Файл: Основы построения телекоммуникационных сетей и систем Служба и сети передачи данных Семиуровневая модель osi.pptx

10 Base-5

Битовая скорость

Частотная характеристика

Код физической среды

10 Base-5: «Thick» Ethernet

Терминатор – «заглушка», препятствует распространению отраженных сигналов
Трансивер (tranceiver = transmitter + receiver) – элемент сетевого адаптера, реализующий следующие функции приёма/передачи и обнаружения коллизий


Терминатор 50 Ом

Трансивер

Компьютер

Кабель AUI (до 50м UTP)

Сетевой адаптер

Разъём DB-15

Блок повторения

Повторитель

(repeater)

Ненагруженный сегмент

Коаксиальный кабель RG8 или RG11

Достоинства:

помехозащищенность длина сегмента 500м мобильность узлов в пределах 50м кабеля OUI

Недостатки:
высокая стоимость кабеля сложность монтажа кабеля низкая масштабируемость сети

Физическая шина / Логическая шина

10 Base-2: «Thin» Ethernet

до 185 м

50 Ом BNC Терминатор

Коаксиальный кабель RG58

BNC T-коннектор

T-образный BNC-коннектор

50 Ом BNC Терминатор

Достоинства:

низкая стоимость кабеля упрощённый монтаж

Недостатки:
низкая помехозащищенность небольшая длина сегмента отсутствие мобильности узлов плохая эргономика

Физическая шина / Логическая шина

10 Base-T: Twisted pair

Концентратор 10Base-T

Достоинства:

масштабируемость сети управляемость сети

Недостатки:
низкая помехозащищённость небольшая длина сегмента (100 м)
повышенная стоимость:

дополнительное оборудование расход кабеля

Tx

Tx

Tx

Tx

Rx

Rx

Rx

Rx

Tx

Rx

Физическая звезда / Логическая шина

Tx

Transmitter

передатчик

Rx

Receiver

Приёмник

Fast Ethernet: 100 Мбит/с

Метод доступа CSMA/CD (CSMA для точечных полнодуплексных каналов)
Сохранение формата кадра Ethernet II
Физическая топология звезда, логическая топология шина/звезда
Скорость 100 Мбит/с

IFG = 0,96 мкс
bt = 0,01 мкс

Используемые физические среды:

UTP Cat.3 и выше
MMF, SMF

Gigabit Ethernet: 1 Гбит/с

Метод доступа CSMA (только полнодуплексные каналы: коллизий нет)
Сохранение формата кадра Ethernet II
Физическая/логическая топология звезда
Скорость 1 Гбит/с

IFG = 9,6 нс
bt = 1 нс

Используемые физические среды:

UTP Cat.5 и выше
MMF, SMF

---

10G Ethernet: 10 Гбит/с

Метод доступа CSMA (только полнодуплексные каналы: коллизий нет)
Сохранение формата кадра Ethernet II
Физическая/логическая топология звезда
Скорость 10 Гбит/с

IFG = 0,96 нс
bt = 0,1 нс

Используемые физические среды:

UTP Cat.6 и выше, STP
MMF, SMF

Взгляд в будущее: 40GbE, 100GbE

Физическая среда	40GbE (не путать с 40Гбит/с DWDM)	100Gb Ethernet
backplane (1м)	40G Base-KR4	-
STP (10м)	40G Base-CR4	100G Base-CR10
MMF (100м)	40G Base-SR4	100G Base-SR10
SMF (10км)	40G Base-LR4	100G Base-LR4
SMF (40км)	-	100G Base-ER4

Физическая звезда / Логическая звезда

(только полнодуплексные каналы)

Стандарт 802.3ba – принят в 2010 г.

Сети X.25

X.25 Switch

T

T

T

T

X.25 Switch

PAD

PAD

Передача трафика низкой интенсивности алфавитно-цифровых терминалов
PAD, Packet Assembler-Disassembler
Рассчитаны на интенсивность ошибок передачи до 10-3

Установка соединения
Управление потоком данных
Исправление ошибок

Сетевой уровень может работать только с 1 канальным протоколом

Адресация в X.25

В автономных сетях – произвольные адреса любой длины в пределах поля адреса
В открытых сетях – стандарт X.121 – International Data Numbers, IDN (до 14 десятичных разрядов)

Код идентификации страны (Data Network Identification Code, DNIC) – 4 разряда

Первая часть (3 знака) – код страны Россия – 250, 251
Вторая часть (1 знак) – код сети X.25 в стране

Номер национального терминала (до 10 разрядов)

Стек протоколов X.25

Физический уровень – синхронные интерфейсы X.21 и X.21 bis
Канальный уровень – протокол сбалансированного доступа к линии связи (Link Access Protocol – Balanced, LAP-B)
Сетевой (пакетный) уровень – X.25/3

Установление и разрыв виртуального канала
Маршрутизация пакетов
Управление потоком данных (пакетов)

Технология frame relay

Подходит для передачи пульсирующего трафика компьютерных сетей
Технология канального уровня, построенная на постоянных виртуальных каналах (поддерживает коммутируемые каналы)
Благодаря низкой протокольной избыточности (исключен контроль ошибок) обеспечивает высокую скорость передачи и низкие задержки
Поддерживает Quality of Service (QoS)

Стек протоколов frame relay

---

Physical Layer

LAP-F core Q.922

Протоколы верхних уровней

LAP-D Q.921

Q.933

Physical Layer

LAP-F core Q.922

LAP-F control Q.922

LAP-D Q.921

Q.933

Терминал

Сеть

Управление (сигнал)

Управление (сигнал)

Данные

Данные

Стек протоколов frame relay

Продвижение кадров

Канальный уровень – LAP-F (Link Access Procedure for Frame mode bearer Services), он же Q.922 (согласно ITU-T)

LAP-F core – трансляция кадров по уже построенным (или постоянным) виртуальным каналам
LAP-F control – используется для восстановления ошибочных кадров по технологии Frame Switching

Физический уровень – ISDN, PDH/SDH

Установка динамических соединений

Сетевой – Q.933 – маршрутизация
Канальный – LAP-D (Q.921) – надежная передача сигнальных кадров между соседними коммутаторами

Протокол IP (Internet Protocol)

Маршрутизируемый протокол доставки сообщений между узлами составной сети
Относится к протоколам «best effort»

без установления соединения не даёт гарантии надёжной доставки пакета

Способен выполнять динамическую фрагментацию дейтаграмм при их передаче между сетями с различными максимально допустимыми значениями длины поля данных кадра (MTU)
IP-пакет состоит из заголовка (от 20 до 60 байт) и поля данных (до 65515 байт) – суммарно до 65 535 байт

Способы адресации

Unicast – передача сообщения единственному адресату
Broadcast – передача сообщения всем доступным адресатам, описываемым общим адресом (широковещательная рассылка)


Multicast – передача сообщения нескольким адресатам, описываемым общим адресом

Адресация в TCP/IP

Локальные (аппаратные, физические) адреса – адресация узлов в пределах локальной сети (MAC) 00a0.173d.bc01
Сетевые (логические, IP) адреса – однозначная идентификация узла в пределах составной сети 192.168.1.1
Доменные имена – символьные идентификаторы узлов www.qwerty.ru

IP(v4) адрес

10101100

00010000

00000001

10011100

IP-адрес – уникальный идентификатор узла в пределах составной TCP/IP-сети
Представляет собой 32-битное двоичное число, условно разделяемое на 4 октета (байта)
Состоит из адреса сети (network) и узла (host)


Сеть

Десятичная форма записи

128 64 32 16 8 4 2 1

128 64 32 16 8 4 2 1

128 64 32 16 8 4 2 1

128 64 32 16 8 4 2 1

1

Двоичная форма записи

8

9

16

24

25

---

32

17

Узел

172

16

1

156

IP адрес: сеть и узел

Деление 32-битного IP-адреса на адрес сети и адрес узла – 2 подхода:

32-битное поле адреса заранее делится на две части фиксированной длины (по классу сети)
Произвольное деление (по маске подсети) – бесклассовая адресация

Маска подсети – 32-битное двоичное число, использующееся в паре с IP-адресом и содержащее последовательность единиц в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как адрес сети

Классы IP сетей

	1	8	9	15	16	23	24	32
Class A	0NNNNNNN		HHHHHHHH		HHHHHHHH		HHHHHHHH		0.0.0.0 – 127.255.255.255
Class B	10NNNNNN		NNNNNNNN		HHHHHHHH		HHHHHHHH		128.0.0.0 – 191.255.255.255
Class C	110NNNNN		NNNNNNNN		NNNNNNNN		HHHHHHHH		192.0.0.0 – 223.255.255.255
Class D	1110MMMM		Адрес группы multicast						224.0.0.0 – 239.255.255.255
Class E	1111XXXX		Зарезервировано						240.0.0.0 – 255.255.255.255

Пример:

135.168.39.187 – адрес класса B

сеть: 135.168.0.0 узел: 0.0.39.187

Маски подсетей

Маски подсетей обеспечивают произвольное деление IP-адреса на сеть и узел
Количество «единиц» в маске соответствует длине адреса сети в битах; количество «нулей» – адресу узла
Все «единицы» в маске следуют подряд, начиная со старшего бита
Маска используется ТОЛЬКО в паре с IP-адресом

27 128	26 64	25 32	24 16	23 8	22 4	21 2	20 1	Байт маски
1	1	1	1	1	1	1	1	255
1	1	1	1	1	1	1	0	254
1	1	1	1	1	1	0	0	252
1	1	1	1	1	0	0	0	248
1	1	1	1	0	0	0	0	240
1	1	1	0	0	0	0	0	224
1	1	0	0	0	0	0	0	192
1	0	0	0	0	0	0	0	128

---

Примеры

масок:

255.255.0.0

255.192.0.0

128.0.0.0

255.255.255.252

255.255.224.0

255.192.255.0

Форматы записи IP-адресов/масок

Десятичный с точками (dotted decimal)

192.168.0.1 255.255.255.0

Двоичный (бинарный)

11000000.10101000.00000000.00000001 11111111.11111111.11111111.00000000

Шестнадцатеричный

0xC0A80001 0xFFFFFF00

192.168.0.1 / 24

адрес

маска

IP адрес и маска подсети

172.16.123.204

IP-адрес

Маска

255.255.224.0

10101100

00010000

011 11011

11001100

128 64 32 16 8 4 2 1

128 64 32 16 8 4 2 1

128 64 32 16 8 4 2 1

128 64 32 16 8 4 2 1

1

8

9

16

24

25

32

17

11111111

11111111

111 00000

00000000

	128	64	32	16	8	4	2	1
172	1	0	1	0	1	1	0	0
16	0	0	0	1	0	0	0	0
123	0	1	1	1	1	0	1	1
204	1	1	0	0	1	1	0	0
255	1	1	1	1	1	1	1	1
224	1	1	1	0	0	0	0	0

11001100

Телекоммуникационное оборудование

Физический

Канальный

Физический

Сетевой

Канальный

Маршрутизатор (router) – сетевое устройство, предназначенное для объединения сетей (в т.ч. различных) в составные сети
Коммутатор (switch) – сетевое устройство, предназначенное для объединения сегментов сети в локальную сеть
Повторитель (repeater) – сетевое устройство, предназначенное для увеличения расстояния сетевого соединения путем повторения электрического сигнала «один в один»
Концентратор (hub) – сетевое устройство для объединения нескольких других устройств в общий сегмент сети путем повторения электрического сигнала «один во все»


Физический

Представление информации

---