20. Алгоритм покрывающего дерева

Алгоритм покрывающего дерева - Spanning Tree Algorithm (STA) - по­зволяет коммутаторам автоматически определять древовидную конфигура­цию связей в сети при произвольном соединении портов между собой.

Алгоритм Spanning Tree определяет активную конфигурацию сети за три этапа:

• этап 1. Сначала в сети определяется корневой коммутатор (root switch), от которого строится дерево. Корневой коммутатор может быть вы­бран автоматически или назначен администратором. При автоматическом выборе корневым становится коммутатор с меньшим значением адреса его блока управления;

• этап 2. Затем для каждого коммутатора определяется корневой порт (root port) - это порт, который имеет по сети кратчайшее расстояние до кор­невого коммутатора (точнее, до любого из портов корневого коммутатора);

• этап 3. И наконец, для каждого сегмента сети выбирается так назы­ваемый назначенный порт (designated port) - это порт, который имеет крат­чайшее расстояние от данного сегмента до корневого коммутатора. После определения корневых и назначенных портов каждый коммутатор блокирует остальные порты, которые не попали в эти два класса портов. Можно мате­матически доказать, что при таком выборе активных портов в сети исключа­ются петли и оставшиеся связи образуют покрывающее дерево (если оно мо­жет быть построено при существующих связях в сети).

Понятие расстояния играет важную роль в построении покрывающего дерева. Именно по этому критерию выбирается единственный порт, соеди­няющий каждый коммутатор с корневым коммутатором, и единственный порт, соединяющий каждый сегмент сети с корневым коммутатором. На рис. показан пример построения конфигурации покрывающего дерева для сети, состоящей из 5 сегментов и 5 коммутаторов. Корневые пор­ты закрашены темным цветом, назначенные порты не закрашены, а заблоки­рованные порты перечеркнуты. В активной конфигурации коммутаторы 2 и 4 не имеют портов, передающих кадры данных, поэтому они закрашены как резервные.

21. . Адресация в IP-сетях. Система разрешения имен

IP-адрес состоит из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet.

Типы адресов:

• unicast - уникальный адрес, адрес конкретного хоста.

• broadcast - широковещательный адрес, адрес для все хостов.

• multicast - групповой адрес, адрес для группы хостов.

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216 , но не превышать 224.

Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 - 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.

Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла - 8 битов.

Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

DNS — это централизованная служба, основанная на распределенной базе отображений «доменное имя — IP-адрес». Служба DNS использует в своей работе протокол типа «клиент-сервер». В нем определены DNS-серверы и DNS-клиенты. DNS-серверы поддерживают распределенную базу отображений, а DNS-клиенты обращаются к серверам с запросами о разрешении доменного имени в IP-адрес.

22. Маршрутизаторы, использование масок постоянной длинны

Маршрутизатор – устройство, используемое в компьютерных сетях передачи данных, которое принимает решения о пересылке пакетов сетевого уровня их получателю. Чаще всего маршрутизатор использует таблицу маршрутизации и адрес получателя. Выделяя эту информацию, он определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные и направляет пакет по этому маршруту.

Основная цель применения маршрутизаторов - объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей. Чаще всего маршрутизатор использует таблицу маршрутизации и адрес получателя. Выделяя эту информацию, он определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные и направляет пакет по этому маршруту. Алгоритм маршрутизации усложняется, когда в систему адресации узлов вносятся дополнительные элементы – маски (32х разрядное 2е число, старшие разряды которого установлены в «1», кол-во «1» определяет кол-во бит в адресе, используемых для указания № сети).

Маршрутизатор характеризуется колличеством пакетов обрабатываемых в единицу времени.

Маршрутизаторы делятся на классы:

1) Начального уровня – от 20000 пакетов в секунду и буфером до 16 Мб;

2) Среднего уровня – от 100000 пакетов/сек и буф до 64 Мб;

3) Высокого уровня – от 10⁶ пакетов/сек и буф до 512 Мб;

4) Магистральные – от 10⁷ пакетов/сек и буф до 1024 Мб.

Маршрутизация – способ определения оптимального пути передачи информации, от одного узла к другому, при наличии нескольких путей передачи информации.

Существуют алгоритмы маршрутизации:

1. Векторный – маршрутизатор определяет расстояние до выбранной сети и передает туда, где растояние меньше.

2. Статический – исключает дополнительные возможные пути и оставляет по одному, где расстояние минимально и оставляет выход по умолчанию.

3. Динамический – отличается от статического тем, что через какой-то промежуток времени происходит обновление таблицы.

Маска – 32-х разрядное двоичное число, старшие разряды которого устанавленны в единицу, колличество единиц определяет колличество бит в адресе используемых для указания номера сети.

Если сеть очень большая, то ее удобно разбить на под сети, что бы избавиться от широковесщательных пакетов. При использовании масок постоянной длинны сеть разбивается на равные подсети.

В этом есть как свои плюсы, так и минусы:

«+» - одна маска на всю подсеть;

«-» - при разбиении одной сети на 4 подсети из 16000 узлов используются только 2 (для соединения маршрутизатора с модемом), не рациональное использование сети.