Еще недавно передача данных между вычислительными устройствами велась по коаксиальному
(BNC) кабелю со скоростями, не превышающими 10 Мбит/с, а межсетевые соединения осуществлялись по проводным модемам, реальная
скорость которых редко достигала 14 400 бит/с. <...> В современных условиях широко внедряются высокоскоростные
оптические линии связи, а скорость передачи данных по проводным
соединениям превысила 1 Гбит/с. <...> Так, беспроводные сети стандарта последнего поколения 802.1n позволяют передавать данные со скоростями до 300 Мбит/с. <...> Авторы благодарят сотрудников офиса D-Link-Russia Новосибирск
за предоставленную возможность протестировать сетевое оборудование компании D-Link, отсутствовавшее в то время в Учебном центра. <...> Коммутаторы, обеспечивающие выделенное соединение для каждого
узла внутренней сети компании, называются коммутаторами локальных сетей (LAN Switches). <...> В настоящем параграфе рассматриваются принципы и технологии
коммутации второго уровня локальных вычислительных сетей на основе коммутаторов ЛВС:
принципы коммутации второго уровня;
функционирование процесса коммутации;
типы коммутации. <...> Коммутация второго уровня
Коммутаторы обычно работают на втором (канальном) уровне модели OSI. <...> Так как коммутатор функционирует на втором уровне, ему нет необходимости анализировать
информацию верхних уровней модели OSI. <...> К достоинствам коммутаторов ЛВС можно отнести:
корректность сегментации;
правильность распределения потоков данных;
отсутствие разделения на сегменты широковещания. <...> Использование коммутаторов требует правильного их расположения относительно потоков данных в сети: большинство потоков
данных должно перетекать внутри сегментов, созданных коммутатором, и лишь немногие потоки могут перенаправляться через коммутатор. <...> Коммутаторы локальных сетей поддерживают два режима работы: полудуплексный и дуплексный. <...> Типы коммутации
Процессы передачи октетов породили следующие методы коммутации:
с промежуточной <...>
Сети_передачи_данных.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Е.В. ПРОХОРЕНКО, А.Б. КОЛКЕР
СЕТИ ПЕРЕДАЧИ
ДАННЫХ
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2008
Стр.1
УДК 004.7(075.8)
П 844
Инновационная образовательная программа НГТУ
«Высокие технологии»
Рецензенты:
В.И. Гужов, д-р техн. наук, проф.;
К.А. Втюрин, канд. техн. наук,
зам. директора ООО «Проектстройсервис»
Работа подготовлена на кафедре автоматики
для студентов, обучающихся по направлению
«Мехатроника и автоматизация»
Прохоренко Е.В.
П 844 Сети передачи данных : учеб. пособие / Е.В. Прохоренко,
А.Б. Колкер. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 182 с.
ISBN 978-5-7782-1218-3
Рассмотрены проблемы построения сетей передачи данных. Описаны
технологии второго и третьего уровней межсетевого взаимодействия
открытых систем OSI.
Адресовано студентам, изучающим программное обеспечение вычислительной
техники и автоматизированных сетей.
УДК 004.7(075.8)
ISBN 978-5-7782-1218-3
2
© Прохоренко Е.В., Колкер А.Б., 2008
© Новосибирский государственный
технический университет, 2008
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .........................................................................................................
Глава 1. Построение коммутируемых ЛВС ............................................
1.1. Технологии коммутации ............................................................
1.1.1. Коммутация второго уровня ..............................................
1.1.2. Типы коммутации ................................................................
1.2. Виды коммутаторов ...................................................................
1.2.1. Технологическая реализация коммутаторов......................
1.2.2. Конструктивное исполнение коммутаторов ......................
1.2.3. Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов
..............................................................................
1.2.4. Классификация коммутаторов по возможностям управления......................................................................................
1.3.
Виртуальные локальные сети (VLAN) .....................................
1.3.1. Преимущества виртуальных локальных сетей ..................
1.3.2. Типы виртуальных локальных сетей ..................................
1.3.3. Идентификация принадлежности кадров к виртуальной
локальной сети .....................................................................
1.3.4. Маркировка кадров ..............................................................
1.3.5. Технологии идентификации принадлежности к виртуальной
локальной сети.........................................................
1.3.6. Правила коммутации маркированных и немаркированных
портов ............................................................................
1.3.7. Generic VLAN Registration Protocol (GVRP) .....................
1.4. Остовное дерево .........................................................................
1.4.1. Протокол остовного дерева (Spanning Tree Protocol)........
1.4.2. Функционирование алгоритма остовного дерева ..............
1.4.3. Сравнение Spanning Tree Protocol (802.1d) и Rapid Spanning
Tree Protocol (802.1w) ..................................................
3
7
9
9
10
14
15
16
18
22
25
26
26
27
29
30
31
32
33
34
34
35
41
Стр.3
1.5. Агрегирование пропускной способности портов (Link Aggregation)
.....................................................................................
1.5.1. Технология агрегирования пропускной способности
портов ....................................................................................
1.5.2. Управление параметрами работы технологии агрегирования
пропускной способности портов .............................
1.6. Ограничение доступа к сети ......................................................
1.6.1. Управление ограничением доступа к сети .........................
1.6.2. Ограничение доступа к сети на основе 802.1х ..................
1.7. Дополнительные настройки коммутаторов..............................
1.7.1. Качество сервиса (QoS) .......................................................
1.7.2. Контроль полосы пропускания ...........................................
1.8. Удаленное управление коммутаторами ....................................
1.8.1. Single IP Management: виртуальный стек ...........................
1.8.2. Управление коммутаторами на основе протокола SNMP
Глава 2. Построение беспроводных ЛВС ..................................................
2.1. Обзор беспроводных технологий передачи данных................
2.1.1. Виды беспроводных сетей ...................................................
2.1.2. Обзор топологий беспроводных сетей ...............................
2.2. Механизмы доступа к среде стандарта 802.11 .........................
2.2.1. Обзор алгоритма CSMA/CA ................................................
2.2.2. Нестандартные устройства ..................................................
2.2.3. Описание процесса соединения станций стандарта
802.11 ....................................................................................
2.2.4. Работа в режиме энергосбережения ...................................
2.2.5. Фреймы уровня MAC стандарта 802.11 .............................
2.2.6. Роуминг .................................................................................
2.3. Технологии физического уровня стандарта 802.11 .................
2.3.1. Технология расширения спектра путем скачкообразной
перестройка частоты (Frequency Hopping Spread
Spectrum, FHSS) ...................................................................
2.3.2. Технология расширения спектра методом прямой последовательности
(Direct Sequence Spread Spectrum,
DSSS).....................................................................................
2.3.3. Метод ортогонального частотного мультиплексирования
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) .......
4
46
47
48
49
50
51
54
54
56
56
57
58
63
63
63
67
69
70
77
79
88
91
92
93
94
95
97
Стр.4
2.4. Антенны и оборудование СВЧ-тракта ......................................
2.5. Методика расчета беспроводной сети ......................................
2.5.1. Расчет суммарных потерь радиосистемы ..........................
2.5.2. Расчет эффективной мощности (EIRP) ..............................
2.5.3. Расчет энергетического запаса радиоканала......................
2.5.4. Расчет высоты установки антенн ........................................
2.5.5. Особенности проектирования беспроводной сети передачи
данных(СПД) ...............................................................
2.6. Безопасность беспроводных локальных сетей .........................
2.6.1. Настройка беспроводных устройств ..................................
2.6.2. История развития протоколов защиты беспроводных сетей
..........................................................................................
2.6.3. Протокол защиты WEP ........................................................
2.6.4. Расширение протокола WEP- 802.1X + WEP (Dynamic
WEP) ......................................................................................
2.6.5. Протокол WPA .....................................................................
Глава 3. Технологии передачи данных по цифровой абонентской
линии хDSL ...................................................................................
3.1.Технологии xDSL ........................................................................
3.2. Описание технологии ADSL .....................................................
3.3. Описание технологии SHDSL ...................................................
3.4. Описание технологии VDSL .....................................................
3.5. Описание технологии ADSL2 и ADSL2 plus ...........................
3.6. Виды инкапсуляции используемой в технологии xDSL .........
Глава 4. Введение в стек протоколов IP ...................................................
4.1. История возникновения .............................................................
4.2. Два стандарта протоколов стека IP ...........................................
4.3. Протокол версии 4 ......................................................................
4.4. Специальные разновидности IP-адресов ..................................
4.5. Сетевая маска ..............................................................................
4.6. Специальная разновидность сетевого интерфейса – интерфейс
внутренней петли ..............................................................
4.7. Протокол отображения адресов ARP........................................
5
99
105
107
109
110
113
116
123
123
124
124
125
126
129
129
133
139
145
146
156
160
160
162
163
166
167
169
170
Стр.5
4.8. Структура пакетов в протоколе IPv4 ........................................
4.9. Протокол управляющих сообщений ICMP ..............................
4.10. Пакетный локатор PING ..........................................................
4.11. Трассировка маршрутов ...........................................................
4.12. Маршрутная таблица и ее настройка ......................................
4.13. Межклассовая междоменная маршрутизация .......................
Заключение .....................................................................................................
Литература ......................................................................................................
170
172
174
176
176
179
180
181
6
Стр.6