Контрольная работа: Инфокоммуникационные технологии

.Широковещательный адрес

Широковещательный адрес - условный (не присвоенный никакому устройству в сети) адрес, который используется для передачи широковещательных пакетов в компьютерных сетях.

Впервые технология использования широковещательных адресов в IP сетях была предложена в 1982 году Робертом Гурвицем (англ. Robert Gurwitz) и Робертом Хинденом (англ. Robert Hinden).

Виды широковещательных адресов:

В зависимости от уровня модели OSI различают несколько видов широковещательных адресов.

На уровне L2 используется широковещательный MAC-адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF для передачи служебных датаграмм (например, ARP-запросов). Датаграммы, отправленные на такой адрес, принимаются всеми сетевыми устройствами локальной сети.

На уровне L3 используются широковещательные адреса, вид которых зависит от протокола. Так, в IP-сетях широковещательные адреса формируются следующим образом: к адресу подсети прибавляется побитовая инверсия маски подсети (то есть все биты адреса подсети, соответствующие нулям в маске, устанавливаются в «1»). Например, если адрес сети равен 192.168.0.0, маска подсети 255.255.255.0, то широковещательный адрес будет 192.168.0.255.

26.Коммутатор 3-го уровня

Коммутатор 3-го уровня - это устройство, которое совмещает функции коммутатора и маршрутизатора. Однако, производители коммутаторов обычно избегают произносить слово "маршрутизация" по маркетинговым соображениям, им хочется, чтобы все думали, что они выпускают нечто такое, чего до недавнего времени в природе не существовало.

У коммутатора третьего уровня имеется несколько особенностей, которые отличают их от традиционных маршрутизаторов и традиционных коммутаторов, работающих только на 2-ом уровне:

поддержка интерфейсов и протоколов только локальных сетей;

усеченные функции маршрутизации;

реализация функций маршрутизации "в силиконе", то есть не в виде программного обес- печения, работающего на универсальном процессоре типа Intel или Motorola, а в специализированной интегральной схеме, ASIC;

поддержка механизма виртуальных сетей;

тесная интеграции функций коммутации и маршрутизации, наличие удобных для администратора операций по заданию маршрутизации между виртуальными сетями.

27. Resource ReSerVation Protocol

- протокол резервирования сетевых ресурсов (Resource ReSerVation Protocol) (RFC 2205).

С целью сообщения маршрутизаторам сети потребностей конечных узлов по качеству обслуживания потоков используется дополнительный протокол - RSVP.

Работает он следующим образом: узел-источник до передачи данных, требующих определённого нестандартного качества обслуживания (например, постоянной полосы пропускания для передачи видеоинформации), посылает по сети специальное сообщение в формате протокола RSVP. Это сообщение о пути (path message) содержит данные о типе передаваемой информации и требуемой пропускной способности. Оно передаётся между маршрутизаторами по всему пути от узла-отправителя до адреса назначения, при этом определяется последовательность маршрутизаторов, в которых необходимо зарезервировать определённую полосу пропускания.

Маршрутизатор, получив такое сообщение, проверяет свои ресурсы с целью определения возможности выделения требуемой пропускной способности. При её отсутствии маршрутизатор запрос отвергает. Если требуемая пропускная способность достижима, то маршрутизатор настраивает алгоритм обработки пакетов таким образом, чтобы указанному потоку всегда предоставлялась требуемая пропускная способность, а затем передаёт сообщение следующему маршрутизатору вдоль пути. В результате, по всему пути от узла-отправителя до адреса назначения резервируется необходимая пропускная способность с целью обеспечения запрашиваемого качества обслуживания.

Протокол RSVP, помимо использования для сигнализации требований к качеству обслуживания (архитектура QoS IntServ), используется также для сигнализации MPLS TE LSP (MultiProtocol Label Switching Traffic Engineering Label-Switched Path). Для сигнализации MPLS TE LSP используется модифицированная версия протокола - RSVP-TE (RFC 3209, RFC 5420).

27а. Stream Control Transmission Protocol

SCTP (англ. Stream Control Transmission Protocol - «протокол передачи с управлением потоком»), протокол транспортного уровня в компьютерных сетях, появившийся в 2000 году в IETF. RFC 4960 описывает этот протокол, а RFC 3286 содержит техническое вступление к нему.

Как и любой другой протокол передачи данных транспортного уровня, SCTP работает аналогично TCP или UDP .Будучи более новым протоколом, SCTP имеет несколько нововведений, таких как многопоточность, защита от SYN-flood атак, синхронное соединение между двумя хостами по двум и более независимым физическим каналам (multi-homing).

. TCP/IP в ATM

Стандарт Internet Engineering Task Force RFC1577: Classical IP and ARP over ATM определяет механизм применения протокола Internet Protocol (IP) в ATM. Поскольку ATM - это технология на основе соединений, а IP - технология на основе дейтаграмм, преобразование IP для ATM - это очень непростая задача.

В общем случае сеть ATM подразделяется на логические IP-подсети (LIS). Каждая подсеть LIS состоит из нескольких станций ATM. Подсети LIS являются аналогами традиционных сегментов LAN. Они связываются между собой с помощью маршрутизаторов. Конкретный адаптер (на станции ATM) может быть частью нескольких подсетей LIS. Эта возможность активно применяется при реализации маршрутизаторов.

29. RIP и OSPF

Протокол OSPF- это открытый протокол маршрутизации, базирующийся на алгоритме поиска наикратчайшего пути (Open Shortest Path First - OSPF). OSPF имеет две основные характеристики: протокол является открытым, т. е. его спецификация является общественным достоянием, он базируется на алгоритме SPF. Алгоритм SPF иногда называют алгоритмом Dijkstra по имени его автора.является иерархическим протоколом маршрутизации с объявлением состояния о канале соединения (link-state). Он был спроектирован как протокол работы внутри сетевой области - AS (Autonomous System), которая представляет собой группу маршрутизаторов и сетей, объединенных по иерархическому принципу и находящихся под единым управлением и совместно использующих общую стратегию маршрутизации. В качестве транспортного протокола для маршрутизации внутри AS OSPF использует IP-протокол.

Протокол RIP

Протокол RIP (Routing Information Protocol) представляет собой один из старейших протоколов обмена маршрутной информацией, однако он до сих пор чрезвычайно распространен в вычислительных сетях. Помимо версии RIP для сетей TCP/IP, существует также версия RIP для сетей IPX/SPX компании Novell.

Он относится к классу дистанционно-векторных алгоритмов. Этот класс алгоритмов также известен по имени автора алгоритма Форда - Фулкерсона. Помимо того, для этого класса также используется название "алгоритм Беллмана-Форда", которое появилось после окончательной формализации алгоритма, которая была сделана на основании основного уравнения динамического программирования Беллмана.

Этот протокол наиболее подходит для использования в качестве внутреннего (меж) шлюзового протокола (IGP), т.е. для маршрутизации сообщений внутри автономной системы, которая работает под неким единым началом и по единым принципам.

.BGP и EIGRP

(англ. Border Gateway Protocol, протокол граничного шлюза) - основной протокол динамической маршрутизации в Интернете.

Более ранний и практически не используемый ныне протокол IGRP был создан как альтернатива протоколу RIP (до того, как был разработан OSPF). После появления OSPF, Cisco представила EIGRP - переработанный и улучшенный вариант IGRP, свободный от основного недостатка дистанционно-векторных протоколов - особых ситуаций с зацикливанием маршрутов - благодаря специальному алгоритму распространения информации об изменениях в топологии сети. Несмотря на то, что в общем случае протоколы состояния связей (OSPF) отрабатывают изменения в топологии сети быстрее, чем EIGRP, а также OSPF имеет ряд дополнительных возможностей, EIGRP более прост в реализации и менее требователен к вычислительным ресурсам маршрутизатора.

.Алгоритм Дейкстры и Беллмана-Форда

Алгори́тм Де́йкстры (англ. Dijkstra’s algorithm) - алгоритм на графах, изобретённый нидерландским ученым Э. Дейкстрой в 1959 году. Находит кратчайшее расстояние от одной из вершин графа до всех остальных. Алгоритм работает только для графов без рёбер отрицательного веса. Алгоритм широко применяется в программировании и технологиях, например, его использует протокол OSPF для устранения кольцевых маршрутов.

Алгоритм Беллмана-Форда - алгоритм поиска кратчайшего пути во взвешенном графе. За время O(|V| × |E|) алгоритм находит кратчайшие пути от одной вершины графа до всех остальных. В отличие от алгоритма Дейкстры, алгоритм Беллмана-Форда допускает рёбра с отрицательным весом. Предложен независимо Ричардом Беллманом и Лестером Фордом.

.Протоколы RIP и OSPF

Внутренний протокол маршрутизации RIP

Этот протокол маршрутизации предназначен для сравнительно небольших и относительно однородных сетей. Маршрут характеризуется вектором расстояния до места назначения. Предполагается, что каждый маршрутизатор является отправной точкой нескольких маршрутов до сетей, с которыми он связан. Описания этих маршрутов хранится в специальной таблице, называемой маршрутной. Таблица маршрутизации RIP содержит по записи на каждую обслуживаемую машину (на каждый маршрут). Запись должна включать в себя: адрес места назначения.

Метрика маршрута (от 1 до 15; число шагов до места назначения).адрес ближайшего маршрутизатора (gateway) по пути к месту назначения.

Таймеры маршрута.

Периодически (раз в 30 сек) каждый маршрутизатор посылает широковещательно копию своей маршрутной таблицы всем соседям-маршрутизаторам, с которыми связан непосредственно. Маршрутизатор-получатель просматривает таблицу. Если в таблице присутствует новый путь или сообщение о более коротком маршруте, или произошли изменения длин пути, эти изменения фиксируются получателем в своей маршрутной таблице. Протокол RIP должен быть способен обрабатывать три типа ошибок:

Циклические маршруты.

Для подавления нестабильностей RIP должен использовать малое значение максимально возможного числа шагов (не более 16).

Медленное распространение маршрутной информации по сети создает проблемы при динамичном изменении маршрутной ситуации (система не поспевает за изменениями). Малое предельное значение метрики улучшает сходимость, но не устраняет проблему.

Протокол состояния связей OSPF

Протокол OSPF (Open Shortest Path Firs) является реализацией алгоритма состояния связей (он принят в 1991 году) и обладает многими особенностями, ориентированными на применение в больших гетерогенных сетях.

Протокол OSPF вычисляет маршруты в IP-сетях, сохраняя при этом другие протоколы обмена маршрутной информацией.

Непосредственно связанные маршрутизаторы называются "соседями". Каждый маршрутизатор хранит информацию о том, в каком состоянии по его мнению находится сосед. Маршрутизатор полагается на соседние маршрутизаторы и передает им пакеты данных только в том случае, если он уверен, что они полностью работоспособны. Для выяснения состояния связей маршрутизаторы-соседи достаточно часто обмениваются короткими сообщениями HELLO.

Для распространения по сети данных о состоянии связей маршрутизаторы обмениваются сообщениями другого типа. Эти сообщения называются router links advertisement - объявление о связях маршрутизатора (точнее, о состоянии связей). OSPF-маршрутизаторы обмениваются не только своими, но и чужими объявлениями о связях, получая в конце-концов информацию о состоянии всех связей сети. Эта информация и образует граф связей сети, который, естественно, один и тот же для всех маршрутизаторов сети.

Кроме информации о соседях, маршрутизатор в своем объявлении перечисляет IP-подсети, с которыми он связан непосредственно, поэтому после получения информации о графе связей сети, вычисление маршрута до каждой сети производится непосредственно по этому графу по алгоритму Дэйкстры. Более точно, маршрутизатор вычисляет путь не до конкретной сети, а до маршрутизатора, к которому эта сеть подключена. Каждый маршрутизатор имеет уникальный идентификатор, который передается в объявлении о состояниях связей. Маршрутизатор вычисляет оптимальный маршрут до каждой адресуемой сети, но запоминает только первый промежуточный маршрутизатор из каждого маршрута. Таким образом, результатом вычислений оптимальных маршрутов является список строк, в которых указывается номер сети и идентификатор маршрутизатора, которому нужно переслать пакет для этой сети.

.Маска подсети

В терминологии сетей TCP/IP маской подсети или маской сети называется битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая - к адресу самого узла в этой сети. Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255.0 находится в сети 12.34.56.0/24 с длиной префикса 24 бита. В случае адресации IPv6 адрес 2001:0DB8:1:0:6C1F:A78A:3CB5:1ADD с длиной префикса 32 бита (/32) находится в сети 2001:0DB8::/32.

Другой вариант определения - это определение подсети IP-адресов. Например, с помощью маски подсети можно сказать, что один диапазон IP-адресов будет в одной подсети, а другой диапазон соответственно в другой подсети.

Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной маски (битовые операции в IPv6 выглядят одинаково):адрес: 11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2)

Маска подсети: 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0)

Адрес сети: 11000000 10101000 00000001 00000000 (192.168.1.0)

Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить маршрутизацию. Например, пусть таблица маршрутизации некоторого маршрутизатора содержит следующую запись:Сеть назначения       Маска        Адрес шлюза

.168.1.0      255.255.255.0     10.20.30.1

Пусть теперь маршрутизатор получает пакет данных с адресом назначения 192.168.1.2. Обрабатывая построчно таблицу маршрутизации, он обнаруживает, что при наложении маски 255.255.255.0 на адрес 192.168.1.2 получается адрес сети 192.168.1.0. В таблице маршрутизации этой сети соответствует шлюз 10.20.30.1, которому и отправляется пакет.

. ISN

Software Network (ISN) - “Сообщество разработчиков программного обеспечения”, постоянно действующая международная программа корпорации Intel поддержки независимых распространителей программного обеспечения для помощи в разработке приложений, ориентированных на использование интеловской аппаратуры и программных продуктов. ISN включает в себя множество форм поддержки: Интернет-порталы на многих языках мира (с базами знаний, форумами и блогами), конференции разработчиков, встречи со специалистами Intel, конкурсы с ценными призами, учебно-образовательные программы и т.д.

Особое внимание уделяется таким передовым технологиям, как технологии эффективного использования многоядерных процессоров, вычислительных кластеров, суперкомпьютеров, 64-битной архитектуры и поддержке этих технологий программными продуктами Intel, такими как TBB, Intel Parallel Studio, компиляторы Intel (Intel Fortran Compiler и Intel C++ Compiler), инструменты анализа производительности программ (VTune) и библиотеки (Integrated Performance Primitives, MKL).

.Дуплексный канал

Ду́плекс (лат. duplex - двухсторонний) - способ связи с использованием приёмопередающих устройств (модемов, сетевых карт, раций, телефонных аппаратов и др.).

Реализующее дуплексный способ связи устройство может в любой момент времени и передавать, и принимать информацию. Передача и прием ведутся устройством одновременно по двум физически разделённым каналам связи (по отдельным проводникам, на двух различных частотах и др. за исключением разделения во времени - поочередной передачи). Пример дуплексной связи - разговор двух человек (корреспондентов) по городскому телефону: каждый из говорящих в один момент времени может и говорить, и слушать своего корреспондента. Дуплексный способ связи иногда называют полнодуплексным (от англ. full-duplex); это синонимы.