4.2 Адресация узлов сети
Еще одной проблемой, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема их адресации, точнее сказать адресации их сетевых интерфейсов 3 . Один компьютер может иметь несколько сетевых интерфейсов. Например, для образования физического кольца каждый компьютер должен быть оснащен как минимум двумя сетевыми интерфейсами для связи с двумя соседями. А для создания полносвязной структуры из N компьютеров необходимо, чтобы у каждого из них имелся N-1 интерфейс.
Адреса могут быть числовыми (например, 129.26.255.255) и символьными (site.domain.ru). Один и тот же адрес может быть записан в разных форматах, скажем, числовой адрес в предыдущем примере 129.26.255.255 может быть записан и в шестнадцатеричном формате цифрами — 81.1a.ff.ff.
Адреса могут использоваться для идентификации не только отдельных интерфейсов, но и их групп (групповые адреса). С помощью групповых адресов данные могут направляться сразу нескольким узлам. Во многих технологиях компьютерных сетей поддерживаются так называемые широковещательные адреса. Данные, направленные по такому адресу, должны быть доставлены всем узлам сети.
Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может иметь плоскую (линейную) (рис. 4.9) или иерархическую (рис. 4.10) организацию. В первом случае множество адресов никак не структурировано.
Рис. 4.9. Плоское адресное пространство.
При иерархической схеме адресации оно организовано в виде вложенных друг в друга подгрупп, которые, последовательно сужая адресуемую область, в конце концов определяют отдельный сетевой интерфейс.
Рис. 4.10. Иерархическая структура адресного пространства.
На рис. 4.10 показана трехуровневая структура адресного пространства, при которой адрес конечного узла задается тремя составляющими: идентификатором группы (K), в которую входит данный узел, идентификатором подгруппы (L) и, наконец, идентификатором узла (n), однозначно определяющим его в подгруппе. Иерархическая адресация во многих случаях оказывается более рациональной, чем плоская. В больших сетях, состоящих из многих тысяч узлов, использование плоских адресов может привести к большим издержкам — конечным узлам и коммуникационному оборудованию придется работать с таблицами адресов, состоящими из тысяч записей. А иерархическая система адресации позволяет при перемещении данных до определенного момента пользоваться только старшей составляющей адреса, затем для дальнейшей локализации адресата следующей по старшинству частью, и в конечном счете — младшей частью. Примером иерархически организованных адресов служат обычные почтовые адреса, в которых последовательно уточняется местонахождение адресата: страна, город, улица, дом, квартира.
К адресу сетевого интерфейса и схеме его назначения можно предъявить несколько требований:
- адрес должен уникально идентифицировать сетевой интерфейс в сети любого масштаба;
- схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов;
- желательно, чтобы адрес имел иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей;
- адрес должен быть удобен для пользователей сети, а это значит, что он должен допускать символьное представление, например Server3 или www.cisco.com;
- адрес должен быть по возможности компактным, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры – сетевых адаптеров, маршрутизаторов и т.п.
- отдельных интерфейсов;
- их групп (групповые адреса);
- сразу всех сетевых интерфейсов сети (широковещательные адреса).
- числовыми и символьными;
- аппаратными и сетевыми;
- плоскими и иерархическими.
17.Адресация узла вычислительной сети.
Адресация – осуществление ссылки (обращение) к устройству или элементу данных по его адресу.
Одной из проблем, которую нужно учитывать при объединении более 2-х компьютеров, является проблема их адресации, точнее сказать адресации их сетевых интерфейсов. Один компьютер может иметь несколько сетевых интерфейсов.
Адреса могут использоваться для идентификации:
— групп интерфейсов групповые адреса С помощью групповых адресов данные могут направляться сразу нескольким узлам.;
— всех интерфейсов широковещательные адреса. Данные, направленные по такому адресу, должны быть доставлены всем узлам сети.
2)Схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора
3)Иерархическая структура, удобная для построения больших сетей
4)Адрес должен быть удобен для пользователя, т.е. иметь символьные представления.
5)Адрес должен иметь компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной структуры.
На практике обычно используется сразу несколько схем. Компьютер одновременно имеет несколько адресов. Каждый адрес используется в той ситуации, когда соответствующий вид адресации наиболее удобен.
18.Архитектура локальной вычислительной сети (лвс). Аппаратные компоненты и другие характеристики лвс.
Топология вычислительной сети – такая конфигурация, вершинами которых соответствуют компьютерные сети, а ребрам – физические связи между ними.
Существуют топологии как звезда, кольцевая, шинная, полносвязная.
Архитектура локальной сети:
— Физическая топология – конфигурация связей, образованных отдельными частями кабеля.
— Логическая топология — конфигурация информационных потоков между компьютерами сети.
Толстая сеть – использует толстый коаксиальный кабель в качестве магистрали, от которого отходят более тонкие кабели.
Тонкая сеть – использует более тонкий и гибкий кабель, к которому напрямую подключены рабочие станции.
Аппаратные компоненты ЛВС:
— сетевые карты (сетевые адаптеры)
— хабы (концентраторы) – дублируют полученные данные на все порты
— радиосвязь до 100 м (11 мбит/с, 54 мбит/с)
— инфракрасное излучение (5-10 мбит/с)
— инфракрасные лазеры (до 100 мбит/с)
19.Структуризация как средство построения больших сетей.
В сетях с небольшим (10-30) количеством компьютеров чаще всего используется одна из типовых топологий — общая шина, кольцо, звезда или полносвязная сеть. Все перечисленные топологии обладают свойством однородности, то есть все компьютеры в такой сети имеют одинаковые права в отношении доступа к другим компьютерам. Однако при построении больших сетей однородная структура связей превращается из достоинства в недостаток. В таких сетях использование типовых структур порождает различные ограничения, важнейшими из которых являются:
-ограничения на длину связи между узлами;
-ограничения на количество узлов в сети;
-ограничения на интенсивность трафика, порождаемого узлами сети.
Для снятия этих ограничений используются специальные методы структуризации сети и специальное структурообразующее оборудование — повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы. Оборудование такого рода также называют коммуникационным.
Различаю топология физических связей (физическую структуру сети) и топологию логических связей (логическую структуру сети). Конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образующиеся путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.
Физическая структуризация сети:
Простейшее из коммуникационных устройств — повторитель — используется для физического соединения различных сегментов кабеля локальной сети с целью увеличения общей длины сети. Повторитель передает сигналы, приходящие из одного сегмента сети, в другие ее сегменты. Повторитель, который имеет несколько портов и соединяет несколько физических сегментов, часто называют концентратором, или хабом. Физическая структуризация сети с помощью концентраторов полезна не только для увеличения расстояния между узлами сети, но и для повышения ее надежности.
Логическая структуризация сети
Несмотря на появление новых дополнительных возможностей, основной функцией концентраторов остается передача пакетов по общей разделяемой среде. Коллективное использование многими компьютерами общей кабельной системы в режиме разделения времени приводит к существенному снижению производительности сети при интенсивном трафике. Общая среда перестает справляться с потоком передаваемых кадров и в сети возникает очередь компьютеров, ожидающих доступа. Быстродействующий функциональный аналог — коммутатор, делит общую среду передачи данных на логические сегменты. Коммутаторы принимают решение о том, на какой порт нужно передать кадр, анализируя адрес назначения, помещенный в кадре, а также на основании информации о принадлежности того или иного компьютера определенному сегменту, подключенному к одному из портов коммутатора, то есть на основании информации о конфигурации сети.
Крупные сети практически никогда не строятся без логической структуризации.