ЛЕКЦИИ / Лекции1

ВОПРОС 12 КОММУТАТОРЫ ETHERNET С2 два типа технологии - классический ethernet и коммутируемый ethernet очень сильно отличаются друг от друга не смотря на то что имеют общее название. классический появился первым в 1973 году, он использовал разделяемую среду. сначала это была реальная разделяемая среда в виде коаксиального кабеля, который шёл от одного компьютера к другому. потом коаксиальный кабель был заменен на концентраторы, в таких сетях возможны коллизии. для предотвращения коллизий используется метод csma/cd. недостатком сети является плохая масштабируемость/ если в сети слишком много компьютеров или они часто передают данные, то большая часть времени уходит на коллизии и на борьбу за доступ к среде, чем на передачу данных. данные, которые передаются через разделяемую среду, доступны всем остальным компьютерам, поэтому безопасность классического Ethernet очень низкая. коммутируемый ethernet это новая технология которая появилась в 1995 году, и эта технология используется до сих пор. для того чтобы побороть недостатки классического ethernet было принято решение полностью отказаться от разделяемой среды. использовать соединение точка-точка так чтобы не возникало коллизий, но для этого пришлось придумать новый тип сетевых устройств которые называются коммутаторы. С3 концентраторы и коммутаторы внешне выглядят очень похоже. но внутреннее устройство концентраторов и коммутаторов отличается очень сильно. С4 концентратор использует топологию общая шина. все порты внутри соединены друг с другом. концентратор работает на физическом уровне. он передает электрические сигналы, которые поступают на один порт на все остальные порты. внутри коммутатора полносвязанная топология которая обеспечивает соединение всех портов друг с другом напрямую по технологии точка-точка. коммутатор работает на канальном уровне. это означает что он анализирует заголовок канального уровня, извлекает оттуда адрес получателя, и передает данные только на тот порт, которому подключен получатель, а не на все порты, как это делает концентратор. С5 для того чтобы понять как работают коммутаторы необходимо разобраться с тремя понятиями - первое это таблица коммутации, которая есть в каждом коммутаторе, и она описывает к какому порту коммутатора какие компьютеры подключены. для того чтобы узнать MAC адреса компьютеров которые подключены к его портам, коммутатор использует алгоритм обратного обучения, и, после того как таблица коммутации заполнена, для передачи данных используется так называемый алгоритм прозрачного моста. сейчас мы рассмотрим все это более подробно. С6 начнем с таблицы коммутации в простейшем виде таблицы коммутации состоит всего лишь из двух столбцов. первый столбец это порт коммутатора, а второй столбец это MAC адрес компьютера который подключен к этому порту. на самом деле это таблица устроено более сложно, но для того чтобы понять принцип работы коммутатора, достаточно этих двух полей. С7 как коммутатор узнает MAC адреса компьютеров которые подключены к его портам? (алгоритм обратного обучения) предположим что у нас есть коммутатор у которого 8 портов. коммутатор только что включился. он не знает ничего про компьютеры которые к нему подключены. таблица коммутации пустая. С8 коммутатор принимает все кадры, которые приходят на его порты, С9 и анализирует заголовок канального уровня. из этого заголовка он извлекает адрес отправителя. коммутатор понимает, что к порту номер три подключен компьютер с таким MAC-адресом и поэтому записывает этот MAC-адрес в таблицу коммутации. С10 так происходит дальше, пока вся таблица коммутации не будет заполнена, и коммутатор не будет знать MAC адреса всех компьютеров которые подключены к его портам. С11 для передачи кадров внутри коммутатора используется так называемый алгоритм прозрачного моста. мост это предшественник коммутаторов - специальные устройства для объединения нескольких сетей классического ethernet. если в сети классического ethernet очень много компьютеров, то возникают много коллизий, и данные передаются медленно. мосты использовались для разделения крупных сетей на несколько маленьких сетей, внутри которых коллизий возникало гораздо меньше, и данные передавались быстрее. мост был подключен к двум или нескольким сегментам классического ethernet. принимал все кадры которые передаются, но передавал их в другую сеть только в том случае, если они предназначались для компьютера из другой сети. было придумано несколько типов мостов. но для коммутаторов был выбран режим работы так называемого прозрачного моста. это мост, который незаметен для сетевых устройств, то есть у него нет своего MAC-адреса, и он не требует настройки. именно в таком режиме работает коммутатор который по сути является мостом с большим количеством портов. он не требует настройки, вы можете подключать к нему компьютеры и данные будут сразу же передаваться. в отличие от коммутатора маршрутизатор, например, явно требует конфигурации для каждого порта. В маршрутизаторе необходимо прописать IP адрес, а также настроить таблицу маршрутизации. как работает алгоритм прозрачного моста? С12 предположим что таблица коммутации уже заполнена, и коммутатор знает MAC адреса компьютеров, которые подключены к портам. С13 коммутатор принимает кадры, С14 анализирует заголовок канале уровня, и извлекает оттуда адрес получателя. он ищет этот MAC-адрес в таблице коммутации, в нашем случае согласно таблице коммутации компьютер с таким MAC адресом подключен к порту номер два. С15 поэтому кадр передается на второй порт, то есть именно тот порт где находится получатель, а не на все порты как это делает концентратор. С16 если же пришел кадр с адресом получателя которого нет в таблице коммутации, то коммутатор работает по такой же схеме как и концентратор С17 - передает кадр на все порты кроме того порта откуда этот кадр поступил, в надежде что к какому-нибудь из этих портов подключен компьютер получателя, просто по каким-то причинам он еще не передавал данные, и поэтому его MAC-адреса нет в таблице коммутации. С18 если используется сеть состоящая только из коммутаторов, то в такой сети коллизии не возникают. исключением являются полудуплексное соединение компьютеров коммутатору, при котором передача данных в одно и то же время возможно только в одну сторону. но сейчас полудуплексное подключение используется очень редко и возникает обычно в результате ошибок работы оборудования. если же какому-нибудь из портов коммутатора подключен концентратор, то этот порт подключается к общей среде и на нем могут возникать коллизии, также как и в классическом ethernet. С19 итак мы рассмотрели коммутируемый ethernet. это совершенно новая сетевая технология по сравнению с классическим с ethernet. она требует новых устройств коммутаторов, которые используют соединение каждый с каждым - нет разделяемой среды и нет коллизий. почти все современное оборудование ethernet позволяет использовать как классический режим работы, так и коммутируемый. кроме коммутатор в 10g ethernet и более новых в которых поддерживается только коммутируемые ethernet. коммутаторы работают на канальном уровне. они анализируют заголовки канального уровня, и передают кадр только получателю, а не всем компьютерам в сети. коммутаторы изучают сеть с помощью алгоритма обратного обучения, и результаты записывают в таблицу коммутации. преимуществом коммутаторов является высокая производительность и масштабируемость, так как вместо разделяемой среды используются соединение точка-точка коллизий не возникает. а также высокая безопасность - данные передаются только получателю, е не всем компьютерам сети. ¶

ВОПРОС 13 VLAN C2 VLAN расшифровывается как и virtual local area network или виртуальная локальная сеть. эта технология, которая позволяет разделить одну физическую сеть на несколько логических частей, которые работают независимо друг от друга. технология вилен реализуется коммутаторами и находится на канальном уровне в модель взаимодействия открытых систем. С3 вполне правомерно задать вопрос зачем разделять одну сеть на несколько изолированных частей. это часто встречающаяся задача, например, когда строим сеть для крупной организации, вполне вероятно что каждый отдел захочет иметь свою сеть, которая отделена от других. или строим сети для крупного бизнес-центра, где будет находиться много компаний-арендаторов. конечно же каждый арендатор захочет иметь отдельную сеть. конечно можно создавать отдельные физические сети на основе отдельных коммутаторов, но например, если строим сеть крупного бизнес-центра, заранее не знаем сколько будет арендаторов, какие площади они будут занимать, и как это будет меняться со временем. поэтому имеет смысл построить одну крупную сеть для всего бизнес-центра, а затем разделять ее логически на отдельные части в зависимости от потребностей арендаторов. что хорошего можно получить от изоляции сети? первое преимущество - это конечно же безопасность, если арендуем помещение в бизнес-центре, безусловно захотим чтобы наши данные были недоступны другим арендаторам. второе преимущество - это распределение нагрузки. предположим что рядом с нами в бизнес-центре расположена компания которая занимается разработкой сетевых протоколов. они активно проводят сетевые эксперименты, и предположим что в одном из этих экспериментов что-то пошло не так, в результате чего вся сеть компании оказалась парализована. конечно же мы не хотим чтобы эти эксперименты повлияли на работоспособность нашей сети. и третье преимущество - оно скорее технического характера, это ограничение широковещательного трафика, если коммутатор не знает на каком порту находится получатель, он отправляет этот кадр на все порты. в крупной сети с большим количеством компьютеров такого широковещательного трафика очень много, и он занимает достаточно большой процент полезной нагрузки сети. если изолируем сеть, то этот широковещательный трафик распространяются только в рамках этой изолированной сети, и объем такого трафика существенно сокращаются. С4 для обозначения виртуальных сетей часто используют разные цвета. например у нас есть компьютеры, которые подключены к одному коммутатору. порты коммутатора отмечаются разными цветами в зависимости от того в какой вилен они входят - вот эти порты отмеченные синим цветом входят в синий виллэн, а вот эти порты отмеченные желтым цветом входят в желтый велен. компьютеры которые находятся в желтом виллене могут взаимодействовать только друг с другом, и не могут отправить никакие данные компьютерам, которые находятся в синем велене. и наоборот - компьютеры синего велена не могут отправить никакие данные компьютерам, которые находятся в желтом вилаене. С5 как это реализуется в коммутаторах? в таблице коммутации которую мы уже рассматривали ранее, добавляются новое - поле идентификатор велена. как правило для этих целей используют обычные числа. например порт номер 1 и 5 входят в вилен два. а порты 2 3 и 4 входят в вилен номер три. если компьютер, подключенный к порту номер один и входящий вилен 2 попытается переслать данные компьютеру, подключенному к третьему порту входящий в вилен 3, то даже если компьютер отправителя знает MAC адрес получателя, коммутатор все равно не передаст этот кадр, потому что эти порты находятся в разных виленах, и передача данных между ними запрещена. подход с таблицей коммутации и с номерами виленов хорошо работает если у нас сеть построена на одном коммутаторе. С6 но что делать если в нашей сети используются два или больших коммутаторов? когда кадры передаются от одного коммутатора другому необходима информация о том к какому вилену принадлежит передаваемый кадр. информацию о номере вилена необходимо включать в передаваемый кадр, потому что другого способа получить эту информацию принимающему коммутатору нет. С7 с другой стороны формат кадра ethernet задан стандартами IEEE, и в нем нет места для идентификатора вилен. для того чтобы включить номер вилана в ethernet кадр необходимо было изменение формата ethernet кадра, и это изменение было предложено в стандарте IEEE 802.1Q. при этом нельзя было просто добавить отдельное поле для номера виланов, так как необходимо обеспечить совместимость со всем существующим оборудованием. С8 что было предложено в стандарте 800.1Q - в поле тип кадр вместо кода протокола верхнего уровня предлагается вставлять специальное значение в шестнадцатеричном виде 8100 - это указатель того, что кадр содержит номер виллана. дальше, в той части где в стандартном кадре ethernet должны находиться данные, идет поле из двух байт, которое содержит номер вилнан - так называемый Тег, и ещё одно поле из двух байт куда записывается код протокола вышестоящего уровня. при этом для того чтобы обеспечить возможность передавать данные размером 1500 байт в кадрах с идентификатором виллана максимальная длина кадра была увеличена на четыре байта. C9 первоначально сетевые адаптеры не поддерживали стандарт 802.1Q, поэтому информация о номере виллана добавлялась коммутаторами и использовалась только коммутаторами. рассмотрим процесс передачи данных с использованием стандарта 802.1Q - С10 сетевой адаптер в компьютере генерирует обычный ethernet кадр внутри которого вложен IP пакет. поле тип протокола следующего уровня содержит со значение 0800. С11 коммутатор получает этот кадр, понимает что он был получен из компьютера входящий в желтый вилан. предположим, что номер желтого вилана 2, коммутатор добавляет служебные поля - в поле тип протокола следующего уровня значения 0800 заменяется на 8100, затем добавляется номер вилана 2, и затем записывается код протокола следующего уровня 0800 чтобы потом его можно было восстановить. С12 принимающий коммутатор извлекает информацию о вилане, понимает, что кадр был отправлен в велен с номером 2, то есть в желтый вилен, после этого коммутатор удаляет из кадра информацию о номере вилен, и восстанавливает старое значение протокола следующего уровня 0800, что соответствует IP, С13 и такой кадр пересылает принимающему компьютеру в настоящее время почти все сетевые адаптеры поддерживают стандарт 802.1Q и уже сам сетевой адаптер компьютера может вставить необходимые поля с номером вилана в кадр. С14 Итак мы рассмотрели технологию вилен. Она позволяет разделить одну сеть на несколько изолированных друг от друга частей. технологии вилен реализуются коммутаторах, и находятся на канальном уровне в модели взаимодействия открытых систем. есть два типа технологии велен. первый тип реализуются внутри одного коммутатора путем добавления в таблицу коммутации специального поля - номер вилен. второй тип - так называемые тэгированные велены используются если ваша сеть состоит из нескольких коммутаторов. в этом случае номер вилена включается в каждый передаваемый кадр. для этой цели разработан специальный стандарт IEEE 802.1Q, в котором изменен формат ethernet кадра. ¶

ВОПРОС 14 ПРОТОКОЛ STP C2 протокол STP. перед тем как перейти к протоколу STP рассмотрим допускается ли в ethernet кольцевое соединение между коммутаторами. например, в нашей сети 4 коммутатора, и они соединены четырьмя кабелями так что образуется кольцо. может ли работать такая сеть? С3 к сожалению такая сеть работать не может, потому что в ней возникает так называемый "широковещательный шторм" рассмотрим как он образуется - предположим вот этот порт коммутатора к нам пришел кадр, и коммутатор не знает куда этот кадр передавать, у него нет соответствующей записи в таблице коммутации, в этом случае коммутатор передаст кадр на все порты кроме того откуда этот кадр пришел. С4 компьютеры которые подключены к портам коммутатора увидят что этот кадр предназначен не для них и просто отбросят его а вот эти два порта подключены к другим коммутатором - и кадр через эти порты будет передан в другие коммутаторы. С5 предположим что у этих коммутаторов тоже нет записей об адресе получателя этого кадра в таблице коммутации, поэтому они вынуждены передавать этот кадр на все порты. С6 как и на предыдущем этапе компьютеры отбросят кадры которые предназначены не для них а через соединение кадр будет передано оставшийся коммутатор, С7 причем этот коммутатор получит уже две копии одного и того же кадра, к сожалению у коммутатора нет никакой возможности определить это две копии или это два разных кадра с одинаковыми адресами отправителя, и получателя поэтому каждый кадр также будет передан на все порты. и кроме этого вот этот кадр передастся вот в этот коммутатор, а этот кадр через этот канал передастся вот в этот коммутатор. таким образом кадр у нас будут ходить по кругу и передаваться на все порты. через некоторое время таких кадров будет очень много и сеть окажется неработоспособной. такая ситуация называется широковещательный шторм, и из-за него кольцевое соединение в сети ethernet невозможно. С8 протокол spanning tree по-русски протокол связующего дерева или иногда называют протокол основного дерева - это протокол, который позволяет отключать на программном уровне некоторые соединения между коммутаторами чтобы не образовывалось кольцо. связующие дерево или основное дерево как его чаще называют в математике это подграф без циклов, который содержит все вершины исходного графа. То есть связующее дерево содержит все наши исходные коммутаторы, но при этом в нем нет циклов то есть ethernet в такой конфигурации точно будет работать. протокол STP определен в стандарте IEEE 802.1D благодаря этому протоколу мы можем создавать несколько соединений между коммутаторами, и это повышает надежность работы нашей сети. если по какой-то причине одно соединение разорвется, то можно будет использовать другое соединение. другое преимущество протокола STP в том, что он защищает от случайных ошибок в конфигурации ethernet. конечно же не хотим чтобы вся наша сеть ethernet остановилась если мы по ошибке включили кабель не в тот коммутатор, и случайно создали кольцо. протоколы STP защищает от такой ситуации. C9 в модели взаимодействия открытых систем протоколы STP находится на канальном уровне. он реализуется на коммутаторах. С10 рассмотрим как работает протокол. в нашем примере с четырьмя коммутаторами одно из соединений будет отключено на программном уровне. кабель между коммутаторами есть, но он не используется для передачи данных. таким образом широковещательный шторм не возникнет, С11 но в случае если одно из существующих соединий разорвется, протокол STP может автоматически включить заблокированное соединение, и коммутатор по-прежнему сможет передавать данные в сеть. С12 работа протокола stp состоит из 3 этапов. на первом этапе выбирается корневой коммутатор. на втором этапе рассчитываются кратчайшие пути от всех коммутаторов в сети до корневого. и на третьем этапе отключаются все соединения кроме кратчайших. С14 протокол STP придумала Радиа Перельман. она не только разработала этот протокол, но и написала стихотворение в котором кратко рассказывается как этот протокол работает. С15 для того чтобы реализовать протоколу STP коммутаторы обмениваются между собой сообщениями которые называются Bridge Protocol Data Units. Протокола STP был разработан давно в 80-е годы поэтому вместо термина коммутатор - switch используется термин brige - мост, который был более популярен в то время. такие сообщения отправляют все коммутаторы в сети, которые поддерживают протокол STP каждые 2 секунды. в качестве адреса получателя используется групповой MAC-адрес STP. все ethernet коммутаторы которые поддерживают STP принимают и обрабатывают кадры, которые приходят на этот групповой адрес. С16 Посмотрим подробно как работает протокол STP. На первом этапе выполняется выбор корневого коммутатора. выбор выполняется по идентификатору. в качестве корневого выбирается коммутатор у которого этот идентификатор минимальный. сейчас в качестве идентификатора коммутаторов как правило используется его MAC-адрес. но можно также повлиять на значение идентификатора вручную чтобы выбрать в качестве корневого наиболее мощный коммутатор в вашей сети, а не тот коммутатор у которого случайно оказался самый маленький MAC-адрес. для простоты предположим, что в нашей сети и коммутаторы используют в качестве идентификаторов простые целые числа. у верхнего коммутатора идентификатор 4 bridge ID, у левого 2, У правого три, и у нижнего один. в качестве корневого по протоколу STP будет выбран нижний коммутатор с идентификатором один. как происходит выбор корневого коммутатора? на первом этапе коммутаторы ничего не знают про всю остальную сеть, соответственно каждый коммутатор считает себя корневым, и рассылает всем своим соседям сообщения о том что он корневой коммутатор. коммутатор с идентификатором 4 отправит такие сообщения на второй и третий коммутатор. они в свою очередь отправят на 1й и 4й, а первый отправить на второй и третий. получив сообщение от своих соседей коммутаторы сравнивают идентификатор в сообщении со своим идентификатором. например коммутатор 2 получит сообщение от коммутаторов с идентификатором 4 и 1. он поймет что из его соседей и его самого коммутатор с минимальным идентификатором - это коммутатор с номером 1. С17 и на следующем этапе коммутаторы будут рассылать сообщения не со своим номером, а с минимальным номером корневого коммутатора, который они узнали от своих соседей. например правый и левый коммутаторы получили сообщение от коммутатора с идентификатором один, который меньше чем их идентификатор, и рассылают что теперь корневой коммутатор это коммутатор с номером 1. а вот верхний коммутатор получил сообщение от коммутаторов с номерами 2 и 3. он выбрал минимальное значение 2, и теперь рассылает что корневой коммутатор по его мнению это коммутатор с номером 2. С18 на следующем этапе информация о том что корневой коммутатор это коммутатор с номером один, доходит до 4го коммутатора в нашей сети. и теперь все коммутаторы считают что корневой коммутатор это коммутатором с ID один. на этом этап выбор корневого коммутатора заканчивается. С19 теперь необходимо рассчитать кратчайшие пути от всех коммутаторов до корневого коммутатора. длина пути между коммутаторами определяется в зависимости от двух параметров - первый параметр это количество промежуточных коммутаторов, а второй - это скорость соединения между промежуточными коммутаторами. Расчет путей до корневого коммутатора реализуются по схеме похожей на выбор корневого коммутатора. все коммутаторы рассылают на все порты управляющие сообщения протокола и STP с расстоянием от них до корневого коммутатора C20 расстояние между коммутаторами определено в стандарте IEEE 802.1D. предположим что у нас соединение с коммутаторами 1 гигабит в секунду. в этом случае в качестве значения расстояния мы используем число 4. С21 на первом этапе коммутаторы которые подключены непосредственно к корневому коммутатору (нижний) определяют скорость соединения с этим коммутатором и выбирают соответствующее значение расстояния. в нашем случае скорость соединения 1 гигабит в секунду. значение расстояния 4. затем это кратчайшее расстояние до корневого коммутатора рассылается в 4й коммутатор. С22 4й коммутатор берет это значение 4, определяют скорость соединения с этими коммутаторами - 1 гигабит в секунду, расстояния 4, и суммарное расстояние 8. таким образом мы знаем расстояние от всех портов до корневого коммутатора. следующая задача - это отключить одно из соединений чтобы не было кольца. согласно правилам протокола STP, если у нас есть два пути до корневого коммутатора мы должны выбрать тот путь у которого расстояния минимально, а другой путь отключить. но в нашем примере у нас два пути с одинаковым расстоянием 8. в этом случае отключается тот путь, у которого больше значение порта. С23 если порты нумеруется слева направо, то будет отключен правый порт. на этом работа протокола STP завершена. у нас образовалось связующие дерево. все четыре коммутатора соединены между собой, и цикла нет. С24 однако если произойдет разрыв одного из соединений, то теперь у нас будет всего лишь один путь у которого расстояние 8, С25 поэтому мы имеем полное право его включить и использовать для передачи данных. С26 если мы используем протоколы STP то при подключении устройства к коммутатору нельзя сразу же начинать передавать данные, ведь там может оказаться другой коммутатор и новое соединение может привести к созданию кольца. для того чтобы избежать этой проблемы коммутаторы которые поддерживают протокол STP использует несколько режимов работы портов. на первом этапе, когда кабель только что подключен к порту коммутатора, порт работают в режиме Listening. порт обрабатывает управляющие сообщение протоколов STP, но не передает никакие данные. на втором этапе, который называется Learing порт принимают данные, но никуда их не передает. из принятых кадров извлекаются адреса отправителей которые используются для создания таблицы коммутации. на следующем этапе возможно два варианта - если выяснилось что к порту подключен компьютер, или коммутатор без образования кольца, то у порт переходит в состояние Forwarding. порт принимает и передает данные, а также принимает и передает управляющие сообщения протокола STP, но если оказалось что к порту подключен коммутатор и образовалось кольцо, порт переходит в состояние Blocking- порт блокируется на программном уровне для того чтобы не было кольца. кроме этого у администратор есть возможность принудительно выключить порт переведя его в состоянии Disable. в этом случае данные не будут передаваться независимо от того что подключено к порту - компьютер, коммутатор, есть кольцо, или нет. C27 в протоколе spaning tree (STP) переход от состояния когда вы только что включили кабель к состоянию forwarding занимает достаточно долгое время - примерно 30 секунд. В 80-е годы, когда разрабатывали протокол, это было допустимо, но сейчас сети стали гораздо больше, и изменяются гораздо чаще, поэтому ждать 30 секунд пока сработает STP уже нельзя. поэтому был предложен новый вариант протокола STP, который называется Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) - быстрый протокол связующего дерева. он работает по похожим принципам, но срабатывает всего лишь за несколько секунд. протокол RSTP определен в стандарте IEEE 802.1W. кроме этого возможны проблемы при взаимодействия протокола Spaning Tree с технологией вилен. вы можете попытался создать несколько соединений между коммутаторами, которые будут принадлежать разным виланам. но Spaning Tree в исходном варианте ничего не знает про велены, поэтому соединение между коммутаторами в виленах будут отключены. для того чтобы можно было использовать технологию вилен совместно с порталом Spaning Tree необходимо чтобы связующие дерево строилась для каждого велен отдельно. эту возможность реализовали в протоколе multIPle spanning tree которая определяется в стандарте 802.1S итак мы рассмотрели протокол STP - протокол связующего дерева. он позволяет на программном уровне отключать некоторые дублирующие пути между коммутаторами ethernet. таким образом обеспечивается надежность сетей ethernet. при разрыве соединений между коммутаторами можно использовать дублирующие соединения, но при этом решается проблема широковещательного шторма. протокол STP работает в 3 этапа. на первом этапе выбирается корневой коммутатор с минимальным идентификатором. на втором этапе рассчитывается расстояние от корневого коммутатора до всех коммутаторов в сети. и на третьем этапе отключаются соединение которое не входит в пути с минимальным расстоянием. ¶

ВОПРОС 15 Wi-Fi C2 вай фай это самая популярная сейчас технологии передачи данных в беспроводных компьютерных сетях. название вай фай это торговая марка которая принадлежит компании вай фай альянс. техническое описание технологии содержится в стандарте IEEE 802.11. раньше вай фай расшифровывался как wireless fidelity - беспроводная точность, но сейчас считается что вай фай уже и не расшифровывается ни как, и просто похожи на хай фай, то есть высокое качество. для того чтобы производитель мог назвать свое оборудование вай фай он должен сдать его на проверку в компанию вай фай альянс. эта компания проверяет насколько оборудование соответствует требованиям стандарта IEEE 802.11, и право использование торговой марки вай фай дается только после того как вай фай альянс убедиться что оборудование полностью соответствует требованиям стандарта 802.11. для сравнения для eternet такая проверка не производится. любой производитель может создавать оборудование которое работает по стандарту 802.3, и его модификациям, и называть его коммутаторами ethernet . С3 в модели взаимодействия открытых систем вай фай, также как и ethernet, находится на физическом и канальном уровне. причем на канальном используются два подуровня - подуровень управления доступом к среде MAC и подуровень управления логическим каналам LLC. С4 вай фай может работать в двух режимах. чаще всего используются инфраструктурный режим вайфай в котором есть беспроводное оборудование - так называемые точки доступа которые подключаются к проводной сети, и затем к интернет. сейчас вайфай чаще всего используются именно для подключения к internet. поэтому инфраструктурный режим самые популярный. также возможен и другой вариант подключения - одноранговая сеть где компьютеры взаимодействуют без каких-либо точек доступа напрямую друг с другом. технология вай фай очень похожа на технологию ethernet. можно сказать что это ethernet адаптированный беспроводной среде. для адресации вай фай точно также как и в ethernet используется MAC-адреса. С5 для передачи данных используется разделяемая среда как и в классическом ethernet, только в классическом ethernet сигнал передается по проводу, а в вай фай используется электромагнитное излучение. также формат кадра на уровне LLC у вайфай и ethernet одинаковый. на практике это означает что если вы используете программу wireshark для перехвата пакетов которые ведут по сети, то независимо от того пришел ваш кадр из ethernet или из вай фай, его формат будет одинаковый. хотя в процессе передачи по беспроводной среде на уровне MAC вай фай используется другой формат кадра. С6 сначала мы рассмотрим физический уровень вайфай. есть несколько разных вариантов реализации физического уровня вай фай. они описаны и 6 стандартах. самый первый стандарт IEEE 802.11 без каких-либо букв был принят в 1997 году. скорость вай фай была 1 или 2 мегабита в секунду. ethernet в то время позволял передавать данные со скоростью 10 мегабит в секунду. современный стандарт wi-fi 802.11аx был принят в 2019 году максимальная скорость передачи больше 10 гигабит в секунду/ С7 сейчас вай фай используют для передачи данных электромагнитное излучения и радиоэфир, но в первом варианте вай фай 802.11 также использовалась инфракрасное излучение. сейчас этот метод используется например в пультах для телевизоров, но уже со второго поколения стандарта вай фай 802.11b используется только электромагнитное излучение. применяются 2 частоты 2,4 и 5 гигагерц. частоты в этом диапазоне можно использовать без лицензирования, однако и другие устройства работают в том же самом диапазоне, например микроволновки, и это создает помехи при передаче сигналов вайфай. С8