- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Popisek: neviem ci to niekomu pomoze ale dam sem zadanie otazok z BARS a ich vypracovanie.
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálekomunikační infrastruktury (neobydlené oblasti, vývojově zaostalé oblasti, moře, vzdušný prostor,
apod.). Umožňuje také mobilitu účastníka.
v optickém pásmu - infračervené spoje,
s laserovým vysílačem.
d) Vlnovody (metalické) – různé tvary, kmitočty desítky až stovky GHz.
Kódovanie digitálneho signálu – Digitální informace musí být interpretována do určité podoby
elektromagnetického signálu vhodného pro přenos daným kanálem. Signál nesoucí informaci může
být frekvenčně umístěn: v základním pásmu
se stejnosměrnou (ss) složkou
s potlačenou ss složkou
v přeneseném pásmu
s modulací – tzv. klíčování - dvou a vícestavové
(amplitudové, frekvenční, fázové, kvadraturní)
s modulací a směšováním – pro přesun do vyšších
kmitočtových pásem
Vlastní kódování digitální informace na fyzické úrovni se často skládá z několika úprav původního
signálu, které slouží ke zlepšení parametrů přenosu: skramblování – pro zrovnoměrnění
kmitočtového spektra signálu, zabránění vzniku přeslechů a intermodulačních produktů mezi kanály a
vedeními a k zajištění přenosu synchronizační informace do přijímače
seskupení bitů za účelem: vícestavového
kódování (např. 2B1Q, 4B3T, QAM) překódování
do vícebitových skupin: pro potlačení ss složky a zajištění synchronizace pro určitý typ
následného fyzického kódování (např. 4B5B či 8B10B pro kódování NRZ – Non-Return to Zero)
pro přenos více datových toků jedním kanálem (kódové oddělení –
DSSS CDMA – Direct Sequence Spread Spectrum Code Division Multiple Access)
vkládání zabezpečovací informace pro
autokorekci nízkobitových chyb v přijímači (nejčastěji konvoluční kódování)
filtrace – pro kmitočtové omezení
obdélníkového signálu reprezentujícího digitální signál a pro následující analogovou modulaci
U počítačových sítí LAN s metalickými propojovacími kabely se nejčastěji používá přenos v základním
pásmu. Některé z kódovacích mechanizmů jsou zachyceny obrázku. Úrovně signálu jsou buď
napěťové či proudové. Před vlastním vysláním signálu na kanál však signál bývá ještě dále upraven
(kmitočtově omezen či modulován).
05. Prístupové metódy k zdielanému médiu – rozdelenie,
charakteristika jednotlivých typov
Prístup k prenosovému médiu – Signál nesoucí informaci se přenáší určitým komunikačním
kanálem, který musí být v okamžiku vysílání volný, aby nedocházelo k znehodnocení vyslané
informace. Často se totiž stává, že daná přenosová kapacita spoje je využívána pro mnoho přenosů.
Musí být tedy implementovány metody, které řeší problematiku sdílení přenosové kapacity. Metody lze
v nejhrubším pohledu rozdělit na statické a dynamické.
Statické prístupové metódy – princip statických přístupových metod spočívá v tom, že danému
přenosu je po celou dobu komunikace (komutované spoje) či dokonce stále (pevné spoje) vyhrazena
určitá přenosová kapacita. Princip odpovídá spojování okruhů. Existuje řada způsobů:
a) SD (Space Division) - prostorové dělení, každý spoj je řešen zvláštním vedením. U
bezdrátových spojů je to řešeno dostatečnou vzdáleností v prostoru.
b) FDMA (Frequency Division Multiple Access) – kmitočtový multiplex, každé spojení je
realizováno v jiném kmitočtovém pásmu
c) TDMA (Time Division Multiple Access) – časový multiplex, signál je sdružen se signály
ostatních spojů do jednoho vysokorychlostního spoje. Vzniká tak rámec, kde každému spoji je přidělen
určitý časový slot.
d) CDMA (Code Division Multiple Access) - kódový multiplex, přenos s rozprostřeným
spektrem, kdy každému spoji je přidělena určitá posloupnost, která řídí způsob vysílání. realizácie
CDMA: FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) - s přeskakováním kmitočtů,
THSS (Time Hopping Spread Spectrum) - s přeskakování časových slotů,
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - s přímým rozprostřením spektra,
e) OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) - ortogonální kmitočtový
multiplex
f) VOFDMA (Vectored OFDMA)
Řada aplikací využívá kombinace několika výše uvedených metod. Například systém GSM pracuje na
bázi kombinace FDMA, SD a TDMA.
Dynamické prístupové metódy – naproti tomu u dynamických metod je celá přenosová kapacita k
dispozici všem přenosům a jednotlivé zdroje se musí o přidělení možnosti vysílat určitým způsobem
ucházet. Tento princip je vlastní sítím se spojováním paketů a projevuje se na různých úrovních:
přístup koncového uzlu ke sdílenému médiu (v sítích LAN),
přístup více datových toků k výstupu do určitého směru (ve spojovacích uzlech - mostech,
přepínačích a směrovačích).
Přístup se řeší implementací frontových a případně prioritních mechanizmů nebo na principu
náhodného přístupu, který ovšem nedovoluje zavedení priorit. Na úrovních spojovacích uzlů je
násobný přístup k určitému výstupnímu portu řešen pomocí jedné fronty typu FIFO (výstupního
bufferu) nebo při implementaci priorit pomocí několika prioritních front či rezervací přenosové kapacity
(u ATM sítí).
Přístupové metody pro přístup koncových uzlů ke sdílenému médiu v sítích LAN řeší podvrstva MAC
(Medium Access Control). Jedná se o metody dynamické a lze je rozdělit do několika skupin:
a) deterministické – metody garantují maximální zdržení, než se stanice dostane k vysílání a
umožňují implementaci priorit: s centrálním přidělováním – v síti existuje centrální uzel, který uděluje
koncovým stanicím oprávnění k vysílání: na žádost – koncová stanice žádá centrální uzel o
právo vysílat, na výzvu – centrální stanice se dotazuje koncových
stanic, zda nechtějí vysílat
distribuované : fyzický kruh – stanice spojené do fyzického kruhu si
mezi sebou po směru vysílání předávají pověřovací rámec, kterým se stanici, která tento rámce
obdrží, na určitou dobu pronajímá přenosová kapacita kruhu (např. Token Ring)
logický kruh – stanice jsou fyzicky spojeny do jiné
topologie (sběrnice, hvězda), avšak z hlediska řízení přístupu tvoří logický kruh, kdy si stanice opět
předávají pověření opravňující přístup ke sdílenému přenosovému kanálu
synchronní – stanice jsou připojeny do fyzického
kruhu tvořeného posuvnými registry. Přenosová kapacita je rozdělena do několika po sobě jdoucích
rámců, které jsou vybaveny bity o naplnění daty a o převzetí dat cílovou stanicí. Stanice může naplnit
rámec vlastními daty pouze tehdy, indikuje-li stavový bit, že rámec je prázdný (např. síť Cambridge
ring).
s dvojitou frontou – síť je tvořena dvěma kanály pro
opačné směry přenosu, kde přístup k oběma směrům je řízen pomocí dvou distribuovaných
přístupových front (viz popis sítě DQDB – Distributed Queue Dual Bus).
b) náhodné – přístup ke sdílenému kanálu je náhodný proces, metody se využívají u bezdrátových a
satelitních sítí.
Aloha – koncová stanice zahájí vysílání v kterýkoliv okamžik bez
toho, aniž by si ověřila, zda již nevysílá jiná stanice a zda její data nebyla znehodnocena vysíláním
jiné stanice. Tato metoda vykazuje velmi nízké procento celkové kapacity kanálu asi 20 % (pokud
samozřejmě nevysílá pouze jedna a ta samá stanice velké množství dat a ostatní nemají nic k
vysílání, ale dochází k soupeření mezi více stanicemi)
Slotted Aloha – koncová stanice může zahájit vysílání pouze v pevně
stanovených okamžicích (čas je rozdělen do slotů). Maximální dosažitelné využití kapacity se tak
téměř zdvojnásobí.
CSMA (Carrier Sense Multiple Access) – koncová stanice před
vlastním vysíláním kontroluje obsazení kanálu. Pokud je kanál obsazený, stanice čeká a pravidelně
kontroluje jeho stav. Je-li volný, pak záleží na podptypu metody CSMA (naléhající, p-naléhající,
nenaléhající), zda se ihned zahájí vysílání, či s nějakou pravděpodobností p, nebo vyčká určitou
náhodnou dobu a teprve pak, je-li kanál ještě volný, se začne vysílat. Tato posledně zmíněná metoda
(nenaléhající) se označuje také jako CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance).
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) –
metoda se používá u sítě Ethernet a jedná se o naléhající metodu CSMA avšak s detekcí kolizí (to
není u bezdrátových sítí možné). Tedy, stanice nejprve po dobu kolizního slotu (ten je dán rychlostí
sítě a minimální délkou rámce, např. pro 10 Mb/s a 512 bitů je doba 51,2 µs) monitoruje obsazení
kanálu a po zjištění volného kanálu začne ihned vysílat (jinak čeká), avšak současně kontroluje, zda
odeslaná data nebyla narušena vysíláním jiné stanice. Pokud ano, tak první stanice, která kolizi zjistí,
přeruší vysílání dat a zahájí vysílání signálu JAM (zpráva o délce 32 bitů), což způsobí, že všechny
stanice účastnící se kolize přestanou vysílat. Každá stanice si pak vygeneruje náhodné číslo z
intervalu (0, 2k), kde k závisí na počtu předchozích neúspěšných pokusů o přenos n (k = min(n, 16)).
Toto náhodné číslo vynásobené dobou časového slotu udává, jak dlouho bude stanice čekat, než se
znovu pokusí o přístup na sdílený kanál. Nevýhodou této metody je, že nezaručuje maximální dobu,
za jakou se stanice dostane k úspěšnému odeslání rámce. Využití sítě nejdříve narůstá se zátěží. Se
zvyšováním zatížení sítě se však kolize stávají stále častějšími a nárůst využití sítě se zvolňuje až po
překročení určité zátěže začne pozvolna klesat. Maximální využití kapacity je přibližně 80 % (důvodem
je také nutnost dodržet alespoň minimální časové odstupy mezi následujícími rámci). Řešení tohoto
problému jsou dvě: zvýšení kapacity (přenosové rychlosti) kanálu – zvýšením přenosové kapacity
kanálu dostaneme zátěž sítě pod kritickou úroveň(tzv. „řešení hrubou silou“)
rozdělení kolizní domény na několik menších – zmenšení oblasti sítě, v rámci
které dochází ke kolizím, a tak se zmenší zátěž pod kritickou úroveň. Řeší se to pomocí přepínačů,
případně směrovačů.
OPAKOVAČE A ROZBOČOVAČE
Opakovače (repeater) a rozbočovače jsou prvky pracující na fyzické vrstvě modelu sítě. Jejich
hlavním úkolem je obnova signálu → obnovení tvaru a časové polohy pulzů, přidání bitové
informace na fyzické vrstvě. Opakovač je zařízení se dvěma porty a rozbočovač je zařízení
s mnoha porty. Signál přijatý na jednom portu je regenerován a odeslán na všechny ostatní
porty – vyjma portu původního. Všechny porty pracují stejnou rychlostí. Všechny části sítě
propojené pouze opakovači tvoří jeden fyzický sdílený kanál resp. jednu kolizní doménu
v případě sítě Ethernet. Opakovače a rozbočovače se používají u LAN sítí v případě
Ethernetu, neboť u kruhové topologie se regenerace signálu provádí v rámci jednotlivých
stanic. Rovněž platí, že oba tyto síťové prvky jsou pro stanice a směrovače transparentní →
nemají žádnou fyzickou ani síťovou adresu → stanice o jejich přítomnosti neví.
Vyšší třídy rozbočovačů mohou disponovat modulem pro vzdálenou správu, schopností
rozpoznat (a odpojit) vadný port, schopností zálohovat port jiným portem.
MOSTY A PŘEPÍNAČE
Mosty a přepínače jsou spojovací prvky, které svoji činnost rozšiřují oproti opakovačům o
linkovou vrstvu. Umožňují propojit (nebo oddělit) ty části sítě, které mají vlastní přenosový
kanál.
Ethernet – propojení / oddělení kolizních domén
Token Ring – propojení / oddělení nezávislých kruhů
Frame relay – přepínání rámce podle identifikátorů virtuálních okruhů
ATM – přepínání buněk podle VCI (virtual channel identifier) a VPI (virtual path
identifier)
Hlavní funkcí přepínačů je přepínání rámců na základě informací uložených v přepínací
tabulce. Přepínací tabulka obsahuje vazbu mezi hardwarovou adresou a odpovídajícím
portem, kam je stanice připojena. Tvorba přepínací tabulky je automatický proces. Přepínač si
z příchozího rámce přečte cílovou a zdrojovou adresu, kterou si spolu s číslem portu
zaznamená do tabulky. Pokud přijde rámec na konkrétní adresu, přepínač najde záznam
v tabulce a přepojí rámec na příslušný port. Mosty jsou prvky se dvěma porty, přepínače jsou
prvky mnohaportové. Požadavkem pro správnou funkci sítě s přepínači je stromová struktura
sítě uzlů (v případě sítě Ethernet) či stromová struktura okruhů (v případě Token Ring).
Pokud by to nebylo dodrženo, došlo by ke zhroucení sítě. Pro zvýšení bezpečnosti se budují
záložní cesty, které jsou však za normální činnosti vypnuty, k tomu se používá protokol STP
(Spanning Tree Protocol). Je to protokol, který zabraňuje vzniku smyček v sítích Ethernet,
které vyžadují stromovou strukturu. Umožňuje přesměrování toku dat v případě výpadku
spoje, pokud už existuje záložní spoj. K tomuto využívá algoritmus STA (Spanning Tree
Algorithm). V rámci něj si mosty a přepínače vyměňují zprávy BPDU (Bridge Protocol Data
Unit) o konfiguraci. V případě výpadku spoje algoritmus do určité doby obnoví konektivitu
stromu aktivací náhradního spoje. Výhodnou vlastností mostů a přepínačů je možnost
propojení segmentů pracujících s různou přenosovou rychlostí, případně možnost několika
rychlostí na jednom portu (u sítě Ethernet např. 10/100/1000 Mb/s) a jejich automatické
rozpoznání. Přepínač je za tímto účelem a pro vyrovnávání krátkodobých špiček v zatížení
vybaven vyrovnávacími pamětmi. Most/přepínač je přepojovací prvek, kde dochází ke
zpoždění průchodu rámce. Zavedení služeb v reálním čase (telefonie, video, atd.) vyžaduje
implementaci podpory pro přednostní zpracování rámců těchto služeb. Toho se dosáhne
zavedením priorit podle normy IEEE 802.1p. Informace o prioritě jsou součástí značky (Tag)
přidávané do rámce za účelem rozlišení sítí VLAN. Dalším problémem je, že segmenty
propojené přepínači tvoří jedinou síť→celou sítí se šíří všesměrové rámce s dotazy a
odpověďmi→přílišné zatížení sítě. Snaha o zachování výkonnosti přepínání a o filtraci
všesměrových dotazů vedla k návrhu virtuálních sítí VLAN. Stanice připojené k přepínači
jsou podle určitého klíče připojeny k určité VLAN a všesměrové rámce se šíří pouze uvnitř
této VLAN. Každá VLAN má vlastní instanci protokolu STP.
Souhrn vlastností přepínačů
Disponují určitým počtem portů
Větší počet přenosových rychlostí, automatické rozpoznání rychlosti
Podpora duplexního provozu
Možnost zálohování portů nebo agregace portů
Podpora protokolu STP
Možnost vytvářet VLAN
Podpora QoS
Možnost vzdálené správy
SMĚROVAČE
Směrovače jsou síťové prvky zahrnující vrstvy fyzickou, linkovou a síťovou. Zabezpečují
směrování paketů jednotlivými sítěmi na cestě mezi zdrojovou a cílovou sítí. Používají se pro
propojení (nebo oddělení) LAN sítí, připojení LAN sítě k síti WAN nebo propojení částí sítí
WAN. Směrovače oddělují dílčí sítě a tak filtrují všesměrové pakety určené pro danou síť.
Znalost struktury paketů také směrovače předurčuje k možnosti implementace bezpečnostních
mechanizmů→firewally. Směrovače umozňují vytvářet síťové konfigurace polygonálního
charakteru, které dovolují existenci více cest k danému cíli a tak zajišťují vysoký stupeň
konektivity. Směrovače se při procesu směrování řídí směrovací tabulkou. Tuto tabulku si
každý směrovač buduje sám na základě komunikace s okolními směrovači a s využitím
konkrétního směrovacího protokolu. Směrovací tabulka obsahuje záznamy určující, kam mají
být pakety s určitou cílovou sítí předány. Směrovací tabulky rozlišujeme:
Statické – manuální (ruční) konfigurace směrovací tabulky i směrovače, změny se
opět provádějí manuálně, vhodné pro stálé a jednoduché sítě. Záznam ve statické
směrovací tabulce vypadá takto:
Dynamické – směrovací uzly si mezi sebou vzájamně vyměnují informace→ získávají
představu o struktuře a stavu sítě, na základě toho si budují směrovací tabulky
výběrem nejlepšího směru pro danou cílovou síť. Výměny informací jsou zajišťovány
směrovými protokoly, nejčastěji RIP a OSPF. Tento způsob směrování je vhodný pro
rozsáhlejší a často se měnící sítě. Záznam dynamické směrovací tabulky obsahuje tyto
informace:
Směrovací protokoly lze dále dělit na:
Vnitřní – IGP – protokoly používané uvnitř autonomního systému→oblast s jednotnou
směrovací politikou→protokoly RIP a OSPF
Vnější – EGP – protokoly mezi hraničními směrovači odlišných autonomních
systémů→protokol BGP
BRÁNY
Brána je prvek, který umožňuje komunikaci mezi sítěmi s odlišnými síťovými a vyššími
protokoly. Zabezpečují konverzi mezi protokoly na všech vrstvách síťového modelu.
Příkladem je konverze poštovních systémů sady TCP/IP a ISO/OSI (ITU X.400)
PŘEPÍNÁNÍ NA VYŠŠÍCH VRSTVÁCH
Též se nazývá Layer/4-7 Switching nebo Content (web) switching. Přepínání je založeno
na informacích ve 4-7 vrstvě OSI modelu. Na úrovni transportní vrstvy se pracuje
s přístupovými body aplikací, informace z páté a šesté vrstvy modelu OSI se nevyužívá,
obsah zprávy se využívá pro přepínání na úrovni aplikační vrstvy.
V případě protokolu TCP/IP se jedná pouze o aplikační vrstvu. Na základě znalosti:
Obsahu paketu (http cookie)
Tabulka vytížení serveru
Mechanizmů pro zjišťování stavu serverů
Tuto technologii lze využít nejen k přepínání podle umístnění požadovaného obsahu, ale také
na:
Efektivnější využití webových zrcadel
Server load balancing (rozložení zátěže mezi servery ve skupině)
Řízení pásma pro jednotlivé adresy a aplikace
Cache redirection – přesun čachr blíž k uživatelům→snížení přenášeného objemu dat
BARS – 7
Ethernet – charakteristika sítě, přístupová metoda ve sdíleném Ethernetu, struktura a
standardy
Ethernet
Představuje nejpoužívanější typ lokálních sítí. Vzniká v roce 1973 s počáteční přenosovou
rychlostí 2,94 Mb/s. Odhaduje se, že v současnosti je více než 80% sítí LAN tohoto typu. Je
standardizován skupinou standardů 802.3* (* rozlišuje specifikace různých rychlostí). V Gb a
10 Gb verzi se může uplatnit i pro metropolitní sítě.
Hlavní výhody Ethernetu:
Široká podpora, nízká cena
Jednoduchost technologie, snadné nasazení, snadná údržba i správa
Možnost vytvářet rozličné konfigurace
Standardizovaný typ sítě zajišťující kompatibilitu produktů různých výrobců
PŘÍSTUPOVÁ METODA
Pro přístup ke sdílenému přenosovému médiu (sběrnici) se používá metoda CSMA/CD
(Carrier Sense with Multiple Access and Collision Detection), česky metoda
mnohonásobného přístupu s nasloucháním nosné a detekcí kolizí.
Stanice (síťová karta), která potřebuje vysílat, naslouchá co se děje na přenosovém médiu.
Pokud je v klidu, začne stanice vysílat. Může se stát (v důsledku zpoždění signálu), že dvě
stanice začnou vysílat přibližně ve stejný okamžik. Jejich signály se pochopitelně navzájem
zkomolí. Tato situace se nazývá kolize a vysílající stanice ji poznají podle toho, že během
svého vysílání zároveň zjistí příchod cizího signálu. Stanice, která detekuje kolizi, vyšle
krátký signál (jam o 32 bitech). Poté se všechny vysílající stanice odmlčí a později se pokusí o
nové vysílání.
Mezi opakovanými pokusy o vysílání stanice počká vždy náhodnou dobu. Interval, ze kterého
se čekací doba náhodně vybírá, se během prvních deseti pokusů vždy zdvojnásobuje. Stanice
tak při opakovaných neúspěších „ředí“ své pokusy o vysílání a zvyšuje tak pravděpodobnost,
že se o sdílené médium úspěšně podělí s ostatními. Pokud se během šestnácti pokusů nepodaří
Vloženo: 9.06.2009, vložil: Patrik Babnič
Velikost: 632,40 kB
Komentáře
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu BARS - Architektura sítí
Reference vyučujících předmětu BARS - Architektura sítí
Podobné materiály
- BARS - Architektura sítí - statnice_01BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_02BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_03BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_04BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_05BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS10_PROTOKOLOVA_ARCHITEKTURE_TCP_IP
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS6_PROPOJOVACI_PRVKY_SITI
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS7_ETHERNET
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS8_DALSI_SITOVE_TECHNOLOGIE
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS9_BEZDRATOVE_SITOVE_TECHNOLOGIE
- BARS - Architektura sítí - bars
Copyright 2024 unium.cz