Коммутация пакетов: достоинства и недостатки

«+»: - высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика;

- возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика;

- более высокая надёжность передачи;

- эффективное управление нагрузкой – буферизация пакетов – позволяет избавиться от блокировки даже при пиковой нагрузке в сети;

- преобразование скорости передачи данных;

- снижение затрат засчёт распределения сетевых ресурсов между большим количеством пользователей.

«-»: - неопределённость скорости передачи данных;

- переменная величина задержки пакетов данных;

- возможные потери данных.

73. Глобальная сеть Internet. История появления сети Internet.

Internet – совокупность сетей, использующих стек протоколов TCP/IP.

Internet – глобальная информационная система, части которой логически взаимодействуют друг с другом посредством уникального адресного пространства, основанного на протоколе IP или его последующих расширениях, способная поддерживать связь посредством комплекса протоколов TCP/IP, их последующих расширений или других совместимых с IP протоколов, и публично или частным образом обеспечивающая, использующая или делающая доступной коммуникационную службу высокого уровня.

Первый сервер ARPANET был установлен 1 сентября 1969 года. Компьютер «Honeywell 516» имел 12 КБ оперативной памяти.

К 1971 году была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети.

В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

В 1984 году была разработана система доменных имён.

В 1988 году был изобретён протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени (чат).

В 1989 году в Европе родилась концепция Всемирной паутины (Тим Бернерс-Ли: протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI).

В 1990 году сеть ARPANET прекратила своё существование, полностью проиграв конкуренцию NSFNet. В том же году было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии (т. н. «дозво́н» англ. Dialup access).

В 1991 году Всемирная паутина стала общедоступна в Интернете, а в 1993 году появился знаменитый веб-браузер NCSA Mosaic. Всемирная паутина набирала популярность.

В 1995 году NSFNet вернулась к роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры.

75. Принципы Internet

1) метод передачи сообщений – коммутация пакетов;

2) сеть должна объединять компьютеры разных фирм-изготовителей, с разной архитектурой и разным ПО;

3) архитектура сети должна быть адаптивной, т.е. сеть должна уметь автоматически отключать повреждённые участки;

4) сеть должна стать «сетью сетей» (включать в себя другие локальные, региональные и глобальные сети).

76. Виды услуг, предоставляемых в сети Internet

ü Сервисы отложенного действия (e-mail)

ü Сервисы прямого действия (всемирная паутина)

ü Интерактивные сервисы

ü Удаленный доступ (telnet) (работа на удаленном компьютере в режиме, когда ваш компьютер эмулирует терминал удаленного компьютера)

ü Передача файлов (ftp) (FTP - протокол, определяющий правила передачи текстовых и двоичных файлов с одного компьютера на другой.)

ü Доски объявлений (UseNet news). (Это, так называемые, сетевые новости или дискуссионные клубы. Они дают вам возможность читать и посылать сообщения в общественные (открытые) дискуссионные группы).

ü Поиск данных и программ (Archie - система поиска и выдачи информации о расположении общедоступных файлов по анонимному ftp.

77. WWW. История появления. Основные понятия.

В марте 1989 г. Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee) из CERN предложил руководству этого международного европейского научного центра концепцию новой распределенной информационной системы, которую назвал World Wide Web. Свои соображения он изложил в проекте "Гипертекст для ЦЕРН". В октябре 1990 года проект стартовал.

Первое сообщение об WWW было послано в телеконференции: alt.hypertext, com.sys.next, comp.text.sgml и comp.mail.multi- media в августе 1991 года. Прошло еще целых полтора года до того момента, когда программа Mosaic, разработанная Марком Андресеном (Mark Andressen) из Национального Центра Суперкомпьютерных Приложений (NCSA), и построенная на принципах WWW, обеспечили бурный рост популярности "паутины" в Internet. NCSA начала проект по разработке интерфейса в World Wide Web месяц спустя после объявления CERN. Пробная версия программы была закончена в первой половине 1993 года, а в августе 1993 была анонсирована альфа-версия для Internet.

В марте 1993 года трафик World Wide Web составлял 0,1% от общего трафика сети NSF, сентябре 1993 года он уже составил 1,0% от общего трафика сети NSF. В октябре 1993 года количество зарегистрированных серверов WWW равнялось 500, а к июню 1994 года оно достигло 1500 и продолжает стремительно расти.

Компьютерные глобальные сети 90-х, работающие на основе скоростных цифровых каналов, существенно расширили набор своих услуг и догнали в этом отношении локальные сети. Стало возможным создание служб, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени — изображений, видеофильмов, голоса, в общем, всего того, что получило название мультимедийной информации. Наиболее яркий пример — гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в Интернете.

www – это сервис поиска и просмотра гипертекстовых документов, включает в себя графику, звук и видео.

www - это распределяющая информационная система, основанная на гипертексте.

Протоколы электронной почты

1) Протокол РОР3 (Post Office Protocol 3): по этому протоколу пользователи получают корреспонденцию из своих почтовых ящиков на постовом сервере в локальные файлы, РОР 3 переносит всё содержимое почтового ящика с почтового сервера на рабочую станцию, его целесообразно использовать в случае индивидуальной эксплуатации компьютера пользователя;

2) Протокол IMAP 4 (Internet Message Access Protocol) был разработан как более надёжная альтернатива протоколу РОР 3, главным отличием является возможность поиска нужного сообщения непосредственно на почтовом сервере, не перенося весь почтовый ящик на почтовую станцию, IMAP 4 более эффективен в случае использования одного и того же компьютера несколькими пользователями, а также при необходимости осуществления доступа к почтовому ящику с разных компьютеров;

3) Протокол SMTP: был разработан для обмена почтовыми сообщениями в сети Интернет, протокол SMTP является основным протоколом передачи сообщений электронной почты, взаимодействие в рамках SMTP строится по принципу двусторонней связи, которая устанавливается между получателем и отправителем сообщения;

4) Протокол UUCP: позволяет пересылать файлы из одной системы в другую, используется для получения и отправки сообщений электронной почты и новостей USENET, приняв файлы, программа UUCP удалённой системы преобразует их и передаёт в почтовую очередь, протокол UUCP эффективен при низкокачественных линиях связи.

79. Стек протоколов TCP/IP

Стек TCP/IP включает в себя два основных семейства протокола:

TCP - протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов. Соответствует транспортному уровню.

IP - протокол для передачи пакетов, относится к разряду сетевых протоколов.

Стек TCP/IP является промышленным стандартным набором протоколов, которые обеспечивают связь в неоднородной среде, т. е. обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Кроме того, TCP/IP:

§ представляет доступ к ресурсам Интернет;

§ поддерживает маршрутизацию;

§  обычно используется в качестве межсетевого протокола.

Благодаря своей популярности TCP/IP стал стандартом де-факто для межсетевого взаимодействия. К другим специально созданным для стека TCP/IP протоколам относятся: SMTP (Simple Mail Protocol) - электронная почта; FTP (File Transfer Protocol) - обмен файлами между ЭВМ, HTTP – обмен гипермедийными файлам и др. Эти протоколы относятся к разряду прикладных протоколов.

80.  Адресация в сети Internet

Адресация – способ идентификации логических узлов в вычислительных сетях, при котором каждому абоненту сети по определённому правилу присваивается уникальный номер или имя.

Каждый компьютер в сети Internet (стек протоколов TCP/IP) имеет адреса трёх уровней:

1) Физический (МАС-адрес, АТМ адрес NSAP, глобальный адрес Х25);

2) Сетевой (IP-адрес: номер сети и номер интерфейса этой сети). Бывают соответствия МАС-адрес - IP-адрес.

3) Логический символьный (DNS-имя).

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками. Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса.

81. Протокол TCP: основные функции, организация установления соединений

ТСР отвечает за разбиение передаваемого сообщения на блоки. Каждый блок длиной 20 байт. В результате формируется пакет.

Заголовки и данные ТСР уровня инкапсулируются в поле данных IP уровня, т.е. в IP диаграмму.

ТСР – протокол гарантированной доставки данных по предустановленному виртуальному соединению (транспортный и сеансовый уровни модели OSI).

В заголовке содержатся следующие данные: адрес отправителя, адрес получателя, номер пакета, номер следующего пакета. Единицей данных протокола ТСР является сегмент.

Заголовок IP >=20 байт, заголовок UDP >=20 байт, данные TCP.

Оба участника соединения должны договориться о максимальном размере сегмента, который они будут использовать. Этот размер выбирается таким образом, чтобы при упаковке сегмента в IP пакет он помещался туда целиком, т.е. максимальный размер сегмента не должен превышать максимального размера поля данных IP пакета.

Функции: строит пакеты, упаковывая их в сегменты; устанавливает тайм-ауты в момент отправки; подтверждает принятые данные и меняет их порядок в случае хаотического прибытия, отбрасывает дублируемые данные, осуществляет контроль потока данных, рассчитывает и проверяет контрольную сумму. На приемной стороне ТСР отвечает за сборку пакетов воедино в соответствии с их номерами. Если какой-либо из пакетов утерян или повреждён, то его передача повторяется.

82. Протокол UDP

 Заголовки и данные UDP уровня инкапсулируются в поле данных IP уровня. UDP – протокол, негарантированной доставки данных (транспортный и сеансовый уровни модели OSI).

Заголовок IP >=20 байт, заголовок UDP 8 байт, данные UDP.

UDP используется для отсылки данных, некритичных к потере информации, приложений (DNS запросы-ответы, ICQ, игровые сервисы типа Quake). Также UDP почти всегда используется для рассылки групповых IP диаграмм.

83. Протокол IP: основные функции, формат заголовка, версии протокола

IP – протокол для передачи пакетов, относится к разряду сетевых протоколов. IP отвечает непосредственно за передачу данных по сети (маршрутизация), адресацию устройств в сети.

Протокол IP относится к протоколам без установления соединений. Перед IP не ставится задача надежной доставки сообщений от отправителя к получателю. Протокол IP обрабатывает каждый IP-пакет как независимую единицу. В протоколе IP отсутствует квитирование - обмен подтверждениями между отправителем и получателем, нет процедуры упорядочивания и повторных передач. Если во время продвижения пакета произошла какая-либо ошибка, то протокол IP по своей инициативе ничего не предпринимает для исправления этой ошибки.

Формат заголовка (20 байт): номер версии (4 бита), длина заголовка (4 бита), тип сервиса (1 байт) – задаёт приоритетность пакета, общая длина пакета (2 байта), идентификатор (2 байта) – для распознавания пакетов, образовавшихся путём фрагментации исходного пакета, флаги (3 бита) - признаки, связанные с фрагментацией, смещение фрагмента (13 бит), время жизни (1 байт) – время, в течение которого пакет может перемещаться по сети.Сейчас повсеместно используется версия 4 (IPv4), и готовится переход на версию 6 (IPv6).

Важной особенностью протокола IP является его способность проводить дефрагментацию пакетов при передаче их между сетями с различными максимально допустимыми значения поля данных кадра.

84. Классы IP адресов

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками. Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса. Т.о. выделяют следующие классы IP-адресов:

КлассА: адрес начинается с 0, номер сети занимает 1 байт, остальные 3 байта – номер узла в сети. Такой адрес находится в диапазоне от 1.0.0.0 до 126.0.0.0. Количество сетей не больше 216, а узлов не больше 2²⁴.

КлассВ: адрес начинается с 10, номер сети занимает 2 байта и находится в диапазоне от 128.0.0.0 до 191.255.0.0.

КлассС: адрес начинается с последовательности 110, номера сетей в диапазоне от 192.0.1.0 до 223.255.255.255

Класс D (Multicast): адрес начинается с последовательности 1110. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес. Диапазон от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Как правило отвечает только один (первым получивший запрос).

КлассЕ (зарезервированных адресов) экспериментальный. Он зарезервирован для использования в будущем и в настоящее время не применяется. Адрес начинается с 11110. Диапазон от 240.0.0.0 до 247.255.255.255

85. Особые IP адреса

Среди всех IP-адресов имеется несколько зарезервированных под специальные нужды.

IP -адрес                   Значение

все нули                   данный узел сети

номер сети | все нули данная IP-сеть

все нули | номер узла узел в данной (локальной)                    сети

все единицы              все узлы в данной локальной IP-сети

номер сети | все ед.  все узлы указанной IP-сети

127.0.0.1                          "петля"

Адрес 127.0.0.1 предназначен для тестирования программ и взаимодействия процессов в рамках одного компьютера. Наличие "петли" чрезвычайно удобно с точки зрения использования сетевых приложений в локальном режиме для их тестирования и при разработке интегрированных систем.

Вообще, зарезервирована вся сеть 127.0.0.0. Эта сеть класса A реально не описывает ни одной настоящей сети.

Некоторые зарезервированные адреса используются для широковещательных сообщений. Например, номер сети (строка 2) используется для посылки сообщений этой сети (т.е. сообщений всем компьютерам этой сети). Адреса, содержащие все единицы, используются для широковещательных посылок (для запроса адресов, например).

Подсети: назначение

Подсеть - это подмножество сети, не пересекающееся с другими подсетями. Подсети придуманы для того, чтобы обойти ограничения физических сетей на число узлов в них и максимальную длину кабеля в сегменте сети.

       В принципе, разбивать сеть на подсети необязательно. Можно использовать адреса сетей другого класса (с меньшим максимальным количеством узлов).

Разбиение сети на подсети использует ту часть IP-адреса, которая закреплена за номерами хостов. Администратор сети может замаскировать часть IP-адреса и использовать ее для назначения номеров подсетей. Фактически, способ разбиения адреса на две части, теперь будет применятся к адресу хоста из IP-адреса сети, в которой организуется разбиение на подсети. Использование подсетей имеет целый ряд преимуществ. В организациях подсети применяют для объединения нескольких физических сегментов в одну логическую сеть. Применяя подсети, возможно:

-совместно использовать различные сетевые технологии (Ethernet, Token Ring);

-преодолеть существующие ограничения, например на максимальное количество узлов в одном сегменте;

-уменьшить нагрузку на сеть, перенаправляя сетевой трафик и сокращая число широковещательных пакетов.

87. Маска IP-адреса

Эффективным средством структуризации IP-сетей являются маски. Маски позволяют разделить одну сеть на несколько подсетей. Маски одинаково длинны используются для деления сети на подсети равного размера, а маски переменной длины – для деления сети на подсети разного размера. Использование масок модифицирует алгоритм маршрутизации, поэтому в этом случае предъявляются особые требования к протоколам маршрутизации в сети, к техническим характеристикам маршрутизаторов и процедурам конфигурации.

Маска - это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресах интерпретироваться как номер сети.

Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:

· классА– 11111111.00000000.00000000.00000000(255.0.0.0)

· классВ- 11111111.11111111.00000000.00000000(255.255.0.0)

· классС- 11111111.11111111.11111111.00000000(255.255.255.0)

CIDR

Бесклассовая адресация (Classless InterDomain Routing, англ. CIDR) - метод IP-адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов, не используя жёсткие рамки классовой адресации. Использование этого метода позволяет экономно использовать конечный ресурс IP-адресов.

Бесклассовая адресация основывается на переменной длине маски подсети, в то время, как в классовой адресации длина маски строго фиксирована 0, 1, 2 или 3 установленными байтами. Вот пример записи IP-адреса с применением беcклассовой адресации: 10.1.2.33/27.

Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации (CIDR). При этом подходе маску подсети записывают вместе с IP-адресом в формате IP-адрес/количество единичных бит в маске. Число после слэша означает количество единичных разрядов в маске подсети.

Рассмотрим пример записи диапазона IP-адресов в виде 10.96.0.0/11. В этом случае маска подсети будет иметь двоичный вид 11111111 11100000 00000000 00000000, или то же самое в десятичном виде: 255.224.0.0.

89. Формат IP-пакета

Имеется прямая связь между количеством полей заголовка пакета и функцио­нальной сложностью протокола, который работает с этим заголовком. Чем про­ще заголовок — тем проще соответствующий протокол. Большая часть действий протокола связана с обработкой той служебной информации, которая переносится в полях заголовка пакета.

Формат заголовка (20 байт): номер версии (4 бита), длина заголовка (4 бита), тип сервиса (1 байт) – задаёт приоритетность пакета, общая длина пакета (2 байта), идентификатор (2 байта) – для распознавания пакетов, образовавшихся путём фрагментации исходного пакета, флаги (3 бита) - признаки, связанные с фрагментацией, смещение фрагмента (13 бит), время жизни (1 байт) – время, в течение которого пакет может перемещаться по сети.

Поле протокола верхнего уровня занимает один байт и содержит идентифика­тор, указывающий, какому протоколу верхнего уровня принадлежит информа­ция, размещенная в поле данных пакета.

Контрольная сумма заголовка занимает 2 байта (16 бит) и рассчитывается толь­ко по заголовку. Поскольку некоторые поля заголовка меняют свое значение в процессе передачи пакета по сети (например, поле времени жизни), контрольная сумма проверяется и повторно рассчитывается на каждом маршрутизаторе и ко­нечном. Если контрольная сумма неверна, то пакет отбрасывается, как только обнаруживается ошибка.

Поля IP -адресов источника и приемника имеют одинаковую длину — 32 бита.

Поле параметров является необязательным и используется обычно только при отладке сети. В этих подполях можно указывать точный маршрут, реги­стрировать проходимые пакетом маршрутизаторы, помещать данные системы безопасности или временные отметки.

Принципы маршрутизации

В архитектуре TCP/IP сети соединяются друг с другом коммутаторами IP-пакетов, которые называются шлюзами или IP-маршрутизаторами. Основная задача IP-маршрутизатора — определение по специальному алгоритму адреса следующего IP-маршрутизатора. Для решения этой задачи каждый IP-маршрутизатор должен располагать матрицей маршрутов (специальной базой данных, обеспечивающей маршрутизацию), которую необходимо регулярно обновлять.

Существует ряд требований, которые следует учитывать при выборе приемлемого алгоритма маршрутизации:

- алгоритм маршрутизации должен распознавать отказ и восстановление каналов связи или других IP-маршрутизаторов и переключаться на другие, подходящие маршруты;

- алгоритм должен исключать образование циклов, петель и эффекта «пинг-понг» в назначаемых маршрутах как между соседними IP – маршрутизаторами, так и для удалённых IP – маршрутизаторов;

- нагрузка, создаваемая управляющими сообщениями, которые необходимы для работы алгоритма маршрутизации, не должна ощутимо ухудшать или нарушать нормальную работу сети;

- поскольку размеры сети постоянно увеличиваются, необходимо обеспечить эффективное использование сетевых ресурсов, например, изменение матриц маршрутов выполнять по частям, передавая по глобальным сетям только дополнения к базам данных по маршрутизации;

- размер базы данных по маршрутизации не должен превышать некоторой константы, не зависящей от топологии сети, умноженной на количество узлов и на среднюю связность сети;

Алгоритм маршрутизации должен обеспечивать надёжный алгоритм определения состояния каждого канала связи и узла в базовой сети и, если требуется, состояние хост-ЭВМ. Для этого нужен протокол канального уровня, предполагающий периодический обмен кадрами через каждый канал связи.

91. Протоколы ARP, RARP: назначение

Протокол ARP используется для того, чтобы установить значение физического адреса хоста по известному логическому адресу. Для решения обратной задачи – определения сетевого адреса для конкретной станции используется протокол, который имеет название RARP. Оба эти протокола предполагают выполнение информационного обмена между узлами с использованием кадров одинакового типа.

IP-адреса назначаются независимо от физического аппаратного адреса машины. Чтобы доставить межсетевой пакет, сетевое программное обеспечение должно отобразить IP-адрес в физический аппаратный адрес и использовать этот аппаратный адрес для передачи кадра. Протокол Разрешения Адресов(ARP) выполняет динамическое разрешение адресов, используя только низкоуровневую сетевую коммуникационную систему. ARP позволяет машинам разрешать адреса, не храня постоянно информации о связках адресов.

Машина использует ARP, чтобы найти аппаратный адрес другой машины с помощью широковещания запроса ARP. Запрос содержит IP-адрес машины, для которой нужно узнать аппаратный адрес. Каждая машина отвечает на запросы, соответствующие ее IP-адресу, посылая ответы, содержащие требуемый аппаратный адрес. Чтобы сделать ARP эффективным, каждая машина кэширует связки (IP-адрес;аппаратный адрес). Так как межсетевой трафик имеет тенденцию состоять из последовательности взаимодействий между парами машин, кэш приводит к ненужности большинства широковещательных запросов ARP.

RARP использует физическую сетевую адресацию для получения межсетевого адреса машины. Механизм RARP применяет физический аппаратный адрес машины для уникальной идентификации процессора и широковещательной передачи запросов RARP. Серверы в сети принимают сообщение, ищут отображение для него в таблице, и отвечают отправителю. Как только машина принимает свой IP-адрес, она запоминает его в памяти и не использует RARP до тех пор, пока она снова не будет загружать систему.

92. Протокол DHCP

Для нормальной работы сети каждому сетевому интерфейсу компьютера и мар­шрутизатора должен быть назначен IP-адрес.

Процедура присвоения адресов происходит в ходе конфигурирования компью­теров и маршрутизаторов.

Протокол динамического конфигурирования хостов  автоматизирует процесс конфигурирования сетевых интер­фейсов, гарантируя от дублирования адресов за счет централизованного управ­ления их распределением.

Режимы DHCP

Протокол DHCP работает в соответствии с моделью клиент-сервер. Во время старта системы компьютер, являющийся DHCP-клиентом, посылает в сеть ши­роковещательный запрос на получение IP-адреса. DHCP-сервер откликается и посылает сообщение-ответ, содержащее IP-адрес и некоторые другие конфигура­ционные параметры.

При этом сервер DHCP может работать в разных режимах, включая:

· ручное назначение статических адресов;

· автоматическое назначение статических адресов;

· автоматическое распределение динамических адресов.

В ручном режиме администратор, помимо пула доступных адресов, снабжает DHCP-сервер информацией о жестком соответствии IP-адресов физическим ад­ресам или другим идентификаторам клиентских узлов.

В режиме автоматического назначения статических адресов DHCP-сервер само­стоятельно без вмешательства администратора произвольным образом выбирает клиенту IP-адрес из пула наличных IP-адресов.

При динамическом распределении адресов DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, называемое сроком аренды. Когда компьютер, являю­щийся DHCP-клиентом, удаляется из подсети, назначенный ему IP-адрес авто­матически освобождается. Когда компьютер подключается к другой подсети, то ему автоматически назначается новый адрес. Ни пользователь, ни сетевой адми­нистратор не вмешиваются в этот процесс.

93. DNS

DNS - система доменных имён - распределённая система (распределённая база данных), способная по запросу, содержащему доменное имя хоста (компьютера или другого сетевого устройства), сообщить IP адрес или (в зависимости от запроса) другую информацию. DNS работает в сетях TCP/IP.

DNS обладает следующими характеристиками:

· Распределённость хранения информации. Каждый узел сети в обязательном порядке должен хранить только те данные, которые входят в его зону ответственности и (возможно) адреса корневых DNS-серверов.

· Кеширование информации. Узел может хранить некоторое количество данных не из своей зоны ответственности для уменьшения нагрузки на сеть.

· Иерархическая структура, в которой все узлы объединены в дерево, и каждый узел может или самостоятельно определять работу нижестоящих узлов, или делегировать (передавать) их другим узлам.

· Резервирование. За хранение и обслуживание своих узлов (зон) отвечают (обычно) несколько серверов, разделённые как физически, так и логически, что обеспечивает сохранность данных и продолжение работы даже в случае сбоя одного из узлов.

DNS была разработана в 1983 году;

Зона — логический узел в дереве имён

Доме́н — название зоны в системе доменных имён (DNS) Интернета, выделенной какой-либо стране, организации или для иных целей. Структура доменного имени отражает порядок следования зон в иерархическом виде; доменное имя читается слева направо от младших доменов к доменам высшего уровня (в порядке повышения значимости), корневым доменом в сей системы является точка ('.'), следом идут домены первого уровня (географические или тематические), затем - домены второго уровня, третьего и т. д. Поддомен — имя подчинённой зоны.

DNS -сервер — специализированное ПО для обслуживания DNS. DNS-сервер может быть ответственным за некоторые зоны и/или может перенаправлять запросы вышестоящим серверам.

DNS -клиент — специализированная библиотека (или программа) для работы с DNS. В ряде случаев DNS-сервер выступает в роли DNS-клиента.

Ответы DNS-сервера могут быть двух типов: ответственные (когда сервер заявляет, что сам отвечает за зону) и неответственные,когда сервер обрабатывает запрос, и возвращает ответ других серверов. В некоторых случаях вместо передачи запроса дальше DNS-сервер может вернуть уже известное ему (по запросам ранее) значение (режим кеширования).

DNS -запрос англ. DNS query — запрос от клиента (или сервера) серверу. Запрос может быть рекурсивным или нерекурсивным. Нерекурсивный запрос либо возвращает данные о зоне, которая находится в зоне ответственности DNS-сервера (который получил запрос) или возвращает адреса корневых серверов (точнее, адрес любого сервера, который обладает большим объёмом информации о запрошенной зоне, чем отвечающий сервер). В случае рекурсивного запроса сервер опрашивает сервера (в порядке убывания уровня зон в имени), пока не найдёт ответ или не обнаружит, что домен не существует.

94. Методы доступа к сети Internet

В настоящее время известны следующие способы доступа в Интернет:

1. Dial-Up (когда компьютер пользователя подключается к серверу провайдера, используя телефон)– коммутируемый доступ по аналоговой телефонной сети скорость передачи данных до 56 Кбит/с;

2. DSL (Digital Subscriber Line) - семейство цифровых абонентских линий, предназначенных для организации доступа по аналоговой телефонной сети, используя кабельный модем. Эта технология обеспечивает высокоскоростное соединение до 50 Мбит/с (фактическая скорость до 2 Мбит/с). Основным преимуществом технологий xDSL является возможность значительно увеличить скорость передачи данных по телефонным проводам без модернизации абонентской телефонной линии;

3. ISDN - коммутируемый доступ по цифровой телефонной сети. Главная особенность - это высокая скорость передачи информации, по сравнению с Dial-Up доступом. Скорость передачи данных составляет 64 Кбит/с при использовании одного и 128 Кбит/с, при использовании двух каналов связи;

4. Доступ в Интернет по выделенным линиям (аналоговым и цифровым). Доступ по выделенной линии - это такой способ подключения к Интернет, когда компьютер пользователя соединен с сервером провайдера с помощью кабеля (витой пары) и это соединение является постоянным, т.е. некоммутируемым, и в этом главное отличие от обычной телефонной связи. Скорость передачи данных до 100 Мбит/c.

5. Доступ в Интернет по локальной сети (Fast Ethernet). Подключение осуществляется с помощью сетевой карты (10/100 Мбит/с) со скоростью передачи данных до 1 Гбит/с на магистральных участках и 100 Мбит/сек для конечного пользователя.

6. Спутниковый доступ в Интернет или спутниковый Интернет (DirecPC, Europe Online). Спутниковый доступ в Интернет бывает двух видов - ассиметричный и симметричный.

 Обмен данными компьютера пользователя со спутником двухсторонний;

7. Доступ в Интернет с использованием каналов кабельной телевизионной сети, скорость приема данных от 2 до 56 Мб/сек. В настоящее время известны две архитектуры передачи данных это симметричная и асимметричная архитектуры. Кроме того, существует два способа подключения: а) кабельный модем устанавливается отдельно в каждой квартире пользователей; б) кабельный модем устанавливается в доме, где живет сразу несколько пользователей услуг Интернета. Для подключения пользователей к общему кабельному модему используется локальная сеть и устанавливается общее на всех оборудование Ethernet.

Беспроводные технологи:

WiFi (Wireless Fidelity - точная передача данных без проводов) – технология широкополосного доступа к сети Интернет. Скорость передачи информации для конечного абонента может достигать 54 Мбит/с. Радиус их действия не превышает 50 – 70 метров.

WiMAX, аналогично WiFi - технология широкополосного доступа к Интернет. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции. Информацию можно передавать на расстояния до 50 км со скоростью до 70 Мбит/с.

RadioEthernet - технология широкополосного доступа к Интернет, обеспечивает скорость передачи данных от 1 до 11 Мбит/с, которая делится между всеми активными пользователями. Для работы RadioEthernet-канала необходима прямая видимость между антеннами абонентских точек. Радиус действия до 30 км.

MMDS. Эта системы способна обслуживать территорию в радиусе 50—60 км, при этом прямая видимость передатчика оператора является не обязательной. Средняя гарантированная скорость передачи данных составляет 500 Кбит/с — 1 Мбит/с, но можно обеспечить до 56 Мбит/с на один канал.

Мобильный GPRS – Интернет. Технология GPRS обеспечивает скорость передачи данных до 114 Кбит/с. При использовании технологии GPRS тарифицируется не время соединения с Интернетом, а суммарный объем переданной и полученной информации.

Сетевые адаптеры

   Сетевой адаптер - устройство, служащее для подключения компьютера к локальной сети. Сетевой адаптер контролирует доступ к среде передачи данных и обмен данными между единицами сети.

Сетевой адаптер вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем в конечном узле сети -компьютере. Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу и прием кадра. Обычно сетевые адаптеры делятся на адаптеры для клиентских компьютеров и адаптеры для серверов.

В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть.

Адаптеры, предназначенные для серверов, обычно снабжаются собственными процессорами, которые самостоятельно выполняют большую часть работы по передаче кадров из оперативной памяти в сеть и в обратном направлении. В зависимости от того, какой протокол реализует адаптер, адаптеры делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д. Сетевой адаптер перед установкой в компьютер необходимо конфигурировать. При конфигурировании адаптера обычно задаются номер прерывания IRQ, используемого адаптером, номер канала прямого доступа к памяти DMA (если адаптер поддерживает режим DMA) и базовый адрес портов ввода/вывода.

Передача кадра (этапы)

Передача кадра из компьютера в кабель состоит из перечисленных ниже этапов (некоторые могут отсутствовать, в зависимости от принятых методов кодирования):

· Прием кадра данных LLC через межуровневый интерфейс вместе с адресной информацией МАС - уровня. Обычно взаимодействие между протоколами внутри компьютера происходит через буферы, расположенные в оперативной памяти. Данные для передачи в сеть помещаются в эти буферы протоколами верхних уровней, которые извлекают их из дисковой памяти либо из файлового кэша с помощью подсистемы ввода/вывода операционной системы.

· Оформление кадра данных МАС - уровня, в который инкапсулируется кадр LLC (с отброшенными флагами 01111110). Заполнение адресов назначения и источника, вычисление контрольной суммы.

· Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа 4В/5В. Скрэмблирование кодов для получения более равномерного спектра сигналов. Этот этап используется не во всех протоколах - например, технология Ethernet 10 Мбит/с обходится без него.

· Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом - манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п.

Приём кадра (этапы)

Прием кадра из кабеля в компьютер включает следующие действия:

· Прием из кабеля сигналов, кодирующих битовый поток.

· Выделение сигналов на фоне шума. Эту операцию могут выполнять различные специализированные микросхемы или сигнальные процессоры DSP. В результате в приемнике адаптера образуется некоторая битовая последовательность, с большой степенью вероятности совпадающая с той, которая была послана передатчиком.

· Если данные перед отправкой в кабель подвергались скрэмблированию, то они пропускаются через дескрэмблер, после чего в адаптере восстанавливаются символы кода, посланные передатчиком.

· Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверн