Понятие и основные компоненты компьютерной сети.

Понятие и основные компоненты компьютерной сети.

Компьютерная сеть – это комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов.

Основным назначением компьютерной сети является:

- совместное использование информации;

- совместное использование оборудования и ПО;

- централизованное администрирование и обслуживание.

Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ. Компы, использующиеся при пострении комп-х сетей.

Второй слой - это коммуникационное оборудование. Кабельн сис-мы, повторители, мосты, коммутаторы, маршр-ры и т. д.

Третьим слоем, образ-м прогр-ю платформу сети, явл- операц-е сис-мы (ОС). При проект-и сети важно учит-ть, насколько просто данная ОС может взаимодействовать с др ОС сети, насколько она обеспеч безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа.

Самым верхн слоем явл разл сетев прил-я, такие как сетевые БД, почтовые сис-мы, ср-ва архив-я данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых приложениями для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и операционными системами.

Сетевое приложение представляет собой распределенную программу, т. е. программу, которая состоит из нескольких взаимодействующих частей, каждая из которых выполняется на отдельном компьютере сети.

Распределенная программа использует технологию клиент-сервер.

 

Сетевые характеристики.

(производительность, безопасность, отказоустойчивость, расширяемость, масштабируемость, прозрачность, совместимость).

Основн треб-я, предъявляемые к КС:

· Производительность;

· Надёжность (для её оценки используется 2 хар-ки: безоп-ть(защита данных от несанкционирован доступа) и отказоуст-ть(способность сис-мы преодал отказ отдельн эл-в так, чтобы это не сказывалось на общей работе системы));

· Масштабируемость (означ, что сеть позвол наращ кол-во узлов и протяжённость связей в очень широких пределах без потери произв-ти);

· Управляемость (возм-ть централиз контролир-ть сост осн эл-в сети; выявл и решать возник-е проблемы);

· Совместимость (означ способность сети включ в себя разнообр аппар-х и прогр-х обесп, разл ОС, коммуникац-е протоколы);

· Расширяемость (возм-ть сравн-но лёгкого доб-я отдельн эл-в сети, наращивание длины сегментов сети и замен замен сущ-й аппаратуры более мощной);

· Прозрачность (св-во сети скрывать от польз-ля детали своего внешн устр-ва и функционир-я (м/б доступной на ур-не польз-ля или на ур-не ПО));

Произв-ть и надёжн-ть составл Quality of Service. Существует 2 подхода к обеспеч-ю QoS:

1. сети с гарантией кач-ва обслужив-я (сеть гарант полным соблюд-м некотор числовых величин кач-ва обслужив-я). Frame Relay, ATM обесп-т: зад-й ур-нь пропускной спос-ти сети; Ур-нь ошибок; Ур-нь потерь.

2. сети с наиб старанием besteffort.

Осн-е числовые хар-ки произв-ти это:

· время реакции (это инт-л времени м-ду возникновением запросов польз-ля в сетевой службе и получением ответа на него);

· пропускная способность (объем данных, переданных сетью в един времени; измер в битах в сек или в пакетах в сек; различают: мгновенную, максимальную, среднюю);

· задержка передачи (инт-л времени м-ду моментом поступления данных на вход системы и моментом их появления на выходе).

Вида адресации узлов сети.

К адресу узла сети и схеме его назначения можно предъявить несколько требований:

- Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба.

- Схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов.

- Адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей. В крупных сетях отсутствие иерархии адреса может привести к большим издержкам - конечным узлам и коммуникационному оборудованию придется оперировать с таблицами адресов, состоящими из тысяч записей.

- Адрес должен быть удобен для пользователей сети, т.е. должен иметь символьное представление.

- Адрес должен иметь по возможности компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры - сетевых адаптеров, маршрутизаторов и т. п.

Три схемы адресации узлов:

· Аппаратные адреса (локальные, физические, MAC-адреса). Эти адреса предназначены для сети небольшого или среднего размера, они не имеют иерархической структуры. Типичным представителем адреса такого типа является адрес сетевого адаптера локальной сети. Такой адрес обычно используется только аппаратурой, его записывают в виде двоичного или шестнадцатеричного значения в ПЗУ платы сетевого адаптера. Стандарты на аппаратные адреса были разработаны IEEE, для всех технологий ЛВС длина аппаратного адреса 6 байт. Делятся на индивидуальные, групповые и широковещательные.

· Символьные адреса или имена. Предназначены для пользователей. Символьные адреса легко использовать как в небольших, так и крупных сетях. Для работы в больших сетях символьное имя может иметь сложную иерархическую структуру. Пример – DNS адрес, исп. В Internet www.overclockers.ru. Домен верхнего уровня бывает 2-х типов: географические (by, ru) и тип организации (com, edu).

· Числовые составные адреса. Типичным представителями адресов этого типа являются IP- и IPX-адреса. В них поддерживается двухуровневая иерархия, адрес делится на старшую часть - номер сети и младшую - номер узла. Такое деление позволяет передавать сообщения между сетями только на основании номера сети, а номер узла используется только после доставки сообщения в нужную сеть. Занимкет в памяти 4 байта. IP-адрес делиться на классы.

Проблема установления соответствия между адресами различных типов, которой занимается служба разрешения имен, может решаться централизованными или распределенными средствами. В случае централизованного подхода в сети выделяется один компьютер (сервер имен), в котором хранится таблица соответствия друг другу имен различных типов, например символьных имен и числовых номеров. Все остальные компьютеры обращаются к серверу имен, чтобы по символьному имени найти числовой номер компьютера, с которым необходимо обменяться данными. Наиболее известной службой централизованного разрешения имен является служба DNS сети Internet.

При распределенном подходе, каждый компьютер сам решает задачу установления соответствия между именами. Недостатком распределенного подхода является необходимость рассылки широковещательных сообщений - такие сообщения перегружают сеть, так как они требуют обязательной обработки всеми узлами, а не только узлом назначения. Поэтому распределенный подход используется только в небольших локальных сетях. Для крупных сетей характерен централизованный подход. Пример использования распределенного подхода – протокол разрешения адресов ARP, используемый стеком TCP/IP для преобразования IP-адреса в аппаратный адрес.

 

Локальные адреса.

Аппаратные адреса называют еще физическими или локальными. Они не имеют иерархической структуры и используются только аппаратурой для доставки информации в пределах подсети.

Примером аппаратного адреса является адрес сетевого адаптера или MAC-адрес.

Записывается адрес сетевого адаптера 2-м или 16-ричным значением в ПЗУ платы сетевого адаптера на заводе изготовителем.

Например: 11-АО-17-3D-ВС-01 - ID-адрес сетевого адаптера Ethernet. При замене сетевого адаптера изменяется и аппаратный адрес. Стандарты на аппаратные адреса были разработаны IEEE. Был выбран 48-битный формат адреса (280 триллионов адресов) для всех технологий ЛВС. Чтобы распределить возможные диапазоны адресов между многочисленными изготовителями сетевых адаптеров, была предложена следующая структура адреса):

 

 

 

Рисунок 1 – Структура MAC-адреса

 

- Младшие 24 разряда называются OVA (Organizationally Unigue Address) - организационно уникальный адрес. Именно их присваивает производитель сетевого адаптера (возможно 16 млн. комбинаций).

- 22 разряда OVI (Organizationally Unigue Identifier) - организационно уникальный идентификатор.

IEEE присваивает один или несколько OVI каждому производителю. Это позволяет исключить совпадения адресов адаптеров отразных производителей.(~ 4 млн. OVI)

UAA (Universally Administered Adress) -универсально управляемый адрес или IEEE - адрес.

- два старших разряда определяют тип адреса, способ интерпретации остальных 46 бит. I/G(Individual / Group) - определяет, индивидуальный это адрес или групповой:

0 - индивидуальный;

1 - групповой (такие пакеты получают все сетевые адаптеры с этим адресом).

U/L (Universal / Local) - флажок универсального/местного управления. Определяет, как был присвоен адрес данному адаптеру:

0 - производителем;

1 - организацией, использующей данную сеть (редко).

Архитектура клиент-сервер.

Клиент-серверная система характеризуется наличием двух взаимодействующих самостоятельных процессов - клиента и сервера, которые, в общем случае, могут выполняться на разных компьютерах, обмениваясь данными по сети.

Процессы, реализующие некоторую службу, например службу файловой системы или базы данных, называются серверами (servers). Процессы, запрашивающие службы у серверов путем посылки запроса и последующего ожидания ответа от сервера, называются клиентами (clients).

Основы технологии сокетов.

Сокет (Socket - гнездо, разъем) - абстрактное программное понятие, используемое для обозначения в прикладной программе конечной точки канала связи с коммуникационной средой, образованной вычислительной сетью.

Соединяя вместе два сокета, можно передавать данные между разными процессами (локальными и удаленными). Реализация сокетов обеспечивает инкапсуляцию протоколов сетевого и транспортного уровней.

Типы сокетов

Существуют три основных типа сокетов: потоковые, дейтаграммые и сырые.

Потоковые сокеты – это сокеты с установлением соединения, состоящие из потока байтов, который может быть двунаправленным. Т.е. через такую конечную точку приложение может и передавать, и получать данные. Потоковый сокет гарантирует обнаружение и исправление ошибок, обрабатывает доставку и сохраняет последовательность данных. Он подходит для передачи больших объемов данных, поскольку в этом случае накладные расходы, связанные с установлением соединения, незначительны по сравнению со временем передачи самого сообщения. Качество передачи достигается за счет использования протокола TCP.

Дейтаграммные сокеты – это сокеты без установления соединения, не обеспечивающие надежность при передаче. Применяются для приложений, когда неприемлемы затраты времени, связанные с установлением явного соединения. Для передачи данных используется протокол UDP.

Сырые сокеты (необрабатываемые, простые) – это сокеты, которые принимают пакеты сетевого уровня в обход протоколов транспортного уровня и отправляют их непосредственно приложению.

 

 

Вторичные сети

Сети SDH создают гибкую, надежную и управляемую транспортную инфраструктуру, являсь платформой для вторичных сетей с самым широким спектором служб: телефонные сети,ISDN, сети сотовой связи различных сетей передачи данных.

Понятие и типы коммутации.

Коммута́ция — процесс соединения абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы.

Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Абонентами могут выступать ЭВМ, сегменты локальных сетей, факс-аппараты или телефонные собеседники. Как правило, в сетях общего доступа невозможно предоставить каждой паре абонентов собственную физическую линию связи, которой они могли бы монопольно «владеть» и использовать в любое время. Поэтому в сети всегда применяется какой-либо способ коммутации абонентов, который обеспечивает разделение имеющихся физических каналов между несколькими сеансами связи и между абонентами сети.

Каждый абонент соединен с коммутаторами индивидуальной линией связи, закрепленной за этим абонентом. Линии связи протянутые между коммутаторами разделяются несколькими абонентами, то есть используются совместно.

Существует четыре принципиально различные схемы коммутации абонентов в сетях:

1. Коммутация каналов (КК, circuit switching) — организация составного канала через несколько транзитных узлов из нескольких последовательно «соединённых» каналов на время передачи сообщения (оперативная коммутация) или на более длительный срок (постоянная/долговременная коммутация — время коммутации определяется административно, то есть пришёл техник и скоммутировал каналы физически на час, день, год, вечно и т. п., потом пришёл и раскоммутировал).

2. Коммутация сообщений (КС, message switching) — разбиение информации на сообщения, которые передаются последовательно к ближайшему транзитному узлу, который, приняв сообщение, запоминает его и передаёт далее сам таким же образом. Получается нечто вроде конвейера.

3. Коммутация пакетов (КП, packet switching) — разбиение сообщения на «пакеты», которые передаются отдельно. Разница между сообщением и пакетом: размер пакета ограничен технически, сообщения — логически. При этом, если маршрут движения пакетов между узлами определён заранее, говорят о виртуальном канале (с установлением соединения). Пример: коммутация IP-пакетов. Если же для каждого пакета задача нахождения пути решается заново, говорят о датаграммном (без установления соединения) способе пакетной коммутации.

3.

4. Коммутация ячеек (КЯ, cell switching) — совмещает в себе свойства сетей с коммутацией каналов и сетей с коммутацией пакетов, при коммутации ячеек пакеты всегда имеют фиксированный и относительно небольшой размер.

 

 

Код RZ

RZ – это трехуровневый код, обеспечивающий возврат к нулевому уровню после передачи каждого бита информации. Его так и называют кодирование с возвратом к нулю (Return to Zero). Логическому нулю соответствует положительный импульс, логической единице – отрицательный.

Информационный переход осуществляется в начале бита, возврат к нулевому уровню – в середине бита. Особенностью кода RZ является то, что в центре бита всегда есть переход (положительный или отрицательный). Следовательно, каждый бит обозначен. Приемник может выделить синхроимпульс (строб), имеющий частоту следования импульсов, из самого сигнала. Привязка производится к каждому биту, что обеспечивает синхронизацию приемника с передатчиком. Такие коды, несущие в себе строб, называются самосинхронизирующимися.

Недостаток кода RZ состоит в том, что он не дает выигрыша в скорости передачи данных. Для передачи со скоростью10 Мбит/с требуется частота несущей 10 МГц. Кроме того, для различения трех уровней необходимо лучшее соотношение сигнал / шум на входе в приемник, чем для двухуровневых кодов.

Наиболее часто код RZ используется в оптоволоконных сетях. При передаче света не существует положительных и отрицательных сигналов, поэтому используют три уровня мощности световых импульсов.

Код Манчестер-II

Код Манчестер-II или манчестерский код получил наибольшее распространение в локальных сетях. Он также относится к самосинхронизирующимся кодам, но в отличие от кода RZ имеет не три, а только два уровня, что обеспечивает лучшую помехозащищенность.

Логическому нулю соответствует переход на верхний уровень в центре битового интервала, логической единице – переход на нижний уровень. Логика кодирования хорошо видна на примере передачи последовательности единиц или нулей. При передаче чередующихся битов частота следования импульсов уменьшается в два раза.

Информационные переходы в средине бита остаются, а граничные (на границе битовых интервалов) – при чередовании единиц и нулей отсутствуют. Это выполняется с помощью последовательности запрещающих импульсов. Эти импульсы синхронизируются с информационными и обеспечивают запрет нежелательных граничных переходов.

Изменение сигнала в центре каждого бита позволяет легко выделить синхросигнал. Самосинхронизация дает возможность передачи больших пакетов информацию без потерь из-за различий тактовой частоты передатчика и приемника.

Большое достоинство манчестерского кода – отсутствие постоянной составляющей при передаче длинной последовательности единиц или нулей. Благодаря этому гальваническая развязка сигналов выполняется простейшими способами, например, с помощью импульсных трансформаторов.

Частотный спектр сигнала при манчестерском кодировании включает только две несущие частоты. Для десятимегабитного протокола – это 10 МГц при передаче сигнала, состоящего из одних нулей или одних единиц, и 5 МГц – для сигнала с чередованием нулей и единиц. Поэтому с помощью полосовых фильтров можно легко отфильтровать все другие частоты.

Код Манчестер-II нашел применение в оптоволоконных и электропроводных сетях. Самый распространенный протокол локальных сетей Ethernet 10 Мбит/с использует именно этот код.

 

Метод доступа CSMA/CD

По определению, эффективность – это относительная доля времени, в течение которого узлы, используя данный протокол, могут передавать новые пакеты при высокой загрузке сети, обусловленной работой всех узлов.

Для метода доступа CSMA/CD эффективность может быть приблизительно определена по следующей формуле:

h_CSMA/CD @

1+5a

где a = r / t.

Здесь t - время передачи пакета, равное отношению размера пакета к скорости передачи в сети, r - максимальное время распространения сигнала в разделяемом канале передачи, равное отношению длины канала к скорости распространения сигнала в данном типе кабеля.

Если в сети активен только один узел, то этот узел передает сообщения без конфликтов с другими узлами. В этом случае доля времени, в течение которого узел передает новые пакеты, может быть близка к 100%. Оценка эффективности по приведенной формуле предназначена для нагруженной сети, где много узлов конкурируют за право передачи сообщений по общему каналу.

 

 

Технология Fast Ethernet.

Основные характеристики технологии Fast Ethernet:

1. Пропускная способность сегментов сети - до 100 Мбит/с.

2. Метод доступа - CSMA/CD.

3. Топология - звезда. (Сеть Fast Ethernet всегда имеет иерархическую древовидную структуру, т.е. топологию – иерархическая звезда).

4. Поддержка традиционных сред передачи – витой пары и оптоволоконного кабеля.

5. Форматы кадров как в Ethernet.

6. Тип передачи – немодулированная + логическое кодирование.

Все отличия Fast Ethernet от Ethernet сосредоточенны на физическом уровне. Уровни LLC и MAC те же.

Для технологии Fast Ethernet разработаны различные варианты физического уровня, отличающиеся не только типом кабеля и электрическими параметрами импульсов (как в технологии Ethernet), но и:

- способом кодирования сигналов;

- количеством используемых в кабеле проводников.

Поэтому физический уровень Fast Ethernet имеет более сложную структуру, чем классический Ethernet.

 

Спецификация 100Base-TX

В качестве среды передачи используют неэкранирорванную витую пару 5-ой категории (две пары) или экранированную витую пару STP Type 1A. Максимальная длина кабельного сегмента-100 метров. Для кодирования информации используют тот же логический код, что и в технологии FDDI- 4B/5B, при котором каждые 4 бита данных кодируются 5-ю битами; избыточный бит позволяет использовать для кодирования потенциальные коды. Существование запрещенных комбинаций поволяет отбраковывать ошибочные символы, что повышает надежность передачи. Для физического кодирования используется код MLT-3, также заимствованный из реализации технологии FDDI на витой паре.

Особенностью спецификации 100Base-TX является функция "автопереговоров" (Auto-negotiation), позволяющая двум физически соединенным устройствам, например сетевому адаптеру и концентратору, поддерживающим несколько стандартов физического уровня (различающихся битовой скоростью и количеством витых пар) выбирать наиболее выгодный режим передачи.

Всего устройства 100Base-TХ могут поддерживать 5 режимов работы на витой паре:

-10Base-T (две пары UTP cat.3);

-10 Base-T full duplex (две пары UTP cat.3);

-100Base-TX (две пары UTP cat.5 или STP Type 1A);

-100Base-T4 (четыре пары UTP cat.3);

-100Base-TX full duplex (две пары UTP cat.5 или STP Type 1A).

Режимы перечислены в порядке возрастания приоритета, т.е. 10Base-T имеет самый низкий приоритет, а 100Base-TX full duplex-самый высокий.

Спецификация 100Base-FX

Для передачи данных используется многомодовое оптоволокно 62,5/125мкм (два волокна). Максимальная длина сегмента- 412 метров (полудуплексный режим) и 2 км (полный дуплекс). При этом практически в неизменном виде используется система кодирования технологии FDDI- логическое кодирование 4В/5B с одним избыточным битом на каждые 4 бита данных и физический код NRZI.

Спецификация 100Base-T4

Эта спецификация была разработана для реализации Fast Ethernet на существующих кабельных системах 3-ей категории. Основной задачей было снижение ширины спектра сигналов до приемлемых для UTP cat.3 16-ти МГц и повышение пропускной способности кабеля. Вторая задача была успешно решена путем использования не 2-х, а 4-х витых пар:

-пара 1-2 всегда используется для передачи данных от узла;

-пара 3-6 - для приема;

-пары 4-5 и 7-8 -двунаправленные.

Для решения первой задачи (сужения ширины спектра) было предложено использовать вместо кода 4B/5B код 8B/6T, при котором каждые 8 бит данных кодировались 6 троичными символами (ternary symbols). При этом спектр данных, передаваемых со скоростью 33,3 Мбит/c по каждой из трех витых пар (четвертая пара всегда используется для прослушивания линии с целью обнаружения коллизий) укладывается в допустимые для UTP cat.3 16 МГц. Общая скорость передачи при этом составляет 100 Мбит/c.

 

 

Архитектура стека TCP/IP.

В стеке TCP/IP определены четыре уровня (см табл.1). Каждый из них несет на себе некоторую долю нагрузки по решению основной задачи - организации надежной и производительной работы составной сети, части которой построены на основе разных сетевых технологий.

 

Табл.1. Уровни стека TCP/IP.

Уровень I Прикладной уровень

Уровень II Основной (транспортный) уровень

Уровень III Уровень межсетевого взаимодействия

Уровень IV Уровень сетевых интерфейсов

 

Понятие маршрутизации. Таблица маршрутизации.

Маршрутизация (англ. Routing) — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статическими маршрутами могут быть:

· маршруты, не изменяющиеся во времени;

· маршруты, изменяющиеся по расписанию;

· маршруты, изменяющиеся по ситуации — административно в момент возникновения стандартной ситуации.[источник не указан 581 день]

Маршрутизация в компьютерных сетях типично выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами; в простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.

Таблица маршрутизации — электронная таблица (файл) или база данных, хранящаяся на маршрутизаторе или сетевом компьютере, описывающая соответствие между адресами назначения и интерфейсами, через которые следует отправить пакет данных до следующего маршрутизатора. Является простейшей формой правил маршрутизации.

Таблица маршрутизации обычно содержит:

· адрес сети или узла назначения, либо указание, что маршрут является маршрутом по умолчанию

· маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет указать единичный узел сети)

· шлюз, обозначающий адрес маршрутизатора в сети, на который необходимо отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения

· интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID или символьное имя устройства)

· метрику — числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется как расстояние).

В таблице может быть один, а в некоторых операционных системах и несколько шлюзов по умолчанию. Такой шлюз используется для сетей для которых нет более конкретных маршрутов в таблице маршрутизации.

 

 

Протокол UDP.

Протокол UDP (User Datagram Protocol, RFC-768) является одним из основных протоколов, расположенных непосредственно над IP. Он предоставляет прикладным процессам транспортные услуги, немногим отличающиеся от услуг протокола IP. Протокол UDP обеспечивает доставку дейтограмм, но не требует подтверждения их получения. Протокол UDP не требует соединения с удаленным модулем UDP ("бессвязный" протокол). К заголовку IP-пакета UDP добавляет поля порт отправителя и порт получателя, которые обеспечивают мультиплексирование информации между различными прикладными процессами, а также поля длина UDP-дейтограммы и контрольная сумма, позволяющие поддерживать целостность данных. Таким образом, если на уровне IP для определения места доставки пакета используется адрес, на уровне UDP - номер порта.

 

 

 

Адресная схема IPv6.

Адресная схема протокола IPv6

Хотя эта адресная схема до сих пор еще не получила широкого распространения, можно не сомневать-

ся, что в будущем сети будут использовать именно ее, хотя бы только потому, что она предоставляет

большее количество доступных адресов.

В адресной схеме протокола IPv6 используется 16 байт (128 бит), а не 4 байта (32 бита).

Это позволяет получить более чем 300,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 возможных

адресов (25616).

Предпочтительная форма записи адреса в протоколе IPv6 использует шестнадцатеричную систему счис-

ления в виде восьми 16-битных частей:

BA98:FEDC:800:7654:0:FEDC:BA98:7654:3210

В шестнадцатеричной системе счисления, в отличие от десятичной, используются не только цифры, но и

буквы. Так, А обозначает 11 в десятичной системе, В— 12, С— 13, D— 14, Е— 15 и F — 16.

Обратите внимание, что нет необходимости записывать в отведенном поле все старшие нули, но в поле

должна присутствовать хотя бы одна цифра.

В будущем по мере увеличения количества сотовых телефонов, карманных компьютеров и других

сетевых устройств, вероятно, возникнет нужда в таком расширенном адресном пространстве.

 

 

Мобильные устройства

IPv4 стал стандартом де-факто в цифровой связи, а стоимость вложения дополнительной вычислительной мощности в портативные устройства упала. Поэтому мобильные телефоны стали полноценными интернет-хостами.

Постоянные соединения

На протяжении 1990-х доминирующим способом интернет-соединения являлся коммутируемый удалённый доступ при помощи телефонного модема. Быстрый рост основанных на dial-up сетей увеличил количество используемых адресов, и пул присваиваемых IP-адресов был распределён между большим числом пользователей. В 2007 году процент использования широкополосного интернет-доступа начал превышать 50 % на многих рынках. Это приводит к тому, что количество задействованных IP-адресов увеличивается.

Расширение Интернета

В 1990 году интернет-подключение имели только незначительное количество людей. Всего 15 лет спустя почти половина из них имеют постоянное широкополосное соединение. Большое количество новых пользователей интернета проживают в густонаселённых Китае и Индии, что ещё больше ускоряет исчерпание адресного пространства.

Виртуализация

С расширением технических возможностей, мощности процессоров серверов и улучшения оборудования стало возможным одновременное использование нескольких операционных систем на одном компьютере. Каждая из таких систем требует публичного IP-адреса.

Ряд технологий уменьшают потребность в IP-адресах:

NAT, прокси-серверы и внутрисетевая адресация

Технология NAT (Network address translation) позволяет нескольким компьютерам иметь один внешний IP-адрес. Находящиеся за NAT компьютеры могут подключаться друг к другу, используя внутрисетевые IP-адреса, но извне c такими компьютерами соединиться невозможно.

CIDR (Classeless Inter-Domain Routing) спас от быстрой смерти IPv4, благодаря идеи, что граница между хостовой и сетевой частями адреса не обязана проходит на границе 8 бит (1 байт). Вспомните для примера сеть 192.168.1.0 - эта минимально возможная сеть, но в ней 255-2=253 адреса и если вы её используете не полностью, то адреса пропадают зря. НО без CIDR представьте что всем будут выдавать белые адреса IPv4 по 253 адреса и не важно сколько нужно реально.

В CIDR граница между сетью и хостом может прийтись на любой бит, например можно разбить 192.168.1.0 на подсети: 192.168.1.0/26, 192.168.1.64/26, 192.168.1.128/26, 192.168.1.192/26. Когда пишут адрес_IPv4/число - это и есть CIDR нотация.

 

Общая характеристика ГКС.

Наиболее часто используемая классификация сетей – это классификация по территориальной распределенности узлов:

 

- глобальные (WAN или территориально распределенные) сети покрывают большие территории (целые страны или даже континенты). WAN возникли на основе уже существующих телефонных линий. WAN представляет собой совокупность компьютеров (часто называемых хост-компьютерами) предназначенных для выполнения программ пользователей. Хост-компьютеры соединяются между собой через коммуникационные подсети, задача которых заключается в передачи сообщений от одного хост-компьютера к другому.

Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес и доменный адрес. Первый из них более понятен компьютеру, второй — человеку. Оба эти адреса могут применяться равноправно.

 

Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Он разделяется точками на 4 блока по 8 бит каждый, которые можно записать в виде десятичного числа, не превышающего значение 255. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера. Два блока определяют адрес сети, третий — адрес подсети и четвертый — адрес компьютера внутри заданной сети.

 

Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров. Этот адрес читается в обратном порядке: вначале указывается имя компьютера, а затем имя сети, в которой он находится. Для упрощения связи абонентов сети все ее адресное пространство разбито на отдельные области — домены. В системе адресов Интернета приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Существуют домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.

 

Компьютерное имя включает как минимум два уровня доменов. Уровни отделяются друг от друга точкой. Слева указывается домен верхнего уровня. Все имена, находящиеся слева, — поддомены общего домена. Для адресации отдельных пользователей в сети их регистрационные имена указываются слева от имени компьютера. После имени пользователя ставится знак @. В Интернете могут использоваться не только имена отдельных людей, но и имена групп.

 

Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имен. Они преобразуют доменное имя в специальный цифровой адрес.

 

Использование технологий Интернета необязательно реализовывается в рамках всемирной информационной сети. Технологии, применяемые в глобальной сети, пригодны и для создания мощных корпоративных информационных систем и систем обеспечения коллективной работы. Интернет — это корпоративная сеть (возможно, сеть предприятия или офиса), использующая технологии и продукты Интернета для хранения, связи и доступ к информации.

 

Схема удалённого доступа.

Удаленный доступ - очень широкое понятие, которое включает в себя различные типы и варианты взаимодействия компьютеров, сетей и приложений. Если рассматривать все многочисленные схемы взаимодействия, которые обычно относят к удаленному доступу, то всем им присуще использование глобальных каналов или глобальных сетей при взаимодействии. Кроме того, для удаленного доступа, как правило, характерна несимметричность взаимодействия, когда, с одной стороны, имеется центральная крупная сеть или центральный компьютер, а с другой - отдельный удаленный терминал, компьютер или небольшая сеть, которые хотят получить доступ к информационным ресурсам центральной сети. Количество удаленных от центральной сети узлов и сетей, требующих этот доступ, постоянно растет, поэтому современные средства удаленного доступа рассчитаны на поддержку большого количества удаленных клиентов.

Первые три вида удаленного доступа часто объединяют понятием индивидуального доступа, а схемы доступа сеть - сеть иногда делят на два класса - ROBO и SOHO. Класс ROBO (Regional Office/Branch Office) соответствует случаю подключения к центральной сети сетей средних размеров - сетей региональных подразделений предприятия, а классу SOHO (Small Office/Home Office) соответствует случай удаленного доступа сетей небольших офисов и домашних сетей.

 

Принцип работы

Для объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технология TDM (англ. Time Division Multiplexing, мультиплексирование по времени). Для каждого типа данных выделяется отдельная полоса, называющаяся элементарным каналом (или стандартным каналом). Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала CALL по отдельному каналу, называющемуся каналом внеканальной сигнализации.

В стандартах ISDN определяются базовые типы каналов, из которых формируются различные пользовательские интерфейсы.

Наиболее популярными коммутируемыми каналами являются каналы, создавае­мые обычными ан