Глобальные сети. Адресация и маршрутизация

Федеральное агентство Российской Федерации  по связи и информатизации

Сибирский Государственный  Университет Телекоммуникаций и  Информатики

Кафедра передачи дискретных сообщений и метрологии

 

 

 

 

Реферат на тему

«Глобальные сети. Адресация и маршрутизация»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:  студент группы 
 
Проверил: преподаватель  

 

Новосибирск 
2010 г.

   Содержание

1. Глобальная компьютерная сеть
2. История
3. Отличие глобальной сети от локальной
4. Адресация
5. Маршрутизация
6. Список литературы

 

1. Глобальная компьютерная сеть

Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

Такие сети служат для объединения  разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми  остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно  для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных  ЛВС с сетью Интернет или посредством  Интернет с удалёнными сетями, входящими  в состав корпоративных. Чаще всего  ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame Relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame Relay.

2. История

Первоначально глобальные сети решали задачу доступа удаленных ЭВМ  и терминалов к мощным ЭВМ, которые  назывались HOST-компьютер (сервер). Такие подключения осуществлялись через коммутируемые или некоммутируемые каналы телефонных сетей или через специальные выделенные сети передачи данных, например, работающие по протоколу Х.25.

Для подключения к таким сетям  передачи данных использовались модемы, работающие под управлением специальных  телекоммуникационных программ,  таких  как BITCOM, COMIT, PROCOM, MTEZ и т.д. Эти программы, работая под операционной системой MS-DOS, обеспечивали установленные соединения с удаленным компьютером и обмен с ним информацией.

С закатом эры MS-DOS их место занимает встроенное в операционные системы коммуникационное программное обеспечение. Примеров могут служить средства Windows 95 или удаленный доступ (RAS) в Windows NT.

В настоящее время все реже используются подключенные к глобальным сетям  одиночные компьютеры. Это в основном домашние персональные компьютеры. В  основной массе абонентами компьютерных сетей являются компьютеры, включенные в локальные вычислительные сети.

Крупнейшие глобальные компьютерные сети: Internet и FidoNet.

Интернет (англ. Internet) — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на базе IP и маршрутизации IP-пакетов. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины (World Wide Web, WWW) и множества других систем (протоколов) передачи данных

Фидонет (от англ. FidoNet) — международная любительская компьютерная сеть, построенная по технологии «из точки в точку». Изначально программное обеспечение FidoNet разрабатывалось под MS-DOS, однако в скором времени было портировано под все распространённые операционные системы, включая UNIX, GNU/Linux, Microsoft Windows, OS/2 и Mac OS.

3. Отличие глобальной сети от локальной

Глобальные сети отличаются от локальных  тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может  быть гарантировано скорым.

В глобальных сетях намного более  важно не качество связи, а сам  факт ее существования. Правда, в настоящий  момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство  локальных сетей имеют выход  в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в  глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику  локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Адресация

Адресация – способ идентификации  абонентов сети.

Прежде чем первые данные будут  переданы по коммутируемому виртуальному соединению, сеть должна найти адресата и установить соединение с ним. До того как будет установлено коммутируемое виртуальное соединение между отправителем и получателем, конечные точки обмениваются серией сообщений относительно пропускной способности, качества обслуживания и других специальных параметров. Однако для того, чтобы этот обмен оказался успешным, сообщения должны быть маршрутизированы от вызывающей стороны к вызываемой. Для этого каждое конечное устройство в сетях ATM должно иметь свой уникальный адрес.

IP-адрес— уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP

IPv4

В 4-й версии IP-адрес представляет собой 32-битовое число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел значением от 0 до 255, разделённых точками, например, 192.168.0.1.

Такой способ нумерации позволяет  иметь в сети более четырех  миллиардов компьютеров.

 Для отдельного компьютера  или локальной сети, которые впервые  подключаются к сети Интернет, специальная организация, занимающейся  администрированием доменных имен, присваивает IP – номера.

В связи с информатизацией общества Интернет-адреса начинают постепенно заканчиваться. Чтобы найти выход из этой ситуации, был разработан IPv6 — новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в Интернете, за счёт использования длины адреса 128 бит вместо 32.

 

IPv6

В 6-й версии IP-адрес (IPv6) имеет 128-битовое представление. Адреса разделяются двоеточиями (напр. fe80:0:0:0:200:f8ff:fe21:67cf или 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334). Большое количество нулевых групп может быть пропущено с помощью двойного двоеточия (fe80::200:f8ff: fe21:67cf). Такой пропуск может быть единственным в адресе.

IP-адрес называют статическим, если он назначается пользователем в настройках сетевого устройства. Всегда является постоянным, пока не произведено его изменение.

IP-адрес называют динамическим, если он назначается автоматически при подключении сетевого устройства к сети (например по протоколу DHCP).

IP-адреса предназначены для адресации отдельных узлов и отдельных сетей. Такие адреса состоят из двух частей – номера сети и номера узла. Такая схема аналогична схеме почтовых индексов – первые три цифры кодируют регион, а остальные – почтовое отделение внутри региона.

Преимущества двухуровневой схемы  очевидны: она позволяет, во-первых, адресовать целиком отдельные сети внутри составной сети, что необходимо для обеспечения маршрутизации, а во-вторых – присваивать узлам  номера внутри одной сети независимо от других сетей. Естественно, что компьютеры, входящие в одну и ту же сеть должны иметь IP-адреса с одинаковым номером сети.

Двоичная форма записи IP-адресов

Наряду с традиционной десятичной формой записи IP-адресов, может использоваться и двоичная форма, отражающая непосредственно способ представления адреса в памяти компьютера. Поскольку IP-адрес имеет длину 4 байта, то в двоичной форме он представляется как 32-разрядное двоичное число (т.е. последовательность из 32 нулей и единиц). Например, адрес 213.128.193.154 в двоичной форме имеет вид 11010101 1000000 11000001 10011010. Используя двоичную форму записи IP-адреса, легко определить схемы классов IP адресов:

Бесклассовая адресация (англ. Classless InterDomain Routing, англ. CIDR) — метод IP-адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов, не используя жёсткие рамки классовой адресации. Использование этого метода позволяет экономно использовать ограниченный ресурс IP-адресов, поскольку возможно применение различных масок подсетей к различным подсетям.

Классовая адресация сетей —  метод IP-адресации. Использование этого  метода не позволяет экономно использовать ограниченный ресурс IP-адресов, поскольку  невозможно применение различных масок  подсетей к различным подсетям.

Первоначально в сети Internet применялись IP – номера, но когда количество компьютеров в сети стало больше чем 1000, то был принят метод связи имен и IP – номеров, который называется сервер имени домена (Domain Name Server, DNS). Сервер DNS поддерживает список имен локальных сетей и компьютеров и соответствующих им IP – номеров.

Человеку запомнить числовой адрес  нелегко, поэтому для удобства пользователей  Интернета была введена доменная система имен. Доменная система имен ставит в соответствие числовому Интернет-адресу компьютера уникальное доменное имя.

Доменная система имен имеет  иерархическую структуру: домены верхнего уровня — домены второго уровня — домены третьего уровня.

Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические и административные. Каждой стране мира выделен свой географический домен, обозначаемый двухбуквенным  кодом. Административные домены обозначаются тремя или более буквами и  могут быть зарегистрированы во многих странах.

Доменное имя сервера Интернета  состоит из последовательности (справа налево) имен домена верхнего уровня, домена второго уровня и собственно имени  компьютера.

5. Маршрутизация

Маршрутизация (англ. Routing) — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться  с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии  и состоянии сети, полученной с  помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статическими маршрутами могут  быть:

маршруты, не изменяющиеся во времени;

маршруты, изменяющиеся по расписанию;

Маршрутизация в компьютерных сетях  типично выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами; в простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.

Протокол маршрутизации может  работать только с пакетами, принадлежащими к одному из маршрутизируемых протоколов, например, IP, IPX или Xerox Network System, AppleTalk. Маршрутизируемые протоколы определяют формат пакетов (заголовков), важнейшей информацией из которых для маршрутизации является адрес назначения. Протоколы, не поддерживающие маршрутизацию, могут передаваться между сетями с помощью туннелей. Подобные возможности обычно предоставляют программные маршрутизаторы и некоторые модели аппаратных маршрутизаторов.

Первые маршрутизаторы представляли собой специализированное ПО, обрабатывающее приходящие IP-пакеты специфичным образом. Это ПО работало на компьютерах, у которых было несколько сетевых интерфейсов, входящих в состав различных сетей (между которыми осуществляется маршрутизация). В дальнейшем появились маршрутизаторы в форме специализированных устройств. Компьютеры с маршрутизирующим ПО называют программные маршрутизаторы, оборудование - аппаратные маршрутизаторы.

В современных аппаратных маршрутизаторах для построения таблиц маршрутизации используется специализированное ПО ("прошивка"), для обработки же IP-пакетов используется коммутационная матрица (или другая технология аппаратной коммутации), расширенная фильтрами адресов в заголовке IP-пакета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Список  литературы

Шувалов В.П., Крук Б.И., Попантонолуло В.Н. Телекоммуникационные системы и сети. Том 1. Современные технологии (3-е изд., 2003)

Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. БИНОМ. Лаборатория знаний(2008)

Заславская О.Ю. Информатика весь курс. Эксмо(2010)

http://ru.wikipedia.org/wiki/Глобальная_компьютерная_сеть

http://ru.wikipedia.org/wiki/FidoNet

http://ru.wikipedia.org/wiki/Internet

http://ru.wikipedia.org/wiki/IP-адрес

http://ru.wikipedia.org/wiki/Бесклассовая_адресация

http://ru.wikipedia.org/wiki/Маршрутизация