Технологии сетей
презентация к уроку

Слайд 1

Технологии сетей Принципы пакетной передачи данных. Понятие сетевой модели. Сетевая модель OSI ; задачи и функции по уровням модели OSI . Базовые технологии локальных сетей: Ethernet , Token Ring . Методы и этапы доступа к среде передачи данных. Возникновение коллизии. Стандарты IEEE 802.x. Технологии Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.

Слайд 2

Под коммутацией в сетях передачи данных понимается совокупность операций, обеспечивающих в узлах коммутации передачу информации между входными и выходными устройствами в соответствии с указанным адресом.

Слайд 3

При коммутации пакетов (КП) передаваемое сообщение разбивается на меньшие части, называемые пакетами, каждый из которых имеет установленную максимальную длину. Пакеты снабжаются служебной информацией, необходимой для доставки пакета, и передаются по сети.

Слайд 4

Каждый пакет снабжается следующей служебной информацией (заголовком): коды начала и окончания пакета, адреса отправителя и получателя, номер пакета в сообщении, информация для контроля достоверности передаваемых данных в промежуточных узлах связи и в пункте назначения.

Слайд 5

Для взаимодействия между устройствами в сети используется универсальный приём разделения основной задачи на более простые – модули. Для каждого модуля определены функции и способ взаимодействия между собой. В результате получается многоуровневый способ решения задачи. Всё множество модулей образует уровни, которые представляются иерархической структурой.

Слайд 6

Каждый уровень должен обрабатывать: 1) свой собственный протокол; 2) интерфейс с соседними уровнями.

Слайд 7

Сетевая модель — теоретическое описание принципов работы набора сетевых протоколов, взаимодействующих друг с другом. Модель обычно делится на уровни, так, чтобы протоколы вышестоящего уровня использовали бы протоколы нижестоящего уровня. Модели бывают: практические теоретические

Слайд 8

Сетевая модель OSI OSI – Open System Interconnection В ней обмен информацией можно представить в виде стека. Стек модели OSI представляет собой спецификации протоколов, т.е. формальных описаний аппаратных и программных компонентов, способов их функционирования и взаимодействия, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.

Слайд 9

Уровни моделей OSI № уровня Наименование Содержание 7 Уровень приложений Предоставление услуг на уровне конечного пользователя: почта, теледоступ и прочее 6 Уровень представления данных Интерпретация и сжатие данных 5 Уровень сессии (сеансовый) Идентификация и проверка полномочий 4 Транспортный уровень Обеспечение корректной сквозной пересылки данных 3 Сетевой уровень Маршрутизация и ведение учета 2 Канальный уровень Передача и прием пакетов, определение аппаратных адресов 1 Физический уровень Собственно кабель или физический носитель

Слайд 10

Физический уровень Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Механические и электрические свойства среды передачи определяются на физическом уровне включают: Тип кабелей и разъемов Разводку контактов в разъемах Схему кодирования сигналов для значений 0 и 1

Слайд 11

Канальный уровень Канальный уровень обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи пакетов.

Слайд 12

Сетевой уровень Сетевой уровень отвечает за деление пользователей на группы. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса.

Слайд 13

Транспортный уровень Транспортный уровень делит потоки информации на достаточно малые фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень.

Слайд 14

Уровень сессии (сеансовый) Сеансовый уровень отвечает за организацию сеансов обмена данными между оконечными машинами. Протоколы сеансового уровня обычно являются составной частью функций трех верхних уровней модели.

Слайд 15

Уровень представления данных Уровень представления отвечает за возможность диалога между приложениями на разных машинах. Этот уровень обеспечивает преобразование данных (кодирование, компрессия и т.п.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня.

Слайд 16

Уровень приложений Прикладной уровень отвечает за доступ приложений в сеть. Задачами этого уровня является перенос файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью.

Слайд 17

Архитектуры или технологии локальных сетей можно разделить на два поколения: К первому поколению относятся архитектуры, обеспечивающие низкую и среднюю скорость передачи информации: Ethernet 10 Мбит/с), Token Ring(16Мбит/с). Для передачи данных эти технологии используют кабели с медной жилой. Ко второму поколению технологий относятся современные высокоскоростные архитектуры: FDDI (100 Мбит/с), АТМ (155 Мбит/с) и модернизированные версии архитектур первого поколения (Ethernet): Fast Ethernet (100 Мбит/с) и Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с).

Слайд 18

Сетевая технология – это минимальный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения вычислительной сети. Сетевые технологии называют базовыми технологиями.

Слайд 19

Методы доступа к сети Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов). Перед началом передачи каждая рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу данных. Реально конфликты приводят к снижению быстродействия сети только в том случае, когда работают 80–100 станций.

Слайд 20

Технология Ethernet сейчас наиболее популярна в мире. В классической сети Ethernet применяется стандартный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако все большее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары, так как монтаж и обслуживание их гораздо проще. Применяются топологии типа “шина” и типа “пассивная звезда”.

Слайд 21

Методы доступа к сети Сети Token Ring, так же как и сети Ethernet, характеризует разделяемая среда передачи данных, которая в данном случае состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему требуется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке.

Слайд 22

Этапы доступа к среде Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Чтобы получить возможность передавать кадр, станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна.

Слайд 23

Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные, передает их вверх по своему стеку, а затем посылает по кабелю кадр-ответ. После окончания передачи кадра все узлы сети обязаны выдержать технологическую паузу. Эта пауза, называемая также межкадровым интервалом, нужна для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние, а также для предотвращения монопольного захвата среды одной станцией.

Слайд 24

Возникновение коллизий При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Механизм прослушивания среды и пауза между кадрами не гарантируют защиты от возникновения такой ситуации, когда две или более станции одновременно решают, что среда свободна, и начинают передавать свои кадры - при этом происходит коллизия (collision).

Слайд 25

Коллизия — это нормальная ситуация в работе сетей Ethernet. Для возникновения коллизии не обязательно, чтобы несколько станций начали передачу абсолютно одновременно, такая ситуация маловероятна.

Слайд 26

Технология Fast Ethernet Технология fast ethernet является дополнительной главой в данном стандарте, можно сказать дополнительным разделом с номером 802.3u. Главным преимуществом технологии fast ethernet перед технологией ethernet является пропускная способность, которая с легкостью может достигать и 100 Мбит в секунду (как мы помним у ethernet скорость была 10 Мбит/с). В технологии fast ethernet так же существует своя классификация различных специализаций.

Слайд 27

Технология fast ethernet, в отличии от ethernet, имеет более замысловатую структуру своего физического уровня , т.е. вместо манчестерского кода кодирования передаваемых данных, применяется биполярный код.

Слайд 28

Недостатки технологии fast ethernet при взаимодействии рабочих станций не происходит качественного их обслуживания невозможность проверки сетевого оборудования и тестирования роботоспособности сети нет приоритетности при принятии трафика (т.е. технологии fast ethernet глубого безразлично смотрим мы видео или читаем статью) маленькие расстояния между персональными компьютерами в сети из-за пресловутого алгоритма доступа CSMA/CD приличные задержки (временные) при передаче данных

Слайд 29

Технология Gigabit Ethernet Технология Gigabit Ethernet представляет собой дальнейшее развитие стандартов 802.3 для сетей Ethernet с пропускной способностью 10 и 100 Мбит/с. Основная цель Gigabit Ethernet состоит в значительном повышении скорости передачи данных с сохранением совместимости с уже установленными сетями на базе Ethernet.

Слайд 30

При разработке этой технологии были поставлены следующие задачи : Достичь скорости передачи 1 Гбит/с. Предусмотреть простое взаимодействие между сетями со скоростями 10, 100 и 1000 Мбит/с. Предоставить поддержку полу- и полнодуплексного режима работы. Поддерживать топологию "звезда". Использовать метод доступа CSMA/CD с поддержкой по крайней мере одного повторителя в домене коллизий.

Слайд 31

Поддерживать спецификации ANSI Fibre Channel FC-1 и FC-0 ( оптоволоконный кабель ) и, если возможно, медный кабель. Предоставить семейство спецификаций физического уровня, которые поддерживали бы канал длиною не менее : 500 метров на многомодовом оптоволоконном кабеле; 25 метров на медном проводе; 3000 метров на одномодовом оптоволоконном кабеле. Определить методы контроля потока.

Слайд 32

К недостаткам технологии Gigabit Ethernet можно отнести отсутствие встроенного механизма поддержки качества обслуживания. Как и её предшественники, технология предполагает конкуренцию за доступ к среде передачи без какой-либо гарантии качества обслуживания.