IT Help

Взлом Wi-Fi в windows

2011-06-19T02:59:00.000-07:00

Взлом Wi-Fi в windows #1

18.03.2008 г. | Тимофей

Эта статья — инструкция по взлому WEP шифрования wi-fi сети. Хоть это и первая статья по взлому, в ней нет базовых понятий о беспроводных сетях, думаю, они еще появятся в будущемна сайте. Мы будем использовать: ОС Windows, CommView for Wi-Fi и aircrack-ng 0.9.3 win.

Так как мы будем использовать CommView for Wi-Fi, вам необходимо скачать эту программу, например с сайта компании. Aircrack-ng 0.9.3 win можно скачать с нашего сайта. Перед установкой CommView for Wi-Fi проверьте входит ли ваш беспроводной адаптер в список поддерживаемых.

Устанавливаем CommView for Wi-Fi по умолчанию (обязательно установите драйвер для вашей карты, если это требуется!), разархивируем Aircrack-ng 0.9.3 win в любую удобную папку, ноя рекомендую на диск C:/. Все мы можем работать.

В пакет aircrack-ng входит хороший снифер airodump-ng, но при использование этого снифера под виндой могут возникнуть некоторые трудности. ОС Windows имеет одну неприятную особенность: она не позволяет стандартными средствами (официальные драйвера) перевести Wi-Fi карточкув режим снифера (режим при котором карточка собирает все доступные пакеты), можно воспользоваться драйверами сторонних производителей (что обычно и делают) или модификациями официальных, но это чревато глюками и неприятными последствиями в виде отказа карты подключаться к точке доступа. Это легко исправляется установкой стандартного драйвера.

Хочу предложить вам другой, по мнению Choix с сайта wardriving.ru, более удобный вариант —это использование связки снифера CommView for Wi-Fi и Aircrack-ng для взлома WEP ключа. Основной плюс такой связки — это отсутствие необходимости при переводе карты в режимснифера и обратно каждый раз устанавливать драйвер. CommView for Wi-Fi так же поддерживает некоторые карты, например встроенный адаптер Intel PRO/Wireless 2200BG, которыене поддерживаются под windows airodump-ом.

Запускаем CommView for Wi-Fi, при первом запуске он предложит пропатчить драйвераи перезагрузиться. Смело везде соглашаемся. Далее если мы собираемся использовать программу только для сбора шифрованных DATA пакетов выбираем меню ПРАВИЛА и ставим там галочкина захват DATA пакетов и игнор BEACON пакетов остальные галочки снимаем. Жмем сохранитьтекущее правило (сохраняем прозапас). Заходим в настройки и ставим там, как на рисунке:

Вкладка использование памяти:

Почти все:-) Скоро начнем ломать)) Настройка делается один раз так что не пугайтесь, что так много всего надо нажимать.Еще осталось зайти в главном окне программы во вкладку Log-файлыпоставить галочку на автосохранение и указать Максимальный размер каталога метров на200 и средний размер файла около 5 метров.

Далее жмем кнопку *Захват* и в появившемся окне жмем *начать сканирование*. Справа появляется список точек которые находятся в зоне доступа с уровнем сигнала и другойдополнительной информацией. Выбираем точку нашей жертвы и жмем захват. Теперь берем в рукипиво и сухарики и ждем пока наловится нужное количество пакетов (от 100000 до2000000 в зависимости от длинны ключа), придется немного подождать.

Ура!!! Пакеты собрались. Теперь жмем Ctrl+L в появившемся окне: файл, загрузить лог файлы commview и выбираем все файлы что видим. Потом меню правила и загружаем то, что сохраняли (только дата пакеты). Теперь экспортируем пакеты в формате TCPdump.

Используем AirCrack задаем ему параметры и указываем путь на наш файл с пакетамииз CommView, который в формате TCPdump. Для запуска графического интерфейса aircrack-ng вам нужно, чтобы был установлен пакет Microsoft.NET FrameWork 2.0 (1 и 3 не подойдут).

Рекомендую посмотреть описание aircrack-ng!

Выбираем Encryption: WEP, Key size: по очереди от меньшего к большему. Если захватилидостаточно ARP пакетов, то можно поставить галочку USE PTW attack. Нажимаем Launch.

Если ключ найден, то вы увидите примерно вот это:

Если же ключ не найден, пробуйте менять параметры до успешного финала. Успехов вам!

Что такое Wi-Fi точка доступа и беспроводной роутер?

2011-06-05T06:19:00.000-07:00

Точка доступа – это беспроводная базовая станция, предназначенная для обеспечения беспроводного доступа к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создания совершенно новой беспроводной сети. Беспроводная связь осуществляется посредствомтехнологии Wi-Fi.

Проводя аналогию, точку доступа можно условно сравнить с вышкой сотового оператора, с той оговоркой, что у точки доступа меньший радиус действия и связь между подключенными к ней устройствами осуществляется по технологии Wi-Fi. Радиус действия стандартной точки доступа – примерно 200-250 метров, при условии, что на этом расстоянии не будет никаких препятствий (например металлоконструкций, перекрытий из бетона и прочих сооружений плохо пропускающих радио волну).

Беспроводные сети из нескольких точек доступа устанавливаются в больших офисных помещениях, зданиях и на других крупных объектах, в основном для того, чтобы создать однубеспроводную локальную сеть (WLAN). К каждой точке доступа можно подключить до 254 клиентских компьютеров. В большинстве случаев нецелесообразно подключать к одной точке доступа больше 10 компьютеров, т.к. скорость передачи данных на каждого пользователя распределяется в равных пропорциях и чем больше у одной точки доступа «клиентов», тем меньше скорость у каждого из них. К примеру, по нашим замерам реальная скорость передачи данных у точки доступа, работающей на стандарте 802.11g – 20-25Мбит/с, и при подключении к ней 10 клиентов скорость на каждого будет в районе 2,5Мбит/с.

При построении территориально распределенных сетей или беспроводных сетей в зданиях, точки доступа объединяются в одну общую сеть через радиоканал или локальную сеть(проводную). При этом пользователь может свободно перемещаться со своим мобильным устройством в радиусе действия этой сети.

В домашней сети, беспроводные точки доступа могут быть использованы для объединения всех домашних компьютеров в одну общую беспроводную сеть или для «расширения» существующей сети, построенной например, на проводном маршрутизаторе. После подключения точки доступа к маршрутизатору, клиенты смогут присоединиться к домашней сети без необходимости повторной настройки локального соединения.

Точка доступа аналогична по своему устройству с беспроводным роутером (беспроводным маршрутизатором). Беспроводные роутеры используются для создания отдельного сегментасети и поддерживают подключение к ним всех компьютеров с встроенными беспроводными сетевыми адаптерами. В отличии от точки доступа в беспроводной роутер интегрирован сетевой переключатель (свитч), для того чтобы к нему могли дополнительно подключаться клиенты по протоколу Ethernet или для подключения других маршрутизаторов при создании сети из нескольких беспроводных роутеров. Кроме того, беспроводные роутеры имеют встроенный брандмауэр, который предотвращает нежелательное вторжение в сетьзлоумышленников. В остальном же, беспроводные роутеры схожи по устройству с точками доступа.

Как и беспроводные роутеры, большинство точек доступа поддерживают стандарты 802.11a, 802.11b, 802.11g или их комбинации.

Рассмотрим три основных режима работы точки доступа:

«точка доступа»;
«повторитель»;
«мост».

Режим «точка доступа»

В новом оборудовании режим «точка доступа» установлен по умолчанию. В этом режиме Вы подключаетесь со своего компьютера, оснащенного Wi-Fi адаптером, к беспроводной сетиВашей точки доступа. В большинстве случаев для работы в этом режиме специфические настройки не требуются.

Режим «репитер» (ретранслятор)

В данном режиме точка доступа работает как приемо-передатчик или «повторитель». Она принимает слабый сигнал от другой точки доступа и, усиливая его, передает на этой же частоте дальше до необходимого адресата.

Режим «мост»

В этом режиме точка доступа объединяет физически удаленные сегменты сети в одно целое. Используется при построении «линков» или, другими словами, обеспечения связимежду отдаленными объектами.

Важно отметить, что для осуществления исправной работы в режимах «ретранслятор» и «мост», SSID (идентификатор беспроводной сети), канал и тип шифрования должны совпадать.

Настройка TCP/IP.

2011-06-02T06:32:00.000-07:00

Чтобы настроить протокол TCP/IP для подключения:

1.	В папке Сеть и удаленный доступ к сети в контекстном меню подключения выберите пункт Свойства и выполните одно из следующих действий: Если подключение является подключением к ЛВС, то в списке Отмеченные компоненты используются этим подключением (Components checked are used in this connection) выберите элемент Протокол Интернет (TCP/IP)(Internet Protocol (TCP/IP)) и нажмите кнопку Свойства. Если подключение является коммутируемым, VPN- или входящим подключением, то на вкладке Сеть (Networking) в списке Отмеченные компоненты используются этим подключением (Components checked are used in this connection) выберите элемент Протокол Интернет (TCP/IP) (Internet Protocol (TCP/IP)) и нажмите кнопкуСвойства.
2.	Выполните одно из следующих действий: Чтобы параметры настройки IP были назначены автоматически, выберите положение переключателя Получить IP-адрес автоматически (Obtain an IP address automatically) и нажмите кнопку ОК. Чтобы задать определенный IP-адрес или адрес сервера DNS: установите переключатель Использовать следующий IP-адрес (Use following IP address) и в поле IP-адрес (IP address) введите нужный IP-адрес; установите переключатель Использовать следующие адреса DNS-cep-веров (Use following DNS server addresses) и в полях Предпочитаемый DNS-сервер (Preferred DNS server) и Альтернативный DNS-сервер (Alternate DNS server) введите адреса первичного и вторичного серверов DNS.
3.	Чтобы настроить параметры DNS, WINS и прочие параметры, нажмите кнопку Дополнительно (Advanced).

Автоматическую настройку IP-адресов (DHCP) желательно использовать всегда, когда это возможно, по следующим причинам:

	Dynamic Host Configuration Protocol (Протокол автоматического конфигурирования хостов, DHCP) разрешен по умолчанию.
	Если расположение компьютеров изменилось, не требуется производить различные настройки IP, поскольку все действия производятся автоматически.
	Автоматическая настройка IP может использоваться для всех типов подключений, следовательно, не требуется настройка различных параметров этих подключений, например адресов DNS, WINS и т. д.

Протокол ARP

2011-05-31T10:07:00.000-07:00

Протокол ARP

     В этом разделе мы рассмотрим то, как при посылке IP-пакета определя-

 ется  Ethernet-адрес  назначения.  Для отображения IP-адресов в Ethernet-

 адреса используется протокол ARP (Address Resolution Protocol -  адресный

протокол).   Отображение  выполняется только для отправляемых IP-пакетов,

 так как только в момент отправки создаются заголовки IP и Ethernet.

4.1.  ARP-таблица для преобразования адресов

    Преобразование адресов выполняется путем поиска в таблице.  Эта таб-

 лица,  называемая  ARP-таблицей,  хранится в памяти и содержит строки для

 каждого узла сети.  В двух столбцах  содержатся  IP-  и  Ethernet-адреса.

 Если  требуется преобразовать IP-адрес в Ethernet-адрес, то ищется запись

с соответствующим  IP-адресом.   Ниже  приведен  пример  упрощенной  ARP-

 таблицы.

            ---------------------------------------------

            |      IP-адрес           Ethernet-адрес    |

            ---------------------------------------------

            |     223.1.2.1          08:00:39:00:2F:C3  |

            |     223.1.2.3          08:00:5A:21:A7:22  |

            |     223.1.2.4          08:00:10:99:AC:54  |

            ---------------------------------------------

                    Табл.1. Пример ARP-таблицы

      Принято все байты 4-байтного IP-адреса записывать  десятичными  чис-

 лами, разделенными точками.  При записи 6-байтного Ethernet-адреса каждый

 байт указывается в 16-ричной системе и отделяется двоеточием.

     ARP-таблица необходима потому, что IP-адреса и Ethernet-адреса выби-

 раются  независимо, и нет какого-либо алгоритма для преобразования одного

 в другой.  IP-адрес выбирает менеджер сети с учетом  положения  машины  в

 сети  internet.   Если машину перемещают в другую часть сети internet, то

 ее IP-адрес должен быть изменен.  Ethernet-адрес  выбирает  производитель

 сетевого  интерфейсного  оборудования из выделенного для него по лицензии

 адресного пространства.  Когда у машины заменяется плата  сетевого  адап-

 тера, то меняется и ее Ethernet-адрес.

4.2.  Порядок преобразования адресов

    В ходе обычной работы сетевая программа, такая как  TELNET,  отправ-

 ляет  прикладное сообщение, пользуясь транспортными услугами TCP.  Модуль

 TCP посылает соответствующее транспортное сообщение через модуль  IP.   В

результате  составляется  IP-пакет,  который должен быть передан драйверу

 Ethernet.   IP-адрес  места  назначения  известен  прикладной  программе,

модулю  TCP  и  модулю IP.  Необходимо на его основе найти Ethernet-адрес

места назначения.  Для определения искомого Ethernet-адреса  используется

ARP-таблица.

4.3.  Запросы и ответы протокола ARP

   Как же заполняется ARP-таблица?  Она заполняется автоматически моду-

 лем ARP, по мере необходимости.  Когда с помощью существующей ARP-таблицы

 не удается преобразовать IP-адрес, то происходит следующее:

1)   По сети передается широковещательный ARP-запрос.

2)   Исходящий IP-пакет ставится в очередь.

Каждый сетевой адаптер принимает  широковещательные  передачи.   Все

 драйверы  Ethernet  проверяют поле типа в принятом Ethernet-кадре и пере-

 дают ARP-пакеты модулю ARP.  ARP-запрос можно интерпретировать так: "Если

 ваш  IP-адрес совпадает с указанным, то сообщите мне ваш Ethernet-адрес".

 Пакет ARP-запроса выглядит примерно так:

     -----------------------------------------------------------

     |   IP-адрес отправителя              223.1.2.1           |

     |   Ethernet-адрес отправителя        08:00:39:00:2F:C3   |

     -----------------------------------------------------------

     |   Искомый IP-адрес                  223.1.2.2           |

     |   Искомый Ethernet-адрес            <пусто>             |

     -----------------------------------------------------------

                    Табл.2. Пример ARP-запроса

    Каждый модуль ARP проверяет поле  искомого  IP-адреса  в  полученном

 ARP-пакете и, если адрес совпадает с его собственным IP-адресом, то посы-

 лает ответ прямо по Ethernet-адресу отправителя запроса.  ARP-ответ можно

 интерпретировать  так:  "Да, это мой IP-адрес, ему соответствует такой-то

 Ethernet-адрес".  Пакет с ARP-ответом выглядит примерно так:

     -----------------------------------------------------------

     |   IP-адрес отправителя              223.1.2.2           |

     |   Ethernet-адрес отправителя        08:00:28:00:38:A9   |

     -----------------------------------------------------------

     |   Искомый IP-адрес                  223.1.2.1           |

     |   Искомый Ethernet-адрес            08:00:39:00:2F:C3   |

     -----------------------------------------------------------

                    Табл.3. Пример ARP-ответа

 Этот ответ получает  машина,  сделавшая  ARP-запрос.   Драйвер  этой

 машины  проверяет  поле типа в Ethernet-кадре и передает ARP-пакет модулю

 ARP.  Модуль ARP анализирует ARP-пакет и добавляет  запись  в  свою  ARP-

 таблицу.

     Обновленная таблица выглядит следующим образом:

            ---------------------------------------------

            |      IP-адрес           Ethernet-адрес    |

            ---------------------------------------------

            |     223.1.2.1          08:00:39:00:2F:C3  |

            |     223.1.2.2          08:00:28:00:38:A9  |

            |     223.1.2.3          08:00:5A:21:A7:22  |

            |     223.1.2.4          08:00:10:99:AC:54  |

            ---------------------------------------------

             Табл.4. ARP-таблица после обработки ответа

 4.4.  Продолжение преобразования адресов

  Новая запись в ARP-таблице  появляется  автоматически,  спустя  нес-

 колько  миллисекунд  после  того, как она потребовалась.  Как вы помните,

 ранее на шаге 2 исходящий IP-пакет был поставлен  в  очередь.   Теперь  с

 использованием  обновленной  ARP-таблицы  выполняется  преобразование IP-

 адреса в Ethernet-адрес, после чего  Ethernet-кадр  передается  по  сети.

Полностью порядок преобразования адресов выглядит так:

 1)   По сети передается широковещательный ARP-запрос.

 2)   Исходящий IP-пакет ставится в очередь.

3)   Возвращается ARP-ответ, содержащий информацию о соответствии  IP-  и

 Ethernet-адресов.  Эта информация заносится в ARP-таблицу.

4)   Для преобразования IP-адреса в Ethernet-адрес у  IP-пакета,  постав-

 ленного в очередь, используется ARP-таблица.

5)   Ethernet-кадр передается по сети Ethernet.

    Короче говоря, если с помощью ARP-таблицы не удается сразу  осущест-

 вить  преобразование адресов, то IP-пакет ставится в очередь, а необходи-

 мая для преобразования информация получается с помощью запросов и ответов

 протокола ARP, после чего IP-пакет передается по назначению.

   Если в сети нет машины с искомым IP-адресом, то ARP-ответа не  будет

 и не будет записи в ARP-таблице.  Протокол IP будет уничтожать IP-пакеты,

 направляемые по этому адресу.  Протоколы верхнего уровня не  могут  отли-

 чить случай повреждения сети Ethernet от случая отсутствия машины с иско-

 мым IP-адресом.

         Некоторые реализации IP и ARP не ставят в очередь  IP-пакеты  на  то

 время, пока они ждут ARP-ответов.  Вместо этого IP-пакет просто уничтожа-

 ется, а его восстановление возлагается на модуль TCP или прикладной  про-

 цесс,  работающий  через UDP.  Такое восстановление выполняется с помощью

 таймаутов и повторных передач.   Повторная  передача  сообщения  проходит

 успешно, так как первая попытка уже вызвала заполнение ARP-таблицы.

 Следует отметить, что каждая машина имеет отдельную ARP-таблицу  для

 каждого своего сетевого интерфейса.

Технология SHDSL

2011-05-31T09:46:00.000-07:00

Технология SHDSL

Технология SHDSL обеспечивает симметричную дуплексную передачу информации на скоростях от 192 Kб/с до 2,32 Мб/с по обычной двухпроводной медной линии связи. Для увеличения скорости и дальности связи используется две пары провода.

Технология использует стандарт 16-уровневого линейного кодирования TC-PAM, спектрально совместимый с другими технологиями передачи данных — обычной телефонной связью, ISDN, ADSL, VDSL и HDSL. Использование системы кодирования TC-PAM и смещения частот для нисходящего и восходящего трафика позволило наиболее оптимальным образом использовать всю полосу частот для передачи трафика.

В технологии SHDSL эффективно используется адаптация скорости передачи, которая может изменяться с шагом 8 Кб/с от 192 Кб/с до максимального значения 2,32 Мб/с. Для этого с помощью протокола «G.hs.bis» в процессе установления соединения модемы на обоих концах линии тестируют условия распространения сигнала и в результате обмена сообщениями определяют максимальную скорость передачи, допустимую при данных условиях. При этом максимальная длина соединения (7,5 км при скорости 192 Кб/с и более 3 км при 2,32 Мб/с) оказывается больше, чем у других симметричных xDSL технологий, работающих при тех же скоростях передачи. Применение эхоподавления обеспечивает полностью дуплексную связь при всех значениях скорости.

В отличие от ADSL, пользователь SHDSL-системы не нуждается в POTS/ISDN-сплитере, разделяющем информацию от аналоговых телефонов, поскольку голосовой сигнал сегментируется таким же образом, как и сигнал данных и передается как ATM-пакет и повторно собран на другом конце.

Основное преимущество SHDSL-решения заключается в том, что SHDSL-устройства могут использоваться совместно с ADSL-устройствами, тогда как ни одна технология xDSL не совместима с другой xDSL.

Для организации доступа по SHDSL технологии необходимо выделение прямого провода (физической двухпроводной линии). Хотя SHDSL не позволяет сохранить телефонный канал, новая Voice-over-DSL техника может быть использована для передачи оцифрованного голоса. Скорость доступа при подключении по SHDSL определяется техническими характеристиками, протяжённостью конкретной линии связи, соединяющей пользователя и провайдера, и конкретной маркой SHDSL модема.

Что такое DNS??

2011-05-30T17:01:00.000-07:00

Ежедневно мы посещаем сотни сайтов. Для этого мы используем названия этих сайтов. Каждый сайт имеет свой сетевой адрес IP, чтобы пользователям не приходилось запоминать IP адрес каждого сайта, ради удобства, были предложены буквенные обозначения данных.

Данный сервис был назван DNS(Domain Name System или Domain Name Service). Однако, работа серверов построена на цифровых IP-адресах и именно для осуществления связи между человеком и машиной и была создана эта служба. Каждый раз, когда вы набираете доменное имя в браузере, служба DNS вычисляет какому IP-адресу соответствует это имя и какой именно ресурс нужно вам предоставить.DNS – это сеть серверов с базами данных, распределенная в сети Интернет. Все серверы связаны между собой, и при поступлении запроса на расшифровку и невозможности по какой-либо причине определить его самостоятельно, сервер передает этот запрос другим подобным серверам по специально разработанным схемам, до тех пор пока доменное имя не будет переведено в IP-адрес. Услугами DNS серверов пользуются буквально все программы, которые работают в Интернет.

Что такое SNR ???

2011-05-29T08:08:00.000-07:00

SNR Margin - это Signal Noise Rate. Параметр который показывает отношение полезного сигнала к т.н. шуму в линии. Соответсвенно чем этот параметр выше тем лучше.

Line Attenuation - Это затухание полезного сигнала в линии чем больше число тем хуже.
Это параметры которые отражают физические характеристики твоей линии. Зависят они от многих факторов например от расстояния от модема до мультиплексора доступа. Например при большой удаленности всегда очень большое затухание сигнала. Наличие большого количества скруток на линии тоже не лучшим образом влияет на данные харрактеристики или например на лини присудствуют провода разного сечения тады как правило данные показатели скачат.... Но это всё в теории на практике в старом доме 1935 года постройки у меня модем соединялся на 6 мегабитах когда я стыковал телефонные провода руками. По этому могу сказать что плохие показатели это либо следствие очень большой удалённости от мультиплексора, либо линии уж очень плохая такое тоже в России не редко встречается либо косяк в кроссе.

Annex A,B,ISDN,XDSL.

2011-05-29T05:29:00.000-07:00

Annex A — разновидность стандарта ADSL для передачи высокоскоростных данных совместно с аналоговой телефонией[1].
При работе по аналоговой телефонной линии ADSL-модем использует каналы начиная с 6-го (частота 25.875 кГц). При этом каналы с 6 по 31 используются для передачи данных, а каналы с 38 по 255 — для приёма данных. Annex A предусматривает возможность работы по протоколу G.lite, в этом случае для приёма используются только каналы с 38 по 127.

Annex B — разновидность стандарта ADSL для передачи высокоскоростных данных совместно с ISDN-телефонией или охранной сигнализацией[1].
Для работы ADSL-модема Annex B совместно с охранной сигнализацией необходима поддержка этого режима со стороны провайдера или оператора, предоставляющего услугу Интернет.
В соответствии со стандартом Annex B имеет следующее частотное распределение ADSL/ISDN:
В случае использования ISDN-телефонной линии (или линии с установленной охранной сигнализацией) первые 27 каналов не могут быть использованы, так как их занимает сигнал ISDN. Поэтому ADSL Annex B использует каналы с 33 по 57 для передачи данных и каналы с 63 по 255 – для приёма данных, что сделало возможным его применение и на линиях POTS с охранной сигнализацией.
Сплиттеры для стандарта Annex A и Annex B различные, однако полоса пропускания сплиттера стандарта Annex A охватывает и частоты стандарта Annex B.
ADSL-модемы обычно поддерживают только один из двух упомянутых стандартов.

ISDN (произносится «ай-эс-ди-э?н», англ. Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть с интеграцией обслуживания. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными.

хDSL — семейство технологий, позволяющих значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.
В аббревиатуре xDSL символ «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (англ. Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия; также есть другой вариант названия - Digital Subscriber Loop - цифровой абонентский шлейф). Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL, различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.
Службы xDSL разрабатывались для достижения определенных целей: они должны работать на существующих телефонных линиях, они не должны мешать работе различной аппаратуры абонента, такой как телефонный аппарат, факс и т. д., скорость работы должна быть выше теоретического предела в 56Кбит/сек., и наконец, они должны обеспечивать постоянное подключение.
К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, UADSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Существующие технологии xDSL разработаны для достижения определенных целей и удовлетворения определенных нужд рынка. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.
Сравнительный анализ технологий xDSL
Технология DSL Максимальная скорость
(прием/передача)
Максимальное расстояние Количество телефонных пар Основное применение

ADSL 24 Мбит/с / 3,5 Мбит/с 5,5 км 1 Доступ в Интернет, голос, видео, HDTV (ADSL2+)

IDSL 144 кбит/с 5,5 км 1 Передача данных

HDSL 2 Мбит/с 4,5 км 2 Объединение сетей, услуги E1

SDSL 2 Мбит/с 3 км 1 Объединение сетей, услуги E1

VDSL 65 Мбит/с / 35 Мбит/с 1,5 км на max. скорости 1 Объединение сетей, HDTV

SHDSL 2,32 Мбит/с 7,5 км 1 Объединение сетей

UADSL 1,5 Мбит/с / 384 кбит/с 3,5 км на max. скорости 1 Доступ в Интернет, голос, видео

Простой шлюз на FreeBSD

2011-05-23T08:56:00.000-07:00

Часть первая. Установка системы.

Вставьте установочный компакт-диск FreeBSD номер один в сидиром и начнем загружаться с него. Когда система полностью загрузится, вы увидите приветливое синенькое окошко Sysinstall, из которого мы и будем ставить систему. Выбираем меню Custom – Begin a Custom installation (for experts). Теперь нам предстоит задать все необходимые параметры для установки FreeBSD. Заходим в Partition. Тут нам надо создать раздел. Если FreeBSD будет вашей единственной ОС – просто жмите А. Теперь жмем кнопку q и получаем следующее окно. Тут выбираем Standard. теперь наша задача разбить диск на подразделы самой FreeBSD. Для этого заходим в пункт меню Label. Swap лучше всего делать в два раза больше объема установленной оперативной памяти, а под / отдать всё оставшееся место. Таким образом находясь в окне для создания подразделов выполняем следующие действия: Нажимаем кнопку C. В появившемся окне стираем указанное там числовое значение и вводим там значение, например, 1024 (если RAM у нас 512 мегабайт), после которого без пробелов ставим букву M и нажимаем энтер и выбираем, что это у нас будет Swap. Теперь еще раз C, значение оставляем по умолчанию, нажимаем энтер, выбираем что это у нас будет FS, точкой монтирования назначаем просто / и жмем энтер. Можете менять эти значения на свой страх и риск, понятно, что моё мнение будет расходиться со мнениями многих профессионалов, но они, скорее всего, читая этот материал будут всё время забывать для кого он предназначен. Тем не менее, отзывы экспертов, системных администраторов и новичков в процессе создания этой статьи уже были положительными. Оказываемся снова в прежнем меню, выбираем Distributions. Для простоты выбираем All. Тут же вам будет предложено установить коллекцию портов – отвечайте положительно. Далее выбираем Media, там выбираем CD/DVD-ROM и начинаем наблюдать ход установки. Любопытные могут нажать ctrl+f2 и пронаблюдать этот процесс "изнутри", всегда можно вернуться к наблюдению процесса "снаружи", нажав ctrl+f1.

Установка системы завершена. Мы снова в корневом меню sysinstall. Выберем снова меню Configure и сделаем следующее: зададим пароль администратора системы – root password. Не забудьте этот пароль.Теперь зайдем в User management и "создадим себя" – необходимо создать ту учетную запись, которая будет вашей рабочей. add user выведет вас в форму регистрации нового пользователя, вам необходимо заполнить следующее: Login ID – тут вы пишите ваш ник (псевдоним) UID – оставьте это поле по умолчанию. Group – это группа пользователей, в которой вы будите состоять. Это важно, по скольку она определяет уровень прав вашего доступа. Высочайший уровень – это группа wheel. Это вам и надо ввести в это поле. Так вы сможете получать права root. В поле Password введите пароль для вашей личной учётной записи. Full Name – ваше полное имя. Member groups оставьте пустым. Home Directory создастся автоматически. Login Shell можете оставить /bin/sh, можете использовать csh – но это на любителя, а если вы читаете эту книгу, то лучше не эксперементировать на данном этапе. Позже у вас будет на это достаточно времени. Перемещаемся на кнопку OK и нажимаем её. Выходим из меню User Management и заходим в Console. Опять новое меню. Выбираем Font-IBM 866, Keymap – Russia KOI8-R, Repeat – Fast, Saver – Logo, Screenmap – KOI8-R to IBM866, ttys – KOI8-R. Пока хватит, можно завершить установку.

Часть вторая – настройка.

Перезагрузились, залогинились под рутом.

Набираем команду ifconfig, смотрим, какие у нас есть сетевые карты. Предположим, мы увидели rl0 и rl1, в rl0 воткнута сеть провайдера, который дал нам такие параметры:
ip-адрес 192.168.1.5
маска 255.255.255.0
шлюз: 192.168.1.1
DNS1: 192.168.1.2
DNS2: 192.168.1.3

В rl1 воткнута наша сеть. Мы решили сделать её с адресным пространством 10.10.10.*

Тогда для начала настроим сетевые интерфейсы и обеспечим передачу пакетов между ними:
echo gateway_enable=«YES» > /etc/rc.conf
echo ifconfig_rl0=«inet 192.168.1.5 netmask 255.255.255.0» > /etc/rc.conf
echo ifconfig_rl1=«inet 10.10.10.1 nemask 255.255.255.0» >> /etc/rc.conf
echo defaultrouter=«192.168.1.1» >> /etc/rc.conf
echo nameserver 192.168.1.2 > /etc/resolv.conf
echo nameserver 192.168.1.3 >> /etc/resolv.conf

Теперь нам надо добавить фаервол и его «заворачивающий» модуль в автозагрузку. Даём следующие команды:
echo ipfw_load=«YES» > /boot/loader.conf
echo ipdivert_load=«YES» >> /boot/loader.conf

Создадим файлик для автостарта при загрузке с нужными правилами фаервола и натом:
echo natd -interface rl0 > /usr/local/etc/rc.d/autoexec.sh
echo ipfw add 10000 divert natd all from any to any via rl0 >> /usr/local/etc/rc.d/autoexec.sh
echo ipfw add 65000 allow all from any to any >> /usr/local/etc/rc.d/autoexec.sh
chmod 777 /usr/local/etc/rc.d/autoexec.sh

Вот собственно и всё. После перезагрузки наша FreeBSD станет роутером, а подключенные к ней компьютеры с адресами 10.10.10.*, маской 255.255.255.0, основным шлюзом 10.10.10.1 и с ДНСами что дал нам провайдер (192.168.1.2 и 192.168.1.3) будут иметь доступ к интернету. Как видите, ничего сложного, установить систему сложнее, чем сделать из неё простейший шлюз.

Локальные сети..

2011-05-22T18:32:00.001-07:00

Глава 1. Базовая модель взаимодействия открытых систем OSI. Уровни протоколов

Для описания способов коммуникации между сетевыми устройствами организацией ISO была разработана модель взаимосвязи открытых систем BOS-OSI (Open System Interconnection). Она основана на уровневых протоколах, что позволяет обеспечить:

логическую декомпозицию сложной сети на обозримые части – уровни;
стандартные интерфейсы между сетевыми функциями;
симметрию в отношении функций, реализуемых в каждом узле сети (аналогичность функций в каждом узле сети);
общий язык для взаимопонимания разработчиков различных частей сети.

Функции любого узла сети разбиваются на уровни, для конечных систем их семь. Внутри каждого узла взаимодействие между уровнями идет по вертикали. Взаимодействие между двумя узлами логически происходит по горизонтали – между соответствующими уровнями. Реально же из-за отсутствия непосредственных горизонтальных связей производится спуск до нижнего уровня в источнике, связь через физическую среду и подъем до соответствующего уровня в приемнике информации. В промежуточных устройствах подъем идет до того уровня, который доступен “интеллекту” устройства. Каждый уровень обеспечивает свой набор сервисных функций (сервисов), “прикладная ценность” которых возрастает с повышением уровня. Уровень, с которого посылается запрос, и симметричный ему уровень в отвечающей системе формируют свои блоки данных. Данные снабжаются служебной информацией (заголовком) данного уровня и спускаются на уровень ниже, пользуясь сервисами соответствующего уровня.

На этом уровне к полученной информации также присоединяется служебная информация, и так происходит спуск до самого нижнего уровня, сопровождаемый заголовками. Наконец по нижнему уровню вся эта конструкция достигает получателя, где по мере подъема вверх освобождается от служебной информации соответствующего уровня. В итоге сообщение, посланное источником, в “чистом виде” достигает соответствующего уровня системы-получателя.

Служебная информация управляет процессами передачи и служит для контроля его успешности и достоверности. В случае возникновения проблем может быть сделана попытка их уладить на том уровне, где они были обнаружены. Если уровень не может решить проблему, он сообщает о ней на вызвавший его вышестоящий уровень.

Сервисы на передаче данных могут быть гарантированными (reliable – надежными) и негарантированными (unreliable – ненадежными).

Гарантированный сервис сообщит только о выполнении операции (он освободился), а дошли ли данные до получателя при этом неизвестно. Контроль достоверности и обработка ошибок может выполняться на разных уровнях и инициировать повтор передачи блока. Как правило, чем ниже уровень, на котором контролируются ошибки, тем быстрее они обрабатываются.

Стандарты на различные технологии и протоколы, как правило, охватывают один или несколько смежных уровней. Комплекты протоколов нескольких смежных уровней, пользующихся сервисами друг друга (сверху вниз), называют протокольными стеками (protocol stack). Пример протокольного стека, широко используемого в современных сетях – TSP/IP

Уровни модели OSI рассмотрим сверху вниз:

7. Прикладной уровень(application layer) – высший уровень модели, который обеспечивает пользовательской прикладной программе доступ к сетевым ресурсам. Примеры задач уровня: передача файлов, электронная почта, управление сетью.

Примеры протоколов прикладного уровня:

FTAM (File Transfer Access and Management) – удаленное манипулирование файлами;

FTR (File Transfer Protocol) – пересылка файлов;

X.400 – передача сообщений и сервис электронной почты;

CMIP(Common Management Information Protocol) – управление сетью в стандарте ISO;

SNMP(Simple Network Management Protocol) – управление сетью не в стандарте ISO;

Telnet – эмуляция терминала и удаленная регистрация (remote login).

6. Уровень представления данных (presentation layer) – обеспечивает преобразование кодов, форматов файлов, сжатие и распаковку, шифрование и дешифрование данных. Пример протокола – SSL(Secure Socket Layer), обеспечивающий конфиденциальность передачи данных в стеке TSP/IP.

5. Сеансовый уровень(Session Layer) – обеспечивает инициацию и завершение сеанса – диалога между устройствами, синхронизацию и последовательность пакетов в сетевом диалоге, надежность соединения до конца сеанса (обработку ошибок, повторные передачи).

Примеры протоколов сеансового уровня:

Net BIOS(Network Basic Input/Output System) – именование узлов, негарантированная доставка сообщений, общее управление. Протокол распространяется еще на 6-й и7-й уровни, различные реализации могут быть не совместимыми с оригинальной разработкой IBM;

Net BEUT(Network Basic Extended User Interface) – реализация и расширение Net BIOS фирмой Microsoft.

4. Транспортный уровень(transport layer) – отвечает за передачу данных от источника до получателя с уровнем качества (пропускная способность, задержка прохождения, уровень достоверности), затребованным сеансовым уровнем. Если блоки данных, передаваемые с сеансового уровня, больше допустимого размера пакета для данной сети, они разбиваются на несколько нумерованных пакетов. На этом уровне определяются пути передачи, которые для соседних пакетов могут быть разными. На приемной стороне пакеты собираются и в должной последовательности передаются на сеансовый уровень.

Протоколы транспортного уровня зависят от сервиса нижних уровней:

TPO…TP4(Transport Protocol Class 0…4) – классы протоколов модели OSI, ориентированные на различные виды сервиса нижних уровней;

TSP(Transmission Control Protocol) – протокол передачи данных с установлением соединения;

UDP(User Datagramm Protocol) – протокол передачи данных без установления соединения;

SPX(Seguenced Packet Exchange) – протокол передачи данных Novell NetWare с установлением соединения.

3. Сетевой уровень(network layer) – форматирует данные транспортного уровня и снабжает их информацией, необходимой для маршрутизации (нахождения пути к получателю). Уровень отвечает за адресацию (трансляцию физических и сетевых адресов, обеспечение межсетевого взаимодействия); поиск пути от источника к получателю; установление и обслуживание логической связи между узлами для установления связи как ориентированной, так и неориентированной на соединение. Форматирование данных осуществляется в соответствии с коммуникационной технологией (локальные и глобальные сети).

Примеры протоколов сетевого уровня:

ARP (Address Resolution Protocol) – взаимное преобразование аппаратных и сетевых адресов;
IP (Internet Protocol) – протокол доставки дейтаграмм, основа стека TSP/IP;
IPX (Internetwork Packet Exchange) – базовый протокол NetWare, отвечающий за адресацию и маршрутизацию пакетов.

2. Канальный уровень (data link layer) – обеспечивает формирование фреймов(кадров), передаваемых через физический уровень, контроль ошибок и управление потоком данных. Существует дополнительное деление этого уровня на 2 подуровня (sublayers):

Подуровень LLS(Logical-Link Control – управление логической сетью) – является стандартным интерфейсом с сетевым уровнем, независимым от сетевой технологии.
Подуровень MAC(Media Access Control – управление доступом к среде) – осуществляет доступ к уровню физического кодирования и передачи сигналов. Применительно к технологии Internet MAC-уровень укладывает данные, пришедшие с LLS, в кадры, пригодные для передачи. Далее, дожидаясь освобождения канала, он передает кадр на физический уровень и следит за результатами работы физического уровня. Если кадр передан успешно (коллизий нет), он сообщает об этом LLS-подуровню. Если обнаружена коллизия, он делает несколько повторных попыток передачи, и если передача так и не удалась, сообщает LLS-уровню. На приемной стороне MAC-уровень принимает кадр, проверяет его на отсутствие ошибок и, освободив его от служебной информации, передает на LLS.

Физический уровень (physical layer) – нижний уровень, обеспечивающий физическое кодирование бит кадра в электрические сигналы и передачу их по линиям связи. Определяет тип кабелей и разъемов, назначение контактов и формат физических сигналов.

Примеры спецификаций физического уровня:

EIA (TIA-232-D) – 25-штырьковый разъем и протокол последовательной синхронной/асинхронной связи;
IEEE 802.3, определяющий разновидности Internet (10 Мбит/с). Здесь физический уровень делится еще на 4 подуровня:

а)PLS(Physical Layer Signaling) – сигналы для трансиверного кабеля;

б)AUI(Attachment Unit Interface) – спецификации трансиверного кабеля (интерфейс AUI);

в)PMA (Physical Medium Attachment) – функции трансивера;

г)MDI (Medium Dependent Interface) – спецификации подключения трансивера к конкретному типу кабеля.

Сетевая технология охватывает канальный и физический уровни модели. Промежуточные системы (устройства) описываются протоколами нескольких уровней, начиная с 1-го и доходя до 3-го, а иногда до 4-го уровня.

В реальных сетях используются различные протокольные стеки, и далеко не всегда возможно практическое разделение систем на уровни модели OSI с возможностью обращения к каждому из них. Ради повышения производительности количество уровней уменьшается до 3 – 4 с объединением функций смежных уровней.

При всем разнообразии подходов к реализации верхних уровней стеков стандартизация на физическом, канальном и сетевом уровнях соблюдается довольно строго. Здесь играет роль необходимость обеспечения совместимости сетевых устройств от разных производителей, без которых их положение на рынке неустойчиво.

Глава 2. Классификация топологических элементов сети.

Локальные сети состоят из конечных устройств и промежуточных, соединенной кабельной системой. Определим некоторые основные понятия:

Узлы сети (nodes) – конечные и промежуточные устройства, наделенные сетевыми адресами. К узлам сети относятся компьютеры с сетевым интерфейсом, выступающие в роли рабочих станций, серверов или в обеих ролях; сетевые периферийные устройства (принтеры, плоттеры, сканеры); сетевые телекоммуникационные устройства (модемы); маршрутизаторы.
Кабельный сегмент – отрезок кабеля или цепочка отрезков кабелей, электрически соединенных друг с другом, обеспечивающие соединение двух или более узлов сети.
Сегмент сети (или просто сегмент) – совокупность узлов сети, использующих общую среду передачи. Применительно к технологии Internet это совокупность узлов, подключенных к одному кабельному сегменту.
Сеть (логическая) – совокупность узлов сети, имеющих единую систему адресации 3-го уровня модели OSI. Примерами могут быть IPX-сеть, IP-сеть. Каждая сеть имеет свой адрес, этими адресами оперируют маршрутизаторы для передачи пакетов между сетями.
Облако (cloud) – коммуникационная инфраструктура с однородными внешними интерфейсами. Примером облака может быть городская – междугородная, международная телефонная сеть: в любом ее месте можно подключить телефонный аппарат и связаться с любым абонентом.

По способу использования кабельных сегментов различают:

двухточечные соединения между узлами. Для таких соединений в основном используются симметричные электрические кабели (витая пара) и оптические кабели;

многоточечные соединения – к одному кабельному сегменту подключается более двух узлов. Типичная среда передачи – несимметричный кабель (коаксиальный), возможно применение и других видов кабелей, в том числе и оптических.

Повторитель (repeater) – устройство физического уровня, позволяющее преодолевать топологические ограничения кабельных сегментов. Информация из одного кабельного сегмента в другой передается побитно, анализ информации не производится.
Мост (bridge) – средство объединения сегментов сетей, обеспечивающее передачу кадров из одного сегмента в другой. Кадр, пришедший из одного сегмента, может быть передан в другой или отфильтрован. решение о продвижении или фильтрации кадра принимается на основании информации 2-го уровня.

Мост MAK-подуровня позволяет объединять сегменты сети в пределах одной технологии.
Мост LLC- подуровня, он же транслирующий мост, позволяющий объединить сегменты сетей с разными технологиями.

Мост может быть локальным, удаленным или распределенным. Локальный мост – это устройство с двумя или более интерфейсами, к которым подключаются соединяемые сегменты локальных сетей. Удаленные мосты соединяют сегменты сетей, значительно удаленные друг от друга, через линию связи. Распределенный мост представляет собой совокупность интерфейсов некоторого коммуникационного облака, к которым подключаются сегменты соединяемых сетей.

Коммутатор 2-го уровня выполняет функции, аналогичные функциям мостов, но используется для сегментации – разбиение сетей на мелкие сегменты с целью повышения пропускной способности.
Маршрутизатор работает на 3-ем уровне и используется для передачи пакетов между сетями. Маршрутизатор выполняет фильтрацию на основе информации 3-го уровня. В отличии от повторителей и мостов, присутствие маршрутизаторов известно узлам сети. Каждый маршрутизатор имеет свой сетевой адрес, на этот адрес узлы посылают пакеты, предназначенные узлам других сетей.
Коммутатор 3-го уровня решает задачи, близкие задачам маршрутизаторов, и ряд других с более высокой производительностью. В настоящее время коммутаторы стали «забираться» и на 4-ый уровень.

Глава 3. Топология, методы доступа к среде.

Каждая сетевая технология имеет характерную для нее топологию соединения узлов сети и метод доступа к среде передачи.

Различают физическую топологию, определяющую правила физических соединений узлов и логическую топологию, определяющую направление потоков данных между узлами сети. Логическая и физическая топологии относительно независимы друг от друга.

Физические топологии – шина, звезда, кольцо, дерево, сетка.

В логической шине информация, передаваемая одним узлом, одновременно доступна для всех узлов, подключенных к одному сегменту. Логическая шина реализуется на физической топологии шины, звезды, дерева, сетки. В логическом кольце информация передается последовательно от узла к узлу. Каждый узел принимает кадры только от предыдущего узла и посылает только последующему. Реализуется на физической топологии кольца и звезды.

Методы доступа к среде делятся на вероятностные и детерминированные.

При вероятностном методе доступа узел, желающий послать кадр в сеть, прослушивает линию. Если линия занята или обнаружена коллизия (столкновение сигналов от двух передатчиков), попытка передачи откладывается на некоторое время

Общий недостаток вероятностных методов доступа – неопределенное время прохождения кадра, резко возрастающее при увеличении нагрузки на сеть, что ограничивает его применение в системах реального времени.

При детерминированном методе узлы получают доступ к среде в предопределенном порядке. Последовательность определяется контроллером сети.

Основное преимущество метода – ограниченное время прохождения кадра, мало зависящее от нагрузки.

Сети с большой нагрузкой требуют более эффективных методов доступа. Один из способов повышения эффективности – перенос управления доступом от узлов в кабельные центры. При этом узел посылает кадр в коммуникационное устройство. Задача этого устройства – обеспечить прохождение кадра к адресату с оптимизацией общей производительности сети и обеспечением уровня качества обслуживания, требуемого конкретным приложением.

Глава 4. Режимы передачи и качество сервиса

Режим передачи определяет способ коммуникаций между двумя узлами.

Симплексный режим позволяет передавать данные только в одном направлении, передающий узел полностью занимает канал. В телекоммуникациях такой режим практически не используется – он не позволяет отправителю информации получать подтверждение о его приеме, что необходимо для обеспечения нормальной связи.
Полудуплексный режим допускает двустороннюю передачу, но в каждый момент времени только в одном направлении. Для смены направления требуется подача специального сигнала и получение подтверждения.
Полнодуплексный режим допускает одновременную передачу сразу в двух направлениях. При этом передача в одном направлении занимает только часть канала. Дуплексный режим может быть симметричным (полоса пропускания канала в обоих направлениях одинакова) и несимметричным (пропускная способность в одном направлении значительно больше, чем в противоположном).

Качество сервиса сети определяется несколькими параметрами:

Скорость передачи данных, определяется как количество бит данных, переданных за единицу времени.
Задержка доставки данных, определяемая как время от передачи блока информации источником до его приема получателем.
Уровень ошибок определяется либо как вероятность безошибочной передачи определенной порции данных (от бита до кадра).

Для высших уровней (прикладной) интересны такие параметры, как время отклика и производительность обслуживания запросов. Эти параметры определяются как сетью (время на транспортировку), так и серверами, обслуживающими прикладные запросы.

Приложения разных классов имеют разные требования к качеству обслуживания и современные сети на своем уровне при передаче данных должны уметь различать передаваемый трафик. В противоположном случае для работы некоторых приложений придется организовывать излишне мощные, а значит и дорогие каналы, которые в среднем окажутся недостаточно загруженными.

Глава 5. Управление потоком данных

Управление потоком данных является средством согласования темпа передачи данных с возможностями приемника. Несмотря на то, что битовые скорости приемников и передатчиков всегда должны совпадать, возможны ситуации, когда передатчик передает информацию в темпе, неприемлемом для приемника. При этом входной буфер приемника переполняется, и часть передаваемой информации теряется. Средства управления потоком позволяют приемнику подать передатчику сигнал на приостановку или продолжение передачи. Эти средства требуют наличие обратного канала передачи (от приемника к передатчику).

Для контроля получения информации приемником применяют квитирование (handshaking - рукопожатие)- посылку-уведомление о получении кадра. На каждый принятый кадр приемник отвечает коротким кадром-подтверждением.

Возможна пакетная передача, при которой передатчик посылает серию последовательных кадров, на которую должен получить общее подтверждение, что экономит время. Если в подтверждении есть место для списка хороших и плохих кадров, то посылать повторно можно только плохие. При этом появляется необходимость в идентификации кадров и подтверждений.

Метод ‘скользящего окна” является эффективным гибридом индивидуальных подтверждений и пакетной передачи. Здесь передатчик посылает серию нумерованных кадров, зная, что приход подтверждения может задерживаться относительно своего кадра на время оборота по сети. это время может быть предварительно определено, и ширина “окна” определяется числом кадров, которые можно послать. Подтверждение нумеруется в соответствии с кадрами, эта нумерация может быть циклической с модулем, определяемым шириной окна. Если передатчик не получает подтвнрждение на кадр, выходящий из окна наблюдения, он считает его потерянным и повторяет его передачу. На случай повтора передатчик должен держать в своем буфере все кадры окна, замещая выходящие (подтвержденные) новыми.

Метод позволяетт полностью использовать пропускную способность канала не6зависимо от дальности передачи.

Глава 6. Построение локальных сетей

Для построения сетей из нескольких компьютеров, соединенных общей шиной Ethernet, достаточно проложить и разделать кабели, установить и сконфигурировать сетевые адаптеры и установить сетевые операционные системы на компьютеры.

После этого сеть работала, а администратору на аппаратном уровне оставалось только присматривать за порядком в нехитром, но ненадежном кабельном хозяйстве. Добавление новых пользователей тоже не вызывало особых проблем, но лишь до тех пор, пока хватало длины кабеля, терпение при поиске плохих разъемов и полосы пропускания разделяемой среды передачи. Современные сети представляют собой довольно сложные распределенные аппаратно-программные комплексы, способы, построения которых неоднозначны.

6.1. Оборудование локальных сетей

Конечное сетевое оборудование

Конечное сетевое оборудование является источником и получателем информации, передаваемой по сети.

Компьютеры, подключенные к сети, являются самым универсальным узлом. Прикладное использование компьютеров в сети определяется программным обеспечением и установленным дополнительным оборудованием. Установка мультимедийного оборудования может превратить в IP-телефон, видеотелефон, терминал видеоконференцесвязи.

Сетевой интерфейс обеспечивается адаптером локальной сети и программными средствами загружаемой операционной системы. Для дальних коммуникаций используется модем внутренний или внешний. С точки зрения сети,”лицом” компьютера является его сетевой адаптер. Тип сетевого адаптера должен соответствовать назначению компьютера и его сетевой активности.

Сервер является тем же компьютером, но подразумевается его более высокая сетевая активность. Для подключения к сети желательно использовать полнодуплексные высокопроизводительные адаптеры. Серверы желательно подключать к выделенному порту коммутатора в полнодуплексном режиме. При установке двух или более сетевых интерфейсов и соответствующего программного обеспечения сервер может играть роль маршрутизатора или моста. Серверы могут иметь возможность “горячей” замены дисковых накопителей, резервирование питания, блокировку несанкционированного доступа, средства мониторинга состояния (включая возможность сообщения о критических событиях на пейджер администратора). Серверы, как правило, должны иметь высокопроизводительную дисковую подсистему, в качестве интерфейса которой используют шину SCSI.
Терминалы, алфавитно-цифровые и графические, используются в клиент-серверных системах в качестве рабочих мест пользователя, а также в качестве консолей для управления сетевым оборудованием. Терминалы, как правило, имеют последовательный интерфейс RS-232 C. Терминал имеет собственную систему команд. Терминал может эмулироваться и персональным компьютером, при этом в качестве интерфейса может выступать как СОМ – порт, так и сетевой интерфейс.
Разделяемые принтеры обеспечивают печать заданий от множества пользователей локальгой сети. В общем случае для этого требуется принт-сервер – средство выборки заданий из очереди и собственно принтер, логически подключенный к принт-серверу. В роли принт-сервера может выступать обычный компьютер, подключенный к сети, и принтер подключается к его порту. Принт-сервер может встраиваться в собственно принтер или исполняться в виде отдельного сетевого устройства. Использование разделяемых принтеров, особенно лазерных в графическом режиме с высоким разрешением, значительно нагружает сеть. Принт-сервер (сетевой принтер) желательно подключать к выделенному порту, полный дупликс ему не нужен. Подключение принтера кабелем параллельного интерфейса территориально привязывает принтер к компьютору, поскольку кабель имеет длину 1,5 – 5 м. Для принтера это не всегда удобно.
Сетевые принтеры в дополнение к локальным имеют встроенный сетевой интерфейс Ethernet на 10 или 100 Мбит в секунду. В этом случае у них должно присуствовать встроенное программное обеспечение, рассчитанное на тот или иной сетевой протокол. Сетевой принтер территориально может располагаться в любом месте помещения, где есть розетка кабельной сети.
Аппаратный принт-сервер представляет собой микроконтроллер, снабженный сетевым интерфейсом и несколькими последовательными и параллельными портами. К портам подключаются обычные принтеры. Встроенное ПО обеспечивает выборку заданий из очереди на файл –сервере. Принт-сервер обычно поддерживает протокол какой-нибудь одной операционной системы, возможность перезаписи встроенного ПО в некоторых случаях позволяет сменить протокол или улучшить предоставляемый сервис.

Коммуникационное оборудование

Коммуникационное сетевое оборудование не является источником или конечным получателем данных. Приведем краткие характеристики коммуникационного оборудования локальных сетей.

Повторитель является средством объединения кабельных сегментов в единый логический сегмент. В сетях на витой паре повторитель является самым дешевым средством объединения конечных узлов и других устройств в единый разделяемый сегмент.
Мост является средством передачи кадров между двумя и более логическими сегментами. По логике работы является частным случаем коммутатора. Скорость обычно 10 Мбит в секунду.
Коммутатор является средством организации виртуальных цепей для передачи каждого кадра между двумя его портами. Скорости портов могут быть разными у разных портов одного устройства – 10, 100 или 1000 Мбит/сек. Реальная пропускная способность ниже из-за несимметричности загрузки портов коммутатора.
Хаб – устройство, к которому подключаются кабели от множества конечных узлов и коммуникационных устройств. Внутренняя структура может быть различной. Чаще всего под хабом подразумевают повторитель. Сегментирующий хаб является комбинацией нескольких повторителей, между которыми может присутствовать мост.
Концентратор считается синонимом хаба, но может трактоваться шире (может включать набор повторителей, коммутаторов и мостов, соединяющих разные технологии).
преобразователь интерфейсов позволяет осуществлять переходы из одной среды передачи данных в другую без логического преобразования сигналов. Благодаря усилению сигналов, эти устройства могут позволять преодолевать ограничения на длину линий связи. Используются для связи оборудования с разнотипными портами.
Маршрутизатор – устройство с несколькими физическими интерфейсами, возможно, различных сетевых технологий. Выполняет передачу пакетов между интерфейсами на основании информации 3-го уровня.
Брандмауэр – устройство (программное средство), по уровню функционирования аналогичное маршрутизатору, но с более развитой системой фильтрации и малым (как правило, 2) числом портов. Для сетевых узлов присутствие брандмауэра не должно быть заметно. Используется для защиты локальных сетей от несанкционированного вмешательства извне. Обычно устанавливается между маршрутизатором и внешним интерфейсом глобальной сети. Может быть встроен в маршрутизатор или коммуникационное оборудование подключенное к глобальной сети.
Модем – устройство для передачи данных на дальние расстояния по выделенным или коммутируемым линиям. Интерфейс, обращенный к источнику и приемнику данных, может быть последовательным, параллельным или даже шиной USB.
Модемный пул – сборка из нескольких модемов, которые объединены общим портом с интерфейсом ЛВС. Каждый модем пула подключается к своей внешней линии. Устройство позволяет одновременно нескольким абонентам локальной сети пользоваться индивидуальными выходами во внешний мир или обеспечивать нескольким пользователям доступ к локальной сети.
LAN-модем – комбинация модема и маршрутизатора, имеющая в качестве интерфейса порт Ethernet (иногда несколько портов, объединенных повторителем). Позволяет одновременно пользоваться одним выходом во внешний мир группе абонентов локальной сети.
Концентраторы могут иметь различное конструктивное исполнение, каждый тип исполнения имеет определенную сферу применения:

Малогабаритные концентраторы с фиксированным числом портов (4-16) – самые дешевые устройства, применяемые в небольших сетях. Они занимают мало места и могут устанавливаться на столах, полках или подвешиваться на стену. Самые дешевые из них имеют выносной адаптер питания – блок с трансформатором и выпрямителем, смонтированный прямо на питающей вилке. Такое подключение питания не предусматривает заземления, что очень плохо.
Концентраторы с фиксированной конфигурацией формата 19”. Находятся в средней ценовой категории. Они предназначены для установки в шкафах или на полках. Блок питания, как правило, встроенный, заземление предусмотрено, количество портов до 36.
Модульные концентраторы выполняются в виде шасси с пассивной объединяющей шиной. Шасси снабжается источником питания. Количество портов исчисляется сотнями. Это дорогие устройства, который оправдывают себя при большом количестве портов и высоких требованиях к надежности.
Стековые концентраторы представляют собой устройства с фиксированной конфигурацией, имеющие специальный интерфейс для объединения нескольких устройств в стек. Стек подразумевает, что несколько физических устройств выступают как единое устройство. Стек может быть локальным – устройства соединяются специальными короткими кабелями (0,3 – 1,5) или распределенным – устройства соединяются обычным 4-парным кабелем длиной до 100м. Распределенный стек возможен только для повторителей 10 Мбит/с. Для коммутаторов стековый интерфейс может стать узким местом.

Списком приведенных устройств не ограничивается весь ассортимент коммуникационного оборудования, которое выпускается множеством фирм.

6.2. Маршрутизаторы как средство объединения локальных сетей

Маршрутизатор представляет собой промежуточную систему с несколькими интерфейсами (портами), оперирующую информацией пакетов сетевого уровня, заключенных в кадры сети. Каждый порт имеет свой физический адрес (МАС-адрес), по которому к нему обращаются узлы, нуждающиеся в межсетевой передаче пакетов. С каждым из портов связываются один или несколько сетевых протоколов (IPX, IP, Apple Talk) и одна или несколько подсетей. Маршрутизатор пересылает между портами (подсетями) только те пакеты, которые предназначаются адресатам подсети выходного порта. При этом возможна фильтрация – передача пакетов, удовлетворяющих определенным критериям. Маршрутизаторы используются и как средства обеспечения безопасности, препятствующие прозрачному взаимодействию между узлами разных подсетей. Маршрутизаторы необходимы для связи пространственно удаленных подсетей, когда имеются жесткие ограничения на полосу пропускания каналов связи между ними. Маршрутизатор будет посылать в канал только те пакеты, которые действительно предназначены для получателей противоположной стороны.

Функции маршрутизатора рассмотрим применительно к протоколу IP. Маршрутизатор принимает адресованный ему кадр во входной буфер и анализирует заключенный в него пакет. Для маршрутизации интересен адрес назначения, Для фильтрации могут анализироваться и другие поля. В зависимости от результата анализа пакт направляется в выходную очередь соответствующего интерфейса или уничтожается.

У маршрутизатора могут быть порты с разными сетевыми технологиями – переход осуществляется просто вкладыванием пакета в кадр соответствующей технологии. Изменять протокол маршрутизатор не может. В случае обнаружения ошибок в пакете маршрутизатор генерирует соответствующий пакет-сообщение (для стека TCP/IP пакет ICMP).

Маршрутизаторы, как правило, имеют небольшое число физических интерфейсов и реализуется на основе одного процессора. В отличии от «прозрачных» устройств 1 – 2-го: все узлы подсети, желающие участвовать в обмене с узлами других подсетей, должны знать сетевой адрес маршрутизатора и иметь возможность получения его физического адреса.

Необходимость применения маршрутизатора может быть и не всегда очевидна. Однако, если по каким-либо причинам приходится узлы этой сети приписывать к различным IP-подсетям, то для взаимодействия между ними необходим маршрутизатор.

Хороший маршрутизатор является очень дорогим устройством со сложной настройкой, производительность которого из-за более сложных манипуляций с кадрами, выполняемых, как правило, одним процессором, гораздо ниже, чем у коммутатора. В результате маршрутизатор в сети с интенсивным обменом между подсетями может оказаться узким местом.

Объединять подсети в более крупную сеть допустимо не всегда, поскольку при увеличении числа узлов подсети возникает вероятность широковещательных «штормов». Выходов может быть два – увеличивать производительность маршрутизатора или по возможности заменять маршрутизаторы коммутаторами с поддержкой ВЛС (виртуальная локальная сеть).

6.3. Коммутация 3-го уровня

Fast IP

Коммутаторы 3-го уровня строятся на определенной архитектуре – каждый порт имеет собственный специализированный процессор (ASIC), занимающийся анализом кадров и пакетов для определения их точки назначения, и общий управляющий процессор. Они выполняют те же функции, что и традиционные маршрутизаторы, но с большей скоростью и дополнительными возможностями. У них, как правило, большее количество портов, а подсети можно определять для групп портов

Кадры, приходящие в порт и адресуемые узлам той же подсети, но другого порта, коммутируются (IP-заголовок не используется и не модифицируется). Кадры, приходящие на MAC-адрес порта, маршрутизируются – порт назначения определяется по IP-адресу. Отличие от комбинации отдельного коммутатора с обычным маршрутизатором заключается в масштабировании пропускной способности каждой подсети: чем больше портов в нее входит, тем выше пропускная способность. Кроме того, при коммутации может использоваться информация 3-го уровня.

Коммутаторы 3-го уровня в основном предназначены для связи подсетей в локальных сетях, и интерфейсов глобальных сетей они могут не иметь. Кроме протокола IP. они могут поддерживать и другие протоколы (IPX, Apple Talk).

Глава 7. Сетевые протоколы

7.1. Протокольный стек TCP/IP.

Комплект протоколов TCP/IP разрабатывался для сети Интернет, в настоящее время он широко используется как в локальных, так и в глобальных сетях.

Весь комплекс базируется на IP-протоколе негарантированной доставки пакетов без установления соединения.

Информация в TCP/IP передается пакетами со стандартизованной структурой, называемыми IP-дейтаграммами, имеющими поле заголовка и поле данных. Конечные узлы – отправители и получатели информации, называются хостами, промежуточные устройства, оперирующие IP-пакетами, называют шлюзами.

Длина дейтаграммы определяется сетевым ПО, так чтобы она помещалась в поле данных сетевого кадра, осуществляющего ее транспортировку.

7.2. Протоколы стека TCP/IP/

Стек TCP/IP охватывает верхние уровни модели OSI.

Сетевой уровень:

IP – обеспечивает негарантированную доставку пакета от узла к узлу, в работе с нижними уровнями использует протоколы ARP и RARP.
ARP – динамически преобразует IP-адрес в физический.
RARP – обратный к ARP, преобразует физический адрес в IP-адрес.
ICMP – управляет передачей управляющих и диагностических сообщений между шлюзами, маршрутизаторами и узлами, определяет доступность и способность к ответу абонентов-адресатов, назначение пакетов, работоспособность маршрутизаторов. Взаимодействует с вышестоящими протоколами TCP/IP. Сообщение передаются с помощью IP-дейтаграмм.
IGMP – позволяют формировать в маршрутизаторах списки групп многоадресного вещания.

Транспортный уровень:

UDR – обеспечивает негарантированную доставку пользовательских дейтаграмм без установления соединения между заданными процессами передающего и принимающего узлов. Протокол позволяет множеству клиентов использовать совпадающие порты: дейтаграмма доставляется клиенту с заданным IP-адресом и номером порта. Если клиент не находится, то дейтаграмма отправляется по адресу 0.0.0.0, обычно это «черная дыра».
TCP – обеспечивает гарантированный поток данных между клиентами, установившими виртуальное соединение. Поток представляет собой неструктурированную последовательность байт, их интерпретация согласуется предварительно. Комбинация IP-адреса и номера порта называется гнездом TCP. Поток сегментируется, и каждому сегменту назначается последовательный номер. Передающая сторона ожидает подтверждения приема каждого сегмента, при его длительном отсутствии делает повторную передачу сегмента. Процесс использующий TCP, получает подтверждение о нормальном завершении передачи только после успешной сборки потока приемником. Протокол обеспечивает полный дуплекс, это означает, что потоки данных могут идти одновременно в двух направлениях.

Уровень представления данных и прикладной уровень.

TelNet – обеспечение удаленного терминала (символьного и графического);
FTP – протокол передачи файлов на основе TCP;
TFTP – простейший протокол передачи файлов на основе UDP;
SMTP – протокол передачи электронной почты, определяющий правила взаимодействия и форматы управляющих сообщений;
RIP – протокол обмена информацией между маршрутизаторами, обеспечивающий динамическую маршрутизацию;
OSPF – протокол распространения маршрутной информации между маршрутизаторами в автономной среде;
DNS – система обеспечения преобразования символических имен и псевдонимов сетей и узлов в IP-адреса и обратно;
SNMP – простейший протокол управления сетевыми ресурсами;
RPC – протокол вызова удаленных процедур (запуска процессов на удаленном компьютере);
NFS – открытая спецификация сетевой файловой системы.

Кроме перечисленных, в стек входят и другие протоколы, их состав постоянно расширяется.

7.3. Фирменные протокольные стеки

IPX/SPX:

Протокольный стек IPX/SPX разработан фирмой Novell для сетей NetWare начиная с самых первых поколений.

По своей структуре стек напоминает TCP/IP. Основу стека составляет протокол сетевого уровня IPX, отвечающий за адресацию и маршрутизацию пакетов, и их негарантированную доставку между узлами различных IPX-сетей. Поверх него работает протокол SPX, обеспечивающий установление соединений и гарантированную доставку пакетов в правильном порядке.

В отличии от IP-адреса, где сетевая и хост-часть для всех узлов начинаются явно и по желанию администратора, в IP-адресе в качестве адреса узла выступает физический адрес адаптера.

В роли маршрутизатора, как правило, выступает внутренний маршрутизатор, входящий в операционную систему NetWare. Его функции очевидны, когда к серверу подключено более одного адаптера, и менее очевидны, когда две сети присутствуют в одном адаптере. При конфигурировании маршрутизирующих узлов номер IPX-сети должен задаваться обязательно. При конфигурировани сервера NetWare номер задается строкой:

Bind IPX to “ board” NET=”net_num” ,

где board – ссылка на логическую интерфейсную плату, в которой прямо или косвенно определен тип кадра, а net_num – номер IPX-сети. Номер сети задается администратором. Номера сетей в узлах, подключенных к одной локальной сети и использующих совпадающий тип кадра, должны быть согласованны. В ином случае серверы будут постоянно обнаруживать ошибку маршрутизации. Поддержка протоколов IPX/SPX аппаратными маршрутизаторами осуществляется далеко не во всех моделях. Отчасти благодаря этому обстоятельству локальные сети IPX-сети оказываются более защищенными от внешнего вторжения, чем IP-сети без специальных мер защиты.

AppleTalk

Протокольный стек AppleTalk является “родным” протоколов сетей компьютеров Macintosh. Этот стек охватывает все уровни моделей, начиная с физического. Стек разрабатывался в середине 80-х годов, позднейшая его реализация была введена в 1989 году. Рассмотрим ее послойно.

На физическом уровне могут использоваться следующие сетевые архитектуры:

Local Talk – сеть на витой паре, скорость до 230,4 Кбит/с, топология – шина. В сети может быть до 255 узлов, максимальное расстояние 300 метров. Встраивались во все компьютеры Apple 80-х и начала 90-х годов;
Ether Talk – фирменная реализация Ethernet, сменившая Local Talk;
Token Talk – реализация маркерного кольца, совместимая с IBM Token Ring;
Serial (RC – 422) – последовательный интерфейс удаленного подключения.

На канальном уровне эти технологии поддерживаются протоколами LLAP, ELAP, TLAP, Access, FLAP, ARAP.
На сетевом уровне связующей основой протокола является DDP, подготавливающий пакеты и маршрутизирующий их по сети. Протокол обеспечивает негарантированную доставку пакетов между узлами независимо от архитектур нижнего уровня.
На верхних уровнях (от транспортного и выше) располагается множество протоколов, некоторые из них охватывают несколько смежных уровней и обеспечивают надежную доставку данных.

Что же такое IP адрес, основной шлюз и маска подсети.

2011-05-22T04:03:00.000-07:00

IP-адреса: сети и узлы.

IP-адрес представляет собой 32-разрядный номер, который уникально идентифицирует узел (компьютер или устройство, например, принтер или маршрутизатор) в сети TCP/IP.

IP-адреса обычно представлены в виде 4-х разрядов, разделенных точками, например 192.168.123.132. Чтобы понять использование масок подсетей для распознавания узлов, сетей и подсетей, обратите внимание на IP-адрес в двоичном обозначении.

Например, в виде разрядов, разделенных точками, IP-адрес 192.168.123.132 – это (в двоичном обозначении) 32-разрядный номер 110000000101000111101110000100. Такой номер сложно интерпретировать, поэтому разбейте его на четыре части по восемь двоичных знаков.

Эти 8-разрядные секции называются «октеты». Тогда данный IP-адрес будет иметь вид: 11000000.10101000.01111011.10000100. Этот номер ненамного понятнее, поэтому в большинстве случаев следует преобразовывать двоичный адрес в формат разделенных точками разрядов (192.168.123.132). Десятичные числа, разделенные точками, и есть октеты, преобразованные из двоичного в десятичное обозначение.

Чтобы глобальная сеть TCP/IP работала эффективно как совокупность сетей, маршрутизаторы, обеспечивающие обмен пакетами данных между сетями, не знают точного расположения узла, для которого предназначен пакет. Маршрутизаторы знают только, к какой сети принадлежит узел, и используют сведения, хранящиеся в таблицах маршрутизации, чтобы доставить пакет в сеть узла назначения. Как только пакет доставлен в необходимую сеть, он доставляется в соответствующий узел.

Для осуществления этого процесса IP-адрес состоит из двух частей. Первая часть IP-адреса обозначает адрес сети, последняя часть – адрес узла. Если рассмотреть IP-адрес 192.168.123.132 и разбить его на эти две части, то получится следующее:

Маска подсети.

Следующий элемент, необходимый для работы протокола TCP/IP, – это маска подсети. Протокол TCP/IP использует маску подсети, чтобы определить, в какой сети находится узел: в локальной подсети или удаленной сети.

В протоколе TCP/IP части IP-адреса, используемые в качестве адреса сети и узла, не зафиксированы, следовательно, указанные выше адреса сети и узла невозможно определить без наличия дополнительных сведений. Данные сведения можно получить из другого 32-разрядного номера под названием «маска подсети». В этом примере маской подсети является 255.255.255.0. Значение этого номера понятно, если знать, что число 255 в двоичном обозначении соответствует числу 11111111; таким образом, маской подсети является номер:

Из данного примера с использованием маски подсети 255.255.255.0 видно, что код сети 192.168.123.0, а адрес узла 0.0.0.132. Когда пакет с конечным адресом 192.168.123.132 доставляется в сеть 192.168.123.0 (из локальной подсети или удаленной сети), компьютер получит его из сети и обработает.

Почти все десятичные маски подсети преобразовываются в двоичные числа, представленные единицами слева и нолями справа. Вот еще некоторые распространенные маски подсети:

Internet RFC 1878 описывает действующие подсети и маски подсетей, используемые в сетевых протоколах TCP/IP.

Классы сетей

Интернет-адреса распределяются организацией InterNIC , которая администрирует Интернет. Эти IP-адреса распределены по классам. Наиболее распространены классы A, B и C. Классы D и E существуют, но обычно не используются конечными пользователями. Каждый из классов адресов имеет свою маску подсети по умолчанию. Определить класс IP-адреса можно по его первому октету. Ниже описаны интернет-адреса классов A, B и C с примером адреса для каждого класса.

Сети класса A по умолчанию используют маску подсети 255.0.0.0 и имеют значения от 0 до 127 в первом октете. Адрес 10.52.36.11 является адресом класса A. Первым октетом является число 10, входящее в диапазон от 1 до 126 включительно.
Сети класса B по умолчанию используют маску подсети 255.255.0.0 и имеют в первом октете значение от 128 до 191. Адрес 172.16.52.63 является адресом класса B. Первым октетом является число 172, входящее в диапазон от 128 до 191 включительно.
Сети класса C по умолчанию используют маску подсети 255.255.255.0 и имеют в первом октете значение от 192 до 223. Адрес 192.168.123.132 является адресом класса C. В первом октете число 192, которое находится между 192 и 223 включительно.

В некоторых случаях значение маски подсети по умолчанию не соответствует потребностям организации из-за физической топологии сети или потому, что количество сетей (или узлов) не соответствует ограничениям маски подсети по умолчанию. В следующем разделе рассказывается, как можно распределить сети с помощью масок подсети.

Подсети

TCP/IP-сеть класса A, B или C может еще быть разбита на подсети системным администратором. Образование подсетей может быть необходимо при согласовании логической структуры адреса Интернета (абстрактный мир IP-адресов и подсетей) с физическими сетями, используемыми в реальном мире.

Системный администратор, выделивший блок IP-адресов, возможно, администрирует сети, организованные не соответствующим для них образом. Например, имеется глобальная сеть с 150 узлами в трех сетях (в разных городах), соединенных маршрутизатором TCP/IP. У каждой из этих трех сетей 50 узлов. Выделяем сеть класса C 192.168.123.0. (Для примера, на самом деле этот адрес из серии, не размещенной в Интернете.) Это значит, что адреса с 192.168.123.1 по 192.168.123.254 можно использовать для этих 150 узлов.

Два адреса, которые нельзя использовать в данном примере, – 192.168.123.0 и 192.168.123.255, так как двоичные адреса с составляющей узла из одних единиц и нолей недопустимы. Адрес с 0 недопустим, поскольку он используется для определения сети без указания узла. Адрес с числом 255 (в двоичном обозначении адрес узла, состоящий из одних единиц) используется для доставки сообщения на каждый узел сети. Следует просто запомнить, что первый и последний адрес в любой сети и подсети не может быть присвоен отдельному узлу.

Теперь осталось дать IP-адреса 254 узлам. Это несложно, если все 150 компьютеров являются частью одной сети. Однако в данном примере 150 компьютеров работают в трех отдельных физических сетях. Вместо запроса на большее количество адресных блоков для каждой сети сеть разбивается на подсети, что позволяет использовать один блок адресов в нескольких физических сетях.

В данном случае сеть разбивается на четыре подсети с помощью маски подсети, которая увеличивает адрес сети и уменьшает возможный диапазон адресов узлов. Другими словами, мы «одалживаем» несколько разрядов, обычно используемых для адреса узла, и используем их для составляющей сети в адресе. Маска подсети 255.255.255.192 позволяет создать четыре сети с 62 узлами в каждой. Это возможно, поскольку в двоичном обозначении 255.255.255.192 – то же самое, что и 1111111.11111111.1111111.11000000. Первые две цифры последнего октета становятся адресами сети, поэтому появляются дополнительные сети 00000000 (0), 01000000 (64), 10000000 (128) и 11000000 (192). (Некоторые администраторы применяют только две из этих подсетей, используя номер 255.255.255.192 в качестве маски подсети. Для получения дополнительной информации по этому вопросу см. RFC 1878.) В этих четырех сетях последние 6 двоичных цифр можно использовать в качестве адресов узлов.

Использование маски подсети 255.255.255.192 преобразует сеть 192.168.123.0 в четыре сети: 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 и 192.168.123.192. Эти четыре сети будут иметь следующие действующие адреса узлов:

Не забывайте, что двоичные адреса узлов с одними только единицами и нолями недействительны, поэтому нельзя использовать адреса со следующими числами в последнем октете: 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 или 255.

Обратите внимание на следующие два адреса узлов: 192.168.123.71 и 192.168.123.133. Если использовать по умолчанию маску подсети класса C 255.255.255.0, оба адреса будут в сети 192.168.123.0. Однако, если использовать маску подсети 255.255.255.192, они окажутся в разных сетях: 192.168.123.71 – в сети 192.168.123.64, в то время как 192.168.123.133 – в сети 192.168.123.128.

Основные шлюзы

Связь между TCP/IP-компьютером и узлом из другой сети обычно осуществляется через устройство, называемое маршрутизатором. С точки зрения TCP/IP маршрутизатор, указанный на узле, связывающем подсеть узла с другими сетями, называется основным шлюзом. В этом разделе рассказывается, каким образом протокол TCP/IP определяет, отправлять или нет пакеты данных на основной шлюз, чтобы связаться с другим компьютером или устройством в сети.

При попытке установления связи между узлом и другим устройством с помощью протокола TCP/IP узел сопоставляет определенную маску подсети и IP-адрес назначения с маской подсети и своим собственным IP-адресом. В результате этого сопоставления компьютер узнает, для какого из узлов предназначен данный пакет – локального или удаленного.

Если в результате этого процесса назначением является локальный узел, то компьютер просто отправляет пакет в локальную подсеть. Если в результате сопоставления выясняется, что назначением является удаленный узел, компьютер направляет пакет на основной шлюз, определенный в свойствах TCP/IP. Таким образом, именно маршрутизатор отвечает за отправку пакета в правильную подсеть.

Устранение неполадок

Причиной проблем, связанных с протоколом TCP/IP, часто служит неправильная настройка трех основных элементов в TCP/IP-свойствах компьютера. Осознавая влияние ошибок в настройке TCP/IP на функционирование сети, можно решить многие распространенные проблемы протокола TCP/IP.

Неверная маска подсети. Если сеть использует маску подсети, отличную от маски по умолчанию, для своего класса адресов, а у клиента еще настроена маска подсети по умолчанию для класса адресов, связь с соседними сетями будет невозможна, но это не относится к удаленным сетям. Например, если создать четыре подсети (как в примере о подсетях), но использовать неверную маску подсети 255.255.255.0 при настройке протокола TCP/IP, узлы не смогут определить, что некоторые компьютеры находятся в других подсетях. В таком случае пакеты, предназначенные для узлов в различных физических сетях, являющихся частью одного адреса класса C, не будут отправлены на основной шлюз для доставки. Общим признаком этого является ситуация, когда компьютер может взаимодействовать с узлами в своей локальной сети и может связаться со всеми удаленными сетями, кроме тех, что расположены рядом и имеют тот же адрес класса A, B или C. Для устранения данной проблемы укажите верную маску подсети в настройке TCP/IP для этого узла.

Неверный IP-адрес. Если поместить компьютеры с IP-адресами, которые должны быть в отдельных подсетях, вместе в локальную сеть, они не смогут установить связь друг с другом. Они будут пытаться послать друг другу пакеты через маршрутизатор, который не сможет направить эти пакеты соответствующим образом. Признаком данной проблемы является ситуация, когда компьютер может установить связь с узлами в удаленных сетях, но не может взаимодействовать с некоторыми или всеми компьютерами в своей локальной сети. Для устранения данной проблемы убедитесь, что все компьютеры в одной физической сети имеют IP-адреса в одной и той же IP-подсети. Если израсходованы все IP-адреса в отдельном секторе сети, есть другие решения, которые в данной статье не описываются.

Неверный основной шлюз. Компьютер с неверно настроенным основным шлюзом сможет взаимодействовать с узлами в своем собственном сегменте сети, однако не сможет установить связь с узлами в некоторых или во всех удаленных сетях. Если одна физическая сеть имеет более одного маршрутизатора и неверный маршрутизатор настроен в качестве основного шлюза, узел сможет взаимодействовать с некоторыми удаленными сетями, но не со всеми. Эта проблема часто возникает, если в организации один маршрутизатор соединен с внутренней сетью TCP/IP, а другой — с Интернетом.

Технологии DSL и xDSL

2011-05-21T05:32:00.000-07:00

Современный мир созрел для использования технологий DSL. Увеличение потоков ин-формации, передаваемых по сети Интернет компаниями и частными пользователями, а также потребность в организации удаленного доступа к корпоративным сетям, породили потребность в создании недорогих технологий цифровой высокоскоростной передачи данных по самому "узкому" месту цифровой сети - абонентской телефонной линии. Технологии DSL позволяют значительно увеличить скорость передачи данных по медным парам телефонных проводов без необходимости модернизации абонентских телефонных линий. Именно возможность преобра-зования существующих телефонных линий в высокоскоростные каналы передачи данных и яв-ляется главным преимуществом технологий DSL.

Так что же такое технология DSL?
Сокращение DSL расшифровывается как Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия). DSL является достаточно новой технологией, позволяющей значительно расширить по-лосу пропускания старых медных телефонных линий, соединяющих телефонные станции с ин-дивидуальными абонентами. Любой абонент, пользующийся в настоящий момент обычной те-лефонной связью, имеет возможность с помощью технологии DSL значительно увеличить ско-рость своего соединения, например, с сетью Интернет. Следует помнить, что для организации линии DSL используются именно существующие телефонные линии; данная технология тем и хороша, что не требует прокладывания дополнительных телефонных кабелей. В результате вы получаете круглосуточный доступ в сеть Интернет с сохранением нормальной работы обычной телефонной связи. Никто из ваших друзей больше не пожалуется, что часами не может к вам прозвониться. Благодаря многообразию технологий DSL пользователь может выбрать подхо-дящую именно ему скорость передачи данных - от 32 Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. Данные технологии позволяют также использовать обычную телефонную линию для таких широкопо-лосных систем, как видео по запросу или дистанционное обучение. Современные технологии DSL приносят возможность организации высокоскоростного доступа в Интернет в каждый дом или на каждое предприятие среднего и малого бизнеса, превращая обычные телефонные кабели в высокоскоростные цифровые каналы. Причем скорость передачи данных зависит только от качества и протяженности линии, соединяющих пользователя и провайдера. При этом провай-деры обычно дают возможность пользователю самому выбрать скорость передачи, наиболее соответствующую его индивидуальным потребностям.

Как работает DSL
Телефонный аппарат, установленный у вас дома или в офисе, соединяется с оборудова-нием телефонной станции с помощью витой пары медных проводов. Традиционная телефонная связь предназначена для обычных телефонных разговоров с другими абонентами телефонной сети. При этом по сети передаются аналоговые сигналы. Телефонный аппарат воспринимает акустические колебания (являющиеся естественным аналоговым сигналом) и преобразует их в электрический сигнал, амплитуда и частота которого постоянно изменяется. Так как вся работа телефонной сети построена на передаче аналоговых сигналов, проще всего, конечно же, ис-пользовать для передачи информации между абонентами или абонентом и провайдером именно такой метод. Именно поэтому вам пришлось прикупить в дополнение к вашему компьютеру еще и модем, который позволяет демодулировать аналоговый сигнал и превратить его в после-довательность нулей и единиц цифровой информации, воспринимаемой компьютером.

При передаче аналоговых сигналов используется только небольшая часть полосы про-пускания витой пары медных телефонных проводов; при этом максимальная скорость переда-чи, которая может быть достигнута с помощью обычного модема, составляет около 56 Кбит/с. DSL представляет собой технологию, которая исключает необходимость преобразования сиг-нала из аналоговой формы в цифровую форму и наоборот. Цифровые данные передаются на ваш компьютер именно как цифровые данные, что позволяет использовать гораздо более широ-кую полосу частот телефонной линии. При этом существует возможность одновременно ис-пользовать и аналоговую телефонную связь, и цифровую высокоскоростную передачу данных по одной и той же линии, разделяя спектры этих сигналов.

Различные типы технологий DSL и краткое описание их работы
DSL представляет собой набор различных технологий, позволяющих организовать цифровую абонентскую линию. Для того, чтобы понять данные технологии и определить области их практического применения, следует понять, чем эти технологии различаются. Прежде всего, всегда следует держать в уме соотношение между расстоянием, на которое передается сигнал, и скоростью передачи данных, а также разницу в скоростях передачи "нисходящего" (от сети к пользователю) и "восходящего" (от пользователя в сеть) потока данных.
DSL объединяет под своей крышей следующие технологии.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия)
Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть. Такая асимметрия, в сочетании с состоянием "постоянно установленного соединения" (когда исклю-чается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной для организации доступа в сеть Интернет, доступа к ло-кальным сетям (ЛВС) и т.п. При организации таких соединений пользователи обычно получают гораздо больший объем информации, чем передают. Технология ADSL обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов. Скорость передачи порядка 6 - 8 Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5 км по про-водам диаметром 0,5 мм.

R-ADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия с адаптаци-ей скорости соединения)
Технология R-ADSL обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и техноло-гия ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоя-нию используемой витой пары проводов. При использовании технологии R-ADSL соединение на разных телефонных линиях будет иметь разную скорость передачи данных. Скорость пере-дачи данных может выбираться при синхронизации линии, во время соединения или по сигна-лу, поступающему от станции.

ADSL Lite ADSL Lite представляет собой низкоскоростной (относительно, конечно же) вариант технологии ADSL, обеспечивающий скорость "нисходящего" потока данных до 1 Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных до 512 Кбит/с. Технология ADSL Lite позво-ляет передавать данные по более длинным линиям, чем ADSL, более проста в установке и име-ет меньшую стоимость, что обеспечивает ее привлекательность для массового пользователя.

IDSL (ISDN Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия IDSN)
Технология IDSL обеспечивает полностью дуплексную передачу данных на скорости до 144 Кбит/с. В отличие от ADSL возможности IDSL ограничиваются только передачей данных. Не-смотря на то, что IDSL также как и ISDN использует модуляцию 2B1Q, между ними имеется ряд отличий. В отличие от ISDN линия IDSL является некоммутируемой линией, не приводя-щей к увеличению нагрузки на коммутационное оборудование провайдера. Также линия IDSL является "постоянно включенной" (как и любая линия, организованная с использованием тех-нологии DSL), в то время как ISDN требует установки соединения.

HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line - высокоскоростная цифровая абонентская линия)
Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи дан-ных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны. Благодаря скорости передачи (1,544 Мбит/с по двум парам проводов и 2,048 Мбит/с по трем парам проводов) телекоммуникационные компании используют технологию HDSL в качестве альтернативы линиям T1/E1. (Линии Т1 используются в Северной Америке и обеспечивают скорость передачи данных 1,544 Мбит/с, а линии Е1 используются в Европе и обеспечивают скорость передачи данных 2,048 Мбит/с.) Хотя расстояние, на которое система HDSL передает данные (а это порядка 3,5 - 4,5 км), меньше, чем при использовании технологии ADSL, для не-дорогого, но эффективного, увеличения длины линии HDSL телефонные компании могут уста-новить специальные повторители. Использование для организации линии HDSL двух или трех витых пар телефонных проводов делает эту систему идеальным решением для соединения УАТС, серверов Интернет, локальных сетей и т.п. Технология HDSL II является логическим результатом развития технологии HDSL. Данная технология обеспечивает характеристики, ана-логичные технологии HDSL, но при этом использует только одну пару проводов.

SDSL (Single Line Digital Subscriber Line - однолинейная цифровая абонентская линия)
Также как и технология HDSL, технология SDSL обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т1/Е1, но при этом технология SDSL имеет два важных отличия. Во-первых, используется только одна витая пара проводов, а во-вторых, максимальное расстояние передачи ограничено 3 км. В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. В опре-деленном смысле технология SDSL является предшественником технологии HDSL II.

VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия)
Технология VDSL является наиболее "быстрой" технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных "нисходящего" потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость пе-редачи данных "восходящего" потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эф-фективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользо-вателя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 метров до 1300 метров. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать дан-ного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Тех-нология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может ис-пользоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п.

Технологии DSL, позволяющие передавать голос, данные и видеосигнал по существую-щей кабельной сети, состоящей из витых пар телефонных проводов, наилучшим образом отра-жают потребность пользователей в высокоскоростных системах передачи.

Во-первых, технологии DSL обеспечивают высокую скорость передачи данных. Различ-ные варианты технологий DSL обеспечивают различную скорость передачи данных, но в лю-бом случае эта скорость гораздо выше скорости самого быстрого аналогового модема.

Во-вторых, технологии DSL оставляют вам возможность пользоваться обычной теле-фонной связью, несмотря на то, что используют для своей работы абонентскую телефонную линию. Используя технологии DSL вам больше не надо беспокоиться о том, что вы не получите вовремя важное известие, или о том, что для обычного телефонного звонка вам прежде потре-буется выйти из сети Интернет.

И, наконец, линия DSL всегда работает. Соединение всегда установлено, и вам больше не надо набирать телефонный номер и ждать установки соединения, каждый раз, когда вы хо-тите подключиться. Не придется больше беспокоиться о том, что в сети произойдет случайное разъединение, и вы потеряете связь именно в тот момент, когда загружаете из сети данные, ко-торые вам просто жизненно необходимы. Электронную почту вы будет получать в момент по-ступления, а не тогда, когда решите ее проверить. В общем, линия будет работать всегда, а вы будете всегда на линии.

Что такое IGMP.

2011-05-21T01:07:00.000-07:00

Довольно часто при настройке сетевого оборудования, встречается фраза IGMP, что же это такое..

IGMP snooping — процесс отслеживания сетевого трафика IGMP, который позволяет сетевым устройствам канального уровня (свитчам) отслеживать IGMP-обмен междупотребителями и поставщиками (маршрутизаторами) многоадресного (multicast) IP-трафика, формально происходящий на более высоком (сетевом) уровне. Эта функциональность доступна во многих управляемых коммутаторах для сети Ethernet (по крайней мере среднего и верхнего ценовых уровней), но всегда требует отдельного включения и настройки.

После включения IGMP snooping коммутатор начинает анализировать все IGMP-пакеты между подключенными к нему компьютерами-потребителями и маршрутизаторами-поставщиками multicast трафика. Обнаружив IGMP-запрос потребителя на подключение к multicast группе, коммутатор включает порт, к которому тот подключён, в список её членов (для ретрансляции группового трафика). И наоборот: услышав запрос 'IGMP Leave' (покинуть), удаляет соответствующий порт из списка группы.

Сеть, предоставляющая услуги групповой передачи данных (например, видео) с использованием IGMP, может иметь следующую базовую архитектуру:

Модель OSI.

2011-05-20T08:08:00.000-07:00

В сети производится множество операций, обеспечивающих передачу данных от компьютера к компьютеру. Пользователя не интересует, как именно это происходит, ему необходим доступ к приложению или компьютерному ресурсу, расположенному в другом компьютере сети. В действительности же вся передаваемая информация проходит много этапов обработки.
Прежде всего, она разбивается на блоки, каждый из которых снабжается управляющей информацией. Полученные блоки оформляются в виде сетевых пакетов, потом эти пакеты кодируются, передаются с помощью электрических или световых сигналов по сети в соответствии с выбранным методом доступа, затем из принятых пакетов вновь восстанавливаются заключенные в них блоки данных, блоки соединяются в данные, которые и становятся доступны другому приложению. Это, конечно, упрощенное описание происходящих процессов.

Часть из указанных процедур реализуется только программно, другая часть – аппаратно, а какие-то операции могут выполняться как программами, так и аппаратурой.
Упорядочить все выполняемые процедуры, разделить их на уровни и подуровни, взаимодействующие между собой, как раз и призваны модели сетей. Эти модели позволяют правильно организовать взаимодействие как абонентам внутри одной сети, так и самым разным сетям на различных уровнях. В настоящее время наибольшее распространение получила так называемая эталонная модель обмена информацией открытой системы OSI (Open System Interchange). Под термином "открытая система" понимается не замкнутая в себе система, имеющая возможность взаимодействия с какими-то другими системами (в отличие от закрытой системы).

Эталонная модель OSI

Модель OSI была предложена Международной организацией стандартов ISO (International Standarts Organization) в 1984 году. С тех пор ее используют (более или менее строго) все производители сетевых продуктов. Как и любая универсальная модель, OSI довольно громоздка, избыточна, и не слишком гибка. Поэтому реальные сетевые средства, предлагаемые различными фирмами, не обязательно придерживаются принятого разделения функций. Однако знакомство с моделью OSI позволяет лучше понять, что же происходит в сети.
Все сетевые функции в модели разделены на 7 уровней (рис. 5.1). При этом вышестоящие уровни выполняют более сложные, глобальные задачи, для чего используют в своих целях нижестоящие уровни, а также управляют ими. Цель нижестоящего уровня – предоставление услуг вышестоящему уровню, причем вышестоящему уровню не важны детали выполнения этих услуг. Нижестоящие уровни выполняют более простые и конкретные функции. В идеале каждый уровень взаимодействует только с теми, которые находятся рядом с ним (выше и ниже него). Верхний уровень соответствует прикладной задаче, работающему в данный момент приложению, нижний – непосредственной передаче сигналов по каналу связи.

Рис. 1. Семь уровней модели OSI

Модель OSI относится не только к локальным сетям, но и к любым сетям связи между компьютерами или другими абонентами. В частности, функции сети Интернет также можно поделить на уровни в соответствии с моделью OSI. Принципиальные отличия локальных сетей от глобальных, с точки зрения модели OSI, наблюдаются только на нижних уровнях модели.
Функции, входящие в показанные на рис. 5.1 уровни, реализуются каждым абонентом сети. При этом каждый уровень на одном абоненте работает так, как будто он имеет прямую связь с соответствующим уровнем другого абонента. Между одноименными уровнями абонентов сети существует виртуальная (логическая) связь, например, между прикладными уровнями взаимодействующих по сети абонентов. Реальную же, физическую связь (кабель, радиоканал) абоненты одной сети имеют только на самом нижнем, первом, физическом уровне. В передающем абоненте информация проходит все уровни, начиная с верхнего и заканчивая нижним. В принимающем абоненте полученная информация совершает обратный путь: от нижнего уровня к верхнему (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Путь информации от абонента к абоненту

Данные, которые необходимо передать по сети, на пути от верхнего (седьмого) уровня до нижнего (первого) проходят процесс инкапсуляции (рис. 4.6). Каждый нижеследующий уровень не только производит обработку данных, приходящих с более высокого уровня, но и снабжает их своим заголовком, а также служебной информацией. Такой процесс обрастания служебной информацией продолжается до последнего (физического) уровня. На физическом уровне вся эта многооболочечная конструкция передается по кабелю приемнику. Там она проделывает обратную процедуру декапсуляции, то есть при передаче на вышестоящий уровень убирается одна из оболочек. Верхнего седьмого уровня достигают уже данные, освобожденные от всех оболочек, то есть от всей служебной информации нижестоящих уровней. При этом каждый уровень принимающего абонента производит обработку данных, полученных с нижеследующего уровня в соответствии с убираемой им служебной информацией.
Если на пути между абонентами в сети включаются некие промежуточные устройства (например, трансиверы, репитеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы), то и они тоже могут выполнять функции, входящие в нижние уровни модели OSI. Чем больше сложность промежуточного устройства, тем больше уровней оно захватывает. Но любое промежуточное устройство должно принимать и возвращать информацию на нижнем, физическом уровне. Все внутренние преобразования данных должны производиться дважды и в противоположных направлениях (рис. 5.3). Промежуточные сетевые устройства в отличие от полноценных абонентов (например, компьютеров) работают только на нижних уровнях и к тому же выполняют двустороннее преобразование.

Рис. 5.3. Включение промежуточных устройств между абонентами сети

Рассмотрим подробнее функции разных уровней.

Прикладной (7) уровень (Application Layer) или уровень приложений обеспечивает услуги, непосредственно поддерживающие приложения пользователя, например, программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службу регистрации на сервере. Этот уровень управляет всеми остальными шестью уровнями. Например, если пользователь работает с электронными таблицами Excel и решает сохранить рабочий файл в своей директории на сетевом файл-сервере, то прикладной уровень обеспечивает перемещение файла с рабочего компьютера на сетевой диск прозрачно для пользователя.
Представительский (6) уровень (Presentation Layer) или уровень представления данных определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, удобную для сети, то есть выполняет функцию переводчика. Здесь же производится шифрование и дешифрирование данных, а при необходимости – и их сжатие. Стандартные форматы существуют для текстовых файлов (ASCII, EBCDIC, HTML), звуковых файлов (MIDI, MPEG, WAV), рисунков (JPEG, GIF, TIFF), видео (AVI). Все преобразования форматов делаются на представительском уровне. Если данные передаются в виде двоичного кода, то преобразования формата не требуется.
Сеансовый (5) уровень (Session Layer) управляет проведением сеансов связи (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает связь). Этот уровень предусматривает три режима установки сеансов: симплексный (передача данных в одном направлении), полудуплексный (передача данных поочередно в двух направлениях) и полнодуплексный (передача данных одновременно в двух направлениях). Сеансовый уровень может также вставлять в поток данных специальные контрольные точки, которые позволяют контролировать процесс передачи при разрыве связи. Этот же уровень распознает логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.
Транспортный (4) уровень (Transport Layer) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, а также в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных из пакетов. Доставка пакетов возможна как с установлением соединения (виртуального канала), так и без. Транспортный уровень является пограничным и связующим между верхними тремя, сильно зависящими от приложений, и тремя нижними уровнями, сильно привязанными к конкретной сети.
Сетевой (3) уровень (Network Layer) отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен (логических адресов, например, IP-адресов или IPX-адресов) в физические сетевые MAC-адреса (и обратно). На этом же уровне решается задача выбора маршрута (пути), по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов). На сетевом уровне действуют такие сложные промежуточные сетевые устройства, как маршрутизаторы.
Канальный (2) уровень или уровень управления линией передачи (Data link Layer) отвечает за формирование пакетов (кадров) стандартного для данной сети (Ethernet, Token-Ring, FDDI) вида, включающих начальное и конечное управляющие поля. Здесь же производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи путем подсчета контрольных сумм, и производится повторная пересылка приемнику ошибочных пакетов. Канальный уровень делится на два подуровня: верхний LLC и нижний MAC. На канальном уровне работают такие промежуточные сетевые устройства, как, например, коммутаторы.
Физический (1) уровень (Physical Layer) – это самый нижний уровень модели, который отвечает за кодирование передаваемой информации в уровни сигналов, принятые в используемой среде передачи, и обратное декодирование. Здесь же определяются требования к соединителям, разъемам, электрическому согласованию, заземлению, защите от помех и т.д. На физическом уровне работают такие сетевые устройства, как трансиверы, репитеры и репитерные концентраторы.

Большинство функций двух нижних уровней модели (1 и 2) обычно реализуются аппаратно (часть функций уровня 2 – программным драйвером сетевого адаптера). Именно на этих уровнях определяется скорость передачи и топология сети, метод управления обменом и формат пакета, то есть то, что имеет непосредственное отношение к типу сети, например, Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN. Более высокие уровни, как правило, не работают напрямую с конкретной аппаратурой, хотя уровни 3, 4 и 5 еще могут учитывать ее особенности. Уровни 6 и 7 никак не связаны с аппаратурой, замены одного типа аппаратуры на другой они не замечают.
Как уже отмечалось, в уровне 2 (канальном) нередко выделяют два подуровня (sublayers) LLC и MAC (рис. 5.4):

Верхний подуровень (LLC – Logical Link Control) осуществляет управление логической связью, то есть устанавливает виртуальный канал связи. Строго говоря, эти функции не связаны с конкретным типом сети, но часть из них все же возлагается на аппаратуру сети (сетевой адаптер). Другая часть функций подуровня LLC выполняется программой драйвера сетевого адаптера. Подуровень LLC отвечает за взаимодействие с уровнем 3 (сетевым).
Нижний подуровень (MAC – Media Access Control) обеспечивает непосредственный доступ к среде передачи информации (каналу связи). Он напрямую связан с аппаратурой сети. Именно на подуровне MAC осуществляется взаимодействие с физическим уровнем. Здесь производится контроль состояния сети, повторная передача пакетов заданное число раз при коллизиях, прием пакетов и проверка правильности передачи.

Помимо модели OSI существует также модель IEEE Project 802, принятая в феврале 1980 года (отсюда и число 802 в названии), которую можно рассматривать как модификацию, развитие, уточнение модели OSI. Стандарты, определяемые этой моделью (так называемые 802-спецификации) относятся к нижним двум уровням модели OSI и делятся на двенадцать категорий, каждой из которых присвоен свой номер:

Рис. 5.4. Подуровни LLC и MAC канального уровня

802.1 – объединение сетей с помощью мостов и коммутаторов
802.2 – управление логической связью на подуровне LLC.
802.3 – локальная сеть с методом доступа CSMA/CD и топологией шина (Ethernet).
802.4 – локальная сеть с топологией шина и маркерным доступом (Token-Bus).
802.5 – локальная сеть с топологией кольцо и маркерным доступом (Token-Ring).
802.6 – городская сеть (Metropolitan Area Network, MAN) с расстояниями между абонентами более 5 км.
802.7 – широкополосная технология передачи данных.
802.8 – оптоволоконная технология.
802.9 – интегрированные сети с возможностью передачи речи и данных.
802.10 – безопасность сетей, шифрование данных.
802.11 – беспроводная сеть по радиоканалу (WLAN – Wireless LAN).
802.12 – локальная сеть с централизованным управлением доступом по приоритетам запросов и топологией звезда (100VG-AnyLAN).

Аппаратура локальных сетей

Аппаратура локальных сетей обеспечивает реальную связь между абонентами. Выбор аппаратуры имеет важнейшее значение на этапе проектирования сети, так как стоимость аппаратуры составляет наиболее существенную часть от стоимости сети в целом, а замена аппаратуры связана не только с дополнительными расходами, но зачастую и с трудоемкими работами. К аппаратуре локальных сетей относятся:

кабели для передачи информации;
разъемы для присоединения кабелей;
согласующие терминаторы;
сетевые адаптеры;
репитеры;
трансиверы;
концентраторы;
мосты;
маршрутизаторы;
шлюзы.

О первых трех компонентах сетевой аппаратуры уже говорилось в предыдущих главах. А сейчас следует остановиться на функциях остальных компонентов.
Сетевые адаптеры (они же контроллеры, карты, платы, интерфейсы, NIC – Network Interface Card) – это основная часть аппаратуры локальной сети. Назначение сетевого адаптера – сопряжение компьютера (или другого абонента) с сетью, то есть обеспечение обмена информацией между компьютером и каналом связи в соответствии с принятыми правилами обмена. Именно они реализуют функции двух нижних уровней модели OSI. Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде платы (рис. 5.5), вставляемой в слоты расширения системной магистрали (шины) компьютера (чаще всего PCI, ISA или PC-Card). Плата сетевого адаптера обычно имеет также один или несколько внешних разъемов для подключения к ней кабеля сети.

Рис. 5.5. Плата сетевого адаптера

Например, сетевые адаптеры Ethernet могут выпускаться со следующими наборами разъемов:

TPO – разъем RJ-45 (для кабеля на витых парах по стандарту 10BASE-T).
TPC – разъемы RJ-45 (для кабеля на витых парах 10BASE-T) и BNC (для коаксиального кабеля 10BASE2).
TP – разъем RJ-45 (10BASE-T) и трансиверный разъем AUI.
Combo – разъемы RJ-45 (10BASE-T), BNC (10BASE2), AUI.
Coax – разъемы BNC, AUI.
FL – разъем ST (для оптоволоконного кабеля 10BASE-FL).

Функции сетевого адаптера делятся на магистральные и сетевые. К магистральным относятся те функции, которые осуществляют взаимодействие адаптера с магистралью (системной шиной) компьютера (то есть опознание своего магистрального адреса, пересылка данных в компьютер и из компьютера, выработка сигнала прерывания процессора и т.д.). Сетевые функции обеспечивают общение адаптера с сетью.
К основным сетевым функциям адаптеров относятся:

гальваническая развязка компьютера и кабеля локальной сети (для этого обычно используется передача сигналов через импульсные трансформаторы);
преобразование логических сигналов в сетевые (электрические или световые) и обратно;
кодирование и декодирование сетевых сигналов, то есть прямое и обратное преобразование сетевых кодов передачи информации (например, манчестерский код);
опознание принимаемых пакетов (выбор из всех приходящих пакетов тех, которые адресованы данному абоненту или всем абонентам сети одновременно);
преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и обратное преобразование при приеме;
буферизация передаваемой и принимаемой информации в буферной памяти адаптера;
организация доступа к сети в соответствии с принятым методом управления обменом;
подсчет контрольной суммы пакетов при передаче и приеме.

Типичный алгоритм взаимодействия компьютера с сетевым адаптером выглядит следующим образом.
Если компьютер хочет передать пакет, то он сначала формирует этот пакет в своей памяти, затем пересылает его в буферную память сетевого адаптера и дает команду адаптеру на передачу. Адаптер анализирует текущее состояние сети и при первой же возможности выдает пакет в сеть (выполняет управление доступом к сети). При этом он производит преобразование информации из буферной памяти в последовательный вид для побитной передачи по сети, подсчитывает контрольную сумму, кодирует биты пакета в сетевой код и через узел гальванической развязки выдает пакет в кабель сети. Буферная память в данном случае позволяет освободить компьютер от контроля состояния сети, а также обеспечить требуемый для сети темп выдачи информации.
Если по сети приходит пакет, то сетевой адаптер через узел гальванической развязки принимает биты пакета, производит их декодирование из сетевого кода и сравнивает сетевой адрес приемника из пакета со своим собственным адресом. Адрес сетевого адаптера, как правило, устанавливается производителем адаптера. Если адрес совпадает, то сетевой адаптер записывает пришедший пакет в свою буферную память и сообщает компьютеру (обычно – сигналом аппаратного прерывания) о том, что пришел пакет и его надо читать. Одновременно с записью пакета производится подсчет контрольной суммы, что позволяет к концу приема сделать вывод, имеются ли ошибки в этом пакете. Буферная память в данном случае опять же позволяет освободить компьютер от контроля сети, а также обеспечить высокую степень готовности сетевого адаптера к приему пакетов.
Чаще всего сетевые функции выполняются специальными микросхемами высокой степени интеграции, что дает возможность снизить стоимость адаптера и уменьшить площадь его платы.
Некоторые адаптеры позволяют реализовать функцию удаленной загрузки, то есть поддерживать работу в сети бездисковых компьютеров, загружающих свою операционную систему прямо из сети. Для этого в состав таких адаптеров включается постоянная память с соответствующей программой загрузки. Правда, не все сетевые программные средства поддерживают данный режим работы.
Сетевой адаптер выполняет функции первого и второго уровней модели OSI (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Функции сетевого адаптера в модели OSI

Все остальные аппаратные средства локальных сетей (кроме адаптеров) имеют вспомогательный характер, и без них часто можно обойтись. Это сетевые промежуточные устройства.
Трансиверы или приемопередатчики (от английского TRANsmitter + reCEIVER) служат для передачи информации между адаптером и кабелем сети или между двумя сегментами (частями) сети. Трансиверы усиливают сигналы, преобразуют их уровни или преобразуют сигналы в другую форму (например, из электрической в световую и обратно). Трансиверами также часто называют встроенные в адаптер приемопередатчики.
Репитеры или повторители (repeater) выполняют более простую функцию, чем трансиверы. Они не преобразуют ни уровни сигналов, ни их физическую природу, а только восстанавливают ослабленные сигналы (их амплитуду и форму), приводя их к исходному виду. Цель такой ретрансляции сигналов состоит исключительно в увеличении длины сети (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Соединение репитером двух сегментов сети

Однако часто репитеры выполняют и некоторые другие, вспомогательные функции, например, гальваническую развязку соединяемых сегментов и оконечное согласование. Репитеры так же как трансиверы не производят никакой информационной обработки проходящих через них сигналов.

Рис. 5.8. Структура репитерного концентратора

Концентраторы (хабы, hub), как следует из их названия, служат для объединения в сеть нескольких сегментов. Концентраторы (или репитерные концентраторы) представляют собой несколько собранных в едином конструктиве репитеров, они выполняют те же функции, что и репитеры (рис. 5.8).
Преимущество подобных концентраторов по сравнению с отдельными репитерами в том, что все точки подключения собраны в одном месте, это упрощает реконфигурацию сети, контроль и поиск неисправностей. К тому же все репитеры в данном случае питаются от единого качественного источника питания.
Концентраторы иногда вмешиваются в обмен, помогая устранять некоторые явные ошибки обмена. В любом случае они работают на первом уровне модели OSI, так как имеют дело только с физическими сигналами, с битами пакета и не анализируют содержимое пакета, рассматривая пакет как единое целое (рис. 5.9). На первом же уровне работают и трансиверы, и репитеры.

Рис. 5.9. Функции концентраторов, репитеров и трансиверов в модели OSI

Выпускаются также совсем простые концентраторы, которые соединяют сегменты сети без восстановления формы сигналов. Они не увеличивают длину сети.
Коммутаторы (свичи, коммутирующие концентраторы, switch), как и концентраторы, служат для соединения сегментов в сеть. Они также выполняют более сложные функции, производя сортировку поступающих на них пакетов.
Коммутаторы передают из одного сегмента сети в другой не все поступающие на них пакеты, а только те, которые адресованы компьютерам из другого сегмента. Пакеты, передаваемые между абонентами одного сегмента, через коммутатор не проходят. При этом сам пакет коммутатором не принимается, а только пересылается. Интенсивность обмена в сети снижается вследствие разделения нагрузки, поскольку каждый сегмент работает не только со своими пакетами, но и с пакетами, пришедшими из других сегментов.
Коммутатор работает на втором уровне модели OSI (подуровень MAC), так как анализирует МАС-адреса внутри пакета (рис. 5.10). Естественно, он выполняет и функции первого уровня.

Рис. 5.10. Функции коммутаторов в модели OSI

В последнее время объем выпуска коммутаторов сильно вырос, цена на них упала, поэтому коммутаторы постепенно вытесняют концентраторы.
Мосты (bridge), маршрутизаторы (router) и шлюзы (gateway) служат для объединения в одну сеть несколько разнородных сетей с разными протоколами обмена нижнего уровня, в частности, с разными форматами пакетов, методами кодирования, скоростью передачи и т.д. В результате их применения сложная и неоднородная сеть, содержащая в себе различные сегменты, с точки зрения пользователя выглядит самой обычной сетью. Обеспечивается прозрачность сети для протоколов высокого уровня. Все они гораздо дороже, чем концентраторы, так как от них требуется довольно сложная обработка информации. Реализуются они обычно на базе компьютеров, подключенных к сети с помощью сетевых адаптеров. По сути, они представляют собой специализированные абоненты (узлы) сети.
Мосты – наиболее простые устройства, служащие для объединения сетей с разными стандартами обмена, например, Ethernet и Arcnet, или нескольких сегментов (частей) одной и той же сети, например, Ethernet (рис. 5.11). В последнем случае мост, как и коммутатор, только разделяет нагрузку сегментов, повышая тем самым производительность сети в целом. В отличие от коммутаторов мосты принимают поступающие пакеты целиком и в случае необходимости производят их простейшую обработку. Мосты, как и коммутаторы, работают на втором уровне модели OSI (рис. 5.10), но в отличие от них могут захватывать также и верхний подуровень LLC второго уровня (для связи разнородных сетей). В последнее время мосты быстро вытесняются коммутаторами, которые становятся более функциональными.

Рис. 5.11. Включение моста

Маршрутизаторы осуществляют выбор оптимального маршрута для каждого пакета с целью избежания чрезмерной нагрузки отдельных участков сети и обхода поврежденных участков. Они применяются, как правило, в сложных разветвленных сетях, имеющих несколько маршрутов между отдельными абонентами. Маршрутизаторы не преобразуют протоколы нижних уровней, поэтому они соединяют только сегменты одноименных сетей.
Маршрутизаторы работают на третьем уровне модели OSI, так как они анализируют не только MAC-адреса пакета, но и IP-адреса, то есть более глубоко проникают в инкапсулированный пакет (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Функции маршрутизатора в модели OSI

Существуют также гибридные маршрутизаторы (brouter), представляющие собой гибрид моста и маршрутизатора. Они выделяют пакеты, которым нужна маршрутизация и обрабатывают их как маршрутизатор, а для остальных пакетов служат обычным мостом.
Шлюзы – это устройства для соединения сетей с сильно отличающимися протоколами, например, для соединения локальных сетей с большими компьютерами или с глобальными сетями. Это самые дорогие и редко применяемые сетевые устройства. Шлюзы реализуют связь между абонентами на верхних уровнях модели OSI (с четвертого по седьмой). Соответственно, они должны выполнять и все функции нижестоящих уровней.
Подробнее промежуточные сетевые устройства будут рассмотрены в разделах, посвященных конкретным стандартным локальным сетям.

Руководство по TCP/IP для начинающих.

2011-05-20T07:41:00.000-07:00

Большинство из нас знает TCP/IP как «клей», связующий Internet. Но не многие способны дать убедительное описание того, что этот протокол представляет собой и как работает. Итак, что же такое TCP/IP в действительности?

TCP/IP – это средство для обмена информацией между компьютерами, объединенными в сеть. Не имеет значения, составляют ли они часть одной и той же сети или подключены к отдельным сетям. Не играет роли и то, что один из них может быть компьютером Cray, а другой Macintosh. TCP/IP – это не зависящий от платформы стандарт, который перекидывает мосты через пропасть, лежащую между разнородными компьютерами, операционными системами и сетями. Это протокол, который глобально управляет Internet, и в значительной мере благодаря сети TCP/IP завоевал свою популярность.

Понимание TCP/IP главным образом подразумевает способность разбираться в наборах таинственных протоколов, которые используются главными компьютерами TCP/IP для обмена информацией. Давайте рассмотрим некоторые из этих протоколов и выясним, что составляет оболочку TCP/IP.

Основы TCP/IP

TCP/IP – это аббревиатура термина Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей/Протокол Internet). В терминологии вычислительных сетей протокол – это заранее согласованный стандарт, который позволяет двум компьютерам обмениваться данными. Фактически TCP/IP не один протокол, а несколько. Именно поэтому вы часто слышите, как его называют набором, или комплектом протоколов, среди которых TCP и IP – два основных.

Программное обеспечение для TCP/IP, на вашем компьютере, представляет собой специфичную для данной платформы реализацию TCP, IP и других членов семейства TCP/IP. Обычно в нем также имеются такие высокоуровневые прикладные программы, как FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачи файлов), которые дают возможность через командную строку управлять обменом файлами по Сети.

TCP/IP – зародился в результате исследований, профинансированных Управлением перспективных научно-исследовательских разработок (Advanced Research Project Agency, ARPA) правительства США в 1970-х годах. Этот протокол был разработан с тем, чтобы вычислительные сети исследовательских центров во всем мире могли быть объединены в форме виртуальной «сети сетей» (internetwork). Первоначальная Internet была создана в результате преобразования существующего конгломерата вычислительных сетей, носивших название ARPAnet, с помощью TCP/IP.

Причина, по которой TCP/IP столь важен сегодня, заключается в том, что он позволяет самостоятельным сетям подключаться к Internet или объединяться для создания частных интрасетей. Вычислительные сети, составляющие интрасеть, физически подключаются через устройства, называемые маршрутизаторами или IP-маршрутизаторами. Маршрутизатор – это компьютер, который передает пакеты данных из одной сети в другую. В интрасети, работающей на основе TCP/IP, информация передается в виде дискретных блоков, называемых IP-пакетами (IP packets) или IP-дейтаграммами (IP datagrams). Благодаря программному обеспечению TCP/IP все компьютеры, подключенные к вычислительной сети, становятся «близкими родственниками». По существу оно скрывает маршрутизаторы и базовую архитектуру сетей и делает так, что все это выглядит как одна большая сеть. Точно так же, как подключения к сети Ethernet распознаются по 48-разрядным идентификаторам Ethernet, подключения к интрасети идентифицируются 32-разрядными IP-адресами, которые мы выражаем в форме десятичных чисел, разделенных точками (например, 128.10.2.3). Взяв IP-адрес удаленного компьютера, компьютер в интрасети или в Internet может отправить данные на него, как будто они составляют часть одной и той же физической сети.

TCP/IP дает решение проблемы данными между двумя компьютерами, подключенными к одной и той же интрасети, но принадлежащими различным физическим сетям. Решение состоит из нескольких частей, причем каждый член семейства протоколов TCP/IP вносит свою лепту в общее дело. IP – самый фундаментальный протокол из комплекта TCP/IP – передает IP-дейтаграммы по интрасети и выполняет важную функцию, называемую маршрутизацией, по сути дела это выбор маршрута, по которому дейтаграмма будет следовать из пункта А в пункт B, и использование маршрутизаторов для «прыжков» между сетями.

TCP – это протокол более высокого уровня, который позволяет прикладным программам, запущенным на различных главных компьютерах сети, обмениваться потоками данных. TCP делит потоки данных на цепочки, которые называются TCP-сегментами, и передает их с помощью IP. В большинстве случаев каждый TCP-сегмент пересылается в одной IP-дейтаграмме. Однако при необходимости TCP будет расщеплять сегменты на несколько IP-дейтаграмм, вмещающихся в физические кадры данных, которые используют для передачи информации между компьютерами в сети. Поскольку IP не гарантирует, что дейтаграммы будут получены в той же самой последовательности, в которой они были посланы, TCP осуществляет повторную «сборку» TCP-сегментов на другом конце маршрута, чтобы образовать непрерывный поток данных. FTP и telnet – это два примера популярных прикладных программ TCP/IP, которые опираются на использование TCP.

Другой важный член комплекта TCP/IP – User Datagram Protocol (UDP, протокол пользовательских дейтаграмм), который похож на TCP, но более примитивен. TCP – «надежный» протокол, потому что он обеспечивает проверку на наличие ошибок и обмен подтверждающими сообщениями чтобы данные достигали своего места назначения заведомо без искажений. UDP – «ненадежный» протокол, ибо не гарантирует, что дейтаграммы будут приходить в том порядке, в котором были посланы, и даже того, что они придут вообще. Если надежность – желательное условие, для его реализации потребуется программное обеспечение. Но UDP по-прежнему занимает свое место в мире TCP/IP, и испльзуется во многих программах. Прикладная программа SNMP (Simple Network Management Protocol, простой протокол управления сетями), реализуемый во многих воплощениях TCP/IP, – это один из примеров программ UDP.

Другие TCP/IP протоколы играют менее заметные, но в равной степени важные роли в работе сетей TCP/IP. Например, протокол определения адресов (Address Resolution Protocol, ARP) ппреобразует IP-адреса в физические сетевые адреса, такие, как идентификаторы Ethernet. Родственный протокол – протокол обратного преобразования адресов (Reverse Address Resolution Protocol, RARP) – выполняет обеспечивает обратное действие, преобразуя физические сетевые адреса в IP-адреса. Протокол управления сообщениями Internet (Internet Control Message Protocol, ICMP) представляет собой протокол сопровождения, который использует IP для обмена управляющей информацией и контроля над ошибками, относящимися к передаче пакетов IP. Например, если маршрутизатор не может передать IP-дейтаграмму, он использует ICMP, с тем чтобы информировать отправителя, что возникла проблема. Краткое описание некоторых других протоколов, которые «прячутся под зонтиком» TCP/IP, приведено во врезке.

Краткое описание протоколов семейства TCP/IP с расшифровкой аббревиатур
ARP (Address Resolution Protocol, протокол определения адресов): конвертирует 32-разрядные IP-адреса в физические адреса вычислительной сети, например, в 48-разрядные адреса Ethernet.FTP (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов):позволяет передавать файлы с одного компьютера на другой с использованием TCP-соединений. В родственном ему, но менее распространенном протоколе передачи файлов – Trivial File Transfer Protocol (TFTP) – для пересылки файлов применяется UDP, а не TCP.
ICMP (Internet Control Message Protocol, протокол управляющих сообщений Internet): позволяет IP-маршрутизаторам посылать сообщения об ошибках и управляющую информацию другим IP-маршрутизаторам и главным компьютерам сети. ICMP-сообщения «путешествуют» в виде полей данных IP-дейтаграмм и обязательно должны реализовываться во всех вариантах IP.
IGMP (Internet Group Management Protocol, протокол управления группами Internet): позволяет IP-дейтаграммам распространяться в циркулярном режиме (multicast) среди компьютеров, которые принадлежат к соответствующим группам.
IP (Internet Protocol, протокол Internet): низкоуровневый протокол, который направляет пакеты данных по отдельным сетям, связанным вместе с помощью маршрутизаторов для формирования Internet или интрасети. Данные «путешествуют» в форме пакетов, называемых IP-дейтаграммами.
RARP (Reverse Address Resolution Protocol, протокол обратного преобразования адресов): преобразует физические сетевые адреса в IP-адреса.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, простой протокол обмена электронной почтой): определяет формат сообщений, которые SMTP-клиент, работающий на одном компьютере, может использовать для пересылки электронной почты на SMTP-сервер, запущенный на другом компьютере.
TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей): протокол ориентирован на работу с подключениями и передает данные в виде потоков байтов. Данные пересылаются пакетами – TCP-сегментами, – которые состоят из заголовков TCP и данных. TCP – «надежный» протокол, потому что в нем используются контрольные суммы для проверки целостности данных и отправка подтверждений, чтобы гарантировать, что переданные данные приняты без искажений.
UDP (User Datagram Protocol, протокол пользовательских дейтаграмм):протокол, не зависящий от подключений, который передает данные пакетами, называемыми UDP-дейтаграммами. UDP – «ненадежный» протокол, поскольку отправитель не получает информацию, показывающую, была ли в действительности принята дейтаграмма.

Архитектура TCP/IP

Проектировщики вычислительных сетей часто используют семиуровневую модель ISO/OSI (International Standards Organization/Open Systems Interconnect, Международная организация по стандартизации/ Взаимодействие открытых систем), которая описывает архитектуру сетей. Каждый уровень в этой модели соответствует одному уровню функциональных возможностей сети. В самом основании располагается физический уровень, представляющий физическую среду, по которой «путешествуют» данные, – другими словами, кабельную систему вычислительной сети. Над ним имеется канальный уровень, или уровень звена данных, функционирование которого обеспечивается сетевыми интерфейсными платами. На самом верху размещается уровень прикладных программ, где работают программы, использующие служебные функции сетей.

На рисунке показано, как TCP/IP согласуется с моделью ISO/OSI. Этот рисунок также иллюстрирует уровневое строение TCP/IP и показывает взаимосвязи между основными протоколами. При переносе блока данных из сетевой прикладной программы в плату сетевого адаптера он последовательно проходит через ряд модулей TCP/IP. При этом на каждом шаге он доукомплектовывается информацией, необходимой для эквивалентного модуля TCP/IP на другом конце цепочки. К тому моменту, когда данные попадают в сетевую плату, они представляют собой стандартный кадр Ethernet, если предположить, что сеть основана именно на этом интерфейсе. Программное обеспечение TCP/IP на приемном конце воссоздает исходные данные для принимающей программы путем захвата кадра Ethernet и прохождения его в обратном порядке по набору модулей TCP/IP. (Один из наилучших способов разобраться во внутреннем устройстве TCP/IP стоит в использовании программы-»шпиона», чтобы найти внутри кадров, «пролетающих» по сети, информацию, добавленную различными модулями TCP/IP.)

Уровни сетей и протоколы TCP/IP

              ISO/OSI                             TCP/IP
    _____________________________      __________________________
   | Уровень прикладных программ |    |                          |
   |_____________________________|    |  _________    _________  |
    _____________________________     | |Сетевая  |  |Сетевая  | | Уровень
   |    Уровень представления    |    | |программа|  |программа| | прикладных
   |_____________________________|    | |_________|  |_________| | программ
    _____________________________     |                          |
   |       Уровень сеанса        |    |                          |
   |_____________________________|    |__________________________|
                                            |             |
    _____________________________      _____|_____________|______
   |    Транспортный уровень     |    |    TCP           UDP     | Транспортный
   |_____________________________|    |_____|_____________|______| уровень
                                            |             |
    _____________________________      _____|_____________|______
   |       Сетевой уровень       |    |     |             |      | Сетевой
   |_____________________________|    |      ----> IP <---       | уровень
                                      |__________________________|
                                               _________
    _____________________________      _______| Сетевая |________
   |    Уровень звена данных     |    | ARP<->| плата   |<->RARP | Уровень
   |_____________________________|    |_______|_________|________| звена
                                                   |               данных
    _____________________________                  |
   |    Физический уровень       |    _____________|______________ Физический
   |_____________________________|      Кабельные соединения сети  уровень

В левой части этой диаграммы показаны уровни модели ISO/OSI. Правая часть диаграммы иллюстрирует корреляцию TCP/IP с этой моделью.

Для иллюстрации роли, которую TCP/IP играет в вычислительных сетях в реальном мире, рассмотрим, что происходит, когда Web-браузер использует HTTP (HyperText Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста) для извлечения страницы HTML-данных из Web-сервера, подключенного к Internet. Для формирования виртуального подключения к серверу браузер использует абстракцию программного обеспечения высокого уровня, называемую гнездом (socket). А чтобы извлечь страницу Web, он посылает на сервер команду GET HTTP, записывая ее в гнездо. Программное обеспечение гнезда, в свою очередь, применяет TCP для пересылки битов и байтов, составляющих команду GET на Web-сервер. TCP сегментирует данные и передает отдельные сегменты модулю IP, который пересылает сегменты в дейтаграммах на Web-сервер.

Если браузер и сервер работают на компьютерах, подключенных к различным физическим сетям (как это обычно бывает), дейтаграммы передаются от сети к сети до тех пор, пока не достигнут той, к которой физически подключен сервер. В конце концов дейтаграммы достигают пункта своего назначения и вновь собираются таким образом, чтобы Web-сервер, который считывает цепочки данных из своего гнезда, получал непрерывный поток данных. Для браузера и сервера данные, записанные в гнездо на одном конце, как по волшебству, «всплывают» на другом конце. Но между этими событиями происходят все виды сложных взаимодействий для создания иллюзии непрерывной передачи данных между вычислительными сетями.

И это практически все, чем занимается TCP/IP: превращением множества небольших сетей в одну большую и предоставлением услуг, которые нужны прикладным программам для обмена информацией друг с другом по получающейся в итоге Internet.

Краткое заключение

О TCP/IP можно было бы рассказать много больше, но есть три ключевых момента:

TCP/IP – это набор протоколов, которые позволяют физическим сетям объединяться вместе для образования Internet. TCP/IP соединяет индивидуальные сети для образования виртуальной вычислительной сети, в которой отдельные главные компьютеры идентифицируются не физическими адресами сетей, а IP-адресами.
В TCP/IP используется многоуровневая архитектура, которая четко описывает, за что отвечает каждый протокол. TCP и UDP обеспечивают высокоуровневые служебные функции передачи данных для сетевых программ, и оба опираются на IP при передаче пакетов данных. IP отвечает за маршрутизацию пакетов до их пункта назначения.
Данные, перемещающиеся между двумя прикладными программами, работающими на главных компьютерах Internet, «путешествуют» вверх и вниз по стекам TCP/IP на этих компьютерах. Информация, добавленная модулями TCP/IP на стороне отправителя, «разрезается» соответствующими TCP/IP-модулями на принимающем конце и используется для воссоздания исходных данных.

Команды командной строки. (часть 1)

2011-05-20T07:34:00.000-07:00

Ping

Команда Ping в сновном используется для проверки доступности удалённого ресурса, является одним из основных диагностических средств в сетях TCP/IP.

Это работает следующим образом: отправляются запросы (ICMP Echo-Request) протокола ICMP указанному узлу сети и фиксирует поступающие ответы (ICMP Echo-Reply), то есть сервис посылает специальный эхо-запрос удалённому серверу и ожидает ответ. При получении ответа определяется время потраченное на отсылку и возвращение пакета обратно. Отсутствие пакетов говорит о том, что узел недоступен, либо в фаерволе(FIREWALL) блокирован ICMP Echo-Reply..

Tracert

Команда Tracert используется для определения пути пакета, отправленного удалённому хосту. Помогает определять проблемные места, количество потерь в конкретных узлах.

Формат команды:
tracert [-h значение1] [-w значение2 ] [-d] IP-address или DNS-имя удаленного хоста.
Утилита tracert срабатывает следующим образом: посылается по 3 пробных пакета на каждый хост, через который проходит маршрут до удаленного хоста. Утилита tracert использует параметр time-to-live (TTL) для ограничения времени прохождения пакета по маршруту, на котором каждый хост обнаруживается. TTL - это количество "скачков" или последовательных хостов, через которые разрешается пройти пакету. Стартуя со значения равного 1, TTL возрастает до тех пор пока, либо пакет не достигнет удаленного хоста либо не будет достигнуто максимальное значение "скачков"( 30 по умолчанию).

тема будет продолжена.....