Как только компьютеров становится больше двух, возникает проблема выбора конфигурации физических связей или топологии. Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы, мосты, коммутаторы), а ребрам — электрические и информационные связи между ними. Компьютеры, подключенные к сети, часто называют станциями или узлами сети.
Число возможных конфигураций резко возрастает при увеличении числа связываемых устройств. Так, если три компьютера мы можем связать двумя способами, то для четырех компьютеров (рисунок 7) можно предложить уже шесть топологически различных конфигураций (при условии неразличимости компьютеров).
Мы можем соединять каждый компьютер с каждым или же связывать их последовательно, предполагая, что они будут общаться, передавая друг другу сообщения "транзитом". При этом транзитные узлы должны быть оснащены специальными средствами, позволяющими выполнять эту специфическую посредническую операцию. В роли транзитного узла может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство.

От выбора топологии связей зависят многие характеристики сети. Например, наличие между узлами нескольких путей повышает надежность сети и делает возможной балансировку загрузки отдельных каналов. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи.

основные вопросы для решения задачи транспортировки данных по сети

Что такое DHCP?

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - протокол динамической конфигурации хоста - предназначен для автоматического конфигурирования сетевых настроек во время загрузки в сетях TCP/IP, а также для проведения необходимых изменений.
Вся информация о доступных IP-адресах, маске подсети, шлюзах, DNS серверах и т.п. централизованно хранится в определенной базе данных.
Для использования DHCP клиентские компьютеры должны быть определенным образом сконфигурированы, т.е. в настройках стека TCP/IP должна быть включена опция получения настроек по DHCP и должен быть включен DHCP-клиент. Когда пользователь загружается, это вызывает посылку запроса на получение IP-адреса. DHCP-сервер предоставляет IP-адрес из своей базы данных на время пользования (до выхода клиента из сети). В «АКАДО Телеком» ваш компьютер каждый раз получает от DHCP-сервера один и тот же IP-адрес (за исключением случаев блокировки).

Что такое proxy (прокси)?

Прокси-сервер - это программа или отдельный компьютер, который специализируется на обработке запросов к сети и сохранении результатов запросов в своей локальной кэш-памяти. Весь трафик от пользователя к серверам в Интернет и обратно идет через этот компьютер. Прокси-сервер экономит время, которое абонент тратит на ожидание ответа со стороны сервера (в зависимости от времени суток популярные серверы могут быть перегружены) и доставку информации по глобальной сети. Кроме того, иногда прокси-сервер позволяет получить информацию даже с удаленного сервера, недоступного в настоящий момент, благодаря тому, что эта информация была ранее прокси-сервером закэширована.

Что такое URL?

Быстрый рост объемов постоянно изменяющейся информации, доступной с помощью разнообразных средств и протоколов, привел к появлению универсального способа адресации ресурсов.
URL (Universal Resource Locator) - универсальный определитель ресурса - представляет собой обобщение идеи электронного почтового адреса, который есть не только у человека (в виде почтового адреса), но и у файла или www-страницы.

Что такое DNS, DNS-сервер и DNS-клиент?

DNS - это сокращение от Domain Name System (или Domain Name Service), т.е. система (или служба) доменных имен. DNS-серверы занимаются преобразованием доменных имен в IP-адеса и наоборот. Система DNS представляет собой базу данных, распределенную по всей сети Интернет, и целую сеть серверов. Каждый DNS-сервер знает своих «соседей» и способен быстро и автоматически, по специально разработанной иерархической схеме, опрашивать их, если к нему поступил запрос на установление соответствия «IP -> доменное имя" или, наоборот,"доменное имя -> IP».
«DNS-клиентами» являются практически все программы, работающие в Интернет. Всякий раз, когда вы для каких-то целей (например, при посещении web-страниц) набираете доменное имя, служба DNS должна выяснить, какому IP-адресу соответствует данное имя. Именно по этой причине правильное задание DNS-серверов является одной из важнейших настроек для работы в Интернет.

Что такое IP-адрес?

IP-адрес - это уникальный идентификатор компьютера, подключенного к сети Интернет, используемый протоколом IP для доставки и маршрутизации пакетов. IP-адрес представляет собой 32-разрядное (по версии IPv4) или 48-разрядное (по версии IPv6) двоичное число. Удобной для человека формой записи IP-адреса (IPv4)является запись в виде четырех десятичных чисел (от 0 до 255), разделенных точками, например, 217.10.32.5.

Что такое IP и TCP/IP?

IP - Internet Protocol - это один из основных протоколов, применяемых в Internet. Действие протокола IP можно сравнить с работой обычной почты: он занимается доставкой пакетов данных от компьютера-отправителя компьютеру - получателю. Протокол IP определяет формат пакетов и схему адресации.
IP тесно связан с протоколом TCP - Transmission Control Protocol (протокол управления передачей). TCP отвечает за разбивку передаваемой информации на пакеты, нумерацию этих пакетов и правильную сборку пришедших к месту назначения пакетов в единое целое. При этом совершенно не обязательно, чтобы все пакеты шли к цели одним и тем же путем и нет ничего страшного в том, что первый пакет придет, например, предпоследним.
IP организует быструю и экономичную пересылку данных, а TCP, скрывая ее пакетную сущность, дает пользователю возможность думать о данных как о непрерывном потоке по каналу связи. Поэтому эти два протокола редко упоминают по отдельности, а говорят, что основу Интернет составляют протоколы TCP/IP.

Что такое протокол?

Протокол - это свод правил и стандартов передачи данных. К основным параметрам, описываемым протоколом, относятся: способ определения передающим устройством начала и окончания передачи, способ определения принимающим факта получения сообщения, используемый тип проверки ошибок и т.д.
Различные протоколы отличаются своими характеристиками: одни - большей надежностью, другие - скоростью передачи, третьи - простотой. Пользователю совершенно не обязательно знать тонкости всех протоколов.

Что такое HTTP?

HTTP (HyperText Transfer Protocol) - протокол передачи гипертекстовых документов - это протокол прикладного уровня, применяемый в распределенных информационных системах. HTTP определяет характер форматирования и передачи сообщений, а также действия, которые должны «выполнять» web-серверы и web-браузеры в ответ на те или иные команды. HTTP используется с 1990 года.

Что такое FTP?

FTP(File Transfer Protocol) - это протокол передачи файлов. Программа - FTP-клиент позволяет вам загружать файлы с удаленного компьютера (FTP-сервера) на ваш локальный компьютер и наоборот. Тысячи хостов в Интернет предоставляют anonymous FTP service (анонимный доступ к FTP-серверу), позволяя вам получить книги, фильмы, музыкальные файлы, общедоступных программыи, игры и т.д.

Что такое домен и доменное имя?

Домен чаще всего представляет собой название компьютера, принадлежащего такой-то организации, расположенной в такой-то стране. Доменная система адресации представляет собой еще один способ идентификации компьютеров в Интернет, причем более удобный для человека, чем IP-адреса. Однако компьютеры работают с цифрами, т.е. с IP-адресами, поэтому эти две системы адресации существуют параллельно, и почти у каждого компьютера имеется и IP-адрес, и доменное имя. При этом нет взаимно-однозначного соответствия между именами и адресами: один компьютер может иметь несколько имен на один адрес или иметь несколько IP-адресов и не иметь ни одного имени.

Что такое браузер?

Браузер - программа-клиент (Internet Explorer, Google Chrome, Opera, Firefox и.т.п.), предоставляющая пользователю возможности просмотра веб-ресурсов.

13.Способы коммутации(коммутация каналов и коммутация пакетов).

Способы коммутации. Под коммутацией данных понимается их передача, при которой канал передачи данных может использоваться попеременно для обмена информацией между различными пунктами информационной сети в отличие от связи через некоммутируемые каналы, обычно закрепленные за определенными абонентами.

Различают следующие способы коммутации данных:

коммутация каналов - осуществляется соединение ООД двух или более станций данных и обеспечивается монопольное использование канала передачи данных до тех пор, пока соединение не будет разомкнуто;

коммутация сообщений - характеризуется тем, что создание физического канала между оконечными узлами необязательно и пересылка сообщений происходит без нарушения их целостности; вместо физического канала имеется виртуальный канал, состоящий из физических участков, и между участками возможна буферизация сообщения;

коммутация пакетов - сообщение передается по виртуальному каналу, но оно разделяется на пакеты, при этом канал передачи данных занят только во время передачи пакета (без нарушения его целостности) и по ее завершении освобождается для передачи других пакетов.

Коммутация каналов. Коммутация каналов может быть пространственной и временной. Пространственный коммутатор размера N*M представляет собой сетку (матрицу), в которой N входов подключены к горизонтальным шинам, а M выходов - к вертикальным (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Матрица пространственного коммутатора

В узлах сетки имеются коммутирующие элементы, причем в каждом столбце сетки может быть открыто не более чем по одному элементу. Если N < M, то коммутатор может обеспечить соединение каждого входа с не менее чем одним выходом; в противном случае коммутатор называется блокирующим, т.е. не обеспечивающим соединения любого входа с одним из выходов. Обычно применяются коммутаторы с равным числом входов и выходов N*N.

Недостаток рассмотренной схемы - большое число коммутирующих элементов в квадратной матрице, равное N2. Для устранения этого недостатка применяют многоступенные коммутаторы. Например, схема трехступенного коммутатора 6*6 имеет вид, представленный на рис. 3.3.

Достаточным условием отсутствия блокировок входов является равенство k > 2*n-1. Здесь k - число блоков в промежуточном каскаде, n = N/p; p - число блоков во входном каскаде. В приведенной на рис. 1.3 схеме это условие не выполнено, поэтому блокировки возможны. Например, если требуется выполнить соединение a1-d1, но ранее скоммутированы соединения a2-b2-c4-d3, a3-b3-c1-d2, то для a1 доступны шины b1,с3 и с5, однако они не ведут к d1.

В многоступенных коммутаторах существенно уменьшено число переключательных элементов за счет некоторого увеличения задержки. Так, при замене одноступенного коммутатора 1000*1000 трехступенным с n = 22 и k = 43 число переключателей уменьшается с 10 6 до 2*46*22*43+43*46*46, т.е. примерно до 0,186*10 6 .

Рисунок 3.3 – Схема трехступенного пространственного коммутатора

Временной коммутатор построен на основе буферной памяти, запись производится в ее ячейки последовательным опросом входов, а коммутация осуществляется благодаря считыванию данных на выходы из нужных ячеек памяти. При этом происходит задержка на время одного цикла "запись-чтение". В настоящее время преимущественно используются временная или смешанная коммутация.

Коммутация пакетов.Во многих случаях наиболее эффективной оказывается коммутация пакетов. Во-первых, ускоряется передача данных в сетях сложной конфигурации за счет того, что возможна параллельная передача пакетов одного сообщения на разных участках сети; во-вторых, при появлении ошибки требуется повторная передача короткого пакета, а не всего длинного сообщения. Кроме того, ограничение сверху на размер пакета позволяет обойтись меньшим объемом буферной памяти в промежуточных узлах на маршрутах передачи данных в сети.

В сетях коммутации пакетов различают два режима работы: режим виртуальных каналов (другое название - связь с установлением соединения) и дейтаграммный режим (связь без установления соединения).

В режиме виртуальных каналов пакеты одного сообщения передаются в естественном порядке по устанавливаемому маршруту. При этом в отличие от коммутации каналов линии связи могут разделяться многими сообщениями, когда попеременно по каналу передаются пакеты разных сообщений (это так называемый режим временного мультиплексирования, иначе TDM - Time Division Method), или задерживаться в промежуточных буферах. Предусматривается контроль правильности передачи данных путем посылки от получателя к отправителю подтверждающего сообщения - положительной квитанции. Этот контроль возможен как во всех промежуточных узлах маршрута, так и только в конечном узле. Он может осуществляться старт-стопнымспособом, при котором отправитель до тех пор не передает следующий пакет, пока не получит подтверждения о правильной передаче предыдущего пакета, или способом передачи "в окне". Окно может включать N пакетов, и возможны задержки в получении подтверждений на протяжении окна. Так, если произошла ошибка при передаче, т.е. отправитель получает отрицательную квитанцию относительно пакета с номером K, то нужна повторная передача и она начинается с пакета K.

Например, в сетях можно использовать переменный размер окна. Так, в соответствии с рекомендацией документа RFC-793 время ожидания подтверждений вычисляется по формуле
T ож = 2*Tср,
где Tср := 0,9*Tср + 0,1*Ti, Tср - усредненное значение времени прохода пакета до получателя и обратно, Ti - результат очередного измерения этого времени.

В дейтаграммном режиме сообщение делится на дейтаграммы. Дейтаграмма - часть информации, передаваемая независимо от других частей одного и того же сообщения в вычислительных сетях с коммутацией пакетов. Дейтаграммы одного и того же сообщения могут передаваться в сети по разным маршрутам и поступать к адресату в произвольной последовательности, что может послужить причиной блокировок сети. На внутренних участках маршрута контроль правильности передачи не предусмотрен и надежность связи обеспечивается лишь контролем на оконечном узле.

Блокировкой сети в дейтаграммном режиме называется такая ситуация, когда в буферную память узла вычислительной сети поступило столько пакетов разных сообщений, что эта память оказывается полностью занятой. Следовательно, она не может принимать другие пакеты и не может освободиться от уже принятых, так как это возможно только после поступления всех дейтаграмм сообщения.