Network Admin

Топологии локальных сетей (LAN)

2023-08-20T09:24:04.365Z

В сетях с множественным доступом конечные устройства (то есть узлы) связаны с помощью топологий "звезда" или "расширенная звезда", как показано на рисунке. В топологии этого типа конечные устройства подключаются к центральному промежуточному устройству, в данном случае коммутатору Ethernet. А extended star расширяет эту топологию за счет подключения нескольких коммутаторов Ethernet. Топологию типа «звезда» отличают простой монтаж, высокая масштабируемость (простое добавление и удаление оконечных устройств) и простое устранение неполадок. В ранних топологиях типа «звезда» оконечные устройства соединялись с помощью концентраторов Ethernet.

Иногда в локальной сети Ethernet могут подключаться только два устройства. В качестве примера можно привести два соединенных маршрутизатора. Это будет пример Ethernet, используемого в топологии «точка-точка».

Устаревшие топологии локальных сетей

Ранние технологии Ethernet и устаревшие технологии Token Ring LAN включали два других типа топологий:

Шина (Bus). Все оконечные системы связаны друг с другом общим кабелем, имеющим на концах специальные заглушки («терминаторы»). Для соединения оконечных устройств коммутаторы не требуются. Топологии шины на основе коаксиальных кабелей использовались ранее в сетях Ethernet благодаря своей дешевизне и простому монтажу.
Кольцо. Каждая оконечная система соединяется с соседней системой, образуя сеть в форме кольца. Кольцо не нужно прерывать, в отличие от топологии шины. Кольцевые топологии использовались в устаревших сетях FDDI (Fiber Distributed Data Interface) и Token Ring.

На рисунке показана организация соединений между оконечными устройствами в локальных сетях. Как правило, при графическом изображении структуры сетей прямыми линиями обозначаются локальные сети Ethernet, включая топологии типа «звезда» и «расширенная звезда».

Физические топологии

Топология «точка-точка» (point-to-point ) сети WAN

2023-08-20T08:20:19.185Z

Физические двухточечные топологии напрямую связывают два узла, как показано на рисунке. В такой сети двум узлам не нужно использовать среду совместно с другими узлами. Кроме того, при использовании протокола последовательной связи, такого как протокол «точка-точка» (PPP), узлу не нужно определять, адресован ли входящий кадр именно ему или же другому узлу. Следовательно, протоколы управления логическими соединениями канального уровня могут быть очень простыми, поскольку все кадры в среде могут передаваться только между двумя узлами. Узел на одном конце помещает кадры в среду, а узел на другом конце двухточечного соединения получает эти кадры из среды.

Примечание: Для соединения «точка-точка» через Ethernet требуется, чтобы устройство определило, предназначен ли входящий кадр для этого узла.

Находящиеся на некотором удалении друг от друга узел источника и узел назначения могут соединяться друг с другом не напрямую, используя несколько посреднических устройств. Однако то, как эти физические устройства используются в сети, не влияет на логическую топологию, как показано на рисунке. Добавление промежуточных физических соединений не изменит логическую топологию. Логическое соединение «точка-точка» — это то же самое.

Физическая и логическая топология

2023-08-19T19:51:02.604Z

Вы узнали из предыдущих тем, что канальный уровень подготавливает сетевые данные для физической сети. Он должен знать логическую топологию сети, чтобы иметь возможность определить, что необходимо для передачи кадров с одного устройства на другое.

Топология сети описывает расположение или взаимосвязь сетевых устройств, а также соединения между ними.

Существует два типа топологий, используемых при описании сетей LAN и WAN:

Физическая топология – Этот термин относится к физическим соединениям и определяет, каким образом соединяются друг с другом оконечные устройства и устройства сетевой инфраструктуры, такие как маршрутизаторы, коммутаторы и точки беспроводного доступа. Топология может также включать определенное местоположение устройства, например номер комнаты и местоположение на стойке оборудования. Физическая топология чаще всего организована по схеме «точка-точка» или «звезда».
Логическая топология – Термин, используемый для описания путей передачи кадров между узлами. Эта топология определяет виртуальные подключения с использованием интерфейсов устройств и схем IP-адресации уровня 3.

При управлении доступом данных к среде канальный уровень «видит» логическую топологию сети. Именно логическая топология влияет на выбор типа кадрирования в сети и управления доступом к среде.

На рисунке отображается образец физической топологии для небольшой выборки сети.

Физическая топология

На следующем рисунке показан пример logical топологии для той же сети.

Логическая топология

Подуровни канала передачи данных IEEE 802 LAN/MAN

2023-08-13T09:26:33.319Z

Стандарт IEEE 802 LAN/MAN специфичны для сетей Ethernet, беспроводных локальных сетей (WLAN), беспроводных персональных сетей (WPAN) и других типов локальных и городских сетей. Уровень канала данных IEEE 802 LAN/MAN состоит из следующих двух подуровней:

Управление логическим соединением (Logical Link Control, LLC) - Этот подуровень IEEE 802.2 взаимодействует между сетевым программным обеспечением на верхних слоях и аппаратным обеспечением устройства на нижних слоях. Он помещает в кадр информацию, указывающую, какой протокол сетевого уровня используется для данного кадра. Данная информация позволяет различным протоколам 3-го уровня, таким как IPv4 и IPv6, использовать один и тот же сетевой интерфейс и одно и то же средство подключения.
Управление доступом к среде (Media Access Control, MAC) — этот подуровень (IEEE 802.3, 802.11 или 802.15) определяет процессы доступа к среде, выполняемые оборудованием. Он отвечает за инкапсуляцию данных и управление доступом к среде передачи данных. Он обеспечивает адресацию уровня передачи данных и интегрирован с различными технологиями физического уровня.

На рисунке показаны два подуровня (LLC и MAC) канального уровня.

Подуровень LLC использует данные сетевых протоколов, которые обычно представлены в виде IPv4 или IPv6 пакета, и добавляет управляющую информацию 2 уровня для доставки пакета к узлу назначения.

Подуровень MAC управляет сетевым адаптером NIC и другим оборудованием, отвечающим за отправку и получение данных на проводном или беспроводном носителе LAN/MAN.

Подуровень MAC обеспечивает инкапсуляцию данных:

Разделение кадра: процесс формирования кадров предоставляет важные разделители для идентификации полей в кадре. Эти разграничивающие биты обеспечивают синхронизацию между передающими и получающими узлами.
Адресация: обеспечивает адресацию источника и назначения для переноса кадра уровня 2 между устройствами в одной и той же общей среде.
Обнаружение ошибок: каждый кадр содержит концевик, позволяющий выявлять ошибки передачи.

Подуровень MAC также обеспечивает контроль доступа к среде передачи данных, позволяя нескольким устройствам обмениваться данными через общую (полудуплексную) среду передачи. Полнодуплексная связь не требует контроля доступа.

Канальный уровень

2023-08-13T09:04:27.766Z

Как показано на рисунке, канальный уровень модели OSI (Уровень 2) подготавливает сетевые данные для физической сети Уровень канала передачи данных отвечает за связь между сетевыми интерфейсными картами (NIC). Канальный уровень выполняет следующие функции:

Обеспечение доступа вышестоящих уровней к среде подключения. Протокол верхнего уровня полностью не знает тип среды, которая используется для пересылки данных.
Принимает данные, обычно пакеты уровня 3 (например, IPv4 или IPv6), и инкапсулирует их в кадры уровня 2.
Управление передачей и приемом данных в среде передачи данных.
Обмен кадрами между узлами по физическим среде сетевого подключения.
Получает инкапсулированные данные, обычно пакеты уровня 3, и направляет их на соответствующий протокол верхнего уровня.
Обнаружение ошибок и отклонение любого поврежденного кадра.

В компьютерных сетях термин узел — это устройство, которое может принимать, создавать, хранить или пересылать данные по каналам связи. Узел может быть конечным устройством, таким как ноутбук или мобильный телефон, или промежуточным устройством, таким как коммутатор Ethernet.

Если бы канального уровня не существовало, протоколы сетевого уровня, например IP, должны были бы обеспечивать соединение для всех типов средств подключения, которые могли встретиться на пути следования пакета. Более того, протоколу IP пришлось бы каждый раз адаптироваться к новой сетевой технологии или среде.

На рисунке показан пример того, как канальный уровень передачи данных добавляет сведения о адресате Ethernet уровня 2 и источнике NIC в пакет уровня 3. Затем он преобразует эту информацию в формат, поддерживаемый физическим уровнем (уровень 1).