27104

Организация и протоколы электронной почты. E-mail

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Технологии ISDN ATM Ethernet. Модель стека TCP IP Уровни OSI Протоколы стека TCP IP Уровни стека TCP IP Прикладной Application HTTP FTP Telnet Прикладной Application Представительный Presentation Сеансовый Session Транспортный Transport TCP UDP Транспортный Transport Сетевой Network IP ARP ICMP RIP OSPF Сетевой Network Канальный Data Link ТехнологииСетевые интерфейсыEthernet ATM Физический Physical Физический Physical Приведём краткую характеристику основных протоколов стека. Технология чаще всего...

Русский

2013-08-19

644.2 KB

0 чел.

Вычислительные системы и телекоммуникации»
1. Архитектура вычислительной машины (компьютера).
2. Беспроводные технологии Bluetooth, WiFi, WiMAX
3. Классификация и принципы организации оперативной памяти компьютера.
4. Классификация и принципы работы энергонезависимой памяти компьютера.
5. Классификация и режимы работы процессоров.
6. Организация и протоколы электронной почты.
7. Организация и режимы работы программного обеспечения компьютера. 
8. Технологии ISDN, ATM, Ethernet.
9. Типы и назначение интерфейсов ввода-вывода.
10. Типы и функции периферийных устройств

11. Характеристика стека TCP/IP
12. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI). Уровни модели OSI.

6. Организация и протоколы электронной почты . E-mail

Электронная почта (E-mail) – один из старейших и наиболее распространённых сетевых сервисов, популярных как в локальных, так и глобальных сетях [2, c. 668-693; 2*, с. 673-701; 4, с.461-486].

Система электронной почты появилась в 1982 г. как сервис предка Internet сети ARPANET. Эта система значительно отличалась от принятых CCITT рекомендаций серии X.400. Сложность рекомендаций Х.400 и их непродуманность привели к редкому для сетевых технологий случаю, когда инициативная разработка победила международный стандарт. Службы электронной почты, отвечающие Х.400, не нашли широкого применения и представляют скорее научный интерес.

Электронное почтовое сообщение, как и в обычной почте, содержит конверт с необходимой для доставки информацией, заголовка с полезными для автоматизированной обработки адресатом данными и собственно сообщения.

Конверт и заголовок имеют формализованные поля. Наиболее важными из них являются (обязательные для заполнения отправителем поля выделены жирным шрифтом):

То: - адрес(а) получателя(лей) в формате имя_ящика@имя_почтового_сервера 

Сс: - (carbon copy) адрес(а) дополнительного(ных) получателя(лей)

Bcc: - (blind carbon copy) слепой(ые) адрес(а) получателя(лей), о которых другим не сообщается

From: - адрес автора письма (кому можно отвечать)

Sender: - адрес отправителя письма

Received: - поле, куда при прохождении каждого узла добавляется имя узла, дата и время приёма

Return-Path: - имена узлов на пути письма

Date: - дата и время отправки письма

Reply-to: - адрес, куда надо ответить

Message-id: - уникальный идентификатор письма (для ссылок)

In-Reply-id: - идентификатор письма, на которое даётся ответ

Subject: - тема письма

Предусматривается возможность введения автором письма собственного поля, которое должно начинаться с Х

Тело сообщения представляет собой набор строк из не более, чем 1000 (рекомендуется до 78) ASCII (American Standard Code for Information Interchange) знаков, т.е. 7-и битных чисел, представляющих буквы латинского алфавита, знаки препинания и цифры (популярным для такого представления является термин «кодировка»). Символы национальных кодировок (например, знаков кириллицы), двоичные файлы (например, с аудио, или видео информацией) и др. отображаются в соответствии с соглашением MIME (Multipurpose Internet Mail Extension – многоцелевые расширения электронной почты в Интернете), которое предусматривают поле с указанием способа кодировки (например, Base64).

Базовым методом обеспечения конфиденциальности электронной почты является её криптографическая защита. Наиболее популярная система именуется PGP (Pretty Good Privacy - достаточно хорошая конфиденциальность). Эта система предложена Филом Циммерманом (Phil Zimmerman) и предусматривает использование нескольких алгоритмов шифрования (RSA, IDEA, MD5).

Другая система носит название PEM (Privacy Enhanced Mail – почта повышенной секретности) и отличается от PGP необходимостью связи с центрами сертификации ключей, меньшей степенью защиты (для кодирования данных в системе PGP используется ключи длинной 128 бит, а в системе PEM – только 56 бит), но полным соответствием рекомендациям ITU-T (Х.400 и Х.509).

Протоколы электронной почты характеризуются значительным разнообразием от фирменных, пригодных в программных продуктах конкретных фирм-производителей, до общепризнанных.

Среди почтовых протоколов можно выделить:

  1.  SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простой протокол электронной почты) – протокол, используемый для обмена почтой между узлами и отправки писем от клиента к почтовому серверу. По умолчанию протокол использует 25 порт.
  2.  РОР3 (Post Office Protocol v.3 –протокол электронной почты версии 3) – протокол для получения почты клиентом. По умолчанию протокол использует 110 порт.
  3.  IMAP v4 (Internet Message Access Protocol v.4 –протокол интерактивного доступа к электронной почте версии 4) – протокол, аналогичный РОР3, но позволяющий клиенту хранить и обрабатывать почту на самом почтовом сервере. По умолчанию протокол использует 585 порт

SNMP

Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol – простой протокол сетевого управления) первоначально разрабатывался для управления маршрутизаторов, но затем был расширен на любые сетевые устройства (по умолчанию порты 161/162). В настоящее время актуальна версия 2 протокола (1999 г.) [1, c. 819-829; 1*, с. 791-805; 2*, с.660-672].

Протокол построен по принципу клиент - сервер (на управляемом сетевом устройстве должна быть запущена программа клиента) и включает в себя протокол управления (взаимодействие управляемого и управляющего узлов), язык ASN.1 (Abstract Syntax Notation v.1 - абстрактная синтаксическая нотация версии 1) описания модели управления и собственно модель управления MIB (Management Information Base - база управляющей информации). Распространению протокола мешает его низкая защищённость и ориентация на использование протокола UDP, приводящего к возможной потере сообщений.

_________________________________________________________

 11. Характеристика стека TCP/IP Несмотря на короткое с исторической точки зрения время существования компьютерных сетей и наличие разнообразны стеков, разработанных отдельными фирмами (например, стек IPX/SPX фирмы Novell) или международными организациями (например, Х.25 ITU-T), к настоящему моменту определился доминирующий набор протоколов, используемых как в LAN, так и сети Internet и названных «стек TCP/IP». Это обстоятельство, а также особенности программы обучения заставляют остановиться на рассмотрении только этого стека.

Стек TCP/IP получил своё название от основных протоколов TCP (Transmission Control Protocol) и IP (Internet Protocol), разработанных в 70-е г. в рамках проекта сети ARPANET Министерства обороны США. Основные принципы ТСР сформулированы Винтом Серфом (V.G.Cerf) и Бобом Каном (R.F.Kahn) в работе “A protocol for packet network interconnection” (IEEE Transaction on Communications, Vol. COM-22, № 5, 1974). Стек задумывался и разрабатывался как средство объединения компьютеров с различными характеристиками и операционными системами. Большое значение для популярности имела поддержка стека в операционной системе UNIX FreeBSD (Университет Беркли) [1, c. 142-148; 2, c. 66-70; 1*, с. 487-494; 2*, с. 54-58; 3, с. 324-328].

Модель стека была разработана до появления модели OSI и насчитывает меньшее количество уровней (см. таб. 1).

Таблица 1. Модель стека TCP/IP

Приведём краткую характеристику основных протоколов стека.

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекстовых документов используется для реализации приложений WWW (Word Wide Web) «всемирной паутины». Первый графический интерфейс для доступа к гипертекстовым документам появился в 1993 г. и носил название Mosaic (автор интерфейса Марк Андрессен (Mark Andressen) в 1995 г. основал Netscape Communications Corp.). В 1994 г. Европейский центр ядерных исследований (CERN - Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire) и Массачусетский технологический институт (M.I.T. - Massachusetts Institute of Technologies) основали некоммерческую организацию WWW Consortium для развития Web приложений.

FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи и приёма файлов.

Telnet – протокол эмуляции удалённого терминала.

TCP (Transmission Control Protocol) – протокол передачи данных с установлением соединения и обеспечением целостности доставки.

UDP (User Datagram Protocol) – протокол передачи данных без установления соединения и обеспечения целостности доставки.

IP (Internet Protocol) – базовый протокол доставки пакетов между узлами.

ARP (Address Resolution Protocol) – протокол распознавания адреса, предназначенный для определения МАС-адреса узла с заданным IP адресом. Помимо определения МАС адреса для заданного IP адреса представляет интерес и обратная задача – по МАС адресу определить IP адрес. Для решения этой задачи существует протокол RARP (Reverse ARP). Более подробную информацию о протоколах ARP, Proxy ARP и связанных с этими протоколами вопросах можно найти в [4, с. 93-98].

ICMP (Internet Control Message Protocol) – протокол пересылки диагностических сообщений о нарушениях работы сети.

RIP (Routing Information Protocol) – «простой» протокол обмена информацией между маршрутизаторами. Применяется в небольших сетях, т.к. допускает не более 14 маршрутизаторов и использует широковещательные (групповые) запросы о состоянии маршрутизаторов каждые 30 с. Существенным недостатком протокола является возможность движения пакетов по замкнутому маршруту - петле.

OSPF (Open Shortest Path First) – протокол обмена информацией между маршрутизаторами в больших сетях.

12. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI). Уровни модели OSI.

Глобальность охвата и интернациональный характер развития компьютерных сетей делает роль международных организаций в вопросах стандартизации определяющей. При этом, в большинстве случаев, принимаемые стандарты носят характер рекомендаций, однако «де факто» становятся обязательными и соблюдаются всеми производителями сетевого оборудования и программного обеспечения. Механизм создания рекомендаций, кроме собственных разработок, включает в себя и рассмотрение инициативных предложений крупных компаний, самостоятельно разрабатывающих и продвигающих те или иные сетевые технологии. Отличительной чертой рекомендация является их непрерывная модернизация, отслеживающая новейшие достижения в этой области.

Наиболее авторитетными организациями в области сетевых технологий являются [2, с. 99-106; 2*, с. 86-92; 1, с. 137-138; 1*, с. 151-154]:

  1.  ITU-T (International Telecommunications Union sector Telecommunication) Международный союз электросвязи, сектор телекоммуникаций. До 1993 года организация называлась CCITT (Consultative Committee for International Telephone and telegraphy), или в русском переводе МККТТ (Международный Консультативный Комитет по Телефонии и Телеграфии). Кроме сектора Т (Telecommunication), важными являются секторы R (распределения радиочастот) и D (развития).
  2.  ISO (International Standards Organization) Международная организация по стандартизации. Эта организация объединяет национальные институты стандартов из 89 стран (ANSI - США, DIN – Германия, BSI – Великобритания и др.).
  3.  IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике – национальный «профсоюз» «электрических» учёных и инженеров США.

Модель OSI (Open System Interconnection) - взаимодействия открытых систем была опубликована в 1983 г. по результатам совместных работ ISO и ITU-T [2, с. 62-66; 2*, с. 47-54б 58-62; 1, с. 123-135; 1*, c.132-148; 3, гл.2]. Согласно этой модели все процессы в сетях рассматриваются на семи (поэтому модель иногда называют «семиуровневой») относительно независимых уровнях для наилучшей реализации на каждом уровне по отдельности.

Обмен данными между двумя компьютерами в сети согласно семиуровневой модели иллюстрирует рис. 1.

Рис. 1. Модель OSI.

На этом рисунке использованы следующие обозначения: AH (application header) заголовок прикладного уровня, PH (presentation) – заголовок уровня представлений, SH (session) – заголовок сеансового уровня, TH (transport) – заголовок транспортного уровня, NH (network) – заголовок сетевого уровня, DH (data link) – заголовок канального уровня, DT (data link tail) – хвостовик кадра канального уровня.

Основной принцип построения модели, обеспечивающий независимость уровней, состоит в том, что пакет вышележащего уровня на нижележащем уровне рассматривается как данные, а вся необходимая для работы информация добавляется в виде заголовка/хвостовика.

При невозможности формирования пакета на нижележащем уровне из-за ограничений на размер пакета используется фрагментация (дробление) пакетов. Пример фрагментации показан на рис. 2, где для обозначения данных используется буква M (message), заголовка – H (header) и хвостовика – T (tail).

Рис. 2. Фрагментация.

На узлах внутри сети действуют три нижних уровня, как это показано на рис. 3, где PDU (protocol data unit) означает пакет протокола соответствующего уровня.

При описании сетей принято использовать следующие термины:

  1.  Протокол – правило, определяющее состав пакета и последовательность действий на соответствующем уровне.
  2.  Интерфейс – способ передачи данных с уровня на уровень.
  3.  Стек протоколов – упорядоченная совокупность протоколов нескольких уровней.
  4.  Служба (service) отличается от протокола тем, что оговаривается только результат без подробной регламентации процесса выполнения.
  5.  Технология чаще всего используется для обозначения протоколов нижних уровней (физического и канального), например, Ethernet или АТМ.
  6.  Инкапсуляция - преобразование пакета верхнего уровня одного стека в пакет нижнего уровня другого стека, например, при использовании IP поверх ATM.

Основные задачи уровней:

  1.  Физический (Physical) – стандартизация электрических и временных характеристик сигналов, физических параметров линий связи и разъёмов.
  2.  Канальный (Data Link) – доставка пакета на следующий узел сети (адресация, обнаружение/исправление ошибок).
  3.  Сетевой (Network) – доставка пакета в узел назначения (адресация, маршрутизация, проверка целостности данных).
  4.  Транспортный (Transport) – сборка всех пакетов в узле назначения.
  5.  Сеансовый (Session) – идентификация, начало/окончание сеанса передачи, аварийные режимы.
  6.  Представлений (Presentation) – преобразование данных к удобному для передачи по сети виду (например, шифрование данных по протоколу SSL (Secure Socket Layer)).
  7.  Прикладной (Application) – организация доступа к ресурсам сети. Например, получение файла – FTP (File Transfer Protocol), доступ к терминалу – Telnet и пр.

Рис. 3. Уровни внутри сети.

Для обозначения семиуровневой модели иногда используется прилагательное «эталонная», подчёркивающее теоретический характер этой модели. Действительно, за редким исключением, ни один из практически используемых стеков протоколов не соответствует этой модели в точности.

Среди причин этого явления можно выделить следующие. Во-первых, все основные практически используемые стеки (TCP/IP, IPX/SPX, АТМ, X.25 и др.) разрабатывались до появления семиуровневой модели.

Во-вторых, форма описания семиуровневой модели в момент появления была весьма далека от совершенства и многие разработчики просто не смогли своевременно понять её важность.

В-третьих, кажущаяся громоздкость модели делала разработанные на её основе стеки коммерчески невыгодными и пригодными только для научных исследований.

Тем не менее, семиуровневая модель позволяет сопоставить между собой различные стеки, даёт «точку отсчёта» для разработки новых сетевых решений и с этих позиций роль модели остаётся весьма значимой.

8. Технологии ISDN, ATM, Ethernet.

ISDN

Технология ISDN (Integrated Services Digital Network) – цифровая сеть с интеграцией услуг явилась результатом развития идеи «оцифровки» телефонных сетей общего пользования вплоть до потребителя, которому весь спектр услуг (телефонные переговоры, факсимильные сообщения, охранная и пожарная сигнализация, компьютерная передача данных и т.д.) предоставляется посредством цифровых сигналов. У истоков ISDN в 70-е гг. прошлого века под эгидой ITU-T (CCITT) стояли ведущие телефонные компании и министерствами связи наиболее развитых стран [1*, с. 662-675; 2*, с. 159-163; 3, с. 174-180].

Первоначальная версия ISDN была рассчитана на скорость 64 кбит/с и получила название узкополосной N-ISDN (Narrowband). Эта технология не нашла широкого применения из-за длительности разработки (к моменту окончательного утверждения всех протоколов скорости в 64 кбит/с было явно недостаточно) и больших финансовых затратах, поскольку потребовалось бы заменить не только станционное оборудование, но и все терминальные аппараты абонентов. Внимание к ISDN объясняется не самой технологией, а появившимися в связи с ней терминами и выделившимися из неё такими популярные технологиями, как ATM, xDSL, Frame Relay и пр.

Пользовательские интерфейсы ISDN.

На верхней части рис. 1 показана схема стандартного подключения частного абонента (малого офиса) к сети ISDN. Такой абонент с помощью витой пары может подключить к NT1 (Network Terminal 1) до 8 ISDN устройств. Согласно рекомендациям CCITT контрольные точки соединений обозначены буквами U,T,S и R.

На нижней части рисунка 1 представлена схема подключения к сети ISDN через NT2 или PBX (Private Branch eXchange), играющий роль учрежденческой телефонной станции в обычных телефонных сетях.

Рис. 1. Схемы подключения к сети ISDN.

Стандартизованные ISDN-интерфейсы:

А - аналоговый телефон с полосой 4 кГц

В - цифровой канал со скоростью 64 кбит/с (8 бит * 8 кГц) для передачи речи

С - цифровой канал со скоростью 8/16 кбит/с для передачи данных

D - цифровой дополнительный канал со скоростью 16 кбит/с для передачи данных

Е - цифровой служебный канал со скоростью 64 кбит/с

Н - каналы со скоростью 384 кбит/с (Н0), 1536 кбит/с (Н11) и 1920 кбит/с (Н12).

Стандартное подключение к ISDN сети предусматривает скорость 144 кбит/с и состоит из двух каналов В и канала D (2В+1D).

Стандарты скорости сети ISDN послужили основой для приведённой в таблице 1 иерархии скоростей магистральных цифровых каналов, соединяющих узлы городской, междугородней и международной связи [1, c. 346-350; 2, c. 174-178]. В Америке и Японии эти каналы принято обозначать буквой «Т» с указанием номера уровня, а в Европе - буквой «Е». Несмотря на различия в скорости, для канала уровня n часто используют обозначение DS-n (Digital Signal). Некоторое несоответствие скоростей (например, 24 канала T0 имеют скорость 0,064*24=1,536 Мбит/с, что не совпадает со скоростью Т1 (1,544 Мбит/с) на 0,008 Мбит/с) объясняется необходимостью введения в канал дополнительных сигналов управления и сигнализации.

Таблица 1. Иерархия скоростей магистральных цифровых каналов.

 Приведённая в таб.1 иерархия магистральных цифровых каналов стандартизована ANSI/ITU-T и получила название PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy).

 Развитием PDH является международная иерархия скоростей SDH (Synchronous Digital Hierarchy), созданная на базе SONET (Synchronous Optical NETwork) – стандартов ANSI (1984-1989) [1, c. 350-366; 2, c. 178-182].

 В таб. 2 приведены значения скорости иерархии SONET/SDH.

Таблица 2. Иерархия скоростей SONET/SDH.

SONET

SDH

Скорость Мбит/с

STS/OC-1

51,84

STS/OC-3

STM-1

155,52

STS/OC-9

STM-3

466,56

STS/OC-12

STM-4

622,08

STS/OC-18

STM-6

933,12

STS/OC-24

STM-8

1244,16

STS/OC-36

STM-12

1866,24

STS/OC-48

STM-16

2488,32

STS/OC-192

STM-64

9953,28

STS/OC-768

STM-256

39813,12

В таб. 2 использованы следующие сокращения:

STS – Synchronous Transport Signal,

OC – Optical Carrier,

STM – Synchronous Transport Module.

ATM

Технология ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронный режим передачи) позиционируется как универсальный сетевой «транспорт» для локальных и глобальных компьютерных сетей («полумагистральная») [1, c. 759-779; 1*, с. 720-741; 2, c.88-92; 2*, с. 163-175; 3, с. 313-323]. Иногда для обозначение АТМ используется термин «B-ISDN» (широкополосная (Broadband) ISDN), подчёркивающий то обстоятельство, что эта технология явилась результатом развития ISDN. К этапам создания АТМ можно отнести технологию STM (Synchronous Transfer Mode – разработка Bell Labs 1968 г.) и технологию STDM (Statistical Time Division Mode – режим статистического временного уплотнения), адаптирующие ресурсы канала к потребностям абонентов. В 1993 г. усилиями IEEE, ITU-T, ANSI при участии IBM, AT&T и др. были приняты основные стандарты АТМ в их нынешнем виде.

Основные идеи технологии АТМ.

  1. Основная идея технологии состоит в комбинировании принципов коммутации пакетов и коммутации каналов. На рисунке 1 приведён пример установления соединения через фиксирующие виртуальный канал коммутаторы АТМ (A,Е,C,D). Данные по этому каналу передаются ячейками (пакетами) одинаковой длины в 53 байта. Обе идеи (виртуальные канал и постоянный размер пакета) направлены на ускорение передачи.

Рис. 1. Соединение АТМ.

  1. Регулирование (выравнивание) скорости с помощью коммутатора АТМ. Одно из возможных решений называется принципом «дырявого ведра» проиллюстрировано рисунком 2. В ведре (коммутаторе) с ячейками не только накапливается необходимое их количество, но и производится сортировка, обеспечивая «правильный» (в соответствии с приоритетом) порядок выхода пакетов в сеть АТМ.

Рис. 2. Принцип «дырявого ведра».

  1.  Широкий диапазон скоростей и их согласованность со стандартными скоростями. В таблице 1 приведены скорости и примерные характеристики физической среды АТМ для локальных компьютерных сетей, в следующей таблице 2 – для глобальных сетей.

Таблица 1. Характеристики физической среды АТМ для ЛВС.

Таблица 2. Характеристики физической среды АТМ для ГВС.

  1. Разнообразие поддерживаемых классов трафика, приведённых в таблице 3.

Таблица 3. Характеристики классов трафика в АТМ

  1. Многообразие уровней адаптации технологии к протоколам верхних уровней. Рисунок 3 иллюстрирует положение технологии в стеке протоколов TCP/IP. AAL (ATM Adaptation Layer) – уровень адаптации АТМ представляет собой набор протоколов AAL1 – AAL5 преобразования пакетов верхних уровней в ячейки АТМ, структура которых показана на рисунке 4.

Рис. 3. Стек АТМ.

Рис. 4. Ячейка АТМ

На рисунке 4. использованы следующие сокращения:

  1.  GFC (Generic Flow Control) – параметр взаимодействия конечного терминала и коммутатора.
  2.  VPI (Virtual Path Identifier) – идентификатор виртуального пути (общей части нескольких виртуальных каналов).
  3.  VCI (Virtual Channel Identifier) – идентификатор виртуального канала
  4.  PTI (Payload Type Identifier) – (3 бита) идентификатор типа ячейки – пользовательская или управляющая, имеет флаг перегрузки.
  5. Приоритет потери ячейки CLP (Cell Loss Priority) – флаг кандидатов на удаление в случае необходимости.
  6.  HEC (Header Error Control) – контрольная сумма заголовка на базе расширенного кода Хэмминга.

В заключение следует отметить, что несмотря на несомненные преимущества АТМ перед другими технологиями, её массовому применению в локальных сетях препятствует высокая стоимость оборудования, в особенности коммутаторов.

Рис. 1. Схемы подключения к сети ISDN.

Стандартизованные ISDN-интерфейсы:

А - аналоговый телефон с полосой 4 кГц

В - цифровой канал со скоростью 64 кбит/с (8 бит * 8 кГц) для передачи речи

С - цифровой канал со скоростью 8/16 кбит/с для передачи данных

D - цифровой дополнительный канал со скоростью 16 кбит/с для передачи данных

Е - цифровой служебный канал со скоростью 64 кбит/с

Н - каналы со скоростью 384 кбит/с (Н0), 1536 кбит/с (Н11) и 1920 кбит/с (Н12).

Стандартное подключение к ISDN сети предусматривает скорость 144 кбит/с и состоит из двух каналов В и канала D (2В+1D).

Стандарты скорости сети ISDN послужили основой для приведённой в таблице 1 иерархии скоростей магистральных цифровых каналов, соединяющих узлы городской, междугородней и международной связи [1, c. 346-350; 2, c. 174-178]. В Америке и Японии эти каналы принято обозначать буквой «Т» с указанием номера уровня, а в Европе - буквой «Е». Несмотря на различия в скорости, для канала уровня n часто используют обозначение DS-n (Digital Signal). Некоторое несоответствие скоростей (например, 24 канала T0 имеют скорость 0,064*24=1,536 Мбит/с, что не совпадает со скоростью Т1 (1,544 Мбит/с) на 0,008 Мбит/с) объясняется необходимостью введения в канал дополнительных сигналов управления и сигнализации.

Таблица 1. Иерархия скоростей магистральных цифровых каналов.

Приведённая в таб.1 иерархия магистральных цифровых каналов стандартизована ANSI/ITU-T и получила название PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy).

Развитием PDH является международная иерархия скоростей SDH (Synchronous Digital Hierarchy), созданная на базе SONET (Synchronous Optical NETwork) – стандартов ANSI (1984-1989) [1, c. 350-366; 2, c. 178-182].

 В таб. 2 приведены значения скорости иерархии SONET/SDH.

Таблица 2. Иерархия скоростей SONET/SDH.

SONET

SDH

Скорость Мбит/с

STS/OC-1

51,84

STS/OC-3

STM-1

155,52

STS/OC-9

STM-3

466,56

STS/OC-12

STM-4

622,08

STS/OC-18

STM-6

933,12

STS/OC-24

STM-8

1244,16

STS/OC-36

STM-12

1866,24

STS/OC-48

STM-16

2488,32

STS/OC-192

STM-64

9953,28

STS/OC-768

STM-256

39813,12

В таб. 2 использованы следующие сокращения:

STS – Synchronous Transport Signal,

OC – Optical Carrier,

STM – Synchronous Transport Module.

Ethernet

Ethernet/IEEE 802.3 (от лат. luminiferous ether - светоносный эфир) самая популярная технология LAN с методом доступа CSMA/CD [1, c. 383-408; 1*, с. 293-323; 2, c. 317-330; 2*, с. 296-307; 3, с. 195-234].

Технология была создана в 70-х гг. доктором Робертом Меткалфом (Robert Metcalfe) как часть проекта "офиса будущего" и обеспечивала скорость 3 Мбит/с. В 1980 г. фирмы DEC-Intel-Xerox довели скорость до 10 Мбит/с и в 1985 г. технология была официально утверждена 802-м комитетом IEEE. До сих пор можно встретить «фирменные» варианты Ethernet под названиями Ethernet II/Ethernet DIX (DEC, Intel, Xerox) и Raw 802.3 (Novell), отличающиеся друг от друга небольшими изменениями формата кадра (пакета).

Структура стандартов IEEE 802.x представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Стандарты IEEE 802.x

Согласно принятому IEEE стандарту канальный уровень технологии Ethernet делится на подуровень управления логическим каналом LLC (Logical Link Control), отвечающий за логику работы канального уровня, и подуровень доступа к среде MAC (Media Access Control), обеспечивающий формирование кадра.

Каждый узел сети снабжается уникальным MAC адресом из 6 байт, причём 3 байта (без двух старших бит) закрепляются в IEEE за производителем оборудования, а 3 оставшихся байта устанавливаются им самостоятельно.

Структура кадра представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Кадр Ethernet.

Принимая кадры, сетевые адаптеры устройств считывают MAC адрес получателя и при его совпадении с собственным адресом помещают кадр во входной буфер для последующей обработки, в противном случае – кадр отбрасывается.

Старшие два бита адреса получателя в зависимости от назначения кадра устанавливаются программно при его отправке. Например, у широковещательного кадра, обращённого ко всем узлам сети, старший бит устанавливается в 1, у кадра, адресованного группе узлов, в 1 устанавливается следующий бит адреса и, наконец, у кадра, предназначенного конкретному узлу, оба старших бита - нулевые.

Самым распространённым в ЛВС типом кабельной системы является витая пара 10BaseT (Twisted), представляющая собой заключенные в общую оболочку 8 разноцветных скрученных попарно проводов (IEEE 802.3i), из которых в классической технологии Ethernet используется только 2 пары для передачи и приёма сигналов. Альтернативным обозначением витой пары является UTP (Unshielded Twisted Pair) – неэкранированная витая пара.

По частотным характеристикам UTP делят на категории, представленные в таб. 1.

Таблица 1. Категории витой пары

Современный подход к созданию кабельных систем предполагает использование UTP как для компьютерных, так и учрежденческих телефонных сетей. Использование физической топологии «звезда» и организация всех необходимых для работы сети коммутаций в едином центре получило название «структурированная кабельная система» (СКС).

Стандарты Ethernet кроме UTP допускают применение более дорогой, используемой в технологии Token Ring, экранированной витой пары STP (Shielded Twisted Pair) Type 1A, отличающейся наличием общей экранирующей оболочки.

Fast Ethernet (IEEE 802.3u) – самая распространённая сейчас высокоскоростная технология LAN [1, c, 430-438; 1*, с. 342-353; 2, c. 330-334; 2*, с. 343-346; 3, с. 234-245]. С 1992 г. по 1995 г. коалиция фирм 3Com, SynOptics и др. усовершенствовала технологию Ethernet, сохраняя метод доступа CSMA/CD. В 1995 г. IEEE принял дополнение к 802.3 – стандарт 802.3u для скорости 100 Мбит/с, по которому допускается использование в одной сети двух скоростей одновременно (10 и 100 Мбит/с).

Успех технологии во многом связан с возможностью использования (как показано в таб. 2) уже проложенных для обычного Ethernet соединительных кабелей.

Таблица 2. Физическая среда Fast Ethernet.

Среда 100BaseT4 с использованием UTP Cat.3 применяются довольно редко из-за необходимости одновременной замены всего активного оборудования (концентраторов, коммутаторов, сетевых адаптеров и т.д.) в коллизионном домене. В этом типе физической среды используются все 4 пары кабеля UTP.

Среда 100BaseTX допускает использования в коллизионном домене двухскоростного активного оборудования. Естественно, скорость в 100 Мбит/с будет достигнута только, если оба узла поддерживают эту скорость. Как и в обычном Ethernet сигналы передаются только по 2-м из 4-х пар проводов.

Среда 100BaseFX использует 2 оптические нити.

Концентраторы технологии Fast Ethernet делятся на два касса:

  1. класс I требует наличия портов всех видов (100BaseT4, 100BaseTX/FX)
  2. класса II имеет порты либо типа 100BaseT4, либо типов 100BaseTX/FX

Поскольку концентраторы класса I преобразуют электрические сигналы (увеличивается задержка), в пределах коллизионного домена рекомендуется иметь либо 1 концентратор класса I, либо 2 концентратора класса II, расстояние между которыми не должно превышать 5 м. Тем не менее, размеры сети по прежнему не ограничены, т.к. коллизионный домен ограничивается коммутатором, маршрутизатором или шлюзом.

Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z/ав) – технология (1998 г.) обеспечивает скорость 1000 Мбит/с и предназначена для локальных сетей с большим трафиком, возникающим, например, при широком использовании мультимедийных приложений, видеоконференций и т.д. [1, c. 440-445; 1*, с. 356-365; 2, c. 334-338].

Физическая среда Gigabit Ethernet представлена в таб. 3.

Таблица 3. Физическая среда Gigabit Ethernet.

Среда 1000BaseSX/LX согласно стандарту IEEE 802.3z (1998 г.) представляет собой коротковолновый (Sshort) или длинноволновый (Llong) волоконно-оптический кабель.

Среда Twinax – двойной коаксиальный кабель применяется для соединения концентраторов/маршрутизаторов.

Среда 1000BaseТ по стандарту IEEE 802.3ав есть витая пара на ниже 5 категории. Для передачи сигналов в этой среде используется все 4 пары проводов. При прокладке кабеля предъявляются особые требования по недопущению резких изгибов, близости силовых установок и т.д.

В пределах коллизионного домена рекомендуется иметь не более 1-го концентратора технологии Gigabit Ethernet.

 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae)технология (2002


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60005. Вашингтон - столица США 62 KB
  For some time we have been learning many interesting things about the USA. You’ve got to know that the USA is the richest and highly developed country in the world. It stretches from one coast to another.
60006. We want to be healthy 64 KB
  There is a beautiful garden there where different fruit trees grow. Do you like fruits? What fruits do you like? As for me, I like cherries. And you? But the fruits in our garden are magic. If you eat them, you’ll be healthy an will study very well.
60007. Суд над Погодою 70 KB
  Слухається справа громадянки Погоди. Слідством було досліджено основну властивість погоди – її мінливість. Встановлено: а характерною особливістю погоди є її безперервна мінливість; б причиною мінливості є переміщення величезних об’ємів повітря...
60009. Огляд технологій Веб 2.0. Веб-спільноти. Спільна робота з документами. Соціальні сервіси збереження мультимедійних ресурсів. Вікі-технології 1.13 MB
  Тема розробки є актуальною, тому що потік нових інформаційних технологій все більше проникає у наше життя. Зявляються послуги, побудовані на сервісах Інтернету, використання різноманітних інтерактивних технологій вже не тільки дань моді, а й серйозна конкурентна перевага.
60010. Створення сайту в системі ucoz 2.8 MB
  Хочу поділитися власним досвідом щодо створення сайту в інтернеті. Ввести адресу сайту який Ви створюєте. Вибрати дизайн сайту і записати його назву.
60011. Не можеш ти своїм життям до себе дорівнятись… 42.5 KB
  Результат Створення презентацій Реальний світ Лісової пісні Міфологічний світ Лісової пісні та буклету Філософські проблеми Лісової пісні. Ресурси Комп’ютер з мережею Інтернет Мета вебквеста: визначити коло філософських проблем що постають перед читачем Лісової пісні Лесі Українки...
60013. Great Britain 68 KB
  I think you know it is situated on the British Isles lying off the north-west of Europe. Four countries form the UK. They are Scotland, England, Wales and Northern Ireland.