Сети atm

Сети ATM (Asynchronous Transfer Mode) были разработаны в качестве еще одной альтернативы сетям Х.25. Скорость передачи в этой сети находятся в диапазоне от 25,5 Мбит/с до 2,488 Гбит/с. В качестве среды передачи могут использоваться различные носители, начиная с неэкранированной витой пары UTP класса 3, вплоть до оптоволоконных каналов.

Быстрая коммутация пакетов

Эта технология известна также под названием Fast Packet Switching – быстрая коммутация пакетов.

Высокие скорости передачи обеспечиваются за счет:

• Фиксированного размера кадра — 53 байта

• Отсутствия каких-либо мер по обеспечению правильности передачи. Эта задача переносится на более высокие протокольные уровни (транспортный).

Технология ATM относится по концепции OSI ко второму (канальному) уровню. Кадры в ATM называютсяячейками(cell). Формат такой ячейки показан на рисунке.

Заголовок ячейки (5 байт) содержит:

• идентификатор виртуального пути – VPI (Virtual Path Identifier);

• идентификатор виртуального канала – VCI (Virtual Channel Identifier);

• идентификатор типа данных (3 бита);

• поле приоритета потери ячейки (1 бит);

• поле контроля ошибок в заголовке (8 бит) – это сумма по mod 2 байтов заголовка.

Протоколы более высокого уровня разрезают свои сообщения на сегменты по 48 байт и помещают их в поле информации ячейки.

Типы каналов

Технология ATM поддерживает 2 типа каналов (аналогично сетям Frame Relay):

• PVC — постоянные виртуальные каналы;

• SVC— коммутируемые виртуальные каналы.

Подуровни atm и режимы передачи

На канальном уровне ATM выделяются 2 подуровня (см. рис.): непосредственно уровень ATM и уровень адаптации ATM.

Уровень адаптации ATM (ATM Adaptation Layer) – AAL – реализует один из пяти режимов передачи:

• AAL1— характеризуетсяпостоянной скоростью передачи(Constant Bit Rate – CBR) исинхронным трафиком. Ориентирован на передачу речи и видеоизображений.

• AAL2— тоже поддерживаетсинхронную передачу, но используетпеременную битовую скорость(Variable Bit Rate – VBR). Он пока, к сожалению, еще не реализован.

• AAL3/AAL4(объединены в единый протокол) — ориентированы напеременную битовую скорость(VBR).Синхронизация не обеспечивается. AAL4 отличается тем, что не требует предварительного установления соединения.

• AAL5— аналогичен AAL3, только содержит меньший объем служебной информации.

По протоколам AAL1 и AAL2 передаются порции по 48 байт информации (1 байт – служебный).

Протоколы AAL3 – AAL5 предполагают передачу блоков (разрезанных на сегменты) размером до 65536 байт.

Сеть Интернет

История развития сети

Возникновение сети относят к 1969 году, когда вступил в строй опытный участок сети ARPAnet (Advanced Research Projects Agency net) – сеть управления перспективных исследований Министерства обороны США).

ARPA была экспериментальной сетью с пакетной коммутацией, на базе которой отрабатывались принципы построения особонадежных сетей, устойчивых к отказам (например, к бомбовым ударам). Сама идеология этой сети предполагала, что она ненадежна – любой ее участок может исчезнуть в любой момент (после ядерного удара). В результате экспериментов и эксплуатации сети была разработана архитектура протоколов министерства обороны США — DARPA. В соответствии с этими протоколами была создана объединенная сеть передачи данных Министерства обороны США - DDN (Defence Data Network). За первые 10 лет своего развития (70-е годы) ARPAnet превратилась в мощную территориально-распределенную сеть, насчитывающую десятки узлов коммутации и более сотни ГВМ.

С середины 70-х годов ARPAnet стала развиваться также в направлении подключения к ней многочисленных компьютерных сетей различной физической природы, работающих как по принципам, аналогичным сети ARPAnet, так и по отличающимся. Это были, например, экспериментальная широкополосная сеть WBNET, сеть TELENET, кольцевые и моноканальные ЛВС, пакетная сеть с подвижными ГВМ и т.д. Такое объединение различных подсетей в единую сеть получило название ARPA – Internet, а в дальнейшем просто Internet. Это объединение базируется на едином межсетевом протоколе IP и едином транспортном протоколе TCP.

Протоколы сети ARPAnet стали использоваться и в других сетях. Наиболее важной из новых сетей была сеть NSFNET – сеть национального научного фонда (NSF) правительства США. В конце 80-х годов NSF создал 5 суперкомпьютерных центров в ведущих университетах США. Эти центры были соединены в сеть (на базе IP-технологии) каналами со скоростью 56 Кбит/с. Эта сеть начала интенсивно использоваться в 1987 году, но скоро перестала справляться с нагрузкой. Была проведена модернизация оборудования и скорость передачи увеличилась в 20 раз. Далее к этой сети стали подключаться средние и начальные школы США, местные библиотеки, колледжи и т.д. К этой сети была подключена и часть (открытая) сети ARPAnet. Другая часть (DDN) стала сетью министерства обороны США.

Развитие сети привело к созданию множества "шлюзов", с помощью которых к сети могли подключаться сети, построенные на другой идеологии (SNA, DECnet, X.25, BITNET и др.). Сначала эти шлюзы применялись только для пересылки электронной почты, а затем стали обеспечивать и другие услуги.

Определение сети Интернет

Интернет – это все сети, которые взаимодействуя с помощью протокола IP, образуют "бесшовную" сеть для своих пользователей. Сюда относятся различные федеральные сети США, совокупность региональных сетей США, а также сети других стран, подключенные к этому "сообществу".

В настоящее время в Интернет входят десятки тысяч сетей и их число постоянно увеличивается. В 1980 году на Internet было 200 компьютеров. Число подключенных к сети компьютеров продолжает увеличиваться примерно на 15% в месяц. Масштабы Internet существенно увеличились после подключения к ней коммерческих сетей. Это были такие сети как America Online, CompuServe, Prodigy, Delphi, GEuie, BIX и т.д.

Управление сетью Интернет

Направление развития Internet определяет "Общество Internet" (ISOC - Internet Society). Эта организация, которая работает на общественных началах; ее целью является содействие глобальному информационному обмену через Internet. Она назначает Совет старейшин, который отвечает за техническое руководство и ориентацию Internet.

Совет старейшин IAB – (Internet Architecture Board – совет по архитектуре Internet) регулярно собирается для утверждения стандартов и распределения ресурсов. Наличие стандартов должно способствовать объединению в сети компьютеров разных платформ (Sun, Macintosh, IBM и т.д.). Каждый компьютер в сети имеет свой уникальный 32-разрядный адрес. Правила присвоения адресов определяет IAB.

Имеется еще один общественный орган – Инженерная комиссия IETF (Internet Engineering Task Force). Она собирается регулярно для обсуждения технических и организационных вопросов, а при необходимости формирует рабочие группы.

Нет никакой единой компании, которая собирала бы взносы. Национальный научный фонд - платит за NSFNET, NASA – за NASA Science Internet и т.д. Колледж или корпорация платит за подключение к региональной сети, которая в свою очередь платит за доступ к Internet поставщику на уровне государства. Таким образом Internet – не бесплатная сеть. Каждое подключение к ней кем-то оплачивается.

Адресация в сети Интернет

Интернет – это сеть с коммутацией пакетов. В одном пакете может быть послано до 65535 байт информации. Каждый пакет (IP-пакет) снабжается адресами отправителя и получателя (см. рис.).

Внаиболее распространенной в настоящее время версии 4 протокола (IPv4) на каждый из адресов отводится поле в 32 бита. Однако, для удобства использования каждый байт адреса записывается в виде десятичной цифры (от 0 до 255). Каждая группа отделяется от следующей точкой (.).

Так как людям удобнее пользоваться символическими именами в дальнейшем была внедрена доменная иерархическая система имен, допускающая произвольное количество составных частей (см. рис.).

Такая система аналогична иерархии имен файлов. Дерево начинается с точки (.), обозначающей корень. Затем идут, отделяемые точкой, части символической записи имени.

Количество уровней не лимитируется, но редко бывает более 5. Например:

www.microsoft.com.

ftp.asoiu.eltech.ru.

Совокупность имен, у которых старшие части совпадают, образуют домен (domain). Компьютеры, входящие в домен, могут иметь совершенно различные IP-адреса.

Например, домен mgu.ru может содержать компьютеры с адресами:

132.13.34.15

201.22.100.33

14.0.0.6

Корневой домен (1-го уровня) управляется в Интернет центром InterNIC (центр сетевой информации). Для этого разработан стандарт ISO 3266. В соответствии с ним введены двух- или трехбуквенные аббревиатуры для стран и различных типов организаций (см. рис.).

Для верхнего доменного уровня было изначально введено 6 групп высшего уровня: edu– учебные заведения (США);gov– правительственные учреждения США (кроме военных);com– коммерческие организации;mil– военные учреждения (США);org– прочие организации;net– сетевые ресурсы.

Когда Internet стала международной сетью были добавлены группы для стран-участников, например:

ca– Канада;ru– Россия;fr– Франция и т.д.

Каждый домен администрируется отдельной организацией, которая разбивает его на поддомены. Например, в России (для домена ru) это РосНИИРОС.

Система доменных имен DNS

Встает задача отображения доменных имен в IP-адреса. На раннем этапе развития Internet на каждом хосте вручную создавался текстовый файл “hosts”, который состоял из пар записей <IP-address — Domain Name>, например:

102.54.94.97 – nick.bgs.com.

По мере роста сети появилась необходимость введения специальной службы — DNS (Domain Name System) – системы доменных имен. Служба DNS использует в своей работе протокол типа «клиент– сервер» (client – server). DNS-серверы содержат распределенную базу отображений. DNS-клиенты обращаются к этим серверам с запросами об отображении доменного имени в IP-адрес.

Каждый DNS-сервер кроме таблицы отображения имен содержит ссылки на DNS-серверы своих поддоменов. DNS-серверы применяют (для сокращения времени поиска) процедуру кэширования проходящих через них ответов. Сведения сохраняются на срок от нескольких часов, до нескольких дней.

DNS-клиенты используют рекурсивную процедуру разрешения DNS-имен (см. рис.). Она следующая:

1. DNS-клиент запрашивает локальный DNS-сервер;

2. локальный сервер (если он не знает ответа) обращается к корневому (root) серверу;

3. корневой сервер делает последовательные запросы к DNS-серверам доменов, пока не находит нужный адрес;

4. адрес передается локальному серверу, а от него к DNS-клиенту.