Topologie logiczne

Topologie logiczne

Topologia logiczna opisuje metodę dostępu urządzeń sieciowych do medium transmisyjnego. Generalnie topologie logiczne są podzielone na:

  • topologie rozgłaszania;
  • topologie przekazywania żetonu (ang. token).

CSMA/CD
Dostęp do medium transmisyjnego w przypadku sieci Ethernet realizowany jest najczęściej przez protokół CSMA/CD (ang. Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection), który jest przykładem topologi rozgłoszenia. Protokół ten wykrywa, czy łącze jest dostępne, a także reaguje na występujące kolizje.

W sieci z protokołem CSMA/CD urządzenia przed nadawaniem sprawdzają , czy medium sieciowe nie jest zajęte. Jeśli węzeł wykryje, że siec jest zajęta będzie oczekiwał przez losowo wybrany czas przed ponowieniem próby. Jeśli węzeł wykryje, że medium nie jest zajęte, rozpocznie nadawanie i nasłuchiwanie. Celem nasłuchiwania jest upewnienie się, że żadna inna stacja nie nadaje w tym samym czasie. Po zakończeniu transmisji danych urządzenie powróci do trybu nasłuchiwania.

Jeśli dwa urządzenia rozpoczęły nadawanie w tym samym czasie, występuje kolizja, która jest wykrywana przez urządzenia nadawcze. Transmisja danych zostaje wówczas przerwana. Węzły zatrzymują nadawanie na losowo wybrany czas, po którym jest podejmowana kolejna próba uzyskania dostępu do medium.

Ta metoda transmisji jest wykorzystywana w sieciach Ethernet zbudowanych na bazie fizycznej topologii magistrali, gwiazdy oraz siatki.

Metoda transmisji z wykrywaniem kolizji.

Innym trybem pracy sieci w kontekście przesyłania informacji jest pełny dupleks. Polega on na tym, że dostępna szerokość pasma podzielona jest na odrębne kanały. W celu wyodrębnienia osobnego kanału można użyć poszczególnych przewodów kabla wielożyłowego. W sieciach LAN typowy dupleks realizowany jest dzięki technologii przełączania. Dzięki niemu urządzenia sieciowe mogą jednocześnie dane wysyłać i je odbierać. Omawiając metody rywalizacji dostępu wymienić należy dwie główne:

  • z wykrywaniem kolizji (CSMA/CD [info] – Carier Sense Multiple Access/Collision Detection)
  • z unikaniem kolizji (CSMA/CA [info] - Carier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

Sieciową transmisję z wykrywaniem kolizji przedstawić można w uproszczeniu wg. poniższego schematu blokowego.

Stacja sprawdza czy ktoś już nadaje. Jeśli tak, czeka aż skończy. Stacja zaczyna nadawać cały czas sprawdzając czy ktoś inny nie nadaje jednocześnie z nią. Jeśli nie, to może nadawać dalej. W przypadku gdy ktoś nadawał (wykryto kolizję), przerywa nadawanie i odczekuje losowy odcinek czasu. Potem zaczyna nadawać od początku.

TOKEN

Dostęp do medium transmisyjnego jest zrealizowany przez przekazywanie żetonu. Żeton (ang. token) dostępu jest określoną sekwencją bitów zawierających informację kontrolną. Przejęcie żetonu przez urządzenie sieciowe zezwala na rozpoczęcie transmisji danych.

Każda sieć ma tylko jeden żeton dostępu przekazywany między kolejnymi węzłami sieci. Jeśli komputer ma dane do wysłania, usuwa żeton z pierścienia i rozpoczyna transmisję.

Dane wędrują po kolejnych węzłach sieci aż trafią do adresata. Komputer odbierający wysyła do komputera nadającego komunikat o odebraniu danych. Po weryfikacji komputer wysyłający tworzy nowy żeton dostępu i wysyła go do sieci.

 

Ta metoda transmisji jest wykorzystywana m.in. w sieciach Token Ring oraz FDDI.

IPv4 – maska podsieci

Adresacja IPv4 – maska podsieci

Podział adresów na klasy wprowadzono w celu zróżnicowania wielkości sieci. Niestety podział ten powodował, że wiele adresów IP pozostawało niewykorzystanych. Organizacje otrzymywały pulę adresów całej sieci, a więc w przypadku sieci klasy A ponad 16 mln adresów IP do wykorzystania. Szybki rozwój internetu w latach 90. XX wieku i ogromna liczba przyłączanych do sieci urządzeń spowodowały konieczność wprowadzenia innego podziału na część sieci i część hosta. W celu zmiany sztywnego podziału adresu IP na część sieci i część hosta wprowadzono maskę podsieci.

DEFINICJA

Maska podsieci (ang. subnet mask), podobnie jak adres IP jest liczbą 32-bitową rozpoczynającą się określoną liczbą bitów o wartości 1, po których jest dopełniana bitami o wartości 0. Najczęściej przedstawiano ją jako cztery liczby dziesiętne oddzielone kropkami (np. 255.255.255.0). Alternatywnie maska podsieci jest zapisywana jako liczba bitów oznaczonych 1 po znaku / (np. /24).

Kolejny bit w masce podsieci określa przynależność do części sieci lub hosta kolejne­go bitu w adresie IP. Bit maski oznaczony 1 mówi, że ten bit w adresie IP należy do części sieci, bit oznaczony 0 mówi, że odpowiadający mu bit w adresie IP należy do części hosta.

Zapis maski podsieci

Adres IP: 77.213.62.82
Postać binarna: 01001101 11010101 01111110 01010010
Maska podsieci: 255.0.0.0
Postać binarna maski: 11111111 00000000 00000000 00000000

IPv4 – adres sieci i adres rozgłoszeniowy

Adresacja IPv4 – adres sieci i adres rozgłoszeniowy

Dla każdego adresu IP przypisanego do konkretnego urządzenia można określić dwa specyficzne adresy  - adres sieci i adres rozgłoszeniowy.

Adres sieci określa sieć, do której przynależy dany adres IP. Adres rozgłoszeniowy (ang. broadcast) to adres pozwalający na wysłanie informacji do wszystkich urządzeń w danej sieci.

Adresacja IPv4 – klasy adresu IP

Adresacja IPv4 – klasy adresu IP

Adresacja IP

Protokół IP jest podstawowym protokołem sieciowym, używanym zarówno w sieciach lokalnych, jak i w internecie. Znajomość sposobu adresacji ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia transmisji danych między sieciami.

Każde urządzenie podłączone do sieci działającej z wykorzystaniem protokołu IP powinno mieć niepowtarzalny identyfikator — adres IP.

Czytaj dalej

Gniazdo

Gniazdo

DEFINICJA

Transmisja w sieciach TCP/IP opiera się na dwóch elementach — adresie urządzenia i numerze portu. Taka para parametrów transmisji jest nazywana gniazdem. Adres IP odpowiada za zidentyfikowanie pojedynczego urządzenia w sieci, a numer portu oznacza, jaka aplikacja na urządzeniu docelowym ma przetwarzać przestane dane.

Numery portów są dodawane do segmentów na poziomie warstwy czwartej (przez pro­tokoły TCP i UDP). Numery portów zapewniają, że dane zostaną przetworzone przez konkretną aplikację. Na przykład podczas pobierania stron WWW zapytanie ze strony przeglądarki jest wysyłane na port 80 wybranego serwera WWW Portem nadającym jest pierwszy wolny port powyżej 1023. Dane trafiają do serwera WWW na port 80 — jest to port, za którego obsługę odpowiada serwer HTTP. Serwer WWW wysyła dane (wybraną stronę) do klienta, kierując odpowiedź na port, z którego przyszło zapytanie. Komputer odbierający na podstawie portu kieruje odebrane dane do przetworzenia przez program, który wysłał zapytanie.

Numery portów do numeru 1023 są przypisywane znanym usługom sieciowym, na przykład:

  • 21 — FTP,
  • 23 — Telnet,
  • 25 — SMTP,
  • 80 — HTTP.

Numery portów powyżej 1024 są przydzielane dynamicznie programom, które korzystają z połączeń sieciowych