Принципы построения глобальных сетей

     Дистанционно-векторный 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. В этом протоколе все сети имеют номера (способ образования номера зависит от используемого в сети протокола сетевого уровня), а все маршрутизаторы - идентификаторы. Протокол RIP широко использует понятие "вектор расстояний". Вектор расстояний представляет собой набор пар чисел, являющихся номерами сетей и расстояниями до них в хопах. Вектора расстояний итерационно распространяются маршрутизаторами по сети, и через несколько шагов каждый маршрутизатор имеет данные о достижимых для него сетях и о расстояниях до них. Если связь с какой-либо сетью обрывается, то маршрутизатор отмечает этот факт тем, что присваивает элементу вектора, соответствующему расстоянию до этой сети, максимально возможное значение, которое имеет специальный смысл - "связи нет". Таким значением в протоколе RIP является число 16.

     На  (рисунке 3) приведен пример сети, состоящей из шести маршрутизаторов, имеющих идентификаторы от 1 до 6, и из шести сетей от A до F, образованных прямыми связями типа "точка-точка".

Рис.3 Обмен маршрутной информацией по протоколу RIР

На (рисунке 3) приведена начальная информация, содержащаяся в топологической базе маршрутизатора 2, а также информация в этой же базе после двух итераций обмена маршрутными пакетами протокола RIP. После определенного числа итераций маршрутизатор 2 будет знать о расстояниях до всех сетей интерсети, причем у него может быть несколько альтернативных вариантов отправки пакета к сети назначения. Пусть в нашем примере сетью назначения является сеть D. При необходимости отправить пакет в сеть D маршрутизатор просматривает свою базу данных маршрутов и выбирает порт, имеющий наименьшее расстояния до сети назначения (в данном случае порт, связывающий его с маршрутизатором 3). Для адаптации к изменению состояния связей и оборудования с каждой записью таблицы маршрутизации связан таймер. Если за время тайм-аута не придет новое сообщение, подтверждающее этот маршрут, то он удаляется из маршрутной таблицы.

    При использовании протокола RIP работает эвристический алгоритм динамического  программирования Беллмана-Форда, и  решение, найденное с его помощью  является не оптимальным, а близким  к оптимальному. Преимуществом протокола RIP является его вычислительная простота, а недостатками - увеличение трафика  при периодической рассылке широковещательных  пакетов и неоптимальность найденного маршрута.

    На (рисунке 4) показан случай неустойчивой работы сети по протоколу RIP при изменении конфигурации - отказе линии связи маршрутизатора M1 с сетью 1. При работоспособном состоянии этой связи в таблице маршрутов каждого маршрутизатора есть запись о сети с номером 1 и соответствующим расстоянием до нее.

Рис.4 Пример неустойчивой работы сети при использовании протокола RIP

При обрыве связи с сетью 1 маршрутизатор  М1 отмечает, что расстояние до этой сети приняло значение 16. Однако получив  через некоторое время от маршрутизатора М2 маршрутное сообщение о том, что  от него до сети 1 расстояние составляет 2 хопа, маршрутизатор М1 наращивает это расстояние на 1 и отмечает, что  сеть 1 достижима через маршрутизатор 2. В результате пакет, предназначенный  для сети 1, будет циркулировать  между маршрутизаторами М1 и М2 до тех пор, пока не истечет время  хранения записи о сети 1 в маршрутизаторе 2, и он не передаст эту информацию маршрутизатору М1. Для исключения подобных ситуаций маршрутная информация об известной  маршрутизатору сети не передается тому маршрутизатору, от которого она пришла.

    Комбинирование  различных протоколов обмена. Протоколы EGP и BGP сети Internet:

      Большинство протоколов маршрутизации, применяемых в современных сетях с коммутацией пакетов, ведут свое происхождение от сети Internet и ее предшественницы - сети ARPANET. Для того, чтобы понять их назначение и особенности, полезно сначала познакомится со структурой сети Internet, которая наложила отпечаток на терминологию и типы протоколов.

Рис.5 Архитектура сети Internet

Шлюзы, которые используются для образования  подсетей внутри автономной системы, называются внутренними шлюзами (interior gateways), а  шлюзы, с помощью которых автономные системы присоединяются к магистрали сети, называются внешними шлюзами (exterior gateways). Непосредственно друг с другом автономные системы не соединяются. Соответственно, протоколы маршрутизации, используемые внутри автономных систем, называются протоколами внутренних шлюзов (interior gateway protocol, IGP), а протоколы, определяющие обмен маршрутной информацией  между внешними шлюзами и шлюзами  магистральной сети - протоколами  внешних шлюзов (exterior gateway protocol, EGP). Внутри магистральной сети также может использоваться любой собственный внутренний протокол IGP. Поэтому детальная топологическая информация остается внутри автономной системы, а автономную систему как единое целое для остальной части Internet представляют внешние шлюзы, которые сообщают о внутреннем составе автономной системы минимально необходимые сведения - количество IP-сетей, их адреса и внутреннее расстояние до этих сетей от данного внешнего шлюза. При инициализации внешний шлюз узнает уникальный идентификатор обслуживаемой им автономной системы, а также таблицу достижимости (reachability table), которая позволяет ему взаимодействовать с другими внешними шлюзами через магистральную сеть.

         Затем внешний шлюз начинает взаимодействовать по протоколу EGP с другими внешними шлюзами и обмениваться с ними маршрутной информацией, состав которой описан выше. В результате, при отправке пакета из одной автономной системы в другую, внешний шлюз данной системы на основании маршрутной информации, полученной от всех внешних шлюзов, с которыми он общается по протоколу EGP, выбирает наиболее подходящий внешний шлюз и отправляет ему пакет.

В протоколе EGP определены три основные функции:

• установление соседских отношений,
• подтверждение достижимости соседа,
• обновление маршрутной информации.

Так как каждая автономная система работает под  контролем своего административного  штата, то перед началом обмена маршрутной информацией внешние шлюзы должны согласиться на такой обмен. Сначала  один из шлюзов посылает запрос на установление соседских отношений (acquisition request) другому  шлюзу. Если тот согласен на это, то он отвечает сообщением подтверждение  установления соседских отношений (acquisition confirm), а если нет - то сообщением отказ от установления соседских  отношений (acquisition refuse), которое содержит также причину отказа. После установления соседских отношений шлюзы начинают периодически проверять состояние  достижимости друг друга.. Обмен маршрутной информацией начинается с посылки  одним из шлюзов другому сообщения  запрос данных (poll request) о номерах  сетей, обслуживаемых другим шлюзом и расстояниях до них от него. Ответом на это сообщение служит сообщение обновленная маршрутная информация (routing update). Если же запрос оказался некорректным, то в ответ на него отсылается сообщение об ошибке. Все  сообщения протокола EGP передаются в поле данных IP-пакетов. Сообщения EGP имеют заголовок фиксированного формата (рисунок  6). 

    Сообщение об обновленной маршрутной информации содержит список адресов сетей, которые  достижимы в данной автономной системе. Этот список упорядочен по внутренним шлюзам, которые подключены к исходной сети и через которые достижимы  данные сети, а для каждого шлюза  он упорядочен по расстоянию до каждой достижимой сети от исходной сети, а  не от данного внутреннего шлюза. Для примера, приведенного на рисунке  6 внешний шлюз R2 в своем сообщении указывает, что сеть 4 достижима с помощью шлюза R3 и расстояние ее равно 2, а сеть 2 достижима через шлюз R2 и ее расстояние равно 1 (а не 0, как если бы шлюз измерял ее расстояние от себя, как в протоколе RIP). Протокол EGP имеет достаточно много ограничений, связанных с тем, что он рассматривает магистральную сеть как одну неделимую магистраль. 

Рис.6 Формат сообщения протокола EGP

    Сообщение об обновленной маршрутной информации содержит список адресов сетей, которые  достижимы в данной автономной системе. Этот список упорядочен по внутренним шлюзам, которые подключены к исходной сети и через которые достижимы  данные сети, а для каждого шлюза  он упорядочен по расстоянию до каждой достижимой сети от исходной сети, а  не от данного внутреннего шлюза. Для примера, приведенного на рисунке  6 внешний шлюз R2 в своем сообщении указывает, что сеть 4 достижима с помощью шлюза R3 и расстояние ее равно 2, а сеть 2 достижима через шлюз R2 и ее расстояние равно 1 (а не 0, как если бы шлюз измерял ее расстояние от себя, как в протоколе RIP).

    2.5  Электронная почта

       Система обмена сообщениями является одним из самых доступных и востребованных средств общения в Интернете и в локальных сетях.

 Суть  работы почтовой системы состоит  в следующем:

• открываете окно почтового приложения;
• выбираете режим «Написать письмо»;
• набираете текст письма;
• указываете адрес получателя;
• указываете тему письма;
• выбираете команду «Отправить немедленно», т.е. помещаете в почтовый ящик, находящийся на почтовом сервере;
• из почтового ящика письмо забирается почтовой службой и доставляется в почтовый ящик адресата.

 Обмен сообщениями осуществляется за счет взаимодействие двух программ – почтового  сервера и почтового клиента. Программное обеспечение - почтовый сервер, устанавливается, например, у  провайдера, для получения почты  по сети Интернет, или в локальной  сети компании для обмена сообщениями  между сотрудниками. Почтовые клиенты – это прикладные программы (например, Outlook Express, Microsoft Outlook, The Bat), которые устанавливаются на компьютерах пользователей, которые отправляют или принимают почту. Для работы с электронной почтой можно использовать как почтовые клиенты, так и почтовые веб – интерфейсы, которые располагаются на почтовых веб - сервера По функциональности веб – интерфейс максимально приближен к почтовым программам. Почтовые системы на основе WWW позволяют обрабатывать почтовые сообщения в Интернете помощью обычного браузера, а не почтовой программы. в интернете Internet Message Access ProtocoI (lMAP4 - последняя версия).

   Заключение

        В  реферате   рассмотрены   сравнительные   характеристики, достоинства  и  недостатки   наиболее   популярных   сейчас   информационных технологий: происхождение компьютерной  сети  и всю диагностику  глобальной  компьютерной  сети в целом.

      Существует  много  других  эффективных  и  полезных  технологий,  число  их увеличивается с каждым днем, поэтому, чтобы не отстать от ритма  современной жизни, нужно постоянно  быть  в  курсе  новинок  технических  средств, системного программного обеспечения и прикладных компьютерных технологий.  В основе локальных и глобальных вычислительных сетей лежит один и тот же метод - метод коммутации пакетов, глобальные сети имеют достаточно много отличий от локальных сетей. Эти отличия касаются как принципов работы (например, принципы маршрутизации почти во всех типах глобальных сетей, кроме сетей TCP/IP, основаны на предварительном образовании виртуального канала), так и терминологии. 
 
 
 
 
 

Список  литературы 

• Безручко  В.Т. «Информатика» – М.: ИД «ФОРУМ»: 2006
• Симонович С.В. «Информатика». – Санкт-Петербург – 2000 г.
• Острейковский В.А. «Информатика».- М.: Высш.шк., 2001г.
• Могилев А.В. и др. «Информатика». – Москва.: ACADEMA, 1999 г.