Технические средства

Тема урока

Технология сети Ethernet

Цель урока

• Сформировать навыки работы протоколами в сети

Ключевые слова

• IP
• Физический адрес
• Мас-адрес

В иерархической конструкции есть три базовых уровня:

• уровень доступа – соединяет узлы в локальной сети Ethernet;
• уровень распределения – соединяет небольшие локальные сети;
• центральный уровень – высокоскоростное соединение между устройствами уровня распределения.

Физическая адресация

Каждому подключенному к Ethernet узлу присваивается физический адрес, который служит идентификатором. Он называется адресом управления доступом к среде (MAC-адресом).

Мас-адрес

Мас-адрес это уникальный идентификатор данного устройства в сети

Запишем определения

• В Ip-адресе записываются адрес сети, и хоста.
• Для того чтобы понять что где находится –необходима Маска подсети.
• Хост-это любое сетевое устройство, например: компьютер, ip камера и.тд
• Маска подсети- определяет количество

IP адресов в сети.

Маршрут сети- указывает системе путь доставки информации к точке назначения

Маршрут -протокол команды route print

Логическая адресация

IP-адреса состоят из двух частей. Одна из них является идентификатором локальной сети. Вторая часть IP-адреса является идентификатором конкретного узла.

Структура IP адреса

IP-адрес представляет собой простую серию из 32 двоичных бит (единиц и нулей). Человеку прочесть двоичный IP-адрес очень сложно. Поэтому 32 бита группируются по четыре 8-битных байта, в так называемые октеты.

IP адрес и маска

При настройке IP узлу присваивается не только IP-адрес, но и маска подсети. Как и IP-адрес, маска состоит из 32 бит. Она определяет, какая часть IP-адреса относится к сети, а какая - к узлу. Маска сравнивается с IP-адресом побитно, слева направо. В маске подсети единицы соответствуют сетевой части, а нули – адресу узла.

Классы IP адресов

IP-адреса делятся на 5 классов. К классам A, B и C относятся коммерческие адреса, присваиваемые узлам. Класс D зарезервирован для многоадресных рассылок, а класс E - для экспериментов.

Общие и частные IP адреса

Всем узлам, подключенным непосредственно к Интернету, необходим уникальный глобальный (публичный) IP-адрес. Поскольку количество 32-битных адресов конечно, существует риск, что их не хватит. В качестве одного из решений было предложено зарезервировать некоторое количество частных адресов для использования только внутри организации.

Одноадресная рассылка

Для отправки и приема одноадресного пакета IP-адрес получателя должен находиться в заголовке IP-пакета. Кроме того, в заголовке кадра Ethernet должен быть MAC-адрес получателя. IP-адрес и MAC-адрес – это данные для доставки пакета одному узлу.

Широковещательная рассылка

В пакете широковещательной рассылки содержится IP-адрес получателя, где в отведенной узлу части есть только единицы (1). В сетях Ethernet используется широковещательный MAC-адрес из 48 единиц, который в шестнадцатеричном формате выглядит как FF-FF-FF-FF-FF-FF.

Функции сетевых устройств

Сетевые устройства

Концентраторы (

Коммутаторы

Маршрутизаторы

Концентраторы

Концентратор – это самый простой из видов сетевых устройств, которые устанавливаются на уровне доступа сети Ethernet. На концентраторах есть несколько портов для подключения узлов к сети.

Для отправки и получения сообщения все порты концентратора Ethernet подключаются к одному и тому же каналу.

Концентратор – устройство с общей полосой пропускания, поскольку все узлы в нем работают на одной полосе одного канала.

Через концентратор Ethernet можно одновременно отправлять только одно сообщение . Возможно, два или более узла, подключенные к одному концентратору, попытаются одновременно отправить сообщение. При этом происходит столкновение электронных сигналов, из которых состоит сообщение – такое событие называется коллизией .

Домен коллизий

Домен коллизий – это группа устройств, которые объединены в единую сеть, с помощью разделяемой среды (устройства в сети «прямой видимости»);

Домен коллизий – это область сети, в которой узел может получить искаженное при столкновении сообщение.

Столкнувшиеся сообщения искажаются. Узлы их прочесть не смогут. Поскольку концентратор не декодирует сообщение, он не обнаруживает, что оно искажено, и повторяет его всем портам.

Внутри этого домена узел, получивший искаженное сообщение, обнаруживает, что произошло столкновение. Каждый отправляющий узел какое-то время ждет и затем пытается снова отправить или переправить сообщение.

Чем больше узлов в домене, тем больше вероятность появления коллизии.

Коммутаторы

Коммутаторы соединяют между собой узлы и сегменты LAN-сетей, при этом используют таблицы MAC-адресов для определения узла (сегмента), в который следует направить сообщения (фреймы), этим самым уменьшают объем передаваемых данных и уменьшают вероятность появления коллизии.

Функции коммутаторов

Коммутатор Ethernet используется на уровне доступа и обеспечивает следующие функции.

• Создается таблица коммутатора, которая называется таблицей MAC-адресов, находится список активных портов и адресов подключенных к ним узлов.

• Когда узлы обмениваются сообщениями, коммутатор проверяет, есть ли в таблице MAC-адрес. Если да, коммутатор устанавливает между источником и адресатом временное соединение, которое называется линией.

• Другие узлы, подключенные к коммутатору, работают на разных полосах пропускания канала и не принимают сообщения, адресованные не им.

• Для каждого нового соединения между узлами создается новая линия. Такие линии позволяют устанавливать несколько связей одновременно, без столкновений.

Широковещательный домен

Когда узел отправляет широковещательное сообщение, концентраторы и коммутаторы его передают всем подключенным к одной локальной сети узлам. Из-за этого локальная сеть иначе называется домен широковещательной рассылки .

Если к одному и тому же домену подключается слишком много узлов, объем широковещательного трафика становится недопустимо большим.

Для повышения эффективности часто приходится делить одну локальную сеть, или широковещательный домен, на несколько сетей.

Маршрутизатор

Маршрутизатор – это сетевое устройство, связывающее локальные сети. На уровне распределения они направляют трафик и выполняют другие важные для эффективной работы сети функции. Как и коммутаторы, маршрутизаторы могут декодировать и читать полученные сообщения. В отличие от коммутаторов, которые декодируют только кадры с MAC-адресом, маршрутизаторы декодируют пакеты, находящиеся внутри кадра.

В пакете содержатся IP-адреса отправителя и получателя и данные пересылаемого сообщения. Маршрутизатор считывает сетевую часть IP-адреса получателя и с ее помощью определяет, по какой из подключенных сетей необходимо переслать сообщение адресату.

Функции маршрутизаторов

Каждый порт, или интерфейс, маршрутизатора связан со своей локальной сетью. У каждого маршрутизатора есть таблица локально подключенных сетей и их интерфейсов. Кроме того, в этих таблицах маршрутизации бывает информация о маршрутах, или путях для подключения к другим локально подключенным удаленным сетям.

Приняв кадр, маршрутизатор декодирует его и получает пакет с IP-адресом получателя. Этот адрес он сравнивает с данными всех сетей из таблицы маршрутизации. Если адрес сети получателя есть в таблице, маршрутизатор инкапсулирует пакет в новый кадр и отправляет.

Этот новый кадр направляется в сеть получателя через интерфейс, относящийся к выбранному пути. Процесс перенаправления пакетов в сеть получателя называется маршрутизацией.

Маршрутизатор

Маршрутизация

Прохождение потока данных по маршрутизируемой сети.

Программы и команды

Программа:

• PuTTY — популярная программа для работы с сетевыми протоколами SSH и Telnet, SCP и SFTP, утилита для генерации RSA и DSA ключей, и многое другое. PuTTY работает как под Windows, так и под Linux. PuTTY является бесплатным приложением с открытым исходным кодом.

Команды:

• ping, telnet, ifconfig, ipconfig, tracert, ssh;

• и другие программы, команды и протоколы