Рассмотрим принцип работы персонального компьютера

Процессор

Процессор (от — обрабатывать) — устройство или программа, целью которых является обработка (процесс) чего-то (объекта, процесса). Процессор — это главная микросхема компьютера, его «мозг». Он разрешает выполнять программный код, находящийся в памяти и руководит работой всех устройств компьютера. Чем выше скорость работы процессора, тем выше быстродействие компьютера. Процессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных и их выполнении. На этом и базируется выполнение программ.

Какие параметры отличают один процессор от другого? Это, прежде всего, тактовая частота, разрядность, рабочее напряжение, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш памяти. Центральный процессор (ЦП) или центральное процессорное устройство (ЦПУ) (англ. central processing unit — CPU) — процессор машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение основной доли работ по обработке информации — вычислительный процесс.

Современные ЦПУ, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами. С середины 80-х последние практически вытеснили прочие виды ЦПУ, вследствие чего термин стал всё чаще и чаще восприниматься как обыкновенный синоним слова «микропроцессор». Тем не менее, — это не так, а центральные процессорные устройства некоторых суперкомпьютеров даже сегодня представляют собой сложные комплексы больших (БИС) и сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

Сегодня в мире существует три основных производителя процессоров: Intel, AMD, VIA Technologies

Визуально процессоры этих фирм-изготорителей выглядят следующим образом:

Производительность работы процессора зависит от его тактовой частоты.

Такт – это наименьшая единица измерения времени для процессора как логического устройства; на каждую операцию расходуется как минимум один такт.

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, RAM), как её еще называют.) — часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции и время доступа к которой не превышает одного его такта.

DRAM (dynamic random access memory) — тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом (RAM), также запоминающее устройство, наиболее широко используемое в качестве ОЗУ современных компьютеров.

DDR SDRAM

По сравнению с обычной памятью типа SDRAM, с удвоенной скоростью передачи данных была вдвое увеличена пропускная способность. (Первоначально память такого типа применялась в видеоплатах, но позднее появилась поддержка DDR SDRAM со стороны чипсетов.)

Icon

Для справки: память DDR SDRAM работает на частотах в 100, 133, 166 и 200 МГц, её время полного доступа — 30 и 22,5 нс, а время рабочего цикла — 5, 3,75, 3 и 2,5 нс. Примеры обозначения модулей памяти: DDR200, DDR266, DDR333, DDR400

DDR2 SDRAM

Конструктивно новый тип оперативной памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году. Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счёт технических изменений показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на современных компьютерах.

Icon

Для справки: память может работать с тактовой частотой шины 200, 266, 333, 337, 400, 533, 575 и 600 МГц. При этом эффективная частота передачи данных соответственно будет 400, 533, 667, 675, 800, 1066, 1150 и 1200 МГц. Некоторые производители модулей памяти помимо стандартных частот выпускают и образцы, работающие на нестандартных (промежуточных) частотах. Они предназначены для использования в разогнанных системах, где требуется запас по частоте. Время полного доступа — 25, 11,25, 9, 7,5 нс и менее. Время рабочего цикла — от 5 до 1,67 нс.

DDR3 SDRAM

Этот тип памяти основан на технологиях DDR2 SDRAM со вдвое увеличенной частотой передачи данных по шине памяти. Отличается пониженным энергопотреблением по сравнению с предшественниками. Частота полосы пропускания лежит в пределах от 800 до 2400 МГц (рекорд частоты — более 3000 МГц), что обеспечивает большую пропускную способность по сравнению со всеми предшественниками.

Конструктивные исполнения памяти DRAM

Память типа DRAM конструктивно выполняют и в виде отдельных микросхем в корпусах типа DIP, SOIC, BGA и в виде модулей памяти типа SIPP SIMM, DIMM, RIMM (для разъемов PCI системных блоков)

На рисунке снизу корпуса изображены: сверху вниз: DIP, SIPP, SIMM (30-контактный), SIMM (72-контактный), DIMM (168-контактный), DIMM (184-контактный, DDR)

Icon

Для примера предоставлены корпусные исполнения плат оперативной памяти, использующихся в современных ноутбуках:

Жесткий диск.

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге «винчестер», «винт», «хард», «харддиск» — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Также, в отличие от гибкого диска, носитель информации совмещён с накопителем, приводом и блоком электроники и (в персональных компьютерах в подавляющем количестве случаев) обычно установлен внутри системного блока компьютера.

Основные характеристики

Интерфейс (англ. interface) — совокупность линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил (протокола) обмена. Серийно выпускаемые внутренние жёсткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. С момента создания первых жёстких дисков в результате непрерывного совершенствования технологии записи данных их максимально возможная ёмкость непрерывно увеличивается.

Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension). Почти все современные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма — под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов.

Внешний HDD накопитель

Внешний HDD накопитель представляет собой обычный жесткий диск, помещенный в корпус и имеющий USB или FireWire выход для подключения к компьютеру или другому устройству, с которым необходимо обменяться данными. Внешние usb-винчестеры стали популярны в 2000 годы, благодаря всеобщей “мобилизации”. Портативные жесткие диски различаются, в первую очередь, объемом и скоростью работы.

Практически, внешние USB HDD накопители имеют точно такие же объемы, что и обычные, так что сейчас можно купить внешний HDD объемом до 1 Тб. В настоящее время внешние винчестеры производят более 30 компаний по всему миру.

Сетевые адаптеры.

Проводные сетевые контроллеры

Сетевая плата, также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface card) — периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время, особенно в персональных компьютерах, сетевые платы довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства и удешевления всего компьютера в целом.

Типы сетевых плат:

внутренние — отдельные платы, вставляющиеся в ISA, PCI или PCI-E слот;

внешние, подключающиеся через USB или PCMCIA интерфейс, ранее преимущественно использующиеся в ноутбуках;

встроенные в материнскую плату.
На 10-мегабитных сетевых платах для подключения к локальной сети используются 4 типа разъёмов:

· 8P8C для витой пары;

· BNC-коннектор для тонкого коаксиального кабеля;

· 15-контактный разъем AUI трансивера для толкстого коаксиального кабеля.

· Оптический разъем (en:10BASE-EL и другие стандарты 10 Мбит Ethernet)

Icon

Эти разъёмы могут присутствовать в разных комбинациях, иногда даже все три сразу, но в любой данный момент работает только один из них.

На 100-мегабитных платах устанавливают либо разъём для витой пары (8P8C, он же RJ-45), либо оптический разъем (SC, ST, MIC). Рядом с разъёмом для витой пары устанавливают один или несколько информационных светодиодов сообщающих о наличии подключения и передаче информации. Так как наши сети в рамках подъезда построены по технологии Fast Ethernet — сетевая карта должна поддерживать разъем 8P8C.

Принято разделять несколько поколений сетевых контроллеров. Выпускаемые сегодня сетевые адаптеры можно отнести к четвертому поколению. В эти адаптеры обязательно входит ASIC, выполняющая функции MAC-уровня (англ. MAC-PHY), скорость развита до 1 Гбит/сек, а также есть большое количество высокоуровневых функций. В набор таких функций может входить поддержка агента удаленного мониторинга RMON, схема приоритезации кадров, функции дистанционного управления компьютером и т. п. В серверных вариантах адаптеров почти обязательно наличие мощного процессора, разгружающего центральный процессор.

Беспроводные сетевые контроллеры

WI-FI — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве среды передачи в таких сетях выступают радиоволны 2.4 и 5 ГГц

Беспроводной сетевой контроллер. Как можно понять, это адаптер, который подключает ваш компьютер к беспроводной сети.

Wi-Fi контроллеры бывают нескольких типов:

· Встроенные. Уже встроены в материнскую плату. Чаще всего используются в ноутбуках или КПК. Как правило, демонтировать из компьютера встроенный контроллер нельзя, но можно отключить и использовать вместо него другой. Большая часть современных ноутбуков оборудованы встроенными контроллерами Wi-Fi. Стоит выделить массово производящиеся контроллеры, построенные на чипах: Atheros, Broadcom, VIA, Realtek.

Внутренние с интерфейсом PCI. Пожалуй, один из самых распространённых типов сетевых контроллеров для персональных компьютеров. Как правило, эти сетевые карты имеют один светодиод, индикатор работы и гнездо для антенны. Платы могут поставляться с разными типами антенн: штырьковой, которая устанавливается непосредственно на планку адаптера и выносной.

Внутренние с интерфейсом PCMCIA. Наиболее удобный способ добавить поддержку беспроводной сети в ноутбук, по умолчанию не оборудованный такой поддержкой. Имеют встроенную антенну, компактны и просты в настройке. Существуют так же адаптеры со складными большими антеннами, обеспечивающими повышенный радиус действия беспроводной сети.

Внешние USB контроллеры с интерфейсом USB. Это самый универсальный тип контроллеров и самый удобный. Вы можете использовать USB-контроллер как с ноутбуком, так и с персональным компьютером. Особенно актуален данный тип контроллеров для владельцев компьютеров формата SFF, таких как Shuttle XPC. Такие контроллеры удобно носить с собой и их можно брать в поездку или наоборот — держать дома или в офисе как запасные, на тот случай если к вам пожалуют гости с ноутбуками без Wi-Fi контроллеров, но которым позарез нужен интернет на их машинах.

Основы информационных сетей

Понятие компьютерной сети

Начнём с определения компьютерной сети.

Компьютерная сеть— два или более соединённых средой передачи (например, сетевым кабелем) компьютеров. Главная функция сети – предоставление возможности обмена информацией между пользователями сети.

В эту же концепцию укладывается принцип разделения ресурсов, когда пользователь сети может получить доступ к информации, программе или устройству, находящимся на другом компьютере. Например, пользователи сети могут работать с сетевыми программами и с файлами на удалённом компьютере или печатать на принтере, который физически подключён к какому-либо компьютеру в сети. Для реализации сетевого доступа к ресурсам, программы, файлы или принтеры должны быть предоставлены в совместный доступ.

Эволюция сетей

Первые многотерминальные системыпоявились ещё в начале 60-х годов, как способ организации вычислительной работы пользователей. Принцип работы многотерминальных систем состоит в разделении вычислительных ресурсов одного мощного компьютера между некоторым количеством пользователей. Терминалы осуществляют лишь вывод информации на дисплей и обеспечивают ввод с клавиатуры. Всю вычислительную нагрузку принимает на себя большой и мощный компьютер. В роли таких компьютеров в 60-х годах выступали мэйнфреймы IBM – мощные и надёжные компьютеры универсального назначения.

WAN (глобальные сети)

Первые глобальные сети(Wide Area Network — WAN) появились в результате решения проблемы доступа терминала к центральному компьютеру, удалённому от него на большое расстояние, порядка сотен километров. А для того, чтобы связать друг с другом центральные компьютеры, был разработан тип связи «компьютер-компьютер». Появилась возможность доступа с терминала к ресурсам нескольких больших компьютеров класса суперЭВМ. С помощью типа связи «компьютер-компьютер» были реализованы некоторые сетевые службы, например, служба обмена файлами, электронная почта и другие.

LAN (локальные сети)

Первые локальные сети(Local Area Network — LAN) появились в начале 70-х годов в результате технологического прорыва в области электроники – появились большие интегральные схемы. На смену большим компьютерам пришли мини-компьютеры, которые были значительно дешевле, а по производительности не уступали мэйнфреймам. Таким образом, каждый отдел предприятия получал возможность установить собственную многотерминальную систему. А для того, чтобы соединить системы отделов в единую сеть предприятия использовались различные нестандартные устройства сопряжения.

Стандартные локальные сети

Следующий шаг в эволюции вычислительных сетей – это появление первых персональных компьютеров (ПК). Именно появление ПК дало толчок к стандартизации технологий локальных сетей. В середине 80-х годов появились такие стандарты, как Ethernet, Arcnet, Token Ring. Благодаря стандартам, процесс развёртывания локальных сетей стал проще. Для развёртывания сети достаточно установить стандартные сетевые адаптеры, например, Ethernet, соединить их стандартным кабелем, с помощью стандартных разъёмов, и установить на компьютер операционную систему (ОС) с поддержкой стандартных сетевых протоколов.

Классификация сетей

LAN

LAN (Local Area Networks – локальные сети)— сети, соединяющие между собой компьютеры в пределах одного или нескольких рядом стоящих зданий.

Отличительная особенность локальных сетей – применение высокоскоростных высоконадежных сред передачи, таких как коаксиальный кабель или витая пара. Расстояния, покрываемые локальными сетями, обычно не превышают нескольких километров.

WAN

WAN (Wide Area Networks – глобальные сети)— сети, соединяющие между собой компьютеры или локальные сети, отстоящие друг от друга на большие расстояния. Глобальные сети могут объединять разные города, страны и даже континенты. Примером глобальной сети может служить всемирная сеть Интернет. Отличительная особенность глобальных сетей – применение самых различных технологий передачи данных, в том числе по линиям невысокого качества. Этим обусловлено применение в глобальных сетях высоконадежных протоколов, могущих гарантировать доставку данных без потерь и искажений. Кроме того, скорости передачи данных в глобальных сетях, как правило, значительно ниже по сравнению с локальными сетями.

MAN

MAN (Metropolitan Area Networks – региональныесети). Данный класс не всегда принято выделять как отдельный при классификации сетей. Под ним подразумеваются сети, покрывающие расстояния до сотен километров. Как правило, они объединяют локальные сети единого административного подчинения. Обычно транспортную основу таких сетей образуют высокоскоростные сети, использующие в качестве среды передачи оптоволокно.

Логическая топология сети «ЭР-Телеком»

Структура кабельной сети «ЭР-Телеком» предполагает четыре уровня. Три первых – оптические: магистральный (уровень города), субмагистральный (уровень кампуса) и домовые вводы (уровень мини-кампуса). Четвертый уровень – электрический (домовые распределительные сети). Магистральный уровень объединяет центральную головную станцию с подголовными станциями. В настоящее время магистральный уровень имеет топологию «звезда». Субмагистральный уровень соединяет Подголовные станции (ПГС) с миникампусными узлами. Вся внутрикампусная разводка выполняется четырехжильным оптическим кабелем. Две жилы используются для нужд кабельного телевидения, две – для нужд Интернет. На каждом доме ставится оптический ответвитель, который производит деление оптического сигнала в процентном соотношении. Топология субмагистрального уровня представляет собой оптическое кольцо. Каждый миникампусный узел обслуживает 24 дома, включенных по оптике. Такая схема позволяет охватывать максимальное количество домов. Используемая «ЭР-Телеком» кольцевая топология подключения позволяет, во-первых, повысить экономическую эффективность строительства сетей. Подключение по кольцу экономит кабель. Во-вторых, сводится к минимуму использование коаксиального кабеля при внешней прокладке между домами. Кольцевая схема включения миникампусных узлов предусматривает резервирование оптики для подачи телевизионного сигнала. Таким образом, при разрыве оптического кольца предусмотрено переключение оптического сигнала по обратному направлению. Что в разы повышает надежность работы сети.

ШИНА

В сетях с топологией «Шина»компьютеры подключаются к одному кабелю. Информация может распространяться по кабелю в обе стороны. Преимущества сетей с топологией «Шина» – дешевизна и простота разводки кабеля. Кабель подключается к сетевой плате компьютера с помощью специального Т-образного разъёма.

Недостатки – низкая надежность (при любом дефекте кабельной системы выходит из строя вся сеть) и низкая производительность, т.к. в определённый момент времени может передавать только один компьютер.

ЗВЕЗДА

В сетях с топологией «Звезда»компьютеры подключаются к центральному концентратору (хабу), который служит для передачи информацию с одного своего порта на все остальные. Преимущества – более высокая отказоустойчивость, так как только выход из строя концентратора может привести к останову сети. Кроме того, некоторые модели концентраторов могут выступать в роли интеллектуальных фильтров, которые управляют потоком информации или блокируют запрещённые администратором передачи. Недостатки – дополнительные расходы на оборудование и монтаж сети.

КОЛЬЦО

В сетях с кольцевой топологиейкомпьютеры подключаются последовательно, замыкая кольцо. Информация циркулирует по кольцу в одном направлении. Сети с кольцевой топологией предоставляют удобную возможность контроля отправителем правильности приёма сообщения, т.к. данные, сделав оборот, вернутся к отправителю. К недостаткам подобных сетей относится сложность алгоритмов контроля и восстановления целостности кольца.

ЯЧЕИСТАЯ ТОПОЛОГИЯ

В сетях с ячеистой топологией компьютеры соединяются по принципу «каждый с каждым». Такой способ подключения приводит к повышению отказоустойчивости всей сети. Но, с другой стороны, на развёртывание сети с ячеистой топологией требуется большое количество сетевого оборудования и кабеля.

ГИБРИДНАЯ ТОПОЛОГИЯ

Гибридные топологии — это комбинации двух или более топологий. Применяются, как правило, для улучшения характеристик сети или для получения компромиссного решения, учитывающего недостатки и преимущества той или иной топологии. Например, на практике, вместо ячеистой топологии с её избыточной стоимостью, применяют гибридно-ячеистую топологию, в которой дополнительными линиями связи соединяются только критичные к разрыву связи компьютеры, как правило, серверы. Другими примерами гибридных топологий могут служить топологии «звезда-шина»и«звезда-кольцо».

ЗВЕЗДА-ШИНА

Сеть, построенная по топологии «звезда-шина», представляет собой несколько сетей с топологией «звезда», соединённых общей магистралью. Такая топология может применяться для расширения сети с топологией «звезда», которая использует один концентратор.

ЗВЕЗДА-КОЛЬЦО

Сеть, построенная по топологии «звезда-кольцо», представляет собой несколько сетей с топологией «звезда», соединённых в одно кольцо.

Реализация сетей

Среда передачи данных

Под средой передачи данных понимают физическую субстанцию, по которой происходит передача электрических сигналов, использующихся для переноса той или иной информации, представленной в цифровой форме. Среда передачи данных может быть естественной и искусственной. Естественная среда — это существующая в природе среда; чаще всего естественной средой для передачи сигналов является атмосфера Земли. Соответственно под искусственными понимают среды, которые были специально изготовлены для использования в качестве среды передачи данных. Представителями искусственной среды являются, например, электрические и оптоволоконные (оптические) кабели.

Искусственная среда

Типичными и наиболее распространенными представителями искусственной среды передачи данных являются кабели. При создании сети передачи данных выбор осуществляется из следующих основных видов кабелей: волоконно-оптический (fiber), коаксиал (coaxial) и витая пара (twisted pair). При этом и коаксиал (коаксиальный кабель), и витая пара для передачи сигналов используют металлический проводник, а волоконно-оптический кабель — световод, сделанный из стекла или пластмассы.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель состоит из четырех частей. Внутри кабеля размещена центральная жила (проводник, сигнальный провод, линия, носитель сигнала, внутренний проводник), окруженная изоляционным материалом (диэлектриком). Указанный слой изоляции охвачен тонким металлическим экраном. Ось металлического экрана совпадает с осью внутреннего проводника — отсюда и следует название «коаксиал». И, наконец, внешней частью кабеля является пластиковая оболочка. Существует несколько размеров коаксиального кабеля. Различают толстый (диаметром 0.5 дюйма) и тонкий (диаметром 0.25 дюйма) коаксиальные кабели. Толстый коаксиальный кабель более крепкий, стойкий к повреждению и может передавать данные на более длинные расстояния, но недостатком такого кабеля является сложность его подсоединения.

Витая пара

Витая пара (TP — twisted pair) — кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание осуществляется для уменьшения внешних наводок (наводок от внешних источников) и перекрестных наводок (наводок от одного проводника другому проводнику из одной и той же пары). Часто кабель на витой паре (точнее, на нескольких, как правило, 4 витых парах) называют просто «витая пара». В последние несколько лет производители витой пары научились передавать данные по своим кабелям с высокими скоростями и на большие расстояния. Некоторые из первых локальных сетей на персональных компьютерах использовали витую пару, но могли передавать данные только со скоростью 1 Мбит/с. В 1984 году, когда была представлена сеть Token Ring, она обладала способностью пересылать данные со скоростью 4 Мбит/с по экранированной витой паре. Современные достижения сделали возможной передачу данных по кабелю на витой паре со скоростью 1 Гбит/с (по 250 Мбит/с в каждой из 4 пар). По сравнению с волоконно-оптическими и коаксиальными кабелями, использование витой пары обладает рядом существенных преимуществ. Такой кабель более тонкий, более гибкий и его проще устанавливать. Он также недорог. И вследствие этого, витая пара является идеальным средством передачи данных для офисов или рабочих групп, где нет электромагнитных помех.

Однако, витая пара обладает следующими недостатками: сильное воздействие внешних электромагнитных наводок, возможность утечки информации и сильное затухание сигналов. Кроме того, проводники витой пары подвержены поверхностному эффекту — при высокой частоте тока, электрический ток вытесняется из центра проводника, что приводит к уменьшению полезной площади проводника и дополнительному ослаблению сигнала.

Современные требования к сетям таковы, что данные и видео должны передаваться быстро, эффективно. В сравнении с другими средами передачи, оптическое волокно является наиболее эффективным способом передачи информации. Оптическое волокно предоставляет высокую пропускную способность для сетевого трафика. По этой причине предсказывают рост этих технологий. Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) был разрекламирован как решение всех проблем, порождаемых медным кабелем. Такой кабель имеет огромную ширину полосы пропускания и может пересылать голосовые сигналы, видеосигналы и сигналы данных на очень большие расстояния. В связи с тем, что волоконно-оптический кабель для передачи данных использует световые импульсы, а не электричество, он оказывается невосприимчивым к электромагнитным помехам. Отличительной особенностью волоконно-оптического кабеля является также то, что он обеспечивает более высокую безопасность информации, чем медный кабель. Это связано с тем, что нарушитель не может подслушивать сигналы, а должен физически подключиться к линии связи. Для того чтобы добраться до информации, передаваемой по такому кабелю, должно быть подсоединено соответствующее устройство, а это, в свою очередь, приведет к уменьшению интенсивности светового излучения. К недостаткам волоконно-оптического кабеля следует отнести высокую стоимость и меньшее число возможных перекоммутаций по сравнению с электрическими кабелями, так как во время перекоммутаций появляются микро трещины в месте коммутации, что ведет к ухудшению качества оптоволокна.

Оптическая технология — это ядро современных высокоскоростных сетей. Оптическое соединение используется как для соединения городских сетей, так и для подключения множества точек к отдельной MAN. Оптико-волоконные кабели сделаны из тонких стеклянных жил, которые с высокой скоростью переносят световые импульсы. Причем скорость и надежность намного превосходит передачу по медному кабелю и достигает 10 Гбит/с. В настоящее время ведутся работы по увеличению скорости до 40 Гбит/с. В оптическом волокне информация передается со скоростью света. Хотя оптическое волокно имеет очень небольшой диаметр (примерно, диаметр человеческого волоса), но оно позволяет передавать большие объемы информации на существенные расстояния и имеет высокую механическую прочность.

Общие составляющие коммуникационных систем

Все коммуникационные системы имеют три общие составляющие: источник сигнала, среда передачи сигнала и приемник сигнала. В оптических системах от источника переносится световой импульс, средой передачи является световод (оптическое волокно), а приемник — оптический сенсор.

Оптический передатчик — это простой источник света, например, электрическая лампочка. Переносимый электрический сигнал (голос, данные или видео) преобразуются в световой импульс. Если сигнал передается по принципу «включено» — «выключено», то это цифровой сигнал, если сигнал непрерывный, но имеет различную интенсивность, то это аналоговый сигнал. При передаче цифрового сигнала если световой импульс передается, то это 1, если отстутствует, то . В случае передачи аналогового сигнала интенсивность светового потока определяется интенсивностью аналогового сигнала.

Получатель сигнала — это полупроводниковое устройство, которое преобразует свет обратно в электрический сигнал. При получении цифрового сигнала, представленного световым импульсом, в результате преобразования получается электрический сигнал высокого уровня.

Обзор смежных технологий передачи данных

xDSL

Сокращение DSL расшифровывается как Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия). Технология позволяет значительно расширить полосу пропускания «классических» медных пар (телефонных линий). При этом возможны скорости от 32 Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. Обычное расстояние, на котором возможна высокоскоростная связь, составляет 5-6 км.

HomePNA

Предназначена для недорого соединения в сеть «поверх телефонной проводки» пользователей внутри одной квартиры или коттеджа. При этом обеспечиваются произвольная топология соединения кабелей и скорости от 1 Мбит/с (HomePNA 1.0 и 1.1) до 10 Мб (HomePNA 2.0) на расстояния порядка 300-500 метров. Для передачи данных используется диапазон частот 5,5 — 9,5 МГц.

Радио-Ethernet

Название говорит само за себя — это передача данных через эфир на частотах гигагерцового диапазона (обычно для недорогих решений используется 2,4 ГГц). Скорости — от 1 Мб до 50 Мб (и возможно выше), расстояния до нескольких десятков километров.

Линии кабельного телевидения (гибридные сети)

Технология предназначена для передачи данных через коаксиальные сети КТВ, и использует отличные от ТВ-сигнала диапазоны. Решения данного типа могут быть весьма сложными, но проработанными до мелочей из-за широкого распространения в некоторых странах.

Связь по силовой проводке

Пожалуй, это самая новая из технологий, представленных в данном списке. Она позволяет (по крайней мере в теории) передавать данные по стандартной электрической проводке 220 Вольт на скорости до 11 Мб и на расстояния в сотни метров.

Использование атмосферных лазеров

Передача сигналов в оптическом (как правило инфракрасном) диапазоне. Как правило решение позиционируется в России как не требующая лицензирования замена Радио-Ethernet. Однако у лазерной технологии есть и другие достоинства — высокая скорость (до гигабита), сложность перехвата данных, возможность организации сложных по топологии сетей. К сожалению, недостатков то же достаточно.

Оборудование

Хаб

Хаб (он же повторитель, разветвитель, концентратор, repeater, hub) — устройство, служащее для «разветвления» сигнала в сегменте сети. Сигнал, полученный хабом на одном порту, усиливается и передается на все порты устройства. Портов может быть минимум 2, тогда это называется «повторитель» (repeater), чаще всего такие 2х-портовые хабы применялись в коаксиальных сетях и служили для «удлиннения» сети. При использовании хабов возможны коллизии. Хабы вносят определенную задержку в распространение сигнала. Хабы, как и сетевые карты, являются устройствами 1-го уровня, т.е. работают с сетью на уровне сигналов.

Свитч

Свитч (он же переключатель, мост, switch, bridge) -устройство, служащее для разделения сети на отдельные сегменты, которые могут содержать Хабы и сетевые карты. Свичи являются устройствами 2-го уровня, т.е. содержат в себе порты — устройства 1-го уровня для работы с сигналами, но помимо этого, работают с содержимым сетевых пакетов — читают поле физического адреса назначения (MAC) пакета, пришедшего на один из портов, и в зависимости от его значения и таблицы MAC-адрес — порт «ретранслируют» пакет на другой порт (или не ретранслируют). Свитч с 2-мя портами называется мостом (bridge), при этом порты могут иметь разные сетевые стандарты: Ethernet и Token Ring, 10Base-T и 100Base-T, и другие вариации.

Порты N-портового свитча работают независимо друг от друга, в общем случае, в каждый момент времен одновременно может происходить обмен данными по N/2 направлениям. При подключении сетевой карты к свичу возможно включение режима full-duplex, когда коллизии при обмене данными на участке карта — порт свича исключены и, соответственно, нет потерь скорости на повторные передачи. Поскольку свичу требуется время на анализ адреса пакета, свитчи вносят бОльшую задержку в распространение сигнала чем хабы.

Маршрутизатор

Маршрутизатор (то же самое, что роутер, router) — это специальное устройство, или компьютеp с соответсвующим пpогpамным обеспечением. Служит для разделения сети на подсети, которые могут содержать свичи, хабы и сетевые карты. Маршрутизаторы являются устройствами 3-го уровня, т.е. помимо функций 1-го и 2-го уровней работают с содержимым пакетов на уровне сетевых адресов и перенаправляют пакеты на другие порты. Таблицы при этом имееют более сложные структуры, чем у свичей и занимают больше места. Помимо «чистой маршрутизации» маршрутизаторы обычно выполняют функции NAT, FireWall и оптимизации потоков данных.

Схема применения маршрутизатора.

Сетевой адаптер

Сетевой Адаптер — это плата расширения компьютера, которая взаимодействует со средой передачи данных (кабели) прямо или через другое коммуникационное оборудование, связывая его с другими компьютерами.

Сетевой Адаптер устанавливается в один из свободных разъемов материнской платы и работает под управлением драйвера операционной системы, решая задачи обмена двоичными данными по внешним линиям связи. Сетевые адаптеры являются основой основ любой сети.

Медиаконвертер

Медиаконвертеры — это устройства, предназначенные для преобразования типа среды передачи сигнала и имеющие независимое электропитание. Проще говоря Медиаконвертер — это устройство, одним концом втыкающееся в обычный медный порт коммутатора, а другим — в оптоволокно. В результате коммутатор даже не знает, что он работает не с медной линией.

Wi-Fi

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — стандарт на оборудование Wireless LAN.

Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность») по аналогии с Hi-Fi.Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определённых условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между по территории покрытия сети Wi-Fi.

Мобильные устройства (КПК, смартфоны и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или хот-споты

Учебник по Wi-Fi

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — стандарт на оборудование Wireless LAN — Беспроводных ЛВС. Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность») по аналогии с Hi-Fi.

Беспроводные технологии

Существуют различные подходы к классификации беспроводных технологий. По дальности действия: Беспроводные персональные сети (WPAN — Wireless Personal Area Networks). Примеры технологий — Bluetooth. Беспроводные локальные сети (WLAN — Wireless Local Area Networks). Примеры технологий — Wi-Fi. Беспроводные сети масштаба города (WMAN — Wireless Metropolitan Area Networks). Примеры технологий — WiMAX. По топологии: «Точка-точка». «Точка-многоточка». По области применения: Корпоративные (ведомственные) беспроводные сети — создаваемые компаниями для собственных нужд. Операторские беспроводные сети — создаваемые операторами связи для возмездного оказания услуг. Кратким, но ёмким способом классификации может служить одновременное отображение двух наиболее существенных характеристик беспроводных технологий на двух осях: максимальная скорость передачи информации и максимальное расстояние.

Принцип работы

Обычно схема WiFi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Такой режим подключения называется Infrastructure. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Это — режим Ad-Hoc. Если провести аналогию с привычными сетями, то беспроводные адаптеры — это сетевые карты, а точка доступа — свитч.

Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Так что 0.1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для WiFi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала.

Стандарты беспроводных сетей WiFi

Так как беспроводные сети развиваются (как и все другие) в процессе эволюции появляются новые стандарты. Вот некоторые из них. Основная статья Список стандартов 802.11

· 802.11 — общее название семейства стандартов

· 802.11b — первый стандарт беспроводных сетей. 1999 год, 11 Мбит/с, 2.4 ГГц.

· 802.11g — следующая версия стандарта. Обратно совместим с 802.11b. 2003 год, 54 Мбит/с, 2.4 ГГц.

· 802.11a — один из первых стандартов. Без обратной совместимости. 1999 год (выход продуктов в 2001), 54 Мбит/c, 5 ГГц.

· 802.11n — Обратно совместим со всем что только можно. 600 Мбит/с, 2.4-2.5 ГГц, 5 ГГц.

· 802.11i — с 2004

SSID

Также у любой беспроводной сети есть уникальный идентификатор – SSID (service set identifier), который собственно и отображается как имя сети при просмотре списка доступных сетей, который задаётся при настройке используемой точки доступа (или заменяющего его устройства). При отключении рассылки (broadcast) SSID сеть будет выглядеть для просматривающих доступные сети пользователей как безымянная, а для подключения необходимо знать и SSID, и пароль (в случае использования WPA-PSK, однако само по себе отключение SSID не делает сеть более устойчивой к несанкционированному проникновению извне.

Сетевое оборудование Wi-Fi

PC Card-адаптер

Беспроводной сетевой PC Card-адаптер — применяется в ноутбуках, не оборудованных адаптером Wi-Fi или поддерживающих устаревший стандарт 802.11b. Поддержка спецификации WMM (Wi-Fi Multimedia) обеспечивает качество работы в беспроводной сети мультимедиаприложений и пакетной телефонии, а применение протоколов защиты беспроводного подключения WPA и WPA2 делает использование сети Wi-Fi максимально безопасным.Данный адаптер полностью совместим с беспроводными устройствами стандартов 802.11b и 802.11g (Wi-Fi, Centrino), обеспечивает устойчивое соединение на скорости до 54 Мбит/сек. Радиус действия: в помещение до 100м, на открытом пространстве до 200м, но данные показатели (скорость и дальность) будут варьироваться в зависимости от модели.

Wi-Fi PCI адаптер

Беспроводный Wi-Fi PCI-адаптер устанавливается в PCI слот настольного компьютера, что позволяет расположить компьютер почти в любом месте дома и пользоваться ресурсами сети, без использования сетевых кабелей. Радиус действия составляет 200-500м в зависимости от расположения. Так же к PCI- адаптеру можно подключать более мощную антенну, одно- или всенаправленную(о них далее).

Wi-Fi USB-адаптер

Данный wi fi адаптер имеет usb интерфейс, и его можно использовать как в настольном ПК так и в ноутбуке. Такой адаптер (в зависимости от модели) может обеспечить скорость до 108 МБ/с, использует стандарт 802.11b/g, имеет встроенную антенну и обеспечит до 100м дальность действия. Такой тип устройств предназначен для небольших помещений.

Что представляет из себя распределительная сеть, для чего нужна

Icon

Основные понятия:
ОУ — оптический узел, оборудование системы КТВ. Оборудование размещается в шкафу ОУ на верхнем этаже жилого дома.
УД — узел доступа, оборудование сети ПД для Интернета и телефонии, размещается в шкафу ОУ.
ДРС — домовая распределительная сеть, сеть в зоне действия ОУ. Как правило, сеть проложена в пределах одного дома и соединяет ОУ и этажные шкафы, может соединять соседние дома. Основное отличие- сеть выполнена коаксиальным кабелем и кабелем «витая пара».

ДШ – домовой шкаф, в нем устанавливается оборудование, распределяющее сигнал по подъездам и этажам. На каждом доме устанавливается ОУ — оптический узел, преобразовывает оптические сигналы в электрические, обеспечивает работу домовой распределительной сети.
ЭШ – этажный шкаф, установленное в нём оборудование распределяет сигнал по квартирам.

Технология «оптика до дома», которую использует компания, предполагает построение высокопроизводительной мультисервисной сети передачи информации, где каждый уровень структуры сети, включая подключение дома, выполнен с использованием оптоволоконного кабеля. В сравнении с другими средами передачи, оптическое волокно является наиболее эффективным способом передачи информации. Подключение конечных пользователей внутри здания осуществляется с использованием коаксиального кабеля.

Домовая распределительная сеть – сеть от ОУ до абонентского отвода ответвителя КТВ, от УД до точки подключения абонента.

ДШ

Труба ТСК

ЭШ

Какие схемы строительства распредки применяются

Схемы распределительной сети, МКУ (звезда) Мку (кольцо) и ППК по услугам ПД и КТВ. Используемое оборудование. Отличия. Схема резервирования. Сигнализаторы

Схема организации эл питания. Фотографии каждой схемы Перевод на гигабит

Принципиальное решение по подключению электропитания к ДШ

Питание через Ethernet (оборудование PoE)

Модели оборудования доступа

DES-3028
Управляемый коммутатор 2 уровня с 24 портами 10/100 Мбит/с 2 портами 1000BASE-T 2 комбо-портами 1000BASE-T/SFP

Общие характеристики:
Интерфейсы
• 24 порта 10/100Base-TX
• 2 порта 10/100/1000Base-T
• 2 комбо-порта 10/100/1000Base-T /SFP
• Консольный порт RS-232
Светодиодные индикаторы
• Питание (на устройство)
• Консоль (на устройство)
• Link/Activity (на порт)
• Индикатор скорости (на порт)

DES-3526
Управляемый коммутатор 2 уровня с 24 портами 10/100Base-TX 2 комбо-портами 1000Base-T/Mini GBIC (SFP)

Общие характеристики:
Количество портов
• 24 порта 10/100BASE-TX, 2 комбо-порта 1000BASE-T/MiniGBIC (SFP)

СЕТИ

ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Сетевая модель OSI

Сетевая модель OSI(эталонная модель взаимодействия открытых систем — англ. Open Systems Interconnection Reference
Model-OSI) — абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов.
Представляет уровненный подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия.
Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится
гораздо проще и понятнее.

Открытой системой может быть названа любая система, которая построена в соответствии с общедоступными спецификациями,
соответствующими стандартам и принятыми в результате публичного обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

Под термином «спецификация» (в вычислительной технике) понимают формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.
Понятно, что не всякая спецификация является стандартом. В свою очередь, под открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных вертикально друг над другом.
Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.

Верхний (7-й) уровень модели — обеспечивает взаимодействие сети и пользователя.
Уровень разрешает приложениям пользователя доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных,доступ к файлам, пересылке электронной почты.
Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления. Пример: HTTP, POP3, SMTP

Уровень представления (Presentation layer)

Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачипо сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

Сеансовый уровень (Session layer)

5-й уровень модели — отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень (Transport layer)

4-й уровень модели, предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом неважно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP. Протоколы транспортного уровня часто имеют функцию контроля доставки данных, заставляя принимающую данные систему отправлять подтверждения передающей стороне о приеме данных.\

Сетевой уровень (Network layer)

3-й уровень сетевой модели OSI, предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор. Протоколы сетевого уровня маршрутизируются данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.

Канальный уровень (Data Link layer)

Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC(Media Access Control)регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control)обеспечивает обслуживание сетевого уровня. На этом уровне работают коммутаторы, мосты.

Физический уровень (Physical layer)

Самый нижний уровень модели, предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и соответственно их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне работают концентраторы хабы, повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие свойства среды сети передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т.п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232C, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и ВМС.

Взаимодействие уровней

Уровни взаимодействуют сверху вниз и снизу вверх посредством интерфейсов и могут еще взаимодействовать с таким же уровнем другой системы с помощью протоколов.

Point-to-Point Protocol

PPP (англ. Point-to-Point Protocol) — протокол точка-точка.

Протокол канального уровня (Data Link) сетевой модели OSI.

PPP — это механизм для создания и запуска IP (Internet Protocol) и других сетевых протоколов на последовательных линиях связи — будь это прямая последовательная связь (по нуль-модемному кабелю), связь поверх Ethernet, модемная связь по телефонным линиям, мобильная связь по технологиям CSD, GPRS или EDGE.

Используя PPP, можно подключить компьютер к PPP-серверу и получить доступ к ресурсам сети, к которой подключён сервер так, как будто вы подключены непосредственно к этой сети.

Протокол РРР является основой для всех протоколов 2 уровня. Обычно этот протокол используется для установки прямых соединений между двумя узлами. Широко применяется для соединения компьютеров с помощью телефонной линии. Также используется поверх широкополосных соединений. Многие интернет-провайдеры используют PPP для предоставления коммутируемого доступа в Интернет. Кроме того, PPP используется в мобильной связи (в частности, в сетях GSM) для соединения терминалов с Интернетом.

PPPoE

PPPoE (англ. Point-to-point protocol over Ethernet) — сетевой протокол передачи кадров PPP через Ethernet. В основном используется XDSL сервисами. Предоставляет дополнительные возможности (аутентификация, сжатие, шифрование).

PPPoE — это туннелирующий протокол (tunneling protocol), который позволяет настраивать IP, или другие протоколы, которые наслаиваются на PPP, через соединения Ethernet, но с программными возможностями PPP соединений, и поэтому используется для виртуальных «звонков» на соседнюю Ethernet-машину и устанавливает соединение точка-точка, которое используется для транспортировки IP-пакетов, работающее с возможностями PPP.

Это позволяет применять традиционное PPP-ориентированное ПО для настройки соединения, которое использует не последовательный канал, а пакетно-ориентированную сеть (как Ethernet), чтобы организовать классическое соединение с логином, паролем для Интернет-соединений. Также, IP-адрес по другую сторону соединения назначается только когда PPPoE соединение открыто, позволяя динамическое переиспользование IP адресов.

Стоит отметить, что некоторые поставщики оборудования (Cisco и Juniper), например: ссылаются на PPPoEoE (PPPoE over Ethernet), что означает PPPoE, работающий напрямую через Ethernet или другие сети или связанные в Ethernet

Работа PPPoE осуществляется следующим образом. Существует Ethernet-среда, то есть несколько соединённых сетевых карт, которые адресуются MAC-адресами. Заголовки Ethernet-пакетов содержат адрес отправителя пакета, адрес получателя пакета и тип пакета. Одну из карт слушает PPPoE сервер. Клиент посылает широковещательный Ethernet пакет, на который должен ответить PPPoE сервер (адрес отправителя пакета — свой MAC-адрес, адрес получателя пакета — FF:FF:FF:FF:FF:FF и тип пакета — PPPoE Discovery). PPPoE сервер посылает клиенту ответ (адрес отправителя пакета — свой MAC-адрес, адрес получателя пакета — МАС-адрес клиента и тип пакета — PPPoE Discovery). Если в сети несколько PPPoE серверов, то все они посылают ответ. Клиент выбирает подходящий сервер и посылает ему запрос на соединение. Сервер посылает клиенту подтверждение c уникальным идентификатором сессии, все последующие пакеты в сессии будут иметь этот идентификатор. Таким образом, между сервером и клиентом создается виртуальный канал, который идентифицируется идентификатором сессии и MAC-адресaми клиента и сервера. Затем в этом канале поднимается PPP соединение, а уже в PPP пакеты упаковывается IP-трафик.

Стек протоколов TCP/IP

В этом стеке различают несколько уровней, и протоколы высокого уровня всегда базируются на протоколах более низких
уровней.

В самом низу находятся физический уровень и канальный уровень. Пример протокола — Ethernet, описывающий передачу данных по коаксиальному кабелю или витой паре. Протоколы этих уровней обычно реализуются на уровне железа, например в сетевой карте компьютера.

Выше идёт сетевой уровень, где находится протокол IP, описывающий структуру сети и доставку пакетов.

Ещё выше — транспортный уровень, где находится протокол TCP, использующийся для передачи данных. Эти протоколы обычно реализуются на уровне Операционной Системы. На самом верху находится множество протоколов прикладного уровня, выполняющих конкретные прикладные задачи. Обычно они программируются в отдельных приложениях.

IP

IP — протокол, лежащий в основе интернета, его название так и расшифровывается: Internet Protocol.

Согласно протоколу, каждый узел в сети имеет свой IP адрес, состоящий из 4х байт и обычно записываемый как n.n.n.n

Каждый узел напрямую «видит» только узлы в своей подсети, с «похожими» адресами (подробнее см. Маска подсети). А другим узлам он передает пакеты через промежуточные узлы — Маршрутизаторы.

Посмотреть, как выглядит маршрут пакета от вашего компьютера к другим узлам, можно с помощью команды traceroute (Linux) / tracert (Windows).

TCP

TCP протокол базируется на IP для доставки пакетов, но добавляет две важные вещи:

установление соединения — это позволяет ему, в отличие от IP, гарантировать доставку пакетов порты — для обмена пакетами между приложениями, а не просто узлами

TCP-соединение

Соединение начинается с handshake (рукопожатия)

Узел A посылает узлу B специальный пакет SYN — приглашение к соединению

B отвечает пакетом SYN-ACK — согласием об установлении соединения

A посылает пакет ACK — подтверждение, что согласие получено

После этого TCP соединение считается установленным, и приложения, работающие в этих узлах, могут посылать друг другу пакеты с данными.

«Соединение» означает, что узлы помнят друг о друге, нумеруют все пакеты, идущие в обе стороны, посылают подтверждения о получении каждого пакета и перепосылают потерявшиеся по дороге пакеты.

Для узла A это соединение называется исходящим, а для узла B — входящим.

Отметим, что эти термины не имеют никакого отношения к входящему или исходящему трафику. Они показывают только инициатора соединения, то есть направление самого первого пакета (SYN). Любое установленное TCP соединение симметрично, и пакеты с данными по нему всегда идут в обе стороны.

Порт

Сетевой порт — условное число от 1 до 65535, указывающее, какому приложению предназначается пакет.

Согласно IP, в каждом пакете присутствуют IP адрес узла-источника и IP адрес узла-назначения. В TCP пакетах дополнительно указываются порт источника и порт назначения.

Узел назначения, получив пакет, смотрит на порт назначения и передает пакет соответствующему у себя приложению.

Использование портов позволяет независимо использовать TCP протокол сразу многим приложениям на одном и том же компьютере.

Использование портов

Клиентом называют приложение, которое пользуется каким-то сервисом, предоставляемым другим приложением — Сервером, обычно на удаленном компьютере. Практически всегда клиент начинает исходящие соединения, а сервер ожидает входящих соединений (от клиентов), хотя бывают и исключения.\

Сервер при запуске сообщает Операционной Системе, что хотел бы «занять» определенный порт (или несколько портов). После этого все пакеты, приходящие на компьютер к этому порту, ОС будет передавать этому серверу. Говорят, что сервер «слушает» этот порт.

Клиент, начиная соединение, выпрашивает у своей ОС какой-нибудь незанятый порт во временное пользование, и указывает его в посланных пакетах как порт источника. Затем на этот порт он получит ответные пакеты от сервера.

Таким образом, сервер: слушает на определённом порту, заранее известном клиенту занимает этот порт всё время, пока не завершит работу об IP адресе и номере порта клиента узнаёт из приглашения, посланного клиентом

Клиент: заранее знает IP адрес и порт сервера выбирает у себя произвольный порт, который освобождает после окончания соединения посылает приглашение к соединению

UDP

UDP — это ещё один протокол транспортного уровня. Он тоже базируется на IP и тоже использует порты, но в отличие от TCP он не устанавливает соединений и не требует подтверждения получения каждого пакета.

Поэтому пакеты могут теряться или приходить в неправильном порядке. Зато этот протокол быстрее и использует меньше ресурсов.

На UDP обычно базируют прикладные протоколы, которым скорость доставки данных важнее надежности, например для передачи потокового видео, общения голосом или онлайновых игр.

Прикладные протоколы

Большинство прикладных протоколов базируется на TCP.

У многих протоколов прикладного уровня для серверов определены стандартные порты, используемые по умолчанию.
Самые известные прикладные протоколы и их стандартные порты:

HTTP — основой протокол всемирной паутины (TCP порт 80)

SMTP — протокол пересылки почты (TCP порт 25)

FTP — протокол для обращения к FTP серверу (TCP порт 21)

DNS — протокол сопоставления доменных имен IP адресам (UDP порт 53)

Благодаря использованию стандартных портов мы можем набирать в браузере адреса веб серверов и не указывать порт — наши браузеры сами добавляют стандартный номер порта.
Например, адрес http://www.mytestwebsite.org/ на самом деле полностью выглядит так: http://www.mytestwebsite.org:80/

Разумеется, стандартный — не значит обязательный. Практически во всех прикладных протоколах можно указать серверу слушать произвольный номер порта. Правда, тогда этот номер уже указывать обязательно, например http://www.mytestwebsite.org:8080/

Понятие IP-адреса

IP-адрес (сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или интернету.

IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128-битовое (по версии IPv6) двоичное число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 — двоичная форма представления этого же адреса).

IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень протокола IP передаёт пакеты между сетями. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.

IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. В случае изолированной сети её адрес может быть выбран администратором из специально зарезервированных для таких сетей блоков адресов (192.168.0.0/16, 172.16.0.0/12 или 10.0.0.0/8). Если же сеть должна работать как составная часть Интернета, то адрес сети выдаётся провайдером либо pегиональным интернет-регистратором (Regional Internet Registry, RIR). Существует пять RIR: ARIN — обслуживающий Северную Америку; APNIC, обслуживающий страны Юго-Восточной Азии; AfriNIC, обслуживающий страны Африки; LACNIC, обслуживающий страны Южной Америки и бассейна Карибского моря; и RIPE NCC, обслуживающий Европу, Центральную Азию, Ближний Восток. Региональные регистраторы получают номера автономных систем и большие блоки адресов у IANA, а затем выдают номера автономных систем и блоки адресов меньшего размера локальным интернет-регистраторам (Local Internet Registries, LIR), обычно являющимся крупными провайдерами.

Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей.
Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Классы IP-адресов

Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.

На рисунке показана структура IP-адреса разных классов.

Первый байт адреса полностью определяет класс сети:

A: (0000 0000 — 0111 1111)2 (0 — 127)10 мнемоника — local network 127.0.0.0/8

B: (1000 0000 — 1011 1111)2 (128—191)10

C: (1100 0000 — 1101 1111)2 (192—223)10

D: (1110 0000 — 1110 1111)2 (224—239)10 мнемоника — multicast 224.0.0.0/4

Бесклассовая адресация

Со второй половины 90-х годов XX века классовая адресация повсеместно вытеснена бесклассовой адресацией, при которой количество адресов в сети определяется только и исключительно маской подсети.

CIDR-адреса vs. INET-адреса

Иногда встречается запись IP-адресов вида 10.96.0.0/11. Данный вид записи заменяет собой указание диапазона IP-адресов. Число после косой черты означает количество единичных разрядов в маске подсети. Для приведённого примера маска подсети будет иметь двоичный вид 11111111 11100000 00000000 00000000 или то же самое в десятичном виде: 255.224.0.0. 11 разрядов IP-адреса отводятся под номер сети, а остальные 32 − 11 = 21 разрядов полного адреса — под локальный адрес в этой сети. Итого, 10.96.0.0/11 означает диапазон адресов от 10.96.0.0 до 10.127.255.255

Запись IP-адресов с указанием через слэш маски подсети переменной длины также называют CIDR-адресом в противоположность обычной записи без указания маски, в операционных системах типа UNIX также именуемой INET-адресом.

Особые IP-адреса

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

eсли весь IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет; этот режим используется только в некоторых сообщениях ICMP;

eсли в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;

eсли все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast); eсли в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. Например, в сети 192.190.21.0 с маской 255.255.255.0 пакет с адресом 192.190.21.255 доставляется всем узлам этой сети. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast).

Динамические IP-адреса

В Эртелеком холдинг произведен переход на динамические выделеные адресов.

IP-адрес называют динамическим, если он назначается автоматически при подключении устройства к сети и используется в течение ограниченного промежутка времени, как правило, до завершения сеанса подключения.

Для получения IP-адреса клиент может ииспользовать один из следующих протоколов:

DHCP (RFC 2131) — наиболее распространённый протокол настройки сетевых параметров.

BOOTP (RFC 951) — простой протокол настройки сетевого адреса, обычно используется для бездисковых станций.

IPCP (RFC 1332) в рамках протокола PPP (RFC 1661).

Zeroconf (RFC 3927) — протокол настройки сетевого адреса, определения имени, поиск служб.

Протокол ААА — RADIUS

RADIUS (англ. Remote Authentication in Dial-In User Service) — протокол AAA (authentication, authorization и accounting), разработанный для передачи сведений между центральной платформой AAA и оборудованием доступа (Network Access Server) и системой биллинга (то есть, системой тарификации).

Authentication’ — процесс,позволяющий идентифицировать (однозначно определить) субъекта по его данным, например, по логину (имя пользователя, номер телефона и т.д.) и паролю.

Authorization’ — процесс,определяющий полномочия идентифицированного субъекта на доступ к определенным объектам или сервисам.

Accounting’ — процесс,позволяющий вести учет доступа к услугам, а точнее производить сбор учётных данных об использованных ресурсах.

Наиболее популярными современными серверами RADIUS являются:

FreeRADIUS используется в нашей сети

OpenRADIUS

GNU RADIUS

ClearBox Enterprise RADIUS Server

Протокол ICMP

ICMP (англ. Internet Control Message Protocol — межсетевой протокол управляющих сообщений) — сетевой протокол, входящий в стек протоколов TCP/IP. В основном ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных. Также на ICMP возлагаются некоторые сервисные функции.

Текущая версия ICMP для IPv4 называется ICMPv4. В IPv6 существует аналогичный протокол ICMPv6.

ICMP сообщения генерируются маршрутизатором при отсутствии маршрута к адресату.

Утилита ping, служащая для проверки возможности доставки IP пакетов использует ICMP.

Утилита traceroute, отображающая путь следования IP пакетов, использует ICMP.

Ping (Пинг)

Ping — это служебная компьютерная программа, предназначенная для проверки соединений в сетях на основе TCP/IP. Ping позволяет оценить время отклика любого компьютера в сети Интернет до нашего сервера. Ping отправляет запросы Echo-Request протокола ICMP указанному узлу сети и фиксирует поступающие ответы (ICMP Echo-Reply). Время между отправкой запроса и получением ответа (RTT, от англ. Round Trip Time) позволяет определять двусторонние задержки (RTT) по маршруту и частоту потери пакетов, то есть косвенно определять загруженности каналов передачи данных и промежуточных устройств.

Упрощено пингом называется время, затраченное на передачу пакета информации в компьютерных сетях от клиента к серверу и обратно от сервера к клиенту.Оно измеряется в миллисекундах. Время пинга связано со скоростью соединения и загруженностью каналов на всём протяжении от клиента к серверу.

Полное отсутствие ICMP-ответов может также означать, что удалённый узел (или какой-либо из промежуточных маршрутизаторов) блокирует ICMP Echo-Reply или игнорирует ICMP Echo-Request.

Программа ping является одним из основных диагностических средств в сетях TCP/IP и входит в поставку всех современных сетевых операционных систем.

Название происходит от английского названия звука импульса, издаваемого сонаром при отражении импульса от объекта.

Что такое ‘Traceroute’ »’

Traceroute — это служебная компьютерная программа, предназначенная для определения маршрутов следования данных в сетях TCP/IP. Traceroute основана на протоколе ICMP.

Программа traceroute выполняет отправку данных указанному узлу сети, при этом отображая сведения о всех промежуточных маршрутизаторах, через которые прошли данные на пути к целевому узлу. В случае проблем при доставке данных до какого-либо узла программа позволяет определить, на каком именно участке сети возникли неполадки.

_Traceroute_ — входит в поставку большинства современных сетевых операционных систем. В системах Microsoft Windows эта программа носит название tracert, а в системах GNU/Linux — traceroute.

Стандарты управления сетями

Крупнейшие из стандартов управления сетями приведены в таблице:

Организация

Стандарты

Особенности

IETF

SNMP

Управление должно быть простым, ориентировано на переменные

ISO

CMIP, CMIS

Управление должно быть мощным, объектно-ориентированное

ITU-T

TMN

Определяется только архитектура

DMTF

WBEM, CIM

Управление сетями и системами,объектно-ориентированное

OMG

CORBA

Архитектура удалённых объектов

Ныне самым успешным семейством стандартов является SNMP; он лидирует по числу управляемых систем (агентов). Управляющие системы (менеджеры) обычно поддерживают множество стандартов, поэтому здесь сложно говорить о лидерстве SNMP. По количеству вложенных денег, возможно, лидирует Telecommunications Management Network (TMN).

Показательно проследить зависимость популярности стандартов от среды их применения. В локальных и глобальных сетях передачи данных, использующих Протокол интернета (Internet Protocol, IP) наиболее широко распространён стандарт SNMP. В системах учрежденческих автоматических телефонных станций (УАТС) и в публичных телефонных сетях наиболее часто используются проприетарные решения. В мобильных сетях в основном используются решения на основе стандартов Международной Стандартизационной Организации (ISO).

Почти все успехи SNMP связаны с особенностями процесса стандартизации в IETF:

Стандарты бесплатны и свободно распространяемы

Стандарты легко доступны в электронной форме

Быстрое развитие стандартов, продуманные этапы стандартизации

На всех этапах ведётся техническая экспертиза

Рабочие группы возглавляют технические, а не политические лидеры

Прототипы систем на основе стандартов демонстрируют их применимость.

Задачи

Функциональные группы задач управления системами определены в стандарте ITU-T X.700: Управление конфигурацией (Configuration Management) Обработка ошибок (Fault Management) Анализ производительности и надёжности (Performance management) Управление безопасностью (Security Management) Учёт работы (Accounting Management) Семейство стандартов SNMP создано для решения задач обработки ошибок и анализа производительности и надёжности.
Обработка ошибок выявление, определение и устранение последствий сбоев и отказов в работе сети. На этом уровне выполняется регистрация сообщений об ошибках, их фильтрация, маршрутизация и анализ на основе некоторой корреляционной модели.
Анализ производительности и надёжности оценка на основе статистической информации таких параметров, как время реакции системы, пропускная способность каналов связи, интенсивность трафика в отдельных сегментах сети, вероятность искажения данных, коэффициент готовности служб сети. Результаты такого анализа позволяют контролировать соглашение об уровне обслуживания (Service Level Agreement, SLA).
Согласно идеологии SNMP, управление должно быть простым, пусть даже ценой потери мощности, масштабируемости и защищённости[2]. Поэтому при разработке стандартов SNMP учитывались следующие условия:
Повсеместность. Системы под управлением SNMP могут быть любыми и могут быть везде: от принтеров до мейнфреймов
Простота добавления управляющих функций. Управляемая система ограничена в функциональности управления, очень проста и не может контролировать себя.
Вместо этого все управляемые системы контролирует сложная управляющая система, функциональность которой можно расширять
Устойчивость в критических ситуациях. Например, при перегрузке и проблемах в сети, т. е. при множественных ошибках

Архитектура

Архитектуру распределённой системы можно описать в терминах обрабатывающих элементов (или компонентов), соединяющих элементов (или соединителей) и элементов данных.

Перечислим составные элементы системы управления SNMP:

Компоненты

Агент

Менеджер

Соединители

Транспортный протокол

Протокольные блоки данных (Protocol Data Units, PDU) и сообщения SNMP

Данные

Управляющая информация MIB

Опишем подробнее и проанализируем архитектуру SNMP с позиции достижения поставленных перед SNMP целей. Для этого используем понятие архитектурного стиля сетевого программного обеспечения. Архитектурный стиль ��Cg4 это согласованный набор архитектурных ограничений, накладываемых на роли и особенности архитектурных элементов (компонентов, соединителей и данных) и отношений между ними, проявляющийся в любой архитектуре, которая удовлетворяет этому стилю.\ **Компоненты** Вначале поговорим об архитектурных компонентах. Архитектура SNMP предполагает построение системы управления по схеме «менеджер-агент», т. е. использование архитектурного стиля «клиент-сервер». Система SNMP содержит множество управляемых узлов, на каждом из которых размещается достаточно простой сервер — агент SNMP, а также, по крайней мере, один узел, содержащий сложного клиента — менеджера SNMP.\ Менеджер взаимодействует с агентами при помощи протокола SNMP с целью обмена управляющей информацией. В основном, это взаимодейств%D%�0�е реализуется в ��2%0�5�%�D0�е периодического опроса менеджером множества агентов, т. к. агенты всего лишь предоставляют доступ к информации, но не знают, что им с ней делать. Видно, что система, построенная по таким принципам, теряет в масштабируемости, поскольку есть выделенный клиент, занимающийся опросом всех серверов. Зато такая схемаобеспечивает простоту реализации систем под управлением SNMP.

Для повышениямасштабируемости и административной управляемости вводится понятие
прокси-агента, который может переправлять операции протокола SNMP, а также
понятие менеджера промежуточного уровня, который скрывает несущественные
подробности управляющей информации от систем управления сетями верхнего уровня,
интегрируя получаемые от агентов данные. Это позволяет создавать многоуровневые
системы управления, соответствующие архитектурному стилю «многоуровневый
клиент-сервер».

Более детальная классификация компонентов поролям:

Менеджер

Менеджер промежуточного уровня

Система управления сетями

Агент

Минимальный агент

Прокси-агент

Менеджер промежуточного уровня

Компоненты в SNMP обобщённо называются сущностями SNMP.

Данные

Теперь рассмотрим данные, которыми манипулируют системы SNMP, т. е. управляющую информацию. В SNMP каждое управляемое устройство, на котором расположен агент, представляет свою управляющую информацию в виде переменных. Такими переменными могут быть, например, имя системы, время с момента её перезапуска, записи в таблице маршрутизации и т. д. В общем случае переменные можно разделить на: \

Скалярные переменные

Таблицы переменных

Схема данных описывается структурой управляющей информации (Structure of Management Information, SMI). Схема данных определяет, как выглядит управляющая информация, т. е. описывает её синтаксис. SMI базируется на Abstract Syntax Notation One (ASN.1).

Конкретные наборы управляющей информации для разных типов устройств, протоколов и т. д. описываются базами управляющей информации (Management Information Bases, MIBs). Базы MIB определяют, какая управляющая информация существует. Например, для устройства, поддерживающего IP, MIB описывает таблицу маршрутизации, флажок активации функции маршрутизации, число переданных и принятых пакетов, число ошибок различного характера и т. д.

Таким образом, каждое устройство содержит набор значений переменных, определённых в некотором количестве MIB, описанных по правилам SMI. Этот набор переменных и является данными, управляющей информацией для протокола SNMP.

Важным вопросом является именование переменных. В SNMP каждой переменный присваивается уникальный идентификатор объекта (Object Identifier, OID). Пространство имён OID является иерархическим и контролируется организацией по распределению номеров в Интернете (Internet Assigned Numbers Authority, IANA). Каждый компонент имени является числом. В текстовом виде имена записываются как десятичные числа, разделённые точками, слева направо. Числам могут быть поставлены в соответствие текстовые строки для удобства восприятия. В целом, структура имени похожа на систему доменных имён Интернета (Domain Name System, DNS).

Каждая MIB определяет набор переменных, т. е. определённую ветку дерева OID, описывающую управляющую информацию в определённой области. Например, ветка 1.3.6.1.2.1.1 (мнемонический эквивалент: iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system) описывает общую информацию о системе. Опишем некоторые переменные из этой ветки:

sysDescr (1.3.6.1.2.1.1.1) — краткое описание системы

sysUpTime (1.3.6.1.2.1.1.3) — время с момента последнего перезапуска

sysName (1.3.6.1.2.1.1.5) — имя системы

Переменные и сведения об их типе определены также в MIB. А сами типы переменных — в SMI. Помимо непосредственно данных, необходимо ввести операции над ними. Набор этих операций изменялся и расширялся по мере развития SNMP. Основными операциями являются:

Чтение переменной

Запись переменной

Чтение переменной, следующей за заданной переменной (требуется для просмотра таблиц переменных)

В целом, операции над данными в SNMP похожи на удалённую отладку некоторого приложения: состояние системы описывается неким набором переменных, которые можно просматривать и изменять.

Версии SNMP

Имеются четыре версии данного протокола: SNMPv1, SNMPv2, SNMPv2c и SNMPv3. В процессе развития SNMP расширялись возможные операции, т. е. типы протокольных блоков данных (Protocol Data Units, PDUs), а также вводились новые форматы сообщений SNMP для обеспечения безопасности.

Существующие реализации

Поддержка SNMP — во многих значимых системах управления сетями, в частности:

HP Network Node Manager

IBM Tivoli NetView

OpenNMS

Агенты SNMP — повсюду!

Заключение

SNMP широко используется для управления сетями, особенно IP-сетями

Успех SNMP по сравнению с другими стандартами управления показывает преимущества процесса стандартизации IETF

История развития SNMP показывает важность задач защиты информации

Архитектура SNMP интересна как пример для анализа архитектуры сетевого программного обеспечения; она соответствует поставленным перед SNMP целям

Архитектура SNMP соответствует архитектурному стилю ULCSS сетевого программного обеспечения

В SNMP для решения функций 6 уровня модели OSI RM используется ASN.1, что необычно для стандартов IETF и положительно сказывается на вопросах формализации протоколов, однозначности стандартов, удобства проектирования приложений

Структура стандартов SNMP хорошо продумана и показательна как пример для изучения стандартов

Лишь некоторые модели безопасности SNMP отвечают поставленным перед системой безопасности SNMP целям

SNMP сравним со всеми объектами в мире, а в случае сетевых технологий 4-7 уровня OSI RM это к тому же имеет практический смысл и может иметь теоретический смысл

Агенты и менеджеры SNMP просты в программной реализации, однако всегда нужно помнить об информационной безопасности

Технология передачи данных.

ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Сетевая модель OSI

Сетевая модель OSI(эталонная модель взаимодействия открытых систем — англ. Open Systems Interconnection Reference
Model-OSI) — абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов.
Представляет уровненный подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия.
Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится
гораздо проще и понятнее.

Открытой системой может быть названа любая система, которая построена в соответствии с общедоступными спецификациями,
соответствующими стандартам и принятыми в результате публичного обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

Под термином «спецификация» (в вычислительной технике) понимают формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.
Понятно, что не всякая спецификация является стандартом. В свою очередь, под открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных вертикально друг над другом.
Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.

1. Позволяет сэкономить IP-адреса (только в случае использования NAT в режиме PAT), транслируя несколько внутренних IP-адресов в один внешний публичный IP-адрес (или в несколько, но меньшим количеством, чем внутренних). По такому принципу построено большинство сетей в мире: на небольшой район домашней сети местного провайдера или на офис выделяется 1 публичный (внешний) IP-адрес, за которым работают и получают доступ интерфейсы с приватными (внутренними) IP-адресами.

2. Позволяет предотвратить или ограничить обращение снаружи ко внутренним хостам, оставляя возможность обращения изнутри наружу. При инициации соединения изнутри сети создаётся трансляция. Ответные пакеты, поступающие снаружи, соответствуют созданной трансляции и поэтому пропускаются. Если для пакетов, поступающих снаружи, соответствующей трансляции не существует (а она может быть созданной при инициации соединения или статической), они не пропускаются.

3. Позволяет скрыть определённые внутренние сервисы внутренних хостов/серверов. По сути, выполняется та же указанная выше трансляция на определённый порт, но возможно подменить внутренний порт официально зарегистрированной службы (например, 80-й порт TCP (HTTP-сервер) на внешний 54055-й). Тем самым, снаружи, на внешнем IP-адресе после трансляции адресов на сайт (или форум) для осведомлённых посетителей можно будет попасть по адресу http://example.org:54055, но на внутреннем сервере, находящемся за NAT, он будет работать на обычном 80-м порту. Повышение безопасности и скрытие «непубличных» ресурсов.

Недостатки

1. Старые протоколы. Протоколы, разработанные до массового внедрения NAT, не в состоянии работать, если на пути между взаимодействующими хостами есть трансляция адресов. Некоторые межсетевые экраны, осуществляющие трансляцию IP-адресов, могут исправить этот недостаток, соответствующим образом заменяя IP-адреса не только в заголовках IP, но и на более высоких уровнях (например, в командах протокола FTP). См. Application-level gateway.

2. Идентификация пользователей. Из-за трансляции адресов «много в один» появляются дополнительные сложности с идентификацией пользователей и необходимость хранить полные логи трансляций.

3. Иллюзия DoS-атаки. Если NAT используется для подключения многих пользователей к одному и тому же сервису, это может вызвать иллюзию DoS-атаки на сервис (множество успешных и неуспешных попыток). Например, избыточное количество пользователей ICQ за NAT приводит к проблеме с подключением к серверу некоторых пользователей из-за превышения допустимой скорости подключений. Частичным решением проблемы является использование пула адресов (группы адресов), для которых осуществляется трансляция.

4. Пиринговые сети. В NAT-устройствах, не поддерживающих технологию Universal Plug & Play, в некоторых случаях, необходима дополнительная настройка (см. Трансляция порт-адрес) при работе с пиринговыми сетями и некоторыми другими программами, в которых необходимо не только инициировать исходящие соединения, но также принимать входящие.

Как этого избежать?

1. Купить реальный IP адрес.

Для этого зайдите в раздел «Управление IP адресом»

Нажмите кнопку «Получить постоянный IP адрес»

2. Отключить функцию NAT в ЛК, тогда будет присваиваться реальный IP адрес при подключении, но в рандомном порядке.

Для этого зайдите в раздел «Управление IP адресом» и нажмите включить/выключить напротив Вашего логина.

PTR-запись (обратные зоны)

PTR запись — Обратные зоны

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

PTR-запись (или обратный DNS) – это обратное преобразование IP-адреса (173.194.47.228) в символьное имя (пример:google.com). Используется следующим образом:

· Как спам-фильтр. Спамеры часто подделывают доменные имена для отправки электронной почты, что в целом не будет иметь правильной PTR-записи, созданной из DNS. Наличие обратного DNS – одно из основных требований многих спам-фильтров. Его отсутствие может привести к блокировке писем.

· PTR-запись нужна для владельцев сайтов, чтобы доменному имени соответствовал определенный IP-адрес.

Обратную зону клиент может добавить только при наличии статического IP адреса. Добавление происходит через личный кабинет:

1. Авторизуемся в Личном Кабинете на сайте domru.ru под учетными данными

2. В правом верхнем углу нажимаем «Настройки» и выбираем пункт «Обратные зоны»

3. Выбираете IP и указываете соответствующее доменное имя, нажимаете «Добавить»

4. Ниже вы увидите уже активные записи, которые можно, при необходимости, удалить

Если у клиента нет статического IP-адреса, то при выборе пункта «обратные зоны», он увидит сообщение: