33. Адрес в локальной сети и arp

Локальная сеть представляет собой компьютерную сеть географически сконцентрированную в одном здании или комплексе зданий. Когда пользователь выходит в И из здания университета или корпорации, доступ почти всегда осуществляется через локальную сеть. При подобном типе доступа хост пользователя предоставляет собой узел локальной сети, а локальная сеть предоставляет доступ в Интернет через маршрутизатор. Скорость передачи в большинстве локальных сетей очень велика (10Мбит/с, 100 Мбит/с, 1Гбит/с).

Популярны 2 класса технологий: Ethernet(протокол произвольного доступа),TokenRing(передача маркера).В сетяхTokenRingNузлов соединения в кольцо прямыми линиями связи. Порядок передачи маркера определяется топологией передачи маркерного кольца. Узел получает маркер, передает кадр, после чего посылает маркер дальше. ТО маркер обходит все кольцо, благодаря чему создается виртуальный широковещательный канал. Узел, передающий кадр отвечает за удаление кадра из кольца.

Узлы локальной сети посылают друг другу кадры по широковещательному каналу. Это означает, что кадр, переданный 1 узлом локальной сети, принимается всеми остальными узлами этой сети. Но узлу требуется передать кадр определенному узлу, для этого у узлов локальной сети должны быть адреса. Если адрес получателя совпадает с узлом получившим, то дейтаграмма извлекается, иначе - отбрасывается.

Адресация в локальных сетях. В действительности адрес не у узла, а у сетевого адаптера.Адрес в локальной сетиилиLAN-адрес, также называюфизическим адресом,Ethernet-адресомилиMAC-адресом. В большинстве сетей - 6-байтовое число, что позволяет использовать 2⁴⁸возможных адресов. в 16с/с разд :. Адрес адаптера в локальной сети является постоянным, прошивается в постоянной памяти адаптера при его изготовлении. Адреса уникальны. институтIEEE(инженеров по электротехнике и электронике) управляет адресами. Компания, выпускающая адаптеры, приобретает блок адресного пространства, состоящий из 2²⁴адресов, фиксируются старшие 24 бита.

Протокол ARP: При передаче дейтаграмм одновременно используются адреса сетевого уровня и адреса канального уровня, возникает необходимость в преобразовании адресов. В И эту работу выполняетпротокол ARP(протокол разрешения адресов). У каждого хоста, подключенного к И, и маршрутизатора, соединенного с локальной сетью, естьARP-модуль, преобразуетIP-адрес вLAN-адрес узла. УARP-модуля узла есть оперативная память, в которой хранитсяARP-таблица (прописаныIP-адреса хостов в лок сети и соответствующие имLAN-адреса). Для каждой пары адресов содержится поле времени жизниTTL, в котором указывается когда данная запись будет удалена из таблицы. Одновременно содержатся записи не для всех узлов таблицы. Если надо определить узел посылается широковещательныйARP-пакет (запрос), ответ передается в стандартном кадре.

34. Ethernet.

Технология Ethernetочень популярна на рынке локальных сетей. Топологией локальнойEthernet-сети может быть шина или звезда. Физический носитель - коаксиальный кабель, медная витая пара или оптоволокно.Основные принципы: если кто-то говорит, надо молчать (есть несущая), если надо передать, то дождаться тишины, если кто-то тоже заговорил - коллизия.

Формат Ethernet-кадра.

Преамбула | Адрес получателя | Адрес отправителя | Тип | Данные |…| Поле CRC

Поле данных(от 46 до 1500 байт). содержитIP-дейтаграмму. Если размер < 46, то дополняются байтами-заполнителями.

Адрес получателя(6 байт)LAN-адрес принимающего адаптера.

Адрес отправителя(6 байт)LAN-адрес отправителя.

Поле типа(2 байта) позволяет локальной сети мультиплексировать протоколы сетевого уровня. (какому протоколу сетевого уровня передать).

CRC(4 байта). получающий адаптер мог определить наличие ошибок.

Преамбула(8 байт), в каждый из первых 7 байт записывается значение 10101010, а в последний байт - 10101011. Первые 7 байт должны «разбудить» принимающие адаптеры и помочь синхронизировать свои таймеры с часами отправителя.

Ethernetпредоставляет сетевому уровнюслужбу, не требующую установки соединения.

В Ethernetсети применятся немодулированная передача, т.е. адаптер посылает цифровой сигнал прямо в широковещательный канал. Используется Манчестерское кодирование (каждый бит кодируется изменением сигнала, 1 - спад, 0 - скачок).

Протокол CSMA/CD- множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий. Протокол работает на каждом адаптере независимо от других адаптеров локальнойEthernet-сети.

1. Адаптер принимает от своего родительского узла единицу обмена сетевого уровня, формирует Ethernet-кадр и помещает его в буфер адаптера.

2. Если адаптер определяет, что канал свободен (в нем не наблюдается сигнала), он начинает передавать кадр. Если же канал занят, то ждет пока сигнал в линии прекратится + время, необходимое для передачи 96 бит, после чего начинает передачу кадра.

3. Передавая кадр, адаптер отслеживает наличие напряжения от сигнала других адаптеров. Если адаптер успевает передать весь кадр, не обнаружив сигнала других адаптеров, передача считается успешной.

4. Если адаптер обнаруживает сигнал других во время собственной передачи, он прекращает передачу кадра и передает 48-разрядный сигнал коллизии.

5. После этого адаптер входит в фаз экспоненциального отката. послеnнеудачных попытое повторить передачу одного и того же кадра, адаптер выбирает значениеKпсевдослучайным образом из множества {0, 1, 2,…,2^m},m=min(n,10). Затем адаптер выжидает в течении интервала времени, длительность которого К*512 длительностей передачи одного бита, после чего на шаг 2.

Такая сложная задержка для того, что с каждой попыткой интервал ожидания увеличивается (чтобы коллизии не повторялись).

Технология Ethernet: Наиболее популярные стандарты: 10Base2 (коаксиальный кабель в сети с топологией общей шины и скорость 10Мбит/с), 10BaseT (медная витая пара, топология звезда, скорость 10Мбит/с), 100BaseT (медная витая пара, топология звезда, скорость 100Мбит/с) и Gigabit Ethernet (оптоволокно или медная витая пара, скорость 1Гбит/с). Существуют технологии объединения.