Сделай Сам Свою Работу на 5

Протокол IP (Internet Protocol)





Введение. Компьютерные сети. Определения и классификация

Компьютерная сеть (Network) – группа компьютеров и/или других устройств, каким-либо способом соединенных для обмена данными и совместного использования ресурсов.

Ресурсы – программы, файлы данных, а также принтеры и другие совместно используемые периферийные устройства в сети.

Характерные признаки компьютерных сетей

Ø объединение многих, обычно территориально удаленных друг от друга, в том числе и разнотипных, компьютеров в единую взаимодействующую систему;

Ø развитая сеть передачи данных с унифицированными правилами, способами и средствами взаимодействия функциональных составляющих (структурных элементов) сети;

Ø

 
 

большее число пользователей, взаимодействующих с сетью посредством абонентских систем.

 

Сеть передачи данных:

Ø узлы коммутации

Ø каналы передачи данных:

- линии связи (среда передачи)

- аппаратуры передачи данных

 

Классификация компьютерных сетей

1). По функциональному назначению:

Ø вычислительные

Ø информационные

Ø смешанные (информационно-вычислительные)



2). По типу используемых компьютеров:

Ø Однородные (гомогенные)

Ø Неоднородные (гетерогенные)

 

 

3). В зависимости от расстояния между связываемыми компьютерами (узлами):

Ø локальные (LAN – Local Area Network)

Ø региональные (MAN – Metropolian Area Network)

Ø глобальные (WAN – Wide Area Network)


 
 

Ø

 
 

виртуальная частная сеть – (VPN – Virtual Private Network)

 

4). По типу среды передачи:

Ø проводные:

- коаксиальный кабель

- витая пара

- оптическое волокно

Ø беспроводные

- радиоканалы

- инфракрасный диапазон

5). По скорости передачи информации:

Ø низкоскоростные – до 10 Мб/с,

Ø среднескоростные – до 100 Мб/с

Ø высокоскоростные – свыше 100 Мб/с.

 

 

6). По технологии коммутации

Ø коммутация каналов

Ø коммутация пакетов

7). По распределению ролей между компьютерами

Ø одноранговые сети (Peer-to-Peer Network)

Ø клиент-серверные сети
(сети с выделенным сервером Dedicated Server Network)

 

 

 

 

 

 
 

Типы серверов:



§ Сервер файлов предоставляет в совместное использование свои файловые системы и предназначен для хранения данных и управления доступом к ним пользователей

§ Сервер печати поддерживает очередь печати и обеспечивает доступ приложений к печатающему устройству

§ Сервер служб безопасности содержит информацию об устройствах и пользователях сети, обеспечивая функционирование системы защиты ресурсов

§ Сервер приложений выполняет серверные части клиент-серверных приложений

§ Почтовый сервер отвечает за функционирование системы электронной почты; в зависимости от имеющихся в его распоряжении каналов связи, он может обеспечивать передачу сообщений внутри сети либо в пределах Интернет или другой глобальной сети

§ и т.д.

Сетевые топологии

Ø «Шина» (Bus)

Ø «Кольцо» (Ring)

Ø «Звезда» (Star)

 
 

 

 

Кабели

Коаксиальный кабель (coaxial cable)

тонкий (thin) кабель, имеющий диаметр около 0,5 см, более гибкий;

толстый (thick) кабель, имеющий диаметр около 1 см, значительно более жесткий.

 

2. Кабель с витыми парами (twisted pair)

 

Ø экранированный (Shielded Twisted Pair, STP)

Ø неэкранированный (Unshielded Twisted Pair, UTP);

 

 

Оптоволоконный кабель (fiber optic)

Ø многомодовый, или мультимодовый кабель

Ø одномодовый кабель

 

 
 

Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
и многоуровневый подход

 
 

Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

 

ISO (International Standards Organization) – международная организация по стандартизации

OSI (Open System Interconnection) – модель взаимодействия открытых систем



 

 

 
 

2 уровень – канальный уровень
(Data Link Layer)

 

 
 

Методы доступа к среде передачи

Централизованные методы

2. Децентрализованные методы:

Ø Случайные методы

а). Свободный доступ с проверкой столкновений (коллизий)

 

б). Синхронный свободный доступ с проверкой столкновений (коллизий) (ALOHA)

 

в). Свободный доступ с проверкой столкновений (коллизий)
и обнаружением несущей
(CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

Ø Детерминированные методы

а). Метод множественного доступа с контролем несущей и предотвращением столкновений
(CSMA/CA – Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

б). Доступ с использованием маркера (токена)

3 уровень – сетевой уровень
(Network Layer)

Функции сетевого уровня реализуются:

Ø группой протоколов;

Ø специальными устройствами – маршрутизаторами.

 

Протокол IP (Internet Protocol)

IP версии 4 (IP v.4) – 32-х битная последовательность (4 Байта)
» 4,3 млрд. IP-адресов

Таблица 1
IP-адpec в 32-разрядном виде 11000000.10101000.0000101.11001000
IP-адрес, разбитый на октеты
Октеты в десятичном представлении
IP-адрес а виде десятичных чисел, разделенных точками 192.168.5.200
Таблица 2
Порядковый номер бита в октете
2n (в степени, соответствующей номеру бита)

IP версии 6 (IP v.6) – 128-и битная последовательность (16 Байт)
» 3,4 х 1038 IP-адресов

Маска сети

Для разделения идентификатора сети (Net ID, префикс) и идентификатора хоста (Host ID, суффикс) в IP-адресе существует три подхода:

 

1. Фиксированная граница;

 

2. Классовая модель – количество разрядов в каждой части постоянно;

Таблица 3. Диапазоны значений адресов и классы адресов
Класс адреса Старшие биты Маска Границы адресов Количество битов в адресе сети и хоста Максимальное количество хостов
А 255.0.0.0 1.0.0.0-126.0.0.0 7/24 16 777 214 (224–2)
В 255.255.0.0 128.1.0.0 - 191.254.0.0 14/16 65 543 (216–2)
С 255.255.255.0 192.0.1.0 - 223.255.254.0 22/8 254 (28–2)
D 255.255.255.0 224.0.0.0 - 239.255.255.255
Е 255.255.255.0 240.0.0.0 - 254.255.255.255    

 

 

3. Бесклассовая модель
(CIDR,Classless Inter-Domain Routing – технология бесклассовой маршрутизации),
маска подсети переменной длины (Variable Length Subnet Mask –VLSM)

 

Максимальный размер подсети

S = 2(32-Р), где Р – длина префикса

 

Таблица 4
IP-адрес а виде десятичных чисел, разделенных точками 192.168.134.15
Октеты в десятичном представлении
IP-адрес, разбитый на октеты
IP-адpec в 32-разрядном виде 11000000.10101000.10000110.00001111
Маска сети (VLSM) 255.255.248.0 (/21) 11111111.11111111.11111000.00000000
Диапазон адресов 192.168.128.0 – 192.168.135.255
Маска сети (VLSM) 255.255.255.128 (/25) 11111111.11111111.11111111.10000000
Диапазон адресов 192.168.134.0 – 192.168.134.127

 

Особые IP-адреса

 

Таблица 5. Зарезервированные IP-адреса
IP-адрес   Примечания
Все биты установлены в 0   Данное устройство
Номер сети Все биты хоста равны 0 Данная IP-сеть
Все биты равны 0 Номер хоста Устройство в данной IP-сети
Все биты установлены в 1   Все устройства в данной IP-сети
Номер сети Все биты хоста равны 1 Все устройства в указанной сети
127.0.0.1   Адрес обратной связи

Маршрутизация IP

Таблица маршрутизации – набор правил маршрутизации (просмотр – ROUTE PRINT).

Каждое правило состоит из следующих компонент:

1. Сетевой адрес (Network Destination)
– начальный IP-адрес сети назначения;

2. Маскасети (Netmask)
– определяет размер сети назначения;

3. Адресшлюза (Gateway)
– определяет IP-адрес, через который достигается сеть назначения;

4. Интерфейс (Interface)
– показывает, через какой сетевой адаптер (его IP-адрес) должны посылаться пакеты в сеть назначения;

5. Метрика (Metric)
– показывает время, за которое пакет достигает сети назначения. Современная интерпретация – сколько пройдено маршрутизаторов (сегментов сети).

 

Правила маршрутизации рассматриваются (применяются):

1. В порядке уменьшения масок (увеличения количества нулей – увеличения размера сети)

2. Правила с равными масками применяются в порядке увеличения метрики.

 

Таблица 6. Таблица маршрутизации
  Network Destination (Начальный адрес сети назн-я) Netmask (Маска сети назначения) Gateway (Адрес шлюза) Interface (Интерфейс) Metric (Метрика)
0.0.0.0 0.0.0.0 10.203.0.120 10.203.0.2
10.203.0.0 255.255.0.0 10.203.0.2 10.203.0.2
10.203.0.2 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1
10.255.255.255 255.255.255.255 10.203.0.2 10.203.0.2
127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1
192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.0.120 192.168.0.120
192.168.0.120 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1
224.0.0.0 224.0.0.0 10.203.0.2 10.203.0.2
224.0.0.0 224.0.0.0 192.168.0.120 192.168.0.120
255.255.255.255 255.255.255.255 10.203.0.2 10.203.0.2

 

Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.

Алгоритмы маршрутизации

Основные требования к алгоритмам маршрутизации:

ü оптимальность выбора маршрута;

ü простота реализации;

ü устойчивость;

ü быстрая сходимость;

ü гибкость реализации.

Алгоритмы маршрутизации могут быть:

Ø статическими или динамическими (адаптивными);

Ø одномаршрутными или многомаршрутными;

Ø одноуровневыми или иерархическими;

Ø внутридоменными или междоменными;

Ø одноадресными или групповыми.

Методы получения правил маршрутизации

ü Ручное определение правил маршрутизации

ü Централизованная маршрутизация

ü Лавинная маршрутизация

ü Маршрутизация по предыдущему опыту

ü Использование протоколов динамической маршрутизации:

□ протоколы вектора расстояния (RIP – Routing Information Protocol, RTMP);

□ протоколы состояния канала (OSPF – Open Shortest Path First, IS–IS, Novell NLSP и Cisco EIGRP);

□ протоколы политики маршрутизации (BGP, EGP).

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.