Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

39. Коммутаторы с ожиданием имеют преимущество перед сквозными коммутаторами при обработке испорченных кадров. Объясните, почему

40. Как упомянуто в разделе 4.8.3, некоторые мосты могут не присутствовать в связующем дереве. Обрисуйте в общих чертах ситуацию, когда мост может не присутствовать в связующем дереве.

41. Чтобы виртуальная сеть заработала, мостам и коммутаторам нужны конфигурационные таблицы. А что если в виртуальных сетях, показанных на рис. 4.44, использовать концентраторы вместо коммутаторов? Понадобятся ли им конфигурационные таблицы? Ответ поясните.

42. На рис. 4.45 коммутатор обычного оконечного домена (справа) является ВЛВС-совмес-тимым. Можно было бы поставить здесь обычный коммутатор? Ответ поясните.

43. Напишите программу, симулирующую поведение протокола CSMA/CD в системе Ethernet с N станциями, готовыми к передаче во время передачи по каналу кадра. Программа должна выводить временные метки тех моментов, когда каждая из станций смогла успешно начать передачу своего кадра. Пусть часы изменяют свое состояние каждый такт (51,2 мкс), и обнаружение коллизии с отправкой преднамеренной помехи, сообщающей об этом, также занимает один такт. Все кадры имеют максимально допустимую длину.

Глава 5

Сетевой уровень

Сетевой уровень занимается разработкой маршрутов доставки пакетов от отправителя до получателя. Чтобы добраться до пункта назначения, пакету может потребоваться преодолеть несколько транзитных участков между маршрутизаторами. Функции, выполняемые на сетевом уровне, резко контрастируют с деятельностью канального уровня, цель которого была более скромной — просто переместить кадры с одного конца провода на другой. Таким образом, сетевой уровень оказывается самым нижним уровнем, который имеет дело с передачей данных по всему пути от одного конца до другого.

Для достижения этих целей сетевой уровень должен обладать информацией о топологии сети (то есть о множестве всех маршрутизаторов и связей) и выбирать нужный путь по этой сети, даже если она достаточно крупная. При выборе маршрутизаторов он должен также заботиться о том, чтобы нагрузка на маршрутизаторы и линии связи была, по возможности, более равномерной. Наконец, если источник и приемник находятся в различных сетях, именно сетевой уровень должен уметь решать проблемы, связанные с различиями в сетях. В данной главе мы рассмотрим все эти аспекты и проиллюстрируем их в основном на примере Интернета и его протокола сетевого уровня — IP.

5.1. Вопросы проектирования сетевого уровня

В следующих разделах мы рассмотрим некоторые вопросы, с которыми приходится сталкиваться разработчикам сетевого уровня. К этим вопросам относятся сервисы, предоставляемые транспортному уровню, и внутреннее устройство сети.

5.1.1. Метод коммутации пакетов с ожиданием

Прежде чем начать подробное рассмотрение сетевого уровня, необходимо восстановить в памяти окружение, в котором ему приходится функционировать. Оно показано на рис. 5.1. Основными компонентами сети являются устройства интернет-провайдера (маршрутизаторы, соединенные линиями связи), показанные внутри затененного овала, а также устройства, принадлежащие клиенту и показанные вне овала. Хост H1 напрямую соединен с одним из маршрутизаторов интернет-провайдера А

(как, например, домашний компьютер, подключенный к DSL-модему). Хост H2, напротив, находится в ЛВС (например, офисной сети Ethernet) с маршрутизатором F, принадлежащим клиенту, который с ним работает. Этот маршрутизатор связывается с интернет-провайдером по выделенной линии. Мы показали F вне овала, потому что он не принадлежит интернет-провайдеру. Однако в контексте данной главы мы будем считать маршрутизаторы клиента частью сети интернет-провайдера, поскольку в них применяются те же самые алгоритмы, что и в маршрутизаторах интернет-провайдеров (а основным предметом рассмотрения будут именно алгоритмы).

Рис. 5.1. Окружение, в котором функционируют протоколы сетевого уровня

Система работает следующим образом. Хост, у которого есть пакет для передачи, посылает его на ближайший маршрутизатор либо в своей ЛВС, либо по двухточечному соединению интернет-провайдеру. Там пакет хранится до тех пор, пока не будет принят целиком и не пройдет полную обработку, включая верификацию контрольной суммы. Затем он передается по цепочке маршрутизаторов, которая в итоге приводит к пункту назначения. Такой механизм называется коммутацией пакетов с ожиданием (store-and-forward), и мы уже рассматривали его в предыдущих главах.