История искусства Энергетика Локальные компьютерные сети Начертательная геометрия и инженерная графика Курс физики Задачи примеры решения Математика лекции и примеры решения задач Электротехника расчет цепей Информатика
Как работает файловый сервер Тестирование каналов связи

Физическое подключение канала Техническая процедура подключения состоит из нескольких этапов, и не всегда возможно выполнить их за один день. Возможны ситуации, при которых параметры подключения становятся окончательно ясны только после подключения канала. Например, если канал аналоговый, то скорость, на которой смогут работать модемы, зависит от его негарантированного качества и может оказаться отличной от запланированной.

Коммутирующие концентраторы

Как вы могли заметить, некоторые интеллектуальные концентраторы не просто слепо переносят данные во все подключенные к ним сегменты сети. Вместо этого они фиксируют МАСадреса сетевых плат, связанных с каждым портом, и могут определенным образом отличать порты, используя эти адреса. Коммутаторы еще больше расширяют возможности концен траторов, обеспечивая идентификацию МАСадресов мест назначения и направление пакетов только в тот сегмент, в котором расположен узел с этим адресом.

Роль коммутаторов сложнее, чем это может показаться на первый взгляд. Это не просто сетевое устройство, исполняющее функции концен тратора со средними возможностями, плюс некая небольшая добавка. Как показано на рис. 9.8, обычно отдельные ПК не подключаются непосредст венно к коммутатору. Как правило, к портам коммутатора концентраторы подключаются для того, чтобы каждый сегмент сети имел собственный порт. В зависимости от местоположения коммутаторов в сети, вы можете использовать их для изолирования частей сети на уровне рабочих групп, отделов или магистрали.

Примечание

Хотя коммутаторы чаще используются для соединения сегментов сети, к ним можно подключить и отдельные ПК, если требуется предоставить одному пользователю или серверу более широкую полосу пропускания. Модемы для работы на коммутируемых аналоговых линиях

Рис. 9.8. Использование коммутаторов для изолирования различных частей сети (но не отдельных ПК).

Различие между обычными и коммутирующими концентраторами подобно различию между звонком оператору офисного коммутатора (принима ющего входящий звонок и подающего сигнал персонального вызова для ответа на звонок) и звонком в нужный вам офис с прямой коммутацией телефонного вызова (рис. 9.9).

Зачем надо коммутировать сигнал вместо его широковещательной передачи? Одной из основных причин является управление сетевым графиком. Ведь во втором случае, пользуясь приведенной выше аналогией, при каждом телефонном звонке в офис оператор коммутатора подает слышимый всеми сигнал, по которому можно определить, кому следует отвечать на звонок. Ясно, что при этом пауза в работе офиса будет больше по сравнению с прямым указанием места назначения звонка. Аналогично, когда концентратор производит широковещательную передачу всех кадров во все присоединенные к нему сегменты, то каждый ПК в сети должен остановится и "послушать", не разговаривая при этом друг с другом, чтобы избежать конфликтов. Если же сигнал передается только в ту часть сети, куда он должен попасть, то остальная часть не будет активизирована этим сигналом. Фактически можно продолжать обмен данными с другими сег ментами, не реагируя на такой сигнал.

Коммутация также делает возможным резервирование более широкой полосы пропускания для приложений, требующих интенсивного графика. С помощью обычного концентратора или повторителя в сети с быстродей ствием 10 Мбит/с все порты совместно используют один и тот же канал на скорости 10 Мбит/с. С помощью же коммутации каждый порт может иметь собственный канал на 10 Мбит/с, свободный от графика из других портов. Применение коммутации позволяет соединить вместе несколько сетей и воспользоваться преимуществами связи без помех, возникающих вследствие совместного использования полосы пропускания.

Методы коммутации

В большинстве коммутаторов для выполнения рабочих функций исполь зуют два метода: сквозной коммутации и коммутации с промежуточным хранением. При сквозной коммутации (cutthrough switching) коммутатор только читает МАСадрес в коммутируемом кадре. Он начинает отправку кадра в тот порт, МАСадрес которого был обнаружен в этом кадре, причем так быстро, как только коммутатор узнает, куда его следует посылать — обычно сразу после введения первых 20—30 байтов информации. (Напом ним, что кадры Ethernet имеют длину около 1500 байтов, так что пауза в 30 байтов — это очень небольшая задержка.) Таким образом, скорость сквозной коммутации равна, по существу, скорости линии связи.

Промежуточное хранение является методом, также применяемым в мостах. При этом сначала весь кадр принимается целиком, а затем обрабатывается с целью определения МАСадреса места назначения и контроля ошибок кадра. Только корректные кадры направляются далее.

На рис. 9.10 показано различие между этими двумя методами.

Какой метод лучше? Сквозная коммутация в общем случае быстрее, поскольку кадры могут передаваться в соответствующий сегмент по мере их поступления на коммутатор. Однако этот метод таит в себе потенциаль ную опасность передачи искаженных кадров и, как следствие, увеличения сетевого графика с непригодными битами. Коммутация с промежуточным хранением немного медленнее, так как каждый кадр должен быть проверен на наличие ошибок, но при этом вероятность распространения ошибок по сети меньше. Точнее говоря, он не намного замедляет работу сети, но использование коммутации с промежуточным хранением привносит некоторую задержку, которая отсутствует при сквозной коммутации, и чем крупнее кадр, тем больше время задержки. Это усложняет работу сетей с мостами.

Рис. 9.9. Соединение с коммутацией сигнала и его отличия от соединения с широковещательной передачей сигнала.


Рис. 9.10. Выбор метода коммутации зависит от того, что более важно для сети отсутствие ошибок или скорость работы

Поэтому сквозная коммутация лучше всего подходит для сетей, нуж дающихся, прежде всего, в высокой пропускной способности, а не в уменьшении вероятности распространения ошибки. Этот метод оптимален для небольших простых сетей. Коммутация с промежуточным хранением может потребоваться для более сложных сетей, для которых неприемлемы бесполезные потери времени на работу с испорченными кадрами, с какой бы малой вероятностью они не появлялись.

Примечание

Некоторые коммутаторы поддерживают оба метода Обычно в них используется метод сквозной коммутации При этом они "следят" за частотой появления ошибок без промежуточного хранения кадров Если частота ошибок превышает определенное допустимое значение, коммутатор переходит на метод коммутации с промежуточным хранением. 

Изначально, форматы и протоколы электронной почты были максимально просты, и позволяли передавать только текстовые сообщения в основной кодировочной таблице ASCII. Поэтому, для отправки почтовых сообщений, содержащих текст на национальных языках, отличных от английского или двоичные данные (выполнимые модули, картинки, документы редакторов в двоичных форматах и т.п.), перед отправкой, осуществлялась их кодировка при помощи специальной утилиты uuencode, заменяющей все символы расширенной ASCII-таблицы (с номерами больше 127) на комбинации символов из основной ASCII таблицы. А после получения такого сообщения необходимо было его раскодировать при помощи утилиты uudecode. При этом объем передаваемой информации увеличивался в среднем на треть. И, несмотря на то, что сейчас на смену старым стандартам и протоколам почтовых служб пришли новые, старые еще довольно живучи и часто встречаются.

Все почтовые службы обязательно используют специальные почтовые протоколы для отправки и приема почты. Наиболее распространены протоколы POP (Post Office Protocol), UUCP (UNIX to UNIX Copy Protocol) и SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). POP-протоколы (POP2 и POP3) предназначены, исключительно, для отправки и извлечения почтовых сообщений в/из почтовых бюджетов пользователей на почтовых серверах, но не для пересылки почты с машины на машину. POP-протоколы – наиболее древние и в месте с тем наиболее используемые во всех современных почтовых клиентских программах, работающих на локальных машинах. Протокол UUCP является протоколом доставки почтовых сообщений и используется не только для службы электронной почты, но и для обмена другими сообщениями. UUCP изначально разрабатывался для обмена сообщениями по телефонным каналам и в его принципы функционирования заложены соответствующие механизмы. Передачу по протоколу UUCP называют "off-line" почтой и передачей, т.к. для данного протокола не требуется наличия постоянного on-line соединения и сообщения могут приниматься порциями произвольного размера с возможностью "докачки" при обрыве линии. При этом сервер-отправитель не устанавливает с сервером-получателем прямой связи, и работает т.н. механизм "stop-go", в соответствии с которым, почтовое сообщение передается по этапу, в соответствии с таблицей маршрутов, от узла к узлу, до тех пор, пока не будет доставлено на сервер-получатель. Если, по каким-то причинам, наиболее короткий путь между серверами отправителем и получателем не маршрутизирован (не внесен в таблицу маршрутов), то почтовое сообщение может путешествовать "окольными путями" достаточно долго, пока не достигнет пункта назначения.

Дополнительное сетевое оборудование: мосты, маршрутизаторы, шлюзы. Мосты для расширения сети В предыдущем разделе было сказано о том, что, подобно коммутаторам, мосты также выполняют маршрутизацию с промежуточным хранением кадров. Реальность такова, что граница между мостами и коммутаторами временами может быть весьма зыбкой. Можно различать эти устройства, исходя из выполняемых ими функций. Если идея коммутации заключается в разделении единой сети на отдельные (но все еще связанные) сегменты, то идея организации моста (bridging) — в комбинировании отдельных сетей в единую сеть. Точнее, организация мостов позволяет передавать данные между двумя (или более) различными сетями, обеспечивая в то же время для них раздельный графи

Стандартные методы организации работы мостов. Если ваша сеть все больше и больше разрастается, то в какойто момент времени вам нужно будет снова добавлять в нее мосты, и простой метод "прозрачных мостов" более не будет эффективен. Использование множества мостов может привести к зацикливанию мостов, т.е. такому состоянию, при котором на мост поступит две копии одного и того же пакета, что приведет к беспорядку в его работе. Проблема в том, что в этом случае мост не знает, какой сегмент инициировал пришедший к нему пакет, и поэтому не сможет корректно обновить свою таблицу МАСадресов. Проблема еще более усугубляется в случае, если между сегментами существует более одного пути. Например, пусть компьютер Aries расположен в сегменте Andromeda, имеющем два моста: Gamma и Beta. Мост Gamma подключен к сегменту Cassiopeia, a Beta к Bonham

Организация работы мостов с маршрутизацией по источнику Алгоритм связывающего дерева является статическим: он предусматривает обновление пути только тогда, когда найденные маршруты становятся недоступными. Имеется и другой метод, называемый маршрутизацией по источнику (SR — Source Routing), первоначально разработанный фирмой IBM для использования в сетях Token Ring с мостами. Этот метод более напоминает средства, применяемые при использовании маршрутизаторов, а не мостов, поскольку предусматривает выполнение динамического поиска пути на основе широковещательной передачи пакетов по сети. Используя информацию, собранную во время анализа маршрутов, узлы идентифицируют наилучший путь к указанному месту назначения и сохраняют запись об этом пути для своего собственного (внутреннего) пользования.

Организация прозрачного моста В локальных сетях Ethernet используется метод STA, в Token Ring — метод SR. При использовании STA с помощью мостов определяется, какой порт посылает пакет с данным адресом места назначения. Мосты с маршрутизацией по источнику знать не знают никаких инструкций по маршрутизации — они просто направляют пакет, используя информацию об установленном соответствии, которую посылающий узел включает в пакет. Так могут ли локальные сети Ethernet и Token Ring взаимодействовать друг с другом или же они обречены на взаимное непонимание?

Как работает маршрутизатор Сеть может иметь более одного маршрутизатора, подключенного к другим сетям, но один из них должен быть определен как шлюз по умолчанию, и он будет управлять передачей данных. Единственное исключение из этого правила случай, когда шлюз по умолчанию работает некорректно. При этом в работу включается альтернативный шлюз, если, конечно, он определен.

Основными изначальными прикладными службами Internet были и остаются службы передачи файлов, электронной почты и обмена новостями, виртуальных терминалов и справочная служба. В каждой из таких областей шло постоянное развитие исходных и создание новых более эффективных протоколов, основные из которых, используемые сегодня перечислены на рисунке. Кроме того изначально применялись протоколы, выполняющие ряд вспомогательных, но повышающих эффективность работы функций – протоколы информирования о времени (TIME, NTP), получения собственных идентификаторов (BOOTP), получения информации об окружающей системе (Finger), диагностические протоколы (Echo) и др.
Упрощение доступа к базам данных