Методические указания к выполнению практических работ По дисциплине: Основы телекоммуникаций в рамках основной образовательной программы по специальности СПО 11.02.10 Радиосвязь, радиовещание и телевидение (стр. 15 )

1. разбивает данные на небольшие блоки, называемые пакетами, с которыми может работать протокол;

2. добавляет к пакетам адресную информацию, чтобы компьютер-получатель мог определить, что эти данные предназначены именно ему;

3. подготавливает данные к передаче через плату сетевого адаптера и далее – по сетевому кабелю.

Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, только в обратном порядке:

1. принимает пакеты данных из сетевого кабеля;

2. через плату сетевого адаптера передает пакеты в компьютер;

3. удаляет из пакета всю служебную информацию, добавленную компьютером-отправителем;

4. копирует данные из пакетов в буфер – для их объединения в исходный блок данных;

5. передает приложению этот блок данных в том формате, который оно использует.

И компьютеру-отправителю, и компьютеру-получателю необходимо выполнять каждое действие одинаковым способом, с тем, чтобы пришедшие, по сети данные совпадали с отправленными.

Если, например, два протокола будут по-разному разбивать данные на пакеты и добавлять информацию (о последовательности пакетов, синхронизации и для правки ошибок), тогда компьютер, использующий один из этих протоколов, не сможет успешно связаться с компьютером, на котором работает другой протокол.

Несколько протоколов, предназначенных для совместной работы, образуют стек протоколов. Каждый из протоколов в стеке работает на своем уровне модели взаимодействия открытых систем. Поскольку сетевые функции распределены по уровням модели открытых систем, то и каждый из протоколов в стеке осуществляет свои функциональные задачи на различных уровнях стека протокола.

В совокупности протоколы дают полную характеристику функциям и возможностям стека. Передача данных по сети с технической точки зрения должна быть разбита на ряд последовательных шагов (этапов), каждому из которых соответствуют свои правила и процедуры (протоколы).

Таким образом, сохраняется строгая очередь в выполнении определенных действий. Все действия по передаче и приемке данных должны быть выполнены в строго определенной последовательности на каждом из компьютеров в сети.

Протоколы, которые поддерживают связь между сетями по нескольким маршрутам, называются маршрутизируемыми.

Распространенные протоколы

Среди множества протоколов наиболее популярны следующие:

TCP/IР; NetBEUI; X.25; Xerox Network System (XNS™); IPX/SPX и NWLink; АРРС; Aplle Talk; набор протоколов OSI; DECnet.

TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) – промышленный стандарт наборов протоколов, которые обеспечивают связь в гетерогенной (неоднородной) среде, т. е. обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость – одно из основных преимуществ TCP/IP, поэтому большинство ЛВС поддерживает его. Кроме того, TCP/IP предоставляет доступ к ресурсам Интернета, а также является маршрутизируемым протоколом, что необходимо для сетей масштаба предприятия. Поскольку TCP/IP поддерживает маршрутизацию, он обычно используется в качестве межсетевого протокола. Благо своей популярности TCP/IP стал стандартом для межсетевого взаимодействия.

К другим специально созданным для набора TCP/IP протоколам относятся:

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – электронная почта; FTP (File Transfer Protocol) – обмен файлами между компьютерами, поддерживающими TCP/IP; SNMP (Simple Network Management Protocol) – управление сетью.

Данный стек протоколов реализует связь между разнородными системами в локальных, корпоративных и глобальных сетях. Первоначально был создан для систем на базе ОС UNIX и позднее был внедрен практически во всех существующих ОС. Данный протокол является достаточно ресурсоемким (требует большого объема ОП) и сравнительно медленным.

Для идентификации узла в сети данный протокол использует IP–адрес и маску, состоящих из 4 однобайтных чисел, разделенных точкой. При этом старшая частьIP–адреса является адресом подсети (локальной сети). Младшая часть адреса – номер узла (адресом хоста). Для определения адреса подсети и хоста используется маска подсети, составляющаяся аналогично IP–адресу.

Пример: 62.76.166.116 – IP адрес; 255.255.255.0 – маска подсети. Три старших числа являются адресом подсети, младшее – адрес узла. Маска в двоичном представлении имеет вид:

11111111.11111111.11111111.00000000, причем в маске всегда первые биты равны 1, а последние 0. Те биты, которые равны 1, определяют адрес подсети, а те, которые равны 0, – адрес компьютера в локальной сети (хоста). В данном случае в локальной сети может быть максимум 254 узла (и два служебных адреса) 116 – номер (адрес) компьютера в локальной сети. 62.76.166 – адрес локальной подсети в Интернет.

IPX/SPX

IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange) - стек протоколов, реализованный фирмой Novell для своих сетей. По сравнению с TCP/IP – протоколом работает быстрее и менее ресурсоемкий. Применяется как основной протокол в локальных и корпоративных сетях. Может использоваться совместно с TCP/IPили другими. Существует реализация данного стека протоколов фирмы Microsoft, называемая NWLink. Это транспортный маршрутизируемый протокол.

Для адресации использует физические MAC–адреса сетевого адаптера в качестве младшего разряда и целочисленный адрес подсети в качестве старшего адреса.

Старшая часть идентифицирует сегмент сети (подсеть), к которой эта рабочая станция принадлежит. Младшая часть идентифицирует конкретный узел и является MAC–адресом сетевого адаптера. 000FA5.0FA561B12001

NetBEUI

NetBEUI– расширенный интерфейс NetBIOS (Network Basic Input/Output System –сетевая базовая система ввода/вывода). Это простейший протокол, разработанный Microsoft. Основные преимущества – небольшой размер, высокая и эффективная скорость работы. Предназначен для работы в небольших сетях. Входит в состав стандартной поставки всех операционных систем и сетевых продуктов фирмы Microsoft. Благодаря небольшому размеру и высокой скорости работы используется для MS DOS-клиентов. Недостаток – отсутствие маршрутизации.

Маршрутизация в сетях

Сеть Internet с ее протоколами изначально задумывалась как протяженная (WAN - Wide Area Network), состоящая из большого количества машин, соединенных с помощью разных сред обмена данными (как локальных сетей, так и глобальных соединений). Теоретически в Internet могут напрямую работать друг с другом около четырех миллиардов машин (2^32 за вычетом некоторых специальных номеров), а через Proxy-серверы и того больше.

В силу этих причин Internet - сегментированная сеть. Сегментом является либо прозрачный участок широковещательной (Ethernet) или маркерной (Arcnet, TokenRing) сети, либо соединение точка-точка (модемное).

Введем используемые в дальнейшем термины и обозначения.

Маршрутизация - это технология, позволяющая доставить информацию в пункт назначения, передавая ее от одного маршрутизатора до другого. Далее на примерах описывается, как настроить IP-маршрутизаторы для того, чтобы они правильно передавали друг другу пакеты.

P-номер - четырехбайтное число, записываемое либо в шестнадцатеричном виде типа 0xC0A80E05, либо в десятичном виде, где байты разделены точками типа 192.168.14.5 (в качестве примера в обоих случаях использовался один и тот же номер). В дальнейших примерах используется вторая нотация.

Маска - тоже четырехбайтное число, но все старшие биты, начиная с некоторого, всегда установлены в единицу, а все младшие - в ноль. Примеры: 255.255.255.0 - маска сети класса C на 256 номеров; 255.255.255.192 - маска маленькой сети на 64 номера (192=256-64). Если надо указать сочетание номера и маски, используется запись

номер/число_установленных_битов_в_маске – так, сочетание номера X. Y.Z. W и маски 255.255.255.0 будет записано в виде X. Y.Z. W/24.

Из указанного сочетанием адреса и маски количества адресов два являются выделенными. Номером сети называют число, получаемое из номера интерфейса применением побитовой операции AND с маской, т. е. в номере интерфейса обнуляются биты на тех местах, на которых стоят нулевые биты в маске. Номер сети не может быть присвоен никому конкретно. Номер (IP-номер OR NOT маска), являющийся последним номером в сети, предназначен для broadcasting (широковещательных) сообщений, которые доставляются всем машинам сегмента сети. Соответственно, при выделении группы адресов в сеть два адреса становятся недоступны.

Следует помнить, что IP-номер присваивается не компьютеру, а интерфейсу (сетевому выходу либо последовательному порту). В принципе, можно дать нескольким интерфейсам один номер; можно также присвоить несколько адресов одному интерфейсу.

В сегменте сети все машины имеют IP-номера с одинаковым номером сети и одинаковой маской. В одной локальной сети можно совместить две и больше разных IP-сетей, они даже могут знать друг о друге и нормально общаться, но это все-таки будут две разные сети.

Принято следующее деление в зависимости от значения старшего байта IP-номера:

0..127 - сети класса A по 2^24 адресов с маской 0xFF000000;

128..191 - сети класса B по 2^16 адресов с маской 0xFFFF0000;

192..223 - сети класса C по 2^8 адресов с маской 0xFFFFFF00;

224..239 - сети класса D для multicast (групповой) рассылки; остальные пока зарезервированы.

Возможно разбить сеть на две или больше подсетей с любыми масками, но организациям, как правило, выделяют адреса блоками, соответствующими классам A, B и C - это связано с системой DNS, позволяющей узнать доменное имя машины по ее IP-номеру. Сеть класса A с номером 127 - loopback, т. е. предназначена для общения компьютера с собой. IP-номер 127.0.0.1 обозначается "localhost" и каждым компьютером рассматривается как "я сам".

12. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

, Б88 Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. 4-е изд. — СПб.: Питер, 2011. , Михайлова нового поколения – NGN. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2011. , Битюков радиоэлектроники и связи: Учебное пособие для вузов. – 2 изд., стереотип. – М: Горячая линия–Телеком, 2012. Направляющие системы электросвязи: Учебник для вузов. В 2-х томах. Том 1 — Теория передачи и влияния / , , ; Под редакцией . — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Горячая линия—Телеком, 2011. Сети связи следующего поколения / - M.: Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ", 2016. Сотовые системы связи / - M.: Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ", 2015. Телекоммуникационные сети и устройства / - M.: Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ", 2015.