«Сети ЭВМ и телекоммуникации»

1. 
   Виды компьютерных сетей: WAN, LAN, MAN, PAN. Их особенности.
   

WAN (Wide Area Network) - это сети объединяющие территориально сосредоточенные компьютеры.

LAN (Local Area Network) - это объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории ( обычно в радиусе 1-2 км).

MAN (Metropoliten Area Netwokk) - это сети, предназначенные для обслуживания территорий крупного города.

PAN (Personal Area Network) - это сети, предназначенные для взаимодействия устройств, принадлежащих одному владельцу на небольшом расстоянии (обычно до 10м).

2. 
   Сетевые стандарты. Организации, занимающиеся стандартизацией сетевых технологий.
   

Сетевые стандарты:

• 
  RFC - документ из серии пронумерованных информационных документов Интернета, содержащих технические спецификации и стандарты, широко применяемые во всемирной сети.
  

Организации:

• 
  Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)
  
• 
  Общество Интернета ISOC
  
  • 
    Internet Research Task Force
    
  • 
    Internet Engineering Task Force
    
• 
  Международная организация по стандартизации (ISO International Organization for Standardization)
  

3. 
   Топология сети. Виды топологий, их преимущества и недостатки.
   

Топология сети – конфигурация графа, вершинам которого соответствуют узлы и коммуникационное оборудование сети, а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.

Виды:

1) Полносвязная – это топология, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными.

Точка – точка – два компьютера соединяются между собой напрямую через коммутационное оборудование.

2) Ячеистая – каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочими станциями этой же сети (есть транзитные узлы) .

“+” – высокая отказоустойчивость

“-” – сложность настройки; переизбыточный расход кабеля


3) Кольцевая – каждый компьютер соединен линиями только с двумя другими, от одного он только получает информацию, а другому только передает.


4) Звездообразная – все компьютеры подсоединены к центральному узлу (коммутатору).

“+” – конфликты не возможны, т.к управление централизировано

“-” – масштабируемость ограничена числом портов

5) Общая шина – представляет собой общий кабель, к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.



Топологии бывают:

1. 
   Физическая топология – геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физического подключения узлов сети.
   
2. 
   Логическая топология – определяет направление потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.
   

4. 
   Элементы сети: конечные устройства, промежуточные устройства, передающие среды.
   

Конечные устройства – устройства, которые являются потребителями или источниками информациями.

Промежуточные устройства – устройства, которые обеспечивают прохождение информации по сети.

• 
  Концентратор
  
• 
  Коммутатор
  
• 
  Маршрутизатор
  
• 
  Точка беспроводного доступа
  
• 
  Модем
  
• 
  Брэкмаундер
  

Задачи:

• 
  Регенерация и передача сигнала
  
• 
  Перенаправление данных в сетях при сбоях в сети
  

Передающие среды – обеспечивает перенос информации между абонентами вычислительной сети.

• 
  Металлические провода в кабелях
  
• 
  Пластик или стекло (оптика)
  
• 
  Беспроводная передача
  

Характеристики:

• 
  Расстояние на которое может быть передан сигнал
  
• 
  Объем и скорость передачи данных
  

5. 
   Характеристики физического канала. Характеристики надежности сети.
   

Характеристики физического канала:

• 
  Предложенная нагрузка – поток данных поступающий от пользователя на вход сети.
  
• 
  Скорость передачи данных – фактическая скорость прохождения данных через сеть.
  
• 
  Пропускная способность – максимальная возможная скорость передачи данных.
  
• 
  Время доставки сообщения – среднее время с момента отправки до момента получения.
  

Характеристики надежности сети:

• 
  Готовность/Доступность – доля времени в течении которого система или служба находится в работоспособном состоянии.
  
• 
  Отказоустойчивость – способность системы скрыть от пользователя неработоспособность каких-то ее компонентов.
  

6. 
   Характеристики эффективности сети.
   

• 
  Расширяемость – возможность сравнительно простого добавления отдельных компонентов сети.
  
• 
  Масштабируемость – сеть позволяет наращивать кол-во узлов и протяженность связи в очень широких пределах без потери производительность.
  
• 
  Управляемость – возможность централизованно контролировать состояние сети, анализировать производительность и планировать развитие сети.
  
• 
  Совместимость – способность сети включать в себя самое разнообразное аппаратное и программное ПО.
  
• 
  Конвергентность – способность вычислительной сети сочетать передачу голосовой информации и данных по общему каналу.
  

7. 
   Назначение и функции модели OSI.
   

Open System Interconnection Basic Reference Model – базовая эталонная модель взаимодействия сетевых систем.

• 
  Определяет уровни взаимодействия системы в сетях с коммутацией пакетов
  
• 
  Стандартные название уровней
  
• 
  Функции, которые выполняет каждый уровень
  
• 
  НЕ содержит описаний реализации конкретного набора протоколов
  

8. 
   Уровни модели OSI, назначение, примеры протоколов.
   

• 
  Прикладной – обеспечивает взаимодействие сети и пользователя, предоставляет приложениям доступ к сетевым службам (HTTP, POP3, SMTP, FTP, BitTorrent).
  

• 
  Представления – отвечает за представление передаваемой по сети информации, не меняя ее содержания (ASCII/Unicode, SSL, Big/Little-Endian).
  

• 
  Сеансовый – отвечает за поддержание сеансов связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время (NetBIOS, PPTP, RPC).
  

• 
  Транспортный – предназначен для передачи данных с той степенью надежности, которая требуется верхним уровням (TCP, UDP).
  

• 
  Сетевой – служит для образования единой транспортной системы объединяющей несколько сетей и называемый составной сетью (IP, IPv4, IPv6, ICMP, RIP).
  

• 
  Канальный – обеспечивает взаимодействии сетей на физическом уровне и осуществляет контроль за ошибками которые могут возникнуть (Ethernet, IEEE 802.11, PPP).
  

• 
  Физический – предназначен для передачи потока данных по физическим каналам связи, осуществляет преобразование битов данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов, определяет стандарты передающего оборудования, а так же физические, электрические и механические интерфейсы (IRDA, USB, RS-232, Ethernet, IEEE 802.11, DSL, ISDN, GSM).
  

9. 
   Протокольная единица данных. Инкапсуляция. Мультиплексирование.
   

Протокольная единица данных (Protocol Data Unit, PDU) – это термин, используемый для обозначения единиц обмена данных, протоколами разных уровней.

Инкапсуляция – метод построения модульных сетевых протоколов, при котором логически независимые уровни сети абстрагируются от ниже лежащих механизмов, путем включения в более высокоуровневые объекты.

Мультиплексирование – означает, способность транспортного уровня одновременно обрабатывать несколько потоков данных.

10. 
    Стек протоколов. Стеки OSI, IPX/SPX, NetBIOS, TCP/IP.
    

Стек протоколов - иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.

Стек OSI:

Стек IPX/SPX:

Стек NetBIOS:

Стек TCP/IP:

11. 
    Клиент-серверная и одноранговая сети.
    

Клиент-серверная сеть:

• 
  Клиент – модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений и запросов к ресурсам удаленного компьютера от разных приложений.
  
• 
  Сервер – модуль, который постоянно ожидает прихода запросов от клиента и пытается его обслужить.
  

Пара клиент-сервер предоставляющая доступ к конкретному типу ресурсов называется сетевой службой.

Концепция сети в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах.

Одноранговые сети (пиринговые):

• 
  Сети, основанные на равноправии участников. Каждый компьютер является как клиентом, так и сервером.
  

12. 
    Протокол Telnet.
    

• 
  Telnet (RFC 854)
  
• 
  Режим удаленного доступа, или Режим терминального доступа.
  
• 
  Протокол Telnet работает в архитектуре клиент-сервер, и обеспечивает эмуляцию алфавитно-цифрового терминала. Операционная система сервера рассматривает сеанс Telnet как один из сеансов локального пользователя.
  
• 
  Telnet – не защищен.
  

13. 
    Система доменных имен DNS. Рекурсивная и нерекурсивная схемы. Кириллические домены.
    

Система доменных имен DNS – распределенная база данных, способная по запросы, содержащему доменное имя хоста сообщить ip-адрес или какую-то другую информацию.

Рекурсивная и не рекурсивная схемы:

• 
  При НЕ рекурсивной схеме, клиент сам выполняет итеративно последовательность запросов к каждому серверу.
  

1. 
   DNS-клиент обращается к корневому DNS-серверу с указанием полного доменного имени.
   
2. 
   DNS-сервет отвечает клиенту, указывая адрес следующего DNS-сервера, обслуживающего домена верхнего уровня, заданный в следующей старшей части запрошенного имени.
   
3. 
   DNS-клиент делает запрос следующего DNS-сервера, который отсылает его к DNS-серверу нужного поддомена и тд, пока не будет найден DNS-сервер, в котором хранится соответствие запрошенного имени IP-адресу. Этот сервер дает окончательный ответ клиенту.
   

• 
  При рекурсивной схеме, клиент поручает эту работу своему DNS серверу. Чтобы не выполнять по 10 раз опросы, идет кеширование на 10 дней.
  

1. 
   DNS-клиент запрашивает локальный DNS-сервер, то есть тот сервер, обслуживающий поддомен, которому принадлежит имя клиента.
   
2. 
   Далее возможны два варианта действий:
   
   1. 
      Если локальный DNS-сервер знает ответ, то он сразу возвращает его клиенту
      
   2. 
      Если локальный сервер не знает ответ, то он выполняет итеративные запросы к корневому серверу и тд точно так же, как это делал клиент в предыдущем варианте, а получив ответ, передает его клиенту, который все это время ждет его от своего локального DNS-сервера.
      

Кириллические домены:

• 
  Кириллические домены поддерживаются за счет использования Punycode, который был разработан для однозначного преобразования доменных имен, включающих Unicode символы, в последовательность ASCII-символов, так как в системе доменных имеет разрешены только 26 символов латинского алфавита.
  

14. 
    Типы записей DNS. Обратная зона. URL, FQDN.
    

Типы записей DNS:

• 
  А – связывает имя хоста с IP адресом.
  
• 
  CNAME – каноническое имя записи.
  
• 
  MX – указывает сервера обмена почтой для данного домена.
  
• 
  NS – указывает на DNS сервер для данного имени.
  
• 
  PTR – связывает IP адрес с его доменным именем.
  
• 
  SOA – указывает на каком сервере хранится идентификатор данного домена.
  

Обратная зона - дает возможность DNS преобразовывать адреса в имена машин.
URL (Uniform Resource Location) – определитель месторасположения ресурсов.
FQDN (Fully Qualified Domain Name) — имя домена, включающее в себя имена всех родительских доменов иерархии DNS.

15. 
    Протокол DHCP.
    

DHCP – протокол динамического конфигурирования хостов – это протокол обеспечивающий конфигурирование адресов за счет централизованного управления их распределением.

Режимы выдачи адресов:

• 
  Ручное назначение статических адресов
  
• 
  Автоматическое назначение статических адресов – в момент первого назначения DHCP сервером IP адреса устанавливается соответствие между физическим и IP адресом.
  
• 
  Автоматическое назначение IP адресов – адрес выдается клиенту на заданное время, называемое сроком аренды.
  

16. 
    Протокол HTTP.
    

HTTP – протокол прикладного уровня, предназначенный для передачи гипертекстовой информации.

Стартовая строка запроса:

• 
  Метод – операция которая должна быть выполнена.
  
  • 
    GET
    
  • 
    POST
    
  • 
    HEAD – аналогичнен GET, но возвращается не файл, а информация о нем
    
• 
  URL-ссылка.
  
• 
  Версия протокола.
  

Пример: GET /wiki/страница HTTP/1.1
Стартовая строка ответа:

• 
  Версия протокола HTTP
  
• 
  Код состояния:
  
  • 
    1хх – информация о процессе передачи
    
  • 
    2хх – операция и обработка прошла успешно
    
  • 
    3хх – запрос нужно проихзвести по другому адресу
    
  • 
    4хх – ошибка на стороне криента
    
  • 
    5хх – ошибка на стороне сервера
    
• 
  Поясняющая фраза.
  

17. 
    Система электронной почты. Протоколы.
    

Система электронной почты:

• 
  Электронная почта – сетевая почтовая служба – это распределенное клиент-серверное приложение, главное функцией которого является обмен электронными сообщениями.
  
• 
  Почтовый клиент - программа, предоставляющая услуги по подготовке электронных сообщений, а так же для взаимодействия с серверной частью почтовой службы.
  
• 
  Электронное сообщение – информационная структура, состоящая из заголовка, содержащая вспомогательную информацию для почтовой службы и тело сообщения, предназначенное для адресата.
  

Протоколы:

• 
  POP3 – извлекает всю почту с сервера
  
• 
  IMAP – позволяет работать с почтой удаленно
  
• 
  SMTP – осуществляет отправку почты
  

18. 
    Методы борьбы со спамом.
    

• 
  Sender Policy Framework, SPF - расширение протокола отправки почты SMTP, позволяющий определить не подделан ли домен отправителя.
  
• 
  Байесовская фильтрация спама – метод для фильтрации спама, основанный на применении наивного Байесовского классификатора.
  

Суть: Составляется таблица слов с весами, слова собираются с сообщениями и помещаются в базу

• 
  DNSBL (DNS blacklist) - списки черных хостов, используемых для борьбы со спамом.
  
• 
  Серые списки (Greylisting) – способ автоматической блокировки спама, основаны на том, что поведение ПО для рассылки спама, отличается от поведения обычных серверов электронной почты.
  

Суть: При попытке отправки письма, сервер сообщает отправителю повторить отправку через пол час, спамерская программа ждать не будет.

19. 
    Транспортный уровень модели OSI. Назначение, протоколы.
    

Назначение: Транспортный уровень предназначен для передачи данных с той степенью надежности, которая требуется верхним уровням.

• 
  Мультиплексирование – передача данных, сгенерированных различными приложениями общему протокольному модулю IP для передачи в сеть.
  
• 
  Демультиплексирование – процесс распределения пакетов, поступающих от сетевого уровня между прикладными программами.
  

Протоколы: TCP(стек TCP/IP), UDP (стек TCP/IP), SPX (стек IPX/SPX)

20. 
    Сетевой порт. Виды портов.
    

Cетевой порт - параметр протокола TCP и UDP определяющий параметры пакетов данных, передаваемых на хост подсети.

Виды портов:

• 
  Общеизвестные: Well Known Ports: 0-1023.
  
• 
  Зарегистрированные: Registered Ports: 1024-49151.
  
• 
  Динамические, или частные: Dynamic/Private Ports: 49152-65535.
  

21. 
    Протокол UDP. Назначение, формат пакета. Псевдозаголовок.
    

UDP (User Datagram Protocol) - транспортный протокол, для передачи данных в сетях IP без установления соединения. UDP не гарантирует доставку пакетов.

Формат заголовка UPD.

Порт источника	Порт назначения
Длина дейтаграммы	Контрольная сумма

Псевдозаголовок

IP-адрес отправителя
IP-адрес получателя
0	17 (протокол)	Длина дейтаграммы (без псевдозаголовка)

22. 
    Протокол TCP. Назначение, формат пакета.
    

TCP - транспортный протокол, основанный на логическом соединении, что позволяет ему обеспечивать гарантированную доставку данных используя в качестве инструментов ненадежный дейтаграммный сервис протокола IP.

Порт источника		Порт назначения
Номер последовательности
Номер подтверждения
Длина заголовка	P	Флаги	Размер окна
Контрольная сумма		Указатель срочности
Опции (если необходимо)

• 
  Номер последовательности – номер первого байта данных в сегменте, определяет смещение в сегменте, относительно потока отправляемых данных.
  
• 
  Номер подтверждения – максимальный номер байта в полученном сегменте, увеличенный на единицу.
  
• 
  Флаги – однобитные поля, содержащие служебную информацию о типе данных сегмента.
  
  • 
    URG – максимально быстро принять
    
  • 
    ACK – квитанция на непринятый сегмент
    
  • 
    PSH – отправка сообщения без ожидания наполнения буффера
    
  • 
    RST – запрос на восстановление состояние соединения
    
  • 
    SYN – синхронизация при установке соединения
    
  • 
    FIN – завершение соединения
    

• 
  Окно – количество байт данных, ожидаемых отправителем данного сегмента , начиная с байта, номер которого указан в поле подтверждения номера.
  
• 
  Указатель срочности - указывает на конец данных, которые необходимо срочно принять, не смотря на переполнение буфера.
  

23. 
    Логическое соединение. Установка и завершение логического соединения.
    

Логическое соединение – устанавливается в TCP, что бы данные не дублировались, не терялись и не искажались.

• 
  Устраняет:
  

• 
  Потери
  
• 
  Искажения
  
• 
  Дублирования
  
• 
  Нарушение порядка
  

• 
  Дуплексное – передача в обоих направлениях
  

Тройное рукопожатие:

1. 
   Максимальный размер сегмента, который клиент готов принять
   
2. 
   Максимальный объем данных, который клиент разрешает другой стороне передать даже если она еще не получила квитанцию на предыдущую порцию данных (размер окна).
   
3. 
   Начальный порядковый номер байта, с которого начинается отчет потока данных.
   

24. 
    Квитирование. Метод простоя источника.
    

Идея квитирования состоит в следующем:

Для того, чтобы можно было организовать повторную передачу искаженных данных отправитель нумерует отправляемые единицы передаваемых данных - пакеты. Для каждого пакета отправитель ожидает от приемника так называемую положительную квитанцию - служебное сообщение, извещающее о том, что исходный пакет был получен и данные в нем оказались корректными. Время этого ожидания ограничено - при отправке каждого пакета передатчик запускает таймер, и если по его истечению положительная квитанция не получена, то пакет считается утерянным. В некоторых протоколах приемник, в случае получения пакета с искаженными данными, должен отправить отрицательную квитанцию - явное указание того, что данный пакет нужно передать повторно.

Метод простоя источника:

Требует что бы источник, пославший кадр, дождался от приемника квитанции о получении кадра и только после этого послал следующий кадр.