulsa. To je pouzdan i siguran način prijenosa, budući da se električni signali ne prenose, pa se optički kabel ne može otvoriti i presresti podaci. Optičke linije su dizajnirane da prenose velike količine podataka velikim brzinama. Signal u njima praktički ne nestaje i nije izobličen. Sastoji se od tankog staklenog cilindra, zvanog jezgro, prekrivenog slojem stakla (ljuske) s koeficijentom izobličenja koji se razlikuje od jezgra. Ponekad su vlakna napravljena od plastike. Svako vlakno prenosi signale u jednom smjeru, tako da se kabel sastoji od 2 vlakna sa zasebnim konektorima (za prijenos i za prijem). Jednomodni i multimod- za komunikaciju na kratkim udaljenostima, jer lakše je instalirati. Optička vlakna se koriste za polaganje informacionih autoputeva, korporativnih mreža, za prijenos podataka na značajne udaljenosti. (2 kilometra puni dupleks preko multimodnog vlakna i do 32 kilometra preko jednog moda).

Bežični LAN (WLAN) je bežična lokalna mreža. Wi-Fi je jedna od opcija bežičnog LAN-a. Omogućava vam da postavite mrežu bez polaganja kabla, može smanjiti troškove postavljanja i proširenja mreže. Standardi 802.11a/b/g brzine od 11 do 53 Mbps. WiMAX je svjetski interoperabilnost za protokol za pristup mikrovalnoj pećnici koji je razvio WiMAX Forum. ... Za razliku od WiFi (IEEE 802.11x) mreža, gdje se pristup pristupnoj tački pruža klijentima na nasumičan način, u WiMAX-u svakom klijentu je dodijeljeno dobro definirano vrijeme. Osim toga, WiMAX podržava mesh topologiju.

Računarska mreža (CS) - skup računara i terminala povezanih komunikacionim kanalima u jedinstven sistem koji ispunjava zahteve distribuirane obrade podataka.

Općenito, pod telekomunikaciona mreža (TS) razumjeti sistem koji se sastoji od objekata koji obavljaju funkcije generiranja, transformacije, skladištenja i konzumiranja proizvoda, koji se nazivaju tačke (čvorovi) mreže, i dalekovoda (komunikacije, komunikacije, veze) koji prenose proizvod između tačaka.

U zavisnosti od vrste proizvoda - informacija, energija, masa - razlikuju se informacione, energetske i materijalne mreže.

Informaciona mreža (IS) - komunikaciona mreža u kojoj su informacije proizvod stvaranja, obrade, skladištenja i korištenja informacija. Tradicionalno, telefonske mreže se koriste za prijenos zvučnih informacija, slika - televizije, teksta - telegrafa (teletip). Danas informacije integrisane servisne mreže, omogućava prijenos zvuka, slike i podataka u jednom komunikacijskom kanalu.

Računarska mreža (BC)- informaciona mreža, koja uključuje računarsku opremu. Komponente računarske mreže mogu biti računari i periferni uređaji koji su izvori i primaoci podataka koji se prenose preko mreže.

Sunce je klasifikovano prema nizu karakteristika.

• 1. U zavisnosti od udaljenosti između čvorova mreže, avion se može podijeliti u tri klase:
  • · lokalni(LAN, LAN - Local Area Network) - pokriva ograničeno područje (obično unutar udaljenosti stanica ne više od nekoliko desetina ili stotina metara jedna od druge, rjeđe 1 ... 2 km);
  • · korporativni (razmjer poduzeća)- skup međusobno povezanih LAN-ova, koji pokrivaju teritoriju na kojoj se nalazi jedno preduzeće ili institucija u jednoj ili više usko lociranih zgrada;
  • · teritorijalni- pokrivaju značajno geografsko područje; Među teritorijalnim mrežama mogu se razlikovati regionalne (MAN - Metropolitan Area Network) i globalne (WAN - Wide Area Network) mreže, koje imaju regionalne ili globalne razmjere, respektivno.

Posebno se ističe globalni internet.

2. Važna karakteristika klasifikacije računarskih mreža je njihova topologija, koja određuje geometrijsku lokaciju glavnih resursa računarske mreže i veze između njih.

U zavisnosti od topologije povezivanja čvorova, razlikuju se strukture magistrale (kičma), prstenaste, zvezdaste, hijerarhijske i proizvoljne strukture.

Među LAN-ovima, najčešći su:

• · bus- lokalna mreža u kojoj se komunikacija između bilo koje dvije stanice uspostavlja putem jedne zajedničke putanje i podaci koje prenosi bilo koja stanica istovremeno postaju dostupni svim ostalim stanicama povezanim na isti medij za prijenos podataka;
• · prsten- čvorovi su povezani kružnom linijom podataka (samo dvije linije su pogodne za svaki čvor). Podaci koji prolaze kroz prsten postaju dostupni svim mrežnim čvorovima redom;
• · zvijezda- postoji centralni čvor od kojeg se linije za prijenos podataka odvajaju do svakog od ostalih čvorova.

Topološka struktura mreže ima značajan uticaj na njenu propusnost, otpornost mreže na kvarove opreme i logičke mogućnosti i cenu mreže.

Računarske mreže i telekomunikacije XXI veka

Uvod

2.1 Tipovi LAN arhitekture

2.3 Metode pristupa u računarskim mrežama

3. Lokalne mreže naučnih destinacija

4. Telekomunikacije

Spisak korišćene literature

Uvod

Računarska mreža je kombinacija više računara za zajedničko rješavanje informacijskih, računskih, obrazovnih i drugih zadataka.

Jedan od prvih problema koji se pojavio u razvoju računarske tehnologije, koji je zahtevao stvaranje mreže od najmanje dva računara - pružajući višestruko veću pouzdanost nego što je jedna mašina mogla dati u to vreme u kontroli kritičnog procesa u realnom vremenu. Dakle, kada se svemirska letjelica lansira, potrebne stope reakcije na vanjske događaje premašuju sposobnosti osobe, a kvar kontrolnog kompjutera prijeti nepopravljivim posljedicama. U najjednostavnijoj šemi, rad ovog računara je dupliran drugim, a ako aktivna mašina zakaže, sadržaj njenog procesora i RAM memorije se vrlo brzo prenosi na drugi, koji preuzima kontrolu (u stvarnim sistemima, nad naravno, sve je mnogo komplikovanije).

Računarske mreže su dovele do suštinski novih tehnologija obrade informacija – mrežnih tehnologija. U najjednostavnijem slučaju, mrežne tehnologije omogućavaju dijeljenje resursa - uređaja za skladištenje velikog kapaciteta, uređaja za štampanje, pristupa Internetu, baza podataka i banaka podataka. Najsavremeniji i najperspektivniji pristupi mrežama povezani su s korištenjem kolektivne podjele rada pri radu s informacijama – izrada različitih dokumenata i projekata, upravljanje institucijom ili poduzećem itd.

Računarske mreže i mrežne tehnologije obrade informacija postale su osnova za izgradnju savremenih informacionih sistema. Računar sada ne treba posmatrati kao poseban uređaj za obradu, već kao „prozor“ u računarske mreže, sredstvo komunikacije sa mrežnim resursima i drugim korisnicima mreže.

1. Hardver računarskih mreža

Lokalne mreže (LAN računari) objedinjuju relativno mali broj računara (obično od 10 do 100, mada ih povremeno ima i mnogo više) u okviru jedne prostorije (obrazovni računarski razred), zgrade ili ustanove (na primer, univerzitet). Tradicionalni naziv - lokalna mreža (LAN) - je prije omaž vremenima kada su se mreže uglavnom koristile za rješavanje računskih problema; danas je u 99% slučajeva riječ isključivo o razmjeni informacija u vidu tekstova, grafičkih i video slika i numeričkih nizova. Korisnost droga objašnjava se činjenicom da od 60% do 90% informacija potrebnih instituciji kruži unutar nje, bez potrebe da se izlazi van.

Stvaranje automatizovanih sistema upravljanja preduzećima (ACS) imalo je veliki uticaj na razvoj lekova. ACS obuhvata nekoliko automatizovanih radnih stanica (AWP), merne komplekse, kontrolne tačke. Još jedno važno područje djelovanja u kojem su lijekovi dokazali svoju efikasnost je stvaranje časova za obrazovnu računarsku tehnologiju (KUVT).

Zbog relativno kratkih dužina komunikacionih linija (u pravilu ne više od 300 metara), moguće je prenijeti informacije preko LAN-a u digitalnom obliku uz visoku brzinu prijenosa. Na velikim udaljenostima ovaj način prijenosa je neprihvatljiv zbog neizbježnog slabljenja visokofrekventnih signala; u tim slučajevima se mora pribjeći dodatnim tehničkim (digitalno-analogne konverzije) i softverskim (protokoli za ispravljanje grešaka, itd.) rješenja.

Karakteristična karakteristika LAN-a je prisustvo komunikacijskog kanala velike brzine koji povezuje sve pretplatnike za prijenos informacija u digitalnom obliku. Postoje žičani i bežični kanali. Svaki od njih karakteriziraju određene vrijednosti parametara koji su značajni sa stanovišta organizacije lijekova:

1. brzina prijenosa;

2. maksimalna dužina linije;

3. otpornost na buku;

4. mehanička čvrstoća;

5. Pogodnost i lakoća ugradnje;

6. trošak.

Trenutno se najčešće koriste četiri vrste mrežnih kablova:

1.koaksijalni kabel;

2. nezaštićeni upredeni par;

3. zaštićeni upredeni par;

4. optički kabl.

Prve tri vrste kablova prenose električni signal preko bakrenih provodnika. Optički kablovi prenose svjetlost kroz staklena vlakna.

Većina mreža dozvoljava višestruke kablovske veze.

Koaksijalni kablovi se sastoje od dva provodnika okružena izolacionim slojevima. Prvi sloj izolacije okružuje središnju bakrenu žicu. Ovaj sloj je spolja opleten vanjskim zaštitnim provodnikom. Najčešći koaksijalni kablovi su debeli i tanki "Ethernet" kablovi. Ovaj dizajn pruža dobru otpornost na buku i nisko slabljenje signala na daljinama.

Razlikuju se debeli (oko 10 mm u prečniku) i tanki (oko 4 mm) koaksijalni kablovi. Uz prednosti otpornosti na buku, čvrstoću, dužinu, debeli koaksijalni kabl je skuplji i teži za ugradnju (teže ga je provući kroz kablovske kanale) od tankog. Tanki koaksijalni kabl je donedavno predstavljao razuman kompromis između osnovnih parametara LAN komunikacionih linija i najčešće se koristio za organizovanje velikih LAN-ova preduzeća i institucija. Međutim, skuplji deblji kablovi pružaju bolji prijenos podataka na dužim udaljenostima i manje su podložni elektromagnetnim smetnjama.

Upletene parice su dvije žice upletene zajedno šest okretaja po inču kako bi se osigurala EMI zaštita i podudaranje električnog otpora. Drugi naziv koji se obično koristi za takvu žicu je "IBM Type-3". U Sjedinjenim Američkim Državama takvi kablovi se polažu tokom izgradnje zgrada za pružanje telefonskih komunikacija. Međutim, upotreba telefonske žice, posebno kada je već postavljena u zgradi, može stvoriti velike probleme. Prvo, nezaštićene upredene parice su podložne elektromagnetnim smetnjama, kao što su električni šum fluorescentnih svjetala i pokretnih dizala. Povratni signali na telefonskim linijama duž LAN kabla također mogu uzrokovati smetnje. Osim toga, upredeni parovi lošeg kvaliteta mogu imati promjenjiv broj zavoja po inču, što iskrivljuje izračunati električni otpor.

Također je važno napomenuti da telefonske žice nisu uvijek položene pravolinijski. Kabl koji povezuje dvije susjedne prostorije zapravo može zaobići polovicu zgrade. Podcjenjivanje dužine kabela u ovom slučaju može dovesti do činjenice da ona zapravo prelazi maksimalnu dozvoljenu dužinu.

Oklopljeni upredeni parovi su slični neoklopljenim paricama, osim što koriste deblje žice i zaštićene su sa vanjske strane vrata izolatora. Najčešći tip takvog kabla koji se koristi u lokalnim mrežama, "IBM Type-1" je oklopljeni kabl sa dva upletena para kontinualnih žica. U novim zgradama, kabl "tip-2" može biti najbolja opcija, jer uključuje, pored linije za prenos podataka, četiri nezaštićena para kontinualnih žica za vođenje telefonskih razgovora. Dakle, "tip-2" omogućava korištenje jednog kabla za prijenos i telefonskih razgovora i podataka preko lokalne mreže.

Zaštita i pažljivo pridržavanje kablova sa upredenim paricama čine oklopljeni kabl sa upredenim paricama pouzdanim alternativnim kablovima.Međutim, ova pouzdanost povećava cenu.

Optički kablovi prenose podatke u obliku impulsa svjetlosti na staklene "žice". Većina LAN sistema trenutno podržava optičko kabliranje. Optički kabel nudi značajne prednosti u odnosu na sve opcije bakrenog kabela. Optički kablovi pružaju najveću brzinu prenosa; oni su pouzdaniji jer nisu podložni gubitku paketa zbog elektromagnetnih smetnji. Optički kabel je vrlo tanak i fleksibilan, što ga čini lakšim za transport od težeg bakrenog kabela. Ono što je najvažnije, međutim, samo optički kabl ima dovoljnu propusnost koju će brže mreže trebati u budućnosti.

Cijena optičkog kabla je i dalje mnogo viša od bakra. U poređenju sa bakrenim kablom, instalacija optičkog kabla je napornija, jer njegovi krajevi moraju biti pažljivo polirani i poravnati kako bi se osigurala pouzdana veza. Međutim, sada je došlo do prelaska na optičke linije, koje su apsolutno imune na smetnje i izvan konkurencije u smislu propusnog opsega. Cijena ovakvih vodova stalno opada, tehnološke poteškoće spajanja optičkih vlakana uspješno se prevazilaze.

Bežična komunikacija na radio valovima može se koristiti za organiziranje mreža unutar velikih prostorija kao što su hangari ili paviljoni, gdje je korištenje konvencionalnih komunikacijskih linija otežano ili nepraktično. Pored toga, bežične veze mogu povezati udaljene LAN segmente na udaljenosti od 3-5 km (sa antenom talasnog kanala) i 25 km (sa usmerenom paraboličnom antenom), u zavisnosti od linije vidljivosti. Bežično umrežavanje je znatno skuplje od konvencionalnog umrežavanja.

Za organizaciju trening LAN-a najčešće se koristi upredena parica, kao najjeftinija, jer zahtjevi za brzinom prijenosa podataka i dužinom linije nisu kritični.

Za povezivanje računara pomoću LAN veza potrebni su mrežni adapteri (ili, kako ih ponekad nazivaju, mrežne kartice). Najpoznatiji su: adapteri sljedeća tri tipa:

1. ArcNet; 2. Token Ring; 3. Ethernet.

2. Konfiguracija lijekova i organizacija razmjene informacija

2.1 Tipovi LAN arhitekture

U najjednostavnijim mrežama sa malim brojem računara, one mogu biti potpuno jednake; mreža u ovom slučaju omogućava prenos podataka sa bilo kog računara na bilo koji drugi za kolektivni rad na informacijama. Ovo se zove peer-to-peer mreža.

Međutim, u velikim mrežama sa velikim brojem računara, pokazalo se da je preporučljivo izdvojiti jedan (ili više) moćnih računara koji će služiti potrebama mreže (čuvanje i prenos podataka, štampanje na mrežni štampač). Ovi namenski računari se nazivaju serveri; pokreću mrežni operativni sistem. Kao server se obično koristi računar visokih performansi sa velikom RAM memorijom i čvrstim diskom (ili čak nekoliko čvrstih diskova) velikog kapaciteta. Tastatura i ekran nisu potrebni za mrežni server jer se rijetko koriste (za konfiguriranje mrežnog OS-a).

Svi ostali računari se nazivaju radnim stanicama. Radne stanice možda uopće nemaju čvrste diskove ili čak flopi diskove. Ove radne stanice se nazivaju bez diska. Početno pokretanje OS-a na radnim stanicama bez diska odvija se preko lokalne mreže koristeći RAM čipove posebno instalirane na mrežnim adapterima radnih stanica koje pohranjuju program za pokretanje.

LAN mreže, ovisno o namjeni i tehničkim rješenjima, mogu imati različite konfiguracije (ili, kako se kaže, arhitekturu ili topologiju).

U kružnom LAN-u, informacije se prenose preko zatvorenog kanala. Svaki pretplatnik je direktno povezan sa dva najbliža susjeda, iako u principu može komunicirati sa bilo kojim pretplatnikom mreže.

U zvjezdastom (radijalnom) LAN-u, u centru se nalazi centralno upravljačko računalo koje uzastopno komunicira sa pretplatnicima i međusobno ih povezuje.

U konfiguraciji magistrale, računari su povezani na zajednički kanal (sabirnica) preko kojeg mogu razmjenjivati ​​poruke.

U prikazu stabla nalazi se "master" računar, kojem su podređeni računari sledećeg nivoa itd.

Osim toga, moguće su konfiguracije bez jasne prirode veza; ograničenje je potpuno mrežasta konfiguracija, gdje je svaki računar na mreži direktno povezan sa svakim drugim računarom.

U velikim LAN-ovima preduzeća i institucija najčešće se koristi topologija magistrale (vrata), koja odgovara arhitekturi mnogih poslovnih zgrada sa dugim hodnicima i kancelarijama zaposlenih duž njih. U edukativne svrhe u KUVT-u se najčešće koriste droge u obliku prstena i zvijezde.

U bilo kojoj fizičkoj konfiguraciji, podršku za pristup sa jednog računara na drugi, prisustvo ili odsustvo namenskog računara (kao deo KUVT-a naziva se "nastavnik", a ostalo - "učenik"), izvodi program - a mrežni operativni sistem, koji je u odnosu na OS pojedinačnih računara nadgradnja. Za moderne visoko razvijene operativne sisteme ličnih računara, prisustvo mrežnih mogućnosti je prilično tipično (na primjer, OS / 2, WINDOWS 95-98).

2.2 Komponente mrežne komunikacije

Šest komponenti definira proces prijenosa podataka preko mreže:

1. izvorni računar;

2. blok protokola;

3. predajnik;

4. fizička kablovska mreža;

5. prijemnik;

6. odredišni računar.

Izvorni računar može biti radna stanica, server datoteka, gateway ili bilo koji računar povezan na mrežu. Blok protokola se sastoji od skupa čipova i softvera drajvera za mrežnu karticu. Blok protokola je odgovoran za logiku prijenosa preko mreže. Predajnik šalje električni signal kroz fizičku topologiju. Prijemnik prepoznaje i prima signal koji se prenosi preko mreže i šalje ga na pretvaranje u blok protokola. Ciklus prijenosa podataka počinje sa izvornim računarom, koji prenosi sirove podatke u blok protokola. Blok protokola organizira podatke u paket za prijenos koji sadrži odgovarajući zahtjev prema opsluživanju, informacije o obradi zahtjeva (uključujući, ako je potrebno, adresu primaoca) i početne podatke za prijenos. Paket se zatim šalje predajniku da se konvertuje u mrežni signal. Paket se distribuira preko mrežnog kabla dok ne stigne do prijemnika, gdje se prekodira u podatke. Ovdje kontrola prelazi na jedinicu protokola, koja provjerava podatke za neuspjeh, prenosi "prijam" prijema paketa izvoru, ponovo formira pakete i prenosi ih do odredišnog računara.

Razmjena informacija korištenjem kompjuterskih mreža naziva se kompjuterske telekomunikacije.(CT). Razlikuje se od prenosa poštom, telegrafom, korišćenjem radio komunikacija po tome što se informacije obrađuju i stvaraju u procesu prenosa. CT omogućava kreiranje informacionih sistema za kolektivnu upotrebu koji razmenjuju informacije kako između više računara, korisnika i udaljenog računara, tako i između korisnika preko računara.

CT se implementira u lokalnim mrežama (LAN) na nivou preduzeća, organizacije, na regionalnom (teritorijalnom) nivou (korporativne, gradske mreže itd.) i globalno na nacionalnom i međunarodnom nivou.

Kompjuterske telekomunikacije su direktne kompjuterske komunikacijske linije, razni komunikacijski sistemi i komunikaciona oprema: telefonska, radiokomunikacijska, optička i svemirska (satelitska)... CT omogućava brzu razmjenu informacija, uključujući mogućnost rada u realnom vremenu.

Komunikacija se može uspostaviti između dva samostalna računara i sa udaljenim pretplatnikom - drugi računar ili faks (modemska veza). Za prvi tip komunikacije, softver podržava razmjenu datoteka između PC-a putem kabla preko serijskih portova. Da bi podržao modemsku komunikaciju, PC-u je potreban sofisticiraniji softver, ali su mogućnosti takve komunikacije mnogo veće - glasovne informacije i digitalne informacije (ISDN tehnologija) se istovremeno prenose preko iste telefonske linije.

Kompjuter (računarski, informacioni) mreže bazirane na CT i PC masovne distribucije omogućavaju korisnicima PC računara koji su povezani na komunikacijske linije i posjeduju potrebne uređaje (modem, faks modem, mrežna kartica) i telekomunikacioni softver za slanje poruka e-poštom, učešće na telekonferencijama, obavljanje bankarskih i trgovinskih poslova , primati informacije od banaka, baze podataka i znanja itd.

U početku su ZP imale serijski, kružni(1970-e), zvjezdasta ili okosnata struktura (topologija) pretplatničkih veza. Na primjer, Xeroxov ETHERNET CS imao je strukturu okosnice sa dvosmjernom komunikacijskom linijom.

Regionalna mreža formira se povezivanjem lokalnih COP-ova u jednu mrežu određene topologije. Zauzvrat, ujedinjenje regionalnih mreža daje globalnu mrežu. Povezivanje CS-a se vrši pomoću posebnih uređaja, moćnih računara ili PC-a i složenih tehničkih sistema - telefonskih mreža, satelitskih i optičkih i drugih komunikacionih sistema. Identične mreže povezuju se pomoću mosta - ovo je najjednostavnija veza. Komunikacija mreža zasnovana na gateway-u se vrši kada je potrebno prevesti adrese primaoca i preformatirati podatke. Komunikacija COP-a preko repetitora implementira akumulaciju podataka.

Komunikacija između COP-a i PC-a se odvija preko namjenskih i bežičnih linija. Uredi, hoteli, druge institucije i privatni domovi opremljeni su LAN mrežom za povezivanje na globalnu mrežu iz bilo koje prostorije.

Prijenos podataka u CS baziran je na dvije metode- prebacivanje kanala i komutacija paketa. Prebacivanje kanala vrši se za vrijeme trajanja komunikacijske sesije (na primjer, telefonska komunikacija). Komunikacijska linija ostaje zauzeta sve vrijeme dok se poruka šalje. Podaci se prenose u malim okvirima sa provjerom greške u svakom okviru. Postoje CS sa komutacijom poruka, koja ne blokira ceo put prenosa, kao kod komutacije kanala, već samo deo između najbližih repetitora.

Prebacivanje kanala se koristi kada je potrebna visoka pouzdanost, visoka otpornost na buku i povjerljivost komunikacije (na primjer, između vladinih agencija, šefova država, u vojnoj sferi, itd.).

Prilikom prebacivanja paketa, poruke se dijele na pakete fiksne dužine (128 bajtova itd.), opremljene markerima sa adresama pošiljaoca i primaoca i brojem paketa i šalju se preko mreže kao nezavisne poruke. Paketi akumulirani u baferu komunikacionog čvora, koji pripadaju različitim porukama, prenose se do susjednog komunikacijskog čvora. Na odredištu, interfejs procesor kombinuje pakete u jednu poruku i šalje ih primaocu.

Metoda prebacivanja paketa i njihovog slanja različitim rutama povećava pouzdanost i skraćuje vrijeme prijenosa poruka, osiguravajući veću propusnost, posebno kratkih poruka, što efektivno podržava režim dijaloga u realnom vremenu, koji je popularan u modernom svijetu. .

U početnom periodu stvaranja CS-a (1970-ih), njihove razlike su otežavale integraciju u globalne mreže. Ali kao rezultat razvoja CS-a, formiran je hijerarhijski pristup umrežavanju, oličen u standardnom komunikacionom modelu otvorenog sistema (OSI arhitektura) Međunarodne organizacije za standarde (ISO).

Odjeljak "Računarske telekomunikacije" fokusiran je na osnovni nivo preporučen školskim planom i programom, ali se lako razvija u jedan ili dva izborna predmeta ("Računarske mreže", "Izgradnja sajta") uz uključivanje dodatnog materijala i proširenje seta. radionica i projekata. Ove ekstenzije su sadržane u gore navedenom vodiču za pristup Internetu.