В отношении пакетов, пересылаемых другим портам, маршрутизато¬ры более избирательны, чем концентраторы, мосты и коммутаторы. Работая на границах ЛВС, они не передают широковещательные со¬общения за исключением некоторых специальных случаев. Маршру¬тизатор осуществляет передачу пакетов, руководствуясь не аппарат¬ным адресом в заголовке канального уровня, а адресом оконечной целевой системы в заголовке протокола сетевого уровня. Информа¬ция о смежных с маршрутизатором сетях содержится в его внутрен¬ней таблице маршрутизации. По этой таблице маршру¬тизатор определяет, куда направить очередной пакет. Если пакет предназначен для системы в одной из сетей, к которым подключен маршрутизатор, он передает пакет непосредственно этой системе. Если пакет предназначен системе в удаленной сети, маршрутизатор через одну из смежных сетей передает пакет другому маршрутизатору.
Рассмотрим в качестве примера корпоративную интерсеть, состо¬ящую из магистрали и нескольких сегментов, подключенных к ней с помощью маршрутизаторов. Компьютеры каждого сегмен¬та используют в качестве шлюза по умолчанию маршрутизатор, свя¬зывающий этот сегмент с магистралью. Все пакеты, генерируемые в локальной сети, передаются либо одной из систем этой же сети, либо шлюзу по умолчанию. Маршрутизатор-шлюз удаляет из каждого па¬кета кадр канального уровня и считывает из заголовка сетевого уров¬ня адрес оконечной целевой системы. По своей таблице маршрутизации шлюз определяет, через какой мар¬шрутизатор он может получить доступ к сети, в которой находится око¬нечная система. Адрес этого маршрутизатора указывается в качестве целевого адреса канального уровня в новом кадре, который шлюз созда¬ет для пакета с помощью протокола канального уровня магистрали. Затем пакет достигает следующего маршрутизатора, и процесс повторяется. Когда очередной маршрутизатор находит по своей таблице, что целевая система находится в сегменте, с которым он соединен, маршрутизатор созда¬ет кадр для передачи пакета непосредственно этой системе.
Если пакету на пути к конечному пункту приходится проходить через множество сетей, каждый обрабатывающий его мар¬шрутизатор называют транзитом. Маршрутизаторы часто оце-нивают эффективность маршрута по числу транзитов от исходной до целевой системы. Одна из основных функций маршрутизатора — выбор наилучшего маршрута по данным из таблицы маршрутизации.
Помимо объединения в интерсеть нескольких ЛВС в пределах од¬ного здания, маршрутизаторы способны также соединять удаленные сети.

Мост — это физическое устройство, обычно коробка с двумя порта¬ми, применяемое для связи сегментов сети. С его помощью можно объединить две ЛВС или разделить одну ЛВС на два сегмента. Мосты считывают и обрабатывают все пакеты, передаваемые по сегмен¬ту сети. Этим они отличаются от сетевых адаптеров, которые считы¬вают в каждом пакете целевой адрес и обрабатывают только пакеты, адресованные данному компьютеру. Поскольку мост функционирует на канальном уровне, он способен интерпретировать информацию в заголовке протокола канального уровня. Пакеты данных попадают в мост через один из портов, затем мост считывает в заголовке каждого пакета адрес целевой системы и решает, как обрабатывать данный пакет. Этот процесс называется фильтрацией пакетов. Если адреса компьютера-отправителя и компьютера-получателя при¬надлежат разным сегментам, мост передает пакет через второй порт. Если же адреса отправителя и получателя принадлежат одному сег¬менту, пакет игнорируется.
При передаче пакета мост получает его от компьютера одной ЛВС и отправляет его компьютеру другой ЛВС. Если передача пакета осуществляется между компьютерами одной ЛВС, мост также получает пакет, но никуда не передает его, поскольку пакету на другой стороне моста делать нечего. Применение моста сокращает трафик , проходящий по каждому из сегментов сети, примерно в два раза, так как пакеты не направляются в сегмент сети, где они не нужны.
Мосты и коллизии
Область коллизий или коллизионный домен — это сеть или часть сети, структура которой такова, что при одновре¬менной передаче данных двумя компьютерами в сети возникает кол¬лизия. Это про¬исходит потому, что концентраторы ретранслируют входящие сигна¬лы сразу после приема, без фильтрации пакетов.
С другой стороны, мост не ретранслирует сигнал в другую сеть, пока не получит пакет целиком. Поэтому даже при одновременной передаче данных двумя компьютерами по разные стороны моста кол¬лизии не возникает. Число коллизий обязательно увеличива¬ется при включении в сеть новых компьютеров. При разделении сети мостом на два коллизионных домена число коллизий и ретрансляций уменьшается, что приводит к снижению трафика и повышению про¬изводительности сети в целом.
Мосты и широковещательная передача
Широковещательное сообщение представляет собой пакет с особым адресом назначе¬ния, в соответствии с которым это сообщение читают и обрабатыва¬ют все получившие его компьютеры. Различают также узковещательные сообщения, адресованные одному компьютеру сети, и многоадресные, адресованные нескольким компьютерам.
Широковещательная передача — важная часть функционирования сети. Например, компьютеры определяют положение в ЛВС конкрет¬ной системы, передавая широковещательное сообщение с вопросом «Есть ли у какого-нибудь локального компьютера такой IP-адрес или такое NetBIOS-имя?». По ответному сообщению система-отправитель устанавливает аппаратный адрес компьютера и далее от¬правляет ему нужные пакеты уже как узковещательные сообщения.
Включение в сеть моста разбивает ее на два коллизионных доме¬на, но при этом сегменты по обе стороны моста остаются частью од¬ного и того же широковещательного домена, так как мост всегда пе¬ресылает широковещательные сообщения. Например, когда один из компьютеров сети генерирует пос¬ледовательность широковещательных сообщений, чтобы определить адрес другого компьютера в том же сегменте сети, мост передает их и во второй сегмент, хотя никакой нужды в этом нет. Однако именно принадлежность к одному широковещательному домену позволяет двум сегментам сети оставаться одной и той же ЛВС. В этом состоит отличие моста от маршрутизатора, который делит сеть на две незави¬симые ЛВС, относящиеся к разным коллизионным и широковеща-тельным доменам.

В компьютерах Apple Macintosh сетевые возможности имелись с пер¬вых же дней их существования. В стандартный комплект компьюте¬ров Macintosh в течение долгого времени включался сетевой адаптер LocalTalk, а в ОС MacOS включался собственный набор протоколов AppleTalk. Выполнять функции сервера компьютеру Macintosh позво¬ляла программа управления совместным доступом к файлам и прин¬терам AppleShare. Она позволяла, в частности, защищать ресурсы па¬ролями и следить за работой сети. Компьютеры в сети Macintosh раз¬делены на зоны — организационные единицы, облегчающие распределение сетевых ресурсов. Эти компоненты обеспечивают вы¬полнение базовых сетевых функций и позволяют объединить в сеть с общими файлами и принтерами несколько компьютеров Apple. Про¬изводительность сетей Apple невелика, и с большими нагрузками они не справляются.
С течением времени Apple по примеру всей компьютерной индус¬трии отошла от собственных разработок, отдав предпочтение при¬знанным стандартам. На компьютерах Macintosh теперь можно уста¬навливать адаптеры сетевого интерфейса Ethernet или Token Ring, использующие протоколы канального уровня EtherTalk и Token Talk, соответственно. Кроме того, Apple прекратила разработку протоко¬лов AppleTalk и в своих сетевых продуктах, например, Apple Open Transport и AppleShare IP, для выполнения транспортных функций использует TCP/IP. Всеобщее стремление подключиться к Интерне¬ту привело к тому, что набором протоколов по умолчанию для MacOS стал TCP/IP. В качестве серверной платформы Macintosh уступает Windows и UNIX, хотя при наличии соответствующего оборудования может показать неплохие результаты. Тем не менее в сетях Windows или UNIX компьютеры Macintosh в качестве серверов практически не используются.

Сетевая операционная система UNIX разработана в 70-х гг. В отличие от Windows, NetWare, UNIX не является продуктом какой-либо одной компании. В течение последних десятилетий над UNIX работало мно¬жество команд, в результате чего на свет появилось множество вер¬сий этой ОС.
• UNIX System V — потомок самой первой версии UNIX, разрабо¬танной фирмой AT&T. Сегодня UNIX System V является собственностью корпорации Santa Cruz Operation или сокращенно SCO.
• BSD UNIX — один из первых вари¬антов UNIX, разработанных независимо от AT&T, и неизменно один из самых популярных. Самые распространенные сегодня версии — FreeBSD, OpenBSD и NetBSD. Эти системы и их исход¬ные коды доступны для загрузки из Интернета.
• Sun Solaris — одна из самых популярных и удобных в работе ком¬мерческих версий UNIX, продаваемая компанией Sun Microsys¬tems. В Solaris включен один из лучших графических интерфейсов для UNIX.
• Linux — основана на UNIX, но стала в последние годы самостоя¬тельной субкультурой со множеством различных версий, как ком¬мерческих, так и бесплатных.
В отличие от NetWare и Windows NT/2000, работающих только на компью¬терах с процессорами Intel и Alpha, различные версии UNIX работают на компьюте¬рах с самыми разнообразными процессорами, в том числе Intel, Alpha, SPARC корпорации Sun Microsystems и др.
Все ОС UNIX основаны на протоколах TCP/IP, но, несмотря на определенное сходство; по своим возможностям они сильно различа¬ются. Это связано с разнообразными дополнительными программа¬ми, входящими в состав ОС, а также с коммерческой (или некоммер¬ческой) природой различных продуктов.
Основу некоммерческой стороны развития UNIX составляет пуб¬ликация многими разработчиками исходных кодов ОС. Пользовате¬ли, знакомые с программированием, могут отредактировать эти коды в соответствии со своими нуждами и опубликовать измененный ва¬риант. Эта практика составляет полную противоположность полити¬ке таких компаний, как Microsoft и Novell, которые ревностно охра¬няют исходные коды своих ОС.
Подобно Windows NT и 2000, системы UNIX могут функционировать в качестве как сервера, так и клиента. В UNIX есть программы, удовлетво¬ряющие потребности пользователей ЛВС в совместном использова¬нии файлов и принтеров, но пользоваться ими не в пример сложнее, чем аналогичными служ¬бами Windows NT\2000 и NetWare. Если силу NetWare со¬ставляют ее файловые и принтерные службы, то UNIX не знает себе равных в качестве сервера сетевых приложений.
В ОС UNIX используется одноранговая сетевая модель. Они ос¬нованы на небольшом ядре, которое дополняется такими процесса¬ми, как, например, приложения и службы. Некоторые службы, обеспечивающие работу UNIX в сети, имеются практически во всех вер¬сиях UNIX.

Novell NetWare — первая коммерчески успешная сетевая ОС. В наши дни в тени Windows NT и 2000 ее популярность несколько поблекла, тем не менее она продолжает оставаться вполне жизнеспособной се¬тевой платформой. NetWare — система со строгим разделением кли¬ентов и серверов. Сервер NetWare нельзя использовать для доступа к общим ресурсам на дру¬гих компьютерах или запускать на нем клиентские приложения. Опе¬рационная система NetWare выполняет только серверные функции. Клиенты NetWare способны связываться с серверами, но не друг с другом. Например, чтобы передать файл с одной рабочей стан¬ции на другую, Вам придется скопировать его на сервер, а потом пе¬реписать на другую рабочую станцию
Две основные версии NetWare — 3.2 и 5.1. В версии 3.2 инфор¬мация об учетных записях пользователей хранится в регистрационной базе данных. Вместе с версией NetWare 4.0 на смену регистрационной базе данных пришла служба NDS. Версия 5.1 выросла из версии 4.0 и основана на DNS.
Сетевая ОС NetWare изначально проектировалась, в основном, для предоставления общего доступа к файлам и принтерам. В качестве сер¬вера приложений NetWare значительно уступает как Windows, так и Unix, поэтому на сегодняшний день приложения для NetWare прак¬тически не разрабатываются.
«Изюминка» NetWare — служба NDS — представляет собой полноценную службу каталога.
Поскольку приложения для рабочих станций на серверах NetWare не выполняются, на них используется относительно простой тексто¬вый интерфейс. В графическом интерфейсе на сервере не-обходимости нет. В результате компьютер меньше ресурсов тратит на обеспечение работы дисплея, и больше — на вы¬полнение функций сервера.
Подобно Windows NT и 2000, NetWare имеет собственную файло¬вую систему, позволяющую осуществлять тонкую настройку доступа к ресурсам сервера. В зависимости от используемой версии NetWare, можно управлять доступом на основе учетных записей из регистра¬ционной базы данных или на основе объектов NDS. Файловая систе¬ма NetWare состоит из томов, которые создаются на дисках сервера
Протоколы NetWare
Когда начиналось создание NetWare, объединени¬ем компьютеров в сеть разные компании занимались самостоятель¬но, и о совместимости их продуктов никто особо не заботился. По¬этому Novell разработала собственный набор сетевых протоколов, названный впоследствии IPX.

Файловая система – это способ организации данных на носителях информации. Файловая система определяет, где и каким образом на носителе будут записаны файлы, и предоставляет операционной системе доступ к этим файлам.
К современным файловым системам предъявляют дополнительные требования: возможность шифрования файлов, разграничение доступа для файлов, дополнительные атрибуты. Обычно файловая система записана в начале жесткого диска.
Для жестких дисков в ПК в данный момент наиболее распространены две файловые системы: FAT или NTFS. Сначала появилась FAT (FAT16), затем FAT32, а потом NTFS.
Структура FAT была разработана Биллом Гейтсом и Марком МакДональдом в 1977 году. Использовалась в качестве основной файловой системы в операционных системах DOS и Microsoft Windows.
Существует четыре версии FAT — FAT12, FAT16, FAT32 и exFAT. Они отличаются количеством бит, отведённых для хранения номера кластера.
FAT12 применяется в основном для дискет, FAT16 — для дисков малого объёма, а новая exFAT преимущественно для флэш-накопителей. Максимальный размер кластера, который поддерживается в FAT, составляет 64Кб.
FAT16 . Индекс 16 в названии показывает, что для номера кластера используется 16 бит. Вследствие этого максимальный объем раздела диска, который может поддерживать эта система, равен 4Гб. Позже, с развитием технологий и появлением дисков объемом более 4Гб, появилась файловая система FAT32. Она использует 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 ограничена в размере тома в 128Гб. Также эта система может поддерживать длинные имена файлов.
NTFS — стандартная файловая система для семейства операционных систем Microsoft Windows NT.
Основные особенности NTFS: встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей, а также назначать квоты, использование системы журналирования для повышения надёжности файловой системы.
Спецификации файловой системы являются закрытыми. Обычно размер кластера равен 4Кб.
Все файловые системы построены на принципе: один кластер – один файл. Т.е. один кластер хранит данные только одного файла.
Основное отличие для обычного пользователя между этими системами – размер кластера. Переход от FAT32 к NTFS позволяет более оптимально использовать жесткий диск при наличии большого количества мелких файлов в системе.
Также, если пользователей на ПК несколько, NTFS позволяет настроить доступ к файлам таким образом, чтобы разные пользователи не могли читать и изменять файлы других пользователей.

Концентраторы, применяемые в большинстве сетей Ethernet, пред¬ставляют собой устройства исключительно физического уровня. Они имеют дело с сигналами, присущими данной сетевой среде, но «не понимают» смысла этих сиг¬налов. Такие концентраторы стоят относительно недорого. Однако имеются и «толковые» концентраторы Ethernet, которые относятся к обработке данных «более вдумчиво».
В некоторых концентраторах предусмотрен сервис, называемый промежуточным хранением данных. Суть этого сер¬виса в том, что в концентраторе есть буферы для временного разме¬щения пакетов, которые затем будут ретранслированы через опреде¬ленные порты.
Некоторые «интеллектуальные» концентраторы обладают также управляющими функциями, которые позволяют им следить за работой своих портов.
Соединение концентраторов
Можно построить простую локальную сеть Ethernet, подключив не¬сколько компьютеров к одному концентратору. В больших сетях взаимосвязанных концентраторов вели¬кое множество. Почти у всех концентраторов Ethernet, которые сей¬час продаются, есть дополнительный каскадирующий порт, используемый для подключения не к компьютеру, а к другому концентратору. От других портов концентратора каскадирующий порт отличается разводкой проводов.
Как уже говорилось, в кабеле UTP четыре пары про¬водов, причем каждая пара состоит из сигнального провода и «зем¬ли». Компьютер передает данные по одной паре и получает их по дру¬гой. В большинстве случаев еще две пары проводов остаются без ра¬боты. Для нормальной связи двух компьютеров передающая пара од¬ной системы должна подключаться к принимающей паре другой сис¬темы. За очень редким исключением провода в кабеле UTP, подклю¬ченном к хабу, соединяются напрямую, т. е. каждый из восьми кон¬тактов разъема на одном конце кабеля соединен проводом с анало¬гичным контактом разъема на другом его конце. Если таким кабелем соединить два компьютера, передающие контакты окажутся подклю¬ченными к передающим контактам, принимающие — к принимаю¬щим, и связь будет невозможна.
Еще одна функция концентратора — кроссировка, или перекрест¬ное подключение, передающих и принимающих кон¬тактов в каждом соединении между двумя компьютерами. Перекрест¬ное подключение не поддерживает только каскадирующий порт. Ког¬да два концентратора соединены через каскадирующий и обычный порт, на пути от компьютера, подключенного к одному концентрато¬ру, до компьютера, подключенного к другому концентратору, прово¬да перекрещиваются лишь однажды. Если концентраторы соединены через обычные порты, в подобной ситуации провода перекрестятся дважды, что аналогично отсутствию кроссировки. По тем же причинам не следует соединять каскадирующий порт одного концентрато¬ра с каскадирующим портом другого.

Адаптер сетевого интерфейса, или плата сетевого интерфейса, устанавливаемая в слот расширения, обес¬печивает связь между компьютером и сетью. Адаптер должен быть установлен на каждом компьютере сети. На некоторых компьютерах сетевой адаптер встроен в материнскую пла¬ту, но чаще он изготавливается в виде платы расширения, подключа¬емой к шине ISA, PCI или PC Card. В большинстве случаев подключение к сети осуществляется через гнездо для кабеля или с помощью беспроводного трансмиттера.
Сетевой адаптер и его драйвер ответственны за выполнение боль¬шинства функций протоколов канального и физического уровней. Платы для разных протоколов не взаимо¬заменяемы. Нужно убедиться, что выбранная сетевая плата поддерживает именно тот вариант протокола канального уровня, который Вам ну¬жен. Кроме того, плата должна предназначаться для определенного типа шины расширения и иметь разъем для кабеля, используемого в Вашей сете¬вой среде.У некоторых сетевых плат имеется несколько разъемов, что по¬зволяет подключать их к различным сетевым средам.
Адаптеры сетевого интерфейса применяются не только для подключения компьютера к стандартной клиент-серверной ЛВС. Некоторые из них используются для подключения компьютеров и дру¬гих устройств к специализированным сетям SAN, предназначенным для обмена данными между серверами и вне¬шними накопителями.
Назначение сетевого адаптера
Сетевые адаптеры выполняют различные функции, необходимые для связи между компьютером и сетью.
• Инкапсуляция данных.
• Кодирование и декодирование сигнала. Сетевой адаптер кодирует информацию на физическом уровне, преобразуя двоичные дан¬ные, сгенерированные на сетевом уровне и инкапсулированные в кадр, в электрические заряды, световые импульсы или другие сиг¬налы, а также преобразует принятые сигналы в двоичные данные для дальнейшего исполь¬зования на вышележащих уровнях.
• Передача и прием данных. Основная функция сетевого адаптера — генерация и передача по сети сигналов соответствующего типа, а также прием входящих сигналов. В обычной ЛВС пе¬редаваемые пакеты попадают на все компьютеры без исключения. Сетевой адаптер проверяет целевой адрес канального уровня у каждого пакета, чтобы найти среди них предназначенные для дан-ного компьютера. Если пакет достиг своей цели, сетевой адаптер направляет его для обработки следующим уровням стека протоко¬лов. В противном случае пакет игнорируется.
• Буферизация данных. Сетевые адаптеры передают и получают дан¬ные по кадру за раз. Поэтому адаптеру необходим буфер для вре¬менного хранения данных, прибывающих от компьютера или из сети в то время, когда адаптер занят формированием кадра и его подготовкой к обработке.
• Последовательное/параллельное преобразование. Обмен данными между компьютером и сетевым адаптером, как правило, осущест¬вляется параллельно. С другой стороны, передача информации по сети осуществляется последо¬вательно. Сетевой адаптер отвечает за преобразование этих типов передачи.
• Управление доступом к сетевой среде. Сетевой адаптер реализует механизм MAC, необходимый протоколу канального уровня для управления доступом к сетевой среде. Характер управления зави¬сит от используемого протокола.

Существует три основных типа кабелей для локальных сетей: коакси¬альный, витая пара и оптоволоконный. Коаксиальный кабель и ви¬тая пара имеют медную основу, а в оптоволоконном кабеле применя¬ются стеклянные или пластиковые проводники.
Оптоволоконный кабель
Оптоволоконный кабель — сетевая среда совершенно иного типа, чем витая пара или коаксиальный кабель. Вместо тради¬ционных электрических зарядов, двигающихся по медному проводу, в оптоволоконном кабеле сигнал передается посредством световых импульсов, распространяющихся по стеклянной или пластиковой трубке. Оптоволоконный кабель абсолютно устойчив к электромаг¬нитным помехам. Кроме того, в оптоволоконном кабеле сигнал зату¬хает гораздо медленнее, чем в медном. Затухание — это ослабление сигнала при его перемещении по кабелю. Чем длиннее кабель, тем слабее получаемый сигнал. В кабелях на медной основе сигнал «сходит на нет» при протяженности кабеля до 100-500 метров (в зависимости от типа кабеля). В некоторых оптоволоконных кабе¬лях сигнал без особых потерь способен распространяться на расстоя¬ния до 120 км. Также оптово¬локонный кабель существенно безопаснее медного, т. к. к нему не¬возможно подключиться, не нарушив его целостности.
Оптоволоконный кабель состоит из стеклянной или пла¬стиковой жилы, по которой переносятся световые импульсы. Она окружена отражательным слоем, который называется плакировкой. Плакировка окружена пластиковой прокладкой, защитным покрытием из кевларового волокна и внешней оболочкой.
Существует два основных типа оптоволоконного кабеля: одноре¬жимный и многорежимный. Они отличаются толщиной жилы и плакировки, а также размерами. Диаметр типич¬ного однорежимного оптоволоконного кабеля равен 8,3 микрон, а толщина жилы с плакировкой — 125 микрон. Обычно такой кабель называют однорежимным оптоволокном 8,3/125. Многорежимное оптоволокно, как правило, характеризуется соотношением 62,5/125.
В однорежимном оптоволоконном кабеле в качестве источника света используется лазер, в результате дальность передачи сигнала практически не ограничена. Поэтому однорежимный оптоволокон¬ный кабель чаще прокладывают вне помещений, например, в теле¬фонных сетях или сетях кабельного телевидения. Для локальных се¬тей кабель этого типа подходит меньше: он очень дорог и имеет более высокий радиус изгиба, чем многорежимный, а значит, его нельзя проложить достаточно компактно. В многорежимном оптоволокон¬ном кабеле в качестве источника света используется светодиод, излу¬чающий более обширный набор частот. Многорежимный оптоволо-конный кабель не может покрывать такие же большие расстояния, как однорежимный, но он лучше огибает углы и стоит намного де¬шевле. С оптоволоконными кабелями используются разъемы двух типов — ST и SC.
Монтаж оптоволоконного кабеля сильно отличается от проклад¬ки любого медного кабеля и подчиняется другим правилам и руко¬водствам. Требуются совершенно другие инструменты и приборы. Вообще говоря, оптоволоконный кабель во всех отношениях намно¬го дороже витой пары или коаксиального кабеля, хотя в последние годы цены на него и упали.

Существует три основных типа кабелей для локальных сетей: коакси¬альный, витая пара и оптоволоконный. Коаксиальный кабель и ви¬тая пара имеют медную основу, а в оптоволоконном кабеле применя¬ются стеклянные или пластиковые проводники.
Витая пара
На сегодняшний день самый популярный тип сетевой среды — ка¬бель «витая пара» в топологии «звезда». Чаще в ЛВС при¬меняют неэкранированную витую пару (UTP), но существует также и экранированная витая пара (STP) для использования в условиях сильных электромагнитных по¬мех. Неэкранированная витая пара состоит из восьми проводов. Каж¬дый провод изолирован отдельно; все восемь проводов собраны в че¬тыре свитые пары. Завивка проводов предотвращает перекрестные помехи, наводимые соседними парами и внешними источниками. Все четыре пары помещены в общую оболочку. С кабелями типа «витая пара» используются разъемы RJ45, те же, что и у стандартных телефонных кабелей, только с восемью контактами вместо четырех или шести.
Витая пара вытеснила коаксиальный кабель из мира ЛВС благодаря нескольким явным преимуществам. Во-первых, кабель «ви¬тая пара» состоит из восьми отдельных проводов, что делает его гиб¬че коаксиального и, соответственно, облегчает его укладку. Во-вто¬рых, к прокладке кабелей для ЛВС можно смело привлекать тысячи готовых квалифицированных монтажников телефонных кабелей.
Классификация кабеля типа «неэкранированная витая пара»
Кабели UTP разделяются на несколько классов оп¬ределенных в стандарте EIA/TIA .Наиболее важны из них категории 3 и 5. Кабель категории 3 изна¬чально предназначался для телефонных сетей, но со временем стал использоваться и в сетях Ethernet. Его вполне достаточно для сетей со скоростью передачи 10 Мбит/сек, но для «быстрого» Et¬hernet такой кабель обычно не используется.
В большинстве сетей Ethernet используются только две из четырех пар проводов в кабеле UTP: одна для приема данных и вторая для их передачи. Это не означает, что оставшиеся две пары можно использо¬вать, например, для передачи телефонного сигнала. Присутствие сиг¬нала в свободных парах с большой вероятностью приведет к возраста¬нию уровня перекрестных помех в кабеле и к потере данных.
Таблица 1. Стандарты EIA/TIA для кабелей типа «неэкранированная витая пара»
Категория Стандарт
Категория 1 Только для телефонных сетей
Категория 2 Для телефонных сетей, а также для связи терминалов с мэйнфреймами IBM
Категория 3 Для телефонных сетей, сетей Ethernet со скоростью пе¬редачи 10 Мбит/сек, Token Ring со скоростью передачи 4 Мбит/сек, 100BaseT4 Fast Ethernet и 100VG AnyLAN
Категория 4 Для сетей Token Ring со скоростью передачи 16 Мбит/сек
Категория 5 Для сетей 100BaseTX Fast Ethernet, SONet и ОС-3 ATM
Категория 5е Для протоколов Gigabit Ethernet (со скоростью передачи 1000 Мбит/сек)
Классификация кабеля типа «экранированная витая пара»
Конструкция кабеля STP схожа с конструкцией UTP, не считая того, что в нем только две пары проводов, каждая из которых дополнитель¬но обмотана фольгой или оплеткой. Дополнительная защитная обо¬лочка делает использование кабеля STP более предпочтительным при наличии сильных электромагнитных помех, часто возникающих вбли¬зи электрического оборудования. Стандарты кабелей STP разработа¬ны IBM — создателем протокола Token Ring, для которого изначаль¬но предназначались кабели этого типа.

Существует три основных типа кабелей для локальных сетей: коакси¬альный, витая пара и оптоволоконный. Коаксиальный кабель и ви¬тая пара имеют медную основу, а в оптоволоконном кабеле применя¬ются стеклянные или пластиковые проводники.
Коаксиальный кабель
Коаксиальный, кабель называется так потому, что два проводника в нем, в отличие от других двужильных кабелей, находятся один внутри другого. В центре кабеля находится медная жила или пучок свитых медных проводов, по которым факти¬чески проходит электрический сигнал. Центральную жилу окружает слой изолирующего материала, который в свою очередь окружен вторым проводником, обычно оплеткой из медных проводов. Второй проводник играет роль заземления. Оба проводника заключены в обо¬лочку из ПВХ или тефлона.
Внешняя изоляция электрических кабелей изготавлива¬ется из различных материалов. Конкретный вид изоляции нужно вы¬бирать, исходя из принятых правил эксплуатации зданий и расположе¬ния кабелей на данном участке сети. Оболочка кабеля, проложенного по вентиляционному каналу, должна состоять из материала, не выде¬ляющего при горении ядовитых веществ. Стоит такой кабель дороже и прокладывать его сложнее. Но пренебрегать этим правилом нельзя.
Коаксиальные кабели для локальных сетей бывают двух типов:
RG8 («толстый» Ethernet) и RG58 («тонкий» Ethernet). По устрой¬ству они похожи, отличаясь, главным образом, толщиной и разъемами. Кабели обоих типов используются в сетях с топологией «шина».
Из-за различий в толщине и гибкости кабели для «толстого» и «тонкого» Ethernet устанавливают по-разному. Кабель RG8 обычно прокладывается по полу, а с сетевыми интерфейсами компьютеров его соединяют отдельные AUI-кабели. Кабель RG58 более гибок, по¬этому его можно подводить к каждому компьютеру, подключая к се¬тевому интерфейсу с помощью BNC-разъема.
Примечание «Толстый» и «тонкий» Ethernet называют также 10Base5 и 10Base2 соответственно. Эти аббревиатуры означают, что скорость передачи в соответствующих сетях составляет 10 Мбит/сек (узкопо¬лосная передача), причем длина сегмента кабеля не должна превышать 500 и 200 метров.
У коаксиального кабеля множество применений, главным обра¬зом, в сетях кабельного телевидения, но в локальных сетях его попу¬лярность падает. Связано это как с низкой отказоустойчивостью то¬пологии «шина», так и с размером и относительной жесткостью кабе¬лей, из-за которой их сложно прокладывать и обслуживать.

Еще одним популярным способом классификации сетей является их классифика¬ция по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действу¬ет сеть. Различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети.
Сети отделов
Сети отделов — это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Эти сотрудники решают некоторые общие задачи, например, ведут бухгалтерский учет или занимаются мар¬кетингом. Считается, что отдел может насчитывать до 100-150 сотрудников.
Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и не более тридцати пользователей. Сети отделов обычно не разделяются на подсети. В этих сетях локализуется большая часть трафика предприятия. Сети отделов обычно создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии — Ethernet, Token Ring. Для такой сети характерен один или, максимум, два типа операционных систем. Чаще всего — это сеть с выде¬ленным сервером, например NetWare, хотя небольшое количество пользователей делает возможным использование одноранговых сетевых ОС, таких, например, как Windows 95.
Задачи управления сетью на уровне отдела относительно просты: добавление новых пользователей, устранение простых отказов, инсталляция новых узлов и установка новых версии программного обеспечения. Такой сетью может управлять сотрудник, посвящающий обязанностям администратора только часть своего вре¬мени. Чаще всего администратор сети отдела не имеет специальной подготовки, но является тем человеком в отделе, который лучше всех разбирается в компьютерах, и само собой получается так, что он занимается администрированием сети.
Существует и другой тип сетей, близкий к сетям отделов, — сети рабочих групп. К таким сетям относят совсем небольшие сети, включающие до 10-20 компьюте¬ров. Характеристики сетей рабочих групп практически не отличаются от описан¬ных выше характеристик сетей отделов. Такие свойства, как простота сети и однородность, здесь проявляются в наибольшей степени, в то время как сети отде¬лов могут приближаться в некоторых случаях к следующему по масштабу типу сетей — сетям кампусов.
Сети кампусов
Сети кампусов используют для обозначения сетей любых предприятий и организаций. Главными особенностями сетей кампусов являются следующие. Сети этого типа объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающей пло¬щадь в несколько квадратных километров. При этом глобальные соединения в сетях кампусов не используются. Службы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к общим базам данных предприятия, доступ к общим факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. В резуль¬тате сотрудники каждого отдела предприятия получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Важной службой, предоставляемой сетями кам¬пусов, стал доступ к корпоративным базам данных независимо от того, на каких типах компьютеров они располагаются.
Именно на уровне сети кампуса возникают проблемы интеграции неоднородно¬го аппаратного и программного обеспечения. Типы компьютеров, сетевых опера¬ционных систем, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в каждом отделе. Отсюда вытекают сложности управления сетями кампусов. Администрато¬ры должны быть в этом случае более квалифицированными, а средства оператив¬ного управления сетью — более совершенными.

Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия. Сети масштаба пред¬приятия объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Они могут быть сложно связаны и по¬крывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов — сотнями, расстояния между сетя¬ми отдельных территорий могут оказаться такими, что становится необходимым использование глобальных связей. Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообраз¬ные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиокана¬лы, спутниковая связь.
Непременным атрибутом такой сложной и крупномасштабной сети является высокая степень гетерогенности. В корпора-тивной сети обязательно будут использоваться различные типы компьютеров — от мэйнфреймов до персоналок, несколько типов операционных систем и множество различных приложений. Неоднородные части корпоративной сети должны рабо¬тать как единое целое, предоставляя пользователям по возможности прозрачный доступ ко всем необходимым ресурсам.
При объединении отдельных сетей крупного предприятия, имеющего филиалы в разных городах и даже стра¬нах, в единую сеть многие количественные характеристики объединенной сети превосходят некоторый критический порог, за которым начинается новое каче¬ство. В этих условиях существующие методы и подходы к решению традиционных задач сетей меньших масштабов для корпоративных сетей оказались непригодны¬ми. Примером может служить простейшая за¬дача — ведение учетных данных о пользователях сети.
Наиболее простой способ ее решения — помещение учетных данных каждого пользователя в локальную базу учетных данных каждого компьютера, к ресурсам которого пользователь должен иметь доступ. При попытке доступа эти данные извлекаются из локальной учетной базы и на их основе доступ предоставляется или не предоставляется. Для небольшой сети, состоящей из 5-10 компьютеров и примерно такого же количества пользователей, такой способ работает очень хорошо. Но если в сети насчитывается несколько тысяч пользователей, каждому из которых нужен доступ к нескольким десяткам серверов, то, это решение не подходит. Пользователь вынужден повторять процедуру логического входа каждый раз, когда ему нужен доступ к ресурсам нового сервера. Хорошее решение этой проблемы для крупной сети — использование централизованной справочной службы, в базе дан¬ной которой хранятся учетные записи всех пользователей сети. Администратор один раз выполняет операцию занесения данных пользователя в эту базу, а пользо¬ватель один раз выполняет процедуру логического входа, причем не в отдельный сервер, а в сеть целиком. При переходе от более простого типа сетей к более сложному — от сетей отдела к корпоративной сети — сеть должна быть все более надежной и отказоустойчивой, при этом требования к ее производительности также существенно возрастают. По мере увеличения масштабов сети увеличиваются и ее функциональные возможно¬сти. По сети циркулирует все возрастающее количество данных, и сеть должна обеспечивать их безопасность и защищенность наряду с доступностью. Соедине¬ния, обеспечивающие взаимодействие, должны быть более прозрачными. При каж¬дом переходе на следующий уровень сложности компьютерное оборудование сети становится все более разнообразным, а географические расстояния увеличиваются, делая достижение целей более сложным; более проблемным и дорогостоящим ста¬новится управление такими соединениями.

• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. В локальных сетях используются качественные линии связи: коаксиаль¬ный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, которые не всегда доступны на больших расстояниях, свойственных глобальным сетям. В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокла¬дываются заново.
• Сложность методов передачи и оборудования. В глобальных сетях широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные пе¬редачи искаженных кадров. С другой стороны, качественные линии связи в локальных сетях позволили упростить процедуры передачи данных за счет при¬менения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтвержде¬ния получения пакета.
• Скорость обмена данными. Одним из главных отличий локальных сетей от гло¬бальных является наличие высокоскоростных каналов обмена данными между компьютерами, скорость которых (10,16 и 100 Мбит/с). Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных — 2400,9600,28800,33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах — до 2 Мбит/с.
• Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий на¬бор услуг — это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как глобальные сети в основном предоставляют по¬чтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями — передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предваритель¬ного просмотра их содержания.
• Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локаль¬ную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через глобальную сеть может достигать нескольких секунд.
• Разделение каналов. В локальных сетях каналы связи используются, как прави¬ло, совместно сразу несколькими узлами сети, а в глобальных сетях — индиви¬дуально.
• Использование метода коммутации пакетов. Важной особенностью локальных сетей является неравномерное распределение нагрузки. Отношение пиковой нагрузки к средней может составлять 100:1 и даже выше. Такой трафик обычно называют пульсирующим. Из-за этой особенности трафика в локальных сетях для связи узлов применяется метод коммутации пакетов, который для пульси¬рующего трафика оказывается гораздо более эффективным, чем традиционный для глобальных сетей метод коммутации каналов. Эффективность метода ком¬мутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В глобальных сетях метод коммутации паке¬тов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммута¬ции каналов, а также некоммутируемые каналы — как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.
• Масштабируемость. «Классические» локальные сети обладают плохой масшта¬бируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ под¬ключения станций и длину линии. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

Еще одной новой проблемой, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема их адресации. К адресу узла сети и схеме его назначения можно предъявить несколько требований.
• Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба.
• Схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд админис¬тратора и вероятность дублирования адресов.
• Адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения боль¬ших сетей. Эту проблему хорошо иллюстрируют международные почтовые ад¬реса, которые позволяют почтовой службе, организующей доставку писем между странами.
• Адрес должен быть удобен для пользователей сети
• Адрес должен иметь по возможности компактное представление, чтобы не пере¬гружать память коммуникационной аппаратуры — сетевых адаптеров, маршру¬тизаторов и т. п.
Наибольшее распространение получили три схемы адресации узлов.
Аппаратные адреса. Эти адреса предназначены для сети небольшого или среднего размера, поэтому они не имеют иерархической структуры. Типич¬ным представителем адреса такого типа является адрес сетевого адаптера ло¬кальной сети. Такой адрес обычно используется только аппаратурой, поэтому его стараются сделать по возможности компактным и записывают в виде двоич¬ного или шестнадцатеричного значения, например 0081005е24а8. При задании аппаратных адресов обычно не требуется выполнение ручной работы, так как они либо встраиваются в аппаратуру компанией-изготовителем, либо генериру¬ются автоматически при каждом новом запуске оборудования, причем уникаль¬ность адреса в пределах сети обеспечивает оборудование. Помимо отсутствия иерархии, использование аппаратных адресов связано еще с одним недостат¬ком — при замене аппаратуры, например, сетевого адаптера, изменяется и адрес компьютера
• Символьные адреса или имена. Эти адреса предназначены для запоминания людь¬ми и поэтому обычно несут смысловую нагрузку. Символьные адреса легко ис¬пользовать как в небольших, так и крупных сетях. Для работы в больших сетях символьное имя может иметь сложную иерархическую структуру, например ftp-archl.ucl.ac.uk. При работе в пределах сети Лондонс¬кого университета такое длинное символьное имя явно избыточно и вместо него удобно пользоваться кратким символьным именем, то есть имя ftp*-archl.
• Числовые составные адреса. Символьные имена удобны для людей, но из-за переменного формата и потенциально большой длины их передача по сети не очень экономична. Поэтому во многих случаях для работы в больших сетях в качестве адресов узлов используют числовые составные адреса фиксированного и компактного форматов.
В современных сетях для адресации узлов применяются, как правило, одновре¬менно все три приведенные выше схемы.
Проблема установления соответствия между адресами различных типов, кото¬рой занимается служба разрешения имен, может решаться как полностью центра¬лизованными, так и распределенными средствами. В случае централизованного подхода в сети выделяется один компьютер (сервер имен), в котором хранится таблица соответствия друг другу имен различных типов, например символьных имен и числовых номеров. Все остальные компьютеры обращаются к серверу имен, чтобы по символьному имени найти числовой номер компьютера, с которым необ-ходимо обменяться данными.
При другом, распределенном подходе, каждый компьютер сам решает задачу установления соответствия между именами. Например, если пользователь указал для узла назначения числовой номер, то перед началом передачи данных компью¬тер-отправитель посылает всем компьютерам сети сообщение с просьбой опознать это числовое имя. Все ком¬пьютеры, получив это сообщение, сравнивают заданный номер со своим собст¬венным. Тот компьютер, у которого обнаружилось совпадение, посылает ответ, содержащий его аппаратный адрес, после чего становится возможным отправка сообщений по локальной сети.
Распределенный подход хорош тем, что не предполагает выделения специаль¬ного компьютера, который к тому же часто требует ручного задания таблицы соот¬ветствия имен. Недостатком распределенного подхода является необходимость широковещательных сообщений — такие сообщения перегружают сеть, так как они требуют обязательной обработки всеми узлами, а не только узлом назначения. Поэтому распределенный подход используется только в небольших локальных се¬тях. В крупных сетях распространение широковещательных сообщений по всем ее сегментам становится практически нереальным, поэтому для них характерен цент¬рализованный подход.

В сетях с выделенными серверами появляется иерархия, призванная упростить управ¬ление различными функциями сети по мере увеличения ее размера. Часто подобные сети называются сетями архитектуры клиент/сервер.
В подобных сетях основная часть совместно используемых ресурсов сосредоточена на отдельных компьютерах, называемых серверами. На серверах обычно нет основных пользователей. Вместо этого они являются многопользовательскими компьютерами, пре¬доставляющими возможность совместного использования своих ресурсов клиентам сети. В результате клиенты освобождаются от нагрузки, связанной с функционированием в ка¬честве серверов для других клиентов.
Преимущества
В сетях клиент/серверной архитектуры можно поддерживать более строгую безопас¬ность, чем в одноранговых сетях. Безопасность контролируется централизованно.
Учетные записи всех пользователей и пароли централизованно управляются и сверяются перед тем, как пользователь получает доступ к запрашиваемому ресурсу. Такой подход одновременно упрощает жизнь пользователям, освобождая их от необходимости запоминать множество паролей.
Сети клиент/сервер несколькими способами способствуют увеличению производитель¬ности сетевых компьютеров. Во-первых, каждый клиент освобождается от нагрузки, свя¬занной с обработкой запросов от других клиентов. Каждый клиент в такой сети заботит¬ся только о выполнении запросов, сгенерированных его основным пользователем.
Кроме того, пользователям не нужно запоминать, где располагаются определенные ресурсы, как это было в одноранговых сетях. В сетях архитектуры клиент/сервер коли¬чество возможных мест хранения ресурсов сокращено до количества серверов в сети.
Помимо этого сети серверной архитектуры очень легко расширяются. Независимо от количества клиентов, подключенных к сети, ресурсы всегда хранятся централизованно.
"-"
Сеть на основе сервера имеет один минус: ее развертывание и эксплуатация обходится намного дороже одноранговой сети.
Область применения
Сети с серверами очень эффективны в больших организациях. Такие сети также мо¬гут быть полезными в любых обстоятельствах, требующих соблюдения более строгой бе¬зопасности или более четкого управления ресурсами. Однако небольшие организации не могут позволить себе развернуть сети архитектуры клиент/сервер из-за их высокой сто¬имости.

Одноранговая сеть предоставляет неструктурированный доступ к сетевым ресурсам. Каждое устройство в одноранговой сети может быть и клиентом, и сервером одновременно. Каждый сетевой компьютер имеет равные права со всеми остальными сетевы¬ми компьютерами — какая-либо иерархия в данном случае отсутствует.
Преимущества
•Одноранговые сети относительно легко развернуть.. Развертывание одноранговой сети требует только приобретения и инсталляции концентраторов, компьютеров с сетевыми адап¬терами, кабелей и операционной системы, которая поддерживает такой доступ к ресурсам.
• Одноранговые сети, кроме того, недорогие в эксплуатации. В них отсутствуют до-рогостоящие и сложные выделенные серверы, которые требуют специального ад¬министрирования и создания особых климатических условий. Отсутствие выделен¬ных серверов снижает расходы на их обслуживание и обучение персонала, а также дополнительные расходы на создание специально для серверов комнаты с управ¬ляемым климатом.
• Отсутствие иерархической зависимости делает одноранговую сеть более отказоус-тойчивой, чем сеть на основе сервера. Теоретически в сети архитектуры клиент/ сервер самым уязвимым компонентом является сервер. Это означает, что сбой на сервере может повлиять на работоспособность всей сети. В одноранговой сети сбой любого компьютера приводит к недоступности лишь некоторого подмноже¬ства сетевых ресурсов.
Ограничения
Для одноранговой сети характерны следующие недостатки, связанные с безопаснос¬тью:
• Пользователи вынуждены запоминать множество паролей, обычно по одному для каждого компьютера, к которому необходим доступ.
• Отсутствие централизованного хранилища ресурсов общего пользования усложняет поиск необходимой информации.
•Не все пользователи обладают одинаковой технической квалификацией. Следовательно, безопасность всей сети зависит от умений и способностей ее наименее технически образованного члена!
В одноранговой сети каждый ком¬пьютер является многопользовательским. Сле¬довательно, производительность любого компьютера заметно снижается (с точки зрения его основного пользователя) в тот момент, когда какой-либо удаленный пользователь подключается к нему и начинает использовать его ресурсы.
Файлы и другие ресурсы компьютера одноранговой сети настолько доступны, на¬сколько доступен сам этот компьютер. Другими словами, если основной пользователь компьютера вышел из офиса и выключил свой компьютер, его ресурсы становятся недо¬ступными для остальных компьютеров сети.
Еще одним, более тонким аспектом производительности является возможность расши¬рения. Одноранговая методология по своей сути нерасширяемая. Чем больше компьюте¬ров одновременно работает в одноранговой сети, тем менее управляемой становится эта сеть.
Область применения
Одноранговые сети имеют два основных применения. Во-первых, они идеально под¬ходят для маленьких организаций с ограниченным бюджетом и ограниченными потреб¬ностями в совместном использовании информации. Кроме того, рабочие группы внутри больших организаций также могут использовать эту методологию для более тесного со¬трудничества внутри группы.

IP-адрес – это уникальный числовой адрес, однозначно идентифицирующий узел, группу узлов или сеть. IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, разделенных точками – W.X.Y.Z , каждое из которых может принимать значения в диапазоне от 0 до 255, например, 213.128.193.154. Для того, чтобы компьютер мог участвовать в сетевом взаимодействии с помощью протокола, ему должен быть обязательно присвоен уникальный адрес.
Существует 5 классов IP-адресов – A, B, C, D, E.
IP-адреса первых трех классов предназначены для адресации отдельных узлов и отдельных сетей. Такие адреса состоят из двух частей – номера сети и номера узла.
Преимущества двухуровневой схемы очевидны: она позволяет, во-первых, адресовать целиком отдельные сети внутри составной сети, что необходимо для обеспечения маршрутизации, а во-вторых – присваивать узлам номера внутри одной сети независимо от других сетей.
IP-адреса разных классов отличаются разрядностью номеров сети и узла, что определяет их возможный диапазон значений.
Характеристика Класс
A B C
Номер сети W W.X W.X.Y
Номер узла X.Y.Z Y.Z Z
Возможное количество сетей 126 16 384 2 097 151
Возможное количество узлов 16 777 214 65 534 254
Особые адреса
Запись адреса сети в целом W.0.0.0 W.X.0.0 W.X.Y.0
Широковещательный адрес в сети W.255.255.255 W.X.255.255 W.X.Y.255

Схема адресации, определяемая классами A, B, и C, позволяет пересылать данные либо отдельному узлу, либо всем компьютерам отдельной сети. Однако существует сетевое программное обеспечение, которому требуется рассылать данные определенной группе узлов, необязательно входящих в одну сеть. Для того чтобы программы такого рода могли успешно функционировать, система адресации должна предусматривать так называемые групповые адреса. Для этих целей используются IP-адреса класса D.

Диапазон адресов класса E зарезервирован и в настоящее время не используется.
Двоичная форма записи IP адресов
Наряду с традиционной десятичной формой записи IP-адресов, может использоваться и двоичная форма, отражающая непосредственно способ представления адреса в памяти компьютера. Поскольку IP-адрес имеет длину 4 байта, то в двоичной форме он представляется как 32-разрядное двоичное число (т.е. последовательность из 32 нулей и единиц). Например, адрес 213.128.193.154 в двоичной форме имеет вид 11010101 1000000 11000001 10011010. Используя двоичную форму записи IP-адреса, легко определить схемы классов IP адресов:
Особые IP адреса
Протокол IP предполагает наличие адресов, которые трактуются особым образом. К ним относятся следующие:
1. Адреса, значение первого октета которых равно 127. Пакеты, направленные по такому адресу, реально не передаются в сеть, а обрабатываются программным обеспечением узла-отправителя. Таким образом, узел может направить данные самому себе. Этот подход очень удобен для тестирования сетевого программного обеспечения в условиях, когда нет возможности подключиться к сети.
2. Адрес 255.255.255.255. Пакет, в назначении которого стоит адрес 255.255.255.255, должен рассылаться всем узлам сети, в которой находится источник. Такой вид рассылки называется ограниченным широковещанием. В двоичной форме этот адрес имеет вид 11111111 11111111 11111111 11111111.
3. Адрес 0.0.0.0. Он используется в служебных целях и трактуется как адрес того узла, который сгенерировал пакет. Двоичное представление этого адреса 00000000 00000000 00000000 00000000




Использование масок для адресации

Для более гибкого определения границ между разрядами номеров сети и узла внутри IP-адреса используются так называемые маски подсети. Маска подсети – это 4-байтовое число специального вида, которое используется совместно с IP-адресом. "Специальный вид" маски подсети заключается в следующем: двоичные разряды маски, соответствующие разрядам IP-адреса, отведенным под номер сети, содержат единицы, а в разрядах, соответствующих разрядам номера узла – нули.
Маска подсети обязательно указывается при настройке программного модуля протокола IP на каждом компьютере вместе с IP-адресом

Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, разработан¬ным для сетевой операционной системы NetWare еще в начале 80-х годов. Прото¬колы сетевого и сеансового уровней IPX и SPX, которые дали название стеку, являются прямой адаптаци¬ей протоколов XNS фирмы Xerox, распространенных в гораздо меньшей степени, чем стек IPX/SPX. Популярность стека IPX/SPX непосредственно связана с опе¬рационной системой Novell NetWare, которая еще сохраняет мировое лидерство по числу установленных систем, хотя в последнее время ее популярность несколько снизилась и по темпам роста она отстает от Microsoft Windows NT.
Многие особенности стека IPX/SPX обусловлены ориентацией ранних версий ОС NetWare на работу в локальных сетях небольших размеров, состоящих из персональных компьютеров со скромными ресурсами. Понятно, что для таких компьютеров компании Novell нужны были протоколы, на реализацию которых требовалось бы минимальное количество оперативной памяти и которые бы быстро работали на процессорах небольшой вычисли¬тельной мощности. В результате протоколы стека IPX/SPX до недавнего времени хорошо работали в локальных сетях и не очень — в больших корпоративных сетях, так как они слишком перегружали медленные глобальные связи широковещатель¬ными пакетами, которые интенсивно используются несколькими протоколами этого стека. Это об¬стоятельство, а также тот факт, что стек IPX/SPX является собственностью фир¬мы Novell и на его реализацию нужно получать лицензию, долгое время ограничивали распространен¬ность его только сетями NetWare. Сейчас стек IPX/ SPX реализован не только в NetWare, но и в нескольких других популярных сете¬вых ОС, например SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

TCP

Он занимается передачей больших объёмов данных по сети с помощью IP-протокола, разделяя их по частям и вновь собирая воедино в конце маршрута. При отправке с помощью TCP/IP данные кодируются и делятся на TCP-пакеты так, чтобы потом была возможность восстановить их при распаковке в случае их повреждения. Простым примером обеспечения безопасности TCP-пакета является проверка на чётность(для чего к каждому байту добавляется ещё по одному биту) и хранение контрольной суммы в заголовке TCP-пакета. При помещении данных в TCP-конверт вычисляется контрольная сумма, которая записывается в TCP-заголовок. Если при приеме заново вычисленная сумма не совпадает с той, что указана на конверте, значит при передаче данные были утеряны или искажены, поэтому протокол требует пересылку этого пакета заново.
В большинстве случаев TCP-пакет пересылается в одной IP-дейтограмме. Но бывает, что TCP разбивает сегмент на несколько дейтограмм. Иными словами, TCP не сохраняет во время передачи границы записей, но по прибытию данные будут собраны воедино в правильной последовательности.

TCP требует от получателя подтверждения прихода данных. Он использует ожидания и повторные передачи для обеспечения надежной доставки. Отправителю разрешается передавать некоторое количество данных, не дожидаясь подтверждения приема ранее отправленных данных. Количество байт, которое можно передавать без подтверждения, называется размером окна.
Таким образом, протокол TCP обеспечивает гарантированную доставку с установлением логического соединения в виде байтовых потоков. Он освобождает прикладные процессы от необходимости использовать ожидания и повторные передачи для обеспечения надежности. Наиболее типичными прикладными процессами, использующими TCP, являются ftp и telnet. Кроме того, TCP использует система X-Windows. Однако бывают случаи, когда нам не столь нужна точность информации, сколь скорость передачи(например, при передаче мультимедийных данных). В таких случаях применяют другой протокол передачи данных.
UDP
User Datagram Protocol - протокол пользовательских дейтаграмм. Он приходит на смену TCP, когда нас не заботит точность передаваемых данных. Этот протокол реализует дейтограммный метод передачи данных. Дейтаграмма - это пакет, передаваемый через сеть независимо от других пакетов без установления логического соединения и подтверждения приема. Она сама содержит в себе все нужные данные для доставки.
В отличие от TCP, UDP не требует установки соединения и при передаче не делит свои дейтограммы на части. Схема без установления соединения привлекательна также тем, что позволяет при передаче данных от исходного источника к большому числу приемников минимизировать общий трафик. Использование точек разветвления поможет сократить исходящий от передатчика трафик для передачи данных N машинам в N раз! Таким образом мультикастинговая передача с помощью UDP более практична, чем с TCP.
На практике UDР находит применение при транслировании мультимедийных данных, а также, например, в SNMP и многих других программах.