10. компьютерные сети




Скачать 290.01 Kb.
Название10. компьютерные сети
страница1/2
Дата публикации22.07.2013
Размер290.01 Kb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Информатика > Документы
  1   2
10. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Компьютерные сети связывают компьютеры, серверы и другие цифровые устройства и обеспечивают их взаимодействие. Существуют сети компаний, предприятий, зданий, сети квартир и т.п. Это частные сети. Их часто называют локальными вычислительными сетями (ЛВС). Сеть Интернет обеспечивает возможность связи между частными сетями во всем мире. Ее называют глобальной сетью.

Компоненты сетей: оконечные устройства, соединительные устройства, сетевые устройства.

Оконечные устройства - это персональные компьютеры, компьютеры, встроенные в различные технические устройства, - видеокамеры, стиральные машины, системы климат - контроля и т.п., а также серверы, обеспечивающие предоставление услуг пользователям и другие компьютеры. Оконечные устройства в сети называются хостами.

Соединительные устройства - это сетевые адаптеры компьютеров, разъемы и кабели, соединяющие элементы сети, устройства, обеспечивающие беспроводные соединения.

Сетевые устройства – это распределители, коммутаторы и маршрутизаторы, обеспечивающие соединение хостов в сети.

Для изображения схемы сети используются физические и логические схемы. Физическая топология – это схема физического расположения устройств (оконечных, сетевых) и подключение к ним соединительных устройств. Физическая топология, как правило, организована так, что в сети могут быть реализованы несколько разных путей передачи информации между хостами. Логическая топология – описание пути, по которому сигнал передается в сети.

Пользователю в сети доступно много приложений, для работы с которыми разработаны специальные прикладные программы, например, электронная почта (Microsoft Outlook), обозреватель (Microsoft Explorer), передача файлов (Telnet),

Таблица 1. Структура протоколов стека ТСР/IР

Уровни согласно OSI

Протоколы, реализующие уровень

Уровни стека

протоколов

TCP/IP

7 - прикладной

HTTP


FTP


Telnet


SMTP


SNMP


DNS


TFTP



приклад-

­ной


6 – представи-

тельный

5 - сеансовый

4 – транспорт-

ный

TCP

UDP

транс­портный

3 - сетевой

IP (ICMP, ARP, RARP, RIP, OSPF)

межсете­вой

2 - канальный

Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, RPR,

^ SONET/SDH, PPP..

сетевого интерфей­са



1 - физический

сетевые игры и др. Для обеспечения взаимодействия пользователей для каждого приложения необходимо обеспечить взаимодействие прикладных программ хостов. В компьютерных сетях используется стек протоколов TCP/IP. (IP- Internet Protocol, TCP - Transmission Control Protocol). Этот стек протоколов используется в сети Интернет и является реализацией эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI).

Структура стека показана в таб. 1, в левой колонке которой показаны уровни эталонной модели взаимодействия открытых систем. Три верхних уровня модели OSI в стеке протоколов TCP/IP объединены в один– прикладной уровень. Два нижних уровня объединены в один уровень межсетевого интерфейса, несмотря на это в дальнейшем мы будем использовать нумерацию уровней, приведенную в табл. 1, разделяя канальный и физический уровни. В средней колонке табл.1 приведены аббревиатуры протоколов и технологий, которые используются на разных уровнях стека протоколов.

    1. ^ Адресация на сетевом уровне

Взаимодействие хостов в компьютерной сети осуществляется по протоколу IP, который принадлежит к стеку протоколов TCP/IP. Для соединений в сети Интернет и в частных сетях используются IP адреса, однозначно определяющие устройства в сети. Адрес IPv4 содержит 32 байта информации и записывается в виде 4 чисел, разделенных точками. Каждое число – 8-ми разрядное двоичное число (октет), либо 3-х разрядное десятичное число от 0 до 255, либо 2-х разрядное шестнадцатеричное число. Пример адреса.

00001010.01110001.00101100.10001110 – в двоичном коде,

10. 113.44. 142 - в десятеричном коде,

A. 71. 2C. 8E – в шестнадцатеричном коде.

IP адрес состоит из 2-х частей – идентификатора сети и идентификатора хоста. IP адреса подразделяются на классы A, B, C, которые отличаются видом первого октета и длиной адреса сети.

Класс A содержит 0 в старшем разряде первого октета. Длина адреса сети этого класса 8 бит. Число сетей в классе 27 – 2=126, число хостов в сети 224 -2 = 16777214.

У сети класса B в двух старших разрядах первого октета адреса 10, длина адреса сети 16 бит. Число сетей в классе 214 =16384, число хостов в сети 216 -2 = 65534.

У сетей класса C в трех старших разрядах 110, длина адреса сети 24 бита. Число сетей в классе 221 = 2097152, число хостов в сети 28 -2 = 254.

Если в старших разрядах первого октета 1110 или 11110 – это адреса сетей класса D и E. Адреса этих сетей групповые. Их длина 32 бита. Они не используются для адресации хостов. Адреса сетей разных классов приведены в таблице 2.

IP адреса делятся на публичные (глобальные) и частные (локальные). Публичные адреса используются в сети Интернет, частные в локальных сетях (ЛВС). Такое разделение позволяет увеличить адресное пространство. В разных

Таблица 2. Адреса классов сетей

Класс

Адреса и длины адресов сетей

Мини-мальный адрес

Максимальный адрес

1 октет

2октет

3 октет

4 октет

A

0ххххххх.хххххххх.хххххххх.хххххххх

1.0.0.0

127.255.255.255

Адрес се-ти 8 бит

Адрес хоста 24 бита

B

10хххххх.хххххххх.хххххххх.хххххххх

128.0.0.0

191.255.255.255

Адрес сети 8 бит

Адрес хоста 16 бит

C

110ххххх.хххххххх.хххххххх.хххххххх

192.0.0.0

223.255.255.255

Адрес сети 24 бита

Адрес хо-ста 8 бит

D

1110хххх.хххххххх.хххххххх.хххххххх

224.0.0.0

239.255.255.255

Адрес сети 32 бита

E

11110ххх.хххххххх.хххххххх.хххххххх

240.0.0.0

247.255.255.255

Адрес сети 32бита

частных сетях частные адреса хостов могут быть одинаковыми. Публичные адреса уникальные. Поэтому конкретные хосты можно соединять через сеть Интернет. Подключение частных сетей к сети Интернет осуществляется через сетевое устройство с функцией NAT (Network Address Translation). Как правило, это маршрутизатор. Адреса, которые используются в качестве публичных (глобальных), приведены в таблице 3. Для использования в качестве частных (локальных) адресов выделено 3 блока IP адресов. 1 сеть класса A, 16 сетей класса B, 256 сетей класса C. Диапазоны адресов сетей приведены в Табл. 2. Маршрутизаторы сети Интернет не принимают (отбрасывают) пакеты с частными IP адресами.

Таблица 3. Публичные и частные IP адреса

Класс

Публичные IP адреса

Частные IP адреса

A

1.0.0.0 - 9.255.255.255

11.0.0.0 - 126.255.255.255

10.0.0.0 - 10.255.255.255

B

128.0.0.0 -.172.15.255.255

172.32.0.0 - 191.255.255

172.16.0.0 - 172.31.255.255

C

192.0.0.0 - 192.167.255.255

192.167.0.0 - 223.255.255.255

192.168.0.0 - 192.168.255.255

Адрес со старшим октетом 127 – это локальный адрес обратной связи, который используется для тестирования. Такие адреса не могут служить адресами хостов.

Адреса класса B в блоке с 169.254.0.0. по 169.254.255.255 используются как адреса локальной связи в случае отказа. Все публичные адреса уникальны. Контроль за присвоением IP адресов осуществляет IANA (Internet Assign Numbers Authority - Администрация адресного пространства Интернет). В настоящее время все адреса IPv4 выданы.

Для разделения хостов внутри сети используют подсети.

Маска сети (подсети) указывает, какая часть IP адреса определяет адрес сети (подсети), а какая - адрес сетевого устройства. Маска, как и IP адрес, состоит из 32 бит. В маске подсети битам, соответствующим адресу сети (подсети), присваивается 1, а битам, определяющим адрес хоста, присваивается 0. Если адрес устройства умножить побитно на маску, получается адрес сети (подсети). Например, сетевой адрес 172.16.4.2 принадлежит к адресам класса B, у которых длина адреса сети N=16 бит. В двоичном коде он записывается так

10101100.00010000.00000100.00000010, в десятичной форме 172.16.4.2

Маска сети класса B (длина адреса сети N=16 бит) такая

11111111.11111111.00000000.00000000, в десятичной форме 255.255.0.0

Адрес сети получим перемножением рассматриваемого адреса на маску

10101100.00010000.00000000.00000000, в десятичной форме 172.16.0.0

Вместо маски при записи адреса можно использовать префикс – добавить к адресу хоста длину адреса сети (N) через дробь. В рассмотренном примере адрес с префиксом записывается так 172.16.4.2/16.

У сетей класса A по умолчанию маска сети 255.0.0.0 , что соответствует префиксу /8. У сетей класса B маска 255.255.0.0, префикс /16. У сетей класса C маска 255.255.255.0, префикс /24.

Вспомним, сетевой адрес хоста состоит из адреса сети (подсети) и адреса хоста в этой сети (подсети). Если адрес сети (подсети) имеет N бит (цифра префикса), а адрес хоста M бит, то M = 32 – N. В рассмотренном примере (сеть класса B) длина адреса хоста равна 32 – 16 = 16 бит. Адрес хоста в сети 4.2. Количество адресов в этой сети 2M = 216 = 65 536. Минимальный адрес в сети 172.16.0.0. Максимальный адрес 172.16.255.255.

В каждой сети (подсети) адрес хоста с минимальным номером (0) присваивается адресу сети, а максимальный адрес используется как адрес широковещательной рассылки. В рассмотренном примере адрес сети 172.16.0.0, а адрес широковещательной рассылки 172.16.255.255.

В сети, рассмотренной в примере, можно организовать 256 подсетей с префиксом N = 24. Адрес того же хоста в одной из этих подсетей 172.16.4.2/24 . Маска у этой подсети

11111111.11111111.11111111.00000000, в десятичной форме 255.255.255.0

После перемножения ее на адрес получим адрес подсети.

10101100.00010000.00000100.00000000, в десятичной форме 172.16.4.0. Адрес хоста в этой подсети содержит M = 32 – 24 = 8 бит и записывается 2. Количество адресов в этой подсети 2M = 28 = 256. Адрес подсети 172.16.4.0, адрес широковещательной рассылки 172.16.4.255. Максимальное число хостов в сети 28 – 2 =254 (число адресов в сети минус 2 адреса: адрес подсети и адрес широковещательной рассылки).

В сети (подсети) с префиксом /24 можно организовать 4 подсети с префиксом /26 при N = 26 получим M = 32 - 26 = 6. Максимальное число хостов в каждой такой подсети 2M – 2 = 62. Адреса этих подсетей запишем для адреса 192.168.14.102/26. Адрес входит в диапазон сетей класса C – префикс /24. В двоичном коде он записывается

11000000.10101000.00001110.01100110, Маска подсети

11111111.11111111.11111111.11000000, в десятичной форме 255.255.255.192. перемножая адрес на маску получим адрес подсети

11000000.10101000.00001110.01000000, в десятичной форме 192.168.14.64. Адреса еще 3 подсетей этой сети отличаются на 64

11000000.10101000.00001110.00000000, в десятичной форме 192.168.14.0.

11000000.10101000.00001110.10000000, в десятичной форме 192.168.14.128.

11000000.10101000.00001110.11000000, в десятичной форме 192.168.14.192.

Широковещательный адрес подсети

11000000.10101000.00001110. 01111111, в десятичной форме 192.168.14.127.

    1. Адресация на транспортном уровне

Рассмотренная выше IP адресация используется на третьем, межсетевом уровне и обеспечивает возможность соединения между хостами на основе протокола IP (Internet Protocol). Четвертый (транспортный) уровень обеспечивает взаимодействие протоколов прикладного уровня соединяемых хостов и имеет свою адресацию. На этом уровне хост представляет собой совокупность портов, по которым могут быть направлены пакеты, пришедшие с межсетевого уровня. Каждый порт имеет адрес и обслуживает конкретный протокол прикладного уровня. Для записи адреса выделено 16 бит, поэтому может быть использовано 216 = 65 536 портов. Назначение портов от 0 до 1023 приписано конкретным основным протоколам прикладного уровня международной организацией IANA. В частности, порт 80 закреплен за протоколом HTTP, а порт 23 за протоколом Telnet. Порты с 1024 по 49151 используются для специальных приложений разных производителей, Порты с 49152 по 65535 динамически выделяются на время конкретного сеанса. На транспортном уровне данные протоколов прикладного уровня упаковываются в пакеты транспортного уровня и дополняются заголовком транспортного уровня, в котором записывается номер порта источника и номер порта назначения. Этот заголовок вскрывается на транспортном уровне хоста – получателя информации. По номеру порта хост определяет принадлежность пакета и направляет его конкретному приложению прикладного уровня. Таким образом обеспечивается взаимодействие прикладных протоколов хоста отправителя и хоста получателя. Примеры протоколов прикладного уровня с номерами портов приведены в табл. 4. Совокупность IP адреса и порта называется Сокет. Сокет – уникальный идентификатор приложения конкретного узла в сети – адрес транспортного уровня.

Имеется около сотни протоколов транспортного уровня, которым присвоены номера. Наиболее распространенные протоколы № 6 – TCP (Transmission Control Protocol) и № 17 UDP (User Datagram Protocol). Номер использованного протокола транспортного уровня записывается в заголовок пакета межсетевого уровня. Оба протокола осуществляют мультиплексирование сеансов (компьютер с одним IP адресом может работать с несколькими сеансами одновременно). Преимущество протокола UDP – упрощенный процесс доставки. Обеспечение надежной доставки осуществляет только один из этих протоколов –TCP. Этот протокол выполняет дополнительные функции контроля за доставкой информации.

Таблица 4. Порты, используемые уровнем 4

Десятич-ный но-мер порта

Обозначе-ние порта

Описание протокола прикладного

уровня

TCP или

UDP

0

-

Зарезервировано




20

FTP-data

FTP (данные)

TCP

21

FTP

Протокол пересылки файлов (управление)

TCP

22

SSH

Безопасный вход в систему (Secure SHell)

TCP

23

telnet

Подключение терминала

TCP

25

SMTP

Протокол передачи почтовых сообщений

TCP

49

login

Протокол входа в ЭВМ (TACACS Login

Host protocol)

TCP/ UDP

53

Domain

Сервер имен доменов (DNS - Domain

Name System)

TCP/ UDP

69

TFTP

Упрощенная пересылка файлов

UDP

80

WWW-HTTP

World Wide Web HTTP

TCP

101

Hostname

Сервер имен ЭВМ для сетевого информационного центра

TCP

110

POP3

Почтовый протокол РОРЗ

TCP

123

NTP

Сетевой протокол синхрониза­ции

UDP

179

BGP

Динамический протокол внешней маршрутизации (Border Gateway Protocol)

TCP

5060

SIP

Протокол инициации сеансов

TCP/ UDP
  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

10. компьютерные сети iconМетодические указания к заданиям для лабораторных работ по дисциплине...
Содержание и значение самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины «Компьютерные сети и телекоммуникации» 5

10. компьютерные сети iconМетодические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине...
Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Компьютерные сети: локальные, глобальные, корпоративные» (для...

10. компьютерные сети iconМетодические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине...
Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Компьютерные сети: локальные, глобальные, корпоративные» (для...

10. компьютерные сети iconОлифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии,...
Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2-е изд. – Спб: Питер, 2004. –...

10. компьютерные сети icon2. Программа-сервер. Она устанавливается на компьютере-сервере
В зависимости от территории, охватываемой сетью, компьютерные сети подразделяются на три основных класса

10. компьютерные сети iconКомпьютерные сети: архитектура, аппаратура, протоколы
Компьютерная (вычислительная) сеть (Computer Network) – это множество компьютеров, соединенных линиями связи и работающих под управлением...

10. компьютерные сети iconКадырова Мадина Турсуновна магистрант Академии Экономики и Права
Интернет – это объединенные между собой компьютерные сети, глобальная мировая система передачи информации с помощью информационно-вычислительных...

10. компьютерные сети icon«Компьютерные сети»
Компьютерная сеть – система распределенных на территории аппаратных, программных и информационных ресурсов (средств ввода-вывода,...

10. компьютерные сети iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального...
Данная методическая разработка представляет собой задания и методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине “Компьютерные...

10. компьютерные сети iconКомпьютерные сети. Локальная компьютерная сеть
Локальная компьютерная сеть–группа из нескольких компьютеров соединенных между собой посредством кабелей

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов