Будова та принципи комп’ютерних мереж
1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
Бердичівський політехнічний коледж
Контрольна робота
з дисципліни “Комп’ютерні мережі”
(варіант №21)
Виконав:
студент групи Пзс-505
Сушицький Віталій Вікторович
Перевірив:
викладач
Козік Вадим Юрієвич
м. Бердичів 2008 р
Зміст
1. Механізми доступу до фізичного середовище передачі даних
2. Типи та класи адрес стеку TCP/IP. Спеціальні адреси стеку TCP/IP
3. Практичне завдання 1
4. Практичне завдання 2
1. Механізми доступу до фізичного середовище передачі даних
В мережах Ethernet використовується метод доступу до середовища передачі даних, що називається методом колективного доступу з упізнанням несучої та виявленням колізій (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection, CSMA/CD). Цей метод використовується виключно в мережах з логічної загальною шиною (до яких відносяться і радіомережі, що породили цей метод). Всі комп’ютери мають безпосередній доступ до зальної шини, тому вона може бути використана для передачі даних між двома будь якими вузлами мережі. Водночас всі комп’ютери мають можливість негайно (з врахуванням затримки розповсюдження сигналу по фізичному середовищу) отримати дані, які будь-який комп’ютер почав передавати в загальну шину.
Етапи доступу до середовища.
Всі дані, що передаються по мережі, поміщаються в кадри певної структури и забезпечуються унікальною адресою станції призначення.
Малюнок 1. Метод доступу CSMA/CD
Для того, щоб розпочати передачу, станція повинна впевнитись, що поділюване середовище вільне. Це досягається прослуховуванням основної гармоніки сигналу, що також зветься несучою частотою (Carrier Sense, CS – упізнання несучої). Ознакою незайнятості середовища є відсутність в ньому несучої частоти, яка при манчестерському способі кодування дорівнює 5-10 МГц, в залежності від послідовності нулів та одиниць, що передаються в цей момент.
Якщо середовище вільне вузол може розпочати передачу кадру. Цей кадр зображено на мал. 1 першим. Вузол 1 визначає, що середовище вільне і розпочинає передачу свого кадру 1. В класичному Ethernet на коаксіальному кабелі сигнали передавача поширюються в обидві сторони, тому всі вузли мережі їх отримують. Кадр даних завжди супроводжується преамбулою, що складається з 7 байт, які мають значення 10101010, і 8-го байта, що дорівнює 10101011. Преамбула необхідна для входження приймача в побітову та побайтову синхронізацію з передавачем.
Всі станції, що підключені до кабелю можуть розпізнати факт передачі кадру і та станція, яка визнає власну адресу в заголовку кадру копією вміст кадру у свій внутрішній буфер, оброблює отримані дані, передає їх нагору по своєму стеку, а потім посилає по кабелю сигнал-відповідь. Адреса станції-джерела міститься у вихідному кадрі, тому станція-одержувач знає кому необхідно відправляти відповідь.
2. Типи та класи адрес стеку TCP/IP. Спеціальні адреси стеку TCP/IP
В стеку ТСР/ІР використовуються три типи адрес: локальні (апаратні), ІР-адреси та символьні доменні імена.
Під локальною адресою розуміється така адреса, яка використовується засобами базової технології канального та фізичного рівня для доставки даних в межах підмережі, що є елементом складеної інтермережі. В різних підмережах використовуються різні базові технології, тому при створенні стеку ТСР/ІР передбачалася наявність різних типів локальних адрес. Якщо підмережею інтермережі є локальна мережа, то локальна адреса це МАС-адреса мережного адаптеру. МАС-адреси призначаються виробниками мережного обладнання і є унікальними. Вони можуть призначатися мережним адаптерам і інтерфейсам маршрутизаторів. Для всіх технологій локальних мереж МАС-адреса має довжину 6 байт, наприклад 11-А0-17-23-В3-3С. Глобальні порти маршрутизаторів типу “точка-точка” локальних адрес не мають.
ІР-адреси являють собою основний тип адрес, на основі яких мережний рівень передає пакети між мережами. Така адреса складається з 4 байт, наприклад 192.168.2.10. ІР-адреса призначається під час настроювання комп’ютерів та маршрутизаторів. Вона складається з двох частин: номеру мережі, номеру вузла. Номер мережі може бути вибраний довільно, а у випадку коли мережа має працювати, як складова Internet, то призначається спеціальною організацією InterNIC. Номер вузлу в ІР-адресі призначається незалежно від локальної адреси вузлу. Маршрутизатор входить відразу до декількох мереж, тому кожен його порт має власну ІР-адресу. Таким чином ІР-адреса характеризує не окремий комп’ютер, а окреме мережне з’єднання.
Символьні доменні імена будуються за ієрархічною ознакою. Складові повного символічного імені в ІР-мережах розділюються крапкою і перераховуються в наступному порядку: спочатку ім’я кінцевого вузла, потім ім’я групи вузлів (наприклад, ім’я організації), потім ім’я більш крупної групи (піддомену) і так до імені домену самого високого рівня (наприклад, домену, що об’єднує організації за географічним принципом). Приклад доменного імені може бути: bpc.zt.ukrtel.net, rambler.ru. Між доменним іменем та ІР-адресою немає ніякої алгоритмічної відповідності, тому необхідно використовувати додаткові таблиці або служби, для того, щоб вузол в мережі однозначно визначався, як за доменним ім’я, так і за ІР-адресою. В мережах ТСР/ІР для цього використовується спеціальна служба Domain Name System (DNS).
Класи ІР адрес.
ІР-адреса має довжину 4 байти і складається з двох частин, номеру мережі та номеру вузла. Яка частина адреси є номером мережі, а яка номером вузла визначається значенням перших біт адреси:
1. Якщо першій двійковий біт адреси дорівнює нулю, то адреса належить до класу А. Номер мережі визначається першим байтом, номер вузлу визначається трьома наступними байтами. Номери мереж 0 та 127 зарезервовані для спеціальних цілей. Кожна мережа класу А має адресний простір більше 16 млн. адрес.
2. Якщо перші два двійкові біти адреси дорівнюють 10, то мережа відноситься до класу В. Номер мережі визначається першими двома байтами, номер вузла наступними двома байтами. Кожна мережа класу В має адресний простір 65536 адрес.
3. Якщо перші три двійкові біти адреси дорівнюють 110, то мережа відноситься до класу С. Номер мережі визначається першими трьома байтами, номер вузлу останнім байтом. Кожна мережа класу С має адресний простір не більше 256 адрес.
4. Якщо перші чотири двійкові біти адреси дорівнюють 1110, то дана адреса є адресою класу D і позначає особливу групову адресу. Така адреса може бути назначена відразу декільком вузлам в мережі. Якщо в пакеті в якості адреси призначення вказано адресу класу D, то такий пакет отримують всі вузли, яким призначено дану адресу.
5. Якщо перші п’ять біт адреси дорівнюють 11110, то дана адреса є адресою класу Е. Адреси даного класу зарезервовані для майбутнього використання.
Спеціальні адреси
В протоколі ІР існує декілька угод про особливу інтерпретацію деяких ІР адрес:
- якщо ІР-адреса складається тільки з двійкових нулів, то вона означає адресу того вузла який згенерував даний пакет. Цей режим використовується тільки в деяких повідомленнях ІСМР.
- якщо частина ІР-адреси, яка означає номер мережі складається тільки з двійкових нулів, то вважається, що вузол призначення знаходиться в тій самій мережі, що і вузол, який згенерував цей пакет.
- якщо всі двійкові розряди ІР-адреси дорівнюють 1, то пакет з такою адресою розсилається всім вузлам, що знаходяться в тій самій мережі, що і вузол, який згенерував цей пакет. Така розсилка називається обмеженим широкомовним повідомленням.
- якщо в частина ІР-адреси, що означає номер вузла-призначення складається тільки з двійкових одиниць, то пакет, який має таку адресу призначення розсилається всім вузлам мережі з заданим номером мережі. Наприклад, пакет 192.168.1.255. буде доставлений всім вузлам мережі 192.168.1.0. Така розсилка називається широкомовним повідомленням.
Призначення ІР адрес
При призначенні ІР – адрес необхідно враховувати ті обмеження, що вносяться особою інтерпретацією деяких ІР – адрес. Номер вузла, чи номер мережі не може складатися тільки з двійкових одиниць чи нулів. Таким чином, максимальна кількість адрес, що може буди використання для призначення вузлам мережі на дві. (Для адресації вузлів не використовуються адреси виду х.х.х.0 та х.х.х.255)
Бажано врахувати, що для мереж які не є частиною Internet бажано вибирати адреси з таких діапазонів:
Клас А – одна мережа з базовою адресою 10.0.0.0
Клас В – 16 мереж з адресами від 172.16.0.0 по 172.31.0.0
Клас С – 255 мере з адресами від 192.168.0.0 по 192.168.255.0
Ці адреси не обробляються маршрутизаторами Internet ні при яких умовах.
Використання масок в ІР-адресації
Традиційна схема ділення ІР-адреси на номер мережі та номер вузлу заснована на понятті класу, який визначається значеннями перших двійкових бітів. Але така система не має достатньої гнучкості в розподіленні адрес. Тому було введено поняття маски підмережі. Маска підмережі, це число, яке використовується в парі з ІР-адресою. Двійкові одиниці маски підмережі говорять, про належність відповідних бітів ІР-адреси номеру мережі, двійкові нулі маски підмережі говорять, про належність відповідних бітів ІР-адреси номеру вузла. Таким чином, із введенням поняття маски підмережі система розподілення ІР-адрес стає більш гнучкою. Для стандартних класів мереж маски мають слідуючи значення:
Клас А – 11111111.00000000.00000000.00000000(255.0.0.0)
Клас В – 11111111.11111111.00000000.00000000(255.255.0.0)
Клас С – 11111111.11111111.11111111.00000000(255.255.255.0)
Класичні маски називають масками вирівняними за границю байта. Можливі маски виду 11111111.11111111.11110000.00000000 (255.255.240.0), такі маски називають не вирівняними за границю байта.
Використання масок дозволяє розбивати велику мережу на більшу кількість менших мереж.
Об’єднання мереж
Процедура об’єднання мереж передбачає поєднання невеликих мереж в одну велику надмережу. Для результуючої адреси надмережі необхідно виділити перші загальні двійкові біти.
Припустимо, що необхідно об’єднати 16 мереж класу С, яким привласнений діапазон адрес від 201.66.32.0 до 201.66.47.0. Як видно в даному випадку для обох мереж загальними двійковими бітами будуть перші 20 біт, ті 12 біт що лишаються відповідають адресі вузла. Маска даної надмережі визначається шляхом заповнення двійковими одиницями тієї частини, що відповідає адресі надмережі і заповненням двійковими нулями тієї частини, що відповідає адреси вузла. Переводячи все у десяткову систему отримуємо результуючу адреси надмережі 201.66.32.0 і маску 255.255.240.0 .
Адреса 1 мережі: 11001001.01000010.00100000.00000000 (201.66.32.0)
Адреса 2 мережі: 11001001.01000010.00101111.00000000 (201.66.47.0)
Маска результуючої мережі: 11111111.11111111.11110000.00000000 (255.255.240.0)
Адреса результуючої мережі: 11001001.01000010.00100000.00000000 (201.66.32.0)
Широкомовна адреса: 11001001.01000010.00101111.11111111 (201.66.47.255)
3. Практичне завдання 1
Для заданої IP-адреси визначити належність до класу IP-адрес, написати маску мережі для даного класу, визначити широкомовну, та базову адресу даної мережі .42.53.75.86.
Виконання:
1. Визначаємо клас даної IP-мережі. Для цього переводимо IP-адресу в двійковий вид:
42.53.75.86 = 00101010.00110101.01001011.01010110
Клас даної мережі: А.
маска 11111111.00000000.00000000.00000000255.0.0.0
базова 00101010.00000000.00000000.0000000042.0.0.0
широкомовна 00101010.11111111.11111111.1111111142.255.255.255
4. Практичне завдання 2
Виконати розділення даної мережі на певну кількість під мереж із кількістю адрес на менше за заданої (включаючи базову та широкомовну адреси мереж). Написати перші кілька (3-5) базові та широкомовні адреси мереж.
Адреса мережі:42.0.0.0
Кількість адрес:3500
Виконання:
1б00101010.00000000.00000000.0000000042.0.0.0
1ш00101010.00000000.00011111.1111111142.0.31.255
2б00101010.00000000.00100000.0000000042.0.32.0
2ш00101010.00000000.00111111.1111111142.0.63.255
3б00101010.00000000.01000000.0000000042.0.64.0
3ш00101010.00000000.01011111.1111111142.0.95.255
Список використаної літератури
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.: ил.
Microsoft TCP/IP. Учебный курс: Официальное пособие Microsoft для самостоятельной подготовки. –М.: “Руская редакція”, 2001. – 400 с.: ил.
Оглтри Т. Модернизация и ремонт сетей. 2-у изд. – М.: Вильямс, 2000. – 928 с.: ил.
Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия – СПб.: Питер,2000. – 704 с.: ил.
Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2001. – 576 с.: ил.
Конспект лекцій.
Інтернет.